《工业通信与网络技术》试题-答案3

院系院系学号姓名授课教师…………密………………封………………线…………… 第10页（共10页） 第9页（共10页）哈尔滨工业大学2017学年春季学期A卷试题题号一二三四五六七八九十总分得分阅卷人院系院系学号姓名授课教师……………密………封………线………… 第1页（共10页）本题得分一、判断题（共10分，每小题1分）1、数字信号受时延失真影响较大。答：（√）2、NRZ编码的局限在于具有直流成分、缺乏同步能力。答：（√）3、现场总线是数字通信网络、开放互联网络、结构与功能高度集中的系统。答：（×）4、使用EIA-485标准组网，共享介质上只允许有一个驱动器处于发送状态。答：（√）5、在CAN总线中，报文标识符值大的报文优先级高。答：（×）6、传统以太网中，IEEE802.3使用一种称为二进制指数退避的0坚持算法。答：（×）7、在双绞线中将线对绞合起来是为了减轻同一根电缆内的相邻线对之间的串音干扰。答：（对）8、模拟传输使用放大器增强信号能量，同时也增强了噪声；数字传输使用转发器/中继器，消除了衰减问题，噪声也不累积。答：（对）9、在IEC61158第4版（ED4.0）中包括PROFINET、EtherCAT、EthernetPowerlink、EPA和MODBUS-RTPS等多种实时以太网，其中EtherCAT由中国提出。答：（×）10、在采用星形网络拓扑结构的网络中，一个节点发送数据其它节点都能接收。答：（×）本题得分二、单选题（共10分，每小题1分）1、网络中的计算机相同层间通信使用的是：A. 服务B. 原语C. 接口D. 协议 答：（D）2、不同频率的信号共享同一传输媒体（介质）产生的噪声称为：A. 热噪声B. 互调噪声C. 串扰D. 冲击噪声 答：（B）3、突发性差错的专有特征是：A. 孤立的差错状态B. 只改变一个比特（位）C. 连续B位中第一和最后一个位以及任意多个中间位接收不正确D. 由白噪声引起 答：（C）4、当位（比特）流完全占满整个链路时，链路上的位数量称为：A. 链路的位长度B. 线路利用率C. 传输时延D. 传播时延 答：（A）5、Modbus中单个位访问可读可写的数据类型（基本表/数据块）是：A. 离散量输入B. 线圈C. 输入寄存器D. 保持寄存器 答：（B）6、下面哪种以太网帧类型支持VLAN？A. Q标志帧B. 基础帧C. 包装帧 答：（A）7、ISO11898对CAN总线典型电平规定如下：A. 显性：VCAN–H＝VCAN–L＝2.5V，Vdiff=0V；隐性：VCAN–H＝3.5V，VCAN–L=1.5V，Vdiff=2V。B. 隐性：VCAN–H＝VCAN–L＝2.5V，Vdiff=0V；显性：VCAN–H＝3.5V，VCAN–L=1.5V，Vdiff=2V。C. 显性：VCAN–H＝1.75V，VCAN–L=3.25V，Vdiff=-1.5V；隐性：VCAN–H＝4V，VCAN–L＝1V，Vdiff=3V。D. 隐性：VCAN–H＝1.75V，VCAN–L=3.25V，Vdiff=-1.5V；显性：VCAN–H＝4V，VCAN–L＝1V，Vdiff=3V。 答：（B）8、在DeviceNet中，报文组被分为几组？A. 2B. 3C. 4D.以上都不是答：（C）9、按照EIA485的规定，当传输逻辑“0”时，在接收端，A线电位VA和B线电位VB之间需满足条件：A. ～B. C. D. ～ 答：（C）10、SJA1000报文接受过滤公式[(ID.10-ID3)≡(AC.7-AC.0)]∨(AM.7-AM.0)中的符号“≡”和“∨”分别表示：A.按位同或，按位或B.按位与，按位异或C.按位或，按位与D.按位异或，按位同或答：（A）本题得分三、简答题（共38分）1、按照国际标准IEC61158给出现场总线的定义。（本题3分）答：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。2、详细比较OSI参考模型和TCP/IP参考模型的异同。（本题8分）答：共同点：都以协议栈概念为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立。两个模型中各个层的功能也大致相似。传输层之上的各层都是传输层服务的用户，并且是面向应用的。 不同点：TCP/IP参考模型最初没有明确区分服务、接口和协议，例如，互联网层提供的真正服务只是发送IP数据包和接收IP数据包。OSI模型中的协议比TCP／IP参考模型的协议具有更好的隐藏性，在技术发生变化时能相对比较容易地替换掉；最初把协议分层的主要目的之一就是能做这样的替换。 OSI参考模型产生在协议发明之前，这意味着该模型没有偏向于任何特定的协议，因此非常通用；不利的方面是设计者在协议方面没有太多的经验，因此不知道该把哪些功能放到哪一层最好。TCP／IP却正好相反。首先出现的是协议，模型实际上是对已有协议的描述。不会出现协议不能匹配模型的情况。唯一的问题是该模型不适合于任何其它协议栈。OSI模型有7层，而TCP/IP模型只有4层。OSI模型在网络层支持无连接和面向连接的通信，但在传输层仅有面向连接的通信。TCP／IP模型在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式，给了用户选择的机会。3、给出高级数据链路控制(HDLC)中帧的6个组成部分。（本题3分）答：标志、地址、控制、信息、FCS、标志。4、列出CAN总线的4种帧类型，给出CAN技术规范2.0A中远程帧的具体组成，并指出该远程帧不计填充位时有多少位？（本题6分）5、简述千兆位以太网与百兆位以太网相比，在基本CSMA/CD机制上主要做了哪些技术改进？（本题6分）答：载波扩充：在短MAC帧的末尾附加了一组特殊符号，使每个数据块长度从10Mbps及100Mbps的最小512位时间提高到至少4096位=512字节时间，从而使发送相应帧长度所需的时间超过1Gbps下的传播时延。帧突发：允许发送方将多个待发送的（短）帧级连在一起，直至达到最大限度，一次发送出去。6、简述不坚持、1-坚持和P-坚持三种CSMA坚持退避算法。（本题6分）答：不坚持CSMA。假如介质是空闲的，则发送。假如介质是忙的，则等待一段随机时间，重复第一步。1-坚持CSMA。假如介质是空闲的，则发送。假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，立即发送。假如冲突发生，则等待一段随机时间，重复第一步。P-坚持CSMA。假如介质是空闲的，则以P的概率发送，或以（1—P）的概率延迟一个时间单位后重复处理。该时间单位等于最大的传输延迟。假如介质是忙的，继续监听直到介质空闲，重复第一步。7、比较CAN、DeviceNet、EIA-485三种总线的最大总线长度（最大传输距离）、最大网络速度（最大传输速率）和最多允许节点数。（本题6分）答：CAN：最大总线长度10km；最大网络速度1Mbps；最多允许节点数110个。DeviceNet：最大总线长度500m；最大网络速度500kbps；最多允许节点数64个。EIA-485：最大总线长度12km；最大网络速度12Mbps；最多允许节点数32个。本题得分四、分别采用曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码对二进制序列01000011进行信号编码，请画出编码后的信号波形，限定二进制序列之前的信号电平为高电平。（本题6分）本题得分五、计算题（共25分）1、给定报文D=1101101001（10位），预定位（比特）序列（预定的除数）P=101011（6位），请采用模2运算计算该报文对应的CRC帧检验序列R（5位）。（本题6分）2、已知CAN网络使用的独立CAN控制器SJA1000的晶振频率为12MHz，若总线定时寄存器BTR0=11Hex，BTR1=AAHex，则CAN网络的通信速率是多少？设CAN网络中标准格式的数据帧包含6个字节有效数据，则其最小CAN中断时间是多少？（相关表格参见附页）（本题10分）3、设Modbus总线采用RTU模式进行报文传输，每个报文帧内包含8个字节数据，报文帧的帧内两个字符（子帧）之间的时间间隔为5个位时间，报文帧的帧与帧之间的时间间隔为4个字符（子帧）时间，位速率为9600bps，求连续发送两个RTU报文帧时两次发送的起始时刻之间的时间间隔。（本题9分）本题得分六、分析下图所示停止等待ARQ（自动重传请求）的工作过程，且指出停止等待ARQ的优点和缺点。（本题5分）答：发送器A发送完一个帧之后，必须等待接收器B返回的一个确认（ACK）。接收器B的确认返回发送器之前，发送器不能发送其它的帧。当A发送完第3个帧帧0后，由于该帧丢失或损伤了，B没有返回ACK。A因超时而重传该帧。之后A发送了帧1，但是该帧的ACK0丢失。A超时并重传同一个帧。当B连续接收到两个相同的标记的帧后，它会丢弃第二个帧，但是会为每个帧返回一个ACK0。停止等待ARQ的优点是简单易行，缺点是效率低。本题得分七、在一个DeviceNe现场总线系统中，MACID值为0的主站分别与MACID值为5、8、15的从站建立了预定义主/从连接组关系，这三个从站和主站之间采用位选通数据触发方式进行数据的生产/消费。请写出主站发给从站的位选通命令报文和每一个从站的位选通响应报文对应的CID，要求同时给出CID的十六进制和二进制表达形式。（相关表格参见附页）。（本题6分）答：主站的位选通命令报文CID：0x400，100000000005号从站的位选通响应报文CID：0x385，011100001018号从站的位选通响应报文CID：0x388，0111000100015号从站的位选通响应报文CID：0x38F，01110001111附页：标识符位标识用途16进制范围1098765432100组1报文ID源MACID组1报文000-3ff01101源MACID从站的I/OCOS或周期报文01110源MACID从站的位选通响应报文01111源MACID从站的I/O轮询响应或COS/周期应答报文10MACID组2报文ID组2报文400-5ff10源MACID000主站的I/O位选通命令报文110源MACID001保留给主站使用-使用为TBD0目的MACID010主站的COS或周期应答报文10源MACID011从站的显式/未连接响应报文10目的MACID100主站的显式请求报文10目的MACID101主站的I/O轮询/COS/周期报文10目的MACID110仅限组2未连接显式请求报文（保留）