計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課后答案第二章.doc

副修計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二章作業(yè)黃思君 04353069 行政管理（人力資源管理）第二章物理層習(xí)題2-01 物理層要解決什么問題？物理層的主要特點(diǎn)是什么？答：物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計(jì)算機(jī)的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不是指連接計(jì)算機(jī)的具體的物理設(shè)備或具體的傳輸媒體?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中物理設(shè)備和傳輸媒體種類繁多，通信手段也有許多不同的方式。物理層的作用正是要盡可能地屏蔽掉這些差異，使數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異，這樣數(shù)據(jù)鏈路層只需要考慮如何完成本層的協(xié)議和服務(wù)，而不必考慮網(wǎng)絡(luò)具體的傳輸媒體是什么。物理層的重要任務(wù)是確定與傳輸媒體的接口的一些特性。習(xí)題2-02 試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構(gòu)件的作用。答：一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分：源系統(tǒng)（或發(fā)送端）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）、和目的系統(tǒng)（或接收端）。源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：源點(diǎn)：源點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。例如正文輸入到PC機(jī)，產(chǎn)生輸出的數(shù)字比特流。發(fā)送器：通常源點(diǎn)生成的數(shù)據(jù)要通過發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。例如，調(diào)制解調(diào)器將PC機(jī)輸出的數(shù)字比特流轉(zhuǎn)換成能夠在用戶的電話線上傳輸?shù)哪M信號(hào)。接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息。例如，調(diào)制解調(diào)器接收來自傳輸線路上的模擬信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字比特流。終點(diǎn)：終點(diǎn)設(shè)備從接收器獲取傳送過來的信息。習(xí)題2-03 試解釋以下名詞：數(shù)據(jù)、信號(hào)、模擬數(shù)據(jù)、模擬信號(hào)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)、單工通信、半雙工通信、全雙工通信。答：數(shù)據(jù)：是運(yùn)送信息的實(shí)體。信號(hào)：則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。模擬數(shù)據(jù)：運(yùn)送信息的模擬信號(hào)。模擬信號(hào)：連續(xù)變化的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：取值為有限的幾個(gè)離散值的信號(hào)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。單工通信：即只有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。半雙工通信：即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送（當(dāng)然也不能同時(shí)接收）。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時(shí)間再反過來。全雙工通信：即通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。習(xí)題2-04 物理層的接口有哪幾個(gè)特性？各包含什么內(nèi)容？答：（1）機(jī)械特性指明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。（2）電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。（3）功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何意。（4）規(guī)程特性說明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。習(xí)題2-06 用香農(nóng)公式計(jì)算一下：假定信道帶寬為3100Hz，最大信息傳輸速率為35kb/s，那么若想使最大信息傳輸速率增加60%。問信噪比S/N應(yīng)增大到多少倍？如果在剛才計(jì)算出的基礎(chǔ)上將信噪比S/N再增大到10倍，問最大信息傳輸速率能否再增加20%？解： 根據(jù)香農(nóng)公式，C=W2(1+S/N)b/s,可以算出在帶寬為3100Hz，傳輸速率為35kb/s時(shí)，S/N=2520；當(dāng)最大信息傳輸速率增加60%時(shí)，2(1+S/N)=18.06，S/N=273275，所以S/N增加到108.44倍。當(dāng)S/N增加到10倍時(shí)，C=3100*2(1+2732750)=3100*21.382=66283.2b/sC/C=（3100*21.382)/（3100*18.06）=1.184，因此，最大信息率增加了18.4%，不能達(dá)到20%。習(xí)題2-11基帶信號(hào)與寬帶信號(hào)的傳輸各有什么特點(diǎn)？答：基帶信號(hào)將數(shù)字1和0直接用兩種不同的電壓表示，然后送到線路上傳輸。寬帶信號(hào)是將基帶信號(hào)調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號(hào)。采用基帶信號(hào)傳輸，一條電纜只能傳輸一路數(shù)字信號(hào)，而采用寬帶信號(hào)傳輸，一條電纜中可同時(shí)傳送多路的數(shù)字信號(hào)，提高了線路的利用率。習(xí)題2-13 56kb/s的調(diào)制解調(diào)器是否已突破了香農(nóng)的信道極限傳輸速率?這種調(diào)制解調(diào)器的使用條件是怎樣的?答：56kb/s的調(diào)制解調(diào)器沒有突破了香農(nóng)的信道極限傳輸速率。這種調(diào)制解調(diào)器的使用條件是：用戶通過ISP從因特網(wǎng)上下載信息的情況下，下行信道的傳輸速率為56kb/s。（見下圖）習(xí)題2-15 試寫出下列英文縮寫的全文，并進(jìn)行簡單的解釋。FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48，DTE，DCE，EIA，ITU-T，CCITT，ISO答：FDM(frequency division multiplexing)TDM(Time Division Multiplexing)STDM(Statistic Time Division Multiplexing)WDM(Wave Division Multiplexing)DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)CDMA(Code Wave Division Multiplexing)SONET(Synchronous Optical Network)同步光纖網(wǎng)SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數(shù)字系列STM-1(Synchronous Transfer Module)第1級(jí)同步傳遞模塊OC-48(Optical Carrier)第48級(jí)光載波習(xí)題2-17 共有4個(gè)站進(jìn)行碼分多址CDMA通信。4個(gè)站的碼片序列為：A：（-1 1 1 +1 +1 1 +1 +1） B：（-1 1 +1 -1 +1 +1 +1 -1）C：（-1 +1 1 +1 +1 +1 -1 -1） D：（-1 +1 1 1 -1 1 +1 -1）現(xiàn)收到這樣的碼片序列：（-1 +1 3 +1 -1 3 +1 +1）。問哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的1還是0？答：SA=（11311311）8=1， A發(fā)送1SB=（11311311）8=1， B發(fā)送0SC=（11311311）8=0， C無發(fā)送SD=（11311311）8=1， D發(fā)送1習(xí)題2-18 假定在進(jìn)行異步通信時(shí)，發(fā)送端每發(fā)送一個(gè)字符就發(fā)送10個(gè)等寬的比特（一個(gè)起始比特，8個(gè)比特的ASCII碼字符，最后一個(gè)結(jié)束比特）。試問當(dāng)接收端的時(shí)鐘頻率和發(fā)送端的時(shí)鐘頻率相差5%時(shí)，雙方能否正常通信？解：設(shè)發(fā)送端和接收端的時(shí)鐘周期分別為X和Y。若接收端時(shí)鐘稍慢，則最后一個(gè)采樣必須發(fā)生在停止比特結(jié)束之前，即9.5Y9X。解出：因此收發(fā)雙方頻率相差5%是可以正常工作的。第13題：56kb/s的調(diào)制解調(diào)器是否已突破了香農(nóng)的信道極限傳輸速率？這種調(diào)制解調(diào)器的使用條件是怎樣的？答:56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器主要用于用戶與ISP的通信，這時(shí)從用戶到ISP之間只需經(jīng)過一次A/D轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)中的下行信道不包含模數(shù)轉(zhuǎn)換，比兩個(gè)用戶之間使用的33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器的量化噪聲要小，信噪比得到了提高。雖然33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器的速率基本已達(dá)到香農(nóng)的信道極限傳輸速率，但是56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器的使用條件不同，它提高了信噪比，上行信道的速率卻沒有達(dá)到56Kb/s，而且在使用時(shí)條件不足將會(huì)使調(diào)制解調(diào)器的性能下降，因此，它沒有突破香農(nóng)極限傳輸速率。 56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器的使用條件：ISP也使用這種調(diào)制解調(diào)器(這里是為了進(jìn)行數(shù)字信號(hào)不同編碼之間的轉(zhuǎn)換,而不是數(shù)模轉(zhuǎn)換)，并且在ISP與電話交換機(jī)之間是數(shù)字信道。若ISP使用的只是33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器，則用戶端的56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器會(huì)自動(dòng)降低到與33.6Kb/s調(diào)制解調(diào)器相同的速率進(jìn)行通信。第17題：共有4個(gè)站進(jìn)行碼分多址CDMA通信，4個(gè)站的碼片序列為：A: (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1) B: (-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)C: (-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1) D: (-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)現(xiàn)收到這樣的碼片序列：（-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1）。問哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的是1還是0？解：使用CDMA系統(tǒng)根據(jù) 和 以及疊加原理，所有其它站的信號(hào)都被過濾掉，只剩下A(B或C或D)發(fā)送的信號(hào)。當(dāng)四個(gè)站中發(fā)送1時(shí)，在接收端計(jì)算的內(nèi)積的結(jié)果為+1；若發(fā)送的是0時(shí)，接收端的內(nèi)積結(jié)果為-1;當(dāng)沒有發(fā)送的時(shí)候，接收端的內(nèi)積為0。與站A的內(nèi)積：1/8*(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1) *（-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1）=1與站B的內(nèi)積：1/8*(-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)*（-1 +