計算機網(wǎng)絡第二章習題解答

1、第二章：物理層1、物理層要解決什么問題？物理層的主要特點是什么？答：物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不是指連接計算機的具體的物理設備或具體的傳輸媒體。現(xiàn)有的網(wǎng)絡中物理設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，而不必考慮網(wǎng)絡具體的傳輸媒體是什么。物理層的重要任務是確定與傳輸媒體的接口的一些特性。2、規(guī)程與協(xié)議有什么區(qū)別？（教材36）答：3、試給出數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構件的作用。答：一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分：數(shù)

2、據(jù)通信系統(tǒng)正文正文數(shù)字比特流模擬信號模擬信號數(shù)字比特流接收器終占二八、傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)輸出信息接收的信號輸出數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)發(fā)送的信號源系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型4、試解釋下列名詞：數(shù)據(jù)、信號、模擬數(shù)據(jù)、模擬信號、數(shù)字數(shù)據(jù)、數(shù)字信號、單工通信、半雙工通信、全雙工通信。答：數(shù)據(jù)：是運送信息的實體。信號：則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。模擬數(shù)據(jù)：運送信息的模擬信號。模擬信號：連續(xù)變化的信號。數(shù)字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。數(shù)字數(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，但不能雙方同時發(fā)送（當然也不能同時接收）。這種通信方式是

3、一方發(fā)送另一方接收，過一段時間再反過來。全雙工通信：即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。5、物理層的接口有哪幾個特性？各包含什么內容？答：（1）機械特性：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：說明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。2-06數(shù)據(jù)在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香農公式在數(shù)據(jù)通信中的意義是什么？“比特/每秒”和“碼元/每秒”有何區(qū)別？答：數(shù)據(jù)在信道中傳輸受到信道的帶寬和信道信噪比的影響，信道的

4、帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高信噪比不能任意的提高，因為噪聲存在于所有的電子設備和通信信道中。由于噪聲是隨機產生的，它的瞬時值有時會很大。如果信號相對較強，那么噪聲的影響就相對較小。香農公式在數(shù)據(jù)通信中的意義在于揭示了信道對數(shù)據(jù)傳輸率的限制，推導出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限信息傳輸速率C=Wlog2（1+S/N）,其中W為信道的帶寬（以赫茲為單位），S為信道內所傳信號的平均功率，N為信道內部的高斯噪聲功率。比特是信息量的單位，碼元是在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時。代表不同的離散數(shù)值的基本波形。則比特/秒是數(shù)據(jù)傳輸率的單位，代表每秒數(shù)據(jù)的傳輸

5、量，一個碼元可以攜帶多個比特量，一比特也有可能要靠幾個碼元來傳輸。2-07假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果采用振幅調制，把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率（b/s）?答：C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s2-08假定要用3KHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(jù)（無差錯傳輸），試問這個信道應具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來表示？這個結果說明什么問題？）答：C=Wlog2（1+S/N）（b/s）W=3khz,C=64khz-S/N=64.2dB是個信噪比要求很高的信源2-09用香農公式計算一下，假定

6、信道帶寬為為3100Hz,最大信道傳輸速率為35Kb/s,那么若想使最大信道傳輸速率增加60%，問信噪比S/N應增大到多少倍？如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N應增大到多少倍？如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N再增大到十倍，問最大信息速率能否再增加20%?答：C=WIog2(1+S/N)b/s-SN1=2*(C1/W)-仁2*(35000/3100)-1SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1SN2/SN1=100信噪比應增大到約100倍。C3=WIong2(1+SN3)=WIog2(1+10*SN2)C3/C2=18.5%如

7、果在此基礎上將信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右2-10常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點？答：雙絞線屏蔽雙絞線STP(ShieIdedTwistedPair)無屏蔽雙絞線UTP(UnshieIdedTwistedPair)同軸電纜50W同軸電纜75W同軸電纜光纜無線傳輸：短波通信/微波/衛(wèi)星通信2-11假定有一種雙絞線的衰減是0.7dB/km(在1kHz時)，若容許有20dB的衰減，試問使用這種雙絞線的鏈路的工作距離有多長？如果要雙絞線的工作距離增大到100公里，試應當使衰減降低到多少？解：使用這種雙絞線的鏈路的工作距離為=20/0.7=28.6km衰減應降低到

8、20/100=0.2db2-12試計算工作在1200nm到1400nm之間以及工作在1400nm到1600nm之間的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2*10e8m/s.解：V=L*F-dF二V/L-(B=F2-F仁V/L1-V/L21200nm到1400nm:帶寬=23.8THZ1400nm到1600nm:帶寬=17.86THZ2-13為什么要使用信道復用技術？常用的信道復用技術有哪些？答:為了通過共享信道、最大限度提高信道利用率。常用的信道復用技術有:頻分復用、時分復用、統(tǒng)計時分復用、波分復用、碼分復用等2-14試寫出下列英文縮寫的全文，并做簡單的解釋。FDM,TDM,STDM,W

9、DM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48.答:FDM(frequencydivisionmultiplexing)TDM(TimeDivisionMultiplexing)STDM(StatisticTimeDivisionMultiplexing)WDM(WaveDivisionMultiplexing)DWDM(DenseWaveDivisionMultiplexing)CDMA(CodeWaveDivisionMultiplexing)SONET(SynchronousOpticalNetwork)同步光纖網(wǎng)SDH(SynchronousDigitalHier

10、archy)同步數(shù)字系列STM-1(SynchronousTransferModule)第1級同步傳遞模塊OC-48(OpticalCarrier)第48級光載波2-15碼分多址CDMA為什么可以使所有用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信而不會互相干擾？這種復用方法有何優(yōu)缺點？答：各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的相互正交的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。占用較大的帶寬。2-16共有4個站進行碼分多址通信。4個站的碼片序列為A：(11111111)B：(11111111)C：(11111111)D：(11111111)現(xiàn)收到這樣

11、的碼片序列S：(11311311)。問哪個站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的是0還是1？解：SA=(+11+3+11+3+1+1)/8=1,A發(fā)送1SB=(+113113+11)/8=1,B發(fā)送0SC=(+1+1+3+11311)/8=0，C無發(fā)送SD=(+1+1+31+1+3+11)/8=1,D發(fā)送12-17試比較xDSL、HFC以及FTTx接入技術的優(yōu)缺點？答：xDSL技術就是用數(shù)字技術對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造,使它能夠承載寬帶業(yè)務。成本低,易實現(xiàn),但帶寬和質量差異性大。HFC網(wǎng)的最大的優(yōu)點具有很寬的頻帶,并且能夠利用已經(jīng)有相當大的覆蓋面的有線電視網(wǎng)。要將現(xiàn)有的450MHz單向傳輸?shù)挠芯€電視網(wǎng)絡改造為750MHz雙向傳輸?shù)腍F