計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二章習(xí)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(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。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(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：數(shù)

2、據(jù)通信系統(tǒng)正文正文數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào)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(hào)輸出數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)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(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

3、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。5、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。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(nóng)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?yàn)樵肼暣嬖谟谒械碾娮釉O(shè)備和通信信道中。由于噪聲是隨機(jī)產(chǎn)生的，它的瞬時(shí)值有時(shí)會(huì)很大。如果信號(hào)相對(duì)較強(qiáng)，那么噪聲的影響就相對(duì)較小。香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信中的意義在于揭示了信道對(duì)數(shù)據(jù)傳輸率的限制，推導(dǎo)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(nèi)所傳信號(hào)的平均功率，N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。比特是信息量的單位，碼元是在使用時(shí)間域（或簡(jiǎn)稱為時(shí)域）的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)。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(gè)碼元可以攜帶多個(gè)比特量，一比特也有可能要靠幾個(gè)碼元來傳輸。2-07假定某信道受奈氏準(zhǔn)則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果采用振幅調(diào)制，把碼元的振幅劃分為16個(gè)不同等級(jí)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(cuò)傳輸），試問這個(gè)信道應(yīng)具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來表示？這個(gè)結(jié)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(gè)信噪比要求很高的信源2-09用香農(nóng)公式計(jì)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(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(yīng)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(chǔ)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(diǎn)？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(shí))，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(zhǎng)？如果要雙絞線的工作距離增大到100公里，試應(yīng)當(dāng)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(yīng)降低到

8、20/100=0.2db2-12試計(jì)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(fù)用技術(shù)？常用的信道復(fù)用技術(shù)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(fù)用技術(shù)有:頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、碼分復(fù)用等2-14試寫出下列英文縮寫的全文，并做簡(jiǎn)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(jí)同步傳遞模塊OC-48(OpticalCarrier)第48級(jí)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(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信而不會(huì)互相干擾？這種復(fù)用方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？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(huì)造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)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(gè)站進(jìn)行碼分多址通信。4個(gè)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(gè)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(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)？答：xDSL技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話用戶線進(jìn)行改造,使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。成本低,易實(shí)現(xiàn),但帶寬和質(zhì)量差異性大。HFC網(wǎng)的最大的優(yōu)點(diǎn)具有很寬的頻帶,并且能夠利用已經(jīng)有相當(dāng)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(luò)改造為750MHz雙向傳輸?shù)腍F