计算机网络谢希仁第五版

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1、计算机网络（第计算机网络（第 5 版）习题解析版）习题解析 第第二二章章 物理层物理层 201 物理层要解决那些问题？物理层的主要特点是什么？物理层要解决那些问题？物理层的主要特点是什么？ Answer： （1） 物理层要解决的主要问题： A.物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。 B.给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流的能力。为此，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。 C.在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。 （2）物理层的主要特点： A. 由于在 OSI 之前，

2、 许多物理层规程或协议已经制定出来了， 而且在数据通信领域中，这些物理层规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按 OSI 的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理层规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程特性。 B.由于物理连接的方式很多， 传输媒体的种类也很多， 因此， 具体的物理协议相当复杂。 23 数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。 Answer： 一个数据通信系统可划分为三大部分： 源系统（或发送端） 、传输系统（或传输网络） 、和目的系统（或接收端） 。

3、源系统一般包括以下两个部分： 源点：源点设备产生要传输的数据。例如正文输入到 PC 机，产生输出的数字比特流。 发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。例如，调制解调器将 PC 机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。 接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。 终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。 24 试解释下列名词：数据，信号，模试解释下列名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字

4、数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。行传输，并行传输。 Answer： 数据：运送信息的实体； 信号：数据的、电气的或电磁的表现； 模拟数据：取值为连续数值的数据； 模拟信号：一种电平是连续可变的信号； 基带信号：来自信源的信号常称为基带信号。 带通信号：经过载波调制后的信号。 数字数据：取值为不连续数值的数据； 数字信号：是用两种不同的电平去表示 0，1 比特序列电压脉冲的信号； 码元：在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。使用二进制编码时，只有两种不同的码元，

5、一种代表 0 状态而另一种代表 1 状态。 单工通信：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互； 半双工通信：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送或接收。这种通信方式是一方发送时另一方接收，收一段时间再反过来； 全双工通信：通信的双方可以同时发送和接收信息。 串行传输：指的是传输通道内在一个时间段只允许一组数组传输。 并行传输：指的是传输通道内在一个时间段允许多组数组并行传输。 206 数据在信道中的传输速率受那些因素的限制？信噪比能否任意提高？数据在信道中的传输速率受那些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信香农公式在数据通信中的意义是什么？ “比特中的意义是什么？ “比特

6、/每秒” 和 “码元每秒” 和 “码元/每秒” 有何区别？每秒” 有何区别？ Answer： 从概念上来讲，数据在信道上的传输速率主要受以下两上方面的因素的限制： A.信道能够通过的频率范围：具体的信道所能通过的频率范围总是有限的。信号中的许多高频分量往往不能通过信道，会出现“码间串扰”现象。奈式准则指出：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的判决成为不可能。 B.信噪比：所谓信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比，香农公式指出，信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率就越高。 信噪比是设计指标，由电路设计和器

7、件决定，不可能任意提高。 香农公式的意义在于： 只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率， 就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。 比特每秒是速率的单位， 速率是指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也称为比特率。码元每秒指码元的传输速率。信息的传输速率与码元的传输速率在数量上有一定的关系。 210 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？ Answer： 常用的传输媒体有导向传输媒体：双绞线、 同轴电缆、光纤； 非导向传输媒体： 电磁波。 A.双绞线: （1）抗电磁干扰 （2）模拟传输和数字传输都可以使用双绞线 B.同轴电缆:同轴电缆具有

8、很好的抗干扰特性 C.光纤: （1）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济； （2）抗雷电和电磁干扰性能好； （3）无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据； （4）体积小，重量轻 （5）传输带宽、通信容量非常大 D.电磁波 优点： （1）微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道的容量很大； （2）微波传输质量较高； （3）微波接力通信的可靠性较高； （4）微波接力通信与相同容量和长度的电缆载波通信比较，建设投资少，见效快。 当然，微波接力通信也存在如下的一些缺点： （1）相邻站之间必须直视，不能有障碍物。 （2）微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响； （3）与电缆通信系统

9、比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差； （4）对大量的中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。 214 试写出下列英文缩写的全文，并进行简单的解释。试写出下列英文缩写的全文，并进行简单的解释。 FDM TDM STDM WDM DWDM CDMA SONET SDH STM-1 OC-48 . Answer： FDM（Frequency Division Multiplexing）频分复用，同一时间同时发送多路信号。所有的用户可以在同样的时间占用不同的带宽资源。 TDM（Time Division Multiplexing）时分复用，将一条物理信道按时间分成若干时隙轮流地给多个用户使用， 每一

10、个时隙由复用的一个用户占用， 所有用户在不同时间占用同样的频率宽度。 STDM（Statistic Time Division Multiplexing）统计时分复用，一种改进的时分复用，不像时分复用那样采取固定方式分配时隙，而是按需动态地分配时隙。 WDM（Wave Division Multiplexing）波分复用，在光信道上采用的一种频分多路复用的变种，即光的频分复用。不同光纤上的光波信号（常常是两种光波信号）复用到一根长距离传输的光纤上的复用方式。 DWDM（Dense Wave Division Multiplexing）密集波分复用，使用可见光频谱的宽带特征在单个光纤上同时传输多

11、种光波信号的技术。DWDM 可以利用一根光纤同时传输多个波长，多路高速信号可以在光纤介质中同时传输，每路信号占用不同波长。 CDMA（Code Division Multiple Access）码分多址，是采用扩频的码分多址技术。用户可以在同一时间、同一频段上根据不同的编码获得业务信道。 SONET（Synchronous Optical Network）同步光纤网是以分级速率从 155Mb/s 到 2.5Gb/s的光纤数字化传输的美国标准，它支持多媒体多路复用，允许声音、视频和数据格式与不同的传输协议一起在一条光纤线路上传输。 SDH（Synchronous Digital Hierarch

12、y）同步数字系列指国际标准同步数字系列。SDH 简化了复用和分用技术，需要时可直接接入到低速支路，而不经过高速到低速的逐级分用，上下电路方便。 STM-1（Synchronous Transfer Module ）第一级同步传递模块，SDH 的基本速率，相当于 SONET 体系中的 OC-3 速率。 OC-48 是 SONET 体系中的速率表示， 对应于 SDH 的 STM-16 速率， 常用近似值为 2.5Gb/s。 216 有有 4 个站进行码分复用个站进行码分复用 CDMA 通信。通信。4 个站的码片序列为：个站的码片序列为： 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） 现收到这样的码片序列： （现收到这样的码片序列： （1 1 3 1 1 3 1 1） 。问哪个站发送） 。问哪个站发送数据了？发送的代码是什么？数据了？发送的代码是什么？ Answer： 根据公式 可作如下计算： SA=（11311311）8=1， A 发送 1 SB=（11311311）8=1， B 发送 0 SC=（11311311）8=0， C 无发送 SD=（11311311）8=1， D 发送 1 011 miiiTSmTS