【文章內(nèi)容簡介】 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)?；鶐盘?hào)：來自信源的信號(hào)。帶通信號(hào)：經(jīng)過載波調(diào)制后的信號(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)。碼元：在使用時(shí)間域的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)，代表不同離散數(shù)值的基本波形單工通信：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?；鶐盘?hào)（即基本頻帶信號(hào)）——來自信源的信號(hào)。像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)。帶通信號(hào)——把基帶信號(hào)經(jīng)過載波調(diào)制后， 把信號(hào)的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道） 。205 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。206 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/秒”和“碼元/秒”有何區(qū)別？答：限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個(gè)：（1）在任何信道中，碼元傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過此上限，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的碼元間串?dāng)_的問題，使接收端對(duì)碼元的判決（即識(shí)別）成為不可能。（2）由于噪聲會(huì)使接收端對(duì)碼元的判決產(chǎn)生錯(cuò)誤（ 1 判決為 0 或 0 判決為 1） 。所以信噪比要限制在一定范圍內(nèi)。由香農(nóng)公式可知，信息傳輸速率由上限。信噪比越大，量化性能越好；均勻量化的輸出信噪比隨量化電平數(shù)的增加而提高；非均勻量化的信號(hào)量噪比，例如 PCM 隨編碼位數(shù) N 指數(shù)規(guī)律增長，DPCM 與頻率有關(guān)等。但實(shí)際信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加電平數(shù)會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)的成本提高，制作工藝復(fù)雜等。香農(nóng)公式的意義在于：只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種方法來實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)的傳輸。比特/秒是指信息傳輸速率，每秒鐘傳送的信息量；碼元/秒是碼元傳輸速率，每秒鐘傳送的碼元個(gè)數(shù)。兩者在二進(jìn)制時(shí)相等。在多進(jìn)制時(shí)，信息傳輸速率要乘以log 以 2 為底的進(jìn) 三車資料庫——學(xué)習(xí)資源共享專家 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第五版課后習(xí)題解答制數(shù)等于碼元傳輸速率207 假定某信道受奈氏準(zhǔn)則限制的最高碼元速率為 2000 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：80000 b/s208 假定要用 3kHz 貸款的電話信道傳送 64kb/s 的數(shù)據(jù)（無差錯(cuò)傳輸） ，試問這個(gè)信道應(yīng)該具有多高的信噪比（分別用比值和分貝來表示） ，這個(gè)結(jié)果說明什么問題？答：S/N=是個(gè)信噪比很高的信道209 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%？答：奈氏準(zhǔn)則：每赫帶寬的理想低通信道是最高碼元傳輸速率是每秒2 個(gè)碼元。香農(nóng)公式則表明了信道的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。根據(jù)香農(nóng)公式，計(jì)算信道的極限信息傳輸速率 C 為：C=log2(1+S/N）b/s。根據(jù)公式， 可以計(jì)算出， 信噪比S/N應(yīng)增大到 100 倍。 如果在此基礎(chǔ)上將信噪比S/N 再增大 10 倍， %左右。210 常用的傳輸媒體有哪幾種？各有何特點(diǎn)？答：常見的傳輸媒體有以下幾種雙絞線分屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線。 由兩根相互絕緣的導(dǎo)線組成。 可以傳輸模擬信號(hào)，也可以傳輸數(shù)字信號(hào)，有效帶寬達(dá) 250kHz，通常距離一般為幾道十幾公里。導(dǎo)線越粗其通信距離越遠(yuǎn)。在數(shù)字傳輸時(shí)，若傳輸速率為每秒幾兆比特，則傳輸距離可達(dá)幾公里。一般用作電話線傳輸聲音信號(hào)。雖然雙絞線容易受到外部高頻電磁波的干擾，誤碼率高，但因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜，且安裝方便，既適于點(diǎn)到點(diǎn)連接，又可用于多點(diǎn)連接，故仍被廣泛應(yīng)用。同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，其結(jié)構(gòu)是在一個(gè)包有絕緣的實(shí)心導(dǎo)線外，再套上一層外面也有一層絕緣的空心圓形導(dǎo)線。由于其高帶寬（高達(dá)300~400Hz） 、低誤碼率、性能價(jià)格比高， 所以用作LAN 中。 同軸電纜的最大傳輸距離隨電纜型號(hào)和傳輸信號(hào)的不同而不同，由于易受低頻干擾，在使用時(shí)多將信號(hào)調(diào)制在高頻載波上。光導(dǎo)纖維以光纖維載體，利用光的全反向原理傳播光信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是直徑小、質(zhì)量輕：傳播頻帶款、通信容量大：抗雷電和電磁干擾性能好，五串音干擾、保密性好、誤碼率低。但光電接口的價(jià)格較昂貴。光纖被廣泛用于電信系統(tǒng)鋪設(shè)主干線。無線電微波通信分為地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。 其主要優(yōu)點(diǎn)是頻率高、 頻帶范圍寬、通信信道的容量大；信號(hào)所受工業(yè)干擾較小、傳播質(zhì)量高、通信比較穩(wěn)定；不受地理環(huán)境的影響，建設(shè)投資少、見效快。缺點(diǎn)是地面微波接力通信在空間是直線傳播，傳輸距離受到限制，一般只有 50km，隱蔽性和保密性較差；衛(wèi)星通信雖然通信距離遠(yuǎn)且通信費(fèi)用與通信距離無關(guān)，但傳播時(shí)延較大，技術(shù)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。 三車資料庫——學(xué)習(xí)資源共享專家 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第五版課后習(xí)題解答211 假定有一種雙絞線衰減是 , 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？如果要使這種雙絞線的工作距離增大到 100 公里，問應(yīng)該使衰減降低到多少？答：在此頻率下可的傳輸距離=20/≈（km） 。工作距離增大到 100 公里，衰減應(yīng)該為 20/100=212 試計(jì)算工作在 1200nm 到 1400nm 以及 1400 到 1600 之間（波長）的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為 2x10 。8答：2x10 /1200 x 10 ?9 2x10 /1400 x 10 ?9 = x 1013= 2x10 /1400 x 108?9 2x10 /1600 x 108?9 = x 10 = 213 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：信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上,以共享信道資源。在一條傳輸介質(zhì)上傳輸多個(gè)信號(hào),提高線路的利用率，降低網(wǎng)絡(luò)的成本。這種共享技術(shù)就是多路復(fù)用技術(shù)。頻分復(fù)用（ FDM ，F(xiàn)requency Division Multiplexing ）就是將用于傳輸信道的總 帶寬劃分成若干個(gè)子頻帶（或稱子信道） ，每一個(gè)子信道傳輸1 路信號(hào)。頻分復(fù)用要求總頻率寬度大于各個(gè)子信道頻率之和，同時(shí)為了保證各子信道中所傳輸?shù)男盘?hào)互不擾，應(yīng)在各子信道之間設(shè)立隔離帶，這樣就保證了各路信號(hào)互不干擾（條件之一） 。頻分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)是所有子信道傳輸?shù)男盘?hào)以并行的方式工作，每一路信號(hào)傳輸可不考慮傳輸時(shí)延，因而頻分復(fù)用技術(shù)取得了非常廣泛的應(yīng)用。時(shí)分復(fù)用（ TDM ，Time Division Multiplexing ）就是將提供給整個(gè)信道傳輸信息的時(shí)間劃分成若干時(shí)間片（簡稱時(shí)隙） ，并將這些時(shí)隙分配給每一個(gè)信號(hào)源使用，每一路信號(hào)在自己的時(shí)隙內(nèi)獨(dú)占信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。時(shí)分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)是時(shí)隙事先劃分配好且固定不變，所以有時(shí)也叫同步時(shí)分復(fù)用。其優(yōu)點(diǎn)是時(shí)隙分配固定，便于節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸；缺點(diǎn)是當(dāng)某信號(hào)源沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，它所對(duì)應(yīng)的信會(huì)出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個(gè)空閑的信道，因此會(huì)降低線路的利用干時(shí)規(guī)調(diào)道率。時(shí)分復(fù)用技術(shù)與頻分復(fù)用技術(shù)一樣，有著非常廣泛的應(yīng)用，電話就是其中最經(jīng)典的例子，此外時(shí)分復(fù)用技術(shù)在廣電也同樣取得了廣泛地應(yīng)用，如絡(luò)中 CM 與 CMTS 的通信都是利用了時(shí)分復(fù)用的技術(shù)。214 試寫出下列英文縮寫的全文，并進(jìn)行簡單的解釋。SDH ，ATM ，IP 和 HFC 網(wǎng)FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM1，OC48答：FDM(frequency division multiplexing)頻分復(fù)用， 同一時(shí)間同時(shí)發(fā)送多路信號(hào)。 所有的用戶可以在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。TDM(Time Division Multiplexing)時(shí)分復(fù)用，將一條物理信道按時(shí)間分成若干時(shí)間片輪流地給多個(gè)用戶使用， 每一個(gè)時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)用戶占用， 所有用戶在不同時(shí)間占用同樣的頻率寬度。STDM(Statistic Time Division Multiplexing)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用， 一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用。 不像時(shí)分復(fù)用那樣采取固定方式分配時(shí)隙，而是按需動(dòng)態(tài)地分配時(shí)時(shí)隙WDM(Wave Division Multiplexing)波分復(fù)用， 在光信道上采用的一種頻分多路敷衍的變種，即光的頻分復(fù)用。不同光纖上的光波信號(hào)（常常是兩種光波信號(hào)）復(fù)用到一根長距離傳輸?shù)墓饫w上的復(fù)用方式。DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)密集波分復(fù)用， 使用可見光頻譜的寬帶特征在單個(gè)光纖上同時(shí)傳輸多種光波信號(hào)的技術(shù)。DWDM 可以利用一根光纖同時(shí)傳輸多個(gè)波長，多路高速信號(hào)可以在光纖介質(zhì)中同時(shí)傳輸，每路信號(hào)占用不同波長。CDMA(Code Wave Division Multiplexing)碼分多址，是采用擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)。用戶可以在同一時(shí)間、同一頻段上根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道。SONET(Synchronous Optical Network)同步光纖網(wǎng)，是以分級(jí)速率從 155Mb/s 到 的光纖數(shù)字化傳輸?shù)拿绹鴺?biāo)準(zhǔn)，它支持多媒體多路復(fù)用，允許聲音、視頻和數(shù)據(jù)格式與不同的傳輸協(xié)議一起在一條光纖線路上傳輸。SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數(shù)字系列指國際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列。SDH 簡化了復(fù)用和分用技術(shù)，需要時(shí)可直接接入到低速支路，而不經(jīng)過高速到低速的逐級(jí)分用，上下電路方便。STM1(Synchronous Transfer Module)第 1 級(jí)同步傳遞模塊， SDH 的基本速率， 相當(dāng)于SONET體系中的 OC3 速率。OC48(Optical Carrier)第 48 級(jí)光載波， 是SONET 體系中的速率表示， 對(duì)應(yīng)于SDH 的 STM16速率，常用近似值 215 碼分 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)相互干擾？這種復(fù)用方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？答:因?yàn)橛脩粼谑褂?CDMA 通信時(shí)， 各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型傳送信息時(shí)， 用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制， 使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展， 再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端由使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把帶寬信號(hào)換成原信息書籍的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)、以實(shí)現(xiàn)信息通信。各用戶之間不會(huì)造成干擾。這種復(fù)用方法的優(yōu)點(diǎn) ：頻譜利用率高，容量大；覆蓋范圍大；有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，傳送的信號(hào)不易被敵人發(fā)現(xiàn)；采用 CDMA 可提高通信的話音質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，減少對(duì)通信的影響；網(wǎng)絡(luò)成本低；降低手機(jī)的平均發(fā)射功率等等。缺點(diǎn)是： 需要為各站分配不同互相正交的碼片序列； 地域受線路影響， 不是每個(gè)地方都能用，安裝時(shí)間長等。216 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）C： （1 +1 –1 +1 +1 +1 1 1）B： （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=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1， A 發(fā)送 1SB=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1， B 發(fā)送 0SC=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0， C 無發(fā)送SD=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1， D 發(fā)送 1217 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。 三車資料庫——學(xué)習(xí)資源共享專家 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第五版課后習(xí)題解答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 450 MHz 單向傳輸?shù)挠芯€電視網(wǎng)絡(luò)改造為 750 MHz 雙向傳輸?shù)?HFC 網(wǎng)需要相當(dāng)?shù)馁Y金和時(shí)間。FTTx（光纖到……）這里字母 x 可代表不同意思。可提供最好的帶寬和質(zhì)量、但現(xiàn)階段線路和工程成本太大。218 為什么 ADSL 技術(shù)中，在不到 1MHz 的帶寬中卻可以傳遞速率高達(dá)每秒幾個(gè)兆比？答：靠先進(jìn)的編碼，使得每秒傳送一個(gè)碼元就相當(dāng)于每秒傳送多個(gè)比特。 三車資料庫——學(xué)習(xí)資源共享專家 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第五版課后習(xí)題解答第三章 數(shù)據(jù)鏈路層301 數(shù)據(jù)鏈路（即邏