計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)習(xí)題課-資料下載頁(yè)
2025-09-25 17:03本頁(yè)面
【正文】 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 補(bǔ)充課后練習(xí) 號(hào)的平均功率， N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。 比特和波特 是兩個(gè)完全不同的概念 ， 比特是信息量的單位 ， 波特是碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝?。 但信息的傳輸速率 “ 比特 /每秒 ” 一般在數(shù)量上大于碼元的傳輸速率 “ 波特 ” ， 且有一定的關(guān)系 ， 若使 1個(gè)碼元攜帶 n比特的信息量 ， 則 M Baud的碼元傳輸速率所對(duì)應(yīng)的信息傳輸率為 M n bit/s， 但某些情況下 ， 信息的傳輸速率 “ 比特 /每秒 ” 在數(shù)量上小于碼元的傳輸速率 “ 波特 ” ， 如采用內(nèi)帶時(shí)鐘的曼切斯 補(bǔ)充課后練習(xí) 特編碼，一半的信號(hào)變化用于時(shí)鐘同步，另一半的信號(hào)變化用于信息二進(jìn)制數(shù)據(jù)，碼元的傳輸速率“波特”是信息的傳輸速率“比特 /每秒”的 2倍。 補(bǔ)充課后練習(xí) ? ，發(fā)送端每發(fā)送一個(gè)字符就要發(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？ ? 答：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（ YX），則最后一個(gè)采樣必須發(fā)生在停止比特結(jié)束之前。 即 Y 10 X。若接收端時(shí)鐘稍快，則最后一個(gè) 補(bǔ)充課后練習(xí) 采樣必須發(fā)生在停止比特開始之后。 即 Y 9X。 解出： |（ YX） /X|1/19=% 因此收發(fā)雙方頻率相差 5%是可以正常工作的（但最好不要這樣，因?yàn)樘R界了） 補(bǔ)充課后練習(xí) ? 4km長(zhǎng)的總線上，協(xié)議采用CSMA/CD?？偩€速率為 5Mbit/s，幀平均長(zhǎng)度為 1000bit。試估算每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值。傳播時(shí)延為 5μs/km。 ? 解 : 幀發(fā)送時(shí)間： T0=L/C 參數(shù) a=τ/T0=τC/L= 5μs/km 4km 5Mbit/s247。 1000bit= 補(bǔ)充課后練習(xí) ? 當(dāng)站點(diǎn)數(shù)較大時(shí)，信道利用率最大值 Smax接近=1/（ 1+） = ? 信道上每秒發(fā)送的幀的最大值 = Smax C/L= 5Mbit/s/1000bit=3462 ? 每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值=3462/100=34 補(bǔ)充課后練習(xí) ? 在以下條件下，分別重新計(jì)算上題，并解釋所得結(jié)果。 （ 1）總線長(zhǎng)度減小到 1km。 （ 2）總線速度加倍。 （ 3）幀長(zhǎng)變?yōu)?10000bit。 補(bǔ)充課后練習(xí) ? 解 :設(shè) a與上題意義相同 ? （ 1） a1=a/4=， Smax1= ? 每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值 =45 ? 總線長(zhǎng)度減小，端到端時(shí)延就減小，以時(shí)間為單位的信道長(zhǎng)度與幀長(zhǎng)的比也減小 ,信道給比特填充得更滿 ,信道利用率更高，所以每站每秒發(fā)送的幀更多。 補(bǔ)充課后練習(xí) ? （ 2） a2=2a=， Smax2= ? 每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值 =53 ? 總線速度加倍，以時(shí)間為單位的信道長(zhǎng)度與幀長(zhǎng)的比也加倍，信道利用率減?。ǖ员仍瓉?lái)的 1/2大），所以最終每站每秒發(fā)送的幀比原來(lái)多。 補(bǔ)充課后練習(xí) ? （ 3） a3=a/10=， Smax3= ? 每個(gè)站每秒種發(fā)送的平均幀數(shù)的最大值 = ? 幀長(zhǎng)加長(zhǎng) 10倍，信道利用率增加，每秒在信道上傳輸?shù)谋忍卦黾樱ǖ珱]有 10倍），所以最終每站每秒發(fā)送的幀比原來(lái)少。 補(bǔ)充課后練習(xí) ? 1km長(zhǎng)的 CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率為1Gbit/s。設(shè)信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上的傳播速率為202200km/s。求能夠使用此協(xié)議的最短幀長(zhǎng)。 ? 解： ? 對(duì)于 1km電纜，單程端到端傳播時(shí)延為：τ=1247。 202200=5 106s=5μs， ? 端到端往返時(shí)延為： 2τ=10μs 補(bǔ)充課后練習(xí) ? 為了能按照 CSMA/CD工作，最小幀的發(fā)送時(shí)延不能小于 10μs，以 1Gb/s速率工作， 10μs可發(fā)送的比特?cái)?shù)為： 10 106 1 109=10000bit=1250字節(jié)。 補(bǔ)充課后練習(xí) ? ，每個(gè)站到集線器的距離為 d，數(shù)據(jù)發(fā)送率為 C，幀長(zhǎng)為12500字節(jié)，信號(hào)在線路上的傳播速率為 108m/s。距離 d為 25m和 2500m，發(fā)送速率為 10Mbit/s或 10Gbit/s。這樣就有 4種不同的組合。試分別計(jì)算 4種不同情況下 a的數(shù)值，并進(jìn)行簡(jiǎn)單討論。 補(bǔ)充課后練習(xí) ? 解： a=τ/T0=τC/L=d247。 （ 108） C247。 （ 12500 8）=4 1014 d C D=25m D=2500m C=10Mb/s C=10Gb/s C=10Mb/s C=10Gb/s a 105 102 103 1 補(bǔ)充課后練習(xí) ? 結(jié)論： a越小，信道利用率越大 ? （ 1） 站點(diǎn)到集線器距離一定的情況下，數(shù)據(jù)發(fā)送率越高，信道利用率越低。 ? （ 2） 數(shù)據(jù)發(fā)送率相同的情況下，站點(diǎn)到集線器的距離越短，信道利用率越高。
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