【正文】 定理：C= Wlb (b/s) = 3100 * lb（1+1000）=(1SN? 什么是基帶信號？什么是頻帶信號？基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)闹饕獏^(qū)別是什么？解答： 未經(jīng)頻率變換處理(即調(diào)制 )的原始數(shù)據(jù)信號叫做基帶信號 (即高限頻率和低限頻率之比遠(yuǎn)大于 1 的信號)；將基帶信號通過某種頻率變換 (例如調(diào)制 )后得到的信號叫做頻帶信號。（2）對 于 給 定 的 噪 聲 電 平 ， 要 提 高 數(shù) 據(jù) 傳 輸 速 率 可 以 通 過 增 大 信 號 強(qiáng) 度 或 帶 寬 來 實(shí) 現(xiàn) 。香農(nóng)信道容量公式對通信系統(tǒng)開發(fā)的指導(dǎo)意義包括：（1）任何一個(gè)信道都有它的容量。 寫出香農(nóng)信道容量公式，說明它的物理意義及其對通信系統(tǒng)開發(fā)的指導(dǎo)意義。目前光纖的最大傳輸速率可達(dá) 10Gbps 的數(shù)量級。其缺點(diǎn)主要是光接口設(shè)備比電子接口貴，其機(jī)械強(qiáng)度低，分路與耦合不靈活。主要應(yīng)用在短波通信、微波通信、衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信等領(lǐng)域中。5第 2 章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題參考答案 常見的傳輸媒質(zhì)有哪幾類？主要用途是什么？解答：傳輸媒質(zhì)一般分為兩大類：有線傳輸媒質(zhì)和無線傳輸媒質(zhì)。TCP/IP 協(xié)議集和 OSI 參考模型的對應(yīng)關(guān)系如圖 所示。(6) 表示層 為各個(gè)應(yīng)用進(jìn)程提供在數(shù)據(jù)表示差異上的獨(dú)立性。(4) 傳輸層 在端點(diǎn)之間提供可靠、透明的數(shù)據(jù)傳輸，提供端點(diǎn)的差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制。(2) 數(shù)據(jù)鏈路層 使經(jīng)過物理鏈路的信息可靠傳輸，用必要的同步信號、差錯(cuò)控制和流量控制發(fā)送數(shù)據(jù)(幀)。 比較 TCP/IP 協(xié)議集和 ISO/OSI 參考模型各層的功能，調(diào)制解調(diào)屬于哪一層次？解答：TCP/IP 協(xié)議集由以下 5 個(gè)相對獨(dú)立的層次構(gòu)成：物理層、 網(wǎng)絡(luò)訪問層、網(wǎng)際互連層、 傳輸層和 應(yīng)用層。處置現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)各種復(fù)雜功能的最有效手段是按照層次體系結(jié)構(gòu)來組織它們，在這一層次體系結(jié)構(gòu)中，一個(gè)層次的服務(wù)是在相鄰下層提供服務(wù)的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)的。這些規(guī)則或約定就是協(xié)議(protocol)。 分 組 交 換 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 ： 高 效 、 靈 活 、 迅 速 、 可 靠 、 經(jīng) 濟(jì) ， 但 存 在 如 下 的 缺 點(diǎn) ：有 一 定 的 延 遲 時(shí) 間 、 額 外 的 開 銷 會(huì) 影 響 傳 輸 效 率 、 實(shí) 現(xiàn) 技 術(shù) 復(fù) 雜 等 。如果發(fā)送端有更3長的報(bào)文需要發(fā)送，那么這個(gè)報(bào)文被分割成一個(gè)分組序列，每個(gè)分組由控制信息和用戶數(shù)據(jù)兩部分組成。它 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 ： 線 路 利 用 率 高 、 故 障 的 影 響 小 、 可 以 實(shí) 現(xiàn) 多 目 的 報(bào) 文 ； 缺 點(diǎn) 是 ： 延 遲 時(shí) 間長 且 不 定 、 對 中 間 節(jié) 點(diǎn) 的 要 求 高 、 通 信 不 可 靠 、 失 序 等 ， 不 適 合 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 。存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換包括報(bào)文交換和分組交換兩種。（2）存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換是在傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)的基礎(chǔ)上提出的。通信期間，信道一直被通信雙方用戶占有，通信結(jié)束，立即釋放。 比較電路交換、存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換、報(bào)文交換和分組交換的區(qū)別。 畫出通信系統(tǒng)的基本組成框圖，并說明每一部分的功能。解答：以傳遞郵件為例。它包括信源、信道和信宿三部分，比如兩臺計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，分布兩地的計(jì)算機(jī)則屬于信源和信宿，它的傳輸通道電話線路則屬于信道，當(dāng)然由于計(jì)算機(jī)處理的是數(shù)字信號，電話線傳輸?shù)氖悄M信號，中間還必須經(jīng)調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行模數(shù)或數(shù)模的轉(zhuǎn)換才能完成通信。 什么是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)？從設(shè)備級舉一例說明該系統(tǒng)的組成。數(shù)據(jù)通信以數(shù)據(jù)傳輸為基礎(chǔ)，但又不是單純的數(shù)據(jù)傳輸，它包括數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)交換，以及在傳輸前后的數(shù)據(jù)處理過程。 數(shù)據(jù)通信的特點(diǎn)是什么？為什么要研究數(shù)據(jù)通信網(wǎng)？解答：數(shù)據(jù)通信是指由信息源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，不管通過模擬傳輸還是數(shù)字傳輸?shù)男诺?，按照一定通信協(xié)議，形成數(shù)據(jù)流傳送到受信者的過程。數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)包括：抗干擾性強(qiáng)，保密性好，設(shè)備易于集成，并且便于使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行處理等，它的主要缺點(diǎn)是所有的信道頻帶比模擬通信寬得多，因而降低了信道的利用率。比如固定的電話通信就屬于模擬通信，GSM 和CDMA 移動(dòng)通信則屬于數(shù)字通信。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信（第 2 版）陳 偉 劉會(huì)衡 主編杜 謙 王 晟 梁小宇 付 琴 編習(xí)題參考答案I目 錄第 1 章 概述 ......................................................................................................................................1第 2 章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ) ..............................................................................................................5第 3 章 數(shù)據(jù)鏈路控制 ....................................................................................................................21第 4 章 多路復(fù)用與信道共享技術(shù) ................................................................................................24第 5 章 局域網(wǎng) ................................................................................................................................29第 6 章 城域網(wǎng) ................................................................................................................................37第 7 章 廣域網(wǎng) ................................................................................................................................41第 8 章 網(wǎng)絡(luò)互連 ............................................................................................................................46第 9 章 互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 ....................................................................................................................54第 10 章 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ..................................................................................................................58第 11 章 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) .............................................................................................................61第 12 章 下一代網(wǎng)絡(luò) ......................................................................................................................651第 1 章 概述習(xí)題參考答案 模擬通信與數(shù)字通信的區(qū)別是什么？試舉例加以說明，并比較模擬通信與數(shù)字通信的優(yōu)缺點(diǎn)。解答：模擬通信傳輸?shù)氖悄M信號，也即該信號的波形是連續(xù)的，可表示為時(shí)間的連續(xù)函數(shù)；數(shù)字通信傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，也即該信號的幅度不隨時(shí)間作連續(xù)的變化，只能取有限個(gè)離散值（一般取兩個(gè)離散值“0”和“1”)。 模擬通信的優(yōu)點(diǎn)是信道的利用率較高，缺點(diǎn)包括：抗干擾能力弱、保密性差、設(shè)備不易大規(guī)模集成及不適合計(jì)算機(jī)通信飛速發(fā)展的需要等。但隨著信道性能的改善，這一缺點(diǎn)會(huì)逐漸得到解決。從某種意義上來說，數(shù)據(jù)通信可看成是數(shù)字通信的特例，并具有數(shù)字通信的一切優(yōu)點(diǎn)。由于計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了非常廣泛的應(yīng)用，遙測、遙控、自控、雷達(dá)等領(lǐng)域都需要用到數(shù)據(jù)處理與傳輸，也就都離不開數(shù)據(jù)通信，因此，數(shù)據(jù)通信有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及廣闊的發(fā)展前景，研究數(shù)據(jù)通信網(wǎng)對通信技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。解答：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指通過通信線路和通信控制處理設(shè)備將分布在各處的數(shù)據(jù)終端設(shè)備連接起來，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸功能的系統(tǒng)。2 舉出你熟悉的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用實(shí)例，并加以說明。首先，Email 數(shù)據(jù)通過本地計(jì)算機(jī)（信息源）發(fā)送給 Modem（變換器） ，完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換，然后通過電話線（信道）傳送到目的地的 Modem（反變換器） ，完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，然后送給目的地計(jì)算機(jī)（受信者） ，從而完成整個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸。解答：通信系統(tǒng)的基本組成如圖 所示：信息源 變換器 信道 反變換器 受信者噪聲源圖 通信系統(tǒng)的基本組成其中，信息源和受信者分別是信息的發(fā)送者和接收者，變換器是將信息源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘?，反變換器則是將從信道上接收的信號變換成受信者可以接收的信息，信道是信號傳輸?shù)妮d體，在信號傳輸過程中，噪聲將對信號產(chǎn)生干擾。解答：（1）電路交換的基本原理是在源端和目的端間實(shí)時(shí)地建立起電路連接，構(gòu)成一條信息通道，專供兩端用戶通信。線路 交 換 的 特 點(diǎn) 是 ： 數(shù) 據(jù) 傳 輸 可 靠 、 迅 速 、 有 序 ， 但 線 路 利 用 率 低 、 浪 費(fèi) 嚴(yán) 重 ， 不 適 合 計(jì)算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 。存儲轉(zhuǎn)發(fā)和電路交換的主要區(qū)別是：發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按照一定格式組成一個(gè)數(shù)據(jù)單元（報(bào)文或報(bào)文分組）進(jìn)入通信子網(wǎng)，通信子網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)要負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯(cuò)校驗(yàn)、存儲、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。（3）報(bào)文交換采 用 存 儲 轉(zhuǎn) 發(fā) 方 式 進(jìn) 行 傳 送 ， 無 需 事 先 建 立 線 路 ， 事 后 更 無 需 拆 除 。（4）分組交換中數(shù)據(jù)以短分組的形式傳輸，分組長度一般為 1000 字節(jié)。分 組 交 換 適 用 于 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) ， 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 有 兩 種 類 型 ： 虛 電 路 方 式 和數(shù) 據(jù) 報(bào) 方 式 。 什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？為什么需要網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)？解答：通信包含哪些內(nèi)容，如何傳送這些內(nèi)容以及什么時(shí)候進(jìn)行通信等事項(xiàng)，都必須符合通信雙方實(shí)體都可以接受的規(guī)則或約定。 相互通信的兩臺計(jì)算機(jī)之間必須進(jìn)行高度協(xié)調(diào)一致的合作，而這種協(xié)調(diào)與合作的邏輯實(shí)現(xiàn)不是由單一的模塊來完成的，而是被分解為多個(gè)子任務(wù)，然后通過分別實(shí)現(xiàn)各個(gè)子任務(wù)來最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)任務(wù)的完成。通過這一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，有利于提高各個(gè)層次功能的相對獨(dú)立性和兼容性。OSI 參考模型由 7 個(gè)層次構(gòu)成：(1) 物理層 涉及在物理媒質(zhì)上非結(jié)構(gòu)化比特流的傳輸，處置訪問物理媒質(zhì)的機(jī)械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。(3) 網(wǎng)絡(luò)層 為上面的各個(gè)層次提供對數(shù)據(jù)傳輸和用于連接系統(tǒng)的交換技術(shù)的獨(dú)立性，負(fù)責(zé)建立、管理和終止連接。(5) 會(huì)話層 為應(yīng)用程序之間的通信提供了控制結(jié)構(gòu)，建立、管理和終止應(yīng)用程序之間的連接( 會(huì)話) 。(7) 應(yīng)用層 提供對應(yīng)用 OSI 環(huán)境的訪問，還提供各種分布式的信息服務(wù)。4圖 TCP/IP 協(xié)議集和 OSI 參考模型的對應(yīng)關(guān)系調(diào)制解調(diào)屬于物理層。常見的有線傳輸媒質(zhì)包括：（1）雙絞線：是最常見的、最經(jīng)濟(jì)的傳輸媒質(zhì)，主要用于電話網(wǎng)絡(luò)和建筑物內(nèi)的通信線路；（2）同軸電纜：主 要 應(yīng) 用 于 電 視 轉(zhuǎn) 播 、 長 途 電 話 傳 輸 、 近 距 離 的 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 連 接 、局 域 網(wǎng) 等 ；（ 3） 光纖：主要用在長途電信中； 常見的無線傳輸媒質(zhì)有：微波、無線電、紅外線和毫米波和激光等。 光纖傳輸?shù)闹饕獌?yōu)缺點(diǎn)是什么？目前光纖可以達(dá)到的最大傳輸速率的數(shù)量級是多少？解答：與雙絞線和同軸電纜相比，光纖傳輸具有大容量、高帶寬、低衰減、傳輸距離長、安全性好和抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但總體上講，光纖的優(yōu)點(diǎn)明顯勝過其不足。 無線電通信頻率范圍是多少？無線電廣播頻譜和微波頻譜各是多少？解答： 無線電通信頻率范圍為 3KHz～300GHz ，無線電廣播頻譜為 30 MHz～1 GHz，微波頻譜為 2～40 GHz 。解答：C = Wlb (b/s)(1SN?香農(nóng)信道容量公式（香農(nóng)定理）給出了在信號平均功率受限的高斯白噪聲信道中可達(dá)到的最大傳輸速率的極限值。香農(nóng)證明了，如果在信道上的實(shí)際信息速率 R 小6于無差錯(cuò)容量 C，那么在理論上都有可能用適當(dāng)?shù)男盘柧幋a方法通過信道實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)傳輸。（ 3） 信道容量或信道最大數(shù)據(jù)傳輸速率 C 與帶寬 W 和信噪比 有關(guān)?；鶐鬏敳恍枰{(diào)制解調(diào)，傳輸距離短；頻帶傳輸設(shè)備更復(fù)雜，但傳輸距離更長。在任何一種情況下，模擬信號經(jīng)過一定距離之后都將會(huì)變?nèi)? 衰減 )。數(shù)字傳輸特別關(guān)注信號的內(nèi)容。為了能夠到達(dá)較遠(yuǎn)