第2章物理层 1有不同的 特点的掌 1)49规定了接口的机械功能、过程特性。49.采用37个引脚的插头座。 BS49的典型速率为48-18b8,用于点到点的同步传输 码方法。 282A规定采用非平衡传输时(即所有电路共用一个公共地)的电气特性。当连 隔为高电了接电缆长度为m时数据传输速率可达30b 处是可以 3824规定采用平衡传输时(即所有电路无公共地的电气特性。它可将传输速 号是非常 率提高到2Mb%,电缆长度可超过份m。当电缆长度为10m时速率可达10M/ 2-1基带信号与宽带信号的传输各有什么特点 半个码元 解析基带信号传输与宽带信号传输的不同主要体现在传输的信号的特点和信号传输对 频带的要求上,应从这两方面着手去解答此题。 与上一个 答案()将数字信号“1或直接用两种不同的电压表示,这种高电平和低电平不断交 要有一次 替的信号称为基带信号,而基带就是这种原始信号所占的基本带。将基带信号直接送到线 路上传输称为基带传输。基带传输要求信道有较宽的频带。 (2若将多路基带信号、音频信号和视频信号的频谱分别移到一条电缆的不同频段传输, 用模拟传这种传输方式称为宽带传输宽带传输所传输的信号都是经过调制后的模拟信号,因此可用 专输数据的 宽带传输系统实现文字、声音和图像的一体化传输。在窕带系统中,要用放大器增加传输距 离。 收到的信 2-12有60MB(兆字节)的数据,需要从南京传送到北 北京。一种方法是将数据写到磁 因此可通 盘上,然后托人乘火车将这些磁盘捎去。另一种方法是用计算机通过长途电话线路(设信息传 消除,即抗 送的速率是24Mbs)传送此数据。试比较这两种方法的优劣。 百的要求。 解析掌握了下面几个公式之后此题就迎刃而解了。 强,尤其是 信息传送量=信息传送率x传送时间; 信的可靠 字节与波特的关系:1B=8b; 加密处理, 兆字节与波特的关系:1MB=2x8b 光纤通信 答案假定用计算机通过长途电话线路进行数据传送时,采取连续传送且不出错。若用 2.4bs速率,传60800568503480)需要24.3天。比托人乘火车 捎去要慢,且更贵。 32C是 2-1356kbs的调制解调器是否已突破了香农的信道极限传输速率?这种调制解调器 是“推荐” 使用条件是怎样的 解析56kbs的调制解调器主要用于用户与P的通信,这时从用户到之间只需经 有不同特 过一次AD转换,比两个用户之间使用的36bs调制解调器的量化燥声要小,所以信噪比 进一步提高。虽然3.6灿bs调制解调器的速率基本已达到香农的信道极限传输速率,但是 D接口只 56b调制解调器的使用条件不同,它提高了信噪比。香农用信息论的理论推导出了带寬受 5这两个设限且有高斯白噪声干扰的信道极限信息传输速率,推导出的香农公式指出:只要信息传输速 对于近地 时要引人低于信道的极限信息传输速率一定可以找到某种法来实观无差错的传输 答案56kbs的调制解调器没有突破香农极限传输速率的公式。 的方法,使 使用条件,P也使用这种调制解调器,并且在P与电话交换机之间是数字信道。若即 游使用的只是36小调制解调器,则用户的场盐的调解调器会自动降低到36 据的形式 调制解调器相同的速率进行通信。 2-14在23.1节个绍双线时,我们说:“在数字传输时,若传输速率为每秒几个光比 接电 特,则传输距离可达几公里。但目前我们使用调制解调器与相连时,数据的传输率最高 组成
20 计算机同络习题精解精练 只能达到5,与每秒几个光比特相距甚远,这是为什么? 解析数字传输系统与电话用户线这两种传输方式在信道两端对带宽限相线 定,因此两者对数据的传输也会有不同的限制。此题则据此不同之处考查对数据传 答“在数字传输时若传输率为每秒几个亮比特,则传输距鸡可达几公里这是部件 使用数字线路,其两端的没备并没有带宽的限制。当我们使用调制解调器与相连时, 的是电话的用户线。这种用户线进人市话交换机处将带宽限制在340以下,与数守线 的带宽相差很大。 2-15试写出下列英文缩写的全文,并进行简单的解释。DM,mM,SDM标 DWDM, CDMA, SONET, SDH STM-1. 0C-48, DTE DCE. EIA, ITU-T, CCITT, 0 解析略。 答案 )M(Frequency Division Multiplexing)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。 mDm复用,将一条物理信道按时间分成若干时间片轮6 给多个用户使用,每一个时间片由复用的一个用户占用,所有用户在不同时闻占用同样的频率 宽度。 STst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,而是按需动态地分配时 WDM( Wave Division Mule)分复用,在光信道上采用的-种频分多路复用的 目即光的频分复用:不同光纤上的光波信号(常是两种光波信号)复用到一根长距离传输的分 纤上的复用方式。 DM( Dense Wave Division Multiplexing)密集波分复用,使用可见光谐的宽带特征在单 个光纤上同时传输多种光波信号的技术。DWDM可以利用一根光纤同时传输多个波长,芻 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 Acess)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、同一颜段上根据不同的编码获得业务信道。 S0 r(Synchrnous Optical Network步光纤是以分级速率从5b到2.5hk的 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 目协议一起在一条光纤线路上传输。 SDH(Synchronous Digital Hiera)同步数字系列指国际标准同步数字系列sH简化了 6复用和分用技术需要时可直接人到低速支路,而不经过高速到低速的逐级分月用上下 方便。 hm第1级同步传速模块SH的基本速率相当于s 体系中的0C3速率 0C48是0NE体系中的速率表示,对应于8H的smH6速率,常用近似值为23 DIE Data Temin.数据终端设备,就是具有一定的数据处理能力以及发送楼 收数据能力的设备。 DCE( Data Circuit-terminating Equipmen是数据电路端接设没备,使在DE和传输线路之 供信号变换和端码功能,并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。 品时美电子工业协会建于年,时名为无线 造商协会( Radio Manufacturers Association: RM尺有1名成员,代表不过20)万美元产值
第2章物理层 21 无线电制造业,而今,EA成员已超过50名,代表美国20美元产值电子工业制造商成为 了务的会易组织总在吉的灵广泛代表了设计生产电子元件 至部通信系统的以及工业果或有用的在高美国造的净力 了方面起到了重要的作用 ITU-T( Intemational Telecom Unic)国际电信联盟电信标准化部门,成立于193年,它的前 路身是电要是会mm可哥究和定除无电以外的所有电信领 标准,已通过的建汉书有260多项。mT分为16个研究组,研究范围涉及电信网络税费政 策电信管理网(TM综合宽带电缆网络和音频视频的传输数据通信网络、P网络、光传送 网多媒体业务、系统和终端、信令协议、电信软件移动通信网络和通信设备安装施工等各方 面。 CCITT(Consultative Commitee of Intemational Telegraph and Telephone)际电报电话咨询委员 会的简称,它是国际电信联盟(IU)的常设机构之一。主要职责是研究电信的新技术、新业务 地和资费等问题,并对这类问题通过建议使全世界的电信标准化。从93年3月1日起国际 电报电话咨询委员会(Cm改为国际电信联盟(mU)电信标准化部门,简称IUT。 lo( Intemational Onganization for Standa)指国际标准化组织,是一个全球性的非政 府组织,是国际标准化领域中一个十分重要的组织。的任务是促进全球范围内的标准化 及其有关活动,以利于国际间产品与服务的交流,以及在知识、科学、技术和经济活动中发展国 ,际间的框合作8于9年2月2日式成立总成在的内瓶 的光 2-16码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信 而不会互相于扰?这种复用方法有何优缺点? 解析码分复用CDMA是一种共享信道的方法。每一个用户可以在同样的时间使用同样 的频带进行通信。此题主要考查的是对扩频通信CDMA原理的掌握。而这种复用方法的优缺 点主要从其利用率、编码方式、抗干扰能力、覆盖范围等方面去考虑。 答案因为用户在使用CDMA通信时,各用户使用经过特殊挑选的不同码型传送信息时, 用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波 调并发送出去。接收端由使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带 专输信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。各用户之间不会造成干扰 这种复用方法的优点是:须谐利用率高,容量大;覆盖范围大;有很强的抗干扰能力,其频 了类似于白噪声传送的信号不易被敌人发现:采用CMA可提高通信的话音质量和数据传输 路 的可靠性,减少对通信的影响:阿络成本低;降低手机的平均发射功率等等。 缺点是:需要为各站分配不同互相正交的码片序列;地域受线路影响,不是每个地方都能 用,安装时间长等 2-17共有4个站进行码分多址CmM通信。4个站的码片序列为:(-1-1-1+1+ 1-1+1+1(-1-1+1-1+1+1+1-1;C:(-1+1-1+1+1+1-1-1)D(-1+1- 0接1-1+1到这131间个姑发进 数据了?发送数据的站发送的1还是0 提 解析此题考查的主要是对CDMA通信原理的掌握,如何从发送站接收到的码片序列推 算发送站是否发送及发送的数据内容。这就需要根据公式S7 7=0分别计算各 两片序列与接收结码序列的规格化内积,结果为们说明该结没有发送数据为谈
22 计算机网络习题精解精练 该结发送的是1;结果为-1则说明该站发送的是0 答案设接收到的码片序列为SA.C.D4个结的码片序列分别为T12n73x1s 根据公式S7=∑57=0,可作如下计算: 因为.15=1,所以可知A站发送的数据是1。 同理计算BC.D站,可得到 15572=-1,可知B站发送的数据为0 ST1=251=0,可知C站没有发送数据 可知D站发送的数据是1 由上可知,发送数据的站有,B,D站,分别发送的是1,1,C站没有发送数据。 2-18假定在进行异步通信时,发送端每发送一个字符就要发送10个等宽的比特(一个 目始比特3个比特的码字答最后一个结束比特试当接收端的时钟频率发送 的时钟频率相差5%时,双方能否正常通信? 解析此题考查的是进行异步通信时,)时钟准确性的要求。接收端的时钟在和发送 时钟保持完全同步时,应满足接收比特时采样点的移动不能超过比特宽度的一半,才能保 目信的顺利进行。设发送端和接收端的时钟周期分别为X和若接收端时钟稍慢则测最后 个采样必须发生在停止比特结束之前,即9.5<10x。若接收端时钟稍快,则最后一个采样 必须发生在停止比特开始之后,即95>9。 答案解出(-X)x19=5.26%。因此,收发双方频率相差是可以正常工作的 (但最好不要这样,因为临界) 同步训练题 比较不同传输介质的性质与特点。 2为什么要采用多路复用技术?它的主要作用是什么?什么是多路复用器? 3试比较模拟通信方式与数字通信方式的优缺点。 4,数据率为106的以大网的码元传输速率是多少? 5,在什么情况下,要安装多端口中继器?如何减少传输介质的衰减? 6,传播时延,发送时延和重发时延各自的物理意义是什么? 61假定有一条通带为10的信道,每路信号的带宽为32H各路信号间的时 为08H山若采用分多路复用,问最多能同时传输几路信号? 8,信道带宽与信道容量的区别是什么?增加带宽是否一定能增加信息容量? 9,简述多路复用的种类及各自的主要应用领域。在码分多址复用系统中,各路信号题 何被区分开来的? 0.SDH作为一种全新的传输网体制,它具有哪几个主要的特点? 12C接口是如何进行数据传输的?
第2章物理层 23 同步训练题答案 1解析此题主要考查对物理层主要传输媒体及其特点和应用范围的把,属于基本概 念范璃。学习物理层的重点应放在对基本概念的掌握上 答案 双绞线 物理特性:双纹线由按规则螺旋结构排列的2根或4根绝缘线组成。一对线可以作为一 条通信电路,各个线对螺旋排列的目的是使各线对之间的电磁于扰最小。 传输特性:双纹线最普遍的应用是语音信号的模拟传输。使用双纹线通过调制解调器传 输模拟数据信号时,数据传输速率目前单向可达5,双向达3.68s,4.条音频通道总的 数据传输速率可达230。使用双纹线发送数字数据信号,一般总的数据传输速率可达 2 Mb/so 连通性:双纹线可用于点对点连接,也可用于多点连接; 比特(一个 地理范围:双纹线用于远程中继线时,最大距离可达15km;用于10Ms局域网时,与集 和发送端 线器的距离最大为10m 抗于扰性:在低颏传输时,其抗于批能力相当于同轴电缆,在⑩-10时,其抗干扰能 和发送端 力低于同轴电缆; 才能保证通 价格:双绞线的价格低于其他传输介质,并且安装维护方便。 则最后 2同轴电缆 个采样 物理特性同轴电缆也由两根导体组成,有粗细之分,它由套置单根内导体的空心圆柱体 构成。内导体是实芯或者是绞的;导体是整体的或纺织的。内导体用规则间距的绝缘环或 常工作的 硬的电媒体材料来固定,外导体用护套或屏蔽物包着。 传输特性:50专用于数字传输,一般使用曼彻斯特编码,数据速率可达2MsCT 电缆可用于模拟和数字信号。对模拟信号,高达30-40的频率是可能的。对数字信 号,已能达到50Mb 连通性:同轴电缆可用于点对点连接,也可用于多点连接。 地理范围:典型基带电缆的最大距离限于数公里,而宽带阿络则可以延伸到数十公里的范 抗于扰性:同轴电缆的结构使得它的抗干能力较强,同轴电缆的抗干扰性取决于应用和 实现。一般对较高频率来说,它优于双纹线的抗于扰性。 价格:安装质量好的同轴电缆的成本介于双纹线和光纤之间、维护方便。 物理特性:光学纤维是一种直径细(2。125m)的柔软、能传导光波的介质,能够传导光波 (3)光 的防护带宽 的媒体。各种玻璃和塑料可用来制造光学纤维。光缆具有圆柱形的形状,由三个同心部分组 传输特性:光纤利用全内反射来传输经信号编码的光束。分多和单模方式,多的带宽 成纤芯、包层、护。 路信号是如为23bm单模的带宽为3:3 连通性:光纤最普通的使用是在点到点的链路上。 地理范围:光纤信号寂减极小,它可以在68如m的距离内不使用中继器实现高速率数