【2017年整理】计算机网络第二章习题解答.doc

【2017年整理】计算机网络第二章习题解答

第二章:物理层

物理层应该解决哪些问题？物理层的主要特征是什么？

答：物理层考虑如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据，而不是连接计算机的特定物理设备或特定的传输媒体。现有网络中有各种各样的物理设备和传输媒体，通信方式也有许多不同的方式。物理层的作用是尽可能地屏蔽这些差异，使数据链路层感觉不到这些差异，因此数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不是网络的具体传输媒体。物理层的重要任务是确定与传输媒体接口的一些特性。

2.程序和协议有什么区别？(教材36)

答：

3.试着给出数据通信系统的模型，并解释其主要组件的作用。

答:数据通信系统可分为三部分:

4.试着解释以下术语:数据、信号、模拟数据、模拟信号、数字数据、数字信号、单工通信、半双工通信和全双工通信。

答:数据:是运输信息的实体。

信号：是电气或电磁数据的性能。

模拟数据：运输信息的模拟信号。

模拟信号：连续变化的信号。

数字信号：几个离散值有限的信号。

数字数据：取值为不连续数据。

单工通信：即通信只有一个方向，没有相反的交互。

半双工通信:即通信和双方都可以发送信息，但不能同时发送(当然也不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收，一段时间后反过来。

双工通信：即通信双方可同时发送和接收信息。

5.物理界面的特点是什么？它们包含什么？

答:(1)机械特性:指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数量和排列、固定和锁定装置等。

(2)电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

(3)功能特性:指出某条线上某一电平的电压是什么意思。

(4)规程特征:说明不同功能的各种可能事件的顺序。

2-06 信道中数据的传输速率有哪些限制？信噪比能随意提高吗？香农公式在数据通信中的意义是什么？比特/秒和码元/秒有什么区别？

答：信道中的数据传输受信道带宽和信道噪声比的影响。信道带宽或信道中的信噪声比越大，信息的极限传输速率越高。

由于噪声存在于所有电子设备和通信通道中，因此不能随意提高信噪比。由于噪声是随机产生的，其瞬时值有时很大。如果信号相对较强，则噪声的影响相对较小。

????? 香农公式在数据通信中的意义在于揭示了信道对数据传输率的限制，并推断了带宽有限、高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输率C=Wlog2(1 S/N)，其中W信道带宽(以赫兹为单位)，S信道内传输的信号的平均功率，N高斯噪声功率在信道内。

比特是信息量的单位，代码元在使用时间域(或时间域)的波形中表示数字信号。代表不同离散值的基本波形。比特/秒是数据传输率的单位，代表每秒数据的传输量。一个代码元可以携带多个比特量，一个代码也可以由几个代码元传输。

2-07 假设一个信道受奈氏标准限制的最高码元率为2万元/秒。如果采用振幅调制，将码元的振幅分为16个不同级别进行传输，可以获得多高的数据率？(b/s)?

答：C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/s

2-08 假定要用3KHz带宽电话信道传输64kb/s数据(无错误传输)，这个信道应该有多高的信噪比(分别用比值和分贝表示？这个结果有什么问题？

答：C=Wlog2(1 S/N)(b/s)

W=3khz，C=64khzàS/N=64.2dB?? 是一种需要高信噪比的信源

2-09 用香农公式计算，假设信道带宽为3100Hz，最大信道传输率为35Kb/s，如果你想将最大信道传输速率提高60%，问信噪比S/N应该提高多少倍？如果信噪比S/N应该在刚才计算的基础上增加多少倍？如果信噪比S/N在刚才计算的基础上增加到十倍，问最大信息速率能否增加20%？

答：C = W log2(1 S/N) b/s-àSN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1

SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1

SN2/SN1=100信噪比应增加到100倍左右。

C3=Wlong2(1 SN3)=Wlog2(1 10*SN2)

C3/C2=18.5%

如果在此基础上使用信噪比S/N最大信息通率只能增加18倍.5%左右

?2-10 常用的传输媒体有哪些？各有特点？

答：双绞线

屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)

无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)

同轴电缆

50 W 同轴电缆

75 W 同轴电缆

光缆

无线传输：短波通信/微波/卫星通信

假设双绞线的衰减是0.7dB/km(在 1