题目

第二章物理2-01物理层要解决哪些问题?物理层的主要特点是什么?答:物理层要解决的主要问题:(1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备[1]和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路[2]层感觉不 到这些差异,只考虑完成本层的协议和服务。(2)给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行 按顺序传输的比特流)的能力,为此,物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。(3)在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路[3]物理层的主要特点:(1)由于在0SI之前,许多物理规程[4]或协议已经制定出来了,而且在数据通信[5]领域中,这些 物理规程己被许多商品化的设备所采用,加之,物理层协议涉及的范围广泛,所以至今没有 按0SI的抽象模型制定一套新的物理层协议,而是沿用已存在的物理规程,将物理层确定为 描述与传输媒体接口的机械,电气,功能和规程特性[6]。(2)由于物理连接的方式很多,传输 媒体的种类也很多,因此,具体的物理协议相当复杂2-06数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香农公式在数据 通信中的意义是什么? “比特/每秒”和“码元[7]/每秒”有何区别?答:码元传输速率受奈氏准则的限制,信息传输速率受香农公式的限制。香农公式在数据通信中的意义是:只要信息传输速率低于信道的极限传信率,就可实现无差 传输。比特/s是信息传输速率的单位。码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。 一个码元不一定对应于一个比特。2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制[8],把 码元的振幅划分为16个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率(b/s) ?答:C=R*Log2 (16) =20000b/s*4=80000b/s2-08假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据(无差错传输),试问这个信道应具 有多高的信噪比(分别用比值和分贝来表示?这个结果说明什么问题?)答:C=Wlog2 (1+S/N) (b/s)W=3khz, C=64khz——aS/N=64. 2dB是个信噪比要求很高的信源2-09用香农公式计算一下,假定信道带宽为为3100Hz,最大信道传输速率为35Kb/s,那么 若想使最大信道传输速率增加6 0 %,问信噪比S/N应增大到多少倍?如果在刚才计算出的 基础上将信噪比S/N应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到 十倍,问最大信息速率能否再增加2 0 %?答:C = W Iog2(l+S/N) b/s-aSNl=2* (Cl/W) -1=2* (35000/3100) -1SN2二2* (C2/W) -1=2* (1.6*Cl/w) -1=2* (1.6*35000/3100) -1SN2/SNl=100信噪比应增大到约100倍。C3=Wlong2 (1+SN3) =Wlog2 (l+10*SN2)C3/C2=18. 5%如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍,最大信息通率只能再增加18. 5%左右2-10常用的传输媒体有哪几种?各有何特点?答:双绞线[9]、屏蔽双绞线[10]STP (Shielded Twisted Pair)、无屏蔽双绞线UTP (Unshielded Twisted Pair)、同轴电缆[11]、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。2-13为什么要使用信道复用技术?常用的信道复用技术有哪些?答:为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。频分、时分、码分、波分。2-15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 相干扰?这种复用方法有何优缺点?答:各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型,因此彼此不会造成干扰。这种系统发 送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。占用较大的带宽。2-16共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为A. (-1-1-1 + 1 + 1-1 + 1 + 1) B. (-1-1 + 1-1 + 1 + 1 + 1-1) C. ( — 1 + 1 —1 +1 + 1 + 1 —1 — 1) D. (-1 + 1-1-1-1-1 + 1-1) E. 现收到这样的码片序列S: ( — 1 + 1 —3 + 1 —1 —3 + 1 + 1)。问哪个站发送数据了?发送数据 的站发送的是0还是1?

第二章物理

2-01物理层要解决哪些问题?物理层的主要特点是什么?

答:物理层要解决的主要问题:

(1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备[1]和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路[2]层感觉不 到这些差异,只考虑完成本层的协议和服务。

(2)给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行 按顺序传输的比特流)的能力,为此,物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。

(3)在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路[3]

物理层的主要特点:

(1)由于在0SI之前,许多物理规程[4]或协议已经制定出来了,而且在数据通信[5]领域中,这些 物理规程己被许多商品化的设备所采用,加之,物理层协议涉及的范围广泛,所以至今没有 按0SI的抽象模型制定一套新的物理层协议,而是沿用已存在的物理规程,将物理层确定为 描述与传输媒体接口的机械,电气,功能和规程特性[6]。(2)由于物理连接的方式很多,传输 媒体的种类也很多,因此,具体的物理协议相当复杂

2-06数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香农公式在数据 通信中的意义是什么? “比特/每秒”和“码元[7]/每秒”有何区别?

答:码元传输速率受奈氏准则的限制,信息传输速率受香农公式的限制。

香农公式在数据通信中的意义是:只要信息传输速率低于信道的极限传信率,就可实现无差 传输。比特/s是信息传输速率的单位。码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。 一个码元不一定对应于一个比特。

2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制[8],把 码元的振幅划分为16个不同等级来传送,那么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带宽的电话信道传送64kb/s的数据(无差错传输),试问这个信道应具 有多高的信噪比(分别用比值和分贝来表示?这个结果说明什么问题?)

答:C=Wlog2 (1+S/N) (b/s)

W=3khz, C=64khz——aS/N=64. 2dB是个信噪比要求很高的信源

2-09用香农公式计算一下,假定信道带宽为为3100Hz,最大信道传输速率为35Kb/s,那么 若想使最大信道传输速率增加6 0 %,问信噪比S/N应增大到多少倍?如果在刚才计算出的 基础上将信噪比S/N应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到 十倍,问最大信息速率能否再增加2 0 %?

答:C = W Iog2(l+S/N) b/s-aSNl=2* (Cl/W) -1=2* (35000/3100) -1

SN2二2* (C2/W) -1=2* (1.6*Cl/w) -1=2* (1.6*35000/3100) -1

SN2/SNl=100信噪比应增大到约100倍。

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

C3/C2=18. 5%

如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍,最大信息通率只能再增加18. 5%左右

2-10常用的传输媒体有哪几种?各有何特点?

答:双绞线[9]、屏蔽双绞线[10]STP (Shielded Twisted Pair)、无屏蔽双绞线UTP (Unshielded Twisted Pair)、同轴电缆[11]、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。

2-13为什么要使用信道复用技术?常用的信道复用技术有哪些?

答:为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。

频分、时分、码分、波分。

2-15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 相干扰?这种复用方法有何优缺点?

答:各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型,因此彼此不会造成干扰。这种系统发 送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。占用较大的带宽。

2-16共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为

A. (-1-1-1 + 1 + 1-1 + 1 + 1)
B. (-1-1 + 1-1 + 1 + 1 + 1-1)
C. ( — 1 + 1 —1 +1 + 1 + 1 —1 — 1)
D. (-1 + 1-1-1-1-1 + 1-1)
E. 现收到这样的码片序列S: ( — 1 + 1 —3 + 1 —1 —3 + 1 + 1)。问哪个站发送数据了?发送数据 的站发送的是0还是1?

题目解答

答案

解:S • A= (+1 —1 + 3+1 —1 + 3+1 +1) / 8=1, A 发送 1

S • B二(+ 1 — 1一3—1一1一3+1 — 1) /8二一 1, B 发送 0

S • C= ( + 1 + 1 + 3+1 — 1 — 3—1 — 1) / 8=0, C 无发送

S • D=( + 1 + 1 + 3—1 + 1+3 + 1 —1) /8= 1, D 发送 1

2-17试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点?

答:xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使它能够承载宽带业务。 成本低,易实现,但带宽和质量差异性大。

HFC网的最大的优点具有很宽的频带,并且能够利用己经有相当大的覆盖面的有线电视网。 要将现有的450 MHz单向传输的有线电视网络改造为750 MHz双向传输的HFC网需要相当 的资金和时间o FTTx (光纤到……)这里字母x可代表不同意思。可提供最好的带宽和质量、 但现阶段线路和工程成本太大。