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第一章
P19
7、试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共 x(bit),从
源站到目的站共经过 k 段链路,每段链路的传播时延为 d(s),数据率为
C(bit/s)。在电路交换时电路的建立时间为 s(s)。在分组交换时分组长
度为 p(bit),且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下,分
组交换的时延比电路交换的要小?
答:对电路交换,当 t=s 时,链路建立;
当 t=s+x/C,发送完最后一 bit;
当 t=s+x/C+kd,所有的信息到达目的地。
对分组交换,当 t=x/C, 发送完最后一 bit;
为到达目的地,最后一个分组需经过 k-1 个分组交换机的转发,
每次转发的时间为 p/C,
所以总的延迟= x/C+(k-1)p/C+kd
所以当分组交换的时延小于电路交换
x/C+(k-1)p/C+kd<s+x/C+kd 时,
(k-1)p/C<s
8、在上题的分组交换网中,设报文长度和分组长度分别为 x 和(p+h)
(bit),其中 p 为分组的数据部分的长度,而 h 为每个分组所带的控制信息
固定长度,与 p 的大小无关。通信的两端共经过 k 段链路。链路的数据率为
b(bit/s),但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延
为最小,问分组的数据部分长度 p 应取为多大?
答:分组个 x/p,
传输的总比特数:(p+h)x/p
源发送时延:(p+h)x/pb
最后一个分组经过 k-1 个分组交换机的转发,中间发送时延: (k-1)
(p+h)/b
总发送时延 D=源发送时延+中间发送时延
D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b
令其对 p 的导数等于 0,求极值
p=√hx/(k-1)
10、试计算以下两种情况的发送时延和传播时延:
(1) 数 据 长 度 为 10
7
bit , 数 据 发 送 速 率 为 100kbit/s , 传 播 距 离 为
1000km,信号在媒体上的传播速率为 2×10
8
m/s。
(2) 数据长度为 10
3
bit,数据发送速率为 1Gbit/s,传输距离和信号在媒
体上的传播速率同上。
答(1):发送延迟=10
7
/(100×1000)=100s
传播延迟=1000×1000/(2×10
8
)=5×10
-3
s=5ms
(2):发送延迟=10
3
/(10
9
)=10
-6
s=1us
传播延迟=1000×1000/(2×10
8
)=5×10
-3
s=5ms
1
第二章
P33
8、面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么?
答:面向连接服务的特点是,在服务进行之前必须建立数据链路 (虚电路)然后
在进行数据传输,传输完毕后,再释放连接。在数据传输时,好象一直占用了
一条这样的电路。适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。
对传输数据安全,不容易丢失和失序。但由于虚电路的建立,维护和释放要耗
费一定的资源和时间。
无连接服务的特点,在服务工程中不需要先建立虚电路,链路资源在数据传
输过程中动态进行分配。灵活方便,比较迅速;但不能防止报文的丢失、重复
或失序。适合于传送少量零星的报文。
9、协议与服务有何区别?有何关系?
答:1、协议是控制对等实体之间通信的规则,是水平的。服务是下层通过层
间接口向上层提供的功能,是垂直的。
2、协议的实现保证了能够向上一层提供服务,要实现本层协议还需使用
下层提供的服务。
10.(补充)长度为 100 字节的应用层数据交给运输层传送,需加上 20 字节
的 TCP 首部。再交给网络层传送,需加上 20 字节的 IP 首部。最后交给数据
链路层的以太网传送,加上首部和尾部 18 字节。试求数据的传输效率。
若应用层数据长度为 1000 字节,数据的传输效率是多少?
答:数据长度为 100 字节时
传输效率=100/(100+20+20+18)=63.3%
数据长度为 1000 字节时,
传输效率=1000/(1000+20+20+18)=94.5%
第三章
P69
3、奈氏准则与香农公式在数据通信中的意义是什么?比特和波特有何区别?
答:奈氏准则与香农公式的意义在于揭示了信道对数据传输率的限制,只是两
者作用的范围不同。
奈氏准则给出了每赫带宽的理想低通信道的最高码元的传输速率是每秒 2
个码元。香农公式则推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息
传输速率 C=Wlog
2
(1+S/N),其中 W 为信道的带宽(以赫兹为单位)
S 为信道内所传信号的平均功率,N 为信道内部的高斯噪声功率。
比特和波特是两个完全不同的概念,比特是信息量的单位,波特是码元传
输的速率单位。但信息的传输速率“比特/每秒” 一般在数量上大于码元的传输速
率“波特”,且有一定的关系,若使 1 个码元携带 n 比特的信息量,则 M Baud
的码元传输速率所对应的信息传输率为 M×n bit/s,但某些情况下,信息的传
输速率“比特/每秒” 在数量上小于码元的传输速率“波特”,如采用内带时钟的曼
切斯特编码,一半的信号变化用于时钟同步,另一半的信号变化用于信息二进
制数据,码元的传输速率“波特”是信息的传输速率“比特/每秒”的 2 倍。
2
10、基带信号与宽带信号的传输各有什么特点?
答:基带信号将数字 1 和 0 直接用两种不同的电压表示,然后送到线路上传输。
宽带信号是将基带信号调制后形成的频分复用模拟信号。采用基带信号传输,
一条电缆只能传输一路数字信号,而采用宽带信号传输,一条电缆中可同时传
送多路的数字信号,提高了线路的利用率。
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)
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?
答:S·A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1, A 发送 1
S·B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-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
补充 17、根据 EIA-232 标准,DTE 只有在哪几个电路状态都处于开状态
(on)的情况下才能发送数据?
答:(1)DTE 就绪 DTR(pin20)
(2)载波检测(pin8)
(3)DCE 就绪 DSR(pin6)
(4)请求发送 RTS(pin4)
(5)允许发送 CTS(pin5)
18、使用每个信号元素 8 个电平级的传输方案,在 PSTN 上传输数据。如果
PSTN 的带宽是 3000Hz,试利用 Nyquit 定理求出最大数据传输速率 C 和
调制效率 B。
答:C=2Wlog
2
M=2×3000×log
2
8=18000bit/s
B=C/W=18000/3000=6bit/s·Hz
-1
4、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
(一个起始比特,8 个比特的 ASCII 码字符,最后一个结束比特)。试问当接
收端的时钟频率和发送端的时钟频率相差 5%时,双方能否正常通信?
答:设发送端和接收端的时钟周期分别为 X 和 Y。
若接收端时钟稍慢(Y>X),则最后一个采样必须发生在停止比特结束之前。
即 9.5 Y <10 X。
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 9.5 Y >9X。
解出:|(Y-X)/X|<1/19=5.26%
因此收发双方频率相差 5%是可以正常工作的(但最好不要这样,因为太临界
了)
3
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