《数据通信与计算机网络》补充习题参考答案

数据通信与计算机网络》补充题题介
第一章
1.计算机网络的发展经历了几个阶段?各阶段有什么特点?
2.通信子网是计算机网络的一个组成部分。试列出在计算机网络的工作中那些是由通信子网完成的?那些不是?
3.简述可以从几种不同角度来对计算机网络分类。
第二章
1.在一个n层的网络系统中,每层协议分别要求加上Hi字节长的报头。若送往该网络的应用  数据长度为A字节,问在物理媒体的带宽中有多少百分比是用来传输有效应用数据的?
解:    ∵每层协议要求加上Hi字节的报头
    n层的网络系统中,增加的开销为         又        应用数据长度为A字节
    传输有效应用数据的有效的带宽占      
第三章
1.简述通信系统的模型。
2.物理层协议包括哪四方面的内容?
3.简述模拟数据及数字数据的模拟信号及数字信号表示方法。
4.简述MODEM和CODEC的作用。
5.什么是数据通信?
6.数据传输速率与信号传输速率的单位各是什么?它们之间有什么关系?
7.数据传输速率与信道容量的单位各是什么?它们之间有什么不同?
8.对于带宽为4KHz的信道,若用8种不同的物理状态来表示数据,信噪比为30db,试问按奈奎斯特定理,最大限制的数据速率是多少?按香农定理最大限制的数据速率是多少?
解:按奈奎斯特定理    C = 2H·log2N
    N = 8H = 4KHZ        C = 24 kbps
    按香农定理, C = H·log21+S/N
    ∵信噪比为30db30db = 10· log S/N
            H = 4KHZ
    C = H·log 21+1000= 40 kbps
9.对于带宽为6MHz的信道,若用4种不同的状态来表示数据,在不考虑热噪声的情况下,该信道的最大数据传输速率是多少?
解:按奈奎斯特定理:C = 2·H·log2N
    N = 4    H = 6MHZ
    C = 2·6MHZ·log24 = 24 Mbps
10某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控,采用0、π/2、π和3/2π四种相位,每种相位又都有两个不同的幅度值,问波特率为1200的情况下数据速率是多少?同时使用幅移键控和相移键控
解:  4种相位,每个相位又有2个幅度
    N = 4×2 = 8        B = 1200 baud
    S = B·log2N = 3600 bps
11.信道带宽为3KHz,信噪比为30db,每个信号两种状态,则每秒能发送的比特数不会超过多少?
解:按香农定理:信噪比为30db    H = 3KHZ
                       
    C = H·log21+1000 = 30 kbps
按奈奎斯特定理    C = 2H·log2N
    N = 2H = 3KHZ        C = 6 kbps
所以该信道每秒能发送的比特数不会超过6 kbit。
12采用8种相位、每种相位各有两种幅度的PAM调制方法,问在1200Baud的信号传输速率  下能达到的数据传输速率为多少?
解:N = 8×2 = 16 种,B = 1200 Band
    S = B·log2N = 4800 bps
13. 采用每种相位各有两种幅度的PAM调制方法,在带宽为8KHz的无噪信道上传输数字信号,若要达到64Kbps的数据速率,问至少要多少种不同的相位?
解:按奈奎斯特定理:H = 8KHZC = 64 kbps
    C = 2·H·log2N                N = 16
    ∵每种相位各有两种幅度      N/2 = 8种相位
    答至少要8种不同相位
14.简述异步传输方式与同步传输方式的区别。
15.数据速率为1200bps,采用无校验、1位停止位的异步传输,问1分钟内最多能传输多少个汉字(双字节)?
解:异步传输汉字时,每个汉字占二个;数据位为8位,采用无校验,1位停止位,1位起始位
    每分钟可传输的汉字数
                   
所以1分钟内最多能传输汉字3600个。
16.分别用标准曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码画出1011001的波形图。
解:数据为    1011001
              v  1    0    1    1    0    0    1
    全宽码                                                t
                                                           
    曼彻斯
                                                             
    差分曼彻斯                                                 
                                                                 
                                                     
                                                                   
                                                           
17.采用曼彻斯特编码的10Mbps局域网的波特率是多少?
解:采用曼彻斯编码时,在最坏情况下,一位二进制比特需要有二次跳变,所以10Mbps局域网的波特率为 10Mbps*2 =    20 Mbaud
18.简述异步传输方式的字符格式,并说明各部分的所用。
19.信源以字节(8比特)为单位传输数据,若数据速率为B(bps),对下列两种情况分别计算有效数据传输速率:
(1)异步串行传输,不用校验位、使用1位停止位;
(2)同步串行传输,每帧包含48位控制位和4096位数据位。
解:1)异步传输: (传输数据位最多时)
以字节为单位,8位数据,不用校验,1位起始位,1位停止位
                                       
    2)同步传输:每帧包含48位控制位和4096位数据位
                   
                       
20.在相同数据速率下,分别采用异步协议和同步协议传输大批量数据,问两者的传输效率之比约为百分之几?
解:在相同数据速率B下,传输大批量数据时
    异步传输的效率最多为        
    同步传输的效率为接近于1×B
    两者的传输效率之比为    
       
21.对于带宽为4KHz的语音信号,采用量化级别为128的PCM方法编码,问所产生的二进制位起码要用多大传输速率的信道才能传输?
解:语音信号带宽为4KHZ,所以采样频率为    2×4KHZ = 8KHZ        即每秒采样8000
    每次间隔时间为125us,量化级为128,故每次采样要用七位二进制来表示
所以数据速率为
        7bit×8KHZ = 56 kbps
        7bit / 125us = 56 kbps
22.简述FDM和TDM的实现原理。
23.分别计算T1载波和E1载波的编码效率和开销率。
解:T1载波:每帧由24路声音,每路声音7位数据,1位控制,每帧1位标志
    编码效率为                        
    开销率为                        
    E1载波:每帧由30路声音,每路声音8位数据,每帧有8位同步,8位控制
    编码效率为 s1200           
    开销为          
24.若要在采用两种物理状态传输的50 Kbps信道上传输1.544Mbps的T1载波,问信道的信噪比至少要多少?
解:在两种物理状态下传输50 kbps,即
    C1 = 2·H·log2N        N = 2C1 = 50 kbps
    H = 25 KHZ
    现要传输1.544 MbpsT1载波
    C2 = H·log21+S/N        C2 = 1.544 Mbps
    leg21+S/N= 61.76        S/N = 2 61.76-1
    信噪比为          
25.试比较电路交换、报文交换、虚电路分组交换及数据报分组交换方式的特点。
26.对于交换网定义如下参数:
      N  –  两个给定站点间转接的节点数;
      L  –  报文长度( 比特 ) ;
      B  –  链路上的数据传输速率(bps);
P  –  每个分组的长度( 比特 ) ;
H  –  每个分组的开销( 比特 ) ;
S  –  电路交换或虚电路分组交换的呼叫建立时间( 秒) ;
D  –  每个转接点的转接延迟时间( 秒) 。
M  –  两个节点之间的传播延迟时间( 秒) 。
假设不需要确认,请分别计算电路交换、报文交换、虚电路分组交换和数据报分组交换的端到端延迟时间。
解:1)电路交换,有电路的建立时间,报文传输延迟和传播延迟时间
    T电路交换 =     M为两站点之间的传播延迟)
    2)报文交换,无电路的建立时间,但采用存贮转发
    T报文交换 =                    
    分组交换:
    分组个数   X个分组(可能最后一个分组中数据量不足P-H
    最后一个分组长度为    L-x -1)·(P-H+H 记为 Y
3)虚电路分组交换:有虚电路的建立时间,延迟时间可为
        T虚电路交换 = 虚电路的建立时间 + 第一个分组的到达时间 + 后续分组的到达时间
                 
4)数据报分组交换:无虚电路的建立时间
        T数据报交换 = 第一个分组的到达时间 + 后续分组的到达时间
                               
27.若两个端系统之间有三个转接点,要传送的报文为4800bits,所有链路上的数据速率为10Mbps,若采用虚电路分组交换技术,呼叫建立的时间为0.001秒,每个分组的最大长度为1200bits,每个分组要有40bits的开销,每个转换点的处理时延为0.0002秒。两个站点之间的传播时延为0.00001秒,试计算从端到端的延迟时间。
解:每个分组的最大长度为1200bits,每个分组要有40bits的开销,所以每个分组只能携带1160bits数据。
    分组个数为X=4800÷1160≈4.1个,为5个分组。
    最后一个分组长度为 Y=L-x -1)·(P-H+H=200bits
    呼叫建立的时间为S=0.001秒=1ms;每个转换点的处理时延为D=0.0002秒=0.2ms;
    两个站点之间的传播时延为M=0.00001秒=0.01ms;N=3;B=10Mbps=10bit/μs

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标签:数据   传输   分组   电路   交换   计算机网络
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