中南大学计算机网络作业题目2(中南学子奉献)

（3）信道复用的几种方式及其原理。 信道复用的方式包括 1、 时分多路复用。时分多路复用将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号 使用。每一时间片（时隙）由复用的一个信号单独占用，从而实现一条物理 信道上传输多个数字信号。 2、 频分多路复用。载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以 并行传送一路信号的一种多路复用技术。 3、 码分多路复用。一种基于码型的信道分割技术。每个用户可在同一时间使用 同样的频带进行通信，但每个用户分配的地址码不同，各个码型互不重叠。 4、 波分多路复用。是将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器汇 合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术。
x p (k 1) kd b b ,为了使分组交换比电路交换快，那么：
x p x p (k 1) kd s kd s (k 1) b b b b 得：
结论：在电路建立时间大于 (k 1)
p 的情况下，数据包网络的延迟比较短。 b
39.假定在一个包交换网络中用户数据长度为x位，将以一系列数据包的形式沿着 一条k跳路径传输，每个数据包包含p位据和h位头，这里。线路的比特率为b bps， 传播延迟忽略不计。试问什么样的p值使得总延迟最小？ 每个数据包包含p位数据，那么所需要的分组总数为
计算机网络第二次作业参考答案
3. 电视信道宽6MHz。如果使用4级数字信号，试问每秒可发送多少个比特？假 设电视信道为无噪声的。 解：根据奈奎斯特定理, 取样频率定为12MHz. 4级数字信号每次抽样需要2bits, 故发送速率为24 Mbps.
4. 如果在一条3kHz的信道上发送一个二进制信号，该信道的信噪比为20dB，试 问可达到的最大数据率为多少？
x p ( p h) k 1 hx 令此式等于0，可以求得 p 2 b p b k 1
结论：当 p
hx 时，总延迟最小。 k 1
思考题答案
（1） 区分信道容量、信号传播速率、波特率（调制速率）、比特率（传输速率） 的含义。 1、信道容量: 指信道传输信息的最大极限速率，表征了一个信道传输数字信号 的能力。 2、信号传播速率：单位时间所传输的信息量。 3、波特率：即码元速率，单位时间内载波参数变化的次数。 4、比特率：每秒传送的比特数，信号通过系统处理或传送的速率。 （2）有线介质和无线介质的种类及其应用场景。
（4）分组交换与电路交换的区别、各自优缺点。 分组交换与电路交换的区别： 项目 呼叫建立 专用物理路径 每个包遵循相同的路由 包按序到达 电路交换 需要 是 是 是 分组交换 不需要 不是 不是 不是
交换机崩溃是否致命 可用带宽 可能拥塞的时间 潜在浪费带宽 存储-转发传输 收费
是 固定 在建立时 是 不是 按分钟计
解：每部电话每小时做0.5 用一条电路3
次通话，每次通话6
分钟。因此一部电话每小时占
分钟，60/3=20，即20
部电话可共享一条线路。由于只有10%的
呼叫是长途，所以200 1000000/4000=250
部电话占用一条完全时间的长途线路。局间干线复用了 部电话，因此，一个端局可以
条线路，每条线路支持200
分组交换的优点：（1）不需要预先建立一条专用的通信线路，不存在建立连接 延时。 （2）分组可以绕过有故障的交换机到达目的地，因此可靠性好。 （3） 链路可以由多个分组动态共享，因而链路的利用率高。（4）由于每个分组 短小、长度固定，减少了出错几率和重发数据量。
分组交换的缺点：（1）分组在路由器进行存储转发，会造成延时 。（2）分组 交换可能存在分组的乱序、重复等问题。（3）开销大。每个分组携带控制 信息，使传送的信息量增大，而且需要专门的管理和控制机制。
有线介质： 1、 磁介质，适合于那些高带宽或者单个比特传输成本是关键因素的应用系统。 2、 双绞线，最常应用于电话系统。 3、电力线，家庭室内使用的电力线。 4、光纤，主要应用与网络骨干的长途传输，高速局域网及高速Internet接入。 5、同轴电缆，是有线电视和计算机城域网的常用传输介质。 无线介质： 1、无线电传输：被广泛应用于通信领域，无论是室内或者室外通信。 2、微波传输：广泛应用于长途电话通信，移动电话和电视转播。 3、红外传输：广泛应用于短程通信，在桌面环境中也有用途。 4、光通信，室内LED可见光无线局域网，卫星激光通信。
x x t=s时电路建立起来； t s 时报文最后一位发送完毕； t s kd 时报文到 b b
达目的地。 对于分组交换：
x 时报文最后一位发送完毕，为到达最终目的地，最后一个分组必须被中间 b p 的 路 由 器 重 发 (k-1) 次 ， 每 次 重 发 需 要 的 时 间 为 ， 那 么 总 的 延 迟 为 b t
37. 有三个包交换网络，每个包含n个节点。第一个网络采用星形拓扑结构，有 一个中心交换机；第二个网络采用双向环结构；第三个网络则采用全连通结构， 每个节点都有一条线路与其他的每个节点相连。试问，从传输路径的跳数来看， 哪个最好？哪个其次？哪个最差？ 解： 星型：最好为2，最差为2，平均为2； 环型：最好为1，最差为n/2，平均为n/4； 全连接：最好为1，最差为1，平均为1。 38. 比较在一个电路交换网络和一个（负载较轻的）包交换网络中，沿着k跳路 径发送一个x位长度消息的延迟。假设电路建立时间为s秒，每一跳的传播延迟为 d秒，数据包的大小为p位，数据传输速率为bbps。试问在什么条件下数据包网络 的延迟比较短？请解释之。 对于电路交换：
支持的电话部数为200*250=50000。
23. 如果波特率是1200并且不需要差错检测，试问V.32标准调制解调器能达到的 最大比特率是多少？
解：由于有32个状态, 5 bits就可以编码. 波特率是1200, 即能达到的最大比特率 是 5 * 1200 = 6000 bps。
26. 试问为什么PCM采样时间被设置为125微妙？ 解：PCM采样时间125微秒对应于每秒8000个采样。根据奈奎斯特定理,这个采样 频率能采集4kHz信道（电话信道）内所有的信息。
解：信噪比为20 dB 即 S/N =100.由于log2101≈6.658，由香农定理知，该信道的 信道容量为3log2(1+100) =19.98kbps。 又根据乃奎斯特定理,发送二进制信号的3kHz 信道的最大数据传输速率为 2*3log22=6kbps。 即得最大数据传输速率为6kbps
18. 一个简单的电话系统包括两个端局和一个长途局，每个端局通过一条1MHz 的全双工中断线连接到长途局。在每8个小时的工作日中，平均每部电话发出4 次呼叫，每次呼叫平均持续6分钟，并且10%的呼叫是长途（即要通过长途局）。 试问端局最多能支持多少部电话（假设每条电路为4kHz）？请解释为什么电话 公司决定支持的电话数要小于端局的最大电话数？
x ，因此总的数据加上头信 p
息即为需要发送的数据量，为
x x ( p h) 位，所需的时间为 ( p h) 。 p pb
中间的路由器重传最后一个分组所花的总时间为 ： (k 1) 因此总的延迟为： (k 1)
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ph b
ph x ( p h) b pb
为求出上式的最小值，对上式求p的导数，得到：
不是 动态 在每个包 不是 是 按包计
分组交换与电路交换的优缺点： 电路交换的优点：（1）一旦通信双方之间的物理链路建立起来，传输数据的时 延小。（2）通信双方按发送顺序传送数据，不存在失序的问题。（3）电路 交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。（ 4）电路交换的交 换设备及控制简单 电路交换的缺点： （1）电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说长。 （2） 物理链路被通信双方独占，即使线路空闲，也不能被其他用户使用，因而信 道利用率低。（3）电路交换时，不同类型、不同速率的终端很难相互通信， 难以进行差错控制。