第1章 计算机网络概论

第1章计算机网络概论1.1计算机网络的产生与发展

1.1.1计算机与通信的结合

1.1.2计算机网络的发展

1. 面向终端的计算机通信网

图1.1面向终端的计算机通信网

2. 分组交换网

图1.2分组交换网示意图

3. 形成计算机网络的体系结构

4. 因特网时代

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计算机网络教程(第二版) 1.2计算机网络的定义与分类

1.2.1计算机网络的定义

1.2.2计算机网络的分类

1. 计算机网络可以从不同角度进行分类

2. 按网络的分布范围大小分类

1.3信道与数据通信

1.3.1信道

1. 信道的基本概念

图1.3矩形脉冲

2. 信道的几个主要技术指标

1.3.2模拟传输与数字传输

1. 模拟传输系统

图1.4两个电话用户之间的通信

计算机网络教程(第二版) 3 2. 调制解调器

图1.5基带信号经电话线传输后产生误码

图1.6对基带信号的3种调制方法

图1.7调频调制解调器Bell.103的频率

3. 数字传输系统

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图1.8基带数字信号常用的3种编码方法

图1.9异步方式的同步过程

图1.10同步方式结构

4. 脉冲编码调制(PCM)

计算机网络教程(第二版) 5

图1.11 PCM的基本原理

图1.12增量调制

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1.4关于信道共享

1.4.1共享点到点信道

图1.13共享点到点信道

1. 固定分配信道

图1.14频分复用FDM和时分复用TDM

图1.15 E1的时分复用帧

计算机网络教程(第二版) 7

图1.16通过复用器与主机相连

2. 按需分配信道

3. 按排队方式分配信道

图1.17结点相当于一个单服务员的队列

图1.18通过集线器与主机相连

4. 码分复用

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1.4.2共享用点到点链路构成的网络

1. 基于信道的共享

图1.19通信双方之间建立了一条物理信道

2. 基于排队的共享

图1.20用户1与用户2′不完全地占用一条端到端的物理通路

计算机网络教程(第二版) 9

图1.21 4种交换的比较

3. 混合交换

1.4.3共享广播信道

图1.22用户共享一个共用信道

1. 受控接入

2. 随机接入

1.5传输媒体

1.5.1双绞线

1. 非屏蔽双绞线

2. 屏蔽双绞线

1.5.2同轴电缆

图1.23同轴电缆

1. 50Ω同轴电缆

2. 75Ω同轴电缆

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图1.24宽带网络1.5.3光缆

图 1.25四芯光缆剖面示意图

图 1.26光纤的传输原理

计算机网络教程(第二版) 11 1.5.4无线传输媒体

图1.27电磁波的频谱和应用

1. 微波与卫星通信

图1.28卫星通信网络

2. 红外线通信

3. 激光通信

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1.6同步光纤网和同步数字系列

习题

1.1计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？

1.2试说明计算机网络由哪几部分组成？各部分的主要功能是什么？

1.3计算机网络按覆盖地域划分可分为哪几种？它们各自有何特点？

1.4简述计算机网络的定义和分类。

1.5试举一个例子说明信息、数据与信号之间的关系。

1.6何谓单工、半双工和全双工？它们分别适用于何种场合？

1.7何谓基带传输、频带传输和宽带传输？

1.8什么是数字通信？什么是数据通信？在数据通信中采用模拟传输和数字传输各有什么优缺点？

1.9电视频道的带宽为6MHz，假定没有热噪声，如果数字信号取4种离散值，那么可获得的最大数据率是多少？

1.10设信道带宽为3kHz，信噪比为20dB，若传送二进制信号则可达到的最大数据速率是多少？

1.11指出下列说法错误在何处：（1）“某信道的信息传输速率是300Baud”；（2）“每秒50Baud的传输速率是很低的”；（3）“600Baud和600bps是一个意思”；（4）“每秒传送100个码元，也就是每秒传送100个比特”。

1.12设码元速率为1600Baud，采用8相PSK调制，其数据速率是多少？

1.13画出比特流0001110101的曼彻斯特编码的波形图和差分曼彻斯特编码的波形图。

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1.14设信道误码率为10-5，帧长为10Kb：（1）若差错为单个错，则在该信道上帧出错的概率是多少？（2）若差错为突发错，平均出错长度为100b，则在该信道上帧出错的概率是多少？

1.15异步和同步两种传输方式的主要区别是什么？

1.16为什么要进行调制与解调？调制的方法有哪些？

1.17对于脉冲编码调制PCM来说，如果要对频率为600Hz的某种语言信号进行采样，传送PCM信号的信道带宽为3kHz，那么采样频率f取什么值时，采样的样本就可以包含足够重构原语音信号的所有信息。

1.18试比较共享点到点信道以及共享网络的几种方法的主要特点。

1.19 10个9600bps的信道按时分多路复用在一条线路上传输，如果忽略控制开销，那么对于同步（或固定分配）TDM，复用线路的带宽应该是多少？在统计TDM情况下，假定每个子信道有50%的时间忙，复用线路的利用率为80%，那么复用线路的带宽应该是多少？

1.20试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

1.21假设两个用户之间的传输线路由3段组成（两个转接结点），每段的传输延迟为10-3s，呼叫建立时间（线路交换或虚电路）为0.2s，在这样的线路上传送3200比特的报文，分组的大小为1024比特，报头的开销为16比特，线路的数据速率是9600bps。试分别计算在下列各种交换方式下端到端的延迟时间：（1）电路交换；（2）报文交换；（3）虚电路；（4）数据报。

1.22试比较几种共享广播信道的方法的特点。

1.23 100km长的电缆以T1信道的数据率运行，电缆的传播速率是光速的2/3，电缆上可容纳多少比特？

1.24常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？

1.25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？

1.26有4个站进行码分多址CDMA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）

现收到码片序列：（+3-1-1-1+1+3+1-1）。问哪个站发送了数据？发送数据的站发送的是1还是0？