《计算机网络》（谢希仁）第五版 课后习题答案(4)

匀量化的信号量噪比，例如PCM 随编码位数N 指数规律增长，DPCM 与频率有关等。但实际

信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加电平数会导致接收机的成本提高，制作工艺 复杂等。

香农公式的意义在于：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找

到某种方法来实现无差错的传输。

比特/秒是指信息传输速率，每秒钟传送的信息量；码元/秒是码元传输速率，每秒钟传

送的码元个数。两者在二进制时相等。在多进制时，信息传输速率要乘以log 以2 为底的进

制数等于码元传输速率

2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为2000 码元/秒。如果采用振幅调制，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：80000 b/s

2-08 假定要用3kHz 贷款的电话信道传送64kb/s 的数据（无差错传输），试问这个信道应该具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示），这个结果说明什么问题？ 答：S/N=64.2dB 是个信噪比很高的信道

2-09 用香农公式计算一下：假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加60%。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 再增大到10 倍，问最大信息传输速率能否再增加20%？ 答：奈氏准则：每赫带宽的理想低通信道是最高码元传输速率是每秒2 个码元。香农公式则表明了信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。根据香农公式，计算信道的极限信息传输速率C 为：C=log2(1+S/N）b/s;根据公式，可以计算出，信噪比S/N应增大到100 倍。如果在此基础上将信噪比S/N 再增大10 倍，最大信息速率只能再增加18.5%左右。 2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？ 答：常见的传输媒体有以下几种 1.双绞线

双绞线分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。由两根相互绝缘的导线组成。可以传输模拟信号，

也可以传输数字信号，有效带宽达250kHz，通常距离一般为几道十几公里。导线越粗其通

信距离越远。在数字传输时，若传输速率为每秒几兆比特，则传输距离可达几公里。一般用

作电话线传输声音信号。虽然双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高，但因为其

价格便宜，且安装方便，既适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。 2.同轴电缆

同轴电缆分基带同轴电缆和宽带同轴电缆，其结构是在一个包有绝缘的实心导线外，再

套上一层外面也有一层绝缘的空心圆形导线。由于其高带宽（高达300~400Hz）、低误码率、

性能价格比高，所以用作LAN 中。同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不同而

不同，由于易受低频干扰，在使用时多将信号调制在高频载波上。 3.光导纤维

光导纤维以光纤维载体，利用光的全反向原理传播光信号。其优点是直径小、质量轻： 传播频带款、通信容量大：抗雷电和电磁干扰性能好，五串音干扰、保密性好、误码率低。

但光电接口的价格较昂贵。光纤被广泛用于电信系统铺设主干线。 4.无线电微波通信

无线电微波通信分为地面微波接力通信和卫星通信。其主要优点是频率高、频带范围宽、

通信信道的容量大；信号所受工业干扰较小、传播质量高、通信比较稳定；不受地理环境的

影响，建设投资少、见效快。缺点是地面微波接力通信在空间是直线传播，传输距离受到限

制，一般只有50km，隐蔽性和保密性较差；卫星通信虽然通信距离远且通信费用与通信距

离无关，但传播时延较大，技术较复杂，价格较贵。

2-11 假定有一种双绞线衰减是0.7db/km,若容许有20db 的衰减,试问使用这种双绞线的链

路的工作距离有多长？如果要使这种双绞线的工作距离增大到100 公里，问应该使衰减降 低到多少？

答：在此频率下可的传输距离=20/0.7≈28.57（km）。 工作距离增大到100 公里，衰减应该为20/100=0.2db/m

2-12 试计算工作在1200nm 到1400nm 以及1400 到1600 之间（波长）的光波的频带宽度。

假定光在光纤中的传播速率为2x10 。 8

答：2x10 8 /1200 x 10 -2x10 /1400 x 10 =2.381 x 10 = 23.8THZ ?9 8 ?9 13 2x10 /1400 x 10 -2x10 /1600 x 10 =1.786 x 10 = 17.86THZ 8 ?9 8 ?9 13

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：信道复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上,以共享信道资源。在一条传输

介质上传输多个信号,提高线路的利用率，降低网络的成本。这种共享技术就是多路复用技 术。

频分复用（ FDM ，Freq uency Division Multiplexing ）就是将用于传输信道的总带

宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1 路信号。频分复用要求 总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干

扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰（条件之一）。 频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时 可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。

时分复用（ TDM ，Time Division Multiplexing ）就是将提供给整个信道传输信息 的时间划分成若干时间片（简称时隙），并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每 一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。时分复用技术的特点是时隙事先规 划分配好且固定不变，所以有时也叫同步时分复用。其优点是时隙分配固定，便于调 节控制，适于数字信息的传输；缺点是当某信号源没有数据传输时，它所对应的信道 会出现空闲，而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道，因此会降低线路的利用率。 时分复用技术与频分复用技术一样，有着非常广泛的应用，电话就是其中最经典的例 子，此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用，如SDH ，ATM，IP 和HFC 网 络中CM 与CMTS 的通信都是利用了时分复用的技术。 2-14 试写出下列英文缩写的全文，并进行简单的解释。 FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48 答：

FDM(frequency division multiplexing)频分复用，同一时间同时发送多路信号。所有的用

户可以在同样的时间占用不同的带宽资源。

TDM(Time Division Multiplexing)时分复用，将一条物理信道按时间分成若干时间片轮流

地给多个用户使用，每一个时间片由复用的一个用户占用，所有用户在不同时间占用同样的 频率宽度。

STDM(Statistic Time Division Multiplexing)统计时分复用，一种改进的时分复用。不像

时分复用那样采取固定方式分配时隙，而是按需动态地分配时时隙。

WDM(Wave Division Multiplexing)波分复用，在光信道上采用的一种频分多路敷衍的变种，

即光的频分复用。不同光纤上的光波信号（常常是两种光波信号）复用到一根长距离传输的

光纤上的复用方式。

DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)密集波分复用，使用可见光频谱的宽带特征在单

个光纤上同时传输多种光波信号的技术。DWDM 可以利用一根光纤同时传输多个波长，多路

高速信号可以在光纤介质中同时传输，每路信号占用不同波长。

CDMA(Code Wave Division Multiplexing)码分多址，是采用扩频的码分多址技术。用户可

以在同一时间、同一频段上根据不同的编码获得业务信道。

SONET(Synchronous Optical Network)同步光纤网，是以分级速率从155Mb/s 到2.5Gb/s

的光纤数字化传输的美国标准，它支持多媒体多路复用，允许声音、视频和数据格式与不同

的传输协议一起在一条光纤线路上传输。

SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系列指国际标准同步数字系列。SDH 简化了

复用和分用技术，需要时可直接接入到低速支路，而不经过高速到低速的逐级分用，上下电 路方便。

STM-1(Synchronous Transfer Module)第1 级同步传递模块，SDH 的基本速率，相当于SONET

体系中的OC-3 速率。

OC-48(Optical Carrier)第48 级光载波，是SONET 体系中的速率表示，对应于SDH 的STM-16

速率，常用近似值2.5Gb/s.

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