自考本科《计算机网络原理》课后习题参考答案（第三章）

1.物理层上的协议有时也称为接口，规定了与建立、维持及断开物理信道有关的特性，包括机械、电气、功能和流程，确保在相邻网络节点间正确收发比特流信息，仅关心传输，不涉及各比特间的关系，也不控制传输差错。

 

2.电气特性

 

——RS-232C：规定逻辑“1”的电平为-15到-5伏，逻辑“0”的电平为+5到+15伏，即采用正负15伏的负逻辑电平，正负5伏之间作为过渡区域不作定义。最大距离15M，速率小于20Kbps。

 

——RS-449：两个子标准。

平衡式的RS-422标准发送器、接收器分别采用平衡发送器和差动接收器，由于采用完全独立的双线平衡传输，抗干扰能力大大增强，又由于信号电平定义为正负6伏（正负2伏为过渡区域）的负逻辑，故当传输距离为10M时，速率可达10Mbps；而增长到1000M时，速率仍可达100Kbps，性能远远优于RS-232C标准。

 

非平衡式的RS-423标准采用单端发送器（与RS-232C标准相同）和差动接收器，传输速率仍比RS-232C有较大的提高，10M时100Kbps，100M时10Kbps，信号电平为正负6伏（正负4伏为过渡区域）的负逻辑。

 

3.特点

 

——双绞线：线芯是铜质，线对扭可减少相互间的辐射电磁干扰，模拟信号5-6公里一个放大器，数字信号2-3公里一个中继器，无屏蔽（UTP，Unshielded Twist Pair 5类 100MHz），非屏蔽（STP，Shielded Twist Pair 6类 10G）。

 

——同轴电缆：内芯和屏蔽成一对导体，基带（阻抗50欧，粗缆和细缆，数字信号，曼彻斯特编码，1km可达10Mbps，几公里，几百台设备）；宽带（阻抗75欧，频分多路复用的模拟信号支持大量视频、音频通道，高速数字信号和模拟信号900MHz，闭路电视CATV每个电视通道6MHz，几十公里，数千台设备）。抗干扰性能比双绞线强，安装费用比双绞线贵，比光导纤维便宜。

 

——光纤：由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成，重量轻，线径细，多条光纤束成一条光缆。

用光纤传输电信号的过程：发送电信号-->驱动器-->光源-->光信号-->光检测器-->放大器-->接收电信号

光源为发光二极管（LED—Light Emitting Diode，较便宜的固态器件，电流通过产生可见光，定向性较差，不断反射向前传播，多模光纤—Multimode Fiber）和注入型激光二极管（ILD—Injection Laser Diode，较贵的固态器件，激光器原理，以激励量子电子效应来产生一个窄带的超辐射光束，即激光，定向性好，直接传播，减少折射和损耗，效率高，传播距离大，数据传输速率高，单模光纤—Single Mode Fiber）

光检测器是一个光电二极管，有PIN（价格便宜）和APD（较强的电磁场，灵敏）两种，它们直接影响亮度调制（Intensity Modulation，对光载波的调制属于移幅键控法ASK，在给定的频率下，以光的出现和消失来表示两个二进制数字）

在计算机网络中均采用两根光纤（一来一去）组成传输系统，按波长范围（近红外范围内）可分为三种：0.85微米波长区（0.8-0.9微米，多模）、1.3微米波长区（1.25-1.35微米，多模和单模）、1.5微米波长区（1.53-1.58微米，单模）。

光纤的传输速率可达Gbps级，传输距离达数十公里，目前除了一条光纤能传输一个载波的技术之外，还可在一条光纤上复用多路传输，每条路使用不同的波长，称为波分复用技术（WDM—Wavelength Division Multiplexing）

由于光纤不受电磁干扰或噪声影响，功率损耗低，衰减小，频带宽，长距离保持高数据传输率，且有很好的安全性，因此普遍用于在几个建筑物之间通过点对点链路连接局域网。

 

其中4、5、9、10、11、12为计算题，没有答案，我数学不好，不懂。

 

6.当一台计算机希望通过模拟拨号线路发送数字数据的时候，这些数据首先必须通过调制解调器（MODEM）转换成模拟的形式，才能通过本地回路进行传输，在电话公司端局中，这些模拟数据又通过编解码器（COMEC）转换成数字形式，以便通过长途干线传输。

 

7.多路复用技术

——频分多路复用（FDM-Frequency Division Multiplexing）在物理信道的可用宽带超过单个原始信号所需带宽的情况下，可将总带宽割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略同）的子信道，每个子信道传输一路信号，同一时间发送多路信号。

 

——时分多路复用（TDM-Time Division Multiplexing）若介质能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，就可将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流分配多少个信号使用，每个时间片由复用的一个信号占用。不局限于传输数字信号，也可以同时交叉传输模拟信号。同步是固定分配时间片，异步是动态分配时间片。

 

——波分多路复用（WDM-Wavelength Division Multiplexing）光纤信道，只要每条信道有它自己的波长范围，并且都是分开的，它们都可以被复用到长距离光纤上，当信道的数目很大，并且波长范围这间的间隔非常接近（0.1纳米）时，称DWDM（Dense WDM，即密集波分多路复用）。

 

8.广域网采用的数据交换技术

——电路交换（Circuit Switching）电路建立、数据传输、电路拆除。适用于系统间要求高质量的大量数据传输。

——报文交换（Message Switching）应用于端点间交换的数据是随机性和突发性的。延迟，无序，不再使用。

——分组交换（Packet Switching）将一个报文分为若干个分组，可存在内存中，适用于交互式通信，虚电路和数据报方式。

——高速交换结合分组交换和电路交换的优势，并与光传输技术整合。