计算机网络（01 - 练习题）

中国科学院研究生院计算机网络课程

第1单元 物理层

第1次练习题

1. 现在要在光纤上发送一个计算机屏幕图像序列。屏幕大小为480×640像素，每个像素24位，每秒60幅屏幕图像。问需要多少bps的带宽？假定每赫兹调制一个比特，那么对于中心波长为1.30μm的波段，这个带宽所对应的波长范围有多大？ 解：每秒传输数据?60?(480?640)?24?442368000(bit)

?需要442368Kbps的带宽

中心波长为1.30μm对应的中心频率为f0?c3?101.3?108?614?0?Hz?2.3077?10Hz，

因为每赫兹调制一个比特，所以对于442368Kbps的带宽，频率变化为：

?f?4.42368?108Hz

由f?c?可推出

dfd???c?2?df??c?2d??|??|??2c?f，带入数值计算得到：

|??|??2c?f?(1.3?103?10?68)2?4.42368?108?2.49?10?12m?2.49?10?6?m

?这个带宽对应的波长范围为2.49?10?6?m

2．无线电天线通常在其直径等于无线电波的波长的情况下工作效果最好。合理的天线直径的范围是从1厘米到5米。问所覆盖的频率范围是怎样的？ 解：由公式f?c?可得波长分别为1cm和5m时对应的频率为：

3?101?108?2f1??3?1010Hz

f2?3?1058?6?107Hz

?覆盖的频率范围是6?10Hz到3?10710Hz

3. 电视频道的带宽是6MHz，如果使用4级数字信号，每秒能发送多少比特？假定为无噪声信道。

解：电视频道带宽为6MHz对应的奈奎斯特采样频率为12MHz，因为使用的是4级数字信号，故每一信号为log?24?2(bit)

在无噪声信号中每秒能发送12Mps?2?24Mps

4．一个电缆公司决定在一个有5 000家的社区中提供Internet访问。该公司使用一条同轴电缆和一种频谱分配方案，允许每条电缆有100Mbps的下行带宽。为了吸引客户，公司

授课教师：鲁士文 授课地点：中科院研究生院 布置时间：2011年9月9日

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第1单元 物理层

决定在任何时间都保证每家至少有2Mbps的下行带宽。该电缆公司需要怎样做才能提供这一保证？

答：采用频分复用技术，将同轴电缆分成50个带宽为2Mps的子信道，对每个子信道，再利

用时分多路复用细分为100个时间片轮流给用户使用，便能为供至少2Mps下行带宽

1002?100?5000家用户提

5. OC-3的用户数据传输速率是148.608 Mbps。请问如何从SONET 的OC-3参数推导出该值？

答：基本SONET帧是每125μs产生810字节。由于SONET是同步的，因此不论是否有数据，帧都被发送出去。每秒8 000帧与数字电话系统中使用的PCM信道的采样频率完全一样。810字节的SONET帧通常用90列乘以9行的矩形来描述，每秒传送8×810×8 000=51 840 000 bps，即51.84 Mbps。这就是基本SONET信道，它被称作同步传输信号STS-1，所有的SONET干线都是由多条STS-1构成的。

每一帧的前3列被留作系统管理信息使用，前3行包含段开销，后6行包含线路开销,剩下的87列包含数据,被称作同步载荷信封。同步载荷信封（SPE）的第1列是通路开销

通路开销不是严格的SONET 结构，它在嵌入在载荷信封中。通路开销端到端的流过网络，因此把它与端到端的运载用户信息的SPE 相关联是有意义的。然而，它确实从可提供给端点用户的50.112Mbps 中又减去1×9×8×8000＝576000bps，即0.576Mbps，使之变成49.536Mbps 。OC-3相当于3个OC-1复用在一起，因此其用户数据传输速率是49.546×3＝148.608 Mbps。

6. 对于幅度为A的纯粹正弦波按增量调制编码，每秒x次采样。输出+1对应信号变化+A/8，输出-1对应信号变化-A/8。在无积累误差的前提下，可以跟踪的最大频率是多少？

授课教师：鲁士文 授课地点：中科院研究生院 布置时间：2011年9月9日

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