北邮通信网基础课后习题答案

第 一 章 通 信 网概 述 1.1 简述 通信系统模型 中各个组成 部分的含义 ，并举例 说明。 答： 通信系统的基本组成包括： 信源， 变换器 ， 信道， 噪声源， 反变换器和信宿 六部分。 信源：产生各种信息的信息源。 变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。 信道：按传输媒质分 有线信道和无 线信道 ，有线信道中，电磁 信号或光电信 号约束在某种传输线上传输；无线信道中，电磁信号沿空间传输。 反变换器：将信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。 信宿：信息的接收者。 噪声源：系统内各种干扰。 1.2 现代 通信网是如何 定义的？ 答： 由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的， 按约定 信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。 适应用户呼叫的需要， 以用户 满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。 1.3 试述 通信网的构成 要素及其功 能。 答： 通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统。 硬件由： 终端设备， 交换设备和传输系统构成， 完成通信网的基本功能： 接入、 交换和传输； 软件由： 信令、 协议、 控制、 管理 、 计费等， 它们完成通 信网的控制、 管理、 运营和维护， 实现通信网的智能化。 1.4 分析 通信网络各种 拓扑结构的 特点。 （各种 网络的 拓扑结构图要 掌握） 答：基本组网结构： 网状网： 优点： 各节点之间都有直达线路， 可靠性高； 各节点间不需要 汇接交换功能， 交换费用低 ； 缺点： 各节点间都有线路相连， 致使线路多， 建设和维护费用大； 通信业务量不大时， 线路利用率低。 如网中有 N 个节 点，则传输链路数 H=1/2*N(N-1)。 星形网： 优点： 线路少， 建设和维护费用低 ； 线路利用率高； 缺点： 可靠性低， 中心节点负荷过重会影响传递速度。 如网中有 N 个节点， 则传 输链路数 H=N-1。 环形网 ： 同样节点数情况下所需线路比网状 网 少 ， 可靠性比星形网高 。 如网 中有 N 个节点，则传输链路 数 H=N。 总线形网 ： 优点 ： 节点接入方便 成本低 ， 缺点 ： 传输时延不稳定 若 传输总线损坏，整个网络会瘫痪。 非基本结构： 复合网：吸取了网状网和星形网的优点。 格形网 ： 由网状网退化而成 ， 线路利用率提高 ， 经济性改善 ， 但可靠性降低。 树形网 ： 星形网拓扑结构的扩展 。 与星形网相比 ， 降低通信线路成本 ， 但网 络复杂性增加。 蜂窝网：无线接入网的常用结构。 1.5 试述 通信网的质量 要求。 答：接通的任意性与快速性 信息传输的透明性和传输质量的一致性 网络的可靠性和经济合理性 1.6 什么 是三网融合？ 技术基础是 什么？ 答： 电信网、 计算机网、 有线电视网在高层业务应用上的融合。 主要表现为： 网 络互联互通，业务层上互相渗透、交叉，应用层上使用统一的通信协议。 数字技术、光通信技术、软件技术和 IP 协议是三网融合的技术基础。 通 信网 基础 课 后习 题答 案 3 第 二 章 传 送 与交 换 2.1 有线 传输媒质包 括哪几种？及 应用场合。 答：对称电缆（双绞线） ：市话用户线路，局域网。 同轴电缆：有线电视系统和移动通信系统的天面馈线。 光缆：大容量、长距离数字信号传输。 均衡器、再生器：数字移动通信系统、数字中继传输系统。 2.2 无线传输 信道有什么特 点？从技术 角度看， 无线通信 技术可分哪几 类？按功 能， 无线通信系统 分哪几类？ 答：特点： （1）频谱 资源有限（2） 传播环境 复杂（3）存在多种干 扰（4）网络 拓扑处于不断的变化之中 技术角度：移动通信，微波通信，卫星通信； 功能角度：信息传输系统：地面微波中继传输系统，卫星传输系统； 接入系统：陆地移动通信系统（PL MN） ，卫星移动通信系统。 2.3 信道复用 的原理，及信 道复用的各 种方法。 答：原理：将一条线路分成多个子信道来传送多路信息, 各个子信道彼此正交。 主要方法：频分复用 FDM，时分复用 TDM，码分复用 CDM 2.4 时分复用 分哪几种方式 ？各自特点 是什么？ 答：同步时分复用 STDM 和异步时分复用 ATDM。 STDM： 固定分配时隙对多个输入设备的信号进行组合。 采用固定帧长， 存 在空闲时隙。 ATDM：动态按需分配时隙。无空闲时隙，效 率比 STDM 高。 2.5 传输系统 包括哪几类设 备？作用？ 答：传输设备：将基带信号转换为适合于传输媒质上进行传输的信号的设备。 传输复用设备：将多路信息进行多路复用和解复用的设备。 2.8 简述用户 接入网络的两 种方式。 答： 多址接入方式： 网内不同地址的用户独立 地访问公共媒质或公共信道， 通过 某种方式区分不同的用户，实现用户间通信。 动态分配接入方式： 通过非竞争信道访问机制 （控制接入） 或竞争信道访问 机制（随机接入）来访问信道。 2.10 比较电路 交换、分组交 换、 ATM 交 换异同。 答：电路交换：采用 同步时分复用（ 在物理层 上的复用） ，通信时 双方之间需要 建立专用的电路（路径）作为两个用户之间的通信线路，帧长固定。 分组交换： 将较长的报文信息分成若干短的分组， 采用统计时分复用 （在网 络层的复用）和存储- 转发方法，分组长度可 变 。 ATM 交换： 基于异步时分复用技术， 属于快速 分组交换 ， ATM 的分组单元 长度固定。 2.11 比较虚 电路和数据 报方式的特点 及适用场合。 答： 虚电路： 需要端到端的连接， 仅在连接建立阶段需要目的地址， 分组按顺序 发送到目的地址， 差错控制和流量控制由通信子网负责。 适合长时间的数据交换。 数据报： 不需要端到端连接， 每个分组都 有目的地地址， 分组可能不按发送 顺序到达目的地，差错控制和流量控制由主机负责。适合军事通信、广播通信。 2.12 说明逻辑 信道和虚电路 的区别。 答： 逻辑信道是 DTE 和 DCE 之间的一个局部实体， 它始终存在， 可以分配给一 条或多条虚电路，或者空闲。虚电路是由多个不同链路的逻辑信道连接起来的， 是连接两个 DTE 的通路，D TE 之间通信结束 后，虚电路随之拆除，而逻辑信道 永远存在。 2.13 给出接入 网定义，列举 三种接入网 技术。 答：接入网是指本地交换机与用户终端设备之间的实施网络，有时也称用户网。 非对称数字用户线（A DSL） ，光纤到户（ FTTH） ，卫星通信。 通 信网 基础 课 后习 题答 案 5 第 三 章 网 络 体系 结构 3.1 现代通信 网为什么要采 用分层体系 结构 答： 现代通信网结构复杂， 要实现不同网络、 不同制造商设备在不同层次上的互 联， 就需要整个通信网必须有一个体系结构， 使得在这种体系结构下的设备， 只 要在某一共同的层次上遵守相同的通信协议，就可以实现该层次上的互联互通。 3.2 画出 OSI 参考模型 ，并简述 各 层主要作用。 答： （1）应用层：用户接口、应用程序 （2）表示层：数据的表示、压缩和加密 （3）会话层：会话的建立和结束 （4）传输层：端到端控制 （5）网络层：路由，寻址 （6）数据链路层：保证无差错的数据链路 （7）物理层：传输比特流 3.3 比较 TCP/IP 体 系结构与 OSI 参考模型之间的 异同。 答：相同之处：1、两 者都以协议栈 的概念为 基础； 2、协议栈中协议彼此相互 独立；3、根据网络不同的功能对网络分层； 不同之处：1、O SI 参考模型明确了服务，接口和协议 3 个概念； 2、O SI 参考 模型是在协议发明之前就产生的， 而 TCP/IP 模型是在协议后出现的， TCP/IP 模 型只是这些己有协议的一个描述而己；3、层次的数目不同（O SI 参考模型有 7 层，T CP/IP 模型只有 4 层，它们都有网络层丶传输层和应用但其它的层不同） 。 3.4 简述 TCP/IP 体 系结构及各 层功能 答： TCP/IP 体系模型是计算机网络的事实标准 ， 整合了 OSI 模型的高三层功能。 （1） 网络接口层：T CP/IP 的最底层，提供数据的传 送方法，将 IP 地址映 射为网络使用的物理地址。 （2） 互联网层：负责将数据报送到目的主机。 （3） 传输层：负责应用进程间的端- 端通信。 （4） 应用层：T CP/IP 协议族的最高层，规定应用程 序怎样使用互联网。 3.5 试举例说 明为什么一个 传输连接建 立时要使用 三次握手。 答： TCP 连接通过三次握手来保证连接的正确建立， 同步双方的序列号和确认号， 并交换 TCP 窗口大小信息。以下步骤概述了通常情况下客户端计算机联系服务 器计算机的过程： 客户端向服务器发送一个 SYN 置位的 TCP 报文，其中包含连接的初始序列 号 x 和一个窗口大小 （表示客户端上用来存储 从服务器发送来的传入段的缓冲区 的大小） 。 服务器收到客户端发送过来的 SYN 报文后 ， 向客户端发送一个 SYN 和 ACK 都置位的 TCP 报文， 其中包含它选择的初始序 列号 y、 对客户端的序列号的确认 x+1 和一个窗口大小 （表示服务器上用来存储从客户端发送来的传入段的缓冲区 的大小） 。 客户端接收到服务器端返回的 SYN+ACK 报文后， 向服务器端返回一个确认 号 y+1 和序 号 x+1 的 ACK 报文，一个标准的 TCP 连接完成。 TCP 使用类似 的握 手过 程来 结束 连接 。这可 确保两 个主 机均 能完 成传 输并 确保 所有的数据均得以接收。 3.6 文件传送 协议的主要工 作过程是怎 样的？ 答：F TP 协议需要客户端与服务器端建立两条 TCP 连接，一条是控制连接，用 于传送各种 FTP 命令，一条是数据连接，用于文件传送。服务器端根据客户端 传递过来的 FTP 命令，执行相应的操作。 3.7 分组话音、 文件 传送、 远程登录， 选择哪种 TCP/IP 传 输 协议 （ TCP 或 UDP） 较为 合适？ 答：分别用 UDP、T CP、T CP。 通 信网 基础 课 后习 题答 案 7 第 6 章 电 话通 信 网 6.1 什么是长 途网？画图说 明我国二级 长途网的网 络结构。 答：由多个长途编号区的本地网所构成通信网，可称为通信网。图见书图 6.7。 6.2 长途网中 各级交换中心 的职能和设 置原则是什 么？ 答：长途两级网将国内长途交换中心分为两个等级，省级（直辖市）交换中心， 用 DC1 表示，和地（市）交换中心， 用 DC2 表示。 职能：D C1 主要 是汇接 所在省 的省际 长途来 话、去 话 业务， 以及所 在本地 网的 长途终端话务。 DC2 的主要是汇接所在本地网的长途终 端话务。 设置原则： J 直辖市本地网内设一个或 多个长途交换中心 时 ，一般均设为 D C1（ 含 D C2 功能） J 省会本地网内设一个或多个长途交换中心时，均设为 DC1（含 DC2 功能） ； 设三个及三个以上长途交换中心时，一般设两个 DC1 和若干 个 DC2. J 地（市）本地网设长途交换中心时，所有的长途交换中心均为 DC2. 6.3 什么是本 地网？画出分 区双汇接网 络结构示意 图， 并 指出采用分区 双汇接结 构的 原因。 答： 本地网指在同一长途编号区范围内， 由若 干个端局， 或者由若干个端局和汇 接局及居间中继线、接入电路和话机终端等组成的电话网。 图见书图 6.4. 分区双汇接结构比分区单汇接的可靠性高， 当网络规模大、 局所数目多时比 较适用。 6.4 试说明国 际网的网络结 构。 答：国际电话网是由各国（或地区）的国际交 换中心（I SC）和若干国际转接中 心（I TC）组成的。国际电话网通过国际转接 中心 ITC1、I TC2 和国际交换中心 ISC 将各国长途电话网进行互连，构成三级国 际长途电话网。各 ITC1 之间以网 状网互连，I TC1 与所属的 ITC2、I TC2 与 ISC 以星形方式连接。 6.5 什么是路 由？基干路由 、 低呼损 直达路由、 高效直达路 由和最终路由 各有什 么特 点？ 答： 对于不属于同一交换中心的两个用户， 当 用户有呼叫请求时， 在交换中心之 间要为其建立起一条传送信息的通道，这就是路由。 基干路由：构成网络基干结构的路由，呼损率小于等于 1%，基干路由上的话务 量不允许溢出到其他路由。 低呼损直达路由：呼损率小于等于 1%，话务量不允许溢出到其他路由。 高效直达路由：没有呼损指标要求，话务量允许溢出至规定的迂回路由上。 最终路由：任意两个交换中心之间可以选择的最后一种路由。 6.6 路由选择 结构和路由选 择计划各有 哪几种类型 ？ 答： 路由选择结构分有级和无极两种结构； 路由选择计划分固定选路计划和动态 选路计划两种， 其中动态选路又包括时间相关选路、 状态相关选路和事件相关选 路。 6.7 路由选择 的主要规则有 哪些？ 答： 确保传输质量和信令信息的可靠传输； 有 明确的规律性， 确保路由选择中不 会出现死循环； 一个呼叫连接中串接的段数应尽量少； 能够在低等级网络中疏通 的话务应尽量在低等级中疏通。 6.8 A 到 B， C 到 D 应 如何选择路由 ？ 答： A 到 B： A-E-B C 到 D：首 选 C-D，其次 C-E-D 或 C-F-D，最后 C-E-F-D 6.9 请说明我国 GSM 移动网网络 结构 答： 我国 GSM 话务网目前采用汇接制， 大多数省份或直辖市采用三级网的网络 结构， 即移动业务本地网、 省内网和全国网。 各省设置一对 TMSC1， 各 TMSC1 之间网状连接， 构成全国网； 各省设置一对或 多对 TMSC2， TMSC2 之间网状网 连接， 并与其归属的 TMSC1 连接， 构成省内 网； 每个移动业务本地网中设置一 个或多个移动端局 （M SC） ， 并设立一个或多 个 HLR， MSC 与所属的 TMSC1 和 TMSC2 之间为星形连接。 6.10 画图说明 第三代移动通 信系统 IMT2000 的构 成。 答：见书图 6.20 通 信网 基础 课 后习 题答 案 9 第 七 章 数 据 网 7.1 试述组成 分组交换网的 设备及其功 能。 答： 分组交换网由分组交换机、 连接这些交换设备的链路、 远程集中器 （含分组 拆装设备） 、网络管 理中心等组成。 分组交换 机实现路由选着或局 部交换功能； 远程集中器 （含分组拆装设备） 负责非分组型终端的集中接入和将数据打包成分 组数据、 或将分组数据恢复成非分组终端能够识别的数据； 网络管理中心负责对 分组网络进行管理功能。 7.2 简述 DDN 网的组成并给出 DDN 网的 结构 答： 一个 DDN 主要由本地传输系统 、 交叉连 接和复用系统、 局间传输及同步时 钟系统和网络管理系统组成。D DN 网的结构见 书图 7.6。 7.3 简述帧中 继网的定义、 功能及特点 。 答：帧 中继是 在用 户- 网络 接口 之间提 供用 户 信息流 的双向 传送 ，并保 持顺 序不 变的一种承载业务， 其中的用户信息以帧为单位进行传输， 对用户信息流进行统 计复用； 帧中继主要用于传递数据业务； 帧中继的特点： 有按需分配带宽， 网络 资源利用率高， 采用虚电路技术， 不采用存储转发技术， 兼容多种协议， 支持多 种数据用户。 7.4 简述 ATM 网的 定义、分类 及 主要接口。 答： 采用 ATM 技术进行数据传输的网络 ； 可以 分为共用 ATM 网、 专用 ATM 网 和 ATM 接入网；主要接口有 UNI、N NI、B -ICI、D XI、F UNI 五种。 7.5 简述局域 网的几种访问 控制方式及 特点。 答 ： 局 域 网 常 见 的 访 问 控 制 方 式 主 要 有三 种 ：带 冲 突 检 测 的 载 波 侦 听 多 址 接 入 （C SMA/CD） 、 令牌环、 令牌总线。 CSMA/CD 原理简单， 技术上易实现， 网络 中各工作站处于平等 地位 ，不需集中控制， 不提供优先级控制， 在网络负载增 大时， 发送时间增长， 发送效率急剧下降。 令牌环适用于环形拓扑结构的局域网， 能够提供优先权服务， 实时性高， 缺点是控制电路复杂， 令牌容易丢失； 令牌总 线主要用于总线形或树形网络结构中， 优点是各工作站对媒质的共享权力是均等 的， 可以设置优先级， 也可不设； 吞吐能力好， 缺点是控制电路复杂， 轻负载时， 线路传输效率低。 第 八 章 IP 网 8.1 简述 IPv4 的地 址划分方法及 IPv4 的缺点。 答：I Pv4 使用 32 位地址，分为 A、 B、C 、D 、E 五类。32 为地址分为两部分， 前面的部分代表网络地址， 后面的部分代表局域网地址。 另外还有一些特殊的 IP 地址段： 127.X.X.X 给本机地址使用 224. X.X.X 为多播地址段 55 为通用的广播地址 10. X.X.X、172. 16.X.X 和 192.168.X.X 供本地 网使用 缺点： 地址空间有限； 路由表随网络规模的增大而增长，造成选路困难； 地址分配与配置复杂， 不支持真正的即插即用； 支持的服务类型有限； IPv4 的可变长选项字段 可提供额外的 特殊功 能，但会影响路由器 性能使得它们 很少采用； 安全性差。 8.2 简述 IPv6 与 IPv4 相 比的优点。 答：报头简化、扩展灵活； 地质结构层次化； 即插即用的连网方式； 在网络层实现认证与加密； 满足多种服务质量要求； 更好地支持移动通信。 8.3 IPv4 向 IPv6 过渡需 要解决哪些问 题？分别用什 么技术？ 答： IPv4 向 IPv6 过渡， 需要解决两种场合下的 通信问题 ： 一是被现有 IPv4 路由 体系相隔的局部 IPv6 网络之间如何通信； 二是 如何使新配置的局部 IPv6 网络能 够无缝地访问现有 IPv4 资源。 对于第一类问题， 可以使用隧道技术或双协议栈技术解决； 对于第二类问题， 可 以使用双协议栈技术或地址翻译与报头转换技术。 8.4 给出 IP 电话 网基本模型 。 答： IP 电话网主要包括 IP 电话网关、 IP 承载网、 IP 电话网管理层面及电路交换 网接入几个部分。I P 电话网的基本模型见书图 8.14 8.5 IP 电话网与 PSTN 相 比有哪些优点 ？ 通 信网 基础 课 后习 题答 案 11 答： （1） 节省带宽。 PSTN 使用电路交换， 消耗 的带宽为 64Kkbps， 而 IP 电话只 需 68 Kkbps（甚至低于 2.4Kkbps） ，从而节省了带宽，降低了成本。 （2）通话费用低。成本的降低，使通话费用随之下降，尤其是长距离通信。 （3） 可以方便地集成智能。 IP 电话网继承了 计算机网的智能模块， 可以灵活地 控制信令和连接，有利于各种增值业务的开发。 （4） 开放的体系结构。 IP 电话的协议体系是 开放式的， 有利于各个厂商产品的 标准化和互相连通。 （5）多媒体业务的集成。I P 电话网络同时支 持语音、数据、图像的传输，为将 来全面提供多媒体业务打下了基础。 第 九 章 通 信 网规 划 9.1 在何种情 况下采用定性 预测分析的 方法？ 答：也称直观预测法。适用下面两种情况： J 对缺乏历史资料的业务进行预测； J 着重对事物的发展趋势、方向和重大转折点进行预测； 9.2 常见的时 间序列预测技 术有哪些？ 试分析它们 的具体应用场 合。 答： 主要有： 时间序列外推预测法， 包含线性模型、 指数和幂函数模型， 线性模 型常用于电话用户的发展预测， 指数模型通常适于人口的增长、 经济的增长及新 业务发展初期业务量的预测；幂函数适用于长途电话业务量的预测。 成长曲线预测法，包含 Gompertz 模型和 Logistic 模型，适合呈现 从萌芽期、 起步期 、 快速增长期到饱和期的 S 型增长趋势的业务类型， 例如某地 区固定电话普及率的预测。 9.3 试述成长 曲线的预测方 法通常应用 的场合。 答： 成长曲线预测法， 包含 Gompertz 模型和 Logistic 模型， 适合呈现从萌芽期、 起步期、 快速增长期到饱和期的 S 型增长趋势的业务类型， 例如某地区固定电话 普及率的预测。 9.4 试述线性 回归预测中， 统计检验方 法的作用