第一章作业

三、计算与问答

3.7

3.8

第二章作业

三、计算与问答

3.2

3.5

3.6

第三章作业

三、计算与问答

3.1

1. 已知:电话线路带宽B=3000Hz,根据奎斯特准则求无噪声信道的最大数据传输速率为多少?

3.5

3.7

7. 已知:A=01011011。请画出A的差分曼彻斯特编码的波形

3.8

8. 如果主机的数据发送速率达到 100Mbps,采用曼彻斯特编码,那么相应的时钟频率应该为多少?

第四章作业

三、计算与问答

3.1

1. 如果数据字段为11100011,生成多项式$G(X)=X^5+X^4+X+1$。请写出发送的比特序列，并画出曼彻斯特编码序号波形图。

参考教材：P108

3.2

2. 某个数据通信系统采用 CRC校验方式,并且生成多项式 $G(x)$的二进制比特序列为11001,目的主机接收到的二进制比特序列为 110111001(含 CRC 校验码)。请判断传输过程中是否出现了差错?为什么?

第五章作业

三、计算与问答

3.1

1. 采用CSMA/CD介质访问控制方式的局域网，总线长度为 1000m,数据传输速率为10Mbps,电磁波在总线传输介质中的传播速度为 $2\times 10^8$m/s。计算:最小帧长度应该为多少?
   参考教材p146
   最短帧长度：$L_{min}$
   主机发送速率：$S$
   主机发送的数据帧最短帧长=争用期时长×数据传输速率:$L_{min}=2\tau \times V$。
   传输延迟=总线长度/传播速度,既:$\tau =D/V$
   其中争用期为端到端传输时延的两倍 :$T_c=2\tau$
   如果发生主机发送信号后出现冲突则在$2\tau$时间内必能检测到并停止发送，如果发送信息的时间短于争用期，则在检测到冲突之前信息就已经发送完毕，所以发送数据帧的时间应长于争用期。
   既要满足关系：$\frac{L_{min}}{S}\ge T_c$

D=1000
V = $2\times 10^8$
S = 10Mbps
$\tau =\frac{D}{V}=\frac{1000}{2\times 10^8}=0.5\times 10^{-5}$
$T_c=2\tau =2\times 0.5\times 10^{-5}=10^{-5}$
$L_{min}=T_c\times S=10^5\times 10\mathrm{Mbps}=10^{-5}\times 10\times 10^6\mathrm{bps}=100$bit

3.3

3.主机A 连接在总线长度为 1000m 的局域网总线的一端,局域网介质访控制方式为CSMA/CD,发送速率为100Mbps。电磁波在总线传输介质中的传播速度为 $2\times 10^8$m/s。如果主机 A 最先发送帧,并且在检测出冲突发生的时候还有数据要发送。请回答:
(1)主机A 检测到冲突需要多长时间?
(2)当检测到冲突的时候，主机 A 已经发送多少位的数据?

(1)
D=1000
V=$2\times 10^8$
$\tau =\frac{D}{V}=\frac{1000}{2\times 10^8}=0.5\times 10^{-5}$s
$T_c=2\tau =2\times 0.5\times 10^{-5}=10^{-5}$s=10$\mu$s


(2)
S=100Mbps=$100\times 10^6$bps
$L_{min}=S\times T_c=100\times 10^6\times 10^{-5}=1000$bit

3.4

4. 采用 CSMA/CD介质访问控制方式的局域网，总线长度为 2000m,数据传输速率为10Mbps,电磁波在总线传输介质中的传播速度为$2\times 10^8$m/s。
   假设:局域网中主机A 与主机 B连接在总线的两端并且只有主机 A、B发送数据。请回答:
   (1)如果发送数据后发生冲突,那么从开始发送数据到检测到冲突,最短需要多少时间?最长需要多少时间?
   (2)如果局域网中不存在冲突,主机A发送一个最长 Ethernet 帧(1518B)之后,主机B就用一个最短 Ethernet帧 (64B)确认。主机 A在得到确认之后就立即发送下一帧。忽略帧间间隔，那么主机 A的有效传输速率是多少?

（1）
最短时间（$T_1$）：既主机A和主机B同时开始发送数据的情况下，那么他们会在传输过程中检测到冲突的时间。
最长时间（$T_2$）：就是一个先发，数据刚要到另一个机器的时候，另一个机器开始发，比如主机A在检测到总线空闲后开始发送数据，而主机B在主机A的数据到达之前的一瞬间也开始发送数据，那么他们会在主机B的数据到达主机A处时检测到冲突。
显然最长时间是最短时间的两倍既：$T_2=2T_1$
D=2000
V=$2\times 10^8$
S=10Mbps=$10\times 10^6$bps
$T_1=\frac{D}{V}=\frac{2000}{2\times 10^8}=1\times 10^{-5}\mathrm{s}=10\mu$s
$T_2=2T_1=20\mu$s

(2)
有效传输速率：如果局域网中不存在冲突，那么主机A发送一个最长 Ethernet 帧(1518B)的时间为$T_3$
$T_3=\frac{1518\mathrm{B}\times 8\mathrm{bit}}{10\mathrm{Mbps}}=1.2144\times 10^{-3}\mathrm{s}=1.2144\mathrm{ms}$
主机B收到主机A的帧后，立即发送一个最短 Ethernet 帧 (64B)作为确认，其发送时间为$T_4$
$T_4=\frac{64\mathrm{B}\times 8\mathrm{bit}}{10\mathrm{Mbps}}=0.0512\times 10^{-3}\mathrm{s}=0.0512\mathrm{ms}$
主机A收到主机B的确认后，立即发送下一帧，那么主机A发送两个最长 Ethernet 帧的时间间隔，既发送一个帧到在发送下一个帧的时间为$T_5$
$T_5=T_3+2\times T_1+T_4=1.2865\times 10^{-3}\mathrm{s}=1.2865ms$
其中，$T_1$​为主机A、B之间帧的传输时间,2倍$T_1$表示A传给B，B的确认信息又传给A。
在计算主机A发送一个完整的最长 Ethernet 帧的有效传输速率时，只考虑帧中的有效数据，既去除帧头的18B
$r=\frac{(1518-18)B\times 8bit}{T_5}\approx 9.33\mathrm{Mbps}$