tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Десять сигналов, каждому из которых требуется полоса 4000 Гц, мультиплексируются в один канал с использованием частоююго уплотнении (ММ). Ка кова должна быть минимальная полоса уплотненного канала? Ширину защитных интервалов считать равной 400 Гц. 29. Почему период дискретизации кодово-импульсной модуляции был выбран равным 125 мкс? 30. Каков процент на(сладных расходов в носителе Т1, то есть какой процент от пропускной способности 1,544 Мбит/с недоступен для конечного потребителя? Вопросы 219 31.
Сравните максимальную пропускную способность бесшумных каналов с по- лосой пропускания 4 кГц, использующих: 1) аналоговое кодирование с двумя битами на отсчет; 2) систему Т1 с кодово-импульсной модуляцией. 32. При потере синхронизации система Т1 пытается восстановить синхронпза цию при помощи первого бита каждого кадра. Сколько кадров должно бгять исследовано для восстановления синхронизации с вероятностью ошибки 0,001? 33. В чем отличие, если оно есть, между демодуляторной частью модема и копирующей частью кодека? (Оба преобразуют аналоговый сигнал в цифровой,) 34, Сигнал передается в цифровом впле с периодом дискретизации 125 мкс по бесшумному каналу с полосой пропускания 4 кГц.
Сколько бит в секунду в действительности передается кажпым из следующих методов кодирования: 1) стандарт СС1ТТ 2,048 Мбит/с; 2) дифферснциатьная импульсно-коловая модуляция с 4-битовыии относительными значениями сигнала; 3) дельта-модуляция? 35. Чистый синусоидальпый сигнал амплитуды А кодируется при помощи дель- та-модуляции с частотой х отсчетов в секунду.
Выходное значение +1 соответствует изменению амплитуды на +А/8, выходное значение -1 соответствует — А/8. Какова максимальная частота сигнала, который может быть передав таким образом без накапливающейся ошибки? 36. В сети БОХЕТ точность системных часов составляет 10 э. Сколько времени понадобится, чтобы дрейф часов составил 1 бит? Что следует из этих расчетов? 37, В табл.
2А скорость пользователя для канала ОС-3 составляет 148,608 Мбит/с. Покажите, как это число может быть получено из параметров канала ОС-3 системы ЗОХЕТ. 38. Для работы со скоростями передачи данных ниже ЗТЗ-1 ЗОВЕТ имеет систе- му виртуального согласования (1гТ). Это часть полезной нагрузки, которая вставляется в кадр ЗТЗ-1 и комбинируется с другими частями полезной нагрузки, заполняя весь кадр данных. Например, уТ1.5 использует три колонки, УТ2 использует 4 колонки, Ъ'ТЗ вЂ” 6 колонок, ЧТ6 — 12 колонок кадра БТЗ-1.
Какие типы ЧТ могут помочь согласовать скорость со слелующими системами: 1) служба РЯ-1 (1,544 Мбит/с); 2) европейская служба СЕРТ-1 (2,048 Мбит/с); 3) служба РЗ-2 (6,312 Мбит/с)? ® В чем заключается основное отличие коммутации сообщений от коммутации пакетов? Какова доступная для пользователя полоса пропускания в канале ОС-12с? 220 Глава 2. Физический уровень 41. Три сети с коммутаписй пакетов состоят пз п узлов каждая. Топология первой сети представляет собой звезду с центральным коммутатором, вторая является лвунаправлснным кольцом, а в третьей все узлы соединены друг с другом.
Какими будут наименьшее, срсдпсс и напболыпее расстояния мсзклу узлами каждой сети в прыжках? 42. Сравпитс задержку при передаче сообщения длиной в х бит по пути из й прыжков в сети с коммутаписй каналов и в (слабо загруженной) сстп с коммутацией пакетов.
Время установки канала составляет з секунд, задержка распространения сигнала равна г? сскунл па прыжок, размер пакета равен р бит, а скорость передачи ланных составляет Ь бит/с. При каких условиях сеть с коммутацией пакетов будет обладать меньшим временем задержки? 43. Предположим, что х бит даши ~к пользователя передастся по пути в Ь прыжков в сети с коммутацией пакетов в виде серии пакетов, каждый из которых состоит пз р бнт данных и 6 бит заголовка, причем х» в ч- Ь. Скорость псредачи лишш составляет Ь бит/с, а задержкой распространения спгназа можно пренебречь. Каким должно быть значение р, чтобы значение суммарной задержки было минимальным? 44.
В обычной сотовой телефонной системс с шестигранными ячейками запрещено использовать одипаковыс частотныс диапазоны в соседних ячейках. Если доступно 840 частот, сколько из них может быть использовано в одной ячейке? 45. Реальная фнзрма набора ячеек редко бывает такой правильной, как показано па рис. 2.35.
Лаже отдельные ячейки почти всегда имеют неправильную форму. Выскажите свои предположения относительно причин этого явления. 46. Сколько мпкроячсек системы РСЯ диаметром 100 м потребуется, чтобы покрыть ими Сан-Франциско (120 кмз)? 47. Когда пользователь сотовой телсфонной системы пересекает граниду межлу сотами, в некоторых случаях разговор прерывастся несмотря па то, что все приемники и передатчики функционируют нормально. Почему? 48.
Р-ЛМР8 обладает значительно более плохим качеством звука, чем ОВМ. Это связано с требованием обратной совместимости с ЛМР5 (О8М пе имеет по- лобных ограничений)? Если нет, то какова настоящая причина? 49. Подсчитайте максимальное число пользователей, которые одновременно могут работать в одной ячейке Р-АМРОМ. Пролелайтс тс же вычисления для 68М. Объясните разницу. 50. Пусть А, В и С одновременно псрсдают нулевые биты, используя систему СРМА и элсмснтарпыс послсдоватсльности, показанные на рис.
2.39, б. Как будет вьпглядсть результирующая элементарная последовательность? 51. Прп обсуждении ортогопальностн элементарных последовательностей СРМА утверждалось, что если 5 е Т = О, то и 5 ° Т = О. Докажите это. 52. Рассмотрим еще один подхол к вопросу свойства ортогональности элементарных послсд~зватсльностей СРМЛ. Каждый бит в паре последоватсльностсй люжет совпадать или нс совпадать с другим. Выразите свойство ортогопальности в терминах совпадений и несовпадений парных битов.
Вопросы 221 53. Приемник С!)МА получает алсмситарную послсловатсльностгк (-1 + 1 — 3 -' 1 — 1 — 3 + 1 —: 1). Прелполагая, что исходные последовательности такис, как показаш> на рис. 2.39, б, какие станции посылали сигналы и какие именно? 54. Топология телефонной систслп> в части, включающей оконечный коммчта тор, сослинснный г телефонами абонентов, представляет с»Гх>й звезлу. Кабельное телсвилсние, напротив, состоит из олиного л>ипшого кабеля, объслшшющсго все дома в олной местности. Прслположим, что в кабельном телевидении булуцгего вместо мслного кабеля будет применяться оптоволоконный с про»ускпой способностью 10 Гбит/с. Сможет ли полобная линия воспроизвести работу телефонной липни и оГ>сснсчить кажлому абоненту отлсльпу>о лини>о до оконечного коммутатора? Если да, то сколько телефонов может Г>ыть подкл>очеио к одному кабелю? 55, Система кабельного телевидения состоит из 100 коммерческих каналов, и ко торых программы время от времени ирерыва>отея рекламой.
На что зто больше похоже — на временное или частотное уплотнение? 56. Оператор кабельной сети прслоставляет доступ в Иитсрнсг в районе, состоя щем из 5000 ломов. Коь>панин использует коаксиальпый кабель и расирелеляет спектр таю>м образом, что пропускная способность вхоляшсго потока лля каждого кабеля составляет 100 Мбит/с. Чтобы привлечь клиентов, компания объявила, что каждому лому будет предоставлено 2 Мбит/с лля вхолящсго трафика в лк>бое время. Опишите, что нужно компании, чтобы слсржать слово.
57. Используя распределение спектра, показанное на рис. 2.42, а также ланную в тексте информацшо, подсчптайтс, сколько мегабит в секуплу отв»литов в кабельной системе на вхоляпшй и исходящий каналы. 58. С какой скоростью пользователь кабельной сети может принимать данные если всс остальные пользователи пассивны? 59. Мультиплексирование потоков данных 5Т5-1 играет важную роль в тсхноло гни ВОХЕТ. Мультиплексор 3:1 уплотняет три входных потока 5Т8-1 в олин выходной поток 5Т5-3. Уп»отвеине производится побайтно, то есть первые три выходных байта соответствуют первым байтам вхолных потоков 1, 2 и 3 соответственно.
Следующие три байта — вж>рым байтам потоков 1, 2 и 3, и т. д. Напишите программу, симулирукнцую работу мультиплексора 3:1, В и1юграмме должно быть пять пропессов. Главньш создает четыре лругих процесса (лля трех вхолиых потоков и мультиплексора). Кажлый процесс входного потока считывает в калр 5Т5-1 данные из файла в виде последовательности из 810 Гн»гг. Затем каиры побайтно отсылаются процессу мультиплексора. Мультиплексор принимает потоки и выволит результиру>ощий кадр БТВ-3 (снова побайтно), записывая его иа стандартное устройство вывола.
Для взаимолействня между процессами используйте метод «труб». Глава 3 Уровень передачи данных Ф Ключевые аспекты организации уровня передачи данных Ф Обнаружение и исправление ошибок Ф Элементарные протоколы передачи данных Ф Протоколы скользящего окна Ф Верификация протоколов 1 Примеры протоколов передачи данных Ф Резюме Ф Вопросы В этой главе мы рассмотрим принципы построения уровня 2 — уровня передачи данных (иногда его называют также канальным уровнем). Мы обсудим алгоритмы, обеспечиваюшис надежную эффективную свяаь между двумя компьютерами.
Мы будем рассматривать две машины, физически связанные каналом связи, действуюшим подобно проводу (например, коаксиальным кабелем илн телефонной линией). Основное свойство канала, которое делает его подобным проводу, заключается в том, что биты принимаются точно в том жс норялкс, в каком передаются. На первый взгляд может показаться, что данная проблема настолько проста, что и изучать тут нечего, — машина А просто посылает биты в канал, а машина В их оттуда извлекает. К сожалению, в каналах связи иногда случаются ошибки при передаче данных. Кроме того, скорость перслачи данных ограничена, а время Распространения сигнала отлично от нуля.
Все эти ограничения оказывают серьезное влияние на эффективность передачи данных. Используюшиеся для связи протоколы должны учитывать все эти факторы, Данным протоколам и посвяшена эта глава. После знакомства с ключевыми аспектами устройства уровня передачи данных мы изучим его протоколрь рассмотрев природу ошибок, их причины, мето- Ключевые аспекты организации уровня передачи данных 223 ды их обнаружения и исправления.
Затем мы обсудим ряд протоколов, начиная с простых и далее рассматривая все более сложные протоколы. Каждый следующий протокол будет решать все более сложныс проблемы уровня передачи данных. Наконец, мы рассмотрим вопросы молелирования и верификации протоколов и приведем несколько примеров протоколов передачи данных. Ключевые аспекты организации уровня передачи данных Уровень передачи ланных должен выполняп рял специфических функций. К ним относятся: + обеспечение строго очерченного служебного интерфейса лля сетевого уровня; + обработка ошибок передачи данных; + управление потоком данных, псклклтающес затопление медленных приемников быстрыми передатчиками.