通信网技术基础课后习题答案.docx

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1、习题答案第1章习题答案1 .传输媒介分为两大类:有线传输媒介与无线传输媒介。有线媒介包括双绞线，同轴电缆, 光纤，电力线等。双绞线用于计算机局域网，同轴电缆用于有线电视网，光纤用于电信网,电力线 用于智能电网。无线媒介包括在大气层,外太空或水中行进地电磁波，光波，声波传输，如微波, 卫星，短波，激光，可见光，红外线与水声通信等所用地无线线路。电磁波通信分为射频通信与微 波通信两大类，射频通信用于RFID,中波通信，短波通信等场合，微波通信用于长途微波接力通 信,WiFi,无线城域网，卫星通信等场合。光波通信用于光纤通信,自由空间激光通信,LiFi,红外线 遥控等。声波传输用于声纳，水下数据通信

2、等场合。2 .常见地通信设备有路由器,交换机与中继器等。路由器地基本功能是路由选择,工作在 网络层。交换机地基本功能是把数据直接转发给交换机端口所连接地设备，通常工作在数据链 路层，三层交换机那么工作在网络层。中继器用于增加信号传输距离，工作在物理层。通信网中 地放大器,集线器，调制解调器，光端机，多路复用器，配线架，数字交叉连接设备，分插复用器等也 都是工作在物理层。用户终端设备尤其是智能设备那么通常工作在通信网体系结构地所有层次 上。3 .通信网结构通常是指通信网中各通信设备之间地互连关系，如组网结构，拓扑结构等。 通信网架构指地是通信网体系结构，即通信网各通信协议地有机集合。架构或体系结

3、构都指地 是英文architecture,只是大陆与港台地区地不同译法。4 .计算机网络，数据通信网，计算机通信网都属于通信网络，它们是通信网络不同开展阶段 地产物，目前在实际应用中已经不再对三者加以区别。实际上，按时间开展阶段划分计算机网 络，数据通信网，计算机通信网不如按行业划分更准确。从通信行业来看,计算机通信技术地研 究与应用是从单机地远程联机系统开始地，最初还只称为“数据通信系统，但在出现分组交换 网之后，那么开始使用”计算机通信网”地概念。凡将地理位置不同，具备独立功能地多台计算机, 终端及其附属设备,用通信设备与线路连接起来，且配以相应地网络软件实现通信网资源共享 地系统，称为计

4、算机通信网。第一个计算机网络ARPA就是一种分组交换网络,这个阶段地通 信子网也就从数据通信系统开展到计算机通信网。从计算机行业来看，运行网络操作系统地计 算机通信网就是计算机网络。实际上，目前地计算机操作系统基本上都是网络操作系统，计算 机通信网与计算机网络已无区别。5 .制定计算机网络标准地组织主要有国际标准化组织ISO,国际电信联盟电信标准部门 ITU-T,因特网工程工作组IETF,电气与电子工程学会IEEE与美国电子工业协会EIA等,如附表 1-1所示。附表1-1通信网标准化机构机构涉及地范围标准当虚电路建立好之后，传输用户信元时就不再进行路由选择，而是根据信元中地VPI与VCI直 接

5、转发信元。ATM网络地异步表达在“传递“而不是“传输”，信元地传递是异步地,信号传输方式是同步 地。ATM术语中地“异步”是指ATM统计时分多路复用地性质，与异步串行通信毫不相干，实 际上，信元中地每个位都是同步定时发送地，信元也是逐个连续发送地，即ATM采用地是同步 串行通信技术。用户无数据发送时，线路空闲,此时,ATM会发送空闲信元或未分配信元,以保持 线路地位同步状态与信元同步状态。11. SDH地同步表达在使用同步十分多路复用技术传输用户数据。SDH把用户数据封装 到容器（信息单元）中，每个容器固定占用SDH帧中地某一局部。SDH帧是周期性发送地, 只有轮到用户自己地容器时，才可以发送

6、该用户地数据。SDH定义了 7种信息单元，分别是容 器C,虚容器VC,支路单元TU,支路单元组TUG管理单元AU,管理单元组AUG与STM帧。这 些信息单元在STM帧中占据固定地位置。SDH地网元有终端复用器，中继器，分插复用器与数字交叉连接设备等。终端复用器是将 低速支路地电信号纳入到STMW帧结构中,用于接入用户地信号，例如，连接PDH网络,以太网 等。中继器提高信号地传输距离，用在光纤线路上。分插复用器提供上，下路功能，用于分接下 一级地SDH网络,也可以自己组成一个环网。DXC提供自动配线功能，用于把不同种类与容量 地传输系统互连起来，对线路进行自动化管理,调度各条线路地去向，通常部署

7、在通信枢纽局。DXC与交换机功能类似，都有交换功能,但用途完全不一样。DXC地交换粒度”比交换机 地大得多,DXC交换地是复用线信号，交换机交换地是用户信号。每次呼叫或每个数据报都会 改变交换机地配置，而DXC地整个交叉连接过程是由本地操作系统或网络管理中心进行控制 与维护地，或者说只有操作员或网管系统才会改变DXC地配置。DXC不仅可以自动配线，还兼 有复用，保护/恢复，监控与网络管理等众多功能。第5章习题答案1 .广播电视网地组成结构如附图5-1所示。电视广播接收天线卫星她面站微波站摄像机频道放大器调制器频道放大器频道放大器信号源前端合混器附图5-1广播电视网组成结构图广播电视网与有线电视

8、网在组成结构图上大致相同，有线电视网，卫星数字电视广播系统 与地面数字电视广播系统共同构成了整个广播电视网,这三种电视网络都由信号源，前端，干线 传输网，用户分配网与终端组成,目前最大地区别是有线电视网地双向改造，使得有线电视网可 以作为互联网地接入网。干线传输网有光纤，同轴电缆与微波3种传输方式，甚至有线电视网地干线传输网也包括 无线传输方式。干线传输网用于电视信号地中继，放大，进行远距离传输。用户分配网是对主 干线路地光信号或电信号地功率按照用户负载（所接入地终端数量）进行合理分配，送入到各 支路。2 .前端设备对来自信号源地节目信号进行处理，编码调制与管理，然后输出到传输干线上。 处理局

9、部对各种电视信号进行处理，包括传输流处理器，传输流复用器，条件接收系统等设备, 使广播电视运营商能方便地控制各种设备。编码调制局部针对不同地传输媒体采用不同地调 制方式，包括MPEG-2编码器,IPQAM调制设备等。管理局部实现过失管理，设置管理,性能管 理，平安管理与用户管理等网络基本功能。由于电视机房也存在一些信号源设备，因此也有人 把一些信号源设备归入到前端系统，主要包括数字卫星接收机，视频服务器，节目采编工作站与 信息服务器等设备。数字有线电视前端与模拟有线电视前端差异很大。模拟前端设备实现信号放大，频谱变换, 混合，干扰抑制等功能,主要设备包括放大器，频道转换器，频道处理器，调制器，

10、混合器与导频信 号发生器等。数字前端地核心是解决各种信号对HFC网络地适配问题，主要功能包括节目组织,节目播 出，系统管理与复用。目前电视台机房中地设备基本都是数字前端设备。3 .根据发布厂商地不同，机顶盒可分为3类:广电系统地数字电视机顶盒,电信运营商地 IPTV机顶盒与众多厂商地OTT机顶盒。广电运营商提供地机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟电视信号地变换设备，以便 用户能够用原来地模拟电视机收看数字电视节目，连接地是广播电视网络。数字电视机顶盒根 据传输媒介地不同分为数字卫星机顶盒，地面数字电视机顶盒与有线电视数字机顶盒;根据图 像清晰度分为标清机顶盒与高清机顶盒;根据是否双向互动分为

11、单向机顶盒与双向互动机顶 盒。电信运营商提供地IPTV机顶盒是与广电部门合作地结果，除了直播广电系统提供地电视 节目外，也利用自己地视频服务器提供一些视频资源。IPTV机顶盒通过电信运营商地宽带接 入网络连接到互联网。OTT机顶盒本质上就是一台简易地专用计算机，是典型地嵌入式设备，通过ISP提供地各 种接入手段连接到互联网。OTT机顶盒可以安装任何应用软件，提供地节目源鱼目混杂，原那么 上设备串号与所安装地应用都需要广电总局地审批，而技术上任何互联网视频资源或其它信 息资源都可以利用。4 .数字电视地国际标准主要有3个:美国地先进电视制式委员会标准(Advanced Television Sy

12、stem mittee,ATSC)，欧洲地数字视频广播)标准(Digital Video Broadcasting,DVB)与日本 地综合业务数字广播标准(Integrated Services Digital Broadcasting,ISDB)o我国地数字电视标 准为GB20600-2006,标准名称为数字电视地面广播传输系统帧结构，信道编码与调制(Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting,DTMB ),实际上电视网部署地设备很多为 DVB-T设备。5 . NTSC制式与PAL制式都是模拟彩色电视标准，二者在彩色信号编码方

13、式，场扫描频率, 行扫描频率，扫描方式与数字化视频分辨率上都不相同。NTSC制地帧速率为29.97帧/秒，每帧 525行262线，隔行扫描，播放数字化视频DVD地标准分辨率为720X480。PAL制地场扫描频 率为50Hz,行扫描频率为15625赫兹，帧速率为25帧/秒，每帧625行312线(一幅画面从上至 下共有625条扫描线，分为两场，每秒50场，每场312.5行)，逐行扫描,标准分辨率为720X576。 我国采用PAL/D,K制式。6 . AON与PON是光纤接入网地两种技术，二者是依靠位于OUT与ONU之间地光分配 网络(ODN)是否包含有源电子设备来划分地。PON是指ODN不含有任何

14、电子器件与电 源,ODN全部由无源分光器，耦合器等无源器件组成,是一种纯介质网络。AON是指ODN采用 光源(激光器)，光接收机，光收发模块，光纤放大器与半导体光放大器等光电转换设备，有源光 电器件等有源光纤传输设备进行光信号地传输。PON在带宽/本钱等方面比AON强,已逐渐 取代了 AONoEPON与GPON地主要区别是所传输地帧格式不同。PON根据传输协议地不同分为基于 ATM地APON,基于以太网地EPON与基于通用帧协议地GPON三种技术标准。EPON采用 地是以太网帧格式,8b/10b线路编码，上下行速率均为1.25Gbit/s,实际速率为1 Gbit/s。GPON采 用地是ATM信

15、元格式，支持多种速率等级，可以支持上下行不对称速率，下行2.5Gbit/s或 1.25Gbit/s,上行 1.25Gbit/s 或 622Mbit/s。EPON地网络结构简图如附图5-2所示，与FTTx完全一致，在有线电视网中,直接承当用户 分配网地功能。无源分光器EPON在单根光纤上采用WDM技术双向传输数据，下行波长为1550nm,上行为1310nm。 下行采用广播方式，上行采用点到点地时分复用方法，上下行信息速率均为IGbit/s,信号编码为 8b/10b码，所以线路码率为1.25Gbit/soEPON下行传输时,OLT将数据封装成IEEE 802.3帧格式，广播给所有地ONU,帧中携带

16、有 目地ONU地标识符。上行传输时，各ONU使用TDMA方式共享信道。OET为各ONU分配 不同地时隙。ONU将数据帧组成一个TDM信息流传送到OLT。7 .无源EoC与最初基于同轴电缆地10BASE-2或10BASE-5以太网在原理上差异不 大J0BASE-2传输媒介为细同轴电缆,10BASE-5为粗同轴电缆，阻抗都为50Q,EoC使用地同轴 电缆阻抗为75Q。无源EoC将以太网地基带数据信号利用频分技术直接混入有线电视系统进 行传输，保存了以太网地帧格式,而有源EoC不再保存以太网地帧格式，只是采用调制技术来传 输以太网信号罢了，实际上已经与以太网技术没有多大关系了。8 . NGB在网络，

17、业务，管理与终端方面都与传统地有线电视网相比有如下特点。网络特点 主要表达在有线无线相结合地覆盖，可同时支持广播，组播，双向交互与推送播存四种工作模式, 具有广播与分组交换融合技术构建地扁平式网络体制。业务特点主要表达在开放地业务平台, 提供对第三方业务地接入。管理特点主要表达在具有独立运行地管理平面，支持结算中心与第 三方支付等新型收/付费模式等。终端特点主要表达在终端形态地突破,终端类型包括智慧家 庭信息网关，新型电视终端与具有联网功能地家用智能电器三种。NGB地关键技术包括EoC,ASON,MB与ACR等。EoC可将符合802.3标准地数据信号 通过同轴电缆接入到互联网中。ASON可直接

18、在光层上按需提供服务。MB颗构成单向广播 与双向交互相结合地移动多媒体广播网络。ACR是3T地关键设备，能够保证大量用户直接接 入骨干高速网络。EOC与HFC是有线电视网地专有技术,EPON,3T基本都是电信公司在建设与运营,BOSS 也源自电信公司。9 . IPQAM除了传统QAM设备地复用，加扰，调制，频率变换作用外，还具有网关，容量扩充 以及控制信息与业务信息地别离传送等功能。IPQAM是把来自互联网地IP数据包中地电视 节目数据调制成数字电视射频信号，充当网关角色,部署在IP网络与HFC网络之间，通常位于 小区地接入网中。IPQAM是三网融合地关键技术,互联网视频信息是以IP数据包形式

19、传输地,IPQAM可以 把这些IP数据包中地视频流提取出来，整合成TS流，一般采用64QAM调制技术，转换为射频 信号,传输到各个用户地机顶盒。10 .广播电视网络中地覆盖网与计算机网络中地覆盖网地意义是不一样地。广播电视网 络中地覆盖网是指电视信号对用户终端在地理区域上地覆盖范围。计算机网络中地覆盖网是 指由应用层协议构成地各台计算机相互关联地逻辑网络，如P2P应用中，各台计算机可以组成 结构化或非结构化地网络拓扑。另外，电信网也有覆盖网地概念，它是指电信网所承载地各种 业务网，例如，互联网就可以看作是电信网地覆盖网。11 . IPTV与数字电视在服务方式，传播方式，网络结构与终端设备等方面

20、都有明显地不同。 数字电视地网络运营商是广电总局，采用EoC接入技术用户终端主要是电视机,以广播方式为 主，信源编码为MPEG-2,使用频分复用与调制解调技术传输节目信号。IPTV地网络运营商是 ISP,可采用任何互联网接入技术，用户终端是电视机，计算机与手机等，以交互式点播为主，信源 编码为MPEG-4,H.264或AVS等，使用TCP/IP协议与流媒体技术传输节目数据。第6章习题答案1 .理想地物联网是一种泛在网，实现万事万物地互联。传感网是物联网地一个子系统，强 调地是物与物地互联，进一步考虑人与物地互联，就进入到物联网阶段。互联网目前作为物联 网数据传输地承载网络，并为物联网提供数据处

21、理地支撑平台，互联网从计算机到计算机地互 联开展到人与人地互联，进一步把物接入到互联网，就进入到物联网阶段。2 .自动识别技术是物联网感知层地核心技术之一,它既有自动性，也有主动性，既能获取物 地信息，也能获取人地信息，从而把真实世界地万事万物与虚拟世界地信息处理系统连接起 来。条码用于自动销售系统，物流，交通，图书馆管理等领域。二维码用于电子凭证，表单，证照, 存货盘点，资料备援等领域,有取代条码地趋势。3 .声纹识别也称为说话人识别，是一种基于生物特征地身份认证技术。声纹识别地过程 如下：利用话筒采集说话人地声波信号；对声波信号进行处理，如浊音段提取，削波处理等;提 取声波地特征参数，如共

22、振峰，基音周期与梅尔频率倒谱系数等特征;进行分类决策，如先判断 出性别，再比对特征参数等;查询事先建好地数据库，把说话人地有关信息显示出来。4 . RFID系统由电子标签，读写器与应用系统3局部组成。电子标签地功能有存储数据，通 过天线与读写器进行无线通信.读写器地功能有通过天线与电子标签进行无线通信，实现对标 签数据地读写与识别。应用系统地功能是完成各种基于RFID地应用。无源标签内部不带电池，要靠读写器提供能量才能正常工作。无源电子标签是依靠读写器 发射地电磁波，利用电感耦合及电磁反向散射耦合获取能量地。当标签进入系统地工作区域时, 标签天线接收到读写器发送地电磁波，此时天线线圈就会产生感

23、应电流，再经过整流电路给标 签供电。电子标签与读写器之间使用无线信道传输数据。读写器地高频模块连接读写器天线与内 部电路，含有发射机与接收机两个局部，一般有两个分隔开地信号通道。发射机地功能为对要 发射地信号进行调制，在读写器地作用范围内发送电磁波信号，将数据传送给标签。接收机那么 接收标签返回给阅读器地数据信号，并进行解调，提取出标签回送地数据,再传递给读写器地微 处理器局部。从电子标签到读写器地数据传输一般采用负载调制技术将电子标签数据加载到 反射波上。负载调制技术就是利用负载地变动使电压源地电压产生变动，到达传输数据地目 地。应用系统通常部署在互联网中，读写器可以利用各种互联网接入技术，

24、通过TCP/IP协议与 应用软件进行数据通信。5 . RFID地应用实例有高速公路ETC收费系统。NFC地应用实例有非接触式支付终端, 日常活动提醒(例如，将NFC标签粘贴在会议室门口，人在进入房间地时候就可以将手机自动 设置为静音模式)。卡识别地应用实例有门禁系统，校园一卡通等。生物特征识别地应用实例 有指纹识别或人脸识别地考勤签到系统。OCR地应用实例有交通违章车牌号识别系统等。6 .传感器是指能够感受规定地被测量,并按照一定地规律将被测量转换成相应电信号地 器件与装置。生活中最常接触地楼道声控灯,笔记本计算机触摸板，智能手机触摸屏，天花板上地烟雾报 警器,卫生间里地烘手机等，都是典型地传

25、感器地应用实例。传感器通常由敏感元件，转换元件与转换电路构成。敏感元件能够直接感受被测量,并直接 对被测量产生响应输出。转换元件将敏感元件地输出信息再转换成适合于传输或后续电路处 理使用地电信号。转换电路将转换元件输出地电信号量转换成便于测量地电量。常见地传感器种类很多,如模拟/数字，接触/非接触,电传送/光传送等。传感器根据被测量 类型分为电学量传感器,光学量传感器，磁学量传感器与声学量传感器。传感器根据感知实现 方式与转换原理分为电阻式传感器，电容式传感器，电感式传感器,磁电式传感器，压电式传感 器,光电式传感器，热电式传感器等。传感器根据所测地物理量分为压力传感器，温湿度传感器, 流量传

26、感器，气体传感器，速度传感器，加速度传感器，角度传感器，位置传感器，位移传感器，姿态 传感器，接近传感器与密度传感器等。传感器根据其应用场合分为医学传感器，汽车传感器，环 境传感器，风速风向仪与陀螺仪等。传感器根据其功能特性与技术开展可分为传统传感器，多 功能传感器与智能传感器。7 . WSN,Ad hoc网络与Wi-Fi网络是从不同角度对短距离无线通信网络地划分，三者之间 互有重叠。WSN与Wi-Fi是按用途划分地,WSN是传感器网络,Wi-Fi是计算机网络。Ad hoc 是按组网形式划分地,WSN与Wi-Fi都可以按Ad hoc形式组网。WSN也可以使用Wi-Fi技术 组网，只是Wi-Fi

27、网络地节点耗电量大，不适合用电池供电地传感器节点，因此，低功耗Wi-Fi网 络地研究应运而生。IEEE 802 制定地无线网络标准主要有:Wi-Fi (IEEE 802.11),蓝牙() ,UWB (IEEE 802.15.3a),ZigBeedEEE 802.15.4), WiMAX (IEEE 802.16)以及 MBWACIEEE 802.20) 等。这些无线传输技术地使用场合不同。Wi-Fi用于组建无线地计算机局域网。蓝牙为设备 之间地数据传输提供一条无线数据通道。ZigBee用于传感器网络,不能用作无线IP接入技术。 UWB用于连接高速多媒体设备。WiMAX用于城域网之间地数据传输。

28、MBWA那么能提供比 3G速度更快地无线IP接入带宽。8 .无线传感器网络协议包括物理层，数据链路层，网络层,传输层与应用层上地协议。物理 层地研究主要涉及无线传感器网络采用地物理媒介，频段选择以及调制方式。数据链路层用于 建立可靠地点到点或点到多点地通信链路，主要涉及媒介访问控制(MAC)协议。网络层协 议负责使各个独立地节点形成一个收集数据并传输地网络，在网络层有关技术研究地同时，经 常将网络拓扑设计以及网络层协议与数据链路层协议结合起来考虑进行研究。传输层中地传 输控制研究主要集中于错误恢复机制，如何在拓扑结构,信道质量动态变化地条件下，为上层应 用提供节能，可靠，实时性高地数据传输服务

29、是研究地重点。应用层与具体应用场合与环境密 切有关，需要针对具体应用需求进行设计。而应用层地主要任务是获取数据并进行初步处理。9 .使用LLC协议进行互连地ZigBee协议框架图可参考附图6-1。应用汇聚层数据链路层附图6-1 ZigBee协议框架图物理层采用直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)技术,定义了三种能 量等级。数据链路层分为媒介访问控制子层(MAC)以及逻辑链路控制子层(LLC)o其中,MAC 子层通过SSCS (Service-Secific Convergence Sublayer)协议可以支持LLC标准，建立，维护与 撤除设

30、备间地无线链路，确认模式地帧传送与接收，信道接入控制,帧校验，预留时隙管理以及 广播信息管理;而LLC子层地功能那么是保障传输可靠性,数据包地分段与重组，数据包地顺序传 输。网络层地功能有拓扑管理,MAC管理，路由管理与平安管理。应用汇聚层是把不同地应用映射到ZigBee地网络层上，包括平安与鉴权，多业务数据流地 汇聚，设备发现与业务发现。应用层定义了各种类型地应用业务，是协议栈地最上层。10 .局域网地MAC协议与WSN地MAC协议地功能完全相同，只是考虑地重点不一 样,WSN会重点考虑MAC协议地能效。无线传感器网络地MAC协议设计根据应用需求需要 考虑一下网络性能指标:能量有效性，可扩展

31、性，冲突防止，信道利用率，延迟，吞吐量，公平性。根据MAC协议分配信道地方式可以将MAC协议分为竞争型,调度型以及混合型。基于 竞争地MAC协议地基本思想是:当无线节点需要发送数据时，通过竞争方式使用无线信道，假设 发送地数据产生冲突，就需要按照某种策略重发数据，直到发送成功或放弃发送为止。调度型 协议地基本思想是:采用某种调度算法将时槽/频率/正交码映射为节点,导致一个调度决定一 个节点只能使用其特定地时槽/频率/正交码无冲突访问信道。竞争型MAC协议能很好地适应 网络规模与网络数据流量地变化,能灵活地适应网络拓扑结构地变化，无需精确地时钟同步机 制，实现简单,但是能量效率较低。而调度型MA

32、C协议将信道资源按时隙，频段或码段分为多 个子信道，信道之间无冲突无干扰，所以数据传输过程中不存在冲突重传,能量效率相对较高, 但是需要网络中地节点形成簇，对网络拓扑结构变化地适应能力不强。混合型协议包含了以上 两类协议地设计要素，取长避短。当时空域或某种网络条件改变时，混合型协议仍表现以某类 协议为主，其它协议为辅地特性。11 .传感器网络路由协议与互联网路由协议地不同处主要有以下几点:传感器网络路由协 议除了要考虑数据负载之外，还要考虑节点地能耗;面对地拓扑结构不一样，传感器网络面对地 经常是簇树结构,互联网面对地是网状结构;底层协议不一样，互联网路由协议都是基于IP协议 地。传感器网络路

33、由协议涉及地首要目地是高效节能，延长整个网络地生命周期。路由协议地 任务是在传感器节点与Sink节点之间建立路由，从而为用户可靠地传递数据。无线传感器路由协议可以分为四类:1）以数据为中心地路由协议，对感知到地数据按照属 性命名，对相同属性地数据在传输过程中进行融合操作，减少网络中冗余数据地传输;2）基于集 群结构地路由协议，重点考虑路由算法地可扩展性,将传感器节点按照特定规那么划分为多个集 群,通过该集群地头节点汇集集群内感知数据或者转发其它集群头节点地数据;3）基于地理信 息地路由协议，传感器节点能够知道自身地理位置或者通过基于局部标定地节点地地理位置 信息计算自身地理位置。4）基于QoS

34、地路由协议，是线路有发现与维护地同时,力求满足网络 地QoS需求，一些协议在建立路由路径地同时，还考虑节点地剩余电量，每个数据包地优先级, 估计端到端地时延，从而为数据包选择一条最合适地发送路线。12 .计算模式主要有主机计算模式，桌面计算模式,网格计算模式，云计算模式，普适计算 等。云计算按服务类型可以分为基础设施作为服务（laaS），平台作为服务（PaaS）与软件作 为服务（SaaS）等几类。13 .数据中心是物联网应用地基础平台，数据中心能够对物联网应用中产生地海量数据进 行计算，存储等。例如很多智能楼宇都要有专门地企业级数据中心作为配套工程，同时数据在 物联网上地流通还要依托互联网数据

35、中心来处理。数据中心包含服务器集群，高性能计算，存 储区域网等重点技术，未来开展方向主要以绿色，大规模虚拟化，云计算及自身地智能化等为主, 是物联网大规模数据处理地理想场所。网络存储技术地类型根据存储介质不同可分为磁带存储技术，磁盘存储技术与光盘存储 技术，根据存储体系结构不同可分为以服务器为中心地直连附加存储技术，以存储网络为中心 地网络附加存储技术，以网络为中心地存储区域网络,IP存储技术,基于对象地存储技术，存储 集群系统,网格存储技术，虚拟存储技术等，根据存储接口技术不同可分为光纤通道FC （Fiber Channel）技术，分布式网络存储,iSCSI与Infiniband技术等。第7

36、章习题答案14 移动通信网是电信网地一种业务网，起初主要提供移动话音业务,目前已扩展到多媒体 通信与LBS等多种业务。从PLMN与PSTN之间地关系来看,核心网采用地都是电信网技 术,ALL IP地趋势化，使得移动通信网作为互联网地无线接入网络地特征很明显,并逐渐走向从 接入网到核心网地以IP无缝组网技术构成地统一网络。移动通信网与Wi-Fi网络主要是使用场合与建设单位不同。移动通信网由电信运营商建 设，是一种公共地广域网。Wi-Fi网络由各单位自己建设，是一种计算机局域网。不过，现在电信 运营商也在部署Wi-Fi网络，把它作为电信网（互联网）地接入网络用于弥补移动通信网在互 联网接入方面地速

37、率与用户容量缺乏地问题。15 第15代移动通信网是根据空中接口地技术不同而划分地,在性能指标上也各不相同。 1G网络地空中接口与核心网都是模拟通信，仅限于语音通信。2G网络空中接口采用TDMA 与FDMA通信技术,核心网采用电路交换技术。3G网络空中接口采用CDMA通信技术，核心 网采用ATM或IP分组交换技术。4G网络空中接口采用OFDM通信技术，接入网与核心网全 面采用IP交换技术。5G网络地空中接口技术还没有重大突破，仍然采用与4G网络相同地LTE 技术，还无法从空中接口地重大跃迁来划代，目前很多人是从网络融合地角度去划分5G网络 地。16 国际电信联盟ITU-R批准地3G网络标准有美国

38、主导地CDMA2000,欧洲主导地 WCDMA,中国主导地 TD-SCDMA 以及 IEEE 主导地 WiMAX （IEEE 802.16e）,其中 WCDMA 在全世界地覆盖率最高。4G网络地ITU-R标准有LTE-Advanced与 Wireless MAN-Advanced （IEEE 802.16m）两个。我国三大电信运营商建设地3G移动通信网分别采用了 ITU-R地3种标准。中国电信公 司建设地是CDMA2000网络，中国联通是WCDMA,中国移动是TD-SCDMAo 4G移动通信网 采用 LTE-Advanced 标准。17 卫星通信网络按卫星所用地轨道位置可分为静止轨道（GEO）

39、，中轨道（MEO）与低 轨道（LEO）三种。卫星星座是轨道中能够正常工作地卫星地集合,这些卫星按一定地规那么分布在空间，通过 协同工作来完成共同地目地。卫星网络地拓扑结构变化比拟剧烈，但通常具有一定地周期性与可预见性特点，从而可以 在一段时间内认为网络拓扑结构是不变地，从而计算出该段时间内地最短路径。18 GSM网络由移动台（MS）,网络子系统（NSS）,基站子系统（BSS）与操作子系统（OSS） 四局部组成。其中,NSS包含地功能实体有移动业务交换中心（MSC）,拜访位置寄存器（VLR）, 归属位置寄存器（HLR），鉴权中心（AUC）与移动设备识别寄存器（EIR） ,BSS包含地功能 实体有

40、基站收发信台（BTS）与基站控制器（BSC）。在GSM系统中，由假设干个小区构成一个区群，区群内不能使用相同地频道,同频道距离保 持相等，每个小区含有多个载频，每个载频上含有8个时隙，即每个载频有8个物理信道，因 此,GSM系统是时分多址接入（TDMA）方式。GPRS是从GSM升级得到地。GPRS在GSM网络中部署了一些网关设备，利用隧道技术, 在电路交换网络中传输IP数据报。19 LTE网络由用户设备UE,无线接入网E-UTRAN与核心网EPC共3局部组成,如附图 7-1所示。其中Uu为用户到基站之间地空中接口,S1为基站与核心网之间地通信接口。附图7-1 ETE网络地组成结构UE用于处理用

41、户地所有通信功能，满足用户地不同需求。连接到ETE网络地所有设备都 属于UEo各种UE之间地能力差异由数据速率，传输带宽，调制方式，天线数量等决定。无线接入网为UE地接入提供无线资源，使用IP技术传输上行与下行数据,无缝连接用户 设备与分组数据网络。具体功能包括无线承载控制，接纳控制，连接移动性管理，上/下行动态资 源地分配与调度,IP首部压缩与用户数据流加密等。EPC负责对用户终端地全面控制与数据承载。其中公共数据网网关P-GW负责用户IP 地址地分配与QoS保证，业务网关S-GW负责用户IP数据包地传输，移动性管理实体MME负 责处理UE与核心网之间地信令交互。20 X2为基站之间地通信接

42、口，实现不同厂商eNB之间地互通，这样可以使各个基站也能 组成网状网络（组网结构为mesh网络）。S1为基站与分组核心网之间地通信接口，提供数据 承载，隧道管理，信令连接管理,寻呼与漫游功能等。21 LTE空中接口地用户面协议栈分为物理层，媒介访问控制层，无线链路层控制层与分组 数据汇聚协议层，共4层，主要完成头压缩，调度，加密等功能。物理层提供数据传输地物理信道, 负责信号编码/解码，调制/解调，多天线地映射以及其它典型地物理层功能。MAC层实现与数 据处理有关地功能，包括逻辑信道与传输信道之间地映射,HARQ功能，数据调度与逻辑信道地 优先级管理等。RLC层实现数据包地封装/解封,ARQ过

43、程,数据地重排序，协议错误检测与恢 复等功能。PDCP层完成报头压缩,完整性保护与加密等功能。另外,ETE空中接口还具有控制 面协议栈,实现地功能更复杂。LTE空中接口传输地话音与上网数据都是IP数据包，采用隧道技术把IP数据包封装在 MAC层地帧中进行传输。22 D2D技术是在传统蜂窝网络中让两个相距很近地用户终端直接进行通信，不再经由基 站转发。D2D技术可分为带内D2D与带外D2D两种。带内D2D利用蜂窝网络自身地频谱 资源,终端之间通过复用小区无线信道直接进行通信。带外D2D不使用蜂窝网络地频谱资源, 使用其它无线信道进行通信。目前地4G手机都具有2个以上地无线接口，如LTE,Wi-F

44、i与蓝牙等。如果手机能判断出 对方距离很近，完全可以利用Wi-Fi直连技术，绕开ETE网络,直接实现双方通信。23 .绿色通信是指通信行业在通信网络中引入环保技术，降低整个网络地能耗与污染。绿色通信技术主要从网络结构，机房大楼，网络设备与运营商积极性等几个层次去考虑。移 动通信网重点考虑基站地能耗，采用地绿色通信技术主要有基站休眠，智能载波调整与动态调 压等技术。24 . QoS与QoE分别从客观与主观两个方面对网络提供地业务性能做出评价。QoS是 从网络地角度对业务进行差异性管理,关注地是网络与网元地性能，使用各种NP对业务进行 服务等级地划分。QoE是从用户地角度对业务性能地满意程度做出评

45、价，关注地是用户主观体 验。网络对各种业务性能地呈现是通过各种网络参数来进行分类与处理地，需要把用户QoE 地主观感受映射成相应地网络性能参数，网络通过这些参数来提供不同地QoS等级，以满足用 户地QoE。25 .在移动IP技术中，当用户终端漫游到另一个网络时，该网络会自动为漫游终端分配一 个本网地IP地址，这时对方并不知道漫游终端地IP地址已改变。为了保持通信过程不中断，家乡代理会与漫游终端建立一条隧道，对方发送给漫游终端地 数据包先交给家乡代理，再由家乡代理中转给漫游终端，反之亦然。第8章习题答案1.网络平安地保密性是指确保信息不暴露给未授权地实体或进程，例如，账户名/密码是常 用地保证信

46、息机密地机制。完整性是指只有得到允许地人才能修改数据,并且能够判别出数据 是否已被篡改，例如，对下载地文件与应用软件进行MD5校验。可用性是指得到授权地实体在 需要时可访问数据，即攻击者不能占用所有地资源而阻碍授权者地工作，例如，对网页地正常浏OSI RM 47 层13层37层12层1层17层传榆，会话X.25TCP,IPIEEE 802RS-232-C 等 加入到ISO国际标准化组织TSO国际电信联盟电信标准部门ITU-T 因特网工程工作组IETF电气与电子工程学会IEEE 美国电子工业协会EIA 欧洲计算机制造商协会EA世界上从事国际标准化地最大地综合性非官方机构是国际标准组织ISO （I

47、nternational Standards Organization）,它是1946年10月14日（世界标准日）成立地一个自愿地，非条约地 组织，于1947年正式开始运作。ISO下设近200个TC （技术委员会），其中TC97负责IT技 术有关标准地制定。TC97又下辖16个SC （分委会），SC16制定了 OSI参考模型。ISO目前 由140个成员国地国家标准组织组成。美国在ISO中地代表是ANSI （美国国家标准协会）。 代表中国地组织为中国国家标准化管理委员会（简称SAC）。国际电信联盟ITU是联合国地一个专门机构,ITU有3个主要部门:无线电通信部门 （ITU-R），电信标准部门（I

48、TU-T）与开发部门（ITU-D）。ITU-T地主要职责是完成全世界 地电信标准化。ITU-T是1993年3月1日由原来国际电报 咨询委员会（CCITT）与国际 无线电咨询委员会（CCIR）地标准化工作部门合并而成地。ISO也是ITU-T地成员。电气与电子工程学会IEEE是世界上电子工程与计算机领域内最大地专业组织，是美国一 个非营利性科技学会，拥有全球近175个国家三十六万多名会员。IEEE 802标准是局域网地重 要标准,ISO以它为基础制定了 ISO 8802o美国电子工业协会EIA主要制定电子传输标准，包括ISO地物理层标准，它公布地RS-232 与RS-449已经成为全球广泛采用地通信设备之间地串行接口标准。因特网地标准化机构是IAB （Inter Architecture Board,因特网体系结构委员会），1989年 重组后分为IRTF（ Inter Research Task Force,因特网研究工作组）与IETF（因特网工程工作组）。 因特网地标准起初主要是由作为软件开发中坚力量地研究生实现地，它们之间地交流是通过 称为意见征求书（RFC,Request For ments）地技术报告来完成地。这些RFC并不是正式地标 准，它们只是为了提供信息。RFC地篇幅从1页到20 0页不等。每一项都用一个数字来标识, 数字越大说明RFC地内容越新，如RFC791