宽带网练习题

2011宽带网练习题

武存江

一、填空题

1、现代通信网中的三要素：终端、传输链路和交换节点。

2、数据交换目前主要分两大类：电路交换和存储/转发交换。

2、存储/转发交换又分报文交换和分组交换两类

3、时延的构成分为两大类传输时延和处理时延。

4、ATM的ATM层主要完成的功能有：交换、复用、选路和业务量控制。

5、ATM的物理层有哪两个子层：和。

5、数据报是网络层层的数据单元？

6、IP与ATM相结合的技术存在重叠和集成两种模型。

7、分组交换网在传输分组流时可采用两种不同的方式：虚电路和数据报。

8、MPLS网络中有两种标记路由器，分别是 LER 和 LSR 。

9、目前世界范围内存在两大核心网络技术：一是计算机界倡导的 IP ，二是电信界推崇的ATM 。

10、两个数据站之间能在两个方向同时进行数据传输，这种通信方式叫全双工通信。

11、写出两种信道复用技术：时分复用、频分复用。

12、时间透明性一般用两个参数来衡量时延和时延抖动。

13、一个通信网络主要由两类功能实体组成：传输实体和交换/复用实体

14、数据报是网络层的数据单元？

15、IP与ATM相结合的技术存在重叠和集成两种模型。

16、构建网络的一般宗旨是边缘复杂，核心简单。

7、网络上的数据差错一般分为：传输差错和交换/复用差错。

18、通信网综合化包含两重含义：业务综合和网络综合

19、信息传输有两种基本方式：基带传输和频带传输

二、判断题（正确的在题前括号中填T,错误的填F）

（F）1、ATM是一种面向连接的电路交换方式。

（T）2、IP是一种面向无连接的分组交换方式。

（F）3、普通电话对差错率的要求高于数据。

（T）4、电路交换的时间透明性比分组交换好。

（F）5、ATM适配层对应于OSI的网络层。

（F）6、当链路质量较差时一般采用端到端的纠错方式。

（F）7、目前的电话网络任然使用模拟传输方式。

（F）8、在数据报交换方式中分组个分组沿同一条逻辑通道顺序到达目的端。

（F）9、AAL5用于支持恒定比特率的实时业务。

（）10、输入排队最主要的缺点是存在队头阻塞现象。

（F）11、虚电路用于电路交换方式。

（T）12、当链路质量较差时一般采用点到点的纠错方式。

（T）13、目前的电话网络在主干网上使用数字传输方式。

（T）14、在虚电路交换方式中分组个分组沿同一条逻辑通道顺序到达目的端。

（F）15、AAL1用于支持数据业务。

（F）16、输出排队最主要的缺点是存在队头阻塞现象。

（T）17、x.25协议使用随路信令。

（T）18、帧中继使用共路信令。

（T）19、x.25采用点到点的纠错方式。

（T）20、帧中继采用端到端的纠错方式。

（F）21、当链路质量不好，误码率较高时采用端到端的纠错方式。

（F）22、当链路质量好，误码率较很低时采用点到点的纠错方式。

三、名词解释：

1、信息透明性---是网络保证将信息员发送的信息流正确地传送到目的端的功能。

2、时延抖动---信息的不同部分到达接收端的时延不同的现象。

3、扰码与解扰---为了避免静载荷中出现与某些特殊控制码相同的码字，发送时当静载荷中

出现特殊控制码字时，插入一些位，使静载荷中不出现特殊控制码字；在接收端删除相应的插入位。

4、标记合并---当某个LSR收到多个入标记对应于相同的FEC时，可以使用同一标记处理这

些FEC。

5、时间透明性----描述通信网络能够及时地将信息传递到目的端的功能。

6、信元----固定长度的分组。

7、信元速率解耦----当ATM层信元发送速率低于物理层传输速率时，TC子层自动在物理层插入空信元，以填补多余的可用带宽，在接收端删除空信元。

8、标记聚合----当不同的转发等价类在某一个LSR的下一跳有共同属性时，可用同一标记转发这些分组。

9、网络数字化----在通信网络中全面使用数字化传输、处理和交换技术。

10、业务综合----指多种业务类型，如话音、数据、多媒体等的综合，使用户通信时能够根

据需要用一种终端同时获得多种业务的服务。

11、网络综合----指建立一个统一的网络基础设施来支持所有的业务，以降低网络运营成本和提高资源利用率。

12、统计时分复用----在数字通信系统中，根据用户需求动态分配时分信道的方法。

13、带宽---在模拟通信系统中，带宽指信号具有的频带宽度，即信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围，单位赫兹（Hz）。在数字通信系统中，带宽指通信线路所能传输数据的能力，单位bit/s。

四、简答题

1、宽带网没有严格定义，可大致定义为：

答：用户和网络之间的接口速率大于PCM一次群的网络。

2、简述一次群速率接口之一E1线路的原理，并计算它的传输速率。

答: 一次群速率接口之一的E1线路，它的每个物理帧由256位二进制位流构成，每一帧包括32个8位的时隙，第一个时隙用于帧定位和同步，第16个时隙用于管理功能, 余下的30个时隙支持用户通道, 每125us 传输一帧.(3分)

可计算出传输速率为：

E1=32×8×106us/125us=2.048Mbit/s (2分)

3、设在125us 内传输256个二进制码元，试计算比特速率为多少？若该信码在4s 内有5个码元产生误码，试问其误比特率等于多少？ 已知：N=2

解：信息速率Rb=R B log 2N=256x106/125log 22=2.048x106 b/s (2分) 误码率：Pe=n e /n=5/(2.048x106x4)=6.1x10-7 (3分)

4、与数据报方式相比，虚电路方式有哪些特点？

答：交换节点不需要为每一个分组分别进行路由，简化了通信过程的处理开销，降低了分组的传输时延，保持分组顺序到达，但要求传输之前建立连接。

5、何为窄带及窄带业务?

答：窄带一般指传统话音信道的带宽，即64kbps ，窄带业务指话音业务以及可以在话音信道内传送的业务

6、简述一次群速率接口之一T1线路的原理，并计算它的传输速率。

答：1.544Mbit/s 的一次群速率接口又称T1线路，它的每个物理帧由193位二进制位流构成，每一帧包括24个8位的时隙和一个帧定位位，每125us 传输一帧。（3分）

可计算出传输速率为：

T1=193×106us/125us=1.544Mbit/s 7、计算STM-1信元传输接口速率。

答：STM-1帧长125微秒，每帧包含2430字节，所以速率为：

s Mb R b /520.155125

10824306

=??=

8、简述网络中转接节点的功能。 答：(1)信息转发和交换；

(2)路由选择，选择最佳路径；

(3)控制功能，对设备和信道等网络资源进行控制； (4)业务流量调节，进行流量控制和拥塞控制；

(5)管理功能，保证网络正常运行，资源得到合理运用。

9、与虚电路方式相比，数据报方式有哪些特点？ 答: 数据报方式得优点是更简单，不需要呼叫建立阶段；灵活，当网络某一部分发生拥塞时，分组可以避开拥塞区域。

10、简述数据报方式及其优点。 答：交换节点独立地处理分组流中的每个分组，交换节点在进行路由选择时只考虑网络当前状态，尽管分组六种的分组目的地相同，但也不一定沿相同路径传输，到达终点时顺序可能发生改变，需要重排。

优点：(1) 简单，不需要呼叫建立阶段，通信量很小时效率高。（2）灵活：如果网络某一部分发生拥塞，分组可以避开发生拥塞的区域，这样也使得可靠性提高。

11、简述虚电路方式及其优点。 答：虚电路方式吸取了电路交换中的一些优点，分组发送之前首先建立一条源端到目的端的一条逻辑通路；源端到目的端的所有分组都将沿着这条通路穿越网络。到达目的端的顺序不变。

优点：交换节点不需要为每个分组分别进行路由，从而简化了处理开销，降低了分组的处理时延，还保持了分组的顺序。

12、3个 AAL2 CPS 分组恰好装入一个ATM 信元中，求传输效率。 答：

每个AAL2 CPS 分组有3B 的头部，CPS-PDU 有1B 的头部，所以效率为：

%7.7153

1

33553=-?--=

η

13、在MPLS 网络中，一对主机之间要传送三种应用程序数据，若要节约标记空间如何划分FEC ？若要针对不同的数据给予不同的服务质量，如何划分FEC ？

答：若要节约标记空间可将三种应用程序数据划分为同一个FEC 。若要针对不同的数据给予不同的服务质量，可将三种应用程序数据分别划分为不同的FEC 。 14、简述ATM 信元定界方式。 答：信元定界存在三种状态：搜索、预同步、同步。搜索态下，系统查找信元边界HEC ，若找到一个信元边界，则转入预同步状态。在预同步状态中，系统利用已经捕获的信元周期逐个检查每个信元边界，以验证捕获的信元周期是否正确。如果发现n 个连续的信元边界都正确，则系统转到同步状态。在同步状态下信元边界被正确识别。在同步状态下若发现连续m 个信元边界不正确，则系统转入搜索态。 15、简述ATM 信元定界中搜索态的工作过程。

答：ATM 中采用的信元定界方式是利用信元头中的HEC 。HEC 是由信元头的前四个字节经过特定的差错控制算法得来的。搜索过程中，系统逐比特地对比特流中假象的信元头进行检查，看是否符合HEC 的编码规则。若符合，则认为找到一个信元边界，否则顺序收缩后续比特流，直到找到符合HEC 编码规则的信元头。 16、业务速率为2Mbps ，求ATM 信元的打包时延。 答：ATM 数据区长度为48字节。 s μ19210

28

486

=??==

线路速率数据区长度打包时延 17、宽带IP 网络。

答：指Internet 的交换设备、中级通信线路、用户接入设备和用户终端设备都是宽带的，通常中继线带宽为每秒数吉比特至几十吉比特，接入带宽为1~100Mbit/s 。能传送各种音视频和多媒体等宽带业务，同时支持当前的窄带业务，继承和发展了当前的网络技术.。

18、宽带IP网络的QOS性能指标主要有哪些？

答：宽带IP网络的QOS性能指标有以下几个：

带宽，数据传输能力。

时延，传送数据所需的时间。

时延抖动，时延的变化度量。

吞吐量，单位时间内通过网络的数据量。

包丢失率，单位时间内丢失的数据包与传输数据包总数的比值。

五、问答题。

1、ATM交换机的某个入口传来10个信元，分别根据下列情况判断有几个信元能通过交

换机，为什么？（10%）

（1） 10个信元中有1个信元头中存在2位错误，另一个信元数据区有3位错误。

（2）10个信元中每个信元头中都存在1位错误。

（3）10个信元中有5个信元头中都存在1位错误，有错信元与无措信元交替出现。

2、画出ATM的“网络—网络接口”信元格式，并对各字段做简要说明。

（10%）

3、用4x4的交换单元构造一个64x64的Delta网络，网络共分多少级？每级需要多

少个单元？画出第一级第二个单元与第二级的连线，第二级第二个单元与第三级的连线（10%）

4、下图为一个MPLS网络，R1, R3,R4为LER, R2为LSR，矩形框为各链路上传输的

数据单元，写出R1,R2的转发信息表（10%）

1、解：

（1）有9个信元通过。

因为ATM交换机只对信元头做1位纠错处理，若信元头中超过一位错则丢弃；

对净载荷部分不作处理。

（2）只有一个信元通过。

因为ATM交换机第一次遇到对信元头有错时对1位错做纠错处理，然后转到检

错模式，检错模式遇错则丢弃，检错模式遇到无差错信元时又转回纠错模式。

（3）10个信元全部通过。

因为ATM 交换机第一次遇到对信元头有错时对1位错做纠错处理，然后转到检错模式，检错模式遇错则丢弃，检错模式遇到无差错信元时又转回纠错模式。

2、解：

(5分)

虚通路标识符（VPI ）该字段在用户——网络接口由8bit 组成，用于路由选择；而在网络——节点接口由12bit 组成，以增强网络中路由选择功能。(1分) 虚信道识别符（VCI ）：它由16it 组成，用于ATM 虚信道路由选择。VCI 既适用于用户——网络接口，也适用于网络——节点接口。(1分) 信息类型（PT ）：该字段的长度为3bit 。用户信息信元的信息包括用户信息和业务适配信息。在网络信息信元中，信息域携带网络操作和维护信息。所以信息类型标适符用于区别信元信息域的信息类型，即它是用户数据，还是管理数据。(1分) 信元丢失优先级（CLP ）：该字段由1bit 组成，用于表示信元丢失的等级。由于在ATM 网中，接续采用统计多路复用方式，所以信元的丢失是不可避免的，问题在于丢失信元的先后顺序。CLP 可由用户或业务提供者设置。 信头差错控制（HEC ）：该字段长度为8bit 。它用于ATM 信元信头差错的检测和纠正以及信元定界。(1分)

3、解：

已知：b=4, N=64 级数 3log S 64

4

==,

每级单元数：164

64

n ==

4、答：R1转发信息表

R2转发信息表

5、用2x2的交换单元构造一个8x8的Delta 网络，网络共分多少级？每级需要多少个单元？画出网络连线图。若使用路由标签选路，一个标签为110的信元从第二个入端口进入，画出其交换路径。 解：

已知：b=2, N=8 级数 3log S 82==, 每级单元数：4

8

n ==

6、用4x4的交换单元构造一个16x16的Delta 网络，网络共分多少级？每级需要多少个交换单元？画出网络连线图。若使用路由标签选路，一个标签为1101的信元从第二个入端口进入，画出其交换路径。

已知：b=4, N=16

级数 216log S 4==, 每级单元数：44

16

n ==

7、两终端通信，通信路径共有5段链路构成，分组大小为100B 节点差错处理时延为200微秒。

（取lg0.999=-0.0004，lg0.9999=-0.00004，lg2.5=0.4，lg5=0.68，lg7=0.84，lg9.3=0.968，） (1)当比特差错率为3

10-时，分别计算端到端纠错方式和点到点纠错方式的链路平均负荷量。 (2)当比特差错率为410-时，分别计算端到端纠错方式和点到点纠错方式的链路平均负荷量。

(3)对(1)和(2)的结果进行分析比较，得出结论。

解：L=100B=100x8=800b ，n=5， (1) 3

10-=B

端到端的平均负荷量：

L 40)

001.01()001.01()1(4000

810051=-=-=-=

??L

L B L R nL 点到点的平均负荷量：

L 2)001.01()001.01()1(800

81002=-=-=-=

?L

L B L R L

（2）4

10-=B 端到端的平均负荷量：

L 3.1)0001.01()0001.01()1(4000

810051=-=-=-=

??L

L B L R nL

点到点的平均负荷量：

L 07.1)0001.01()0001.01()1(800

81002=-=-=-=

?L

L B L R L

(3) 比较上述结果知，当差错率较高时，端到端纠错的负荷量远远大于点到点纠错方式的负荷量，这时宜采用点到点纠错方式。当差错率较低时，端到端的平均负荷量和点到点的平均负荷量相差不大，这是考虑时延，端到端纠错方式的时延为200微秒，而点到点纠错方式的时延为200x5=1000微秒，这时宜采用端到端纠错方式。

7a 、两终端通信，通信路径共有5段链路构成，分组大小为100B ，节点差错处理时延为200微秒。

（取lg0.999=-0.0004，lg0.99999=-0.000004，lg0.025=-1.6，lg0.48=-0.32，lg0.96=-0.016，lg0.99=-0.0032）

(1)当比特差错率为3

10-时，分别计算端到端纠错方式和点到点纠错方式的链路平均负荷量。

(2)当比特差错率为510-时，分别计算端到端纠错方式和点到点纠错方式的链路平均负荷量。

(3)对(1)和(2)的结果进行分析比较，得出结论。 解：

L=100B=100x8=800b ，n=5， (2) 3

10-=B

端到端的平均负荷量：

L 40)

001.01()001.01()1(4000

810051=-=-=-=

??L

L B L R nL 点到点的平均负荷量：

L 2)001.01()001.01()1(800

81002=-=-=-=

?L

L B L R L

（2）5

10-=B 端到端的平均负荷量：

L 04.1)00001.01()00001.01()1(4000

810051=-=-=-=

??L

L B L R nL

点到点的平均负荷量：

L 008.1)

00001.01()00001.01()1(800

81002=-=-=-=

?L

L B L R L (3) 比较上述结果知，当差错率较高时，端到端纠错的负荷量远远大于点到点纠错方式的负

荷量，这时宜采用点到点纠错方式。当差错率较低时，端到端的平均负荷量和点到点的平均负荷量相差不大，这是考虑时延，端到端纠错方式的时延为200微秒，而点到点纠错方式的时延为200x5=1000微秒，这时宜采用端到端纠错方式。

8、在一个ATM 链路中使用AAL5协议，用户数据为2000B 。求填充字节数和传输效率。 解：AAL5的CPCS-PDU 要求是48字节的整数倍，设填充位数为x ， 则2000+8+x 要能被48整除， 得x=8B

填充后共2016字节，42482016=÷，所以共分为42个信元传输， 传输效率为：%85.892016

4252000

=+?=

η

8a 、在一个ATM 链路中使用AAL5协议，求最大传输效率。

解：

AAL5的CPCS-PDU 要求是48B 的整数倍，设填充位数最大为47B ，尾部长度为8B ，数据区最大长度为65535B 。

因为信元头固定，所以数据区越长，效率越高，另外考虑到填充字节可变，所以有两种情况可能达到最大效率。 （1）数据区达到最大值65535B ，

填充位长度 B n x 4186553548=--=

CPCS-PDU 总长 B L 6558484165535=++=

装载的信元数115848==

L

m %82.918

41655351158565535

1=+++?=η

（2）数据区接近最大值，是填充位为0， CPCS-PDU 总长B L 655368765535=+-= 装载的信元数115748

==

L

m %89.911157565535

2=+?=

L

η

比较21ηη、知，最大传输效率为91.89%。

9、有一台STM 时分交换机和一台ATM 交换机，都有8个入端口和8个出端口，STM 交换机的第1个入端口传来一帧PCM 数据，其中a,b,c 三个用户分别占用第1、2、3时隙，a 用户要交换到第4出端口的第2个时隙，b 用户要交换到第2出端口的第3个时隙，c 用户要交换到第3出端口的第5个时隙，画出交换图，写出交换表。ATM 交换机的第2个入端口传来a,b,c 三个用户的三个信元，逻辑链路号分别为x 、y 、z 。 a 用户要交换到第4出端口的逻辑链路s 上，b 用户要交换到第2出端口的逻辑链路r 上，c 用户要交换到第3出端口的逻辑链路t 上，画出交换图，写出交换表。

10、依据我国的SDH 复用映射结构，画出E1链路映射到STM-1链路的映射结构图，一条STM-1链路可映射多少条E1链路？并计算STM-1链路的话音传输效率。

解： 1）映射图：

2）一条STM-1链路可映射E1链路数：

N=3×7×3=63

3）话音传送效率：

每条E1线路中有30路数字话音，每路话音64kb/s 。

%3.7852.154643063=??=

M

k

η