18. Простая телефонная система состоит из двух оконечных коммутаторов и одного междугородного коммутатора, с которым оконечные коммутаторы соединены дуплексным кабелем с полосой пропускания в 1 МГц. За восьмичасовой рабочий день с одного телефона производится в среднем 4 звонка. Средняя продолжительность одного разговора составляет 6 мин. 10 процентов звонков являются междугородными (то есть проходят через междугородный коммутатор). Каково максимальное количество телефонов, которое может поддерживать оконечный коммутатор? (Предполагается 4 кГц на канал.) Объясните, почему телефонная компания может решить поддерживать меньшее число телефонов, чем этот максимум для оконечного коммутатора.
19. У местной телефонной компании 10 млн абонентов. Все телефоны подключены к центральному коммутатору медными витыми парами. Средняя длина витых пар составляет 10 км. Сколько стоит медь местных телефонных линий? Предполагается, что провода круглые в сечении, диаметром 1 мм. Плотность меди равна 9,0 г/см3, а цена меди — 6 долларов за килограмм.
20. Какой системой является нефтепровод — симплексной, полудуплексной, дуплексной или вообще не вписывается в эту классификацию? Что можно сказать о реке или о соединении типа walkie-talkie?
21. Стоимость мощных микропроцессоров упала настолько, что теперь возможна их установка в каждый модем. Как это отразилось на обработке ошибок в телефонной линии? Отрицает ли это необходимость обнаружения и исправлении ошибок на уровне 2?
22. Амплитудно-фазовая диаграмма модема того же типа, что изображен на рис. 2.19, состоит из точек с координатами: (1, 1), (1, -1), (-1, 1) и (-1, -1). Сколько бит в секунду сможет передавать такой модем на скорости 1200 бод?
23. Какова максимальная скорость передачи битов, достижимая в стандартном V.32 модеме, если скорость двоичной передачи (в бодах) составляет 1200 и коррекция ошибок не применяется?
24. Сколько частот использует полнодуплексный модем с модуляцией QAM-64?
25. Десять сигналов, каждому из которых требуется полоса 4000 Гц, мультиплексируются в один канал с использованием частотного уплотнения (FDM). Какова должна быть минимальная полоса уплотненного канала? Ширину защитных интервалов считать равной 400 Гц.
26. Почему период дискретизации импульсно-кодовой модуляции был выбран равным 125 мкс?
27. Каков процент накладных расходов в канале T1, то есть какой процент от пропускной способности в 1,544 Мбит/с недоступен для конечного потребителя? Как это соотносится с процентом для каналов OC-1 и OC-768?
28. Сравните максимальную пропускную способность бесшумных каналов с полосой пропускания 4 кГц, использующих: а) аналоговое кодирование с двумя битами на отсчет; б) систему T1 с импульсно-кодовой модуляцией.
29. При потере синхронизации система T1 пытается восстановить синхронизацию при помощи первого бита каждого кадра. Сколько кадров должно быть исследовано для восстановления синхронизации с вероятностью ошибки 0,001?
30. В чем отличие, если оно есть, между демодуляторной частью модема и кодирующей частью кодека? (Оба преобразуют аналоговый сигнал в цифровой.)
31. В сети SONET точность системных часов составляет 10-9. Сколько времени понадобится, чтобы дрейф часов составил 1 бит? Есть ли практическое следствие из этих расчетов? Какое?
32. Сколько потребуется времени, чтобы передать файл размером 1 Гбайт от одного VSAT до другого, используя концентратор, как показано на рис. 2.14? Предположите, что скорость работы в направлении Земля — спутник 1 Мбит/с, скорость спутник — Земля 7 Мбит/с и используется коммутация каналов со временем настройки канала 1,2 с.
33. Вычислите время передачи в предыдущей задаче, если используется коммутация пакетов. Предположите, что размер пакета составляет 64 Кбайт, задержка коммутации спутника и концентратора составляет 10 мкс и размер заголовка пакета составляет 32 байт.
34. В табл. 2.5 скорость пользователя для канала OC-3 составляет 148,608 Мбит/с. Покажите, как это число может быть получено из параметров канала OC-3 системы SONET. Каково будут общее количество, SPE, и пользовательские скорости передачи данных линии OC-3072?
35. Для работы со скоростями передачи данных ниже STS-1 SONET имеет систему виртуального согласования (VT). Это часть полезной нагрузки, которая вставляется в кадр STS-1 и комбинируется с другими частями полезной нагрузки, заполняя весь кадр данных. Например, VT1.5 использует три колонки, VT2 использует 4 колонки, VT3 — 6 колонок, VT6 — 12 колонок кадра STS-1. Какие типы VT могут помочь согласовать скорость со следующими системами:
1) Служба DS-1 (1,544 Мбит/с).
2) Европейская служба CEPT-1 (2,048 Мбит/с).
3) Служба DS-2 (6,312 Мбит/с).
36. Какова доступная для пользователя полоса пропускания в канале OC-12c?
37. Три сети с коммутацией пакетов состоят из n узлов каждая. Топология первой сети представляет собой звезду, с центральным коммутатором, вторая является двунаправленным кольцом, а в третьей все узлы соединены друг с другом. Каким будет наименьшее, среднее и наибольшее расстояние между узлами каждой сети в прыжках?
38. Сравните задержку при передаче сообщения длиной в х бит по пути из k прыжков в сети с коммутацией каналов и в (слабо загруженной) сети с коммутацией пакетов. Время установки канала составляет s секунд, задержка распространения сигнала равна d секунд на прыжок, размер пакета равен p бит, а скорость передачи данных составляет b бит/с. При каких условиях сеть с коммутацией пакетов будет обладать меньшим временем задержки? Объясните, при каких условиях следует отдать предпочтение сети с коммутацией пакетов, а не сети с коммутацией каналов.
39. Предположим, что х бит данных пользователя передается по пути в k прыжков в сети с коммутацией пакетов в виде серии пакетов, каждый из которых состоит из p бит данных и h бит заголовка, причем х >> p + h. Скорость передачи линий составляет b бит/с, а задержкой распространения сигнала можно пренебречь. Каким должно быть значение p, чтобы значение суммарной задержки было минимальным?
40. В обычной сотовой телефонной системе с шестигранными ячейками запрещено использовать одинаковые частотные диапазоны в соседних ячейках. Если доступно 840 частот, сколько из них может быть использовано в одной ячейке?
41. Реальная форма набора ячеек редко бывает такой правильной, как показано на рис. 2.39. Даже отдельные ячейки почти всегда имеют неправильную форму. Выскажите свои предположения относительно причин этого явления. Как такая неправильная форма влияет на частоты, назначенные каждой ячейке?
42. Сколько микроячеек системы PCS диаметром 100 м потребуется, чтобы покрыть ими Сан-Франциско (120 км2)?
43. Когда пользователь сотовой телефонной системы пересекает границу между сотами, в некоторых случаях разговор прерывается, несмотря на то что все приемники и передатчики функционируют нормально. Почему?
44. Пусть A, B и C одновременно передают нулевые биты, используя систему CDMA и элементарные последовательности, показанные на рис. 2.24, а. Как будет выглядеть результирующая элементарная последовательность?
45. Рассмотрим еще один подход к вопросу свойства ортогональности элементарных последовательностей CDMA. Каждый бит в паре последовательностей может совпадать или не совпадать. Выразите свойство ортогональности в терминах совпадений и несовпадений парных битов.
46. Приемник CDMA получает элементарную последовательность: (-1 + 1 - 3 + 1 - 1 - 3 + + 1 + 1). Предполагая, что исходные последовательности такие, как показано на рис. 2.24, б, какие станции посылали сигналы и какие именно?
47. На рис. 2.24 пользовательская пропускная способность для OC-3 составляет 148 608 Мбит/с. Покажите, как эта величина может быть рассчитана из параметров SONET OC-3.
