同轴电缆与光纤网络优劣对比

同轴电缆与光纤网络优劣对比

74、讨论由五十个彼此距离在1000英尺内的计算机站点组成的网络中,同轴电缆和光纤的优缺点。

同轴电缆和光纤在这种网络中的优缺点对比如下:

成本 :同轴电缆成本低于光纤。

带宽 :同轴电缆带宽比光纤小。

抗噪性 :同轴电缆易受噪声影响,而光纤几乎不受大多数形式噪声的影响。

数据传输速率 :光纤的数据传输速率可达数亿比特每秒,而同轴电缆最高为1亿比特每秒。

安全性 :光纤难以被窃听,安全性更高。

因此,虽然同轴电缆成本低,但光纤在带宽、抗噪性和安全性方面具有明显优势,更适合该网络。

75、描述中继器相对于放大器的优势。

放大器虽能恢复信号强度,但会同时放大噪声,在信号变弱、噪声占比增大时无法有效改善信号。

而中继器用于数字信号传输,只需区分两个电平,能容忍更多的失真和噪声,还可沿信道间隔恢复原始信号,使数字信号能长距离传输,还可结合纠错技术修复数据,在突发噪声情况下纠错效果尤其显著。

76、一个波形在空间中以大约每秒3亿米的速度传播。正弦波的波长是指一个正弦波在传播时在空间中所占据的实际距离。一个100兆赫正弦波的波长是多少?一个500兆赫正弦波的波长是多少?用于发送和接收电磁波的天线尺寸通常为所使用特定波波长的一半。将你之前的计算结果与甚高频(VHF)和超高频(UHF)电视天线的尺寸进行比较。要发射一个60赫兹的波,1/2波长的天线需要多大?

根据公式λ = c/f(其中c为光速,约300000000米/秒,f为频率):

100 - MHz(100×10⁶Hz)正弦波的波长 λ₁ = 300000000 ÷ (100×10⁶) = 3米

500 - MHz(500×10⁶Hz)正弦波的波长 λ₂ = 300000000 ÷ (500×10⁶) = 0.6米

60 - Hz正弦波的波长 λ₃ = 300000000 ÷ 60 = 5000000米 1/2波长天线的尺寸为 5000000 ÷ 2 = 2500000米

一般VHF电视天线对应频率较低,尺寸较大;UHF电视天线对应频率较高,尺寸较小。前面计算的100 - MHz和500 - MHz天线尺寸与VHF和UHF天线尺寸规律相符,频率越高天线越短。

77、a. 多普勒效应是指当火车靠近然后远离你时,火车汽笛声的频率会发生变化。多普勒效应也用于测量太空中恒星相对于地球的速度。根据波长、光速或声速以及频率之间的关系,解释这种效应。b. 在寒冷的日子里,声音的传播速度会降低。这会对火车汽笛声产生什么影响?

a. 波长、速度和频率的关系为 $$ \lambda = \frac{c}{f} $$ (其中 $ c $ 为波速,$ \lambda $ 为波长,$ f $ 为频率)。

当火车靠近时 : 相当于观察者与波源的相对距离在减小,波被压缩,波长 $ \lambda $ 变短。 由于声速 $ c $ 在同一介质中基本不变,根据公式,频率 $ f $ 会升高,因此听到的汽笛声变尖锐。

当火车远离时 : 观察者与波源的相对距离增大,波被拉伸,波长 $ \lambda $ 变长。 声速 $ c $ 不变,频率 $ f $ 降低,因此听到的汽笛声变低沉。

对于恒星 :

若恒星靠近地球,其发出光的波长会变短( 蓝移 ),频率升高。

若恒星远离地球,其发出光的波长会变长( 红移 ),频率降低。 通过测量光谱的变化就能计算出恒星相对地球的速度。

b. 由 $$ \lambda = \frac{c}{f} $$ 可知:

当寒冷天气声速 $ c $ 减小,若频率 $ f $ 不变,波长 $ \lambda $ 会变短。

声音的音调可能会变高,同时声音传播的距离可能会变短,声音听起来会更“闷”。

78、a. 一个简单的电视电缆转换器将电缆上某个频道的电视信号转换为3频道,以便在电视机上接收。一位聪明的观众注意到,她可以通过将电视机调至4频道来接收通常被屏蔽的相邻频道。这说明了电缆上的频道是如何传输的?b. 直接广播卫星上的转换器也将电视信号转换为3频道进行接收。然而,将电视机调至4频道并不能接收到相邻频道。为什么?不同的电视信号是如何在该频道上传输的?

a. 这表明电缆上的频道可能是相邻排列且频率相近的,在转换到3频道接收时,由于频率相近,调至4频道能接收到相邻频道信号。

b. 卫星传输的不同电视信号可能采用了不同的频率分配或调制方式,各频道之间有足够的频率间隔或采用了加密等技术,使得调至4频道无法接收到相邻频道信号。不同电视信号可能通过不同的频率段、编码方式等在卫星频道上传输。

79、没有操作系统的计算机系统有哪些具体局限性?加载和执行程序必须做什么?

没有操作系统的计算机系统存在以下局限性:

无法轻松将程序加载到内存

没有用户界面

无法控制连接到系统的各种外围设备

无法存储、检索或操作文件

无法管理并发的多个程序或多个用户

无法实现多任务处理和多用户共享系统

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