阅读以下关于ADSL宽带接入Internet的技术说明，请结合网络拓扑结构图，根据要求回答问题1至问题5。【说明】 某边远山区的行政机关需要与该地区的市委行政机关进行网络互连，提高行政办事效率，并要求与 Internet网互连，从而打开该山区原信息闭塞的局面。目前，该山区的行政机关所传输的信息量比较少，但要求通信数据传输可靠，与Internet网的互连成本又不能太高。为此，负责该项目的谢工程师经过对几个宽带网络互连方案进行分析、对比和探讨后，根据该地区的现状决定采用ADSL接入Internet网。同时，谢工程师向所在地的ISP(电信局)提出宽带网接入申请并获批准，且ISP提供了一台ADSL MODEM、一台用户端滤波器。谢工程师另外采购了组网所需的一台带16个电端，的普通交换机及数百米的超5类双绞线。 该山区的行政机关采用ADSL接入Internet的网络拓扑结构图如图2-2所示。
问答题 非对称数字用户线(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)是一种利用现有的传统电话线路高速传输数字信息的技术。ADSL技术可以充分利用现有铜线网路，只要在用户线路两端加装ADSL设备即可为用户提供服务。ADSL系统构成模型如图2-2所示。 请将以下术语所对应的编号，将图2-2所示的拓扑结构中(1)～(8)空缺处的名称填写完整。 【供选择的答案】 A．ATU-R模块 B．ATU-C模块 C．用户端ADSL MODEM D．模拟信号 E．数字信号 F．程控交换机 G．局端PS H．局端ADSL MODEM
【正确答案】正确答案：(1) 局端ADSL MODEM (2) 局端信号分离器PS (3) 电话程控交换机 (4) ATU-C模块 (5) 数字信号 (6) 模拟信号 (7) ATU-R模块 (8) 用户端ADSL MODEM
【答案解析】解析：这是一道要求读者掌握ADSL系统接入模型的分析理解题。本题的解答思路如下。 1)用户端ADSLMODEM是位于用户家中的终端设备，其一端使用电话线与PSTN网络相连接，另一端使用交叉双绞线与用户的计算机或交换机相连接。在图2-2所示的拓扑结构中，(8)空缺处的网络设备就是“用户端ADSL MODEM”。 2)由于ADSL MODEM必须成对使用，因此在电信局端和用户家中所用的ADSL MODEM被分别称为ATU-C(C表示端局，Central Office)和ATU-R(R表示远端，Remote)。同时将电信局端ADSL MODEM所在的功能模块称为中央交换局端模块(ATU-C模块)，即在图2-2所示的网络拓扑结构中(4)空缺处需填入“ATU-C模块”。将用户ADSL MODEM所在的功能模块称为远端模块(ATU-R模块)，即在图2-2所示的网络拓扑结构中(7)空缺处需填入“ATU-R模块”。由图2-2所示的网络拓扑结构可见，一个典型的ADSL系统接入模型主要由中央交换局端模块和远端模块组成。 3)位于用户家中的信号滤波器，也称信号分离器(PS，POTS Splitter)，用于将电话线路中的高频用户信号和低频语音信号进行分离。由于局端和用户的ADSL MODEM必须成对使用，信号分离器PS也需成对使用，即用户家中的信号分离器PS经过接线盒连接至PSTN网，在局端跳线架之后需先经过一个局端信号分离器PS，用于把话音信号分离后送至电话程控交换机，因此在图2-2所示的网络拓扑结构中(2)空缺处需填入“局端信号分离器PS”，(3)空缺处的网络设备就是“电话程控交换机”。由此也可判断出在图2-2所示的网络拓扑结构中，与Internet网互连的网络设备就是“局端ADSL MODEM” (即(1)空缺处所填写的内容)。 4)由以上分析可知，信号滤波器用于将电话线路中的低频语音信号和高频数字信号进行分离。其中，低频语音信号由分离器接电话机用来传输普通语音信息，而高频数字信号则送入ADSL MODEM，用来传输Internet网数据信息。 5)低频语音信号在图2-2所示的网络拓扑结构中的传输路径是：局端的电话程控交换机←→局端滤波器←→PSTN网←→用户端滤波器←→电话机。 6)在图2-2所示的网络拓扑结构中，高频数字信号的传榆路径是：Internet网←→局端ADSL MODEM←→局端滤波器←→PSTN网←→用户端滤波器←→用户端ADSL MODEM←→交换机←→用户计算机。 7)因此，在图2-2所示的网络拓扑结构中(5)空缺处传输的信号是“数字信号”，(6)空缺处传输的信号是“模拟信号”。 8)最后将以上分析结果归纳整理，可得出一张完整的ADSL宽带接入Internet网的网络拓扑结构图，如图2-10所示。
问答题 在该山区的行政机关的办公室内，按照GDMT最高速率标准上传一个45MB的文件至少需用多少秒时间? (请简要写出计算过程)
【正确答案】正确答案：根据数据传输速率的计算公式将计算结果取整数为252秒(即4分12秒)
【答案解析】解析：这是一道要求读者掌握ADSL宽带接入技术数据传输速率标准的计算题。本题的解答思路如下。 1)目前比较成熟的ADSL速率标准有①G.DMT和②G.Lite两种。其中，G.DMT标准是全速率的ADSL标准，支持高速下行速率为8Mb/s，上行速率为1.5Mb/s。该标准要求用户端安装POTS分离器，比较复杂且价格贵，比较适用于小型或家庭办公室。由此可知，试题中关键信息“按照G.DMT最高速率标准上传……”指的是G.DMT的上行数据传输速率R=1.5Mb/s。 另外，②G.Lite标准的下行速率为1.5Mb/s，上行速率为512kb/s，成本较低且便于安装，比较适用于普通家庭用户。 2)一个45MB的文件所包含的比特数D=45×210×210×8b=360×10242b。 3)按照G.DMT最高速率标准，设上传一个45MB的文件所用的时间为t。根据数据传输速率的基本计算公式得：
问答题 ADSL MODEM利用数字信号处理器技术将大量的数据压缩到双绞铜质电话线上，再应用转换器、分频器、模/数转换器等组件来进行处理。目前，我国采用的是离散多音频(DMT)调制技术，其频谱分布如图2-3所示。 请将“上行信道”、“下行信道”、“传统电话”等技术术语填入图2-3中(9)～(11)空缺处的相应位置。
【正确答案】正确答案：(9) 传统电话 (10) 上行信道 (11) 下行信道
【答案解析】解析：这是一道要求读者掌握ADSL宽带接入技术中离散多音频(DMT)调制原理的分析理解题。本题所涉及的知识点有： 1)离散多音频(DMT)调制技术核心思想是：将整个传输频带分成若干子信道，每个子信道对应不同频率的载波，在不同载波上分别进行正交幅度调制(QAM)1，不同信道上传输的信息容量(即每个载波调制的数据信号)根据当前子信道的传输性能决定。 2)DMT调制技术是一种多载波调制技术，它采用频分复用的方法将0～1.104MHz的带宽分割成256 (0～255)个子信道(tone)，每个子信道占用4.3125kHz的频带。子信道0(0～4kHz)用来传输电话音频；子信道1至子信道5(4kHz～26kHz)没有使用，用来分隔语音信道和数据信道；40kHz以上的高端频谱划分为多个子信道，其中子信道6至子信道31(共25个)用做上行传输，子信道33至于信道255(共249个)用做下行传输。每个子信道最多可以进行15比特的星位图调制。 3)由以上分析可知，在图2-3所示的频谱分布图中，0～4kHz频段供传统电话信号使用，即(9)空缺处可填入“传统电话”。由“频率”横向坐标的箭头方向可知，(10)空缺处可填入“上行信道”，(11)空缺处可填入“下行信道”。 4)对应于不同的频段分布情况，ANSI T1E1.4工作组建议的ADSL传输业务分类如表2-4所示。
问答题 假设该山区的行政机关大楼停电了，那么根据图2-2所示的网络拓扑结构图判断，此时是否会影响电话机的使用?
【正确答案】正确答案：不会
【答案解析】解析：这是一道要求读者掌握ADSL宽带接入技术网络设备作用的分析理解题。本题的解答思路如下。 1)在图2-2所示的网络拓扑结构中，局端和用户端的信号分离器PS用于将电话线路中的低频语音信号和高频数字信号进行分离。其中，低频语音信号由分离器接电话机用来传输普通语音信息，而高频数字信号则送入ADSL MODEM，用来传输Internet网数据信息。 2)通常信号分离器PS是无源的(即不需要220V、50Hz市电等电源电压的支持)，其目的是为了在停电时不影响传统电话的使用。 3)在图2-2所示的网络拓扑结构中，对于低频电话信号的传输路径是：局端的电话程控交换机←→局端滤波器←→PSTN网←→用户端滤波器←→电话机。可见，只要保障通信线路无损坏且局端的电话程控交换机正常工作，不管局端停电还是用户家中停电都能保证用户正常使用电话。