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1.物理层要解决哪些问题物理层的主要特点是什么
答物理层要解决的主要问题 1物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体通信手段的不同使数据链路层感觉不到这些差异只考虑完成本层的协议和服务。 2给其服务用户数据链路层在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流一般为串行按顺序传输的比特流的能力为此物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。 3在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。 物理层的主要特点 1由于在OSI之前许多物理规程或协议已经制定出来了而且在数据通信领域中这些物理规程已被许多商品化的设备所采用加之物理层协议涉及的范围广泛所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议而是沿用已存在的物理规程将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械电气功能和规程特性。 2由于物理连接的方式很多传输媒体的种类也很多因此具体的物理协议相当复杂。
2.规程与协议有什么区别
答在数据通信的早期对通信所使用的各种规则都称为“规程”后来具有体系结构的计算机网络开始使用“协议”这一名词以前的“规程”其实就是“协议”但由于习惯对以前制定好的规程有时仍常用旧的名称“规程”。
3.试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用。
答源点源点设备产生要传输的数据。源点又称为源站。 发送器通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。 接收器接收传输系统传送过来的信号并将其转换为能够被目的设备处理的信息。 终点终点设备从接收器获取传送过来的信息。终点又称为目的站传输系统信号物理通道
4.试解释以下名词数据信号模拟数据模拟信号基带信号带通信号数字数据数字信号码元单工通信半双工通信全双工通信串行传输并行传输。
答数据是运送信息的实体。
信号则是数据的电气的或电磁的表现。
模拟数据运送信息的模拟信号。
模拟信号连续变化的信号。
基带信号来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
带通信号把基带信号经过载波调制后把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。
数字数据取值为不连续数值的数据。
数字信号取值为有限的几个离散值的信号。
码元在使用时间域的波形表示数字信号时代表不同离散数值的基本波形。
单工通信即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。
半双工通信即通信和双方都可以发送信息但不能双方同时发送当然也不能同时接收。这种通信方式是一方发送另一方接收过一段时间再反过来。
全双工通信即通信的双方可以同时发送和接收信息。
串行传输使用一根数据线传输数据一次传输1个比特多个比特需要一个接一个依次传输。
并行传输使用多根数据线一次传输多个比特。
5.物理层的接口有哪几个方面的特性个包含些什么内容
答机械特性 :明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性 :指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。
规程特性:说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
6.数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制信噪比能否任意提高香农公式在数据通信中的意义是什么“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别
答1.数据在信道中的传输速率受到带宽和信噪比等因素的限制。 2.信噪比不能任意提高。 3.香农公式的意义:只要信息传送速率低于信道的极限信息传输速率,就一定存在某种办法来实现无差错的传输。 4.比特/s是信息传输速率的单位码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。
计算公式
信噪比(dB)10log10(S/N)(dB) //S为信号的平均功率N为噪声的平均功率。
香农公式CWlog2(1S/N)(bit/s) //C为信道的极限信息传输速率W是信道带宽
M进制的码元码元宽度为T秒C1/T×log2(M)
无噪:带宽为BHz。 C2Blog2(M)
有噪:带宽为BHz。 CBlog2(1S/N)
最高码元速率R码元振幅等级n。 CRlog2(n)
频率传播速率/波长
频带宽度最高频率-最低频率7.假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制把码元的振幅划分为16个不同等级来传送那么可以获得多高的数据率b/s?可以参考第七题上面的公式
解CRLog2(16)20000b/s×480000b/s
8.假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据无差错传输试问这个信道应具有多高的信噪比分别用比值和分贝来表示这个结果说明什么问题可以参考第七题上面的公式
解CWlog2(1S/N)
64000b/s3000Hz×log2(1S/N)
S/N64.2dB
这说明这是个信噪比要求很高的信道。
9.用香农公式计算一下假定信道带宽为3100Hz最大信道传输速率为35Kb/那么若想使最大信道传输速率增加60%问信噪比/应增大到多少倍如果在刚才计算出的基础上将信噪比/再增大到十倍问最大信息速率能否再增加20%可以参考第七题上面的公式 10.常用的传输媒体有哪几种各有何特点
答双绞线 双绞线分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。可以传输模拟信号也可以传输数字信号有效带宽达250kHz。一般用作电话线传输声音信号。双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰误码率高。 同轴电缆 同轴电缆分基带同轴电缆和宽带同轴电缆由于其高带宽高达300~400Hz、低误码率、性能价格比高。 光导纤维 光导纤维以光纤维载体利用光的全反向原理传播光信号。其优点是直径小、质量轻传播频带款、通信容量大抗雷电和电磁干扰性能好五串音干扰、保密性好、误码率低。 无线电微波通信 无线电微波通信分为地面微波接力通信和卫星通信。其主要优点是频率高、频带范围宽、通信信道的容量大信号所受工业干扰较小、传播质量高、通信比较稳定不受地理环境的影响建设投资少、见效快。缺点是地面微波接力通信在空间是直线传播传输距离受到限制一般只有50km隐蔽性和保密性较差卫星通信虽然通信距离远且通信费用与通信距离无关但传播时延较大。
11.假定有一种双绞线的衰减是0.7dB/km(在 1 kHz时)若容许有20dB的衰减试问使用这种双绞线的链路的工作距离有多长如果要双绞线的工作距离增大到100公里试应当使衰减降低到多少
解双绞线的工作距离S20dB/0.7dB/Km28.6Km
100Km20dB/衰减
衰减0.2dB/Km
12.试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为 2 × 1 0 8 2×10^8 2×108m/s.可以参考第七题上面的公式
解1200nm到1400nm 频率传播速率/波长 最高频率 2 × 1 0 8 m / s / 1200 n m 1.67 × 1 0 14 H z 2×108m/s/1200nm1.67×10{14}Hz 2×108m/s/1200nm1.67×1014Hz 最低频率 2 × 1 0 8 m / s / 1400 n m 1.43 × 1 0 14 H z 2×108m/s/1400nm1.43×10{14}Hz 2×108m/s/1400nm1.43×1014Hz 频带宽度最高频率-最低频率23.8THz 1400nm到1600nm 最高频率 2 × 1 0 8 m / s / 1400 n m 1.43 × 1 0 1 4 H z 2×108m/s/1400nm1.43×1014Hz 2×108m/s/1400nm1.43×1014Hz 最低频率 2 × 1 0 8 m / s / 1600 n m 1.25 × 1 0 1 4 H z 2×108m/s/1600nm1.25×1014Hz 2×108m/s/1600nm1.25×1014Hz 频带宽度最高频率-最低频率17.86THz
13.为什么要使用信道复用技术常用的信道复用技术有哪些
答为了通过共享信道,最大限度提高信道利用率。 频分、时分、码分、波分。
14.试写出下列英文缩写的全文并做简单的解释。FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48.
答FDM(frequency division multiplexing) TDM(Time Division Multiplexing) STDM(Statistic Time Division Multiplexing) WDM(Wave Division Multiplexing) DWDM(Dense Wave Division Multiplexing) CDMA(Code Wave Division Multiplexing) SONET(Synchronous Optical Network)同步光纤网 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系列 STM-1(Synchronous Transfer Module)第1级同步传递模块 OC-48(Optical Carrier)第48级光载波
15.码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰这种复用方法有何优缺点
答各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型因此彼此不会造成干扰。 这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力其频谱类似于白噪声不易被敌人发现。占用较大的带宽。
16.共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为 A11111111 B11111111 C11111111 D11111111 现收到这样的码片序列S11311311。问哪个站发送数据了发送数据的站发送的是0还是1
解S•A1131131181 A发送1
S•B1131131181 B发送0
S•C1131131180 C无发送
S•D1131131181 D发送1
17.试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点
答xDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造使它能够承载宽带业务。成本低易实现但带宽和质量差异性大。HFC网的最大的优点具有很宽的频带并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。要将现有的450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 双向传输的 HFC 网需要相当的资金和时间。FTTx光纤到……这里字母 x 可代表不同意思。可提供最好的带宽和质量、但现阶段线路和工程成本太大。
18.为什么在ASDL技术中在不到1MHz的带宽中却可以传送速率高达每秒几个兆比
答靠先进的DMT编码频分多载波并行传输、使得每秒传送一个码元就相当于每秒传送多个比特
19.什么是EPON和GPON
答EPON以太无源光网络是一种新型的光纤接入网技术它采用点到多点结构、无源光纤传输在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术在链路层使用以太网协议利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此它综合了PON技术和以太网技术的优点低成本高带宽扩展性强灵活快速的服务重组与现有以太网的兼容性方便的管理等等。 GPON(Gigabit-Capable PON) 技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,具有高带宽,高效率,大覆盖范围,用户接口丰富等众多优点,被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化,综合化改造的理想技术。
