第2章 物理层
计算机网络基础(第二版)习题参考答案
计算机网络基础(第二版)习题参考答案计算机网络基础（第二版）习题参考答案第一章：计算机网络概述1. 什么是计算机网络？计算机网络是指通过通信设备与线路将广泛分布的计算机系统连接起来，使其能够互相传送数据和共享资源的系统。
2. 计算机网络的分类有哪些？计算机网络可以根据规模分为广域网（WAN）、局域网（LAN）和城域网（MAN）；根据拓扑结构分为总线型、环型、星型、树型和网状型等；根据传输介质分为有线网络和无线网络。
3. 计算机网络的优缺点是什么？计算机网络的优点包括提高工作效率、资源共享、信息传递迅速等；缺点包括网络安全隐患、传输速度受限、依赖性较强等。
4. OSI七层模型是什么？OSI七层模型是国际标准化组织（ISO）提出的通信协议参考模型，按照功能从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
5. TCP/IP四层模型是什么？TCP/IP四层模型是互联网上的通信协议参考模型，按照功能从下到上依次为网络接口层、网络层、传输层和应用层。
第二章：物理层1. 物理层的作用是什么？物理层主要负责传输比特流，通过物理介质将比特流从发送端传输到接收端。
2. 串行传输和并行传输有什么区别？串行传输是指按照位的顺序将比特一个接一个地传输，而并行传输是指同时传输多个比特。
3. 常见的物理层传输介质有哪些？常见的物理层传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线电波等。
4. 什么是调制和解调？调制是指将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是指将模拟信号转换为数字信号的过程。
5. 什么是编码和解码？编码是指将比特流转换为电信号的过程，解码是指将电信号转换为比特流的过程。
第三章：数据链路层1. 数据链路层的作用是什么？数据链路层主要负责将数据报传输到相邻节点，以及差错控制、流量控制等功能。
2. 什么是帧？帧是数据链路层中的数据传输单位，包括字段和控制信息。
3. 什么是差错检测？差错检测是指在传输过程中检测到传输错误的方法，常见的差错检测方法包括奇偶校验、循环冗余检验（CRC）等。
第二章 数据交换
例：假如H1站有3个分组报文要发送到H3站，且按1、2、3 次序发送到结点A。 结点A必须对每个数据报作出路径选择。当数据报1进 入时，结点A测定到去B的队列比去结点F的队列短，因 此选择去结点B的路径； 数据报2也是如此； 对数据报3，结点A发现去结点F的队列短，因此把数据 报3发送到结点F。 结果： 具有同样目的地址的数据报不能遵循同样的路径，有 可能数据报3比数据报2先到达结点C； 三个数据报不能按顺序到达H3，即对到达H3站的数据 报要重新排序。
第2章 物理层 --数据交换技术
问题的提出：在解决了数据的编码与传 输等基本问题后，接下来要考虑的是： 数据是如何通过通信子网，实现资源子 网中两台计算机间的数据交换的？ 几种数据交换技术 ATM技术
远程传输网络，不可能铺设用户到用户的线 路，因此产生了交换技术。 交换技术是指数据被从设备的一个端口送到 另一个端口所采用的技术。 电路交换 报文交换 分组交换 高速交换技术
ATM技术基本概念
ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)即异步传输 模式,就是国际电信联盟ITU-T制定的标准,现已成为 实现B-ISDN的核心技术. ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织 成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要 周期性出现，这种传输模式是异步的。 ATM信元是固定长度的分组，共有５３个字节，分 为２个部分。前面５个字节为信头，主要完成寻址 的功能；后面的４８个字节为信息段，用来装载来 自不同用户，不同业务的信息。
ATM技术基本概念
话音，数据，图象等所有的数字信息都 要经过切割，封装成统一格式的信元在 网中传递，并在接收端恢复成所需格式 由于ATM技术简化了交换过程，去除了 不必要的数据校验，采用易于处理的固 定信元格式，所以ATM交换速率大大高 于传统的数据网，如x.25，DDN,帧中继 等
计算机网络第七版课后答案完整版
计算机网络第七版课后答案完整版计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它架起了人与人、人与信息的桥梁，促进了信息的传递和共享。
而针对计算机网络这门课程，学生通常会留下一些问题疑惑。
本文将为大家提供《计算机网络第七版》课后答案的完整版，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
第一章网络基础1. 什么是计算机网络？计算机网络是指利用通信设备和网络连接技术，将地理位置不同的计算机及其外部设备组合成一个完成协同工作的系统。
2. 计算机网络的分类有哪些？计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）和互联网。
3. 什么是协议？协议是网络通信中计算机之间进行信息交换所必需遵循的规范和约定。
4. OSI参考模型是什么？OSI参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一种通信协议的参考模型，共分为七层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
5. TCP/IP参考模型是什么？TCP/IP参考模型是计算机网络互联中广泛使用的一个协议参考模型，共分为四层，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。
6. 什么是HTTP协议？HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种用于传输超文本的应用层协议，是Web浏览器和Web服务器之间进行交互的基础。
7. 什么是UDP协议？UDP（User Datagram Protocol）是一种面向无连接的传输层协议，主要用于在网络上发送短报文。
与TCP协议相比，它传输速度更快，但可靠性较差。
第二章物理层1. 物理层的主要功能是什么？物理层主要负责传输比特流，将比特流转换为物理信号进行传输。
2. 什么是编码？编码是将数字信号转换为模拟信号或数字信号的过程。
3. 常见的编码方式有哪些？常见的编码方式有不归零编码（NRZ）、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
4. 什么是调制？调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，常用的调制方式有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。
计算机网络第四版(课后练习答案)
计算机网络第四版(课后练习答案)计算机网络第四版（课后练习答案）第一章：计算机网络与因特网1. 计算机网络的基本概念与体系结构计算机网络是指将分散的、独立的计算机系统通过通信设备和线路连接起来，实现信息共享和资源共享的系统。
它由硬件、软件和协议等组成，并遵循一定的体系结构。
2. 因特网的发展与组成因特网是全球最大的计算机网络，由大量的自治系统（AS）组成，采用TCP/IP协议族作为通信协议，实现全球范围内的信息交流和资源共享。
第二章：物理层1. 传输媒体的基本概念和分类传输媒体是信息在计算机网络中传输的介质，主要包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线媒体等，根据传输方式分类可分为有线传输媒体和无线传输媒体。
2. 信道复用与调制信道复用是指多路复用技术，用于将多个通信信道中的数据通过一个物理通道传输。
调制技术是将数字信号转换为模拟信号的过程，常用的调制方式有ASK、FSK、PSK等。
第三章：数据链路层1. 数据链路层的基本概念和功能数据链路层在物理层之上，提供有点到点的数据传输服务，主要功能包括帧的封装与解封装、错误检测与纠正、流量控制和访问控制等。
2. 介质访问控制介质访问控制是指多个计算机节点在共享传输媒体时的竞争与协调机制，主要包括载波侦听、轮询、令牌传递和CSMA等。
第四章：网络层1. 网络层的基本概念与功能网络层是计算机网络中的核心层，负责将分组从源节点传输到目的节点，主要功能包括寻址与路由、分组的转发与接收、拥塞控制和互联互通等。
2. 网际协议（IP）IP协议是因特网中最主要的协议之一，它定义了数据报的格式和传输规则，实现了数据包的路由和转发功能，是因特网的核心协议之一。
第五章：运输层1. 运输层的基本概念与功能运输层负责对网络层传输的数据进行可靠或无需可靠地传输，主要功能包括端到端的连接建立与释放、数据的分段与重组、流量控制和拥塞控制等。
2. 传输控制协议（TCP）TCP是因特网中最重要的运输层协议之一，它提供可靠的、面向连接的数据传输服务，通过确认应答和超时重传等机制，保证了数据的可靠性和可恢复性。
第二章 LTE物理层解析---参考信号
LTE 协议解读2.3 参考信号参考信号（Reference Signal ，RS ），就是常说的“导频”信号，是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。
2.3.1 下行参考信号下行参考信号有以下目的。
（1）下行信道质量测量。
（2）下行信道估计，用于UE 端的相干检测和解调。
下行参考信号由已知的参考信号构成，下行参考信号是以RE 为单位的，即一个参考信号占用一个RE 。
这些参考信号可分为两列：第1参考信号和第2参考信号。
第1参考信号位于每个0.5ms 时隙的第1个OFDM 符号，第2参考信号位于每个时隙的倒数第3个OFDM 符号。
第1参考信号位于第1个OFDM 符号有助于下行控制信号被尽早解调。
在频域上，每6个子载波插入一个参考信号，这个数值是在信道估计性能和RS 开销之间求取平衡的结果，RS 过疏则信道估计性能无法接受；RS 过密则会造成RS 开销过大。
每6个子载波插入一个RS 既能在典型频率选择性衰落信道中获得良好的信道估计性能，又能将RS 控制在较低水平。
RS 的时域密度也是根据相同的原理确定的，每个时隙插入两行RS 既可以在典型的运动速度下获得满意的信道估计性能，RS 的开销又不是很大。
在参考信号的设置上的考虑主要是基于对高速移动性的支持，有兴趣大家可以参考【3】这本书里面的推算。
另外，第0参考信号和第1参考信号在频域上是交错放置的。
而且，下行参考信号的设计还必须有一定的正交性，以有效地支持多天线并行传输（最多需支持4个并行流），实际上通过在时域上错开放置第2与第3参考信号来解决这个问题。
如图：版权所有，转载请与本人联系 Page 1 of 22yongzhiDigitally signed by yongzhiDN: cn=yongzhi, c=CN, o=Deng, ou=Deng, email=yongzhid@ Reason: 希望大家能够尊重我的劳动成果Date: 2010.04.17 11:34:21 +08'00'O n e a n t e n n a p o r tT w o a n t e n n a p o r t sk,l )F o u r a n t e n n a p o r t seven-numbered slots odd-numbered slots Antenna port 0even-numbered slots odd-numbered slots Antenna port 1even-numbered slots odd-numbered slots Antenna port 2even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 3图2.3.1-1 天线端口对应的参考信号下图是摘自3GPP 36.211，不过它那个图有点问题，在单天线的时候，其实它也假设是同时存在天线端口0，1的，因此，对应到天线端口1的资源粒子是空着的，不能使用。
第2章 物理层
• 5、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：复用技术就是在一个信道上同时传输多 个信号的技术。 由于传输介质的带宽大于单 一信号所需的传输带宽，而且为了在一条物 理线路上可能地并发传输多个数据。常用的 信道复用技术有频分FDM、时分TDM、波 分WDM、码分CDM。
• 6、共有4个站进行码分多址通信。4个站的 码片序列为： • A：（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1），B： （－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1），C：（ －1＋1－1＋1＋1＋1－1－1），D：（－1 ＋1－1－1－1－1＋1－1）。现收到这样的 码片序列S：（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋ 1）。问哪个站发送数据了？发送数据的站 发送的是0还是1？
计算机网络原理
第2章 物理层课后习题解析（参考）
• 1、数据在信道中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？比特率和波特率有 何区别？ • 答：数据在信道中的传输速率受信道能够通 过的频率范围和信噪比两个因素的限制。 • 信噪比不能任意提高，因为信号功率提高， 相应的噪声功率也会提高。
• 3、假定要用3KHz带宽的电话信道传送 64kb/s的数据（无差错传输），问这个信 道应具有多高的信噪比？ • 解：由香农公式C=W×log2(1+S/N)(b/s) 得： 64×103=3×103×log2(1+S/N)，10 log10S/N=64.2db
• 4、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 率宽度。假定光在光纤中的传播速率为 2×108米/秒。 • 解：设光波长为λ，频率为f，光速为c，则 有关系式：f=c/λ，有：Δf=c* Δλ /λ2 • Δλ=200nm=200×10-9=2×10-7m， λ=1300nm=1.3×10-6m • Δf=(2*108)/(1.3*10-6)2*2*10-7=23.7*1012
第二章 LTE物理层解析---上行物理信道
−
i)e
j
2πik
M
PUSCH sc
i=0
k
=
0,...,
M
PUSCH sc
−1
l = 0,..., M symb
M
PUSCH sc
−1
得到了一个复数符号块
z(0),..., z(M symb
−1)
。其中
M
PUSCH sc
=
M
PUSCH RB
⋅
N
RB sc
，而
M
PUSCH RB
为
eNB
分配给
UE
的
PUSCH
(k, l)
N sRcB
RB sc
N
×
UL RB
N
l=0
k =0 l = NsUymL b −1
图 3 上行资源栅格
2.5.2.2 资源粒子
资源栅格中的每个元素为一个资源粒子（RE），并且在一个时隙中被 (k,l) 唯一标识，其
中
k
=
0,...,
N
UL RB
N
RB sc
− 1 ，l
=
0,...,
N
UL symb
LTE 协议解读
subcarrier s
subcarrier s
One uplink slot Tslot
N
UL symb
SC-FDMA
symbols
k
=
N
UL RB
N
RB sc
−1
Resource
block
N
UL symb
×
N
RB sc
resource elements
计算机网络(第5版)课后习题答案：第2章 物理层
第二章物理层2-01 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、功能和过程特性。
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。
2-02 归层与协议有什么区别？答：规程专指物理层协议。
2-03 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。
2-04 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（即基本频带信号）：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（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。
CH02物理层_4
第3次课知识点
2.7 传输媒体可分为两大类：导引型传输媒体和 非导引型传输媒体
2.8 导引型传输媒体可分为：双绞线、同轴电缆、 光纤
2.9 导引型传输媒体的特点 习题：2-10、11、12
随堂测试2
单选题 问答题
单选题
1. 通信的双方都可以发送信息，但不能同时发送 的通信方式称为（ ）。
C2
频分复用 FDM (Frequency Division Multiplexing)
将整个带宽分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过 程中自始至终都占用这个频带。
频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注 意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。
频率 频带 n
第 2 章 物理层
五层协议的体系结构
5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
应用层 (application layer) 运输层 (transport layer) 网络层 (network layer) 数据链路层 (data link layer) 物理层 (physical layer)
用户 Aa
时分复用 当某用户暂时无数据发送时，
a t①
在时分复用帧中分配给该用户 的时隙只能处于空闲状态。
Bb b
t②
C
cc
t③
④
D
dt
ab #1
bc
ca d
t #2 #3 #4
4 个时分复用帧
时分复用可能会造成线路资源的浪费
统计时分复用 STDM (Statistic TDM)
用户 Aa
统计
STDM 帧不是固定分配时
第2章物理层12课件
2.2 数据通信的基础知识
3、信道的最高码元传输速率
▪ 任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各 种失真以及带来多种干扰。
▪ 码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，在信道 的输出端的波形的失真就越严重。
11
▪ 码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的 波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波 形。
▪ 若 1 个码元携带 n bit 的信息量，则 M Baud 的码元传 输速率所对应的信息传输速率为 M n b/s。
19
4、信道的极限信息传输速率 ▪ 香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高
斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。 ▪信信息道论是的运极用限概信率息论与传数输理速统率计的C方可法表研达究信为息、信息熵、
23
导向传输媒体
•双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。 •双绞线——两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，用规则
的方法绞合起来(降低信号干扰)。
24
屏蔽双绞线 (STP)
Shielded Twisted Pair
以铝箔屏蔽以减少电磁 干扰和串音，适合于配 电房附近等区域布线。
非屏蔽双绞线 (UTP)
▪ 波特(Baud)和比特(bit)是两个不同的概念。 - 波特是码元传输的速率单位（每秒传多少个码元）。码 元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。 - 比特是信息量的单位。
18
2.2 数据通信的基础知识
▪ 信息的传输速率“比特/秒”与码元的传输速率“波特 ”在数量上却有一定的关系。
▪ 若 1 个码元只携带 1 bit 的信息量，则“比特/秒”和“ 波特”在数值上相等。
理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud W 是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
计算机网络知识精讲 第二章 物理层
第二章物理层(一) 通信基础1. 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念2. 奈奎斯特定理与香农定理3. 编码与调制4. 电路交换、报文交换与分组交换5. 数据报与虚电路(二) 传输介质1. 双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质2. 物理层接口的特性(三) 物理层设备1. 中继器2. 集线器2.1 通信基础2.1.1 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念（1）信道：向某一个方向传送信息的媒体。
（2）信号：数据的电磁或电气表现。
（3）带宽：媒介中信号可使用的最高频率和最低频率之差，或者说是频带的宽度，Hz；另一定义是信道中数据的传送速率，bps。
（4）码元：在使用时间域（简称时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
（5）波特：单位时间内传输的码元数。
（6）比特率：单位时间内传输的比特数。
（7）信源（8）信宿计算机网络的性能计算1. 速率比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
一个比特就是二进制数字中的一个1 或0。
速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s（bps），kb/s, Mb/s, Gb/s 等“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s (bit/s)，bps。
更常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s （103 b/s）兆比每秒，即Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即Gb/s（109 b/s）太比每秒，即Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，K = 210 = 1024M = 220, G = 230, T = 240。
3. 时延(delay 或latency)传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
第2章 物理层协议
网络协议
第2章 物理层协议
本章小结
1.物理层解决的问题
2.物理层接口的四个特性
机械特性、电气特性、功能特性、规程特性 EIA RS-232 CCITT X.21
3.物理层协议示例
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网络协议
第2章 物理层协议
思考题
1．RS-232C的电气规范如何定义的？ 2．简述RS-232C工作过程。
状态。ON状态表示在进行数据传输，OFF状
态表示数据传输阶段已经结束。
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网络协议
第2章 物理层协议
各个信号功能
（5）位定时线（S）：DCE向DTE提供的位定
时信号，通知DTE码元的开始和结束，据此
DTE能知道每一位的开始和结束时间。 （6）字节定时（B）：DCE向DTE提供的字节 定时信息，表示DTE一个字节的开始和结束， 它是任选项。
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网络协议
第2章 物理层协议
3．X.21功能特性
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网络协议
第2章 物理层协议
各个信号功能
（1）保护地（G）。
（2）发送数据线（T）： DTE送往DCE的数据
信号和呼叫控制信号。 （3）接收数据线（R）：DCE送往DTE的数据 信号和呼叫控制信号。 （4）指示线（I）：表示DCE送往DTE的控制
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网络协议
第2章 物理层协议
举例：X.21接口数据传过程
DCE送回呼叫进行信号：R=呼叫进行信号
返回远端DTE对呼叫的响应结果：若呼叫成功，
则 R=1，I=ON
DTE发送数据：T=数据，C=ON
发送结束：T=0，C=OFF 线路释放：R=0，I=OFF 恢复初始状态：T=1，C=OFF，R=1，I=OFF
计算机网络习题集(第二章 物理层)
第二章物理层练习题一、填空题1从双方信息交互的方式来看，通信有以下三个基本方式：（）通信、（）通信和（）通信。
(第二章物理层知识点: 通信的方式答案: 单工、半双工、全双工。
)2 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率为每秒（）个码元。
(第二章物理层知识点: 信道的容量答案:2)3 为了提高信息的传输速率，就必须设法使每一个码元能携带更多个比特的信息量，即采用（）的调制方法。
(第二章物理层知识点:信道的信息传输速率答案:多进制)4 常用的传输介质有（）、（）、（）和（）。
(第二章物理层知识点:传输媒体答案: 双绞线、同轴电缆、光纤、无线5 物理层的主要任务是确定与传输介质有关的特性，即（）特性、（）特性、（）特性和（）特性。
(第二章物理层知识点:物理层的主要任务答案: 机械、电气、功能、规程)6常用的物理层标准有（）、（）。
(第二章物理层知识点:物理层的主要任务答案: RS-232、X.21)7 物理层的任务就是透明地传送( )。
(第二章物理层知识点:物理层的主要任务答案: 比特流)8 物理层上所传数据的单位是( )。
(第二章物理层知识点:物理层的主要任务答案: 比特)9 （）特性用来说明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
(第二章物理层知识点:物理层的主要任务答案:机械特性)10 ( ) 特性用来说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范围，即什么样的电压表示1或0。
(第二章物理层知识点:物理层的主要任务答案:电气特性)11 ( ) 特性说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
(第二章物理层知识点:物理层的主要任务答案:功能特性)12 ( ) 特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
(第二章物理层知识点:物理层的主要任务答案:规程特性)13 ( ) 通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
(第二章物理层知识点: 通信的方式答案: 单工)14 ( ) 通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送。
第2章物理层
第2章物理层一、单选题1.当描述一个物理层接口引脚在处于高电平时的含义时，该描述属于（）。
A. 机械特性B.电气特性C.功能特性D. 规程特性2.比特率(数据传输速率)和波特率的关系是（）A.比特率 < 波特率B.比特率 = 波特率C.比特率 > 波特率D. 以上答案均不对3.采用全双工通信方式，数据传输的方向性结构为( )A.可以在两个方向上同时传输B.只能在一个方向上传输C.可以在两个方向上传输，但不能同时进行D.以上均不对4.在网络中计算机接收的信号是（）。
A.数字信号B.模拟信号C.广播信号D.脉冲信号5.传输线上的位流信号同步，应属于下列OSI的（）层处理。
A.网络层B.数据链路层C. 物理层D.LLC层6.IEEE802参考模型中的物理层的主要功能是完成( )。
A. 确定分组从源端到目的端的路由选择B．原始比特流的传输与接收C．流量调节和出错处理D．把输人数据分装成数据帧并按顺序发送7.若一个信道上传输的信号码元仅可取四种离散值，则该信道的数据传输率S（比特率）与信号传输率B（波特率）的关系是( )。
A、S=BB、S=2BC、S=B/2D、S=1/B8.物理层的编码方式有多种，下列关于编码的说法中，（）是错误的。
A. 不归零制编码不能携带时钟，不适合用于同步传输，常用于串行异步通信中B. 曼彻斯特编码可携带时钟，但编码的密度较低，常用于10Mbps以太网中C. 差分曼彻斯特编码也可携带时钟，尤其是抗干扰能力很强，常用于千兆以太网中D. 4B/5B编码也可携带时钟，其编码的密度介于不归零制编码和曼彻斯特编码之间，常用于100Mbps快速以太网中9.数据的传输是通过经编码的信号来实现的，在IEEE802.3中采用曼彻斯特编码是因为其（）。
A. 编码中包含一个特定的起始位B. 采用模拟编码，所以抗干扰能力强C. 一次采样即可得到一个比特D. 能携带同步时钟10.一个用曼彻斯特编码的信道，如果其传输速率为1000Mbps，那么它的波特率应为（）。
计算机网络计算题
目录第二章物理层 (3)1.最大传输速率R-MAX计算： (3)2.比特率与波特率的计算： (3)第三/四章数据链路层和MAC层 (6)1.带位填充首尾标志法即面向二进制帧格式：例：HDLC (6)2.奇偶校验： (7)3.校验和(CheckSum) (7)4.循环冗余校验（CRC） (9)5.流量控制 (10)（1）一位滑动窗口协议（协议4）：WT=1，WR=1 (10)（2）后退n帧协议 (11)6.信道利用率： (13)7.CSMA/CD 最短帧长最短帧长和时隙长度为度 (13)8.求环比特长度，求总时间 (14)9.二进制指数后退算法 (15)10.碰撞问题： (17)第五章网络层 (19)1.IP地址分类 (19)2.路由算法 (19)最短路径算法（Dijkstra）： (19)扩散法(flooding) (19)距离矢量算法 (19)L-S（链路状态）算法 (22)2.主机的IP地址分配 (22)3.子网掩码： (22)第六章传输层 (27)1. 拥塞控制 (27)2.TCP 超时后的适应重发RTT (29)第七章应用层 (31)1. DNS（DNS：Domain Name System域名系统） (31)2.E-mail系统的组成 (33)3. 简单邮件传输协议SMTP (33)4. POP3 (34)第二章物理层1.最大传输速率R-MAX计算：无噪声信道：R-MAX=2Blog2V（B带宽，V信号离散等级）有噪声信道：香农公式：R-max=Blog2(1+s/n)噪声=10log10S/N噪声为30dB,S/N=10002.比特率与波特率的计算：比特率=波特率*log2V注意单位：B(Byest)字节=8bit(比特)1KB=1024B 1Kbit=1000bit1MB=1024KB 1Mbit=1000Kbit 注意时间单位换算：1s=1000ms 1ms=1000us 1us=1000ns例题：1）在一条无噪声的信道上，如果带宽是4MHz，信号分成32个等级，那么，信道的最大比特率(即数据传输率)为_____bps，对应波特率为_____波特，发送一个20KB的文件最短需要的时间是_____。
《计算机网络》谢希仁第二章物理层复习资料
第二章物理层2.1 物理层的基本概念用于物理层的协议也常称为物理层规程物理层的主要任务：确定与传输媒体的接口有关的一些特性∙机械特性∙电气特性∙功能特性∙过程特性数据在计算机内部多采用并行传输方式，但数据在通信线路（传输媒体）上的传输方式一般都是串行传输。
2.2 数据通信的基础知识2.2.1数据通信系统的模型由原系统（发送端、发送方）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端，接收方）组成信号的分类：模拟信号（连续信号）：代表消息的参数的取值是连续的。
数字信号（离散信号）：代表消息的参数的取值是离散的。
2.2.2有关信道的几个基本概念双方信息交互的方式●单工通信（单项通信）●双半工通信（双向交替通信）●全双工通信（双向同时通信）来自信源信号常称为基带信号（即基本频带信号）调制：基带调制（编码）：数字信号->数字信号带通调制（需要使用载波）：数字信号->模拟信号常用编码方式●不归零制：正电平代表1，负电平代表0●归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0●曼切斯特编码（常用）：位周期中心的向上跳变代表0，向下跳变代表1.●差分曼切斯特编码：在每一位中心处始终都有跳变。
位开始边界有跳变代表0，没有跳变代表1.基本的带通调制方法：⏹调幅（AM）⏹调频（FM）⏹调相（PM）2.2.3信道的极限容量奈氏准则(理想条件下）：在任何信道中，在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。
香农公式(带宽受限、高斯白噪声)指出：信道的极限信息传输速率 C 可表达为C = W log2(1+S) (b/s)W 为信道的带宽（以Hz 为单位）S 为信道内所传信号的平均功率N 为信道内部的高斯噪声功率信噪比=10 log10 (SN) (dB）提高信息传输速率的方法：●提高信道带宽●提高信噪比●提高每个码元携带的信息量2.3 物理层下面的传输媒体2.3.1导引型传输媒体1.双绞线（双扭线）2.同轴电缆50Ω同轴电缆——LAN/数字传输常用70Ω同轴电缆——有线电视/模拟传输常用3.光缆2.3.2非导引型传输媒体1.无线传输2.短波通信3.无线电微波2.4 信道复用技术●频分复用FDM：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源●时分复用TDM（等时信号）：将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。
《计算机网络教程》第五版(微课版)谢钧谢希仁编著课后习题参考答案最全整理
计算机网络教程第五版（微课版）答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
数据通信与计算机网络第五版（习题答案）——第二章物理层
数据通信与计算机网络第五版第二章物理层2-1物理层要解决哪些问题？物理层协议的主要任务是什么？解答：物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
因此物理层要考虑如何用电磁信号表示“1”或“0”；考虑所采用的传输媒体的类型，如双绞线、同轴电缆、光缆等；考虑与物理媒体之间接口，如插头的引脚数目和排列等；考虑每秒发送的比特数目，即数据率。
物理层协议的主要任务就是确定与传输媒体的接口有关的一些特性，即机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。
2-2规程与协议有什么区别？解答：用于物理层的协议也常称为物理层规程（procedure）。
其实物理层规程就是物理层协议。
只是在“协议”这个名词出现之前人们就先使用了“规程”这一名词。
2-3物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？解答：（1）机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
常见的各种规格的电源接插件都有严格的标准化的规定。
（2）电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
（4）过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
典，用户目的系统一般也包括以下两个部分：接收器：接收传输系统传送过来的信号，并把它转换为能够被目的设备处理的信息。
典型的接收器就是解调器，它把来自传输线路上的模拟信号进行解调，提取出在发送端置入的消息，还原出发送端产生的数字比特流。
终点：终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后进行信息输出（例如，把汉字在PC 屏幕上显示出来）。
终点又称为目的站或信宿。
在源系统和目的系统之间的传输系统可以是简单的传输线，也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统。
2-5 请画出数据流1 0 1 0 0 0 1 1的不归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形（从高电平开始）。
解答：所求波形图如图所示。
第2章物理层
2.2.5 光纤
光纤传输系统的关键部件：光源、传输介质和检测器 理论上光纤的传输速度应超过50Tbps(=1012=50000G)，目前 受光-电转换速度的限制，可实现100Gbps。 光源：LED发光二极管和半导体激光。图2.8。 玻璃纤维光纤：玻璃芯外面是一个玻璃封套，包层(光密)比纤 芯(光疏)折射率低，入射角大于等于临界值时全反射，光线被限 定在光纤的内部，保证全反射。
2.2.1 磁介质
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2.2.1 磁介质
•优点：带宽特性突出，平均传输速率高、 单位bit传输成本低 •缺点：延迟特性差 •如，银行的大量数据，一般用磁介质备份
2.2.2 双绞线
2.2.2 双绞线
•双绞线(twisted pair)：两根相互绝缘的铜线螺旋状绞扭，直 径1mm(或0.5mm)，线束也需缠绕(平行双线构成天线，绞扭可以 抵消干扰，降低辐射)。 •传输信号以两根电线的压差承载，带宽取决于线径和传输距离 •无屏蔽UTP(Unshielded Twisted Pair)：电话线/LAN数据线， 绞扭越紧(分类依据)，串音越少，性能越好。 •五类线CAT-5：TIA/EIA-568-A所界定及承认，4对双绞线 ○传输特性：最高频率带宽为100MHz，最高传输率可达100M (速率还与编码方法有关)。 ○用于语音传输和快速以太网100BASE-T(4对中的2对)，最大网 段长为100m，采用RJ形式的连接器。
35
2.3.3 微波传输
扩频通信、ISM 频段 2.4GHz、 WLAN
可实时监控，水平方向 360°连续旋转, 支持自动 翻转,无监视盲区
•300M～300GHz，波长1m～1mm，视距直线传播，通过碟形天线(抛物线)，可以把能 量集中于一束，组成天线阵列。方向性强，收/发天线要精确对齐。
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第2章 物理层
第2章 物理层——主要内容
物理层基本概念
数据通信基础及各种传输媒体
信道复用技术 数字通信系统及宽带接入技术
2
第2章 物理层
2.1 物理层的基本概念
物理层的作用
– – –
解决如何在媒体上传输数据的问题。 向上：为数据链路层提供无差异的物理链路 向下：与物理传输媒体相连 据链路层提供一致的服务。
5
第2章 物理层
2.1 物理层的基本概念
与传输媒体接口有关的特性
机械特性：指明接口所用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 表示何种意义。
过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的 出现顺序。
–
波特是码元传输的速率单位（每秒传多少个码元）。 码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速 率。 比特是信息量的单位。
–
26
信噪比
27
第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
限制码元在信道上传输速率的因素
2. 信噪比
– – –
噪声的影响是相对的。 信号的平均功率和噪声的平均功率之比：S/N 信噪比（dB）=10㏒10（S/N）
不能通过
0
能通过
不能通过
频率(Hz)
W (Hz)
每赫带宽的理想带通信道的最高码元传输速率
是每秒 1 个码元。
25
第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
注意
如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号 高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送 码元而不出现码间串扰。 波特(Baud)和比特(bit)是两个不同的概念。
举例
(r, ) r
•可供选择的相位有 12 种，而对于 每一种相位有 1 或2 种振幅可供选 择。 •由于4 bit 编码共有16 种不同的组 合，因此这 16 个点中的每个点可对 应于一种 4 bit 的编码。 •若每一个码元可表示的比特数越 多，则在接收端进行解调时要正确 识别每一种状态就越困难。
源点
输 入 数 据
发送器
发送的 信号
传输 系统
接收的 信号
接收器 输 出 数 据
终点
码元传输速率受 奈氏准则的限制 信息传输速率受 香农公式的限制
输 出 信 息
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
31
第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
例：一路话音的最大传输速率
x (t) |X(f) |
t
400
3400
f (HZ)
设可分辨信号值有16个，取信道带宽为3000Hz，信
28
第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
香农(Shannon)公式
信道的极限信息传输速率 C 可表达为 C = W log2(1+S/N) b/s
W 为信道的带宽（以 Hz 为单位）；
S 为信道内所传信号的平均功率；
N 为信道内部的高斯噪声功率。
29
第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
6
第2章 物理层
2.1 物理层的基本概念
EIA-232/V.24 的信号定义
DTE (1) 保护地 (2) 发送数据 (3) 接收数据 (4) 请求发送 (5) 允许发送 (6) DCE 就绪 (7) 信号地 (8) 载波检测 (20) DTE 就绪 (22) 振铃指示 DCE
计算机 或 终端
调制解调器
发送信号波形
接收信号波形
失真大，无法识别
在信道的输出端的波形的失真就越严重。
实际的信道 • 码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远， （带宽受限、有噪声、干扰和失真） 发送信号波形 接收信号波形
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第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
限制码元在信道上传输速率的因素
1. 信道能够通过的频率范围
——2.2.1 数据通信系统模型
模拟信号 数字比特流 显示 汉字
调制解调器
目的系统
PC 机
9
输 入 信 息
源点
输 入 数 据
发送器
发送 的信号
接收 的信号
接收器 输 出 数 据
终点
输 出 信 息
第2章 物理层
2.2.1 数据通信系统模型
几个常用术语
通信的目的是传送消息(message) 话音文字图像等。 数据(data)——运送消息的实体。（载体）
香农(Shannon)公式：
信道的带宽或信噪比越大，信息的极限 传输速率就越高。 只要信息传输速率低于信道的极限信息
传输速率，就一定可以找到某种办法来
实现无差错的传输。
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第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
奈氏准则和香农公式 在数据通信系统中的作用范围
源系统 传输系统 目的系统
输 入 信 息
结构简单，容易安装，普通UTP较便宜。 有一定的传输速率。 具有较高的容性阻抗，信号衰减较大，传 输距离有限（100m）。 有辐射，容易被窃听。
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第2章 物理层
2.3.1 导向传输媒体
2. 同轴电缆
同轴电缆
绝缘保护套层 外导体屏蔽层 绝缘层 内导体
Category
Impedance
Use
RG-59
RG-58
75 W
50 W 50 W
Cable TV
Thin Ethernet Thick Ethernet
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RG-11
第2章 物理层
2.3.1 导向传输媒体
3. 光缆
光线在光纤中的折射
包层 折射角
纤 芯
包层 （低折射率的媒体）
纤芯 （高折射率的媒体）
入射角 包层 （低折射率的媒体）
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第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
波特率和比特率
若
1 个码元携带 n bit 的信息 量，则
M Baud 的码元传输速率所对 应的信息传输速率为 M n b/s。
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第2章 物理层
2.2 数据通信的基础知识
正交振幅调制 QAM
(Quadrature Amplitude Modulation)
35
第2章 物理层
2.3 物理层下面的传输媒体
传输媒体的分类：
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第2章 物理层
2.3 物理层下面的传输媒体
2.3.1 导向传输媒体
双绞线
– –
屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)
无屏蔽双绞线UTP(Unshielded Twisted Pair)
同轴电缆
–
–
– –
码间串扰 奈奎斯特（ Nyquist ）准则：理想情况下， 为避免码间串扰，码元传输率的上限值。
23
第2章 物理层
2.2.3 信道的极限容量
奈氏(Nyquist)准则
理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud
W 是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
能通过
0
不能通过
频率(Hz)
W (Hz)
– 屏蔽具体物理设备和传输媒体的差异，向数
3
物理层 ≠ 具体的物理设备或具体的传输 媒体
第2章 物理层
2.1 物理层的基本概念
物理层的任务——实现透明的传送比特流
– 确定与传输媒体接口的特性（机械、电气、
功能、过程）。
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第2章 物理层
2.1 物理层的基本概念
与传输媒体接口有关的特性
机械特性：指明接口所用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。
50Ω同轴电缆
75Ω同轴电缆
光缆
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第2章 物理层
2.3.1 导向传输媒体
1. 双绞线
屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线
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第2章 物理层
2.3.1 导向传输媒体——双绞线
UTP的分类
Category 1 2 3 4 5 6 Bandwidth very low < 2 MHz 16 MHz 20 MHz 100 MHz 200 MHz 600 MHz Data Rate < 100 kbps 2 Mbps 10 Mbps 20 Mbps 100 Mbps 200 Mbps 600 Mbps Digital/Analog Analog Analog/digital Digital Digital Digital Digital Digital Use Telephone T-1 lines LANs LANs LANs LANs LANs
常用编码方式
数据 (a)不归零码
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
(b) 归零码
(c) 曼侧斯特
(d) 差分曼侧斯特
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第2章 物理层
2.2 数据通信的基础知识
带通调制
最基本的二元制调制方法有以下几种：
– – –
调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。 调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。
调相 (PM) ：载波的初始相位随基带数字信号 而变化。
信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。
“模拟的”(analogous)——连续变化的。 “数字的”(digital)——取值是离散数值。