《计算机网络》谢希仁第二章物理层复习资料全
计算机网络第二章谢希仁
第二十五页，共86页。
2.3 物理层下面的传输媒体
传输媒体也称为传输介质或传输媒介，它就是 数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理 通路。
传输媒体可分为两大类，即导引型传输媒体和 非导引型传输媒体。
在导引型传输媒体中，电磁波被导引沿着固体 媒体（铜线或光纤）传播。
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香农公式表明
信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速 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。
若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（当然实际信道不可 能是这样的），则信道的极限信息传输速率 C 也就没有上C = W log2(1+S/N) (bit/s)
其中： 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。
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(2) 信噪比
噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。噪声是随机产生 的，它的瞬时值有时会很大。因此噪声会使接收端对码元的 判决产生错误。
第 2 章 物理层
2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 2.3 物理层下面的传输媒体 2.4 信道复用技术 2.5 数字传输系统 2.6 宽带接入技术
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2.1 物理层的基本概念
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。
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250 MHz
与5类相比改善了串 扰等性能
传输速率高于1 Gbit/s的应用
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600 MHz 使用屏蔽双绞线
计算机网络基础谢希仁第五版2章u
双绞线缆线
计算机网络工程使用4对非屏蔽双绞线导线，物理结构如图16所示。 1．非屏蔽双绞线电缆的优点 非屏蔽双绞线电缆的优点如下。
1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间。 2）质量小、易弯曲、易安装。 3）将串扰减至最小或加以消除。 4）具有阻燃性。 5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。
3
2.1 物理层的基本概念
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接 口的一些特性，即：
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
下面详细介绍使用110配线系统构建4对UTP电缆交叉连接管 理系统的步骤：
（1）在墙上标记好110配线架安装的水平和垂直位置，如图 所示。
（2）300线对配线架及线缆管理槽固定方法 ，如图所示。 100线对配线架及线缆管理槽固定方法 ，如图。
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110配线系统安装技术要点
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第 2 章 物理层（续）
2.4 信道复用技术
2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用 2.4.2 波分复用 2.4.3 码分复用
2.5 数字传输系统 2.6 宽带接入技术
2.6.1 xDSL技术 2.6.2 光纤同轴混合网（HFC 网） 2.6.3 FTTx 技术
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同轴电缆根据其直径大小可以分为粗同轴电缆与细同轴电缆。
细缆的直径为0.26cm，最大传输距离为185m，细缆的阻抗是50 。
《计算机网络（第7版）谢希仁著》第二章物理层要点及习题总结
《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第⼆章物理层要点及习题总结1.物理层基本概念：物理层考虑的是怎样才能再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2.物理层特性：机械特性，电⽓特性，功能特性，过程特性3.数据通信系统：分为源系统（发送端）、传输系统（传输⽹络）、⽬的系统（接收端）三⼤部分，通信的⽬的是传送消息，数据是运送消息的实体，信号则是数据的电⽓或电磁的表现，通信系统必备的三⼤要素：信源，信道，信宿4.信号： （1）模拟信号（连续信号） 代表消息的参数的取值是连续的，连续变化的信号，⽤户家中的调制解调器到电话端局之间的⽤户线上传送的就是模拟信号。
（2）数字信号（离散信号），代表消息的参数的取值是离散的。
⽤户家中的计算机到调制解调器之间，或在电话⽹中继线上传送的就是数字信号。
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就称为码元。
在使⽤⼆进制编码时，只有两种不同的码元，⼀种代表0状态⽽另⼀种代表1状态。
（1码元可以携带的信息量不是固定的，⽽是由调制⽅式和编码⽅式决定的，1码元可以携带n bit的信息量，可以通过进制转换和多级电平）5.信道 （1）基本概念：信道⼀般⽤来表⽰向某⼀个⽅向传送信息的媒体，⼀条通信电路往往包含⼀条发送信道和⼀条接收信道。
（2）通信双⽅的交互⽅式： ①单⼯通信（单向通信）：即只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互，例如：⽆线电⼴播，有线电⼴播 ②半双⼯通信（双向交替通信）：即通信的双⽅都可以发送信息，但不能双⽅同时发送（当然也就不能同时接收）。
这种通信⽅式是⼀⽅发送另⼀⽅接收，过⼀段时间后可以再反过来。
例如：对讲机 ③全双⼯通信（双向同时通信）：即通信的双⽅可以同时发送和接收信息。
例如：打电话 （3）调制和解调 原因：信源的信号常称为基带信号（即基本频带信号）。
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。
计算机网络谢希仁版复习资料整理考试必备要点
第一章 概述1、计算机网络的两大功能：连通性和共享；2、因特网发展的三个阶段：①从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。
②建成了三级 结构的因特网。
③逐渐形成了多层次 ISP （Internet service provider ） 结构的因特网。
3、NAP （或称为IXP)——网络接入点：用来交换因特网上流量；向各ISP 提供交换设施，使他们能够互相平等通信4、因特网的组成：①边缘部分：用户利用核心部分提供的服务直接使用网络进行通信并交换或共享信息；主机称为端系统，（是进程之间的通信） 两类通信方式：1) 客户服务器方式：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方；客户程序：一对多，必须知道服务器程序的地址；服务程序：可同时处理多个远地或本地客户的请求（被动等待）； 2) 对等连接方式（p2p)：平等的、对等连接通信。
既是客户端又是服务端；②核心部分：为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）（主要由路由器和网络组成）；核心中的核心：路由器（转发收到的分组，实现分组交换）交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源：1) 电路交换：建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放资源（归还通信资源）始终占用资源；2) 报文交换：基于存储转发原理（时延较长）；3) 分组交换：报文（message ）切割加上首部（包头header ）形成分组（包packet ）；优点：高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不建立连接就发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议）；存储转发时造成时延；后两者不需要预先分配传输带宽；路由器处理分组过程：缓存→查找转发表→找到合适端口； 5、计算机网络的分类 ● 按作用范围：WAN(广），MAN （城），LAN （局），PAN （个人）； ● 按使用者：公用网，专用网；● 按介质：有线网，光纤网，无线网络； ● 按无线上网方式：WLAN ，WWAN （手机）；● 按通信性能：资源共享，分布式计算机，远程通信网络。
计算机网络 谢希仁 第二章习题解答
计算机网络 谢希仁第二章：物理层1、物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？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，而不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。
现有的网络中物理设备和传输媒体种类繁多，通信手段也有许多不同的方式。
物理层的作用正是要尽可能地屏蔽掉这些差异，使数据链路层感觉不到这些差异，这样数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。
物理层的重要任务是确定与传输媒体的接口的一些特性。
2、规程与协议有什么区别？（教材36）答：3、试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。
答：一个数据通信系统可划分为三大部分：数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号信息数据信号信号数据信息数据通信系统数据通信系统的模型4、试解释下列名词：数据、信号、模拟数据、模拟信号、数字数据、数字信号、单工通信、半双工通信、全双工通信。
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。
数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。
数字数据：取值为不连续数值的数据。
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。
5、物理层的接口有哪几个特性？各包含什么内容？答：（1）机械特性：指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。
（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意。
（4）规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2-06 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/每秒”和“码元/每秒”有何区别？答：数据在信道中传输受到信道的带宽和信道信噪比的影响，信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。
《计算机网络(第四版) 谢希仁编著 第二章
对基带数字信号的几种调制方法
基带信号 调幅 0 1 0 0 1 1 1 0 0
调频
调相
一种正交调制 QAM
QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
(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。
香农公式表明
信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的 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。 若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（当然实 际信道不可能是这样的），则信道的极限信息 传输速率 C 也就没有上限。 实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农 的极限传输速率低不少。
2.2.4 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。
调幅 海事 无线电 无线电 波段
调频 移动 无线电 无线电 电视
LF
MF
HF
Vቤተ መጻሕፍቲ ባይዱF UHF SHF
EHF THF
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)
计算机网络-谢希仁第七版1~3章知识点总结(细)
第一章概述21世纪的一些重要特征是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。
网络现在已经成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。
三网:电信网络（提供电话、电报及传真等服务；）、有线电视网络（向用户传送各种电视节目；）、计算机网络（使用户能在计算机之间传送数据文件；）。
发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。
1、计算机网络的两个重要功能：连通性（使上网用户之间都可以交换信息（数据，以及各种音频视频），好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。
）共享（资源共享的含义是多方面的。
可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享）。
2、计算机网络由若干结点和连接这些结点的链路组成。
3、网络和网络还可以通过路由器互连起来，这样就构成了一个覆盖范围更大的网络，即互联网。
4、网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络通过路由器连接在一起。
与网络相连的计算机常称为主机。
5、因特网发展的三个阶段：第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程；第二阶段的特点是建立了三级结构的因特网；第三阶段的特点是逐渐形成了子层次JSP结构的互联网。
6、因特网体系结构委员会IAB下设两个工程部：互联网工程部IETF，互联网研究部IRTF。
7、制定因特网的正式标准的三个阶段：建议标准，草案标准，互联网准备。
8、因特网组成：边缘部分（用户直接使用的，用来进行通信传送数据、音频或视频和资源共享）。
核心部分（为边缘部分提供服务的提供连通性和交换）。
9、处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。
这些主机又称为端系统(endsystem)。
10、端系统之间通信的含义：“主机A和主机B进行通信”实际上是指：“运行在主机A上的某个程序和运行在主机B上的另一个程序进行通信”。
11、端系统之间的通信方式通常可划分为两大类：客户——服务器方式（C/S方式）即Client/Server方式，简称为C/S方式。
对等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式，简称为P2P方式。
《计算机网络(谢希仁)》-学习笔记
计算机网络在信息时代的作用三网: 电信网络,有线电视网络,计算机网络计算机网络的重要功能:1)连通性彼此连通,交换信息2)共享信息共享,软硬件共享因特网概述|我们先给出关于网络,互联网,因特网的一些最基本概念.网络:许多计算机连接在一起互联网:internet 许多网络连接在一起因特网:Internet 全球最大的,开放的,有众多网络相互连接而成的计算机网络(一个互联网),其采用TCP/IP协议因特网发展的三个阶段:1.单个网络ARPANET向互联网发展的过程.1983年,TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议.人们把1983年看成是现在因特网的诞生时间.2.三级结构的因特网.分为主干网,地区网,校园网(企业网).3.多层次ISP结构的因特网.ISP称为因特网服务提供商.英特网组成从工作形式上分为两大块:1)—2)边缘部分由所连接在因特网上的主机组成.这部分使用户直接使用的.3)核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成,这部分是为边缘部分提供服务的.在往里边缘的端系统之间的通信方式可划分为两大类:客户-服务器方式(C/S方式)和对等方式(P2P方式)1.客户-服务器方式特征:客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方.服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的的服务2.对等连接(peer-to-peer,简写P2P)指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方.因特网的核心部分1.电路交换从通信资源的分配角度来看,交换(switching)就是按照某种方式动态地分配传输线的资源.在使用电路交换打电话之前,必须先拨号请求连接.…这种必须经过”建立连接(占用通信资源) 通话(一直占用通信资源) 释放资源(归还通信资源)”三个步骤的交换方式称为电路交换.其一个重要特点:在通话的全部时间内,通话的两个用户是指占用端到端的通信资源.2.分组交换分组交换采用存储转发技术.把要发送的的整块数据称为一个报文(message).在发送之前,先把其分为一个个小的等长数据段.在每一个数据段前面加上一些必要控制信息组成的首部(header)后,就构成了一个分组(packet),其又称为包.分组是在因特网中传送的数据单元,分组中的首部包含了如目的地址和原地址等重要信息,每一个分组才能在因特网中独立地选择传输路径,并最终正确地交付到分组传输的终点.位于网络边缘的主机和网络核心部分的路由器都是计算机,但它们的作用却不一样.主机是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息.路由器是用来转发分组的,即进行分组交换的.优点: 高效灵活迅速可靠缺点:分组在各路由器存储转发时需要排队,这就会造成一定时延.另外,各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销.3.报文交换整个报文先传送到相邻结点,全部存储下来后查找转发表,转到下一个结点.#计算机网络的类别1.按照作用范围分类: 广域网WAN(运用了广域网技术) 城域网MAN 局域网LAN(运用了局域网技术) 个人区域网PAN 计算机网络性能7个性能指标.速率带宽吞吐量时延时延带宽积往返时间利用率1.速率:连接在计算机网络上的主机在数字信号道上传送数据位数的速率,单位b/s,kb/s,Mb/s2.带宽计算机领域中,带宽来表示网络的通信线路传送数据的能力,表示单位时间内从网络中的某一点到另一点所通过的”最高数据率”数据通信领域中,数字信道所传送的最高数据率单位b/s,kb/s,Mb/s3.吞吐量'即在单位时间内通过某个网络的数据量;单位b/s,Mb/s等4.时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间(1)发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间(2)传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要发费的时间(3)处理时延主机或路由器在收到分组是要花费一定的时间进行处理,例如分析分组的首部,从分组中提取数据部分.(4)排队时延分组在经过网络传输时,要经过许多路由器.但分组在进入路由器后要先在输入队列中等待处理.在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发.这就产生了排队延时.5.时延带宽积；表示这样的链路可容纳多少个比特.又称以比特为单位的链路长度6.往返时间RTT表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间.7.利用率信道利用率:网络利用率:信道利用率加权平均值,D0网络空闲时的时延,D表示网络当前的时延,U表示网络利用率计算机网络体系结构开放系统信息交换涉及的几个概念!实体(entry): 交换信息的硬件或软件进程协议(protrocol): 控制两个对等实体通信的规则服务(service): 下层向上层提供服务,上层需要下层提供的服务来实现本层功能服务访问点(SAP): 相邻两层实体间交换信息的地方开发系统胡来年基本参考模型OSI/RM(Open Systems Interconnection Reference Model) 七层应用层能够产生流量能够和用户交互的应用程序表示层加密压缩开发人员会话层服务和客户端建立的会话查木马netstat –nb传输层可靠传输(要建立回话的) 不可靠传输流量控制网络层IP地址编址选择最佳路径；数据链路层输入如何封装添加物理层地址MAC物理层电压接口标准网络排错从底层到高层网络安全和OSI参考模型物理层安全数据链路层安全ADSL网络层安全应用层安全SQL注入漏洞上传漏洞TCP/IP四层模型应用层运输层(TCP或UDP)网际层IP网络接口层.综合OSI和TCP/IP的优点,采用一种五层协议的体系结构应用层应用层(传输数据单元PDU)运输层运输层报文网络层IP数据报(IP分组)数据链路层数据帧物理层00110101物理层的基本概念物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上数据比特流,而不指具体的传输媒体.可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性.—机械特性接口形状,尺寸,引脚数目和排列数据通信的基础知识一个数据通信系统可划为三大部分: 原系统(或发送端,发送方) 传输系统(传输网络) 目的系统(接收端,接收方) 相关术语通信的目的是传送消息.数据（data）——运送消息的实体信号（signal）——数据二等电气的或电磁的表现“模拟信号”——代表消息的参数的取值是连续的“数字信号”——代表消息的参数的取值是离散的码元（code）——在使用时间域的波形表示数字信号时，则代表不同离散数值的基本波形就形成码元#有关信道的几个基本概念信道一般表示一个方向传送信息的媒体。
计算机网络 谢希仁 第2章__物理层
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），并转换为模拟信号，以便在模拟信道中传输。 而使用载波的调制称为带通调制。
2.2 数据通信的基本知识
常用的编码方式
比特流 不归零制 归零制 曼彻斯特 差分曼彻斯特
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
2.2 数据通信的基本知识
基本的带通调制方法
调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，
0和1分别对应于无载波或有载波。 调频(FM)：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。
为了达到更高的信息传输速率，必须采用技术上更为复
杂的多元制的振幅相位混合调制方法。例如，正交振幅调 制QAM。
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。
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。 奈奎斯特准则：二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与 通信信道带宽W（W=f，单位Hz）的关系为Rmax=2· f（bps）
(a) £ » ± ¤² ã ü ² ° ã â Ï ¹ Ë ü ² ° ã £ » ± ¤² ã (b)
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2.3 传输介质
2.2 数据通信的基本知识
《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）。
计算机网络课件谢希仁
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。
2-02 规程与协议有什么区别？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。
数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。
数字数据：取值为不连续数值的数据。
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。
《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。
谢希仁计算机网络第七版第二章
(1) 常用编码方式
• 从信号波形中可以看出，曼彻斯特 (Manchester) 编码和差分曼彻斯特编码产生 的信号频率比不归零制高。
2.2.2 有关信道的几个基本概念
调制分为两大类：
• 基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使它 能够与信道特性相适应。变换后的信号仍然是基 带信号。把这种过程称为编码 (coding)。
• 带通调制：使用载波 (carrier)进行调制，把基带信 号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟 信号，这样就能够更好地在模拟信道中传输（即 仅在一段频率范围内能够通过信道） 。
(1) 常用编码方式
比特流 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1
不归零 制
归零制
曼彻斯特
差分 曼彻斯特
数字信号常用的编码方式
差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码的比 较 • 曼彻斯特和差分曼彻斯特编码是原理基本相同的两种编码，后者是前
者的改进。他们的特征是在传输的每一位信息中都带有位同步时钟， 因此一次传输可以允许有很长的数据位。
• 带通信号 ：经过载波调制后的信号。
(1) 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。 • 曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变代
表 0，位周期中心的向下跳变代表 1。但也 可反过来定义。
• 差分曼彻斯特编码：在每一位的中心处始 终都有跳变。位开始边界有跳变代表 0，而 位开始边界没有跳变代表 1。
• 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。
第二章 物理层
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2.1.4物理层协议举例
1.DTE设备与DCE设备 数据终端设备（Data Terminal Equipment ，DTE ）是具有一定数据处理能力和数据发送接收能力的 设备，包括各种I/O设备和计算机。由于大多数的 数据处理设备的传输能力有限，直接将相距很远的 两个数据处理设备连接起来是不能进行通信的，所 以要在数据处理设备和传输线路之间加上一个中间 设备，即数据线路端接设备（Data Circuitterminating Equipment ，DCE）。DCE在DTE和传 输线路之间提供信号变换和编码的功能。
谢希仁22数据通信的基础知识221数据通信系统的模型传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器pc机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号输入汉字显示汉字数据通信系统源系统目的系统传输系统输出信息pc机数据通信基础知识基本概念?信息?人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识?表示信息的形式可以是数值文字图形图像声音等?数据?把事件的某些属性规范化后的表现形式?信号?是数据的具体的物理表现
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4.1 物理层的基本概念
2.1.4物理层协议举例
2.RS-232接口特性 4）过程特性 （5）当DTE-A要发送数据时，将其引脚4“请求发
送”置为“ON”。DCE-A响应将其引脚5“允许发送 ”置为“ON”。然后DTE-A通过引脚2“发送其数据 ”。DCE-A将数字信号转换为模拟信号向DCE-B发送 过去。 （6）DCE-B将收到的模拟信号转换为数字信号，经 过引脚3“接收数据”向DTE-B发送。
绪”置为ON，同时通过引脚2“发送数据”向DCE-A 传送电话号码信号。 （2）DCE-B将引脚22“振铃提示”置为ON，表示通 知DTE-B有入呼叫信号到达。DTE-B就将其引脚 20“DTE就绪”置为ON。DCE-B接着产生载波信号， 并将引脚6“DCE就绪”置为“ON”，表示已做好准 备接收数据。
计算机网络计算题答案谢希仁图文稿精选全文
可编辑修改精选全文完整版计算机网络计算题答案谢希仁集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）第一章 概述习题1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x(bit)。
从源站到目的站共经过k 段链路，每段链路的传播时延为d(s)，数据率为b (b/s)。
在电路交换时电路的建立时间为s (s)。
在分组交换时分组长度为p (bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？解：采用电路交换：端到端时延：kd bxs t c ++= 采用分组交换：端到端时延：kd bxb p k t p ++-=)1(，这里假定p x >>，即不考虑报文分割成分组后的零头。
欲使c p t t <，必须满足s bpk <-)1( 习题1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x 和（p+h ）（bit ），其中p 为分组的数据部分的长度，而h 为每个分组所带的控制信息固定长度，与p 的大小无关。
通信的两端共经过k 段链路。
链路的数据率为b （bit/s ），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p 应取为多大？答：分组个数x/p ，传输的总比特数：(p+h)x/p 源发送时延：(p+h)x/pb最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p+h)/b总发送时延D=源发送时延+中间发送时延 D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b 令其对p 的导数等于0，求极值 p=√hx/(k-1)习题1-20 收发两端之间的传输距离为1000km ，信号在媒体上的传播速率为s m /1028⨯。
试计算以下两种情况的发送时延的传播时延：（1） 数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s 。
（2） 数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s 。
计算机网络答案谢希仁第二章物理层
第二章物理层2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？（1）物理层要解决的主要问题：①.物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本曾的协议与服务。
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。
（2）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锁采用。
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心的物理层协议，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。
2-02 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”（procedure），后来具有体系结构的计算机网络开始使用“协议”（protocol）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”。
2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。
答：一个数据通信系统可划分为三大部分：源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）、和目的系统（或接收端）。
源系统一般包括以下两个部分：•源点：源点设备产生要传输的数据。
例如正文输入到PC 机，产生输出的数字比特流。
•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。
例如，调制解调器将PC 机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。
•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。
例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。
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第二章物理层2.1 物理层的基本概念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W 为信道的带宽（以Hz 为单位）S 为信道所传信号的平均功率N 为信道部的高斯噪声功率信噪比=10 () (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）。
每一个时分复用的用户在每一个 TDM帧中占用固定序号的时隙。
在进行通信时，复用器总是和分用器成对的使用。
在复用器和分用器之间是用户共享的高速信道。
分用器的作用正好和复用器相反，它把高速信道传送过来的数据进行分用，分别送交到相应的用户。
●统计时分复用STDM：是一种改进的时分复用，它能明显的提高信道的利用率。
集中器（智能复用器）常使用这种统计时分复用。
●波分复用WDM：光的频分复用→密集波分复用DWDM●码分复用CDM（码分多址CDMA）：各用户使用经过特殊挑选的不同码型（重点）例题：共有四个站进行码分多址CDMA通信。
四个站的码片分别为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：（-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1还是0？M•A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1， A发送1M•B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1， B发送0M•C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0， C无发送M•D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1， D发送12.5 数字传输系统早期的数字传输系统存在着许多缺点：1.速率标准码不统一2.不是同步传输习题答案：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。
2-02 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。
数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。
数字数据：取值为不连续数值的数据。
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。
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。
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，把信号的频率围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率围能够通过信道）。
2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性？个包含些什么容？答：（1）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。
（2）电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的围。
（3）功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。
（4）规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2-06 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：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香农公式在数据通信中的意义是：只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输。
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。
2-07 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）?答：C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s2-08 假定要用3KHz带宽的信道传送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？）答：C=Wlog2（1+S/N）(b/s)W=3khz，C=64khz----àS/N=64.2dB 是个信噪比要求很高的信源2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？答：C = W log2(1+S/N) b/s-àSN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1SN2=2*（C2/W）-1=2*（1.6*C1/w）-1=2*（1.6*35000/3100）-1SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。
C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）C3/C2=18.5%如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？答：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 50 W 同轴电缆 75 W 同轴电缆光缆无线传输：短波通信/微波/卫星通信2-11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：使用这种双绞线的链路的工作距离为=20/0.7=28.6km衰减应降低到20/100=0.2db2-12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*10e8m/s.解： V=L*F-àF=V/L--àB=F2-F1=V/L1-V/L21200nm到1400nm：带宽=23.8THZ1400nm到1600nm：带宽=17.86THZ2-13 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。
2-14 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2-15 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。