第2章 物理层
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
王道计算机网络第二章物理层思维导图脑图
通信双方可以同时发送信和接受信息，也需要两条信道 Eg：打电话
串行传输&并行传输
串行传输 并行传输
将表示一个字符的8位二进制数按由低位到高位的顺序依次发送 速度慢，费用低，适合远距离 将表示一个字符的8位二进制数同时通过8条信道发送 速度快，费用高，适合近距离
同步传输
在同步传输的模式下，数据的传送是以一个数据区块为单位，因此同步传输又称 区块传输，在传送数据时，需先送出1个或多个同步字符，再送出整批的数据
多模光纤
光纤
单模光纤
分类
1.传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济
2.抗雷电和电磁干扰性能好 3.无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据
特点
4.体积小，重量轻
自由空间，介质可以是空气、真空、海水等
信号向所有方向传播 较强穿透能力，可传远距离，广泛用于通信领域（如手机通信）
无线电波
信号固定方向传播
基带信号与宽带信号
宽带信号
将基带信号进行调制后形成的频分复用信号，再传输到模拟信道上去传输（宽带传输）
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）
在传输距离较近时，计算机网络采用基带传输方式（近距离衰减小，从而信号内 容不易发生变化）
再生，放大信号
对信号进行再生放大转发，对衰减的信号进行放大，接着转发到其他所有（除输 入端口外）处于工作状态的端口上，以增加信号传输的距离，延长网络的长度， 不具备信号的定向传送能力，是一个共享式设备
功能
集线器不能分割冲突域
集线器（多口中继器）
连在集线器上的工作主机平分带宽
物理层设备
传输介质和物理层设备
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。
《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。
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
计算机网络第2章 物理层(答案)
一、选择题1、波特率等于下列什么？A．每秒传输的比特B．每秒钟可能发生的信号变化的次数C．每秒传输的周期数D．每秒传输的字节数2、数据通信中的信道传输速率单位用bps表示下列什么？A．字节/秒B．位/秒C．K位/秒D．K字节/秒3、传输速率单位“bps”代表什么？A．BYTES PER SECOND B．BITS PER SECONDC．BAUD PER SECOND D．BILLION PER SECOND4、半双工支持哪一种类型的数据流？A．一个方向B．同时在两个方向上C．两个方向，但在每一时刻仅可以在一个方向上有数据流D．以上说法都不对5、无线电广播采用的通信方式是下列什么通信？A．单工通信B．半双工通信C．全双工通信D．以上都不是6、“指明某条线路上出现某种电压表示何种意义”指的是什么特性？A．机械特性B．电气特性C．功能特性D．规程特性7、信号的电平用+5V~+15V表示二进制0，用-5V~-15V表示二进制1，电缆长度限于15m以内，这体现了物理层接口的下列哪一种特性？A．机械特性B．功能特性C．电气特性D．规程特性8、下列传输介质中，哪种最适合长距离信息传输以及要求高度安全的场合。
A．同轴电缆B．双绞线C．微波D．光缆9、利用双绞线连网的网卡采用的接口是下列哪一个？A．AUI B．BNC C．RJ-45D．SC10、双绞线分下列哪两类双纹线？A．基带．宽带B．基带．窄带C．屏蔽．非屏蔽D．屏蔽．基带11、在局域网中，最常用的、成本最低的传输介质是下列哪一种？A．双绞线B．同轴电缆C．光纤D．无线通信12、在以太网中应用光缆作为传输介质的意义在于下列哪一项？A．增加网络带宽B．扩大网络传输距离C．降低连接及使用费用D．A、B、C都正确。
13、关于微波通信，下列说法错误的是哪个？A．微波传输信息质量较好B．微波通信信道容量较大C．微波信号能够绕过障碍物D．与电缆通信比较，其保密性较差14、下列哪一个不是卫星通信的特点?A．具有较大的传播时延B．比较适合广播通信C．卫星通信价格较贵D．具有较好的保密性15、一次传送一个字符，每个字符用一个起始码引导，一个停止码结束。
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）。
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。
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▪ 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。
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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、
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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)。
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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。
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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（）。
第2章 物理层
第2章物理层填空题1. 物理层上所传数据的单位是________。
【答案】比特。
【考查知识点】物理层的一些基本知识。
2. 假设信道的带宽为3kHz，信噪比为20dB，则根据香农公式，信道的极限信息传输速率为：_________。
【答案】3000log2101【考查知识点】信噪比（dB）的含义，香农公式。
3. PCM数字传输系统存在着许多缺点，其中最主要的是________、________，为了解决这一问题，美国首先推出了一个数字传输标准_________。
【答案】速率标准不统一、不是同步传输，同步光线网SONET。
【考查知识点】同步光线网SONET。
4. 限制码元在信道上传输速率的两个因素分别是：_______ 、__________。
【答案】：信道能够通过的频率范围信噪比。
【考查知识点】：码元传输速率。
5. 常用的信道复用技术有_________ 、___________、___________ 、_________。
【答案】频分复用时分复用波分复用码分复用。
【考查知识点】信道复用技术。
6. .频分复用技术的主要特点：__________________；时分复用技术的主要特点：_______________。
【答案】：相同的时间占用不同的频带宽度，不同的时间占用相同的频带宽度。
【考查知识点】信道复用技术。
7. 频分复用的所有用户是在______时间占用______频带宽度，时分复用的所有用户是在______时间占用______频带宽度，码分复用是所有用户在______时间占用______频带宽度。
【答案】相同，不同，不同，相同，相同，相同。
【考查知识点】考察对各种信道复用技术的理解。
8. 宽带接入中xDSL技术是________。
有_________，________，_________，_______四个类型。
【答案】用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造。
ADSL非对称数字用户线，HDSL高速数字用户线，SDSL是1对线的数字用户线，VDSL是甚高速数字用户线。
《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）。
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。
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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章物理层一、填空题1、根据信号在信道上的传输方向，把数据通信方式分为（）、（）和（）。
2、物理层协议定义了硬件接口的一系列标准归结起来有四个特性：（）、（）、（）和（）。
3、信噪比为30dB，带宽为4KHz的随机噪声信道的最大数据传输速率为（）。
4、在将计算机与10BASE-T集线器进行连接时，使用（）接口，UTP电缆的长度不能大于（）米。
5、多路复用技术主要包括频分多路复用技术和（）技术两种。
6、假设某以太网段的最大连接距离是300米，若将以太网的长度扩大到1000米，需要的中继器个数为（）。
7、在采用电信号表达数据的系统中，数据有数字数据和（）两种。
8、根据传输点模数的不同，光纤可分为（）和（）光纤。
9、Modem的作用是：在计算机发送数据时，把计算机发出的数字信号（）成电话线能传输的模拟信号；而在计算机接收数据时，则把电话线上传来的模拟信号（）成计算机能接受的数字信号。
10、在10Base5：10代表（）；Base代表（）， 5代表（）。
11、计算机网络中，常用的三种有线传输媒体是：（）、（）、（）。
12、利用电话拨号连接Internet过程中所不可缺少的一个非常重要的硬件设备是（）。
13、在全双工以太网中，一个站点可以同时进行数据帧的（）和（）。
14、最常用信道复用技术有（）、（）和（）。
15、局域网中常用的通信介质分为（）和（）两大类。
16、信号调制常用的三种方法是：（）、（）和（）。
17、双绞线可以分为（）和（）两类.18、传输媒体可以分为（）和（）两大类。
19、OC-1的线路速率为（）。
二、单选题1、采用全双工通信方式，通信双方信息交互的方式是（）。
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2、对于带宽为6MHz的低通信道，若用8种不同的状态来表示数据，在不考虑热噪声的情况下，该信道每秒最多能传送的位数为（）。
A、36×106B、18×106C、96×106D、48×1063、调制解调器（MODEM）的主要功能是（）。
A、模拟信号的放大B、数字信号的整形C、模拟信号与数字信号的转换D、数字信号的编码4、在异步通信中，每个字符包含 1 位起始位、7 位数据位、1 位奇偶校验位和 1 位终止位，每秒钟传送 100 个字符，则有效数据速率为（）。
A、500b/sB、600b/sC、700b/sD、800b/s5、光纤分为单模光纤与多模光纤，这两种光纤的区别是（）。
A、单模光纤的纤芯大，多模光纤的纤芯小B、单模光纤比多模光纤采用的波长长C、单模光纤的传输频带窄，而多模光纤的传输频带宽D、单模光纤的光源采用发光二极管，而多模光纤的光源采用激光二极管6、在光纤通信标准中，OC-3 的数据速率是（）。
A、51Mb/sB、155Mb/sC、622Mb/sD、2488Mb/s7、下图所示是一种（）调制方式。
A、ASKB、FSKC、PSKD、DPSK8、关于曼彻斯特编码，下面叙述中错误的是（）。
A、曼彻斯特编码是一种双相码B、采用曼彻斯特编码，波特率是数据速率的2倍C、曼彻斯特编码可以自同步D、曼彻斯特编码效率高9、E1 信道的数据速率是（ 1），其中的每个话音信道的数据速率是（2）。
（1） A、1.544Mb/s B、2.048Mb/s C、6.312Mb/s D、44.736Mb/s（2） A、56Kb/s B、 64Kb/s C、128Kb/s D、2048Kb/s10、通信系统必须具备的三个基本要素是（）。
A、终端、电缆、计算机B、信号发生器、通信线路、信号接收设备C、信源、通信媒体、信宿D、终端、通信设施、接收设备11、传送速率单位“b/s”代表的意义是（）。
A、Bytes per SecondB、Bits per SecondC、Baud per SecondD、Billion per Second12、RS232-C是（）接口规范。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层13、假设模拟信号的最高频率为5MHz，采样频率必须大于（1），才能使得到的样本信号不失真，如果每个样本量化为256个等级，则传输的数据速率是（2）。
（1）A、5MHz B、10MHz C、15MHz D、20MHz（2）A、10Mb/s B、50Mb/s C、80Mb/s D、100Mb/s14、在异步通信中，每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇偶位和2位终止位，若每秒钟传送100个字符，采用4相位调制，则码元速率为（1），有效数据速率为（2）。
（1）A、50波特B、500波特C、550波特D、1100波特（2）A、500b/s B、700b/s C、770b/s D．1100b/s15、设信道带宽为4kHz，信噪比为30dB，按照香农定理，信道的最大数据速率约等于（）。
A、10 kb/sB、20 kb/sC、30 kb/sD、40 kb/s16、设信道带宽为4kHz，采用4相调制技术，则信道支持的最大数据速率是（）。
A、4 kb/sB、8 kb/sC、16 kb/sD、32 kb/s17、与多模光纤相比较，单模光纤具有（）等特点。
A．较高的传输速率，较长的传输距离、较高的成本 B．较低的传输速率，较短的传输距离、较高的成本C ．较高的传输速率，较短的传输距离、较低的成本D ．较低的传输速率，较长的传输距离、较低的成本18、下面4种编码方式中属于差分曼彻斯特编码的是（ ）。
0000111A.000111B.000111C.0000111D.19、下图中12位曼彻斯特编码的信号波形表示的数据是（ ）。
A 、100001110011B 、111100110011C 、011101110011D 、01110111000020、设信号的波特率为 600Baud ，采用幅度—相位复合调制技术，由 4 种幅度和 8 种相位组成 16 种码元，则信道的数据率为（ ）。
A 、600 b/sB 、2400 b/sC 、4800 b/sD 、9600 b/s21、下图中画出曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形图，实际传送的比特串为（ ）。
＋0－＋0－曼彻斯特编码羞分曼彻斯特编码A 、0 1 1 0 1 0 0 1 1B 、0 1 1 1 1 0 0 1 0C 、1 0 0 1 0 1 1 0 0D 、1 0 0 0 0 1 1 0 122、10个9．6Kb ／s 的信道按时分多路复用在一条线路上传输，如果忽略控制开销，在同步TDM 情况下，复用线路的带宽应该是（ ）；在统计TDM 情况下，假定每个子信道具有30％的时间忙，复用线路的控制开销为10％，那么复用线路的带宽应该是（ ）。
（1）A 、32Kb ／s B 、64Kb ／s C 、72Kb ／s D 、96Kb ／s（2）A 、32Kb ／s B 、64Kb ／s C 、72Kb ／s D 、96Kb ／s23、设信道的码元速率为300波特，采用4相DPSK 调制，则信道的数据速率为（ ）b/s ．A 、300B 、600C 、800D 、100024、以太网100BASE-TX 标准规定的传输介质是（ ）。
A 、3类UTPB 、5类UTPC 、单模光纤D 、多模光纤25、将双绞线制作成交叉线（一端按EIA/TIA 568A 线序，另一端按EIA/TIA 568B 线序），该双绞线连接的两个设备可为（ ）。
A 、网卡与网卡B 、网卡与交换机C、网卡与集线器D、交换机的以太口与下一级交换机的UPLINK口26、10Base-T网络的电缆标准最大有效传输距离是（）。
A、10米B、100米C、185米D、200米27、OSI参考模型的物理层中没有定义（）。
A、硬件地址B、位传输C、电平D、物理接口28、PC机通过网卡连接到路由器的以太网口，两个接口之间应该使用的电缆是（）。
A、交叉网线B、标准网线C、配置电缆D、备份电缆29、物理层的主要功能是（）。
A、提供可靠的信息传送机制B、负责错误检测和信息的重发机制C、负责用户设备和网络端设备之间的物理和电气接口D、建立和清除两个传输实体之间网络范围的连接30、如果要将两计算机通过双绞线直接连接，正确的线序是（）。
A、两计算机不能通过双绞线直接连接B、1-1、2-2、3-3、4-5、5-5、6-6、7-7、8-8C、1-3、2-6、3-1、4-4、5-5、6-2、7-7、8-8D、1-2、2-1、3-6、4-4、5-5、6-3、7-7、8-831、在以太网中，双绞线使用（）与其他设备连接起来。
A、BNC接口B、AUI接口C、RJ-45接口D、RJ-11接口32、为了扩大网络范围，可以使用（）连接多根电缆，放大信号A、中继器B、HUBC、路由器D、网桥33、各种网络主机设备需要使用具体的线缆连接，下列网络设备间的连接哪些是正确的？（）A、主机-----主机，直连B、主机-----交换机，交叉C、主机-----路由器，直连D、路由器-----路由器，直连E、交换机-----路由器，直连34、10M以太网有三种接口标准，其中10BASE-T采用( )。
A、双绞线B、粗同轴电缆C、细同轴电缆D、光纤35、下列说法哪一个是正确的？( )A、当码元的离散值个数N = 2，则波特率等于比特率；B、600波特和600bps是一个意思；C、每秒传送100个码元也就是每秒传送100个比特；D、每秒50波特的传输速率是很低的。
36、10BASE-T的以太网最大传输距离可以达到（）。
A、100MB、500MC、50MD、200M37．5类双绞线制作的交叉网线，下面哪一个图形描述的管脚对应关系正确（）。
A、交叉网线示例SIDE 1SIDE 21 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8B、交叉网线示例SIDE 1SIDE 21 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 78C、交叉网线示例SIDE 1SIDE 21 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 838、EIA RS 232一C是美国电子工业协会EIA制订的著名的物理层标准，简称RS 232-C。
RS 232-C是（）之间的接口标准，是目前各国厂家广泛使用的国际标准。
A、硬件B、软件C、DTE与DCED、DCE 与DCE39、线路传输速率为9600bit/s，供8个用户使用，在统计时分复用方式下，每个用户的最高速率可以达到（）。
A、1200 bit/sB、2400 bit/sC、4800 bit/sD、9600 bit/s40、在同一个信道上的同一时刻，能够进行双向数据传送的通信方式是（）。
A、单工B、半双工C、全双工D、以上全不是41、设线路传输速率为9600bit/s,为4个用户共用，在异步时分复用（ATDM）下，每个用户的最高速率为：（）。