計算機網絡技術複習題 第二章 實體層

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第二章實體層

2-01 實體層要解決什麼問題？實體層的主要特點是什麼？

（1）實體層要解決的主要問題：

①.實體層要盡可能屏蔽掉實體裝置、傳輸媒體和通信手段的不同，使上面的資料鍊路層感覺不到這些差異的存在，而專注于完成本曾的協定與服務。

②.給其服務使用者（資料鍊路層）在一條實體的傳輸媒體上傳送和接收比特流（一般為串行按順序傳輸的比特流）的能力。為此，實體層應解決實體連接配接的建立、維持和釋放問題。

③.在兩個相鄰系統之間唯一地辨別資料電路。

（2）實體層的主要特點：

①.由于在OSI 之前，許多實體規程或協定已經制定出來了，而且在資料通信領域中，這些實體規程已被許多商品化的裝置鎖采用。加之，實體層協定涉及的範圍廣泛，是以至今沒有按OSI 的抽象模型制定一套心的實體層協定，而是沿用已存在的實體規程，将實體層确定為描述與傳輸媒體接口的機械、電氣、功能和規程特性。

②.由于實體連接配接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，是以，具體的實體協定相當複雜。

2-04 試解釋以下名詞：資料、信号、模拟資料、模拟信号、基帶信号、帶通信号、數字資料、數字信号、碼元、單工通信、半雙工通信、全雙工通信、串行傳輸、并行傳輸。

答：資料：運送資訊的實體。

信号：資料的電氣的或電磁的表現。

模拟資料：運送資訊的模拟信号。

模拟信号：連續變化的信号。

基帶信号：來自信源的信号。

帶通信号：經過載波調制後的信号。

數字信号：取值為有限的幾個離散值的信号。

數字資料：取值為不連續數值的資料。

碼元：在使用時間域的波形表示數字信号時，代表不同離散數值的基本波形

單工通信：即隻有一個方向的通信而沒有反方向的互動。

半雙工通信：即通信和雙方都可以發送資訊，但不能雙方同時發送（當然也不能同時接收）。

這種通信方式是一方發送另一方接收，過一段時間再反過來。

全雙工通信：即通信的雙方可以同時發送和接收資訊。

基帶信号（即基本頻帶信号）——來自信源的信号。像計算機輸出的代表各種文字或圖像檔案的資料信号都屬于基帶信号。

帶通信号——把基帶信号經過載波調制後，把信号的頻率範圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率範圍内能夠通過信道）。

2-05 實體層的接口有哪幾個特性？各包含什麼内容？

答：（1）機械特性：指明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。

（2）電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的範圍。

（3）功能特性：指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何意。

（4）規程特性：說明對于不同功能的各種可能事件的出現順序。

2-07 假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為2000 碼元/秒。如果采用振幅調制，把碼元的振幅劃分為16 個不同等級來傳送，那麼可以獲得多高的資料率（b/s）？

答：80000 b/s

2-13 為什麼要使用信道複用技術？常用的信道複用技術有哪些？

答：信道複用的目的是讓不同的計算機連接配接到相同的信道上,以共享信道資源。在一條傳輸媒體上傳輸多個信号,提高線路的使用率，降低網絡的成本。這種共享技術就是多路複用技

術。

頻分複用（ FDM ，Freq uency Division Multiplexing ）就是将用于傳輸信道的總帶寬劃分成若幹個子頻帶（或稱子信道），每一個子信道傳輸1 路信号。頻分複用要求總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸的信号互不幹

擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信号互不幹擾（條件之一）。

頻分複用技術的特點是所有子信道傳輸的信号以并行的方式工作，每一路信号傳輸時可不考慮傳輸時延，因而頻分複用技術取得了非常廣泛的應用。

時分複用（ TDM ，Time Division Multiplexing ）就是将提供給整個信道傳輸資訊的時間劃分成若幹時間片（簡稱時隙），并将這些時隙配置設定給每一個信号源使用，每一路信号在自己的時隙内獨占信道進行資料傳輸。時分複用技術的特點是時隙事先規劃配置設定好且固定不變，是以有時也叫同步時分複用。其優點是時隙配置設定固定，便于調節控制，适于數字資訊的傳輸；缺點是當某信号源沒有資料傳輸時，它所對應的信道會出現空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個空閑的信道，是以會降低線路的使用率。

時分複用技術與頻分複用技術一樣，有着非常廣泛的應用，電話就是其中最經典的例子，此外時分複用技術在廣電也同樣取得了廣泛地應用，如SDH ，ATM，IP 和HFC 網絡中CM 與CMTS 的通信都是利用了時分複用的技術。

2-14 試寫出下列英文縮寫的全文，并進行簡單的解釋。

FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48

答：

FDM(frequency division multiplexing)頻分複用，同一時間同時發送多路信号。所有的使用者可以在同樣的時間占用不同的帶寬資源。

TDM(Time Division Multiplexing)時分複用，将一條實體信道按時間分成若幹時間片輪流地給多個使用者使用，每一個時間片由複用的一個使用者占用，所有使用者在不同時間占用同樣的頻率寬度。

STDM(Statistic Time Division Multiplexing)統計時分複用，一種改進的時分複用。不像時分複用那樣采取固定方式配置設定時隙，而是按需動态地配置設定時時隙。

WDM(Wave Division Multiplexing)波分複用，在光信道上采用的一種頻分多路敷衍的變種，即光的頻分複用。不同光纖上的光波信号（常常是兩種光波信号）複用到一根長距離傳輸的光纖上的複用方式。

DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)密集波分複用，使用可見光頻譜的寬帶特征在單個光纖上同時傳輸多種光波信号的技術。DWDM 可以利用一根光纖同時傳輸多個波長，多路高速信号可以在光纖媒體中同時傳輸，每路信号占用不同波長。

CDMA(Code Wave Division Multiplexing)碼分多址，是采用擴頻的碼分多址技術。使用者可以在同一時間、同一頻段上根據不同的編碼獲得業務信道。

SONET(Synchronous Optical Network)同步光纖網，是以分級速率從155Mb/s 到2.5Gb/s的光纖數字化傳輸的美國标準，它支援多媒體多路複用，允許聲音、視訊和資料格式與不同的傳輸協定一起在一條光纖線路上傳輸。

SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數字系列指國際标準同步數字系列。SDH 簡化了複用和分用技術，需要時可直接接入到低速支路，而不經過高速到低速的逐級分用，上下電路友善。

STM-1(Synchronous Transfer Module)第1 級同步傳遞子產品，SDH 的基本速率，相當于SONET體系中的OC-3 速率。

OC-48(Optical Carrier)第48 級光載波，是SONET 體系中的速率表示，對應于SDH 的STM-16速率，常用近似值2.5Gb/s.

2-16 共有4 個站進行碼分多址CDMA 通信。4 個站的碼片序列為：

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）

現收到這樣的碼片序列：（-1 +1 –3 +1 -1 –3 +1 +1）。問哪個站發送資料了？發送資料的站發送的1 還是0？

答：S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1， A 發送1

S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1， B 發送0

S·C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0， C 無發送

S·D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1， D 發送1

2-17 試比較xDSL，HFC 以及FTTx 接入技術的優缺點。

答：xDSL 技術就是用數字技術對現有的模拟電話使用者線進行改造，使它能夠承載寬帶業務。成本低，易實作，但帶寬和品質差異性大。

HFC 網的最大的優點具有很寬的頻帶，并且能夠利用已經有相當大的覆寫面的有線電視網。

要将現有的450 MHz 單向傳輸的有線電視網絡改造為750 MHz 雙向傳輸的HFC 網需要相當的資金和時間。

FTTx（光纖到……）這裡字母x 可代表不同意思。可提供最好的帶寬和品質、但現階段線路和工程成本太大。

第三章，資料鍊路層，明天再更新。

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