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中南大学计算机网络物理层讲 义(必威体育精装版) 物理层 1、信道：信号的传输媒质，可分为有线信道和 无线信道。有线信道包括双绞线、同轴电缆、光 纤等。 2、信号：运载消息的工具，是消息的载体。从 广义上讲，它包含光信号、声信号、电信号等。 3、信道带宽：限定允许通过该信道的信号下限 频率和上限频率。 4、码元：在数字通信中常常用时间间隔相同的 符号来表示一位二进制数字， 这样的时间间隔内 的信号称为二进制码元， 而这个间隔被称为码元 长度。 1 码元可以携带 1 或多个比特的信息量。 5 、波特率：单位时间内载波参数变化的次数， 或单位时间内载波调制状态改变次数， 其单位为 波特，可被理解为单位时间内传输码元符号的个 数，通过不同的调制方法可以在一个码元上负载 多个比特信息。 6、比特率：是数字信号的传输速率，即单位时 间内传输的二进制代码的有效位数， 其单位为每 秒比特数。 7、信源与信宿：信源与信宿可简单地理解为信 息的发送者和信息的接受者。 信息传播的过程一 般可描述为： 信源信道信宿。 在计算机网络 中，网络上的任何一台计算机都可以成为信源， 也可以成为信宿。 8、编码与调制：用数字信号承载数字或模拟数 据称为编码； 用模拟信号承载数字或模拟数据称 为调制。 9、电路交换、报文交换与分组交换 电路交换首先要建立连接，然后进行数据传输， 传输完毕后释放连接，时延短，不会拥塞，不会 乱序，静态地保存带宽，不受其他用户干扰，适 用于大量数据传输，否那么资源利用率低。 报文交换无需先建立连接而直接传输数据， 带宽 动态申请动态释放， 资源利用率高， 采用存储－ 转发的方式，时延不确定，可能会产生拥塞、报 文乱序等现象。 分组交换是对报文交换的改良， 较大的报文分割 为分组， 分组有个最大长度限制， 使得存储－转 发可以在内存中完成。其他同报文交换类似。 10、数据报与虚电路等根本概念 虚电路采用呼叫分组显式建立一条逻辑链路， 然 后分组根据虚电路标签 VPI、VCI 可快速沿通路 发送， 传输完毕， 利用释放链路分组将该链路释 放。 数据报不需要显式建立链路， 发送方将数据组装 成数据报， 在其中填入发送方和接收方地址， 然 后通过存储－转发方式发送。 11、尼奎斯特定理与香农定理 尼奎斯特定理给出了求无噪声信道最大数据传 输率的公式，即最大数据传输率＝ 2Hlog2 V, 单 位为“比特位/秒〔bps〕〞。 试题 2.1 根据尼奎斯特定理，以下哪些正确？ 〔1〕只要到达每秒 2H 次采样，信号可以被完 全重构； 〔2〕采样率超过每秒 2H 次无意义； 〔3〕通过采样恢复出来的高频成分被带宽为 H 的低通滤波器滤掉了； 〔4〕V 表示信号的离散级数，即系统可调制出 的信号状态； 〔5〕一个信道的最大数据传输率取决了信道带 宽和采用的编码方案。 全部 试题 2.2 采用相-幅调制技术在带宽为 64kHz 的 无躁声信道上传输数据， 每个相位有 4 种不同幅 度的电平，要到达 512K 比特位/秒的数据速率， 至少要多少相位？ 香农定理给出了求有噪声信道最大数据传输率 的公式，即最大数据传输率＝ Hlog2 (1+S/N), 单 位为 “比特位/秒〞， S/N 为信噪比， 通常用公式 10lgS/N 转换为由分贝〔dB〕作为度量单位的值。 试题 2.3 根据香农定理，以下哪些正确？ 〔1〕公式中的信噪比 S/N 是信号功率与噪声功 率的比值，用于衡量热噪声的数量； 〔2〕公式中的信噪比单位为分贝； 〔3〕数据传输率与信号级数无关； 〔4〕数据传输率与采样频率无关； 〔5〕适用于任何热噪声信道。 〔1〕〔3〕〔4〕〔5〕 12、综合布线相关知识 综合布线的优点：〔a〕结构清晰，便于管理和维 护；〔b〕材料统一先进，适应今后的开展需要； 〔c〕灵活性强，适应各种不同的需求； 〔d〕便 于扩充，节约费用，提高了系统的可靠性。 传输介质：〔a〕双绞线：由两条相互绝缘的导线 按照一定的规格互相缠绕〔一般以顺时针缠绕〕 在一起而制成的一种通用配线。互相绝缘的金 属导线的互相绞合可以抵御一局部外界电磁 波干扰，降低自身信号的对外干扰。通常，计 算机网络所使用的是 3 类线和 5 类线双绞线， 其中 10 BASE-T 使用的是 3 类线，100BASE-T 使用的 5 类线。双绞线又可分为非屏蔽双绞线 和屏蔽双绞线。屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂 包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射， 屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽 双绞线电缆困难。 〔b〕同轴电缆：先由两根同 轴心、相互绝缘的圆柱形金属导体构成根本单元 (同轴对)，再由单个或多个同轴对组成的电缆。 同轴电缆分 50Ω 基带电缆和 75Ω 宽带电缆两 类。基带电缆又分