Transcript 第2章、物理层
第2章 物理层 • 假设信号的波特率为600Baud，采用PSK调制 技术，则该信道的数据率是（1），而如果使 用QPSK调制技术，那么该信道的数据率将变 为（2）。 • （1）A、300b/s B、600b/s C、900b/s D、 1200b/s • （2）A、300b/s B、600b/s C、1200b/s D、 2400b/s • 用正极表示0，负极表示1的数据编码格式是 （3）；用零电平表示0，1则使电平在正、负 极间交替翻转的数据编码格式是（4）。 • （3）A、单极性码 B、极性码 C、双极性码 D、三极性码 • （4）A、AMI编码 B、RZ编码 C、NRZ编码 D、双相码 • 假设某模拟信道的最高频率是4Khz，最低频 率是1Khz，如果采用PSK调制方法，其数据 速率是（5）；如果改为采用幅度-相位复合调 制技术，由4种幅度和8种相位组成16种码元， 则信道的数据率将变为（6）。 • （5）A、2Kb/s B、4Kb/s C、6Kb/s D、 8Kb/s • （6）A、8Kb/s B、24Kb/s C、32Kb/s D、 64Kb/s • 在以下交换方式中，不属于分组交换的是 （7）；以下关于其特性的描述中，正确的是 （8）。 • （7）A、报文交换 B、信元交换 C、数据报 交换 D、虚电路交换 • （8）A、数据包不定长，可以建立端到端的 逻辑连接 B、数据包定长，可以建立端到端 的逻辑连接 C、数据包定长，长度为53B D、 其工作原理类似于电路交换，只是数据包不定 长 • 假设某模拟信道的最低频率是1Khz，如果采用 FSK调制方法，其数据速率是4Kb/s，那么该 信道的最高频率应该是（9）；如果改为QPSK 调制技术，则该信道的数据速率就将变为 （10）。 • （9）A、2Khz B、3Khz C、4Khz D、9Khz • （10）A、2Kb/s B、4Kb/s C、8Kb/s D、 16Kb/s • PCM技术主要用于解决（11）的问题；其必须 经过（12）三个步骤。 • （11）A、在数字线路上传输模拟信号 B、在 数字线路上传输数字信号 C、在模拟线路上传 输模拟信号 D、在模拟线路上传输数字信号 • （12）A、量化、取样、编码 B、取样、编码、 量化 C、取样、量化、编码 D、编码、取样、 量化 • 假设某模拟信道的带宽是3Khz，其理想信道 的波特率是（13），如果该信道的信噪比是 30DB，则该信道的数据速率为（14）。 • （13）A、3K B、6K C、12K D、24K • （14）A、10Kb/s B、20Kb/s C、30Kb/s D、 40Kb/s • 在以下四种数据编码格式中，可以自同步的是 （15），抗干扰性最差的是（16）。 • （15）A、单极性码 B、归零码 C、不归零 码 D、三极性码 • （16）A、极性码 B、归零码 C、不归零码 D、单极性码 • 9、WAV声音文件是直接对声音进行数据编码 的结果，我们经常说到的11Khz、22Khz、 44Khz是属于（17）的范畴；而8位、16位则 属于（18）的范畴。 • （17）A、音质 B、频率 C、取样 D、量化 • （18）A、音质 B、编码 C、取样 D、量化 • 适合大量数据传输和实时通信的交换方式是 （19），但它也具有很大的缺点，以下描述中 属于其缺点的是（20）。 • （19）A、电路交换 B、报文交换 C、分组交 换 D、信元交换 • （20）A、采用存储转发的工作机制，其速度 相对较慢 B、即使中途暂时没有进行通信时， 也将占用通道，因此信道利用率不高 C、由 于其使用的数据包大小固定为53B，因此速度 相对比较慢 D、由于其没有采用流控，因此 传输延迟比较明显。 • （1）的特点是设备便宜、带宽高，但传输距 离有限，易受室内空气状态影响；它属于（2） 传输媒介。 • （1）A、UTP B、同轴电缆 C、红外 D、微 波 • （2）A、具有高抗干扰性的有线 B、具有高 抗干扰性的无线 C、抗干扰性较差的有线 D、 抗干扰性较差的无线 • 在以下4种传输介质中，受电磁干扰影响最小 的是（3）。令牌环网最常使用的传输媒体是 （4）。 • （3）A、同轴电缆 B、STP C、UTP D、多 模光纤 • （4）A、同轴电缆 B、STP C、UTP D、多 模光纤 • 在以下4种传输介质中，每段线缆的最大长度 最短的是（5），在使用它进行组网时，描述 正确的是（6）。 • （5）A、同轴电缆 B、同轴粗缆 C、UTP D、 多模光纤 • （6）A、通常组成的网络拓扑为总线型，两 端需加终端电阻 B、通常组成的网络拓扑为 星型，HUB、交换机是最常用的设备 C、通 常组成的网络拓扑为星型，需要使用光收发器 D、通常安装比较困难，不过其抗干扰性比较 强。 • 在光纤通信中常用的3个波段，常用的这3个波 段中心分别位于0.85，（9）和1.55微米处。其 中，（10）微米波段处衰减较高。 • （9）A、0.50 B、0.64 C、1.20 D、1.30 • （10）A、0.85 B、0.64 C、1.20 D、1.55 • IEEE802.11定义了WLAN的两种工作模式， 其中的（11）模式网络中，无线终端通过AP 访问有线网络的数据资源。 • （11）A、Diffuse IP B、Roaming C、 Infrastructure D、Ad hoc • 在一种网络中，超过一定长度，传输介质中的数据就 会衰减。如果需要比较长的传输距离，就需要安装 （12）设备。当两种相同类型但又使用不同通信协议 的网络进行互连时，就需要使用（13）。当连接两个 完全不同结构的网络时，必须使用（14）。在不同的 网络间存储并转发分组，必需时可通过（15）进行网 络上的协议转换。 • （12）A、中继器 B、HUB C、路由器 D、网桥 • （13）A、中继器 B、HUB C、路由器 D、网桥 • （14）A、中继器 B、HUB C、路由器 D、网桥 • （15）A、协议转换器 B、网关 C、桥接器 D、重 发器 • • • • • • 下面哪一种介质是最安全的？（D） A、UTP B、 STP C、同轴电缆 D、光线 纯ALOHA信道的最大利用率是（C）。 A 、52.4% B、36.8% C、18.4% D、26.2% • 在中继系统中，中继器处于（A）。 • A、物理层 B、数据链路层 • C、网络层 D、 高层 • • • • • 各种网络在物理层互联时要求（A）。 A、数据传输率和链路协议相同 B、数据传输率相同，链路协议可不同 C、数据传输率可不同，链路协议相同 D、数据传输率和链路协议都可不同 • • • • 转发器的作用是（A） A、放大信号 B、存储帧 C、转发帧 D、寻址 根据报文交换的基本原理，可以将其交换系统 的功能概括为（C） • A、存储系统 B、转发系统 • C、存储-转发系统 D、传输-控制系统 • 下列关于信号的叙述中正确的是（B） • A、模拟信号是一种电压脉冲序列 B、信号是 数据的电子或电磁编码 C、电磁波是一种数 字信号 D、信号可分为模拟信号、数字信号 和视频信号 • 在交换网络中，常用的交换技术有电路交换、 （C）和分组交换。 • A、物理交换 B、数据交换 C、报文交换 D、 混合交换 • OSI物理层的4个接口特性是机械特性、电气 特性、功能特性和（D） • A、接口特性 B、传输特性 C、电路特性 D、 规程特性 • 中继器是（1）的连接设备，（4）可用来连接 多条传输介质与主机的衔接，其实是一个多口 中继器；网桥工作在OSI参考模型的（2）上， 路由器工作在OSI参考模型的（3）上。 • 1、物理层 2、数据链路层 3、网络层 4、集 线器 5、路由器 • 中继器具有完全再生网络中传送的服务的原有 （D）信号的能力。 • A、模拟 B、逻辑 C、数字 D、物理 • 在采用电信号表达数据的系统中，数据有数字 数据和（A）两种。 • A、模拟数据 B、逻辑数据 C、物理数据 D、离散数据 • 根据奈氏准则，每赫带宽的理想低通信道的最 高码元传输速率是每秒（A）个码元 • A、2 B、4 C、6 D、8 • 数字-模拟转换的四种调制技术有（D）、频 移键控、相移键控和正交相移键控。 • A、频率键控 B、振幅键控 C、位移键控 D、 幅移键控 • 下列关于数据传输速率和带宽的关系的叙述中 不正确的是（A） • A、中心频率越高，则数据传输速率越低 B、 中心频率越高，则潜在带宽就越宽 C、传输 系统的带宽越宽，该系统能传送的数据率越高 D、数据信号传输率越高，其有效的带宽越高 • 光纤是现代计算机网络中常用的传输媒体，根 据光信号在光线中传输的特性不同，可将光纤 分为单模光纤和（D）两大类。 • A、双模光纤 B、三模光纤 C、四模光纤 D、 多模光纤 • 频分多路复用（FDM）的技术有什么特点？ • 频分多路复用的特点是：每个用户终端的数据 通过专门分配它的子信道传输，在用户没有数 据传输时，别的用户也不能使用。频分多路复 用适合于模拟信号的频分传输，主要用于电话 和有线电视（CATV）系统，在数据通信系统 中应和调制解调技术结合使用。 • 不归零信号的特点是什么？绘制出二进制数据 0100001100001的双极不归零码的波形。 • 不归零信号的特点是无电压用“0”来表示，恒 定电压用“1”来表示。 • 什么是频带传输？ • 频带传输借助于模拟的正弦载波信号，用数字 数据调制载波，将数字数据寄生在载波的某个 参数上，借助于模拟信道进行传输。使用频带 传输方式传输数字数据需要利用调制解调技术 对数据进行转换。频带传输可以利用频分多路 复用（FDM）实现多路复用，提高传输信道 的利用率。 • 什么是基带传输？ • 基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电 脉冲，它是一种最简单的传输方式，近距离通 信的局域网都采用基带传输。基带传输时，需 要解决的问题是数字数据的数字信号表示及收 发两端之间的信号同步两个方面。 • 模拟传输系统和数字传输系统的主要特点是什 么？ • 模拟传输系统和数字传输系统的主要特点是： • 模拟传输：只能传输模拟信号，信号会失真。 • 数字传输：可传输模拟与数字信号，噪声不累 计，误差小。 • 什么是多路复用技术？举出一种你所熟悉的多 路复用技术的应用实例。 • 多路复用技术就是把许多个单个信号在一个信 道上同时传输的技术。频分多路复用FDM和 时分多路复用TDM是两种最常用的多路复用 技术。 • 在同步传输和异步传输中是如何进行数据同步 的？这两种方式各自的主要优缺点是什么？ • 1、同步传输：同步传输方式以比特快为单位 进行传输，发送器与接收器之间通过专门的时 钟线路或把同步信号嵌入数字信号进行同步。 • 同步传输线路利用率高，多用于字符信息快的 高速传送。但这种方式收发双方控制复杂。 • 2、异步传输：异步传输是靠起始和停止位俩 实现字符内比特同步的。起始位指示字符的开 始，并启动接收端对字符中比特的同步；而停 止位则是作为字符间隔位设置的，没有停止位， 下一字符的起始位下降沿便可能丢失。 • 异步传输设备简单，费用不高，但速率较低。 • T1系统共有24个话路进行时分复用，每个话 路采用7比特编码，然后再加上1位信令码元， 24各个话路得一次采样编码构成一帧，另外， 每帧数据有1比特帧同步码。每秒采用8000次 采样。请问T1的数据率是多少？ • T1的数据率：（（8*24+1）*10-6）/（125*106）=1.544Mb/s • 通信信道速率为1Gb/s,端到端时延为5ms。 TCP的发送窗口为65536字节，试问：可能达 到的最大吞吐量是多少？信道的利用率是多少？ • 传输时延t1=65536*8b/1Gb/s=0.5ms • 最大吞吐量65536*8/（2*5ms+0.5ms） =49.9Mbps • 因而信道的利用率为 49.9Mbps/1Gbps*100%=4.99% • 设信号脉冲周期为0.002秒，脉冲信号有效值 状态个数为8，请回答下列问题： • 如果用二进制代码表示上述信号，一个脉冲信 号需要几位二进制代码表示？ • 用二进制代码表示上述信号，其数据传输速度 是多少？ • log28=3位，信号速率=1/0.002=500 Baud • 数据率=3*信号速率=1500bps • 简述误码率概念，并指出误码率是衡量数据传 输系统在正常工作状态下的什么方面的参数。 简述误码率和传输系统设备复杂度、造价间的 关系。 • 误码率是二进制数在数据传输中出错的概率。 可以表示为：Pe=Ne/N，其中Ne表示出错的位 数，N为传输的数据总数。 • 在数据传输确定的情况下，误码率越低，设备 越复杂，造价越高。 • 假设需要传送的数据为2560b，每个分组为256b，其中 头部开销为16b，源节点到目的节点之间的链路数为4， 每个链路上的延迟时间为0.1s，数据传输率为2560b/s， 线路交换建立连接的时间为0.2s，在分组交换方式下每 个中间节点产生25.6b的延迟时间。（1）求传送所有的 数据，线路交换所需要的时间。（2）求传送所有的数 据，分组交换所需要的时间。 • （1）线路建立时间=0.2s；传播时延=4×0.1S=0.4s；数 据发送时延=2560b/2560b/s=1s，所以，总的传输时间 =0.2+0.4+1=1.6s。 • （2）对于分组交换：数据发送时延=2560b/2560b/s=1s； 传播时延=4×0.1S=0.4s；中间节点的处理延迟=3× （25.6b/2560b/s）=0.03s；中间节点转发分组的时延 =3×（256b/2560b/s）=0.3s，所以，总的传输时间 =0.03+0.4+1+0.3=1.73s。 • 采用8种相位、每种相位各有2种幅度的PAM 调制方法，问在1200波特的信号传输速率下能 达到的数据传输率是多少？ • R=B×log2V=1200×log216=4800b/s。 • 比较带宽和时延两个概念。 • 带宽在通信中，表示数字信道所能传送数据 率，即数据速率，又称为“吞吐量”。时延 是指数据从网络的源端传输到目的端所花费 的时间。 • 在异步通信中 • （1）每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇 偶效验位和1位停止位，每秒传送100个字符，求有 效数据速率。 • （2）每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇 偶效验位和2位停止位，每秒传送100个字符，求数 据速率。 • （1）每秒传送100个字符，因此有100×（1+7+1+1） =1000b，有效的有100×7=700b，因此有效数据速率 为700b/s。 • （2）每秒传送100个字符，因此有100×（1+7+1+2） =1100b，数据速率为1100b/s。 • 画出二进制位串01001110的曼彻斯特编码和差 分曼彻斯特编码。 • 采用曼彻斯特编码的100Mb/s的LAN的波特率 是多少？ • 在曼彻斯特编码方式中，每一位脉冲的中间都 有一个跳变，既作为时钟信号，又作为数字信 号。即：用曼彻斯特编码表示二进制数据，每 一个比特要求线路上有2次状态变化（2波特）， 因此，对于100Mb/s的传输速率就要求20M波 特的带宽。 • 结合相关定理和PCM性质说明PCM采样时间 为什么是125μs？如果该采样时间下，每个采 样位数为8位，其中一位作为控制位，求每秒 钟允许传输用户数据多少位？ • 由于电话信道的带宽为4000Hz，根据采样定 理，采样频率为信道带宽的2倍，即采样频率 =8000 Hz，每秒采样8000次，每次1/8000秒 =125微秒。 • 每个采样位数为8，其中1位作为控制位，因此 还有7位用于传输用户数据，因此每秒允许传 输的用户数据=7*8000=56Kb。 • 物理层的接口有哪些特性？各包含什么内容？ • 物理层包含以下4个特性。 • （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。（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：指明对于不同功能的各种可 能事件的出现顺序。 • CSAI内部网络的工作站采用100Base-TX标准 与交换机相连，并经由网管设备采用NAT技 术共享同一个公网IP地址接入互联网。如图所 示。 Internet 202.117.112.20 网关设备 192.168.0.254 交换机1 交换机2 192.168.0.34 服务器 工作站 • （1）连接交换机与工作站的传输介质是什么？介质 需要做成直通线还是交叉线？最大长度限制为多少？ • （2）交换机1与交换机2之间相距20m，采用交换机 堆叠方式还是交换机级联方式？ • （3）在工作站A的网络配置中，网关地址是什么？ • （4）从以下备选答案中选择两种能够充当网关的网 络设备。 • （1）连接交换机与工作站的传输介质是5类UTP。 当计算机连接至HUB或交换机时，介质需要做成直 通线。最大长度限制为100米。（2）交换机1与交换 机2之间相距20米，超过了堆叠线缆的长度范围。因 此选择交换机级联方式。（3）在工作站A的网络配 置中，网关地址为192.168.0.254。（4）能够充当网 关的网络设备有A（或路由器）和C（或代理服务 器）。 • CSAI公司的网络结构如图所示，请回答下列 问题。 • （1）请标出图中（1）、（2）、（3）处设备 的名称。 • （2）若采用双绞线方式连接各设备，速度要 求100Mb/s，应选择何种介质。 • （3）若采用双绞线方式连接（2）（3）设备， 设备处在全双工模式下，PC之间的最大距离又 可达到多少米？ Interne t （1） （2） （3） （3） • 答： • （1）图中（1）的设备是用于连接因特网的， 一般选择路由器；（2）是中心设备，一般是 主干交换机；（3）就是二级交换机或HUB。 • （2）5类或超5类的UTP。 • （3）400米。