第二章物理层__计算机网络原理

作业纸课程名称计算机网络原理授课班级作业完成人学号：姓名：作业题目一、名词解释串行传输、并行传输、全双工通信、半双工通信、编码、信道、信噪比作业答案串行传输逐个比特按照时间顺序传输并行传输并行传输是在传输中有多个数据位同时在设备之间进行的传输.全双工通信通信的双方都可以同时发送和接受信息半双工通信通信的双方都可以发送信息，但不能同时发送编码把数字信号转换为另一种形式的数字信号信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体信噪比信号的平均功率和噪声的平均功率之比备注批改教师最终得分作业纸课程名称计算机网络原理授课班级作业完成人学号：姓名：作业题目二、简答题（1）物理层需要解决那些问题？（2）常用的传输媒体有哪几种？各有什么特点？（3）为什么使用信道复用技术？常用的信道复用技术包括哪些？作业答案（1）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，而专注于完成本层的协议与服务。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）双绞线：分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。由两根相互绝缘的导线组成。可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，有效带宽达250KHz，通信距离一般为几到十几公里。导线越粗其通信距离越远。在数字传输时，若传输速率为每秒几兆比特，则传输距离可达几公里。一般用作电话线传输声音信号。虽然双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高，但因为其价格便宜，且安装方便，既适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。同轴电缆：分基带同轴电缆和宽带同轴电缆，其结构是在一个包有一层绝缘的实心导线外，再套上一层外面也有一层绝缘的空心圆形导线。由于其高带宽（高达300～400Hz）、低误码率、性能价格比高，所以用在LAN中，同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不同而不同，由于易受低频干扰，在使用时多将信号调制在高频载波上。光导纤维：以光纤作为载体，利用光的全反向原理传播光信号。其优点是直径小、重量轻；传输频带宽、通信容量大；抗雷电和电磁干扰性能好，无串音干扰，保密性好，误码率低。但光电接口的价格较昂贵。光纤被广泛用于电信系统铺设主干线。无线信道：分地面微波接力通信和卫星通信。其主要优点是频率高，频带范围宽，通信信道的容量大；信号所受工业干扰较小，传输质量高，通信比较稳定；不受地理环境的影响，建设投资少、见效快。缺点是地面微波接力通信在空间是直线传播，传输距离受到限制，一般只有50Km，隐蔽性和保密性较差。卫星通信虽然通信距离远且通信费用与通信距离无关，但传播时延较大，技术较复杂，价格较贵。（3）使用复用技术是为了区分用户，合理利用所有的频谱资源不浪费。时分复用，频分复用，码分复用，统计十分复用，波分复用备注批改教师最终得分作业纸课程名称计算机网络原理授课班级作业完成人学号：姓名：作业题目三、论述题（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？（2）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。（3）试比较ADSL，HFC，FTT（x）以及无线接入技术的优缺点。作业答案（1）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（2）数据通信系统可划分为三个部分：源系统，又称为发送端、发送方；源系统一般包括两个部分：源点（Source）和发送器。源点设备产生要传输的数据。发送器将源点生成的数字比特流在传输系统中进行传输。典型的发送器就是调制器。传输系统，又称为传输网络；传输系统可能是简单的传输线，也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统。目的系统，又称为接收端、接收方。目的系统一般包括两个部分：接收器和终点（destination）。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。典型的接收器就是调制解调器。终点设备从接收器获取传送过来的数字比特流，然后把信息输出。（3）xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。成本低，易实现，但带宽和质量差异性大。HFC网的最大的优点具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。要将现有的450MHz单向传输的有线电视网络改造为750MHz双向传输的HFC网需要相当的资金和时间。FTTx（光纤到……）这里字母x可代表不同意思。可提供最好的带宽和质量、但现阶段线路和工程成本太大。无线接入技术灵活、方便、快捷但是也速率慢、不稳定、信号差。备注批改教师最终得分作业纸课程名称计算机网络原理授课班级作业完成人学号：姓名：作业题目四、用香农公式计算一下，假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加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在增大到10倍，那么最大信息速率能否在增加20%？作业答案解：C=B*log(1+S/N)即35Kbps=3100*log[2](1+x);35Kbps*1.6=3100*log[2](1+y);x=2503.4880y=274128.8678y/x=109.50倍3100*log[2](1+274128.8678*11)=66728.495266728.4952/(35000*1.6)=1.1917不足20%备注批改教师最终得分作业纸课程名称计算机网络原理授课班级作业完成人学号：姓名：作业题目五、假定有一种双绞线的衰减为0.8dB/km，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？如果要使这种双绞线的工作距离增大到100公里，问应当使衰减降低到多少？作业答案答：在此频率下可的传输距离=20/0.7≈28.57（km）。工作距离增大到100公里，衰减应该为20/100=0.2db/m备注批改教师最终得分