计网学习笔记二[第二章|计网学习笔记二[第二章物理层] 计网学习笔记二[第二章物理层

基本概念物理层概念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。
信道信道一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体
题目 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。

数据：运送消息的实体
信号：数据的电气或电磁表现
模拟数据：在某个区间产生的连续值
模拟信号：消息的参数的取值是连续的
基带信号：来自信源的信号
带通信号：经过载波调制后的信号
数字数据：在某个区间产生的离散值
数字信号：消息的参数的取值是离散的
码元：在使用时间域的波形表示数字信号时，不同离散数值的基本波形
单工通信：只有一个方向的通信而没有反方向的交互
半双工通信：通信双方都可以发送消息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接受）。一方发送另一方接收，一段时间互换。
全双工通信：通信双方可以同时发送和接受信息。
串行传输：数据的二进制代码在一条物理信道上以位为单位顺序逐位传输的方式。
并行传输：数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输，是在传输中有多个数据位同时在设备之间进行的传输。

2-05

物理层的接口有那几个方面的特性？各包含些什么内容？

机械特性：指明接口所用接线器形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等
电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义
过程特性：之名对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

2-07

假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（bit/s）？

C = R * Log2(LevelNum) = 20000码元/秒 * log2(16) = 80000bit/s
2-09

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35 kbit/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，将信噪比再增大到10倍，问最大信息速率能否再增加20%？

香农公式 C = W Log2（1 + S/N）
则有 35 kbit/s = 3100Hz * Log2(1 + S/N)
有S/N = 2^（350 / 31） - 1 = 2503.4880
要使C增加60%，则C’ = 1.6C
C’ = 1.6 * 3100Hz * Log2（1 + S/N） = 3100Hz * Log2（1 + k * S/N）
如此可求出k * S/N = 274128.8678，k = 109.50倍
再扩大10倍的话，C'' = 3100Hz * Log2（1 + 10k * S/N） = 66728.4952
扩大倍数为C''/C' = 1.1917，不足20%
2-13

为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？

通过共享信道，最大限度提高信道利用率
常用的有时分复用频分复用码分复用波分复用
2-14

试写出下列英文缩写的全文，并进行简单的解释
FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48

【计网学习笔记二[第二章|计网学习笔记二[第二章物理层]】FDM：Frequency Division Multiplexing，频分复用。所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
TDM：Time Division Multiplexing，时分复用。所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。
STDM：Statistic TDM，统计时分复用。不固定分配时隙，而是按需动态分配时隙。
WDM：Wavelength Division Multiplexing，波分复用。在一根光纤上复用两路光载波信号。
DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分复用。在一根光纤上复用几十路或更多路数的光载波信号。
CDMA：Code Division Multiplexing Access，码分多址。各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。
SONET：Synchronous Optical Network，同步光纤网。通过准确的主时钟，为光纤传输系统定义了同步传输的线路速率等级结构。
SDH：Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列。一般等同于SONET
STM-1：Synchronous Transfer Module，同步传递模块。SDH的基本速率，155.52Mbit/s
OC-48：Optical Carrier，光载波。光信号的基本速率。