计算机网络 华南理工大学期末重点 第二章 谢希仁

计算机网络 华南理工大学期末重点 第二章

《计算机网络(第七版)》谢希仁


前言

笔者是自动化专业,以下是大二上学期期末时,整理的一些复习笔记,既一些常考点,这是第二章《物理层》如有错误和需要补充的地方,欢迎留言指正。


基础概念

物理层:如何才能在连接各种计算机的传输媒介上传输数据比特流。

① 数据:运送消息的实体

② 信号:数据的电气或电磁的表现

③ 码元:在使用时域时的波形来表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形(既基本都传输单位)

④ 单工:只能有一个方向的通信而没有反方向的交互

⑤ 半双工:通信的双方都可以发送消息,但不能双方同时发送或接收

⑥ 全双工:通信的双方可以同时发送或接收

⑦ 基带信号:来自源的数据信号

⑧ 带通(频带)信号:将基带信号经过载波调制,把信号的频率范围搬移到较高的频段,一边在信道中传输。

⑨ 调制:基带调制与带通调制。将原始信号变换成频带适合信道传输的高频信号

⑩ 比特率:数据的传输速率

⑪ 波特率:码元的传输速率

⑫ ADSL: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。

⑬ 信道复用:常用的复用技术包括频分复用、时分复用和统计时分复用码分复用

简答题

① 物理层对基带信号有那几种基本调制方法,各有何特点?
不归零制:正电平1,负电平0
归零制:正脉冲1,负脉冲0
曼切斯特编码:周期中心负阶跃1,正阶跃0
差分曼切斯特编码:周期中心跳变,位开始边界无跳变1,有跳变0

② 什么是奈氏准则?理想信道的码元传输速率上限是如何定义的?
B=2W(W:信道带宽,单位Hz,B:码元速率或波特率)
如果信道的频带越宽,也就是能够通过的信号高频分量越多,那么就可以用更高的 速率传送码元而不出现码间串扰。

③ 什么是香农公式?有何用途?实际信道的信息传输速率上限如何确定?
带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。
C = W log2(1+S/N) b/s
W 为信道的带宽(以 Hz 为单位);
S 为信道内所传信号的平均功率;
N 为信道内部的高斯噪声功率。
实际调制方式和码元传输速率决定。

④ 常用的导向传输媒体有哪些?
双绞线、同轴电缆、光缆

⑤ 网络通讯中使用的光纤的分类。
多模光纤、单模光纤

⑥ 物理层的信道复用技术有哪些,各有何技术特点?
频分复用:同一时刻、不同用户使用不同频率带宽进行多路通讯。
(同步)时分复用:不同时刻、不同用户使用同一频带进行的多路通讯。
将时间划分为一段段等长的时分复用帧。每一个时分复用的用户在每一个帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现。信道利用率低
统计(异步)时分复用:时隙是非周期性地出现
波分复用:光的频分复用
码分复用:同一时刻、不同用户、使用同一频带进行多路通讯。
各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此彼此不会造成干扰。
码分多址CDMA:每个站分配的码片序列不仅必须各不相同,并且还必须互相正交。

⑦ ADSL的技术特点。
非对称、频分多路复用、星型拓扑
·上行和下行带宽做成不对称的。
·上行指从用户到 ISP,而下行指从 ISP 到用户。
·ADSL 在用户线(铜线)的两端各安装一个 ADSL 调制解调器。
·DMT技术:调制技术采用频分复用的方法,把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多的子信道,其中 25 个子信道用于上行信道,而 249 个子信道用于下行信道。

重要公式

① 信噪比
信噪比(dB)=10log10(S/N)(dB)
S信号的平均功率
N噪声的平均功率

② 比特率波特率转换
C=B×log2N
C比特率 bit/s
B波特率 Baud
N码元种类数

③ 奈氏准则
B=2×W
B波特率
W信道带宽

④ 香农公式
C=Wlog2(1+S/N) bit/s
C比特率
W信道带宽
S信号平均功率
N噪声平均功率

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