Computer Networking—— physical layer QA

2-01 物理层要解决哪些问题？
物理层的任务是传输数据比特流。
物理层的作用是尽可能地屏蔽掉传输媒体和通信手段的差异，使得物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异。（分层之间的独立性，灵活性）

2-02 规程与协议有什么区别？
规程专指物理层协议。

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。

http://blog.csdn.net/qqqqq1993qqqqq/article/details/72884959
模拟数据：运送信息的模拟信号。
模拟信号：连续变化的信号。
数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。
数字数据：取值为不连续数值的数据。
带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）

2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？

四个特性：机械特性，电气特性，功能特性，过程特性

2-06 数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？

背景：普通的矩形波，实际上包含了丰富的高频分量，如果高频分量在传输过程中出现衰减，波形就会失真，衰减严重时，会无法识别信号，导致信息传送失败。

码元传输速率受奈氏准则的限制：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。

信息传输速率受香农公式的限制： C = W log2(1+S/N) b/s

信噪比不能任意的提高，因为噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。

香农公式在数据通信中的意义是：只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输。比特/s是信息传输速率的单位码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。

比特是信息量的单位。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，我们称之为码元。比特/秒是数据传输率的单位，代表每秒数据的传输量，一个码元可以携带多个比特量。

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（b/s）?

16个不同的振幅，可以用4个bit表示，所以，1个码元包含了4个bit的信息。
答案为80000b/s

2-08 假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？）

两个公式：
C = W log2(1+S/N) b/s
信噪比(dB) = 10 log10(S/N) (dB)

得出信噪比为64.2dB

2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加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再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？

增大了约100倍。不能。
说明到了某个状态以后，盲目地增加信噪比无法有效提高信息传输速率。

2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？
双绞线
屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)
无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)
同轴电缆 50 W 同轴电缆 75 W 同轴电缆
光缆
无线传输：短波通信/微波/卫星通信

2-12 试计算工作在1200nm到1400nm之间以及工作在1400nm到1600nm之间的光波的频带宽度。假定光在光纤中的传播速率为2*10e8m/s.

1200nm到1400nm:
1/(1200nm/2*10^8)=166.67THz
1/(1400nm/2*10^8)=142.86THz
带宽：166.67-142.86=23.81THz
1400nm到1600nm:
1/(1400nm/2*10^8)=142.86THz
1/(1600nm/2*10^8)=125THz
带宽：142.86-125=17.86THz

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？

为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。频分、时分、码分、波分。

2-14 试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释。
FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48.
答：FDM(frequency division multiplexing)
TDM(Time Division Multiplexing)
STDM(Statistic Time Division Multiplexing)
WDM(Wave Division Multiplexing)
DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)
CDMA(Code Wave Division Multiplexing)
SONET(Synchronous Optical Network)同步光纤网 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系列
STM-1(Synchronous Transfer Module)第1级同步传递模块

2-15 码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？这种复用方法有何优缺点？
答：各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。占用较大的带宽。

2-16
http://blog.csdn.net/qqqqq1993qqqqq/article/details/72884959

2-17 试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点？
答：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450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 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。

2-18为什么在ASDL技术中，在不到1MHz的带宽中却可以传送速率高达每秒几个兆比？
答：靠先进的DMT编码，频分多载波并行传输、使得每秒传送一个码元就相当于每秒传送多个比特

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