2-01?物理層要解決哪些問題?物理層的主要特點是什么?
答：物理層要解決的主要問題：
(1)物理層要盡可能地屏蔽掉物理設備和傳輸媒體，通信手段的不同，使數(shù)據鏈路層感覺不到這些差異，只考慮完成本層的協(xié)議和服務。
(2)給其服務用戶(數(shù)據鏈路層)在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流(一般為串行按順序傳輸?shù)谋忍亓?/span>)的能力，為此，物理層應該解決物理連接的建立、維持和釋放問題。
(3)在兩個相鄰系統(tǒng)之間唯一地標識數(shù)據電路
物理層的主要特點：
(1)由于在OSI之前，許多物理規(guī)程或協(xié)議已經制定出來了，而且在數(shù)據通信領域中，這些物理規(guī)程已被許多商品化的設備所采用，加之，物理層協(xié)議涉及的范圍廣泛，所以至今沒有按OSI的抽象模型制定一套新的物理層協(xié)議，而是沿用已存在的物理規(guī)程，將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機械，電氣，功能和規(guī)程特性。
(2)由于物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的物理協(xié)議相當復雜。
2-02?歸層與協(xié)議有什么區(qū)別?
答：規(guī)程專指物理層協(xié)議
2-03?試給出數(shù)據通信系統(tǒng)的模型并說明其主要組成構建的作用。
答：源點：源點設備產生要傳輸?shù)臄?shù)據。源點又稱為源站。
發(fā)送器：通常源點生成的數(shù)據要通過發(fā)送器編碼后才能在傳輸系統(tǒng)中進行傳輸。
接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳送過來的信號，并將其轉換為能夠被目的設備處理的信息。
終點：終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。終點又稱為目的站
傳輸系統(tǒng)：信號物理通道
2-04?試解釋以下名詞：數(shù)據，信號，模擬數(shù)據，模擬信號，基帶信號，帶通信號，數(shù)字數(shù)據，數(shù)字信號，碼元，單工通信，半雙工通信，全雙工通信，串行傳輸，并行傳輸。
答：數(shù)據：是運送信息的實體。
信號：則是數(shù)據的電氣的或電磁的表現(xiàn)。
模擬數(shù)據：運送信息的模擬信號。
模擬信號：連續(xù)變化的信號。
數(shù)字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。
數(shù)字數(shù)據：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據。
碼元(code)：在使用時間域(或簡稱為時域)的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形。
單工通信：即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。
半雙工通信：即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當然也不能同時接收)。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間再反過來。
全雙工通信：即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。
基帶信號(即基本頻帶信號)——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據信號都屬于基帶信號。
帶通信號——把基帶信號經過載波調制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸(即僅在一段頻率范圍內能夠通過信道)。
2-05?物理層的接口有哪幾個方面的特性?個包含些什么內容?
答：(1)機械特性
明接口所用的接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。
(2)電氣特性
指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。
(3)功能特性
指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何意。
(4)規(guī)程特性
說明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。
2-06?數(shù)據在信道重的傳輸速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香農公式在數(shù)據通信中的意義是什么?“比特/每秒”和“碼元/每秒”有何區(qū)別?
答：碼元傳輸速率受奈氏準則的限制，信息傳輸速率受香農公式的限制
香農公式在數(shù)據通信中的意義是：只要信息傳輸速率低于信道的極限傳信率，就可實現(xiàn)無差傳輸。
比特/s是信息傳輸速率的單位
碼元傳輸速率也稱為調制速率、波形速率或符號速率。一個碼元不一定對應于一個比特。
2-07?假定某信道受奈氏準則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果采用振幅調制，把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送，那么可以獲得多高的數(shù)據率(b/s)?
答：C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/s
2-08?假定要用3KHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數(shù)據(無差錯傳輸)，試問這個信道應具有多高的信噪比(分別用比值和分貝來表示?這個結果說明什么問題?)
答：C=Wlog2(1+S/N)(b/s)
W=3khz，C=64khz----àS/N=64.2dB?是個信噪比要求很高的信源
2-09?用香農公式計算一下，假定信道帶寬為為3100Hz，最大信道傳輸速率為35Kb/s，那么若想使最大信道傳輸速率增加60%，問信噪比S/N應增大到多少倍?如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N應增大到多少倍?如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N再增大到十倍，問最大信息速率能否再增加20%?
答：C = W log2(1+S/N) b/s-àSN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1
SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1
SN2/SN1=100信噪比應增大到約100倍。
C3=Wlong2(1+SN3)=Wlog2(1+10*SN2)
C3/C2=18.5%
如果在此基礎上將信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右
2-10?常用的傳輸媒體有哪幾種?各有何特點?
答：雙絞線
屏蔽雙絞線?STP (Shielded Twisted Pair)
無屏蔽雙絞線?UTP (Unshielded Twisted Pair)
同軸電纜
50 W?同軸電纜
75 W?同軸電纜
光纜
無線傳輸：短波通信/微波/衛(wèi)星通信
2-11假定有一種雙絞線的衰減是0.7dB/km(在?1 kHz時)，若容許有20dB的衰減，試問使用這種雙絞線的鏈路的工作距離有多長?如果要雙絞線的工作距離增大到100公里，試應當使衰減降低到多少?
解：使用這種雙絞線的鏈路的工作距離為=20/0.7=28.6km
衰減應降低到20/100=0.2db
2-12?試計算工作在1200nm到1400nm之間以及工作在1400nm到1600nm之間的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2*10e8m/s.
解：
V=L*F-àF=V/L--àB=F2-F1=V/L1-V/L2
1200nm到1400nm：帶寬=23.8THZ
1400nm到1600nm：帶寬=17.86THZ
2-13?為什么要使用信道復用技術?常用的信道復用技術有哪些?
答：為了通過共享信道、最大限度提高信道利用率。
頻分、時分、碼分、波分。
2-14?試寫出下列英文縮寫的全文，并做簡單的解釋。
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)同步光纖網
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數(shù)字系列
STM-1(Synchronous Transfer Module)第1級同步傳遞模塊
OC-48(Optical Carrier)第48級光載波
2-15?碼分多址CDMA為什么可以使所有用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信而不會互相干擾?這種復用方法有何優(yōu)缺點?
答：各用戶使用經過特殊挑選的相互正交的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。
這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。占用較大的帶寬。
2-16?共有4個站進行碼分多址通信。4個站的碼片序列為
A：(-1-1-1+1+1-1+1+1) B：(-1-1+1-1+1+1+1-1)
C：(-1+1-1+1+1+1-1-1) D：(-1+1-1-1-1-1+1-1)
現(xiàn)收到這樣的碼片序列S：(-1+1-3+1-1-3+1+1)。問哪個站發(fā)送數(shù)據了?發(fā)送數(shù)據的站發(fā)送的是0還是1?
解：S·A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1，?A發(fā)送1
S·B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1，?B發(fā)送0
S·C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0，?C無發(fā)送
S·D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1，?D發(fā)送1
2-17?試比較xDSL、HFC以及FTTx接入技術的優(yōu)缺點?
答：xDSL?技術就是用數(shù)字技術對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務。成本低，易實現(xiàn)，但帶寬和質量差異性大。
HFC網的最大的優(yōu)點具有很寬的頻帶，并且能夠利用已經有相當大的覆蓋面的有線電視網。要將現(xiàn)有的450 MHz?單向傳輸?shù)挠芯€電視網絡改造為?750 MHz?雙向傳輸?shù)?/span>?HFC?網需要相當?shù)馁Y金和時間。
FTTx(光纖到……)這里字母?x?可代表不同意思?？商峁┳詈玫膸捄唾|量、但現(xiàn)階段線路和工程成本太大。
2-18為什么在ASDL技術中，在不到1MHz的帶寬中卻可以傳送速率高達每秒幾個兆比?
答：靠先進的DMT編碼，頻分多載波并行傳輸、使得每秒傳送一個碼元就相當于每秒傳送多個比特
