计算机网络华南理工大学期末重点第二章物理层

《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？
调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。
调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。
调相(PM)：载波的初始相位随基带数字信号而变化。

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。

⑧几种编码方式？
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

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

其他章节

第一章概论
第二章物理层
第三章数据链路层
第四章网络层
第五章传输层
第六章应用层
第七章网络安全