微机原理第2章作业参考答案.doc

计算机网络技术作业参考答案 2090级使用 2012年3月1日整理
《计算机网络技术》课程
作业参考答案
第2章 物理层
2.1 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？
解析：本题考查的是对物理层基本知识的了解。要熟悉物理层的特点及该层次的功能。物理层是OSI参考模型的最底层，其主要任务可描述为确定与传输媒体的接口的一些特性。
答案：（1）物理层要解决的主要问题
① 物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。
② 给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力。为此，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。
③ 在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。
（2）物理层的主要特点
① 由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用。加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程特性。
② 由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理层协议相当复杂。

2.3 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。
答案：一个数据通信系统可划分为三大部分：源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端），如下图所示。

源系统一般包括以下两个部分：
(1)源点：源点设备产生要传输的数据。例如，正文输入到PC机，产生输出的数字比特流。
(2)发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。例如，调制解调器将PC机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。
目的系统一般也包括两个部分：
(1)接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。
(2)终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。

2.6 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？
答案：常见的传输媒体有以下几种：
　　（1）双绞线：分屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。由两根相互绝缘的导线按照一定的规则绞合后组成的。可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。在数字传输时，若传输速率为每秒几兆比特，则传输距离可达几公里。一般用作电话线传输声音信号。虽然双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高，但因为其价格便宜，且安装方便，既适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。
　　（2）同轴电缆：分基带同轴电缆和宽带同轴电缆，其结构是在一个包有一层绝缘的实心导线外，再套上一层外面也有一层绝缘的空心圆形导线。由于其高带宽、低误码率、性能价格比高。同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不同而不同，由于易受低频干扰，在使用时多将信号调制在高频载波上。
　　（3）光导纤维：以光纤作为载体，利用光的全反向原理传播光信号。其优点是直径小、重量轻；传输频带宽、通信容量大；抗雷电和电磁干扰性能好，无串音干扰，保密性好，误码率低。但光电接口的价格较昂贵。光纤被广泛用于电信系统铺设主干线。
　　（4）无线信道：分地面微波接力通信和卫星通信。其主要优点是频率高，频带范围宽，通信信道的容量大；信号所受工业干扰较小，传输质量高，通信比较稳定；不受地理环境的影响，建设投资少、见效快。缺点是地面微波接力通信在空间是直线传播，传输距离受到限制，一般只有50km，隐蔽性和保密性较差。卫星通信虽然通信距离远且通信费用与通信距离无关，但传播时延较大，技术较复杂，价格较贵。

2.8 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
答案：
（1）FDM(frequency division multiplexing)频分复用，同一时间同时发送多路信号。所有的用户可以在同样的时间占用不同的带宽资源。
（2）TDM(Time Division Multiplexing)时分复用，将一条物理信道按时间分成若干时间片（时隙）轮流地分给多个用户使用，每一个时间片由复用的一个用户占用，所有用户在不同时间占用同样的频率宽度。
（3）STDM(Statistic Time Division Multiplexing)统计时分复用，一种改进的时分复用。不像时分复用那样采取固定方式分配时隙，而是按需动态地分配时隙。
（4）WDM(Wave Division Multiplexing)波分复用，在光信道上采用的一种频分多路复用的变种，即光的频分复用。不同光纤上的光波信号（常常是两种光波信号）复用到一根长距离传输的光纤上的复用方式。
（5）DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)密集波分复用，使用可见光频谱的带宽特征在单个光纤上同时传输多种光波信号的技术。DWDM可以利用一根光纤同时传输多个波长，多路高速信号可以在光纤介质中同时传输，每路信号占用不同波长。
（6）CDMA(Code Division Multiple Access)码分多址，是采用扩频的码分多址技术。用户可以在同一时间、同一频段上根据不同的编码获得业务信道。
（7）SONET(Synchronous Optical Network)同步光纤网，是以分级速率从155Mb/s到2.5Gb/s的光纤数字化传输的美国标准，它支持多媒体多路复用，允许声音、视频和数据格式与不同的传输协议一起在一条光纤线路上传输。
（8）SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系列，指国际标准同步数字系列。SDH简化了复用和分用技术，需要时可直接接入到低速之路，而不经过高速到低速的逐级分用，上下电路方便。
（9）STM-1(Synchronous Transfer Module)第1级同步传递模块，SDH的基本速率，相当于SONET体系中的OC-3速率。
（10）OC-48(Optical Carrier)第48级光载波，是SONET体系中的速率表示，对应于SDH的STM-16速率，常用近似值为2.5Gb/s。

3