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第二章物理层作业 2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？ 答：（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，具体的物理协议相当复杂。 2-03 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：如图所示： 　　 这个模型的主要组成部分是： 信源/信宿　　信源指信息的来源或发送者，信宿指信息的归宿或接收者。在计算机网络中，信源和信宿可以是计算机或终端等设备。(2) 信道　　信道是传输信号的通路，由传输线路及相应的附属设备组成。同一条传输线路上可以有多个信道。例如：一条光缆可以同时供几千人通话，有几千条电话信道。 调制解调器 调制是将数字信号与音频载波组合，产生适合于电话线上传输的音频信号（模拟信号），解调是从音频信号中恢复出数字信息。 2-04 试解释以下名词：数据、信号、模拟数据、模拟信号、数字数据、数字信号、单工通信、半双工通信、全双工通信。 答： 数据：数据是信息的载体，是信息的表现形式 信号：信号是数据在传输过程的具体物理表示形式，具有确定的物理描述。 模拟数据：模拟数据也称为模拟量，相对于数字量而言，指的是取值范围是连续的变量或者数值 。 模拟信号：模拟着信息的变化而变化的信号称为模拟信号。其特点是幅度连 续( 连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。 数字数据：指的是取值范围是离散的变量或者数值。 数字信号：数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。 单工通信：在同一时间只有一方能接受或发送信息，不能实现双向通信，举例：电视，广播 半双工通信：在同一时间只可以有一方接受或发送信息，可以实现双向通信。举例：对讲机 。 全双工通信：在同一时间可以同时接受和发送信息，实现双向通信，举例：电话通信。 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？ 答： 物理层的接口包含4个特性： 机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。 电器特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。 功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。 过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 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？ 答：C=R*Log2（16）=20000b/s*4=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（分别用比值和分贝为表示？）这个结果说明什么问题？ 答：C=Wlog2（1+S/N）(b/s) W=3khz，C=64khz----àS/N=64.2dB 说明这是个信噪比要求很高的信源 2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为 3100Hz ，最大信息传输速率为 35kb/s ，那么若想使最大信息传输速率增加 60% ，问信噪比 S/N 应该增大到多少倍？如果在刚才计算的基础上将信噪比再增大到 10 倍，问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信噪比应增大到约100倍。 C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2） C3/C2=18.5% 如果在此基础上将信噪比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 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？ 答： 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组成。可以传输模拟信号，也可以传