【计算机网络 | 第二章】物理层

选择题

1、下列选项中，不属于物理层接口规范定义范畴的是()。

A.引脚功能

B.接口形状

C.信号电平

D.传输媒体

物理层包含以下四种接口特性：
（1）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。
（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。
（4）过程特性（规程特性）：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

2、在物理层接口特性中，用于规定接口电缆中各条信号线上信号电压范围的是()。

A.机械特性

B.电气特性

C.功能特性

D.过程特性

3、若下图为网卡接收到的曼彻斯特编码信号的波形，则该网卡收到的比特串是()。

A.00110110

B.10101101

C.01010010

D.11000101

假设正跳变表示0，负跳变表示1，该网卡收到的比特串如下图所示，为 0011 0110。（在虚线上不表示跳变）

4、‍在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为4kHz，采用4相位，每个相位具有2种振幅的调制技术，则该通信链路的最大数据传输速率是()。

A.16kbps

B.24kbps

C.32kbps

D.48kbps

（1）振幅为2，带宽为4kHz，根据奈氏准则可知，该通信链路的最高码元传输速率 = 2 × 4k = 8k(Baud) = 8k(码元/秒)；

（2）采用4个相位，每个相位2种振幅的QAM调制技术，可以调制出4×2= 8个不同的基本波形（码元)；采用二进制对这8个不同的码元进行编码，需要使用3个比特(log2^8=3)，即每个码元可以携带的信息量为3比特

因此，该通信链路的最大数据传输速率 = 8k(码元/秒) × 3(比特/码元) = 24k(比特/秒) = 24 kbps。

5、‍若某通信链路的数据传输速率为4800bps，采用8相位调制，则该链路的波特率是()。

A.600码元/秒

B.1600码元/秒

C.2400码元/秒

D.4800码元/秒

每个码元可以携带的信息量为3比特

数据传输速率 = 波特率(码元传输速率)×每个码元所携带的信息量，因此求得B

6、‍‌某链路的带宽为4kHz，信噪比为30dB，则该链路的理论最大数据传输速率约为()。

A.4kbps

B.30kbps

C.40kbps

D.120kbps

信噪比= 10 × log10(S/N)

解得S/N=1000

理论最大数据传输速率 c = 4k × log2( 1+S/N )，求得C选项。

7、‍‌站点A、B、C通过CDMA共享链路，A、B、C的码片序列分别为(1, 1, 1, 1)、(1, -1, 1, -1)和(1, 1, -1, -1)。若A从链路上收到的序列是(2, 0, 2, 0; 0, -2, 0, -2; 0, 2, 0, 2)，则A收到B发送的数据是()。

A.000

B.101

C.110

D.111

A接收到的是B、C发送过来的叠加码片，若A需要查看B发送的数据，则需将接收到的叠加码片与B的码片序列进行规格化内积操作：

(2, 0, 2, 0; 0, -2, 0, -2; 0, 2, 0, 2)的每四位与(1,-1,1,-1)进行规格化内积。
前四位(2 * 1 + 0 * (-1) + 2 * 1 + 0 * (-1)) / 4 = 1;（有四位参与规格化内积，所以除以4）
中四位(0 * 1 + -2 * (-1) + 0 * 1 + -2 * (-1)) / 4 = 1;
后四位(0 * 1 + 2 * (-1) + 0 * 1 + 2 * (-1)) / 4 = -1;

由于-1等价于0，因此A收到B发送的数据是110

8、在串行通信中采用位同步技术的目的是___。

A.更快地发送数据

B.更快地接收数据

C.更可靠的传输数据

D.更有效地传输数据。

采用位同步技术可以确保发送方和接收方在数据传输过程中保持同步，从而提高数据传输的可靠性。这种同步性可以确保数据在传输过程中不会发生错位或错误。

9、同步传输与异步传输相比，（）

A.同步传输更省线路

B.同步传输具有更高的数据传输速率

C.同步传输比异步传输的同步性能更好

D.以上三点都不对。

在同步传输中，数据是以固定的速率进行传输的，因此可以实现更高的数据传输速率。相比之下，异步传输的速率可能受到数据帧之间的间隔时间的限制，因此通常比同步传输速率低一些。

10、专线方式接入Internet时，可以按照实际通信量（即每月传送了多少字节数据）来计费，这是因为（）

A.这种接入方式采用的是电路交换技术

B.这种接入方式采用的是报文交换技术

C.这种接入方式采用的是分组交换技术

D.这种接入方式采用的是同步传输技术

每个数据包都独立传输，不受之前或之后数据包的影响。这意味着网络提供商可以准确地跟踪每个用户传输的数据量。

11、以下信道中哪一种是广播共享信道（）。

A.载波侦听多路访问信道

B.频份多路复用信道

C.时分多路复用信道

D.以上三种都是共享广播信道

广播共享信道是指多个用户共享同一个信道进行通信的方式。在这种方式下，信道上的信息被所有用户接收，而每个用户在发送信息时需要遵循一定的协议或规则，以确保不会发生碰撞或冲突。载波侦听多路访问信道（CSMA）是一种常见的广播共享信道协议。而频份多路复用信道（FDMA）和时分多路复用信道（TDMA）通常不涉及多个用户共享同一个信道的情况，因此不是广播共享信道。

12、在计算机网络中，表征数据传输有效性的指标是（）。

A.误码率

B.频带利用率

C.信道容量

D.传输速率

误码率是表征数据传输有效性的指标之一。它表示在数据传输过程中发生的错误比特数与传输的总比特数之比。误码率越低，表示数据传输的有效性越高，因为更少的比特发生了错误。频带利用率、信道容量和传输速率等指标虽然也与数据传输相关，但更多地反映了网络性能的其他方面，而不是直接衡量数据传输的有效性。

13、在下列传输介质中，那种传输介质的抗电磁干扰性最好（）

A.双绞线

B.同轴电缆

C.光缆

D.无线介质

14、在电缆中屏蔽有什么好处（）

(1)减少信号衰减

(2)减少电磁干扰辐射和对外界干扰的灵敏度

(3)减少物理损坏

(4)减少电磁的阻抗

A.仅(1)

B.仅(2)

C.(1),(2)

D.(2),(4)

通过在电缆外部添加屏蔽层，可以有效地阻止外部电磁波对电缆内部信号的影响，同时也减少了电缆向外辐射电磁波的可能性，提高了电缆的抗干扰能力和抗干扰能力。

15、带宽是对下列哪种媒体容量的度量（）

A.快速信息通信

B.传送数据

C.在高频范围内传送的信号

D.上述所有的

带宽表示在单位时间内传送的数据量。

16、下述哪一个电缆类型支持最大的电缆长度（）

A.无屏蔽双绞线

B.屏蔽双绞线

C.粗同轴电缆

D.细同轴电缆

17、下述哪个说法是正确的（）

A.细同轴电缆传输速率最高。

B.光纤电缆支持电缆运行几十公里。

C.屏蔽双绞线电缆对电磁干扰不敏感。

D.以上说法都不对。

细同轴电缆的传输速率通常不如光纤电缆高；光纤电缆可以支持更远距离的传输，一般可达数百公里至数千公里不等；屏蔽双绞线电缆虽然对电磁干扰有一定程度的抵抗能力，但并不意味着对电磁干扰完全不敏感，它们仍然需要适当的屏蔽来保护信号免受干扰。

18、当描述一个物理层接口引脚在处于高电平时的含义时，该描述属于( )。

A、机械特性
B、电气特性
C、功能特性
D、规程特性

19、传输线上的位流信号同步，应属于下列OSI的( )层处理。

A、网络层
B、数据链路层
C、物理层
D、LLC层

物理层的功能是进行比特（位）流的传输

20、IEEE802参考模型中的物理层的主要功能是完成( )。

A、确定分组从源端到目的端的路由选择
B、原始比特流的传输与接收
C、流量调节和出错处理
D、把输人数据分装成数据帧并按顺序发送

21、在网络中计算机接收的信号是( )。

A、数字信号
B、模拟信号
C、广播信号
D、脉冲信号

计算机接收的是不连续的数字信号

22、在物理层接口特性中，用于描述完成每种功能的事件发生顺序的是( )。

A、机械特性
B、电气特性
C、功能特性
D、过程特性

23、物理层具有四个特性为——、——、——、——。

第一空： 机械特性
第二空： 电气特性
第三空： 功能特性
第四空： 过程特性

24、比特率(数据传输速率)和波特率的关系是( )。

A、比特率 < 波特率
B、比特率 = 波特率
C、比特率 > 波特率
D、以上答案均不对

25、波特率指的是( )。

A、每秒钟可能发生的信号变化的次数

B、每秒钟传输信号码元的个数

C、每秒传输的字节数

D、每秒传输的比特

26、若一个信道上传输的信号码元仅可取四种离散值，则该信道的数据传输率S(比特率)与信号传输率B(波特率)的关系是( )。

A、S=B
B、S=2B
C、S=B/2
D、S=1/B

每个码元编码2个比特的信息，2^2=4，故信号码元可取四种离散值

27、当数字信号在模拟传输系统中传送时,在发送端和接收端分别需要( )设备。

A、调制器和解调器
B、解调器和调制器
C、编码器和解码器
D、解码器和编码器

在数字信号在模拟传输系统中传送时，需要调制器（Modulator）在发送端和解调器（Demodulator）在接收端。调制器将数字信号转换为模拟信号以便传输，而解调器将接收到的模拟信号转换回数字信号以便接收端处理。

28、将数字信号调制为模拟信号有三种方式,即_ _ _ _。

第一空： 调幅
第二空： 调频
第三空： 调相

29、在一个物理信道内可以传输频率的范围称为___。

带宽

30、下面哪种传输介质具有高带宽、不受电磁干扰、重量轻等优势。

A、卫星
B、光纤
C、屏蔽双绞线
D、同轴电缆

31、以太网采用的双绞线将每对线绞合在一起的目的是( )。

A、增加网线强度
B、提高抗近端串扰能力
C、节省材料成本
D、提高传输速率

近端串扰是指信号在传输过程中，邻近的线对之间发生的干扰。通过将每对线绞合在一起，可以减少线对之间的电磁耦合，从而降低串扰的影响，提高通信质量和可靠性。

32、在数字通信中，传输介质的功能是( )。

A、将信号从一端传到另一端
B、纠正传输过程中的错误
C、根据线路状况,自动调整信号形式
D、在源站与目的站间传送信息。

传输介质可以是各种各样的，例如双绞线、光纤、无线信道等。它们提供了一个信号传输的路径，使得数字数据能够在发送端和接收端之间进行传递。

33、按频率分割信道的方法叫( )。

A、FDM
B、TDM
C、SDTM
D、WDM

FDM（频分复用）：通过将不同信号调制到不同的频率上，然后将这些频率带叠加在一起传输，从而实现多路信号在同一传输介质上传输的技术。在接收端，通过解调器将各个频率带分离出来，以获取各自的信号。FDM常用于模拟信号的传输，如广播电视等。

TDM（时分复用）： TDM是一种多路复用技术，它通过时间分割的方式，将多个信号依次放置在同一传输介质上的不同时间段内进行传输。在接收端，根据预定的时间间隔，将各个信号进行分离和恢复。TDM通常用于数字信号的传输，如电话网络等。

SDTM（同步时分复用）： 在SDTM中，同步指的是在发送端和接收端之间需要精确地保持时间同步。SDTM通常应用于数字通信系统中，特别是用于传输数字语音或数据的系统。

WDM（波分复用）： WDM是一种多路复用技术，它利用光的不同波长来传输多个信号。通过将不同信号调制到不同波长的光束上，然后将这些光束合并在一起进行传输。在接收端，通过光解调器将各个波长的光信号分离出来。WDM常用于光纤通信系统，可以实现高速、高带宽的通信。

34、将物理信道的总频带宽分割成若干个子信道，每个子信道传输一路信号，这就是( )。

A、同步时分多路复用
B、空分多路复用
C、异步时分多路复用
D、频分多路复用

35、在下列多路复用技术中,( )具有动态分配时隙的功能。

A、同步时分多路复用
B、统计时分多路复用
C、频分多路复用
D、波分多路复用

统计时分多路复用是一种多路复用技术，它与时分复用（TDM）类似，但在分配时隙时具有更大的灵活性。STDM根据信道的需求情况动态地分配时隙，以便更有效地利用传输介质。

36、在多路复用技术中，WDM表示( )。

A、频分多路复用
B、波分多路复用
C、时分多路复用
D、码分多路复用

37、下列因素中,不会影响信道数据传输速率的是( )。

A、带宽
B、信噪比
C、调制速率
D、信号传播速度

带宽是指信道传输的频率范围，它决定了信道可以传输的最高频率成分，从而影响了信道的数据传输速率。

信噪比是指信号与噪声的比值，它反映了信号中包含的有用信息与噪声的相对水平。较高的信噪比可以提高信道的传输质量和可靠性，从而提高数据传输速率。

调制速率是指在数字通信中，数字信号转换为模拟信号的速率，或者模拟信号转换为数字信号的速率。调制速率决定了信号在信道中的传输速率。

由于信号传播速度通常是一个固定值，不会直接影响信道的数据传输速率。

39、物理层的编码方式有多种，下列关于编码的说法中，( )是错误的。

A、不归零制编码不能携带时钟,不适合用于同步传输,常用于串行异步通信中
B、曼彻斯特编码可携带时钟,但编码的密度较低,常用于10Mbps以太网中
C、差分曼彻斯特编码也可携带时钟,尤其是抗干扰能力很强,常用于千兆以太网中
D、4B/5B编码也可携带时钟,其编码的密度介于不归零制编码和曼彻斯特编码之间,常用于100Mbps快速以太网中

差分曼彻斯特编码是一种双极性编码，其中每个数据位被编码为两个信号变化。尽管它对干扰的抵抗能力很强，但它不包含足够的信息来携带时钟信号。

40、数据的传输是通过经编码的信号来实现的,在IEEE802.3中采用曼彻斯特编码是因为其( )。

A、编码中包含一个特定的起始位
B、采用模拟编码,所以抗干扰能力强
C、一次采样即可得到一个比特
D、能携带同步时钟

曼彻斯特编码中每个比特周期都有一个信号变化，这使得接收端可以在每个比特周期内检测到信号的变化，从而实现了时钟同步。

填空题

1、若某信道的传码速率为3000波特,采用8电平传输,则其传信速率为___b/s

9000b/s

每个符号可以携带的比特数由电平的数量决定。在这种情况下，每个符号可以携带 log⁡2(8)=3log2(8)=3 比特。因此，传信速率为 3000 波特×3=9000 b/s3000 波特×3=9000 b/s。

2、信道复用技术主要有__、__、__和__四类。

第一空：时分复用
第二空：频分复用
第三空：波分复用
第四空：码分复用

3、在信道传输中,从调制解调器输出的调制信号每秒钟载波调制状态改变的次数称为，而表示每秒传送的比特数称为比特率。

波特率

4、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,那么可以获得的数据率是

80000b/s

每个码元可以携带的比特数由振幅的数量决定，通常情况下，每个振幅可以携带 log⁡2(16)=4比特。

因此，传输的数据率为 20000 码元/秒×4 比特/码元=80000 bps

32、关于信道复用技术，完成以下问题：
（1）在CDMA系统中分配给每一个站的码片序列需满足什么条件？
（2）站点A、B、C 通过CDMA共享链路，A、B、C的码片序列分别是（1,1,1,1）、（1，-1,1，-1）和（1,1，-1，-1），若C从链路上收到的序列是（ 2,0,2,0,0,-2,0,-2,0,2,0,2），计算C收到A发送的数据是什么?

（1）任意两个不同的码片序列S和T的内积均为0；任何码片序列与自己的内积均为1；所有码片序列的长度都必须一致;

（2）101

C接收到的是A、B发送过来的叠加码片，若C需要查看A发送的数据，则需将接收到的叠加码片与A的码片序列进行规格化内积操作：

(2, 0, 2, 0; 0, -2, 0, -2; 0, 2, 0, 2)的每四位与(1,1,1,1)进行规格化内积。
前四位(2 * 1 + 0 * 1+ 2 * 1 + 0 * 1) / 4 = 1;（有四位参与规格化内积，所以除以4）
中四位(0 * 1 + -2 * 1 + 0 * 1 + -2 * 1) / 4 = -1（-1等价于0）;
后四位(0 * 1 + 2 * 1 + 0 * 1 + 2 * 1) / 4 = 1;
故答案为101