计算机网络第二章-【知识点】

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背诵点

物理层的接口有哪几个方面的特性？分别包含些什么内容？

物理层接口有四个特性：

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

电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围

功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义

过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？

限制码元在信道上的传输速率的因素有两个：

信道能够通过的频率范围：在带宽为W(Hz)的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元传输的最高速率是2W(码元/秒)

信噪比：信号的平均功率和噪声的平均功率之比，记为S/N或dB(分贝)

信噪比相关的计算公式

信噪比公式：

香农公式

W：信道的带宽(以Hz为单位)
S：信道内所传信号的平均功率
N：信道内部的高斯噪声功率
C：信道的极限信息传输速率

信噪比能否任意提高？

不能，因为：“信噪比受限于发射设备的功率和提高信噪比的设施需要付出更高的经济代价，并且信噪比理论上是有限的，所以不能无限制提高”

香农公式在数据通信中的意义是什么？

香农公式的意义：“只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定存在某种方法来实现无差错的传输”

“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？

一个码元可以包含多个比特(一般是两个比特)

比特每秒表示数据速率传输的单位

码元每秒表示信号变化速率的单位

常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？

传输媒体分为两大类：“导引型媒体”、“非导引型媒体”

导引型媒体：双绞线、同轴电缆、光缆

非导引型媒体：微波接力、卫星通信

导引型媒体中，电磁波被导引沿着固体媒体传播

非导引型媒体中，电磁波在*空间中传输

为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？

使用信道复用技术可以：“提高频谱利用率、降低成本、实现更高的传速速率”

常用的信道复用技术有：

频分复用FDM

时分复用TDM

统计时分复用STDM

波分复用WDM

码分复用CDM

解释含义：DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48

DWDM：密集波分复用

CDMA：码分多址

SONET：同步光网络

SDH：同步数字体系

STM-1：SDH标准下的传输速率(155.52Mbps)

OC-48：SONET标准下的传输速率(2.488Gbps)

码分多址CDMA 为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？

各个用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰

码分多址CDMA有何优缺点

优点：提高通信的话音质量和数据传输的可靠性，减少干扰对通信的影响，增大通信系统的容量，降低手机的平均发射功率

缺点：CDMA的编码和解码过程相对复杂，需要严格的功率控制

比较xDSL、HFC 以及FTTx 接入技术的优缺点？

xDSL(数字用户线)：

优点：稳定性强，成本相对较低

缺点：距离有限制，宽带有限制

HFC(混合光纤同轴B电缆)：

优点：宽带较高、覆盖区域广泛、支持双向传输

缺点：基础设施需求高、维护成本高、受用户数量限制

FTTx(光纤到x)：

优点：超高宽带、距离优越、抗干扰能力强

缺点：建设成本高、部署时间长

计算点

题1【奈奎斯特定理】

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（ b/s）?

奈奎斯特定理：

B：信道的带宽(单位为Hz)

L：码元的振幅等级

R：数据速率(b/s)

于是，我们可以先求得信道带宽为 20000 / 2 = 10000Hz，再根据奈奎斯特定理套入公式得，R为80000b/s

题2【香农公式/分贝公式】

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（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？）

首先根据将宽带W和数据速率C带入香农公式得：S/N约为2641663

再根据分贝公式可得到dB约为64.21dB

题3【码分多址】

共有4 个站进行码分多址通信。4 个站的码片序列为
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）

现收到这样的码片序列S：（－ 1＋ 1－3＋1－ 1－ 3＋1＋1）

问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是0还是1？

假设有ABCD四站对E站发送码片序列，则用E站接收的码片序列与ABCD四站的码片序列做内积，取四个内积中最大的最有可能是发送数据的站
而发送的数据是0或1取决于发送站的码片序列：

如果码片序列有1和-1，则发送的是1

如果码片序列只有-1，则发送的是0

上面题目中：

A * S = 8

B * S = -10

C * S = 0

D * S = 6

因此，A最有可能发送数据，并且A的码片序列中有1和-1，因此发送的是1

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