1 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：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。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。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：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。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。3 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：是运送信息的实体。信号：则是数据的电气的或电磁的表现。模拟数据：运送信息的模拟信号。模拟信号：连续变化的信号。数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。数字数据：取值为不连续数值的数据。单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收） 。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。4 物理层的接口有哪几个特性？各包含什么内容？答：（1）机械特性指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。（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，即什么样的电压表示 1 或 0。（3）功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。（4）规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。5 奈氏准则与香农公式在数据通信中的意义是什么？比特每秒和码元每秒有何区别？ 答：奈氏准则指出了：码元传输的速率是受限的，不能任意提高，否则在接收端就无法正确判定码元是 1 还是 0 （因为有码元之间的相互干扰） 。 奈氏准则是在理想条件下推导出的。在实际条件下，最高码元传输速率要比理想条件下得出的数值还要小些。电信技术人员的任务就是要在实际条件下，寻找出较好的传输码元波形，将比特转换为较为合适的传输信号。需要注意的是，奈氏准则并没有对信息传输速率（b/s）给出限制。要提高信息传输速率就必须使每一个传输的码元能够代表许多个比特的信息。这就需要有很好的编码技术。 香农公式给出了信息传输速率的极限，即对于一定的传输带宽（以赫兹为单位）和一定的信噪比，信息传输速率的上限就确定了。这个极限是不能够突破的。要想提高信息的传输速率，或者必须设法提高传输线路的带宽，或者必须设法提高所传信号的信噪比，此外没有其他任何办法。至少到现在为止，还没有听说有谁能够突破香农公式给出的信息传输速率的极限。香农公式告诉我们，若要得到无限大的信息传输速率，只有两个办法：要么使用无限大的传输带宽（这显然不可能） ，要么使信号的信噪比为无限大，即采用没有噪声的传输信道或使用无限大的发送功率（当然这些也都是不可能的） 。 比特每秒是信息传输速率的单位；码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率，一个码元不一定对应于一个比特。6 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？答：常用的传输媒体有双绞线、同轴电缆、光纤和电磁波。 一、双绞线 特点： （1）抗电磁干扰 （2）模拟传输和数字传输都可以使用双绞线 二、同轴电缆 特点：同轴电缆具有很好的抗干扰特性 三、光纤 特点： （1）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济； （2）抗雷电和电磁干扰性能好； （3）无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据； （4）体积小，重量轻。 四、电磁波 优点： （1）微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道的容量很大； （2）微波传输质量较高； （3）微波接力通信的可靠性较高； （4）微波接力通信与相同容量和长度的电缆载波通信比较，建设投资少，见效快。当然，微波接力通信也存在如下的一些缺点： （1）相邻站之间必须直视，不能有障碍物。 （2）微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响； （3）与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差； （4）对大量的中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。 7 什么是曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码？其特点如何？ 答：曼彻斯特编码是将每一个码元再分成两个相等的间隔。码元 1 是在前一个间隔为高电平而后一个间隔为低电平。码元 0 则正好相反，从低电平变到高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码元的正中间出现一次电平的转换，这对接收端的提取位同步信号是非常有利的。缺点是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。 差分曼彻斯特编码的规则是若码元为 1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样；但若码元为 0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。不论码元是 10 或，在每个码元的正中间的时刻，一定要有一次电平的转换。差分曼彻斯特编码需要较复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰性能。 8 模拟传输系统与数字传输系统的主要特点是什么？ 答：模拟传输：只能传模拟信号，信号会失真。 数字传输：可传模拟与数字信号，噪声不累计，误差小。 11 基带信号与宽带信号的传输各有什么特点？ 答： （1）基带信号是将数字信号 1 或 0 直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。 （2）宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。基带信号进行调制后，其频谱移到较高的频率处。由于每一路基带信号的频谱被搬移到不同的频段上，因此合在一起后并不会互相干扰。这样做可以在一条线路中同时传送许多路的数字信号，因而提高了线路的利用率。 14 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？这种复用方法有何优缺点？答：各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似白噪声，不易被敌人发现，缺点是占用较大的带宽。