1、物理层模拟试卷 4 及答案与解析一、单项选择题1 半双工通信是指( ) 。（A）通信的双方可以同时发送和接收信息（B）只能有一个方向的通信而没有反方向的交互（C）通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（D）以上说法都不正确2 向某一个方向传送信息的媒体，称作( )。（A）电缆（B）信号源（C）链路媒体（D）信道3 数据的电气的或电磁的表现可以称作( )。（A）数据信号（B）媒体信号（C）模拟信号（D）信号4 下面( ) 代表的消息参数是连续的。（A）模拟信号（B）数字信号（C）离散信号（D）集中信号5 基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应的调制方法称作( )。（A）基带调制（
2、B）带通调制（C）码元调制（D）带宽调制6 带通调制使用( ) 进行调制。（A）码元（B）载波（C）光波（D）比特7 在带通调制过程中，使得载波的频率随基带数字信号而变化的调制方法是( )。（A）调幅（B）调频（C）调相（D）调码8 从数据块从节点进入传输媒体的时间称作( )。（A）发送时延（B）传输时间（C）输送时间（D）进道时间9 在 MAC 子层中，数据传输的基本单元是( )。（A）比特流（B） MAC 帧（C） LLCPDU（D）数据报10 信道容量与数据传输速率的区别是( )。（A）前者是实际的数据传输速率，而后者表示信道的最大数据传输速率（B）前者表示信道的最小数据传输速率，而后者
3、是实际的数据传输速率（C）前者是实际的数据传输速率，而后者表示信道的最小数据传输速率（D）前者表示信道的最大数据传输速率，而后者是实际的数据传输速率11 根据奈奎斯特定理，以下说法正确的是( )。（A）码元传输的速率可以无限制地提高（B）码元传输的速率是有上限的（C）码元传输的速率不稳定（D）在理想的情况下，码元传输的速率可以无限提高12 香农定理和奈奎斯特定理的主要区别是( )。（A）香农定理是在理想情况下推断出来的（B）香农定理是带噪信道容量（C）奈奎斯特是带噪信道容量（D）以上都不正确13 不同的交换方式具有不同的性能。如果要求数据在网络中的传输延时最小，应选用的交换方式是( ) 。（A
4、）电路交换（B）报文交换（C）分组交换（D）信元交换14 通常把没有经过调制的原始信号称为( )。（A）基带信号（B）宽带信号（C）频带信号（D）通带信号15 同轴电缆比双绞线的传输速度更快，得益于( )。（A）同轴电缆的铜芯比双绞线粗，能通过更大（B）同轴电缆的阻抗比较标准，减少了信号的衰减（C）同轴电缆具有更高的屏蔽性，同时有更好的抗噪声性（D）以上都对16 10BaseT 指的是( )。（A）10M 波特率，使用数字信号，使用双绞线（B） 10Mbps，使用数字信号，使用双绞线（C） 10M 波特率，使用模拟信号，使用双绞线（D）10Mbps，使用模拟信号，使用双绞线17 光纤通过内部的
5、( ) 来传输光信号。（A）半反射（B）全反射（C）折射（D）调制18 ( )传输方式适合长距离传输。（A）屏蔽双绞线（B）非屏蔽双绞线（C）光纤（D）同轴电缆19 传输介质中，( ) 的价格最高。（A）屏蔽双绞线（B）非屏蔽双绞线（C）光纤（D）同轴电缆20 说明传输媒体类型特性的物理层的( )特性。（A）物理特性（B）传输特性（C）连通性（D）地理范围21 将网络上的一个电缆段上传输的数字信号进行放大和整形，然后再发送到另一个电缆段上的物理层设备是( )。（A）中继器（B）集线器（C）路由器（D）模拟放大器22 集线器的本质是( ) 。（A）信号调制器（B）信号解调器（C）集线器本质上就是
6、多端口的中继器（D）集线器是一个多源的信号采集器23 下列关于物理层网络设备的描述中，( )是错误的。（A）集线器和中继器是物理层的网络设备（B）物理层的网络设备能够理解电压值（C）物理层的网络设备能够分开冲突域（D）物理层的网络设备不理解帧、分组和头的概念二、简答题24 简述虚电路和数据报的不同点。25 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35kbps，那么若想最大信息传输速率增加 60，问信噪比 SN 应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比 SN 再增大到 10 倍，问最大信息速率能否再增加 20?26 已知某信道的信号传输速率为 64kbs，一个
7、载波信号码元有 4 个有效离散值，则该信道的波特率为多少?27 有一条无噪声的 8kHz 信道，每个信号包含 8 级，每秒采样 24k 次，那么可以获得的最大传输速率是多少?28 对于某带宽为 4000 Hz 的低通信道，采用 16 种不同的物理状态来表示数据。按照奈奎斯特定理，信道的最大传输速率是多少?29 二进制信号在信噪比为 127：1 的 4kHz 信道上传输，最大的数据速率可达到多少?30 将 1 路模拟信号分别编码为数字信号后，和另外 7 路数字信号采用同步 TDM方式复用到一条通信线路上。1 路模拟信号的频率变化范围为 01kHz，每个采样点采用 PCM 方式编码为 4 位的二进
8、制数，另外 7 路数字信号的数据率均为 72 kbs。复用线路需要的最小通信能力是多少?31 简述中继器和集线器的作用和特点。物理层模拟试卷 4 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 单向通信，又称为单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。双向交替通信，又称为半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间后再反过来。双向同时通信，又称为全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息。【知识模块】 物理层2 【正确答案】 D【试题解析
9、】 信道是指向某一个方向传送信息的媒体。【知识模块】 物理层3 【正确答案】 D【试题解析】 数据的电气的或电磁的表现称作信号。【知识模块】 物理层4 【正确答案】 A【试题解析】 根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，信号可分为两大类：模拟信号，或连续信号代表消息的参数的取值是连续的。数字信号，或离散信号代表消息的参数的取值是离散的。在使用时间域(或简称为时域)的波形表示数字信号时，则代表不同离散数值的基本波形就称为码元。在使用二进制编码时，只有两种不同的码元，一种代表 O 状态而另一种代表 1 状态。【知识模块】 物理层5 【正确答案】 A【试题解析】 基带调制：仅对基带信号的波形进行变
10、换，使它能够与信道特性相适应。带通调制：使用载波(carrier)进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。【知识模块】 物理层6 【正确答案】 B【试题解析】 带通调制使用载波(carrier)进行调制。【知识模块】 物理层7 【正确答案】 B【试题解析】 调幅(AM)，即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0 或 1 分别对应无载波或有载波输出。调频(FM)，即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0 或 1 分别对应频率 f1 或 f2。调相(PM)，即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0 或 1 分别对应于相位 0或 180。【知识模块】 物理层8 【正
11、确答案】 A【试题解析】 发送数据时，数据块从结点进入传输媒体所需要的时间称作发送时延。【知识模块】 物理层9 【正确答案】 B【试题解析】 本题考查局域网的体系机构。MAC 层是局域网的数据链路层，分为逻辑链路控制即 LLC 和媒体接入控制，即 MAC，因此 MAC 子层还是属于链路层，数据传输单元就是 MAC 帧，答案为 B。【知识模块】 物理层10 【正确答案】 D【试题解析】 信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限；而后者是实际的数据传输速率。【知识模块】 物理层11 【正确答案】 B【试题解析】 奈奎斯特定理表明，在任何信道中，码元传
12、输的速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的判决(即识别) 成为不可能。【知识模块】 物理层12 【正确答案】 B【试题解析】 香农定理是带噪信道容量。【知识模块】 物理层13 【正确答案】 A【试题解析】 本题考查三种交换方式的性能。这里信元交换主要应用在 ATM，是分组交换的一种，分组交换比报文交换的延时小，而电路交换采用独占链路，因此其延时最小，答案为 A。【知识模块】 物理层14 【正确答案】 A【试题解析】 基带信号就是将数字信号 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。【知识模块】 物理层15 【正确答案】 C【试题解
13、析】 同轴电缆以硬铜线为芯，外面包上一层绝缘的材料，绝缘材料的外面包围上一层密织的网状导体。导体的外面又覆盖上一层保护性的塑料外壳。同轴电缆的这种结构使得它具有更高的屏蔽性，从而既有很高的带宽，又有很好的抗噪特性。所以同轴电缆的带宽更高得益于它的高屏蔽性。【知识模块】 物理层16 【正确答案】 B【试题解析】 表示每秒传输 10M 比特数据，因此是 10Mbps。Base 表示采用基带型号传输，T 表示使用了双绞线(Twistedpair)。所以应该选 B。【知识模块】 物理层17 【正确答案】 B【试题解析】 光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号，内部的全反射可以在任何折射指数高于
14、包层媒体折射指数的透明媒体中进行。光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号，内部的全反射可以在任何折射指数高于包层媒体折射指数的透明媒体中进行。【知识模块】 物理层18 【正确答案】 C【试题解析】 光纤不受噪声或电磁影响，适宜在长距离内保持高数据传输率，而且能够提供良好的安全性。【知识模块】 物理层19 【正确答案】 C【试题解析】 光纤目前价格比同轴电缆和双绞线都贵。【知识模块】 物理层20 【正确答案】 A【试题解析】 【知识模块】 物理层21 【正确答案】 A【试题解析】 中继器是最简单也是最常用的网络连接设备，它的作用是将网络上的一个电缆段上传输的数字信号进行放大和整形，然后再
15、发送到另一个电缆段上，以克服信号经过较长距离传输后引起的衰减。【知识模块】 物理层22 【正确答案】 C【试题解析】 集线器本质上就是多端口的中继器，是一种特殊的中继器。它除了对接收到的信号再生并传输外，还可为网络布线和集中管理带来方便。集线器一般有 816 个端口，供计算机等网络设备连接使用。【知识模块】 物理层23 【正确答案】 C【试题解析】 物理层的网络设备不能够分开冲突域，整个以物理层设备连接起来的网络是处在一个冲突域中的。【知识模块】 物理层二、简答题24 【正确答案】 【知识模块】 物理层25 【正确答案】 本题主要考查香农定理和奈奎斯特定理，这类题型经常出现在考试题目中，应当引
16、起重视。奈奎斯特定理：每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒 2 个码元。香农定理：信道带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。根据香农公式，计算信道的极限传输速率 C 为：C=W log 2(1+SN)；奈奎斯特定理则给出了理想低通信道的最高码元传输速率=2W Baud，说明了即使信道比较理想，码元的传输速率也不是不受限制的。根据上面的公式，我们可以计算出，信噪比 SN 应该增大到约 100 倍。如果在此基础上将信噪比SN 再增大 10 倍，最大信息速率只能再增加 185左右。【知识模块】 物理层26 【正确答案】 一个码元若取 2n 个不同离散值，则含有 n bit
17、 的信息量。在本题中，一个码元含有的信息量为 2 bit，由于在数值上波特率=比特率每符号含的比特数，因此波特率为(642)k=32kBaud。【知识模块】 物理层27 【正确答案】 无噪声的信号应该满足奈奎斯特定理，即最大数据传输率=2Wlog2Vbs。将题目中的数据代入，得到答案是 48kHz。【知识模块】 物理层28 【正确答案】 根据奈奎斯特定理，本题中 W=4000Hz，最大码元传输速率=2W=8000Baud，16 种不同的物理状态=log 216=4 bit 数据，所以信道的最大传输速率=80004=32kbs。【知识模块】 物理层29 【正确答案】 依香农定理，最大数据率=Wl
18、og 2(1+SN)=4000log 2(1+127)=28000bs 。但注意题中“二进制信号” 的限制：依奈奎斯特定理，最大数据传输率=2Hlog2V=24000log22=8000bs，两个上限取最小的。【知识模块】 物理层30 【正确答案】 1 路模拟信号的最大频率为 1kHz，根据采样定理可知采样频率至少为 2kHz，每个样值编码为 4 位二进制数，所以数据传输率为 8kbs 。复用的每条支路速率要相等，而另外 7 路数字信号的速率均低于 8kbs，所以它们均要采用脉冲填充方式，将数据率提高到 8kbs，然后将这 8 路信号复用，需要的通信能力为 8kbs8=64kbs。【知识模块】
19、 物理层31 【正确答案】 中继器是模拟设备，用于连接两根电缆段。在一段上出现的信号被放大后放到另一段上。中继器并不理解帧、分组和头的概念。它们只能理解电压值。例如，在经典的以太网中，为了将电缆的最大长度从 500m 扩展到 2500m，以太网允许 4 个中继器。集线器有许多条输入线路，它将这些输入线路连接起来。在任何一条线路上到达的帧都将被发送到所有其他的线路上。如果两帧同时到达，则它们将会冲突，就好像它们在同一根电缆上一样。连接到同一个集线器上的所有线路必须运行在同样的速度上。集线器与中继器不同，它们通常不会放大进入信号，并且可以容纳多块线卡，每块卡上有多个输入，但是，集线器与中继器的差别并不大。与中继器类似的是，集线器不检查 802 地址，也不以任何方式使用 802 地址。【知识模块】 物理层
