計算機網絡——物理層相關習題（計算機專業考研全國統考歷年真題）

2012-34

原題

答案

解析

2018-34?

原題

答案?

解析

2009/2011-34

原題

答案

解析

2016-34?

原題

答案?

解析

2014-35/2017-34

原題

答案?

解析

2013-34

原題

答案?

解析

2015-34?

原題

答案?

解析

物理層的協議眾多，這是因為物理層的連接方式比較多，物理層下面的傳輸媒體也比較多。

因此在學習物理層時，我們應將重點放在物理層的基本概念上，而不是局限于某一個具體的物理層協議。下面我們所做的練習就是與物理層相關的基本概念問題。

2012-34

原題

在物理層接口特性中，用于描述完成每種功能的時間發生順序的是：

A.機械特性? ? ? ? B.功能特性? ? ? ? C.過程特性? ? ? ? D.電氣特性

答案

C.過程特性?

解析

在之前的物理層的基本概念的時候，我們介紹過物理層要解決的主要問題。物理層考慮的是
怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流。

物理層為數據鏈路層屏蔽了各種傳輸媒體的差異，使數據鏈路層只需要考慮如何完成本層的協議和服務，而不必考慮網絡具體的傳輸媒體是什么。

物理層協議的主要任務就是確定與傳輸媒體的接口有關的一些特性，它們是：

機械特性
電氣特性
功能特性
過程特性

機械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數目和排列、固定和鎖定裝置。

電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍。

功能特性：指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。

過程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現順序。

2018-34?

原題

下列選項中，不屬于物理層接口規范定義范疇的是：

A.接口形狀? ? ? ? B.引腳功能? ? ? ? C.物理地址? ? ? ? D.信號電平

答案?

C.物理地址

解析

選項A中的接口形狀屬于機械特性，選項B中的引腳功能屬于功能特性，選項D中的信號電平屬于電氣特性，而選項C中的物理地址，盡管它的名稱中有物理二字，但它不屬于物理層接口規范的定義范疇，而是屬于數據鏈路層的范疇，又稱為硬件地址或Mac地址。

為了避免概念混淆，建議大家平時使用Mac地址這個名詞，而不使用物理地址這個名詞。

2009/2011-34

原題

【2009】在無噪聲情況下，若某通信鏈路的帶寬為3kHz，采用4個相位，每個相位具有4種振幅的QAM調制技術，則該通信鏈路的最大數據傳輸速率是：

A.12kbps? ? ? ? B.24kbps? ? ? ? C.48kbps? ? ? ? D.96kbps

【2011】若某通信鏈路的數據傳輸速率為2400bps，采用4相位調制，則該鏈路的波特率是：

A.600波特? ? ? ? B.1200波特? ? ? ? C.4800波特? ? ? ? D.9600波特

答案

2009：B.24kbps

2011：B.1200波特

解析

這兩道題都是考察有關奈氏準則的問題，奈氏準則給出了理想低通信道的最高碼元傳輸速率為2W
波特也就是2W碼元 / 秒；理想帶通信道的最高碼元傳輸速率為W波特也就是W碼元 / 秒。

不管題目中給出的是多么牛的或者我們根本就沒聽說過的調制方法，這都是在迷惑我們。

對于解題，我們只關心可以調制出不同基本波形的數量，也就是不同碼元的數量。

需要說明的是：
如果題目沒有特別指明信道是帶通信道，也就是給出了信道頻率的上下限，則信道屬于低通信道。

2016-34?

原題

若連接R2和R3鏈路的頻率帶寬為8kHz，信噪比為30dB，該鏈路實際數據傳輸速率約為理論最大數據傳輸速率的50%，則該鏈路的實際數據傳輸速率約是：

A.8kbps? ? ? ? B.20kbps? ? ? ? C.40kbps? ? ? ? D.80kbps

答案?

C.40kbps

解析

考察有關香農公式的問題，香農公式給出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限信息傳輸速率。

只要大家理解并記住了相同公式，并且知道如何將以分貝為度量單位的信噪比轉換為無量綱的比值，就可以順利解答出這道題。

將題目所給的鏈路帶寬8千赫茲，代入香農公式，信噪比30分貝轉換為無量綱的比值后，也代入香農公式，就可以計算出理論最大數據傳輸速率，根據題意再乘以50%，就可以得出鏈路的實際數據傳輸速率。

即，

$30dB\: \: =\: \: 10\times{log_{10}}^{(\frac{S}{N})}(dB)$

$\frac{S}{N}\: \: =\: \: 1000$

$c\: \: =\: \: W\times{log_{2}}^{(1+\frac{S}{N})}\approx\: \: 40kbps$

2014-35/2017-34

原題

【2014年題35】下列因素中，不會影響信道數據傳輸速率的是：

A.信噪比? ? ? ? B.頻率帶寬? ? ? ? C.調制速度? ? ? ? D.信號傳播速度

【2017年題34】若信道在無噪聲情況下的極限數據傳輸速率不小于信噪比為30dB條件下的極限數據傳輸速率，則信號狀態數至少是：

A.4? ? ? ? B.8? ? ? ? C.16? ? ? ? D.32

答案?

2014：D.信號傳播速度

2017：D.32

解析

這兩道題，考察奈氏準則和香農公式的綜合應用，
2014年題35中的選項A和B是香農公式中的兩個參數，它們當然會影響信道的數據傳輸速率。

而選項C，調制速度，就是碼元傳輸速率。

由奈氏準則給出避免碼間串擾的最高碼元傳輸速率。碼元可以攜帶一個或多個比特，因此碼元傳輸速率可以轉換為數據傳輸速率。

換句話說，調制速度（也就是碼元傳輸速率）會影響信道的數據傳輸速率。

2017年的題34，可將題目中的無噪聲情況下的極限數據傳輸速率用奈氏準則寫出表達式；而將信噪比為30分貝條件下的極限數據傳輸速率用香農公式寫出表達式，然后將這兩個表達式列不等式，解出其中的信號狀態數即可。

即，

$2W{log_{2}}^{N}\: \: \geqslant \: \: W{log_{2}}^{(1+\frac{S}{N})}$

信噪比為30dB，轉換成無量綱的比值 $\frac{S}{N}=1000$

解得： $N\: \geqslant 32$

這里的信號狀態數，可以理解為我們之前常說的不同的基礎波形或碼元。

2013-34

原題

答案?

A. 0011 0110

解析

題目中給出的10BaseT網卡使用的是曼徹斯特編碼，然后根據曼徹斯特編碼的特點來解題。

碼元中間時刻的跳變既表示時鐘，又表示數據。

正跳變表示1還是0，負跳變表示0還是1可以自行定義。例如可以假設正跳變表示1，負跳變表示0；然后寫出所給信號波形所表示的比特串，如果沒有符合的答案，則假設正跳變表示0，負跳變表示1。

然后，寫出所給信號波形所表示的比特串，就可以選出正確答案。

2015-34?

原題

答案?

A.NRZ和曼徹斯特編碼

解析

在之前的編碼與調制那篇中，我們介紹過幾種常用編碼：

不歸零編碼NRZ，在整個碼元時間內電平不發生變化，需要額外的傳輸線來傳輸時鐘信號；

歸零編碼RZ在每個碼元傳輸結束后信號都要歸零，所以接收方只要在信號歸零后進行采樣即可，不需要單獨的時鐘信號；

曼徹斯特編碼用碼元中間時刻的跳變來表示時鐘和數據，正跳變表示1還是0，負跳變表示0還是1可以自行定義；

差分曼徹斯特編碼用碼元中間時刻的跳變來表示時鐘，用碼元開始處電平是否發生變化表示數據，發生變化表示0，不發生變化表示1。

反向不歸零編碼NRZI 我們之前并未介紹過，我們給出該編碼的相關描述：

反向不歸零編碼NRZI，在碼元時間內不會出現零電平。若后一個碼元時間內所持續的電平與前一個碼元時間內所持續的電平不同（也稱為電平反轉）則表示0，若電平保持不變則表示1。

現在再來解答這道題就非常簡單了。
首先劃分出個碼元，

編碼1的特點是：

比特1和0對應不同的電平，在整個碼元時間內電平不發生變化，這明顯屬于不歸零編碼。

編碼2的特點是：

在每個碼元的中間時刻電平發生跳變，對于本題正跳變表示比特0，負跳變表示比特1，這明顯屬于曼徹斯特編碼。

有人可能會懷疑，編碼2會不會是差分曼徹斯特編碼呢？

差分曼徹斯特編碼由碼元開始處電平是否發生變化表示數據，發生變化表示0，不發生變化表示1。仔細檢查編碼2的波形，就會發現這一點是不符合的，因此編碼2不是差分曼徹斯特編碼。

END

學習自：湖科大——計算機網絡微課堂

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