2.4 物理层本章小结

1、传输媒体是物理层吗?传输媒体和物理层的主要区别是什么?

传输媒体并不是物理层。由于传输媒体在物理层的下面，而物理层是体系结构的第一层，因此有时称传输媒体为0层，在传输媒体中传输的是信号，但传输媒体并不知道所传输的信号代表什么意思。也就是说，传输媒体不知道所传输的信号什么时候是1什么时候是0.但物理层由于规定了电气特性，因此能够识别所传送的比特流。

2、什么是基带传输、频带传输和宽带传输?三者的区别是什么?

在计算机内部或者两个相邻设备之间近距离传输时，可以不经过调制就在信道上直接进行进行的传输方式称为基带传输。它通常用于局域网。数字基带传输就是在信道中直接传输数字信号，且传输媒体的整个宽带都被基带信号占用，双向的传输信息。其最简单的方法是用两个高低电平来表示二进制数字，常用的变法方式有不归零制和曼彻斯特编码。

用数据信号对特定频率的载波进行调制(数字调制)，将其变成适合于传送的信号之后再进行传输，这种传输方式就是频带传输。远距离传输或无线传输时数字信号必须用频带传输进行传输。利用频带传输，不仅解决了电话系统传输数字信号的问题，而且可以实现多路复用，以提高传输信道的利用率。

通过借助频带传输，可以将链路容量分解成两个或多个信道，每个信道可以携带不同的信号，这就是宽带传输。宽带传输中所有的信道可以同时互不干扰地发送信号，链路容量大大增加。

3、如何理解同步和异步?什么是同步通信和异步通信?

在计算机网络中，”同步“(synchronous)的意思很广泛，没有统一的定义。例如，协议的三个要素之一就是”同步”。在网络通信编程中常提到的”同步“则主要是之某函数的执行方式，即函数调用者需等待函数执行完后才能进到下一步。”异步”(Asynchronous)可简单地理解为”不是同步“。

在数据通信中，同步通信与异步通信的区别较大。

同步通信的通信双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接受连续的同步比特流。主要有两种同步方式:一种是全网同步，即用一个非常精确的主时钟对全网所有结点的时钟进行同步；另一种准同步，各结点的时钟之间允许有微小的误差，然后采用其他措施实现同步传输。同步通信数据率较高，但实现的价格也较高。

异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的，但接受端必须时刻做好接受的准备。发送端可以在任意时刻发送字符，因此必须在每个字符的开始和结束的地方加上标志，即开始位和停止位，以便使接受端能够正确地将每个字符接受下来。

异步通信也可以帧作为发送的单位。这时，帧的首部和尾部必须设有一些特殊的比特组合，使得接收端能够找出一帧的开始(即帧定界)。异步通信的通信设备简单，便宜，但传输效率较低(因为标志的开销所占的比例较大)。

4.奈氏准则和香农定理的主要区别是什么？这两个定理对数据通信的意义是什么？

奈氏准则指出，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所携带的比特是1还是0（因为有码元之间的相互干扰）。 奈氏准则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要小很多。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多个比特的信息，这就需要有很好的编码技术。但码元所载的比特确定后，信道的极限数据率也就确定了。 香农定理给出了信息传输率的极限，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，或者设法提高传输线路的带宽，或者提高所传信号的信噪比，此外没有其他任何方法。 香农定理告诉我们，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）。