PROFIBUS规范－标准部分
第九部分：用于过程自动化的物理层和数据链路层PROFIBUS Specification-Normative Parts Part9：Physical Layer and Data Link Layer for
Process Automation
第九部分用于过程自动化的物理层和数据链路层
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1 引言 (5)
2 适用范围 (5)
3 引用标准 (6)
4 概论 (6)
4.1 定义 (6)
4.2缩略语 (6)
4.3 基本特性 (6)
5 特征 (7)
6 范围 (7)
7 数据传输（物理介质，物理层） (7)
7.1 电气特性 (7)
7.2 物理层（PhL）与介质存取以及传输协议（FDL）间的接口 (10)
7.3 物理层和介质的冗余（可选） (10)
8 介质存取方式和传输协议（数据链路层，FDL） (11)
8.1 传输步骤和现场总线数据链路(FDL)控制器 (11)
8.1.1 令牌步骤 (11)
8.1.1.1 令牌传递 (11)
8.1.1.2 站的增加和拆除 (11)
8.1.1.3 逻辑令牌环(重)初始化 (11)
8.1.1.4 令牌轮转时间 (11)
8.1.1.5 报文优先权 (11)
8.1.2 非循环请求或发送／请求模式 (11)
8.1.3 循环发送／请求模式 (11)
8.1.4 请求所有站（活动表）的FDL状态 (11)
8.1.5 FDL控制器的状态 (11)
8.1.6 FDL初始化 (11)
8.1.7 定时器操作 (11)
8.2 循环和系统反应时间 (15)
8.2.1 令牌循环时间 (15)
8.2.2 报文循环时间 (15)
8.2.3 系统反应时间 (16)
8..3 出错控制步骤 (16)
8.4 定时器和计数器 (16)
8.5 帧结构 (17)
8.5.1 帧字符 (17)
8.6 帧格式 (17)
8.6.1 无数据字段的固定长度的帧 (18)
8.6.2 有数据字段的固定长度的帧 (18)
8.6.3 有可变数据字段长度的帧 (19)
8.7 令牌帧 (19)
8.8 长度，地址，控制和校验八位位组 (19)
8.8.1 长度八位位组（LE） (19)
8.8.2 地址八位位组（DA／SA） (20)
8.8.2.1 链路服务存取点（LSAP） (20)
8.8.3 控制八位位组（FC） (20)
8.8.4 校验八位位组（FCS） (20)
8.8.5 数据字段（ DATA_UNIT） (21)
8.9 传输步骤 (21)
9 Profibus第2层接口 (21)
9.1 FDL用户与FDL的接口 (21)
9.2 FMA1/2用户与FMA1/2的接口 (21)
10 管理（FMA1/2） (21)
10.1 FMA1/2功能的一般描述 (21)
10.2 FDL与FMA1/2的接口 (21)
10.2.1 服务概述 (21)
10.2.2 交互作用概述 (21)
10.2.3 服务和交互作用的详细规范 (21)
10.2.3.1 FDL复位 (21)
10.2.3.2 FDL设定值， FDL读值 (21)
10.2.3.3 FDL故障 (21)
10.3 物理层（PhL）与FMA1/2的接口 (21)
10.3.1 服务概述 (21)
10.3.2 交互作用概述 (21)
10.3.3 服务和交互作用的详细规范 (22)
10.3.3.1 PhL复位 (22)
10.3.3.2 PhL设定值， PhL读值 (22)
10.3.3.3 PhL事件 (24)
10.4 FDL和PhL变量的编码 (24)
10.4.1 FDL变量的编码 (24)
10.4.2 变量的编码 (24)
10.4.3 对象属性表 (25)
附录A（信息）------------------------------------------------------------------------------------------------26 实例 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------26 A.1 中继器 --------------------------------------------------------------------------------------------------26 A.2 Profibus控制器的结构 -----------------------------------------------------------------------------26 A.3 若干条总线与一个控制站连接的系统 --------------------------------------------------------- 26 A.4 冗余控制站---------------------------------------------------------------------------------------------26 A.5 总线分析／诊断装置（总线监视器） ---------------------------------------------------------26 A.6 总线供电的本质安全现场总线 ----------------------------------------------------------------26 A.7 报文速率、系统反应时间和令牌轮转时间 --------------------------------------------------26
1 引言
像已发布的PROFIBUS规范那样，本部分描述第二部分数据传输的其它数据传输技术，包括传输介质（物理介质）和伴随的物理层。至于数据链路层和物理层管理的连接遵照PROFIBUS规范，本部分只是做了一些修改和补充。
FMS：现场总线报文规范
DP：分散的外围设备
FDL：现场总线数据链路层
图1. 本部分与其它部分的关系图
对应用层的接口（FDL和FMA1/2）与Profibus规范中第2层接口规定相同。
物理层(PhL)和现场总线链路层(FDL)间的逻辑接口在Profibus规范“数据传输”中规定。总线线路、存取及传输的协议遵照Profibus规范中“介质存取方式”和“传输协议”。
数据传输符合GB/T16657.2，使之能够满足各种“本质安全”防护等级的要求，并能够通过总线供电。
关于介质连接单元（MAU），按GB/T16657.2第11章规定，使用下列传输速率：
-31.25 kbit／s，电压方式和导线介质。
纳入应用层并在第七部分描述的管理将考虑到GB/T16657.2物理层的变量和其相关的取值范围（参见本部分的10。4）。
在过程自动化（如流程工业）中的应用需要一种简单的传输介质（2线制）和不同的拓扑结构，如总线型或树型。另外还需要低能耗、低成本的总线连接，实时品质，即保证响应时间。还必须涉及到电磁干扰和易爆气体的环境。
本规范有助于在一个分布式现场总线系统中低耗费地连接不同供应商的数字现场设备，同时还能保证可靠的通信。
2适用范围
本规范规定了用于过程自动化（如流程工业）的串行现场总线系统的功能、机械和电气性能。本规范规定的数据传输是GB/T16657.2物理层“类型1”（31.25kbit／s，电压方式，导线介质）。
3引用标准
本规范引用了有时间规定和没有时间规定的其它标准。这些参考标准放在正文的相应位置并指定刊名。如果这些标准通过修改或修订，则最近修订的版本应纳入本规范。对没时间规定的标准应用其最近的版本。
ISO 7498：1984 信息处理系统；开放系统互连；基本参考模型。
GB/T16657.2：1993 用于工业控制系统的现场总线标准－第2部分：物理层规范和
服务定义。
DIN EN 50020 易爆气体环境中的防护的电气特性－本质安全“i”。
4概论
4.1 定义
PROFIBUS规范和GB/T16657.2中的定义适用于本标准。
4.2缩略语
注意，按照GB/T16657.2，物理层不再缩写为“PHY”，而应缩写为“PhL”，“Ph-”用作服务原语的词头。
所用缩略语如下：
CRC 循环冗余检查
DCE 数据通信设备
DTE 数据终端设备
MAU 介质附属装置
MDS 介质从属子层
PhICI 物理层接口控制信息
Ph- 物理-
PhL 物理层
PhID 物理层接口数据
PhIDU 物理层接口数据单元
PhPCI 物理层协议控制信息
SDF 数字链路起始定界符
SDL1 数字链路起始定界符1
SDL2 数字链路起始定界符2
SDL3 数字链路起始定界符3
SDL4 数字链路起始定界符4
SDL5 数字链路起始定界符5
T PTG后传输间隔时间
同时参照GB/T16657.2第4章和PROFIBUS规范第二部分3.1.2。
4.3 基本特性
相同的基本特性符合PROFIBUS规范第二部分3.2的描述。
5 特征
除了PROFIBUS规范第二部分3.3所述应用范围的要求外，本规范必须使总线具有本质安全的数据传输和总线供电功能，这些特征描述如下：
网络拓扑结构：线性总线，两头有端接器，有或没有短截线和分支（树型）。
介质，距离，站数量：按照GB/T16657.2，11.2.2条1至3项，适用下列数值：
- 无本质安全的现场总线，带或不带总线供电：2至32个设备
- 有本质安全的现场总线，总线供电：站数取决于能保证本质安全
线路能够进行传输的电能的限制，
- 当连接了最多数量的站时，两站之间的距离包括短截线
在内最大为1.9千米。
传输速率：距离长达1900米时为31.25kbit／s。
冗余：具有后备介质。
传输特性：半双工（half duplex），同步，自锁
曼切斯特-双相-L-编码(Manchester - Biphase - L - Coding)
编址，站类型，总线存
取，数据传输服务，帧
长度，数据完整性：依据PROFIBUS规范第二部分3.3
6 范围
规范的本部分以在PROFIBUS规范“数据链路层”中描述的结构模型、总线存取协议和传输过程为基础。
第一层（物理层，PhL）的数据传输技术以GB/T16657.2第11章所规定的原则为基础。
帧格式以GB/T16657.2第9章中规定的同步协议数据单元（Ph-PDU）为基础。帧格式是由一个前同步码、一个起始定界符、一个终止定界符以及第二层数据（FDL-PDU）组成。数据编码和译码使用曼切斯特-双相-L-编码。
第2层传输协议以及1层的管理（FMA1）遵守GB/T16657.2第5和第6章的规定。
附录A说明了中继器、现场总线接口和具有若干条现场总线连接到一个主站的系统可能的结构，增加了冗余中央控制单元和总线分析／诊断单元的导则。最后，综合考虑由集成GB/T16657.2而改变的帧格式，举例说明在本质安全及总线供电情况下可连接的站数量、数据传输速率和系统响应时间的计算。
7 数据传输（物理介质、物理层）
7.1 电气特性
物理层的描述符合GB/T16657.2第11章的规定。
类型2：31.25 kbit／s，电压方式和导线介质（本质安全物理层）。
中继器
使用双向放大器（此处称中继器，见本部分A.1）可扩展总线的长度和增加站个数。两个站间最多可有4个中继器。在31.25 kbit／s以及总线线段是串行的（线性总线拓扑结构）情况下，总线段长度和可连接站的最大数值为：
－31.25kbit／s：
1个中继器：3.8千米，62个站
2个中继器：5.7千米，92个站（见图2）
3个中继器：7.6千米，122个站
4个中继器：9.5千米，127个站
段1 最多31个站＋1个中继器
Rt
M/S 主站／从站
REP 中继器
Rt 总线终端器
图2：在线性总线拓扑结构中的中继器（参见第2部分的图2）对于树型拓扑结构的总线段在31.25 kbit／s时可使用下列最大数值：
例如：5个中继器：7.6 km，127个站
M/S 主站／从站
REP 中继器
Rt 总线终端器
Stn 站
图3 在树型拓扑结构中的中继器（参见第2部分图3）7.2物理层（PhL）与介质存取以及传输协议（FDL）间的接口。Rt Rt
Rt
本节给出了由物理层提供给FDL层的Ph-数据服务的简要规定。该Ph-数据服务用于接收和传输数据（一次一个八位位组）。
一个站内的接口和控制的实施是不固定的或者是没有规定的。
下列服务原语引自GB/T16657.2，为了清楚起见，重复如下：
Ph-DATA request (Class, data）
Ph-DATA indication（Class, data）
Ph-DATA confirmation（status）
参数Class规定了物理层接口数据单元（PhIDU）的物理层接口控制信息(PhICI)，对Ph-DATA request原语，参数Class可以有下列值：
a）START - OF - ACTIVITY
b）DATA
c）END - OF - DATA - AND - ACTIVITY
对于Ph-DATA indication原语，参数Class包含下列值：
a）START - OF - ACTIVITY
b）DATA
c）END - OF - DATA
d）END - OF - ACTIVITY
e）END - OF - DATA - AND - ACTIVITY
对物理介质与介质存取控制协议和传输协议之间的接口这些参数是可以使用的。
参数data规定了物理层接口数据单元（PhIDU）的物理层接口数据，它是由一个必须发送（请求）或接收（指示）的八位位组的物理层用户数据组成。
参数status标志着传输的成功或失败。
Ph-DATA confirm原语标志着传输的结束。在传输完成后将此原语传递到FDL-控制器并由此而指示物理层准备接收下一个Ph-DATA request原语。
物理层数据服务原语以及参数值的定义遵照GB/T16657.2第5章的规定。
7.3 物理层和介质的冗余（可选）
为增加可靠性，在PROFIBUS“数据传输”中允许使用带冗余的传输线，其组态应符合GB/T16657.2 11.2.2第9项中的规定。
原则上，报文必须通过几个（一般多于两个）发送器同时发送。对每个接收选择一个接收器。发送器通道和接收器通道的参数设置用Ph-SETVALUE request经由物理管理接口完成。
合适的接收通道的选择由第2层（FDL）用监视与其它站无关的传输线上的活动来完成。正如第2部分4.3所述，下列主要准则适用于转换给定的接收器通道：
－连续地接收两个或多个无效的帧。
无效的含义为：无效的格式和无效的CRC。
－超时时间T TO期满，见本部份8.1.7。
－在一个同步间隔时间T SYNI 内，无同步时间T SYN报告，见本部分8.1.7。
出于执行的需要，可以选择其它的转换条件。
8 介质存取方式和传输协议（数据链路层， FDL）
除在下列相关部分规定的区别外，在Profibus规范“介质存取方式”和“传输协议”中规定的介质存取方式和传输协议（数据链路层，FDL）适用于本部分。由于帧格式的扩展（GB/T16657.2同步传输协议），必须按本部份8.1.7对定时器的计算进行部分调整。
8.1 传输步骤和FDL控制器
8.1.1 令牌步骤
遵照规范第4部分4.1.1规定。
8.1.1.1 令牌传递
遵照规范第四部分4.1.1.1的规定。
8.1.1.2 站的增加和拆除
遵照规范第四部分4.1.1.2的规定。
8.1.1.3 逻辑令牌环(重新)初始化
遵照规范第四部分4.1.1.3的规定。
8.1.1.4 令牌轮转时间
遵照规范第四部分4.1.1.4的规定。
8.1.1.5 报文优先权
遵照规范第四部分4.1.1.5的规定。
8.1.2 非循环请求或发送／请求模式
遵照规范第四部分4.1.2的规定。
8.1.3 循环发送／请求模式
遵照规范第四部分4.1.3的规定
8.1.4 请求所有站（活动表）的FDL状态
遵照规范第四部分4.1.4的规定。
8.1.5 FDL控制器的状态
遵照规范第四部分4.1.5的规定。
8.1.6 FDL初始化
第四部分4.1.6的规定适用于FDL初始化。因为有符合GB/T16657.2的不同物理层，运行参数T QUT（发送器下降时间／中继器开关时间）应重新命名后传输间隔(Post-transmission gap)。
8.1.7 定时器操作
如同在Profibus规范”介质存取方式”和”传输协议”中一样，下列时间T用位来测量。因此以秒为单位的时间t将被分为位时间t BIT：
位时间t BIT
位时间t BIT是指传输一个位所经过的时间，它等于传输速率的倒数值。
t BIT=1／传输速率（bit／s）(1)
同步时间T SYN
每个站在其可接收一个请求（请求或发送／请求）或令牌帧的开始前从传输介质上收到无活动的最小时间间隔。
同步时间对应于GB/T16657.2第9章中规定的后传输间隔时间，其至少为4位，并可由FMA1/2增加到32位。
T SYN=T PTG=后传输间隔时间=T QUT
T SYN=4~32位(2) Ack.／Res.／Token Send／Req.／Token
＋＝＝＝＝＝＝＝＝＝＋－－－－－＞＋＝＝＝＝＝＝＝＝＝＋
T SYN =
T PTG =
T QUT
图4：同步时间T SYN
同步间隔时间T SYNI ：
为了检验”永久的发送器”，同步间隔时间T SYNI用于监视连续接收两个Ph-DATA indication原语间的最大允许时间间隔, 这个Ph-DATA indication 原语的Class是：START - OF - ACTIVITY和END - OF - ACTIVITY（或END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）。
此时间包括两个完整的报文序列，每个报文序列由两个最大长度的PDU和相应的最大物理层控制信息 (PhPCI：前同步信号，起始定界符，终止定界符)和最大同步时间（后传输间隔) 组成。
Class 为END - OF - ACTIVITY（或END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）的两种
Ph-DATA indication原语会因此而失效。
T SYNI = 2?（2?（T SYN+Ph PCI+T FDL））+64*）（3）
*）常数64为安全余量
T FDL = FDL帧的最大长度（见本部分的8.5和8.6）
T SYNI = 2?（2?（32+80+255?8））+64=8672位（4）
站延迟时间T SDX：
站延迟时间T SDX是指从一个Ph-DATA request 原语（Class：END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）或Ph-DATA indication 原语（Class：END - OF - ACTIVITY或END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）到下一个Ph-DATA request 原语（Class：: START - OF - ACTIVITY）或一个Ph-DATA indication 原语（Class：START - OF - ACTIVITY）之间所经过的时间间隔（与传输介质有关，也就是包括物理层实体）。
定义以下三种站延迟：
1）发起方的站延迟（站传输请求或令牌帧）
T SDI = t SDI／t BIT（5）
2）响应方的最小站延迟时间（应答或响应的站）
min T SDR = min t SDR／t BIT（6）
3）响应方的最大站延迟时间
max T SDR = max t SDR／t BIT（7）静止时间T QUI = T PTG：
后传输间隔时间（T SYN）对应于发送器下降时间或中继器开关时间。适用于下式：
T QU I = T PTG = T SYN（8）
准备时间T RDY：
准备时间T RDY是指一个主站在传输一个请求后准备接收应答或响应的等待时间，准备时间定义为：
T RDY 为了满足这个条件，可以延长T SDR。 当没连接发送器时应考虑静止时间，准备状态在这个时间之后才可以开始： T QUI = T PTG = T SYN 为了满足这个条件，如果必要的话，T SDR可以根据公式（9）延长。 安全余量T SM： 下列时间间隔为安全余量 T SM = 2 bit+2?T SET （11）T SET是建立（Set-up）时间，即指从一个事件（如Ph-DATA confirm）发生开始直到完成必要的反应为止的时间： T SET = t SET／t BIT（12） 空闲时间T ID： 空闲时间T ID是发起方从一个Ph-DATA indication 原语（Class：END - OF - ACTIVITY 或END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）后，直到接收到一个新的有Ph-DATA request 原语（Class：START - OF - ACTIVITY）的帧的时间；或在为传输一个不需要应答的帧而传送一个Ph-DATA request 原语（Class：END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）和Ph-DATA confirm 原语后直到为传输下一个帧而传递一个新的Ph－DATA request原语（Class：：START - OF - ACTIVITY）之间的时间。空闲时间至少应该是同步时间加上一个安全余量T SM.（见第四部分4.1.7中空闲时间的描述） 在一个应答、响应或令牌帧之后，空闲时间定义如下： Ack.／Res.／Token 响应方：+============ = + ! ! ! Send/Req./Token 发起方：+ = = = = = = = = = = = +----------------------------------->+ = = = = = = = = = + a）+-：-：->- - ->----->：：：：> min T SDR 或b） +----->：：：：>-：-：-：->- - -> （T SYN+T SM） 或c） +----->：：：：>--->-：-：-：-> （T SYN+T SM） T ID1 = max（T SYN+T SM， min T SDR，T SDI）（13）（在各种情况下都使用最大值） 图5：空闲时间T ID1（参见第4部分图3） 在一个不作应答的请求帧后，空闲时间为下式（参见第四部分图4）： T ID2 = max（T SYN+T SM，max T SDR）（14） （在各种情况下都使用最大值） 传输延迟时间T TD： 传输延迟时间T TD是一个帧在从发送器到接收器之间的传输介质上传输所用的最长时间。如果需要的话，还应该考虑中继器的延迟时间。传输延迟时间定义如下：T TD = t TD／t BIT (15) 根据IEC 1158－2第11章4款规定，时间值不应超过20个位时间。 时隙时间T SL： 时隙时间T SL是发起方在为了传输一个从Ph-DATA confirm 原语来的请求帧而传递一个Ph-DATA request 原语（Class：：END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）后开始等待，直到接收到作为接收立即应答或回答的指示的第一个Ph-DATA indication 原语Class：DATA）为止所等待的最大时间。此外，T SL也是发起方在作为对由令牌接收器接收一个帧的反应的令牌帧之后等待一个Ph-DATA indication 原语（Class：DATA）所等待的最大时间。从理论上说，这两个时隙时间是不同的（见第四部分4.1.7，图5和图6中对时隙时间的描述）。在一个请求帧后（请求或发送／请求），时隙时间以下式表示： T SL1 = 2?T TD+max T SDR +T PRE+16 bit+T SM（16） 在一个令牌帧后，时隙时间以下式表示： T SL2 = 2?T TD+max T ID1 +T PRE+16bit+T SM（17） T PRE：前同步时间（见GB/T16657.2） 注：为了方便实现，系统中仅使用二者中较大值。由于时隙时间仅仅是监控时间，它对系统反应时间不产生负面影响。 T SL=max（T SL1，T SL2）(18) （在各种情况下，都使用最大值） 超时时间T TO： 超时时间T TO用于监视主站和从站的线路活动和空闲时间。监视在PON后，在“Listen-Token”或“Passive-Idle”状态出现时立即开始，或者在接收到一个Ph-DATA indication 原语（Class：：END - OF - ACTIVITY或END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）后开始。当接收到下一个Ph-DATA indication 原语（Class：：START - OF - ACTIVITY）时停止监视，以接收后面的帧。如果空闲时间达到超时时间值，总线被视为不活动（出错情况，例如由于丢失令牌）。超时时间用下式定义：（见第四部分4.1.7“超时时间”） T TO=6?T SL+2?n?T SL （19）对主站：n=站地址（0到126） 对从站：n=130，不取决于它们的站地址 GAP修正时间T GUD： 遵照第四部分4.1.7中的规定。 8.2 循环和系统反应时间 8.2.1 令牌循环时间 与Profibus规范中“介质存取方式”和“传输协议”类似，令牌循环时间T TC以下式表示： T TC = T TF+T TD+T ID（20）由于帧字符(参见本部分8.5.1)和改变的帧格式（参看8.6和8.7），令牌帧时间T TF是64bit带一个8bit的前同步。 此外，请注意只能选择31.25 kbit／s的传输速度。 8.2.2 报文循环时间 报文循环时间T MC如下式： T MC = T S／R+T SDR+T A／R+T ID+2?T TD（21） 在第四部分4.2.2中规定的报文循环时间的规定适用，以下情况下除外： PDU传输时间（T S／R，T A／R）由PDU字节的数量确定。以下式表示： T S／R = a?8 bit a=在发送／请求PDU中字节的数量 T A／R = b?8 bit b=在应答／响应PDU中字节的数量 例： a = 9 对请求PDU（1个字节前同步） T S／R = 72 bit B = 62 对响应 PDU（1个字节前同步，50个字节DATA＿UNIT） T A／R = 496 bit 8.2.3 系统反应时间 系统响应时间遵照规范第四部分4.2.3规定。 8.3 错误控制步骤 如第四部分4.3所描述，线路协议错误（见GB/T16657.2，第九章）和介质存取协议错误，如开始八位位组、CRC八位位组、帧长度、响应时间等等错误，会引起特定的站反应。 8.4 定时器和计数器 如第四部分4.4中所说明的，为了测量令牌轮转时间和实现监视定时器，以下定时器是需要的： 令牌轮转定时器，空闲定时器，间隙定时器，超时时间定时器，同步间隔定时器和GAP 修正定时器。 令牌轮转定时器：此定时器的功能在Profibus规范“介质存取方式”和“传输协议”中规定。 空闲定时器：此定时器在总线上监视空闲状态T PTG=T SYN=T QUI。在具有令牌的主站中的空闲定时器用依赖于数据传输服务的T ID1或T ID2（参见本部分8.1.7）装入。在一个Ph-DATA request 原语（Class：：END-OF-DATA-AND-ACTIVITY）之后，不论是在发送器上传输的Ph-DATA confirm 原语还是在接收器上传输的Ph-DATA indication 原语（Class：：END - OF - ACTIVITY或END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）时，定时器开始按每一个bit 时间递减，只有当定时器期满后一个新的请求或一个新的令牌帧才能传输。 时隙时间定时器：在一个来自主站的请求或主站传递令牌之后，这个主站的定时器在规定的时隙时间T SL内监视接收站是响应还是变为主动。在传输每一帧后定时器用T SL初始化并按每一个bit时间递减。在传输Ph-DATA request 原语（Class：：END-DATA-AND-ACTIVITY）后，这个帧传输由Ph-DATA confirm 原语指定。如果定时器在已接收到一个帧前就期满，正如Ph-DATA indication原语（Class：：START - OF - ACTIVITY)指示的那样，存在着错误。这就导致重试或一个新的报文循环开始。 超时时间定时器：这个定时器用于监视主站和从站的总线活动。在传输一个Ph-DATA request 原语（Class：：END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）并返回一个Ph-DATA confirm 原语后，或者在接收一个Ph-DATA indication 原语（Class：：END - OF - ACTIVITY或END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）后, 此定时器装入一个时隙时间的倍数（参见本部分8.1.7）并按每一位时间递减，直到接收Ph-DATA indication 原语（Class：：START - OF - ACTIVITY）为止。如果定时器期满，则发生致命错误，对主站而言会因此（重新）初始化。从站或主站的FMA1/2用户会分别接收到一个暂停通知（参见第三部分的5.2.3.3） 同步间隔定时器：主站和从站使用这个定时器来监视固定发送器的传输介质。每个Ph－DATA indication 原语（Class：：START - OF - ACTIVITY）之后，定时器装入T SYNI值（参见本部分8.1.7）并且每次按位时间递减，直到接收Ph-DATA indication 原语（Class：：END - OF - ACTIVITY 或END - OF - DATA - AND - ACTIVITY）为止。如果这个定时器期满，则发生传输介质的错误。 FMA1/2用户接收到一个相应的通知（参见第三部分5.2.3.3）。 GAP修正定时器：这个定时器工作方法与第四部分4.4描述的一样。 规范第四部分4.4的规定适用于这些可选的计数器 8.5 帧结构 每幅FDL帧（FDL PDU）由一个起始定界符数据链，一个信息字段和一个循环冗余校 验（CRC）组成。信息字段分为地址字段和控制字段。另外，还可以存在一个数据字段。 信息字段在短应答中是空的。 SDF DA／SA FC DATA_UNIT CRC 1,4 0,2 0,1 0位 246 2个八位位组 注： SDF：起始定界符数据链，长度为1个或4个八位位组 DA：目的地址－信息字段 SA：源地址－信息字段 FC：帧控制－信息字段 DATA_UNIT：数据字段，长度（L-3），最大246个八位位组 CRC 循环冗余检验，长度为2个八位位组 图6：FDL帧格式 8.5.1：帧字符 起始定界符数据链，信息字段和CRC由若干每个8位的八位位组组成。每个FDL八 位位组的结构是： 传输位顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 2720信息有效位 MSB LSB b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 图7：八位位组结构（参见第四部分4.5.1，图9） 8.6 帧格式 根据第四部分4.6和它的有关条目的规定，不同帧格式的描述符合本部分8.5中解释的 帧格式。 在下一节的图示部分没有表示任何序列（请求－－＞应答或响应），而是表示同一类的 帧格式（Hd=4;固定长度带／不带数据字段和可变长度），即请求帧可以跟随不同的应答或 响应帧（参见本部分8.9） 8.6.1 无数据字段的固定长度的帧 A）请求帧 B）应答帧 SDL1 信息字段CRC C）短应答帧 SDL5 CRC 注： SDL1 起始八位位组1（起始定界符1数据链），代码：10H SDL5 起始八位位组5（起始定界符5数据链），代码：E5H CRC 循环冗余校验，2个八位位组 L 信息字段长度，固定的八位位组数：L=3 信息字段参见第四部分4.6.1。 图8：无数据字段的固定长度的帧（参见第四部分图10） 传输规则 除了IEC 1158－2第9章中规定的物理层传输规则外，接收器还将检验每个帧的DA ／SA和CRC的八位位组。如果检验结果是不对的，则整个帧将报废。 8.6.2 有数据字段的固定长度的帧 A）发送／请求帧 SDL3 信息字段CRC B）响应帧 注： SDL3 起始定界符3数据链，代码：A2H CRC 循环冗余检验，2个八位位组 L 信息字段长度，固定的八位位组数：L=11 信息字段参见第四部分4.6.2。 图9：有数据字段的固定长度的帧（参见第四部分图11） 传输规则 传输规则与无数据字段固定长度的帧的规则相同（参见本部分8.6.1）。 8.6.3有可变数据字段长度的帧 A）发送／请求帧 SDL2 LE LEr SDL2 信息字段CRC B）响应帧 SDL2 LE LEr SDL2 信息字段CRC L 注： SDL2：起始定界符2数据链路，代码：68H LE 长度，值：4至249 LE r 长度（重复） CRC 循环冗余检验，2个八位位组 L 信息字段长度，可变八位位组的数量：L=4~249 信息字段参见第四部分4.6.3 图10：有可变数据字段长度的帧（参见第四部分图12） 传输规则 与无数据字段固定长度帧的传输规则相同（参见本部分8.6.1），另外，接收器还将核实LE和LEr是否相同。信息字节应从目的地址（DA）算到循环冗余检验并与LE进行比较。 8.7令牌帧 SDL4 DA SA CRC 注： SDL4 起始定界符4数据链，代码：DCH DA 目的地址 SA 源地址 CRC 循环冗余检验2个八位位组 图11：令牌帧（参见第四部分图13） 传输规则 传输规则与无数据固定长度的帧的规则相同，（参见本部分的8.6.1） 8.8 长度，地址，控制和校验八位位组 8.8.1 长度八位位组（LE） 长度八位位组的描述见第四部分4.7.1 8.8.2 地址八位位组（DA／SA） 地址八位位组的描述见第四部分4.7.2 8.8.2.1链路服务存取点（LSAP） 链路服务存取点（LSAP）的描述见第四部分4.7.2.2 8.8.3 控制八位位组（FC） 控制八位位组的描述见第四部分4.7.3 8.8.4 校验八位位组（FCS） 与Profibus规范“介质存取方式”和“传输协议”不同，一个循环冗余检验（CRC）用于规约待传输的帧。CRC通过计算和附加一个16位（2个八位位组）的校验字段来实现，检验字段的计算和分析按以下方式实现： 在发送方： 待传输的报文（无CRC），为计算CRC所必须的多项式和组合报文（包括CRC）被看作矢量M（X），F（X）和D（X），它们的维数分别为k，n-k和n。 报文矢量M（X）按下式定义： M（X）=m1x k-1+m2x k-2+.......+m k-1x1+m k（22） 检验字段F（X）以下式定义 F（X）= f n-k-1x n-k-1+...+f0（23） =f15x15+...+f0 报文和CRC矢量构成了完全报文的组合矢量D（X），由下式定义： D（X） =M（X）X n-k+F（x）(24) =m1x n-1+m2x n-2+... +m k x n-k+f n-k-1x n-k-1+...+f0 =m1x n-1+m2x n-2+... +m k x16+f15x15+...+f0 检验字段是生成多项式F（X）除以G（X）的余数，余数的计算公式为： F（X）=L（X）（X k+1）+M（X）X n-k（模G（X））（25） 生成多项式G（X）定义为： G（X）=x n-k+g n-k-1x n-k-1+...+ 1 （26）=x16+x12+x11+x10+x8+x7+x6+x3+x2+x+1 L（X）是最大权重（均为1）多项式，定义如下： L（X）=（x n-k+1）／（x+1）=x n-k-1+x n-k-2+...+x+1 （27）=x15+x14+x13+x12+...+x2+x+1 用生成多项式G（X）定义的循环冗余检验使报文长度短于344个八位位组时海明距离Hd=4，长度短于15个八位位组时Hd=5. 在接收器方： 接收报文由一个由实际报文和校验字段组成的八位位组序列组成，可以把它看着是一个维数为u的矢量V（X）： V（X）=v1x u-1+v2x u-2+...+v u-1x+v u（28） V（X）的余数R（X）的计算方法与发送方的相同： R（X）=L（X）x u+V（X）x n-k（模G（X））（29）=r n-k-1x n-k-1+...+r0 如果在报文传输的过程中没有出错，R（X）为恒定的余数多项式： R0k（X）=L（X）x n-k（模G（X））（30）=x15+x14+x13+x9+x8+x7+x4+x2 在接收方必须计算的余数的初始值是十六进制值OFFFF。 8.8.5 数据字段（DATA_UNIT） 数据字段的描述见第四部分4.7.5。 8.9 传输步骤 资料编码产品名称 使用对象产品版本 编写部门资料版本 以太网标准和物理层、数据链路层专题 拟制：日期： 审核：日期： 审核：日期： 批准：日期： 华为技术有限公司 版权所有侵权必究 修订记录 日期修订版本作者描述 目录 1 以太网标准 5 1.1 以太网标准 5 1.2 IEEE标准 5 1.3 物理层 8 1.3.1 以太网接口类型 8 1.3.2 电口 8 1.3.3 光口 11 1.4 FE自协商 12 1.4.1 自协商技术的功能规范 13 1.4.2 自协商技术中的信息编码 14 1.4.3 自协商功能的寄存器控制 16 1.4.4 GE自协商 18 1.5 物理层芯片和MAC层芯片接口简介 19 1.5.1 MII 19 1.5.2 MDIO管理寄存器 20 1.5.3 RMII 20 1.5.4 SMII 21 1.5.5 SS－SMII 21 1.5.6 GMII 22 1.5.7 TBI 22 2 以太网数据链路层 23 2.1 以太网的帧格式 23 2.2 以太网的MAC地址 25 2.3 CSMA/CD算法 26 2.3.1 CSMA/CD发送过程 27 2.3.2 CSMA/CD如何接收 28 2.4 半双工以太网的限制 31 2.5 以太网流量控制 34 2.5.1 反压（Backpressure） 34 2.5.2 PAUSE 流控 34 关键词： 以太网物理层数据链路局域网城域网协议标准祯结构 摘要： 本文详细地阐述了以太网的标准，以太网在各个传输层面的具体结构和工作方式以及控制方式。 缩略语清单： 无。 参考资料清单 无。 以太网标准和物理层、数据链路层专题 1 以太网标准 1.1 以太网标准 局域网(LAN)技术用于连接距离较近的计算机，如在单个建筑或类似校园的集中建筑中。城市区域网(MAN)是基于10－100Km的大范围距离设计的，因此需要增强其可靠性。但随着通信的发展，从技术上看，局域网和城域网有融合贯通的趋势。 1.2 IEEE标准 IEEE是电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的简称，IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。IEEE于1980年2月成立了IEEE 802委员会，专门研究和指定有关局域网的各种标准。IEEE 802委员会由6个分委员会组成，其编号分别为802.1 课 程 设 计 任 务 书 题目：网络安全技术分析与安全方案设计 小组成员： 姓名：刘锡淼学号：540907040127 负责内容：统筹协作和运输层安全分析与解决方案 姓名：杨大为学号：540907040144 负责内容：应用层安全分析与解决方案 姓名：余飞学号：540907040145 负责内容：网络层安全分析与解决方案 姓名：周恺学号：540907040156 负责内容：物理层安全分析与解决方案 姓名：赵伟学号：540907040153 负责内容：数据链路层安全分析与解决方案 基本要求： ?设计网络安全技术实现方案。选择合适的安全协议、安全 技术、安全设备，设计安全组网方案。 ?按5人左右组合成一个小组，集中讨论，提出各小组的实现 方案，总结并写出报告。 设计目的： ?分析网络各种安全技术和安全设备 ?设计网络安全的方案 计算机网络安全技术内容: ?保密性 ?安全协议的设计 ?访问控制 网络安全分析类别: ?物理层安全分析及解决方案 ?数据链路层安全分析及解决方案 ?网络层安全分析及解决方案 ?运输层安全分析及解决方案 ?应用层安全分析及解决方案 设计内容：数据链路层与网络安全 通信的每一层中都有自己独特的安全问题。数据链路层（第二协议层）的通信连接就安全而言，是较为薄弱的环节。网络安全的问题应该在多个协议层针对不同的弱点进行解决。在本部分中，我将集中讨论与有线局域网相关的安全问题。在第二协议层的通信中，交换机是关键的部件，它们也用于第三协议层的通信。对于相同的第三协议层的许多攻击和许多独特的网络攻击，它们和路由器都会很敏感，这些攻击包括： 内容寻址存储器（CAM）表格淹没：交换机中的CAM 表格包含了诸如在指定交换机的物理端口所提供的MAC 地址和相关的VLAN 参数之类的信息。一个典型的网络侵入者会向该交换机提供大量的无效MAC 源地址，直到CAM 表格被添满。当这种情况发生的时候，交换机会将传输进来的信息向所有的端口发送，因为这时交换机不能够从CAM 表格中查找出特定的MAC 地址的端口号。CAM 表格淹没只会导致交换机在本地VLAN 范围内到处发送信息，所以侵入者只能够看到自己所连接到的本地VLAN 中的信息。 VLAN 中继：VLAN 中继是一种网络攻击，由一终端系统发出以位于不同VLAN 上的系统为目标地址的数据包，而该系统不可以采用常规的方法被连接。该信息被附加上不同于该终端系统所属网络VLAN ID 的标签。或者发出攻击的系统伪装成交换机并对中继进行处理，以便于攻击者能够收发其它VLAN 之间的通信。 操纵生成树协议：生成树协议可用于交换网络中以防止在以太网拓朴结构中产生桥接循环。通过攻击生成树协议，网络攻击者希望将自己的系统伪装成该拓朴结构中的根网桥。要达到此目的，网络攻击者需要向外广播生成树协议配置/拓朴结构改变网桥协议数据单元（BPDU），企图迫使生成树进行重新计算。网络攻击者系统发出的BPDU 声称发出攻击的网桥优先权较低。如果获得成功，该网络攻击者能够获得各种各样的数据帧。 媒体存取控制地址（MAC）欺骗：在进行MAC 欺骗攻击的过程中，已知某其它主机的MAC 地址会被用来使目标交换机向攻击者转发以该主机为目的地址的数据帧。通过发送带有该主机以太网源地址的单个数据帧的办法，网络攻击者改写了CAM 表格中的条目，使得交换机将以该主机为目的地址的数据包转发给该网络攻击者。除非该主机向外发送信息，否则它不会收到任何信息。当该主 1、以下哪一些不属于网络资源( C A、硬件资源 B、软件资源 C、人力资源 D、数据资源 2、国际标准化组织的英文简称为( A A、ISO B、OSI C、ICP D、ISP 3、以下哪一项不属于Internet的应用( C A、电子商务 B、信息发布 C、过程控制 D、电子邮件 4、以下哪一项不属于网络设备( D A、双绞线 B、网卡 C、集线器 D、网络操作系统 5、网络作用范围大约在几十至及千千米又称为远程网的网络为( D A、局域网 B、城域网 C、广域网 D、以上都不是 6、大部分的局域网都是采用以太网网卡,则其拓扑结构为( A A、星型 B、环型 C、总线型 D、网型 7、在数据传输中,DTE是指( A A、数据终端设备 B、数据传输率 C、数据电路终接设备 D、数据通信方式 8、以下哪一项不属于数据线路的通信方式( D A、单工通信 B、半双工通信 C、全双工通信 D、无线通信 9、数据传输方式不包括( D A、基带传输 B、频带传输 C、宽带传输 D、并行传输 10、数据传输中,传输延迟最小的是( A A、信元交换 B、分组交换 C、电路交换 D、报文交换 11、计算机网络通信系统是( D A、信号传输系统 B、电信号传输系统 C、模拟信号系统 D、数据通信系统 12、在数据传输中,需要建立连接的是( D A、电路交换 B、信元交换 C、报文交换 D、数据报交换 13、在ISO/OSI中,网络层属于( C A、第一层 B、第二层 C、第三层 D、第四层 14、OSI参考模型中,完成差错报告,网络拓扑结构和流量控制功能的是( A A、网络层 B、传输层 C、数据链路层 D、物理层 15、IEEE802工程标准中的802.3协议是( C A、令牌总线 B、局域网的互联标准 C、局域网的令牌环网标准 D、局域网的载波侦听多路访问标准 16、16 BASE-T通常是指( D A、粗缆 第三章数据链路层 一、选择题 1、数据在传输过程出现差错的主要原因是（A ） A. 突发错 B. 计算错 C. CRC错 D. 随机错 2、PPP协议是哪一层的协议（B ） A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 高层 3、控制相邻两个结点间链路上的流量的工作在（A ）完成。 A. 链路层 B. 物理层 C. 网络层 D. 运输层 4、在OSI参与模型的各层中，（B ）的数据传送单位是帧。 A．物理层B．数据链路层 C．网络层D．运输层 5、若PPP帧的数据段中出现比特串“”，则采用零比特填充后的输出为(B) 6、网桥是在（A ）上实现不同网络的互连设备。 A.数据链路层 B.网络层 C.对话层 D.物理层 7、局域网的协议结构（B）。 A.包括物理层、数据链路层和网络层 B.包括物理层、LLC子层和MAC子层 C.只有LLC子层和MAC子层 D.只有物理层 18、10Base-T以太网中，以下说法不对的是：( C ) A．10指的是传输速率为10Mbps B．Base指的是基带传输 C．T指的是以太网D．10Base-T 是以太网的一种配置 9、以太网是下面哪一种协议的实现（C ）： A. B. C. D. 10、Ethernet采用的媒体访问控制方式为（A ） A.CSMA/CD B.令牌环 C.令牌总线 D.无竞争协议 11、若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为(C ) A.星形拓扑 B.总线拓扑 C.环形拓扑 D.树形拓扑 12、对于基带CSMA/CD而言，为了确保发送站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据 帧的传输时延至少要等于信号传播时延的(B ) A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.倍 13、以太网采用的发送策略是(C ) A.站点可随时发送，仅在发送后检测冲突 B.站点在发送前需侦听信道，只在信道空闲时发送 C.站点采用带冲突检测的CSMA协议进行发送 D.站点在获得令牌后发送 14、在不同网络之间实现数据帧的存储转发，并在数据链路层进行协议转换的网络互连器称为( C ) A.转换器 B.路由器 C.网桥 D.中继器 15、100Base-T使用哪一种传输介质（C ） A. 同轴电缆 B. 光纤 C. 双绞线 D. 红外线 16、IEEE802规定了OSI模型的哪一层B A.数据链路和网络层 B.物理和数据链路层 C.物理层 D.数据链路层 17、要控制网络上的广播风暴，可以采用哪个手段A A.用路由器将网络分段 B.用网桥将网络分段 C.将网络转接成10BaseT D.用网络分析仪跟踪正在发送广播信息的计算 18、就交换技术而言，局域网中的以太网采用的是（A） A.分组交换技术 B.电路交换技术 C.报文交换技术 D.分组交换与电路交换结合技术 19、交换机工作在哪一层（A） A.数据链路层 B.物理层 C.网络层 D.传输层 20、一个快速以太网交换机的端口速率为100Mbit/s，若该端口可以支持全双工传输数据，那么该端口实际的传输带宽为（C ）。 A.100Mbit/s B.150Mbit/s C.200Mbit/s D.1000Mbit/s 21、以太网协议中使用了二进制指数退避算法，这个算法的特点是__B_____。 A.容易实现，工作效率高 B.在轻负载下能提高网络的利用率 C.在重负载下能有效分解冲突 D.在任何情况下不会发生阻塞 22、关于的CSMA/CD协议，下面结论中错误的是 B 。 CD协议是一种解决访问冲突的协议 CD协议适用于所有以太网 第六章TD-LTE系统物理层基本过程 6.1小区搜索与同步 小区搜索过程是指UE获得与所在eNodeB的下行同步（包括时间同步和频率同步），检测到该小区物理层小区ID。UE基于上述信息，接收并读取该小区的广播信息，从而获取小区的系统信息以决定后续的UE操作，如小区重选、驻留、发起随机接入等操作。 当UE完成与基站的下行同步后，需要不断检测服务小区的下行链路质量，确保UE能够正确接收下行广播和控制信息。同时，为了保证基站能够正确接收UE发送的数据，UE 必须取得并保持与基站的上行同步。 6.1.1配置同步信号 在LTE系统中，小区同步主要是通过下行信道中传输的同步信号来实现的。下行同步信号分为主同步信号（Primary Synchronous Signal,PSS）和辅同步信号（ Secondary Synchronous Signal,SSS)。TD-LTE中，支持504个小区ID，并将所有的小区ID划分为 168 N(1) ID 和辅 个小区组，每个小区组内有504/168=3个小区ID。小区ID号由主同步序列编号 N(2) ID 共同决定，具体关系为N I cDell 3N I(D2) N(1) 。小区搜索的第一步是检测 ID 同步序列编号 出PSS，在根据二者间的位置偏移检测SSS，进而利用上述关系式计算出小区ID。采用 PSS 和SSS两种同步信号能够加快小区搜索的速度。下面对两种同步信号做简单介绍。 1) PSS序列 为进行快速准确的小区搜索，PSS序列必须具备良好的相关性、频域平坦性、低复杂度 [1] 等性能，TD-LTE的PSS序列采用长度为63的频域Zadoff-Chu（ZC）序列。ZC序列广泛应 用于LTE中，除了PSS，还包括随机接入前导和上行链路参考信号。ZC序列可以表示为 a exp[ j2 q n(n 1)/ 2 nl ] q N ZC 其中，a{1,...N1}是ZC序列的根指数，n{1,...N1},l N,l可以是任何整q ZC ZC 数，为了简单在LTE中设置l=0。 为了标识小区内ID，LTE系统中包含包含3个PSS序列，,分别对应不同的小区组内ID。 被选择的3个ZC序列的根指数分别为M 29,34,25。对于根指数为M，频率长度为 63 的序列可以表示为 ZC63(n) exp[ j Mn(n 1)],n 0,1,...,62 M63 设置ZC序列的根指数是为了具有良好的周期自相关性和互相性。从UE的角度来看， 选择的PSS根指数组合可以满足时域的根对称性，可以通过单相关器检测，使得复杂度降 同步过程 小区搜索 小区搜索过程是UE获得和小区时间和频率同步，并检测物理层小区ID的过程。 为进行小区搜索，UE需接收下列同步信号：主同步信号（PSS）和辅同步信号（SSS）。主辅同步信号在TS38.211中定义。 UE应假设PBCH、PSS和SSS在连续的OFDM符号内接收，并且形成SS/PBCH块。对于半帧中的SS/PBCH块，候选SS/PBCH块的OFDM符号索引号和第1个OFDM 符号索引根据下列情况确定： o15KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{2,8}+ 14*n。对于载波频率小于等于3GHz，有n=0,1。对于载波频率大于3GHz 且小于6GHz，有n=0,1,2,3。 o30KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{4,8,16,20} +28*n。对于载波频率小于等于3GHz，有n=0。对于载波频率大于3GHz 且小于6GHz，有n=0,1。 o30KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{2,8}+ 14*n。对于载波频率小于等于3GHz，有n=0,1。对于载波频率大于3GHz 且小于6GHz，有n=0,1,2,3。 o120KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{4,8,16, 20}+28*n。对于载波频率大于6GHz，有n=0,1,2,3,5,6,7,8,10,11,12, 13,15,16,17,18。 o240KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{8,12,16, 20,32,36,40,44}+56*n。对于载波频率大于6GHz，有n=0,1,2,3,5,6,7, 8。 一个半帧中的候选SS/PBCH块在时域上以升序从0到L?1]L?1]进行编号。对于L=4L=4或L>4L>4，UE应根据与每个半帧内SS/PBCH块索引一一对应的PBCH 中传输的DM-RS序列索引，分别确定SS/PBCH块索引的2或3个LSB比特。对于L=64L=64，UE应根据高层参数[SSB-index-explicit]确定每个半帧内SS/PBCH块索引的3个MSB比特。 注：DM-RS序列索引在TS38.211中定义。 UE可通过参数[SSB-transmitted-SIB1]被配置，SS/PBCH块索引对于与SS/PBCH块对应重叠的REs，UE不应接收其他信号或信道。UE也可通过高层参数[SSB-transmitted]在每个服务小区被配置，SS/PBCH块索引对于与SS/PBCH块对应重叠的REs，UE不应接收其他信号或信道。[通过[SSB-transmitted]配置优先于通过[SSB-transmitted-SIB1]配置。] 注：May be removed and captured in38.211。 第二章物理层 2-01 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？ 答：物理层要解决的主要问题： （1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。 （2）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，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。 物理层的主要特点： ①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、功能和过程特性。 ②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。 2-02 归层与协议有什么区别？ 答：规程专指物理层协议。 2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用。 答：源点：源点设备产生要传输的数据。源点又称为源站。 发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。 接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。 终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。终点又称为目的站。 传输系统：信号物理通道。 2-04 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。 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。 基带信号（即基本频带信号）：来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。 带通信号：把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。 数字数据：取值为不连续数值的数据。 数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。 码元(code)：在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。 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。 ISO11898-1数据链路层和物理层信号 ISO 11898-1定义了哪些内容，相关项目如何测试？ 1、关于ISO 11898 ISO是世界性的标准化组织，主要任务是制定国际标准，协调世界范围内的标准化工作，与其他国际性组织合作研究有关标准化问题。IS0 11898由以下部分组成： ISO11898-1：数据链路层和物理层信号 ISO11898-2：高速接入单元 ISO11898-3：低速容错接入单元 11898-4：时间触发通讯 ISO11898-5：低功耗的高速接入单元 ISO11898-6：选择性唤醒的高速接入单元 最新的ISO 11898-2、ISO 11898-5和ISO 11898-6已经取代ISO 11898-2:2003、ISO 11898-5:2007和ISO 11898-6:2013。 2、ISO11898-1的定位 对比标准的OSI通讯协议模型，ISO 11898-1定义了CAN的数据链路层和部分物理层，如图1。数据链路层和物理层具体可分为逻辑链路控制、媒介访问控制、物理层编码、物理层介质、物理层媒介依赖。 图1 ISO 11898的定位 3、适用范围 ISO11898-1旨在实现CAN模块之间数据链路层上的信息规范。控制器区域的网络是一种串行通信协议，用于道路车辆和其他控制领域，支持分布式实时控制和多路复用。ISO11898-1：2015适用于经典CAN帧与灵活CAN帧（CAN-FD）。经典的CAN帧有效载荷达8个字节，比特率最高允许1 Mbit/s。最新的CAN帧（CAN-FD）帧格式允许比特率高于1 mbit/s，并且有效载荷大于每帧8字节。新帧架构（CAN-FD）兼容经典帧结构。 图2 新旧帧关系 以太网物理层信号测试与分析 1 物理层信号特点 以太网对应OSI七层模型的数据链路层和物理层，对应数据链路层的部分又分为逻辑链路控制子层(LLC)和介质访问控制子层(MAC)。MAC与物理层连接的接口称作介质无关接口（MII）。物理层与实际物理介质之间的接口称作介质相关接口（MDI）。在物理层中，又可以分为物理编码子层（PCS）、物理介质连接子层（PMA）、物理介质相关子层（PMD）。根据介质传输数据率的不同，以太网电接口可分为10Base-T，100Base-Tx和 1000Base-T三种，分别对应10Mbps，100Mbps和1000Mbps三种速率级别。不仅是速率的差异，同时由于采用了不同的物理层编码规则而导致对应的测试和分析方案也全然不同，各有各的章法。下面先就这三种类型以太网的物理层编码规则做一分析。 1、1 10Base-T 编码方法 10M以太网物理层信号传输使用曼彻斯特编码方法，即“0”=由“+”跳变到“-”，“1”=由“-”跳变到“+”,因为不论是”0”或是”1”,都有跳变,所以总体来说,信号是DC平衡的, 并且接收端很容易就能从信号的跳变周期中恢复时钟进而恢复出数据逻辑。 图1 曼彻斯特编码规则 1、2100Base-Tx 编码方法 100Base-TX又称为快速以太网，因为通常100Base-TX的PMD是使用CAT5线传输，按TIA/EIA-586-A定义只能达到100MHz，而当PCS层将4Bit编译成5Bit时，使100Mb/s数据流变成125Mb/s数据流，所以100Base-TX同时采用了MLT-3（三电平编码）的信道编码方法，目的是使MDI的5bit输出的速率降低了。MLT-3定义只有数据是“1”时，数据信号状态才跳变，“0”则保持状态不变，以减低信号跳变的频率，从而减低信号的频率。 数据链路层： 在网络层和物理层之间，承上启下作用。 信息流向下过程,负责将报文封装成帧，加入头部和尾部信息。 信息流向上过程，负责解除帧头和尾部，并对其做处理。 数据链路层的主要功能作用是将上层的数据报封装成帧和从帧中提取数据报文。在不同帧的封装中有各自具体不同的应用。 帧概念： 所谓帧就是有自己固定结构和时序的数据块，块中的字节字段都有自己本身的意义。以帧的定界字符作为帧的开始和结束标识，不同帧的封装模式，定界符是不同的。通常来讲定界符只占用一个字节的大小，定界字符是固定不变的。在定界字符之间的数据便是上层的数据报文。 封装概念： 在上层数据报的前面加上头部信息，在数据的末加上尾部信息。 封装类型： 根据接口类型的不同进行不同的封装。 基于以太网接口的以太网封装和802.3封装； 基于串行接口的SLIP和PPP封装； 以太网封装和802.3封装可以支持ip数据报、ARP报文和RARP报文的封装。 以太网帧封装格式： 类型字段：ox0800 ip数据报文 Ox0806 ARP数据报文 Ox8035 RARP数据报文 ARP和RARP数据报的以太网帧是固定64字节长度的；ARP数据报文28字节长度的请求应答数据部分和18字节的PAD数据填充部分，总共46字节；Ip数据报文的以太网帧长度在64字节-1518字节之间； 802.3帧封装格式： 802.2部分 DSAP目的服务接入点字段： SSAP源服务接入点字段： ARP数据报文格式： 操作码部分： Ox0001 ：ARP请求ox0002：ARP应答 Ox0003：RARP请求ox0004：ARAP应答 串行接口的封装： SLIP和PPP封装只对ip数据报进行封装。 SLIP只做简单的ip报文截取，无mac地址信息，无校验。 PPP可以支持链路层参数的协商（LCP），可以支持同步和异步模式，可以支持不同网络层协议（NCP），可以支持加密认证（PAP、CHAP）。 SLIP帧封装 数据通信基础 【数据(Data) 】：传递（携带）信息的实体（描述物体的数字、字母或符号），信息(Information)则是数据的内容或解释。 【模拟(Analog)数据】是指在某个区间内连续变化的值。例如：声音和视频 【数字(Digital)数据】在某个区间内是离散的值。例如：文本和整数 【信号(Signal) 】：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式传播。 【模拟信号】是随时间连续变化的电流、电压或电磁波。 【数字信号】是指利用其某个参量（如幅度、频率或相位等）的变化来表示数据【信源】:通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。 【信宿】:通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。 【信道】:信源和信宿之间的通信线路（或通路）是传输信号的通路，由传输线路及相应的附属设备组成。同一条传输线路上可以有多个信道。例如：一条光缆可以同时供几千人通话，有几千条电话信道。 【信号带宽】是指信号的频率范围； 【信道带宽】是指信道上能够传输信号的最大频率范围。信号带宽不能大于信道带宽，否则无法实现通信。 实例：传输线路和信道之间的关系可以看作马路与车道之间的关系，一条马路可以划分成一车道，也可以划分成多车道；信号带宽和信道带宽之间的关系可以看作汽车宽度与车道宽度之间的关系，汽车宽度不能大于车道宽度，否则交通无法实现 【带宽(Bandwidth) 】：信号或信道占据的频率范围 【信道容量(Channel capacity) 】：信道的最大数据率 带宽是指信道能传送的信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差。信道的带宽由传输介质、接口部件、传输协议，以及传输信息的特性等因素所决定，它在一定程度上体现了信道的传输性能，是衡量传输系统的一个重要指标。信道的容量、传输速率和抗干扰性等均与带宽有着密切的联系。一般地说，信道的带宽大，信道的容量也大，其传输速率相应也高。 【比特率(Bit Rate) 】：数据传输速率(bps，b/s)是单位时间内所传送的二进制位的个数，单位为bps或b/s 。 【波特率(Baud) 】：即信号传送速率是单位时间内所传送的信号的个数（码元数），单位为baud(波特) 。 1 Baud = （log2M）bps 一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，一个码元中可以传送多个比特（bit）。 【误码率(Bit error rate) 】：信道传输可靠性指标 P= 错误的位数/ 传输的总位数 【信息编码】：将信息用二进制数表示的方法。 【数据编码】：将数据用物理量表示的规则。 通信系统的构成 ◆数据传输系统： 浅谈TD物理层过程 为了更好的理解TD物理层的重点过程，重点掌握几个基本概念，本文用通俗易懂的语言以实际案例为索引，详细介绍几个步骤的基本原理，帮助理解其中的基本概念，为TD的深入学习打下基础。 本文涉及的主要物理过程有：CRC校验、信道编码、交织、速率匹配、物理层的映射等，同时为了过程的完整性还简要介绍了数字调制、扩频和加扰等。涉及基本概念有：Ri（有用速率）、Rb（编码速率）、编码率、打孔、填充、Rs（调制速率）和Rc（码片速率）等。 一、基本流程的举例 1、基本流程介绍 TD物理层过程输入为MAC发下来的数据块，经过物理层处理最后上射频从空口输出。 为了对整个过程有一个感性的认识，下图举例说明64K业务和3.4K信令复用情况下物理层过程，需要注意的是图中的处理过程只到物理信道映射，包括数字调制之后的过程都没有在图上反映。 图上所示物理层主要过程包括：CRC校验、传输块的级联和分段、信道编码、帧间交织、无线帧的分割、速率匹配、传输信道的复用、帧内交织、物理层的映射。 2、详细流程阐述 详细的物理层处理过程比较复杂，具体如下：MAC层下发传输数据块、数据块加CRC校验bit、数据块的级联/分段、信道编码、无线帧均衡、帧间交织、无线帧分割（分帧）、速率匹配、传输信道复用、帧内交织、bit加扰、物理信道分段、子帧分段、物理信道映射、数字调制、扩频、加扰、上中频射频、脉冲成形、射频调制。 1）MAC层下发传输数据块 MAC层每隔TTI时间向物理层下发一个数据块，根据高层业务不同数据块的大小和TTI时间间隔有所不同，其中TTI就有10ms、20ms、40ms、80ms等。 2）数据块加CRC校验bit 目的：接收端检查传送过来的数据块是否正确。 方法：数据块后面加校验bit。 特点：只有校验作用，不具备纠错能力。 涉及基本概念：误块率。 3）数据块的级联/分段 目的：为获得较高的信道编码效率，对输入数据块大小也有一定要求。所以在信道编码前将加了CRC校验bit数据块进行级联或分段。 方法：数据块级联/分段。 一、选择题 1.IP地址有__位, MAC地址有____位。( ) A. 32, 16 B.16, 32, C.8, 48 D.32, 48 2．网络协议主要由三个要素组成，下面哪一个不属于三要素 ( )。 A．语法 B. 语义 C. 结构 D. 同步 3．TCP/IP协议栈(Stacks）的网络层的主要功能是通过 ( )_来完成的。 A.IP协议 B.TCP协议 C.以太网协议 D. IGP协议 4. 在_( )_编码方式中,曼彻斯特编码是常用的编码之一。 A.数字信号传输模拟数据 B.数字信号传输数字数据 C.模拟信号传输数字数据 D.模拟信号传输模拟数据 5．局域网络标准对应OSI模型的_( )_层。 A.下2层 B.下3层 C.下4层 D.上3层 6．CSMA/CD的访问控制方式是IEEE 的 ( ) 标准中制定的，当发现冲突后采用的退避算法是 ( ) 。 A、802.2 B、802.3 C、802.4 D、802.5 E、二进制指数 F、随机 G、线性 H、定时 7．访问交换机的方式有多种，配置一台新的交换机时可以( )。 A.通过微机的串口连接交换机的控制台端口 B.通过Telnet程序远程访问交换机 C.通过浏览器访问指定IP地址的交换机 D.通过运行SNMP 8. 快速以太网的帧结构与传统以太网 (10BASET) 的帧结构 ( ) 。 A. 完全相同 B. 完全不同 C. 仅头部相同 D. 仅校验方式相同 9、如果要将两计算机通过双绞线直接连接，正确的线序是（） A、1--1、2--2、3--3、4--4、5--5、6--6、7--7、8—8 B、1--2、2--1、3--6、4--4、5--5、6--3、7--7、8—8 C、1--3、2--6、3--1、4--4、5--5、6--2、7--7、8—8 D、两计算机不能通过双绞线直接连接 10. 能完成VLAN之间数据传递的设备是（） A. 中继器 B. L2交换器 C. 网桥 D. 路由器 11．一个VLAN可以看作是一个（） A、冲突域 B、广播域 C、管理域 D、阻塞域 12．Refer to the exhibit. Each media link is labeled. What type of cable should be used to connect the different devices? ( ) 3 1 2 第二章物理层 2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？ （1）物理层要解决的主要问题： ①.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，而专注于完成本曾的协议与服务。 ②.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。 ③.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： ①.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锁采用。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心的物理层协议，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。②.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。 2-02 规程与协议有什么区别？ 答：在数据通信的早期，对通信所使用的各种规则都称为“规程”（procedure），后来具有体系结构的计算机网络开始使用“协议”（protocol）这一名词，以前的“规程”其实就是“协议”，但由于习惯，对以前制定好的规程有时仍常用旧的名称“规程”。2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。 答：一个数据通信系统可划分为三大部分： 源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）、和目的系统（或接收端）。源系统一般包括以下两个部分：?源点：源点设备产生要传输的数据。例如正文输入到PC 机，产生输出的数字比特流。 ?发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。例如，调制解调器将PC 机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。 ?接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。计算机调制解调器调制解调器计算机数字比特流模拟信号模拟信号数字比特流 正文正文源点发送器传输系统接收器终点输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据输出信息源系统传输系统目的系统数据通信系统数据通信系统的模型公用电话网 ?终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。 2-04 试解释以下名词：数据、信号、模拟数据、模拟信号、基带信号、带通信号、数字数据、数字信号、码元、单工通信、半双工通信、全双工通信、串行传输、并行传输。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。 基带信号：来自信源的信号。 带通信号：经过载波调制后的信号。 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。 码元：在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形 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。基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道 中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。 2-05 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。 （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。 2-06 数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/秒”和“码元/秒”有何区别？ 答：限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个：（1）在任何信道中，码元传输速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码元间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。 （2）由于噪声会使接收端对码元的判决产生错误（1 判决为0 或0 判决为1）。所以信噪比要限制在一定范围内。由香农公式可知，信息传输速率由上限。信噪比越大，量化性能越好；均匀量化的输出信噪比随量化电平数的增加而提高；非均匀量化的信号量噪比，例如PCM 随编码位数N 指数规律增长，DPCM 与频率有关等。但实际信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加电平数会导致 物理层信息处理过程 抗燥,加入冗余的编码 编码,打乱的编码,冗余的编码恢复原来的比特流上,交织 加扰目的,使干扰信号随机化,不是消除干扰,而是强化,如加水稀释 调制,基带不会直接传输,需要加载到载波信号,Q64携带6bits 专用的小区加扰,让UE不用解码其他小区的信息,可以区分信息,不会加大带宽,提高性能 层映射，将复杂的数据编码，简单化，天线端口，码字（传输快，数据流，双流波束赋形，调制交织加扰，）， 预编码流与天线对应起来，按照一定的规则映射，层数据映射到不同天线端口，不太的子载波，不同时隙以实现，，是矩阵，选择相应的 天线端口，与参考信号信号相关， 分集与复用在层映射，预编码使用的区别 预编码过程数据确定天线端口，也就确定空间维度的资源。如同快递发货，看人下菜 空间维度的资源（天线端口资源），无线资源（频域，时域）， 信息在物理层的处理过程，将预编码后数据对应在子载波和时隙注册的资源元素re上 多码字 传输块tb,2个码字（双流波束赋想），就是1个信息，双通道就是两个天线端口rru,可以使mimo, 同一个码字的编码，调制方式是相同的， 一个码字见过mimo系统传输 分集属于单码字，多码字见过mimo系统传输，则可以实现分层调制复用 码字的数量取决于UE的天线数目，信道质量，Ri（信道的秩） lte系统接收端最多支持2天线，接受两个数据流，码字最大为2，只听过双（单）流波束赋想 码字的时间见过层映射变为V个长时间，然后见过预编码映射到p个天线端口上。 一般层数与天线端口数是一样的，若使用4个天线端口，仍然是2个码字 层数取决于信道的秩=2，层为2 计算机网络物理层复习题 一、单选 1、网络接口卡的基本功能包括：数据转换、通信服务和 A、数据传输 B、数据缓存 C、数据服务 D、数据共享 2、在中继系统中，中继器处于 A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、高层 3、各种网络在物理层互连时要求 A、数据传输率和链路协议都相同 B、数据传输率相同，链路协议可不同 C、数据传输率可不同，链路协议相同 D、数据传输率和链路协议都可不同 4、下面关于集线器的缺点描述的是. A 集线器不能延伸网络可操作的距离 B 集线器不能过滤网络流量 C 集线器不能在网络上发送变弱的信号 D 集线器不能放大变弱的信号 5、在同一个信道上的同一时刻，能够进行双向数据传送的通信方式是 C 。 A. 单工 B. 半双工 C. 全双工 D. 上述三种均不是 6、能从数据信号波形中提取同步信号的典型编码是 A.归零码 B.不归零码 C.定比码 D.曼彻斯特编码 7、计算机网络通信采用同步和异步两种方式，但传送效率最高的是 A．同步方式 B．异步方式C．同步与异步方式传送效率相同 D.无法比较 8、有关光缆陈述正确的是 A.光缆的光纤通常是偶数，一进一出 B.光缆不安全 C.光缆传输慢 D.光缆较电缆传输距离近 9、通过改变载波信号的相位值来表示数字信号1、0的方法叫做 A. ASK B. FSK C. PSK D. A TM 10、同轴电缆与双绞线相比，同轴电缆的抗干扰能力。 A、弱 B、一样 C、强 D、不能确定 11、ATM采用的线路复用方式为。 A、频分多路复用 B、同步时分多路复用 C、异步时分多路复用 D、独占信道 12、数据传输速率是描述数据传输系统的重要指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制 A.比特数 B.字符数 C.桢数 D.分组数 13、将一条物理信道按时间分成若干时间片轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号占用，这样可以在一条物理信道上传输多个数字信号，这就是 A．频分多路复用 B．时分多路复用 C．空分多路复用 D．频分与时分混合多路复用 14.在同一个信道上的同一时刻，能够进行双向数据传送的通信方式是 A.单工 B.半双工 C.全双工 D.上述三种均不是 15、下面叙述正确的是 A．数字信号是电压脉冲序列 B．数字信号不能在有线介质上传输 C．数字信号可以方便地通过卫星传输 D．数字信号是表示数字的信号 16、数字传输的优点不包括 A．设备简单 1.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35kb/s， 那么若想使最大信息传输速率增加60%。问信噪比S/N 应增大到多少倍？如果在 刚才计算出的基础上将信噪比S/N 再增大到10 倍，问最大信息传输速率能否再 增加20%？ 2.收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2.3×108。试 计算以下两种情况的发送时延和传播时延：（1）数据长度为107bit，数据发送速 率为100kbit/s，传播距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。 （2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s，传输距离和信号在媒体上的 传播速率同上。 3.假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传 输速率增加60%。问信噪比S/N 应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将 信噪比S/N 再增大到10 倍，问最大信息传输速率能否再增加20%？ 4.调制解调器是如何使得一个码元携带多个比特数据的?请阐述其原理. 1.数据链路层 1.如果让你设计一个无线网络的MAC协议，你会考虑哪些问题？试设计一个简单的 算法。 2. 已知生成多项式为：X 4十X 3＋1，接收端收到的信息位为1011100110，请判断 收到的信息是否正确，并说明理由。 3. 一个UDP 用户数据的数据字段为8192字节。在数据链路层要使用以太网来传送。 试问应当划分为几个IP 数据报片？说明每一个IP 数据报字段长度和片偏移字段的值。 1. 设要传送的报文共x （bit ），从源站到目的站共经过k 段链路，每段链路的传播时延为 d （s ），数据率为C （bit/s ）。在电路交换时电路的建立时间为s （s ）。在分组交换时分组长度为p （bit ），且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？ 1. 证明：当用n 个比特进行编号时，若接收窗口大小为1，则只有在发送窗口的 大小W 21n T ≤-时，连续ARQ 协议才能正确运行。 2. 一个无线网络信道争用会存在哪些问题？怎么解决？详述其过程。 3. 透明网桥采用什么方法建立初始的转发站表？请画图举例说明 4. 各部分含义100Base-T 、10Base-5、10Base-2、1000Base-F 5. 已知生成多项式为：X 4十X 2＋1，接收端收到的信息位为1011100111，请判断 收到的信息是否正确，并说明理由。 6. 假定1km 长的CSMA/CD 网络的数据率为1Gb/s 。设信号在网络上的传播速率 为200000km/s 。求能够使用此协议的最短帧长。以太网标准和物理层及数据链路层专题
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