51CTO下載-開放系統(tǒng)互聯(lián)經(jīng)典詳解

1、3.1 物理層的基本概念物理層的基本概念3.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識3.3 物理層下面的傳輸媒體物理層下面的傳輸媒體3.4 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸3.5 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)3.6 同步光纖網(wǎng)同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列和同步數(shù)字系列SDH3.7 EIA-232-E接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)3.1物理層的基本概念物理層的基本概念l物理層的作用物理層的作用:在連接計(jì)算機(jī)的各種傳輸媒體上透明地傳輸比特流。 網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)備和傳輸媒體種類繁多，通信手段也有多種方式。物理層的作用正是要盡可能地屏蔽掉這些差異，使上一層感覺不到這些差異。用于物理層的協(xié)議也常稱為物理層用于物理

2、層的協(xié)議也常稱為物理層物理層的主要任務(wù)物理層的主要任務(wù):是描述設(shè)備之間及設(shè)備與傳輸媒體之間接口的一些特性。主要有四個(gè)特性：1、機(jī)械特性：指接口的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排指接口的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排列等列等2、電氣特性：什么樣的電壓表示什么樣的電壓表示1和和0，傳輸距離、，傳輸距離、速率速率3、功能特性：每條傳輸線的功能。：每條傳輸線的功能。4、規(guī)程特性：傳輸線上不同功能的各種事件的出現(xiàn)：傳輸線上不同功能的各種事件的出現(xiàn)順序。順序。3.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即源系統(tǒng)源系統(tǒng)(或或發(fā)送端發(fā)送端)、傳輸系統(tǒng)

3、傳輸系統(tǒng)(或或傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò))和和目的系統(tǒng)目的系統(tǒng)(或或接收端接收端)。源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：（1）源站源站。（2）發(fā)送器發(fā)送器。目的系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：目的系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：（1）接收器接收器。（2）目的站目的站。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(data)是運(yùn)送信息的實(shí)體，而是運(yùn)送信息的實(shí)體，而信號信號(signal)則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 一般說來，模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模一般說來，模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模擬信號或數(shù)字信號。因此我們有以下四種情況：擬信號或數(shù)字信號。因此我們有以下四種情況：（1）模擬數(shù)據(jù)、模擬

4、信號模擬數(shù)據(jù)、模擬信號。（2）模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號。（3）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬信號數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬信號。（4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號。圖圖3-2給出了模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號的示意圖。給出了模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號的示意圖。3.2.2 有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念從通信的雙方信息交互的方式來看，可以有以從通信的雙方信息交互的方式來看，可以有以下三種基本方式。下三種基本方式。（1）單向通信單向通信：又稱為：又稱為單工通信單工通信，即只能有一，即只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。無線電廣播或個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。無線電廣播或有線電廣播以及電視廣

5、播就屬于這種類型。有線電廣播以及電視廣播就屬于這種類型。（2）雙向交替通信雙向交替通信：又稱為：又稱為半雙工通信半雙工通信，即通，即通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。這種通信方式是一方發(fā)。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時(shí)間后再反過來。送另一方接收，過一段時(shí)間后再反過來。（3 3）雙向同時(shí)通信雙向同時(shí)通信：又稱為：又稱為全雙工通信全雙工通信，即，即通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。信道可以分成傳送模擬信號的信道可以分成傳送模擬信號的模擬信道模擬信道和傳送和

6、傳送數(shù)字信號的數(shù)字信號的數(shù)字信道數(shù)字信道兩大類。兩大類。數(shù)字傳輸有很多優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字傳輸有很多優(yōu)點(diǎn)： 數(shù)字信號只有不變化到不可識別的程度都可再數(shù)字信號只有不變化到不可識別的程度都可再生還原，而模擬信號一旦變化不能還原，因此采生還原，而模擬信號一旦變化不能還原，因此采用數(shù)字傳輸服務(wù)質(zhì)量高，另外進(jìn)行差錯(cuò)控制、加用數(shù)字傳輸服務(wù)質(zhì)量高，另外進(jìn)行差錯(cuò)控制、加密等，是今后的發(fā)展趨勢。密等，是今后的發(fā)展趨勢。信道上傳送的信號還有信道上傳送的信號還有(baseband)信號和信號和(broadband)信號之分。信號之分。將數(shù)字信號的將數(shù)字信號的1或或0直接用兩種不同的電直接用兩種不同的電壓來表示，然后送到線路上

7、去傳輸。壓來表示，然后送到線路上去傳輸。將基帶信號進(jìn)行調(diào)制后形成的模擬信號將基帶信號進(jìn)行調(diào)制后形成的模擬信號采用頻分多路復(fù)用的方式進(jìn)行傳輸。采用頻分多路復(fù)用的方式進(jìn)行傳輸。3.2.3 信道上的最高碼元傳輸速率信道上的最高碼元傳輸速率圖圖3-3給出了一個(gè)數(shù)字信號通過實(shí)際的給出了一個(gè)數(shù)字信號通過實(shí)際的信道和質(zhì)量很差的信道時(shí)的輸出波形。信道和質(zhì)量很差的信道時(shí)的輸出波形。l總是希望在信道上傳送盡可能多的碼元，但過多會(huì)發(fā)生失真。傳輸?shù)臉O限值是多少？奈奎斯特奈奎斯特(Nyquist)推導(dǎo)出推導(dǎo)出在理想低通信道下的在理想低通信道下的最高碼元傳輸速率的公式最高碼元傳輸速率的公式：理想低通信道的最高碼元傳輸速率

8、理想低通信道的最高碼元傳輸速率 = 2W Baud 理想低通信道理想低通信道：就是信號的頻率低某個(gè)上限的分量就是信號的頻率低某個(gè)上限的分量都能通過，高于一限的不能通過。都能通過，高于一限的不能通過。W是理想低通信道是理想低通信道的帶寬，單位為赫的帶寬，單位為赫(Hz)；Baud是是波特波特，是，是碼元傳輸速率的單位碼元傳輸速率的單位，1波特波特為每秒傳送為每秒傳送1個(gè)碼元。個(gè)碼元。對于對于具有理想帶通矩形特性的信道具有理想帶通矩形特性的信道( (帶寬為帶寬為W W) )，奈氏準(zhǔn)則就變?yōu)椋耗问蠝?zhǔn)則就變?yōu)椋?理想帶通信道的最高碼元傳輸速率理想帶通信道的最高碼元傳輸速率 = = W W Baud B

9、aud理想帶通信道：就是信號的頻率在就是信號的頻率在f1f2f1f2的分量的分量都能通過，低于都能通過，低于f1f1或高于或高于f2f2的不能通過。的不能通過。即即每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率為每每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率為每秒秒1 1個(gè)碼元個(gè)碼元。強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn)：（1）一個(gè)實(shí)際的信道所能傳輸?shù)淖罡叽a元速率，）一個(gè)實(shí)際的信道所能傳輸?shù)淖罡叽a元速率，要明顯地低于奈氏準(zhǔn)則給出的這個(gè)上限數(shù)值。要明顯地低于奈氏準(zhǔn)則給出的這個(gè)上限數(shù)值。（2）波特是）波特是，它說明每秒，它說明每秒傳多少個(gè)碼元。碼元傳輸速率也稱為傳多少個(gè)碼元。碼元傳輸速率也稱為、或或。比特是比特是，與碼元的傳

10、輸速率，與碼元的傳輸速率“波特波特”是兩個(gè)完全不同的概念。是兩個(gè)完全不同的概念。3.2.4 3.2.4 信道的極限信息傳輸速率信道的極限信息傳輸速率香農(nóng)香農(nóng)在在19481948年進(jìn)一步把尼奎斯特的結(jié)論擴(kuò)展到年進(jìn)一步把尼奎斯特的結(jié)論擴(kuò)展到有隨機(jī)嘈聲影響的信道，給出了著名的有隨機(jī)嘈聲影響的信道，給出了著名的香農(nóng)定理香農(nóng)定理信道的極限信息傳輸速率信道的極限信息傳輸速率C C可表達(dá)為可表達(dá)為C C = = W W log log2 2(1+(1+S S/ /N N) bit/s) bit/s (3-3) (3-3)其中：其中：W W為信道的帶寬為信道的帶寬( (以以HzHz為單位為單位) )；S S為

11、信道內(nèi)所傳信號的平均功率；為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；N N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。香農(nóng)公式香農(nóng)公式表明，表明，信道的帶寬或信道中的信噪比信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高越大，則信息的極限傳輸速率就越高。對于3.1kHz帶寬的標(biāo)準(zhǔn)電話信道，如果信噪比S/N=2500，則無論采用何種先進(jìn)技術(shù)，極限速率為35kbit/s.由于碼元的傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的制約，所由于碼元的傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的制約，所以要提高信息的傳輸速率，就以要提高信息的傳輸速率，就必須設(shè)法使每一必須設(shè)法使每一個(gè)碼元能攜帶更多個(gè)比特的信息量個(gè)碼元能攜帶更多個(gè)比特的信息量。這就需要

12、。這就需要采用采用多元制多元制(又稱為多進(jìn)制又稱為多進(jìn)制)的調(diào)制方法。的調(diào)制方法。圖圖3-4說明了奈氏準(zhǔn)則和香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通說明了奈氏準(zhǔn)則和香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的作用范圍。信系統(tǒng)中的作用范圍。傳輸媒體傳輸媒體也稱為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介。也稱為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介。網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)分類如下：網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)分類如下： 同軸電纜：分粗同軸電纜和細(xì)同軸電纜同軸電纜：分粗同軸電纜和細(xì)同軸電纜 有線介質(zhì)有線介質(zhì) 雙絞線：分屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線雙絞線：分屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線 光纖：分單模光纖和多模光纖光纖：分單模光纖和多模光纖 無線介質(zhì)無線介質(zhì)3.3.1 3.3.1 導(dǎo)向傳輸媒體（有線介質(zhì)）導(dǎo)向傳輸媒體（

13、有線介質(zhì)）1 1雙絞線雙絞線雙絞線的組成：雙絞線的組成：雙絞線是由兩根絕緣銅導(dǎo)線相雙絞線是由兩根絕緣銅導(dǎo)線相互扭繞而成。成對扭繞的作用是為了最大限度互扭繞而成。成對扭繞的作用是為了最大限度地減少外界電磁場的干擾。地減少外界電磁場的干擾。雙絞線的分類：雙絞線的分類：分為分為無屏蔽雙絞線無屏蔽雙絞線(UTP)(UTP)和和屏屏蔽雙絞線蔽雙絞線(STP)(STP)。屏蔽雙絞線電纜的外層用鋁泊包。屏蔽雙絞線電纜的外層用鋁泊包裹，形成一層屏蔽層，以降低干擾、減小幅射，裹，形成一層屏蔽層，以降低干擾、減小幅射，但價(jià)格貴。但價(jià)格貴。局域網(wǎng)大多使用無屏蔽雙絞線來組網(wǎng)。通常將局域網(wǎng)大多使用無屏蔽雙絞線來組網(wǎng)。通

14、常將四對雙絞線封裝在一個(gè)塑料保護(hù)外套中。四對雙絞線封裝在一個(gè)塑料保護(hù)外套中。從用戶電話機(jī)到交換機(jī)的這段線稱為從用戶電話機(jī)到交換機(jī)的這段線稱為用戶線用戶線或或用戶環(huán)路用戶環(huán)路(subscriber loop)雙絞線價(jià)格便宜，安裝方便，但抗干擾能力差，雙絞線價(jià)格便宜，安裝方便，但抗干擾能力差，傳輸速率目前一般為傳輸速率目前一般為100兆bps（位（位/秒），傳輸距離秒），傳輸距離不超過不超過100米。通常將四對雙絞線封裝在一個(gè)絕緣外套中，接口通常將四對雙絞線封裝在一個(gè)絕緣外套中，接口名稱為名稱為RJ45，如下圖所示，如下圖所示一根雙絞線兩端一根雙絞線兩端RJ45RJ45接頭的做法有兩種：一種是接頭

15、的做法有兩種：一種是平行線（也叫直連線）平行線（也叫直連線），一種，一種是交叉線是交叉線。所謂的直連線就是線的兩頭采用同樣的做法。所謂的直連線就是線的兩頭采用同樣的做法。而交叉線兩端（而交叉線兩端（13,2613,26的順序互換的順序互換 ），），實(shí)際應(yīng)用中是怎么使用這兩種線的呢？實(shí)際應(yīng)用中是怎么使用這兩種線的呢？ 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 交叉線交叉線 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)交換機(jī)交換機(jī) 平行線平行線 2 2同軸電纜同軸電纜同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層的外導(dǎo)體屏蔽層( (也可以是單股的也可以是單股的) )以及保護(hù)塑料外層以及保護(hù)塑料

16、外層所組成所組成( (圖圖3-7)3-7)。細(xì)纜及BNC接口圖通常按特性阻抗數(shù)值的不同，將同軸電纜分通常按特性阻抗數(shù)值的不同，將同軸電纜分為兩類：為兩類：（1）50 同軸電纜同軸電纜(包括細(xì)纜和粗纜，局域網(wǎng)包括細(xì)纜和粗纜，局域網(wǎng))50 同軸電纜又稱為同軸電纜又稱為基帶同軸電纜基帶同軸電纜。在傳輸基帶數(shù)字信號時(shí)，可以有多種不同的在傳輸基帶數(shù)字信號時(shí)，可以有多種不同的編碼方法。常用的兩種編碼方法，即：編碼方法。常用的兩種編碼方法，即：曼徹斯特曼徹斯特(Manchester)編碼編碼和和差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼?；鶐?shù)字信號的最大問題是當(dāng)出現(xiàn)一長串的連基帶數(shù)字信號的最大問題是當(dāng)出現(xiàn)一長串的連

17、1或連或連0時(shí)，在接收端無法從收到的比特流中提取位同時(shí)，在接收端無法從收到的比特流中提取位同步信號。如步信號。如曼徹斯特編碼每一位中間都有跳變曼徹斯特編碼每一位中間都有跳變，從高到低表，從高到低表示示1，從低到高表示，從低到高表示0，這對接收端提取位同步信號，這對接收端提取位同步信號非常有利。非常有利。差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼每一位中間都有跳變，根據(jù)每每一位中間都有跳變，根據(jù)每一位的一位的起始點(diǎn)起始點(diǎn)是否有跳變來確定編碼值，無跳變表是否有跳變來確定編碼值，無跳變表示示1，有跳變表示，有跳變表示0。（2 2）75 75 同軸電纜同軸電纜75 75 同軸電纜又稱為同軸電纜又稱為寬帶同軸電纜

18、寬帶同軸電纜。 在在計(jì)算機(jī)通信中，計(jì)算機(jī)通信中，“寬帶系統(tǒng)寬帶系統(tǒng)”是指采用了頻分是指采用了頻分復(fù)用和模擬傳輸技術(shù)的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)復(fù)用和模擬傳輸技術(shù)的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)。由于在寬帶系統(tǒng)中要用到放大器來放大模由于在寬帶系統(tǒng)中要用到放大器來放大模擬信號，而這種擬信號，而這種放大器只能單向工作，因此，因此要實(shí)現(xiàn)全連通，需要有發(fā)送和接收兩條分開的數(shù)據(jù)通路?？刹捎秒p電纜系統(tǒng)或單電纜系統(tǒng)?？刹捎秒p電纜系統(tǒng)或單電纜系統(tǒng)。雙電纜系統(tǒng)中發(fā)送和接收采用不同的電纜，頭端的中發(fā)送和接收采用不同的電纜，頭端的作用是將發(fā)送電纜發(fā)過來的信息轉(zhuǎn)換到接收電纜。作用是將發(fā)送電纜發(fā)過來的信息轉(zhuǎn)換到接收電纜。使得各計(jì)算機(jī)能從接收電纜上收到發(fā)

19、送給它們的信使得各計(jì)算機(jī)能從接收電纜上收到發(fā)送給它們的信息。息。單電纜系統(tǒng)采用一根電纜，但發(fā)送和接收使用不同的采用一根電纜，但發(fā)送和接收使用不同的頻帶，各占一半。頻帶，各占一半。頭端的作用是變頻。光纖主要由纖芯和包層組成，纖芯由非常透明的光纖主要由纖芯和包層組成，纖芯由非常透明的石英玻璃石英玻璃拉成細(xì)絲，直徑只有分拉成細(xì)絲，直徑只有分81008100微米。微米。采用光傳輸，有光為采用光傳輸，有光為1 1，無光為，無光為0 0，可見光的頻率，可見光的頻率非常高，可達(dá)非常高，可達(dá)10108 8MHZMHZ，速率可達(dá)，速率可達(dá)2.5Gbps2.5Gbps。包層較纖芯有較低的折射率。當(dāng)光線從高折包層較

20、纖芯有較低的折射率。當(dāng)光線從高折射率的媒體射向低折射率的媒體時(shí)，其折射射率的媒體射向低折射率的媒體時(shí)，其折射角將大于入射角角將大于入射角(如圖如圖3-10所示所示)。圖圖3-11畫出了光波在纖芯中傳播的示意圖。畫出了光波在纖芯中傳播的示意圖。光纖通信原理光纖通信原理當(dāng)入射角大于某一個(gè)臨界角度，就會(huì)發(fā)生當(dāng)入射角大于某一個(gè)臨界角度，就會(huì)發(fā)生全反射，即光線碰到包層時(shí)就會(huì)折射回纖芯，不斷重復(fù)，沿即光線碰到包層時(shí)就會(huì)折射回纖芯，不斷重復(fù)，沿光纖傳輸。光纖傳輸。光纖分光纖分單模光纖和多模光纖單模光纖和多模光纖?？梢源嬖谠S可以存在許多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。這多條不同角度入射的光線在一條光纖中

21、傳輸。這種光纖就稱為種光纖就稱為多模光纖多模光纖(如圖如圖3-12(a)所示所示)。若光纖的直徑減小到只有一個(gè)光的波長，則光若光纖的直徑減小到只有一個(gè)光的波長，則光纖就像一根波導(dǎo)那樣，它可使光線一直向前傳播，纖就像一根波導(dǎo)那樣，它可使光線一直向前傳播，而不會(huì)產(chǎn)生多次反射。這樣的光纖就稱為而不會(huì)產(chǎn)生多次反射。這樣的光纖就稱為單模光單模光纖纖(圖圖3-12(b)。單模光纖直徑更細(xì)，傳輸距離更遠(yuǎn)，價(jià)格更單模光纖直徑更細(xì)，傳輸距離更遠(yuǎn)，價(jià)格更高，采用激光；多模光纖采用可見光。高，采用激光；多模光纖采用可見光。光纖光纖接口接口ST光纖的特點(diǎn)：光纖的特點(diǎn)：（1）傳輸損耗小，傳輸距離遠(yuǎn)；傳輸速率高，可）傳輸

22、損耗小，傳輸距離遠(yuǎn)；傳輸速率高，可達(dá)數(shù)千兆達(dá)數(shù)千兆bps ，對遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)。，對遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)。（2）采用光信號傳輸，不受電磁輻射影響，抗干）采用光信號傳輸，不受電磁輻射影響，抗干擾能力強(qiáng)。擾能力強(qiáng)。（3）光信號不會(huì)向外泄露，安全、保密性好，也）光信號不會(huì)向外泄露，安全、保密性好，也不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)。不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)。（4）體積小，重量輕。）體積小，重量輕。但其價(jià)格較貴，且需要高水平的安裝技術(shù)。但其價(jià)格較貴，且需要高水平的安裝技術(shù)。光纖是廣域網(wǎng)中常用的傳輸介質(zhì)，通常也用于局，通常也用于局域網(wǎng)間遠(yuǎn)距離的連接，如校園網(wǎng)各校區(qū)間的連接。光域網(wǎng)間遠(yuǎn)距離的連接，如校園網(wǎng)各校區(qū)間的連接。

23、光纖通信是今后高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。纖通信是今后高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。當(dāng)采用光纖連網(wǎng)時(shí)，常常將一段段點(diǎn)到點(diǎn)的鏈當(dāng)采用光纖連網(wǎng)時(shí)，常常將一段段點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路串接起來構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，通過路串接起來構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，通過T形接頭連接到計(jì)形接頭連接到計(jì)算機(jī)。算機(jī)。l無線主要采用微波、紅外線和激光微波、紅外線和激光三種技術(shù)，由于連網(wǎng)方式靈活方便，很有發(fā)展前途。 l微波通信主要有兩種方式：地面微波接力通地面微波接力通信和衛(wèi)星通信信和衛(wèi)星通信。3.3.2 非導(dǎo)向傳輸媒體非導(dǎo)向傳輸媒體11無線傳輸無線傳輸2 2地面微波接力通信地面微波接力通信其主要特點(diǎn)是：其主要特點(diǎn)是：微波波段頻率很高，其頻段范圍也很寬，因此微波波段頻率

24、很高，其頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大；其通信信道的容量很大；因?yàn)楣I(yè)干擾和天電干擾的主要頻譜成分比微因?yàn)楣I(yè)干擾和天電干擾的主要頻譜成分比微波頻率低得多，對微波通信的危害小，因而微波頻率低得多，對微波通信的危害小，因而微波傳輸質(zhì)量較高；波傳輸質(zhì)量較高；與相同容量和長度的電纜載波通信比較，微波與相同容量和長度的電纜載波通信比較，微波接力通信建設(shè)投資少，見效快。接力通信建設(shè)投資少，見效快。微波接力通信缺點(diǎn)：微波接力通信缺點(diǎn)：相鄰站之間必須直視，不能有障礙物，而地球表面相鄰站之間必須直視，不能有障礙物，而地球表面是曲面，因此其傳播距離受到限制，需中繼是曲面，因此其傳播距離受到限制，需中繼

25、 ；微波的傳播有時(shí)也會(huì)受到惡劣氣候的影響；微波的傳播有時(shí)也會(huì)受到惡劣氣候的影響；與電纜通信系統(tǒng)比較，微波通信的隱蔽性和保密性與電纜通信系統(tǒng)比較，微波通信的隱蔽性和保密性較差；較差； 對大量中繼站的使用和維護(hù)要耗費(fèi)一定的人力和物對大量中繼站的使用和維護(hù)要耗費(fèi)一定的人力和物力。力。3 3衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)。衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)。衛(wèi)星通信的另一特點(diǎn)就是具有衛(wèi)星通信的另一特點(diǎn)就是具有較大的較大的傳播時(shí)延傳播時(shí)延。3.4.1 3.4.1 模擬傳輸系統(tǒng)模擬傳輸系統(tǒng)電話通信系統(tǒng)采用的是分級交換電話通信系統(tǒng)采用的是分級交換長途干線最初采用長途干線最初采用頻分多路復(fù)用頻分多

26、路復(fù)用FDMFDM的傳輸?shù)膫鬏敺绞椒绞? ,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)話路的頻率為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)話路的頻率為3003400Hz3003400Hz，需，需留有一定的間隔，國際上取留有一定的間隔，國際上取4KHz4KHz，長途干線復(fù)，長途干線復(fù)用的話路數(shù)可有用的話路數(shù)可有6060路、路、300300路或路或18001800路等。路等。目前，我國的長途線路已基本實(shí)現(xiàn)目前，我國的長途線路已基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化數(shù)字化，只有從用戶電話機(jī)到市交換機(jī)是模擬電路。只有從用戶電話機(jī)到市交換機(jī)是模擬電路。3.4.2 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器11調(diào)制解調(diào)器的作用調(diào)制解調(diào)器的作用圖圖3-15表示了出現(xiàn)一個(gè)誤碼的示意圖表示了出現(xiàn)一個(gè)誤碼的示意圖主要原因是

27、基帶信號包含有各種頻率成分，主要原因是基帶信號包含有各種頻率成分，只有只有3003400Hz的能通過。的能通過。調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器(modem)就是由就是由調(diào)制器調(diào)制器(MOdulator)和和解調(diào)器解調(diào)器(DEModulator) 合并而合并而成的。成的。調(diào)制器的主要作用就是個(gè)調(diào)制器的主要作用就是個(gè)波形變換器波形變換器，解，解調(diào)器的作用就是個(gè)調(diào)器的作用就是個(gè)波形識別器波形識別器。2 2幾種最基本的調(diào)制方法幾種最基本的調(diào)制方法調(diào)制就是將數(shù)字信號加載到正弦波上，即改就是將數(shù)字信號加載到正弦波上，即改變正弦波的參數(shù)（振幅、頻率、相位）。最基本變正弦波的參數(shù)（振幅、頻率、相位）。最基本的二元制調(diào)制

28、方法有以下幾種的二元制調(diào)制方法有以下幾種( (如圖如圖3-163-16所示所示) )：（1 1）調(diào)幅（AMAM）：）：（2 2）調(diào)頻（FMFM）：如頻率）：如頻率f1f1表示表示0 0，f2f2表示表示1 1（3 3）調(diào)相（PMPM）：如相位移動(dòng)）：如相位移動(dòng)0 00 0表示表示0 0，1801800 0表表示示1 1電流并不能沿導(dǎo)線傳輸任意長的距離，因?yàn)殡娏髟诮?jīng)過一段距電流并不能沿導(dǎo)線傳輸任意長的距離，因?yàn)殡娏髟诮?jīng)過一段距離后會(huì)逐漸減弱。研究信號發(fā)送的工作者很早就發(fā)現(xiàn)了長距離離后會(huì)逐漸減弱。研究信號發(fā)送的工作者很早就發(fā)現(xiàn)了長距離傳輸系統(tǒng)的一個(gè)有趣性質(zhì)：一個(gè)連續(xù)振蕩信號能比其他信號傳傳輸系統(tǒng)的

29、一個(gè)有趣性質(zhì)：一個(gè)連續(xù)振蕩信號能比其他信號傳播到更遠(yuǎn)的地方。這一結(jié)果形成了絕大多數(shù)長距離通信系統(tǒng)的播到更遠(yuǎn)的地方。這一結(jié)果形成了絕大多數(shù)長距離通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)?；A(chǔ)。波特率就是硬件每秒中改變輸出狀態(tài)的次數(shù)。波特率就是硬件每秒中改變輸出狀態(tài)的次數(shù)。雖然調(diào)頻與調(diào)幅技術(shù)對聲音傳輸可以工作得很好，但兩種技術(shù)雖然調(diào)頻與調(diào)幅技術(shù)對聲音傳輸可以工作得很好，但兩種技術(shù)每傳送一個(gè)信號位都需要至少一個(gè)載波周期。第每傳送一個(gè)信號位都需要至少一個(gè)載波周期。第4 4章中的奈奎章中的奈奎斯特定理指出如果編碼方式允許在單個(gè)載波周期內(nèi)編碼多位數(shù)斯特定理指出如果編碼方式允許在單個(gè)載波周期內(nèi)編碼多位數(shù)據(jù)，則單位時(shí)間內(nèi)允許發(fā)送的數(shù)據(jù)

30、位將增加。發(fā)送器用若干位據(jù)，則單位時(shí)間內(nèi)允許發(fā)送的數(shù)據(jù)位將增加。發(fā)送器用若干位表示載波相位移動(dòng)的程度。為更好地理解相位移動(dòng)，注意圖表示載波相位移動(dòng)的程度。為更好地理解相位移動(dòng)，注意圖5 - 3 的普通正弦波沿水平方向被截去若干段，剩余部分彼此靠的普通正弦波沿水平方向被截去若干段，剩余部分彼此靠攏并用垂直線連接箭頭指示的斷點(diǎn)。被截部分的大小就決定了攏并用垂直線連接箭頭指示的斷點(diǎn)。被截部分的大小就決定了移動(dòng)的程度。移動(dòng)的程度。前兩個(gè)相位移動(dòng)跳過一個(gè)完整周期的一半，而第三個(gè)相位移動(dòng)前兩個(gè)相位移動(dòng)跳過一個(gè)完整周期的一半，而第三個(gè)相位移動(dòng)跳過了一個(gè)完整周期的四分之三跳過了一個(gè)完整周期的四分之三, ,相位

31、移動(dòng)通常被設(shè)計(jì)成具有相位移動(dòng)通常被設(shè)計(jì)成具有2 的冪次個(gè)不同的相位移動(dòng)程度，發(fā)送端就能用相應(yīng)個(gè)數(shù)的二進(jìn)的冪次個(gè)不同的相位移動(dòng)程度，發(fā)送端就能用相應(yīng)個(gè)數(shù)的二進(jìn)制位來選擇相位移動(dòng)的程度。例如，在一個(gè)能有八種（即制位來選擇相位移動(dòng)的程度。例如，在一個(gè)能有八種（即23 ）不同程度的相位移動(dòng)的系統(tǒng)中，發(fā)送器可用三位數(shù)據(jù)來選）不同程度的相位移動(dòng)的系統(tǒng)中，發(fā)送器可用三位數(shù)據(jù)來選擇八種相位移動(dòng)中的一種。而接收器判斷相位移動(dòng)了多少，擇八種相位移動(dòng)中的一種。而接收器判斷相位移動(dòng)了多少，并根據(jù)移動(dòng)程度重建引起這一移動(dòng)的各二進(jìn)制位。也就是說，并根據(jù)移動(dòng)程度重建引起這一移動(dòng)的各二進(jìn)制位。也就是說，若發(fā)送器用若發(fā)送器用T

32、 位建立一個(gè)相位移動(dòng)，則接收器能通過觀察相位位建立一個(gè)相位移動(dòng)，則接收器能通過觀察相位移動(dòng)的程度抽取全部移動(dòng)的程度抽取全部T 位數(shù)據(jù)。因?yàn)槊看我苿?dòng)編碼了位數(shù)據(jù)。因?yàn)槊看我苿?dòng)編碼了T 位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)，那么使用相位移動(dòng)調(diào)制技術(shù)所能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)速率就是那么使用相位移動(dòng)調(diào)制技術(shù)所能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)速率就是2Bl o g 2 2T,或說是或說是2B T ，其中，其中B 是每秒信號改變的次數(shù)。根據(jù)定是每秒信號改變的次數(shù)。根據(jù)定義義B 就是硬件的波特率（就是硬件的波特率（baud rate ），這樣，使用相位移動(dòng)），這樣，使用相位移動(dòng)調(diào)制技術(shù)后，系統(tǒng)在一秒內(nèi)能傳輸?shù)淖畲笪粩?shù)就可以是波特率調(diào)制技術(shù)后，系統(tǒng)在一

33、秒內(nèi)能傳輸?shù)淖畲笪粩?shù)就可以是波特率的若干倍。的若干倍。調(diào)相可有調(diào)相可有四相調(diào)制：采用四種初相角：采用四種初相角 度數(shù)度數(shù) 0度度 90度度 180度度 270度度 數(shù)值數(shù)值 00 01 10 11一次調(diào)制可傳送兩位信息一次調(diào)制可傳送兩位信息比特率=波特*2l調(diào)相可有八相調(diào)制八相調(diào)制：采用八種初相角 度數(shù) 0 45 90 135 180 225 270 315 數(shù)值 001 000 010 011 111 110 100 101 一次調(diào)制可傳送三位信息比特率比特率=波特波特*3此外，還有調(diào)幅與調(diào)相相結(jié)合，如采用此外，還有調(diào)幅與調(diào)相相結(jié)合，如采用8 8種相位、種相位、兩種振幅，一次調(diào)制可傳送多少位

34、信息？兩種振幅，一次調(diào)制可傳送多少位信息？若每一個(gè)碼元可表示的比特?cái)?shù)越多若每一個(gè)碼元可表示的比特?cái)?shù)越多，則在接收端則在接收端進(jìn)行解調(diào)時(shí)要正確識別每一種狀態(tài)就越困難進(jìn)行解調(diào)時(shí)要正確識別每一種狀態(tài)就越困難。3 3、關(guān)于調(diào)制解調(diào)器的速率、關(guān)于調(diào)制解調(diào)器的速率l根據(jù)香農(nóng)公式，電話線路由于噪聲干擾，其根據(jù)香農(nóng)公式，電話線路由于噪聲干擾，其極限傳極限傳輸速率只能達(dá)到輸速率只能達(dá)到35Kbps35Kbps，通常速率，通常速率V.34V.34為為33.6K33.6K，但，但目前已出現(xiàn)的目前已出現(xiàn)的V.90V.90標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)56K56K，是何原因？，是何原因？l調(diào)制解調(diào)器上網(wǎng)時(shí)要多次經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器上網(wǎng)時(shí)要

35、多次經(jīng)過A/DA/D（模（模/ /數(shù)）轉(zhuǎn)換和數(shù)）轉(zhuǎn)換和D/AD/A（數(shù)（數(shù)/ /模）轉(zhuǎn)換，其中模）轉(zhuǎn)換，其中最大的噪聲來自最大的噪聲來自A/DA/D（模（模/ /數(shù)）轉(zhuǎn)換數(shù)）轉(zhuǎn)換，通過減少，通過減少A/DA/D轉(zhuǎn)換的次數(shù)，即能減少量化轉(zhuǎn)換的次數(shù)，即能減少量化噪聲，提高速率。噪聲，提高速率。l由于大部分的由于大部分的ISPISP都使用租用數(shù)字專線接入到電話交都使用租用數(shù)字專線接入到電話交換機(jī)。換機(jī)。l56KModem是指下行速率為是指下行速率為56K，上行速率仍為，上行速率仍為33.6K。l56KModem的使用條件是ISP與電話交換機(jī)之間都是數(shù)字信道。4 4、調(diào)制解調(diào)器使用異步通信方式、調(diào)制解

36、調(diào)器使用異步通信方式數(shù)據(jù)通信可分為數(shù)據(jù)通信可分為同步通信同步通信和和異步通信異步通信兩大類。兩大類。1）同步傳輸：以數(shù)據(jù)塊為單位的數(shù)據(jù)傳輸，每數(shù)據(jù)塊每數(shù)據(jù)塊都要加同步字符。網(wǎng)絡(luò)中采用。都要加同步字符。網(wǎng)絡(luò)中采用。 同步通信同步通信就是要求接收端的時(shí)鐘頻率和發(fā)就是要求接收端的時(shí)鐘頻率和發(fā)送端的時(shí)鐘頻率精確相等，以便接收端對收到送端的時(shí)鐘頻率精確相等，以便接收端對收到的比特流進(jìn)行采樣判決的時(shí)間是準(zhǔn)確的。的比特流進(jìn)行采樣判決的時(shí)間是準(zhǔn)確的。當(dāng)接收端的判決點(diǎn)移動(dòng)的時(shí)間超過碼元寬當(dāng)接收端的判決點(diǎn)移動(dòng)的時(shí)間超過碼元寬度的一半時(shí)，就要產(chǎn)生差錯(cuò)度的一半時(shí)，就要產(chǎn)生差錯(cuò)( (比特重讀或漏讀比特重讀或漏讀) )，

37、這就是所謂的這就是所謂的滑動(dòng)滑動(dòng)(slip)(slip)。同步通信開銷小、效率高同步通信開銷小、效率高，但控制復(fù)雜。，但控制復(fù)雜。2)2)異步傳輸：以字符為單位的數(shù)據(jù)傳輸異步傳輸：以字符為單位的數(shù)據(jù)傳輸，如鍵盤，如鍵盤與計(jì)算機(jī)之間。與計(jì)算機(jī)之間。方法：沒有信號傳輸時(shí)，線路為高電平；發(fā)送數(shù)方法：沒有信號傳輸時(shí)，線路為高電平；發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先發(fā)一位起始位據(jù)之前，先發(fā)一位起始位( (低電平低電平) )；接下來是；接下來是5-85-8位的數(shù)據(jù)位和一位校驗(yàn)位；最后是位的數(shù)據(jù)位和一位校驗(yàn)位；最后是1-21-2位的位的停止位。停止位。發(fā)送端與接收端必須采用相同的速率、相發(fā)送端與接收端必須采用相同的速率、相同

38、的設(shè)置。同的設(shè)置。例題：畫出在異步串行傳輸方式下采用例題：畫出在異步串行傳輸方式下采用1位起始位、位起始位、7位數(shù)據(jù)位、位數(shù)據(jù)位、1位奇校驗(yàn)和位奇校驗(yàn)和1位停止位傳送二進(jìn)制值位停止位傳送二進(jìn)制值（數(shù)據(jù)位）（數(shù)據(jù)位）0100010時(shí)的編碼波形時(shí)的編碼波形(邏輯邏輯0為低電為低電平平)。 l異步傳輸控制簡單，但通信開銷大，效率低通信開銷大，效率低，僅適合于低速通信僅適合于低速通信。 l3.4.3數(shù)字傳輸系統(tǒng)l現(xiàn)有的數(shù)字傳輸系統(tǒng)采用脈碼調(diào)制PCM。l將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號要經(jīng)過三個(gè)階段： 采樣 量化 編碼采樣定理采樣定理：采樣頻率不低于信號最高頻率的兩倍，就可以從采樣脈沖信號無失真地恢復(fù)出原來的模

39、擬信號。l電話信號的最高頻率為電話信號的最高頻率為3.4KHz3.4KHz，為方便起見，為方便起見，采樣采樣頻率定為頻率定為8KHz8KHz，采樣周期為，采樣周期為125125微秒微秒。每次采樣信號。每次采樣信號采用采用7 7位位( (北美北美) )或或8 8位位( (歐洲及我國歐洲及我國) )編碼。采用編碼。采用8 8位編位編碼，一條話路的速率為多少碼，一條話路的速率為多少? ?l長途干線采用時(shí)分多路復(fù)用長途干線采用時(shí)分多路復(fù)用的方式，各用戶在不同的方式，各用戶在不同的時(shí)隙占用共享信道。的時(shí)隙占用共享信道。lPCMPCM有兩種互不兼容的國際標(biāo)準(zhǔn)，即北美的有兩種互不兼容的國際標(biāo)準(zhǔn)，即北美的24

40、24路路PCM(PCM(簡稱簡稱T1T1) )和歐洲的和歐洲的3030路路PCM(PCM(簡稱簡稱E1E1) )，我國采用，我國采用E1E1標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。l3232個(gè)時(shí)隙中個(gè)時(shí)隙中CH0CH0用作幀同步用，用作幀同步用，CH16CH16用來傳送信令用來傳送信令（如用戶的撥號信令），其余傳話音數(shù)據(jù)。（如用戶的撥號信令），其余傳話音數(shù)據(jù)。在在125125微秒的時(shí)間對所有話路采樣一次，微秒的時(shí)間對所有話路采樣一次，E1E1的速的速率為率為：一遍一遍3232個(gè)時(shí)隙個(gè)時(shí)隙* *每個(gè)時(shí)隙編碼每個(gè)時(shí)隙編碼8 8位位* *采樣采樣80008000遍遍/ /秒秒=2.048Mbps.=2.048Mbps.l北美的

41、北美的T1T1標(biāo)準(zhǔn)共標(biāo)準(zhǔn)共2424個(gè)話路，每個(gè)話路個(gè)話路，每個(gè)話路7 7位編碼，再加位編碼，再加上一位信令碼元，也是上一位信令碼元，也是8 8位。幀同步碼是在位。幀同步碼是在2424路的編路的編碼之后加上碼之后加上1 1位，這樣每幀共位，這樣每幀共193193位。位。lT1T1的速率為的速率為： (193(193位位/ /幀幀) )* *(8000(8000幀幀/ /秒秒)=1.544Mbps.)=1.544Mbps.多個(gè)一次群可以組合成一個(gè)二次群，多個(gè)二次群多個(gè)一次群可以組合成一個(gè)二次群，多個(gè)二次群可以組合成一個(gè)三次群，表可以組合成一個(gè)三次群，表3-1給出了歐洲和北美系給出了歐洲和北美系統(tǒng)的

42、高次群的話路數(shù)和數(shù)據(jù)率。統(tǒng)的高次群的話路數(shù)和數(shù)據(jù)率。表表3-1 數(shù)數(shù) 字字 傳傳 輸輸 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 高高 次次 群群 的的 話話 路路 數(shù)數(shù) 和和 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 率率系系 統(tǒng)統(tǒng) 類類 型型一一 次次 群群二二 次次 群群三三 次次 群群四四 次次 群群五五 次次 群群符符 號號E 1E 2E 3E 4E 5歐歐 洲洲 體體 制制 話話 路路 數(shù)數(shù)3012048019207680數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 率率(M bit/s)2.0488.44834.368139.264565.148符符 號號T1T2T3T4北北 美美 體體 制制 話話 路路 數(shù)數(shù)24966724032數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 率率(M bit/s)

43、1.5446.31244.736274.176l數(shù)字傳輸具有很多優(yōu)越性數(shù)字傳輸具有很多優(yōu)越性，但傳統(tǒng)電話系統(tǒng)由于由模擬信道和數(shù)字信道混合組成，數(shù)字傳輸?shù)膬?yōu)越性未得到充分發(fā)揮。今后將改為全數(shù)字網(wǎng)，如ISDN為全數(shù)字網(wǎng)。3.5.1 3.5.1 頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源帶寬資源( (請注意，這里的請注意，這里的“帶寬帶寬”是頻率帶寬而是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率) )。時(shí)分復(fù)用的所有用戶是在不同的時(shí)間占用同樣時(shí)分復(fù)用的所有用戶是在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶

44、寬度的頻帶寬度。在進(jìn)行通信時(shí)，在進(jìn)行通信時(shí)，復(fù)用器復(fù)用器(multiplexer)總是和總是和分用器分用器(demultiplexer)成對地使用。成對地使用。當(dāng)使用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)使用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)用戶在某一段時(shí)間暫時(shí)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)當(dāng)用戶在某一段時(shí)間暫時(shí)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)(例如例如用戶正在鍵盤上輸入數(shù)據(jù)或正在瀏覽屏幕上的用戶正在鍵盤上輸入數(shù)據(jù)或正在瀏覽屏幕上的信息信息)，那就只能讓已經(jīng)分配到手的子信道空，那就只能讓已經(jīng)分配到手的子信道空閑著，而其他用戶也無法使用這個(gè)暫時(shí)空閑的閑著，而其他用戶也無法使用這個(gè)暫時(shí)空閑的線路資源。圖線路資源。圖3-22說明了這一概念。說明

45、了這一概念。統(tǒng)計(jì)復(fù)用又稱為統(tǒng)計(jì)復(fù)用又稱為異步時(shí)分復(fù)用異步時(shí)分復(fù)用，而普通的，而普通的時(shí)分復(fù)用稱為時(shí)分復(fù)用稱為同步時(shí)分復(fù)用同步時(shí)分復(fù)用。 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM (Statistic TDM) STDM (Statistic TDM) 是一是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，時(shí)隙不是采用固定分配，種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，時(shí)隙不是采用固定分配，而是而是動(dòng)態(tài)地分配。當(dāng)掃描到該用戶時(shí)，如果沒。當(dāng)掃描到該用戶時(shí)，如果沒有數(shù)據(jù)傳輸，則跳過去，掃描下一個(gè)有數(shù)據(jù)傳輸，則跳過去，掃描下一個(gè), , 它能明它能明顯地提高信道的利用率。顯地提高信道的利用率。3.5.2 波分復(fù)用波分復(fù)用圖圖3-24表示表示8路傳輸速率均為路傳輸

46、速率均為2.5 Gbit/s的光的光載波載波(其波長均為其波長均為1310 nm)，經(jīng)光的調(diào)制后，經(jīng)光的調(diào)制后，分別將波長變換到分別將波長變換到1550 1557 nm，每個(gè)光載，每個(gè)光載波相隔波相隔1 nm 。4、碼分復(fù)用主要用于無線通信中。主要用于無線通信中。碼分多址CDMA允許每一個(gè)用戶在同樣的時(shí)間使允許每一個(gè)用戶在同樣的時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信，用同樣的頻帶進(jìn)行通信，由于各用戶使用經(jīng)過特殊由于各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此不會(huì)造成干擾挑選的不同碼型，因此不會(huì)造成干擾。在在CDMA中，中，將要發(fā)送的每一個(gè)比特用m位的碼片來表示。設(shè)。設(shè)m取取8。CDMA的的每一個(gè)站被指派一個(gè)唯一

47、的m位碼片序列。一個(gè)站如果要發(fā)送比特。一個(gè)站如果要發(fā)送比特1，則發(fā)送它自己的，則發(fā)送它自己的m位位碼片序列。一個(gè)站如果要發(fā)送比特碼片序列。一個(gè)站如果要發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。序列的二進(jìn)制反碼。如指派給如指派給S站的碼片序列為站的碼片序列為00011011，當(dāng)發(fā)送，當(dāng)發(fā)送1時(shí)，時(shí)，它就發(fā)送序列它就發(fā)送序列00011011，當(dāng)發(fā)送，當(dāng)發(fā)送0時(shí)，就發(fā)送時(shí)，就發(fā)送11100100，為了方便起見，將碼片序列中的，為了方便起見，將碼片序列中的0寫成寫成-1，將將1寫成寫成+1，因此，因此S站的碼片序列為：站的碼片序列為：-1-1-1+1+1-1+1+1。CDMA的重要特點(diǎn)：

48、的重要特點(diǎn)：1、系統(tǒng)給每個(gè)站分配的、系統(tǒng)給每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交。即。即l和其它各站碼片原碼和反碼的向量內(nèi)積都是和其它各站碼片原碼和反碼的向量內(nèi)積都是0，設(shè)S為(-1-1-1+1+1-1+1+1),T為(-1-1+1-1+1+1+1-1),將兩者的分量代入，可以看出S和T是正交的。2、任何一個(gè)碼片向量任何一個(gè)碼片向量S的規(guī)格化內(nèi)積的規(guī)格化內(nèi)積(S.S)是是1，而任何一個(gè)碼片向量和該碼片反碼向量的規(guī)任何一個(gè)碼片向量和該碼片反碼向量的規(guī)格化內(nèi)積是格化內(nèi)積是-1(1)(1)設(shè)設(shè)S S站站X X站發(fā)送的數(shù)據(jù)。設(shè)站發(fā)送的數(shù)據(jù)。設(shè)S S站的碼片序列為：站的碼片序列為：-1

49、-1-1-1+1+1-1+1+1)1-1+1+1-1+1+1)。若發(fā)。若發(fā)1 1，發(fā)自己的碼片序列；若發(fā)，發(fā)自己的碼片序列；若發(fā)0 0，發(fā)自己的碼片序列的反碼。，發(fā)自己的碼片序列的反碼。 X X站：用站：用S S的碼片向量與接收到的碼片序列求內(nèi)積。的碼片向量與接收到的碼片序列求內(nèi)積。 當(dāng)當(dāng)S S站發(fā)送站發(fā)送1 1，在，在X X站計(jì)算內(nèi)積的結(jié)果是站計(jì)算內(nèi)積的結(jié)果是+1+1，當(dāng)，當(dāng)S S站站發(fā)送發(fā)送0 0，在，在X X站計(jì)算內(nèi)積的結(jié)果是站計(jì)算內(nèi)積的結(jié)果是-1-1，S S沒發(fā)送時(shí)，內(nèi)沒發(fā)送時(shí)，內(nèi)積為積為0 0。(2)(2)由于系統(tǒng)中有很多站在通信，由于系統(tǒng)中有很多站在通信，X X站收到的信號是各站收

50、到的信號是各個(gè)站發(fā)送的碼片序列之和個(gè)站發(fā)送的碼片序列之和( (如如-1+1-3+1-1-3+1+1)-1+1-3+1-1-3+1+1)。X X站：用站：用S S的碼片向量與接收到的碼片序列求內(nèi)積，的碼片向量與接收到的碼片序列求內(nèi)積，運(yùn)算結(jié)果是運(yùn)算結(jié)果是所有其它站的信號都被過濾掉所有其它站的信號都被過濾掉（因其內(nèi)（因其內(nèi)積的相關(guān)項(xiàng)都是積的相關(guān)項(xiàng)都是0 0），），只剩下只剩下S S站發(fā)送的信號站發(fā)送的信號。計(jì)算上例中計(jì)算上例中S S發(fā)送的是發(fā)送的是1 1，是，是0 0，還是沒發(fā)送？，還是沒發(fā)送？數(shù)字傳輸系統(tǒng)速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一數(shù)字傳輸系統(tǒng)速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一為了解決上述問題，美國首先在為了解決上述問題，美國首

51、先在1988年推出了年推出了一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，叫做一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，叫做同步光纖網(wǎng)同步光纖網(wǎng)SONET (Synchronous Optical Network)。為光纖傳輸系統(tǒng)定義了線路速率的等級結(jié)構(gòu)，其傳輸速率以51.84Mbit/s為基礎(chǔ)，此速率對光信號稱為此速率對光信號稱為OC-1，對電信號稱為對電信號稱為STS-1。ITU-TITU-T以美國標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，制定出以美國標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，制定出國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)，叫，叫同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH。與。與SONETSONET不同的是不同的是SDHSDH的基本速率的基本速率為為155.52Mbit/s155.52Mbit/s，稱為，稱為ST

52、M-1STM-1，相當(dāng)于，相當(dāng)于OC-3OC-3表表3-23-2為為SONETSONET和和SDHSDH的比較。的比較。表表3-2 S O N E T的的O C級級 /S TS級級 與與S D H的的S TM級級 的的 對對 應(yīng)應(yīng) 關(guān)關(guān) 系系線線 路路 速速 率率(M b it/s)SO N E T符符 號號IT U -T符符 號號線線 路路 速速 率率 的的 常常 用用 近近 似似 值值51.840*O C -1/ST S-1155.520*O C -3/ST S-3ST M -1155 M b it/s(按按 四四 舍舍 五五 入入 則則 應(yīng)應(yīng) 為為156 M b it/s)466.560

53、O C -9/ST S-9ST M -3622.080*O C -12/ST S-12ST M -4622 M b it/s933.120O C -18/ST S-18ST M -61244.160O C -24/ST S-24ST M -81866.240O C -36/ST S-36ST M -122488.320*O C -48/ST S-48ST M -162.5 G b it/s4876.640O C -96/ST S-96ST M -329953.280O C -192/ST S-192ST M -6410 G b it/sEIA-232-EEIA-232-E是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)是美

54、國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIAEIA制定的著名制定的著名物理層標(biāo)準(zhǔn)。物理層標(biāo)準(zhǔn)。EIA-232EIA-232是是DTEDTE與與DCEDCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。DTE (Data Terminal Equipment)DTE (Data Terminal Equipment)是是數(shù)據(jù)終端設(shè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備備。數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCE (Data Circuit-DCE (Data Circuit-terminating Equipment)terminating Equipment)。DCEDCE的作用就是在的作用就是在DTEDTE和傳輸線路之間提供信號變和傳輸線路之間提供信號變換

55、和編碼的功能，并且負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)換和編碼的功能，并且負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。如鏈路的連接。如ModemModem。DTEDTE是具有一定的數(shù)據(jù)處理能力以及發(fā)送和接收是具有一定的數(shù)據(jù)處理能力以及發(fā)送和接收能力的設(shè)備，如計(jì)算機(jī)。通過能力的設(shè)備，如計(jì)算機(jī)。通過DCEDCE與通信傳輸線路相與通信傳輸線路相連，如圖連，如圖3-263-26所示。所示。EIA-232EIA-232的主要特點(diǎn)：的主要特點(diǎn)：機(jī)械特性：機(jī)械特性：使用使用2525根引腳的根引腳的DB-25DB-25插頭。插頭。電氣特性電氣特性：采用負(fù)邏輯，用：采用負(fù)邏輯，用-5V-5V -15V-15V的電壓表示二進(jìn)的電壓表示二進(jìn)制制1 1，用，用+5V+5V +15V+15V的電壓表示二進(jìn)制的電壓表示二進(jìn)制0 0；允許的最大；允許的最大傳輸速率為傳輸速率為20kb/s20kb/s；最長可驅(qū)動(dòng)電纜；最長可驅(qū)動(dòng)電纜15m15m功能特性：功能特性：規(guī)定了規(guī)定了2525針各與哪些電路連接，以及每個(gè)針各與哪些電路連接，以及每個(gè)信號的含義。信號的含義。圖圖3-27畫的是最常用的畫的是最常用的10根引腳的作用根引腳的作用規(guī)程特性：規(guī)定了規(guī)定了DTE和和DCE之間所發(fā)生的事件的合之間所發(fā)生的