計算機網(wǎng)絡 謝希仁 第2章__物理層

1、2.1 2.1 物理層的基本概念物理層的基本概念 2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識2.3 2.3 物理層下面的傳輸媒體物理層下面的傳輸媒體 2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù) 2.5 2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)2.6 2.6 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)2.1 2.1 物理層的基本概念物理層的基本概念 物理層物理層是是OSIOSI體系結(jié)構(gòu)中的最低一層。它向上毗鄰數(shù)據(jù)鏈體系結(jié)構(gòu)中的最低一層。它向上毗鄰數(shù)據(jù)鏈路層，向下直接與傳輸介質(zhì)相連接。它起著數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸路層，向下直接與傳輸介質(zhì)相連接。它起著數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸介質(zhì)之間的邏輯接口作用。介質(zhì)之間的邏輯接口作用。 物理層

2、為傳送二進制比特流數(shù)據(jù)而激活、維持、釋放物理物理層為傳送二進制比特流數(shù)據(jù)而激活、維持、釋放物理連接所提供的機械、電氣、功能和過程特性。連接所提供的機械、電氣、功能和過程特性。 現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡中的物理設(shè)備和傳輸介質(zhì)的種類繁多，而現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡中的物理設(shè)備和傳輸介質(zhì)的種類繁多，而通信手段也越來越豐富，物理層在數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸介質(zhì)之間通信手段也越來越豐富，物理層在數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸介質(zhì)之間起了屏蔽和隔離作用起了屏蔽和隔離作用，使數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異，這樣，使數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異，這樣就可以使數(shù)據(jù)鏈路層只需要考慮如何完成本層的協(xié)議和服務，就可以使數(shù)據(jù)鏈路層只需要考慮如何完成本層的協(xié)議和服務，

3、而不必考慮網(wǎng)絡具體的傳輸媒體是什么。而不必考慮網(wǎng)絡具體的傳輸媒體是什么。2.1 2.1 物理層的基本概念物理層的基本概念 機械特性機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過程特性過程特性 指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。 物理層的

4、主要任務描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：性，即：2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 基本術(shù)語基本術(shù)語 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(data)(data)從數(shù)據(jù)通信的角度來看，數(shù)據(jù)可以被定義為從數(shù)據(jù)通信的角度來看，數(shù)據(jù)可以被定義為計算機可識別的任何有意義的實體計算機可識別的任何有意義的實體。運送消息的實體。運送消息的實體。 信號信號(signal)(signal)是數(shù)據(jù)的一種電磁編碼或光編碼。是數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)的一種電磁編碼或光編碼。是數(shù)據(jù)傳輸中的一種表現(xiàn)形式。傳輸中的一種表現(xiàn)形式。 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸是指通過傳輸信道以電信號是指通過傳輸信道以

5、電信號( (或光信號或光信號) )的形式的形式把數(shù)據(jù)從一端傳遞到另一端的過程。把數(shù)據(jù)從一端傳遞到另一端的過程。 通信通信利用電子等技術(shù)手段，借助電利用電子等技術(shù)手段，借助電( (或光或光) )信號實現(xiàn)從某信號實現(xiàn)從某一端一端( (常稱為信源端或發(fā)送端常稱為信源端或發(fā)送端) )向另一端向另一端( (常稱為信宿端或接常稱為信宿端或接收端收端) )進行信息的有效傳遞和交換。進行信息的有效傳遞和交換。傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號輸出數(shù)據(jù)源點終點發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC 機公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號模擬信號 輸入漢字顯示漢字數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信

6、息PC 機2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 信息源信息源( (簡稱信源簡稱信源) )的作用是把待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成原始電信號，的作用是把待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成原始電信號，如電話系統(tǒng)中的電話機、網(wǎng)絡系統(tǒng)中的終端或計算機等都如電話系統(tǒng)中的電話機、網(wǎng)絡系統(tǒng)中的終端或計算機等都可看成是信源?？煽闯墒切旁础Ｐ诺佬诺朗切盘杺鬏?shù)耐?，是信號傳輸?shù)耐罚诺乐凶匀粫B加上噪聲。信道中自然會疊加上噪聲。信宿信宿( (也稱受信者或接收終端也稱受信者或接收終端) )是將復原的原始信號轉(zhuǎn)換成相應是將復原的原始信號

7、轉(zhuǎn)換成相應的信息，如電話機將對方傳來的電信號還原成了聲音，終的信息，如電話機將對方傳來的電信號還原成了聲音，終端或計算機將對方傳來的電信號還原成文本數(shù)據(jù)或圖像數(shù)端或計算機將對方傳來的電信號還原成文本數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)等。據(jù)等。2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 有關(guān)信道的基本概念有關(guān)信道的基本概念通信方式通信方式是指數(shù)據(jù)在信道上傳輸所采取的方式。通常有三種分類是指數(shù)據(jù)在信道上傳輸所采取的方式。通常有三種分類方法，按數(shù)據(jù)代碼傳輸?shù)捻樞蚍譃椋悍椒ǎ磾?shù)據(jù)代碼傳輸?shù)捻樞蚍譃椋捍袀鬏敽筒⑿袀鬏敶袀鬏敽筒⑿袀鬏?；按?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞椒譃椋喊磾?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞椒譃椋和絺鬏敽彤惒絺鬏斖?/p>

8、傳輸和異步傳輸；按數(shù)據(jù)；按數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r間關(guān)系分為：傳輸?shù)牧飨蚝蜁r間關(guān)系分為：單工、半雙工和全雙工傳輸單工、半雙工和全雙工傳輸。 單向通信（單工通信）單向通信（單工通信）只能有一個方向的通信而沒有反方向只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。的交互。 雙向交替通信（半雙工通信）雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都可以發(fā)送信息，通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送但不能雙方同時發(fā)送( (當然也就不能同時接收當然也就不能同時接收) )。 雙向同時通信（全雙工通信）雙向同時通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時發(fā)送和接通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。收信息。 2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的

9、基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 發(fā)送端接收端串行通信信道串行通信信道(a)(a)發(fā)送端b0b1b2b3b4b5b6b7b7b6b5b4b3b2b1b0接收端b0b1b2b3b4b5b6b7并并行行通通信信信信道道(b)(b)返回2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 一個或多個SYN字符控制字符數(shù)據(jù)字符SYNSYN控制字符t字節(jié)5字節(jié)4字節(jié)3字節(jié)3字節(jié)2字節(jié)1bbbbbbb終止位(邏輯 0 )起始位(邏輯 1 )6543210返回2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 發(fā)送接收單向通道單向通道雙向通道雙向通道雙向通道雙向通道(a)(a)(b)(b)(c)(c)發(fā)送接收接

10、收發(fā)送發(fā)送接收接收發(fā)送2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 基帶信號和帶通信號基帶信號和帶通信號u基帶信號基帶信號（即基本頻帶信號）（即基本頻帶信號）來自信源的信號。像計算機來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。u基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶信號進行信號進行調(diào)制調(diào)制(modulation)(modul

11、ation)，即變換基帶信號的波形，稱為，即變換基帶信號的波形，稱為基基帶調(diào)制帶調(diào)制，或，或編碼編碼。 u帶通信號帶通信號把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道），并轉(zhuǎn)換為模擬信號，以便在模擬信道中傳輸。能夠通過信道），并轉(zhuǎn)換為模擬信號，以便在模擬信道中傳輸。而使用載波的調(diào)制稱為而使用載波的調(diào)制稱為帶通調(diào)制帶通調(diào)制。 2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 常用的編碼方式常用的編碼方式1000100111比特流不歸零

12、制歸零制曼徹斯特差分曼徹斯特2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 基本的帶通調(diào)制方法基本的帶通調(diào)制方法n 調(diào)幅調(diào)幅(AM)(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。例如，載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。例如，0 0和和1 1分別對應于無載波或有載波。分別對應于無載波或有載波。 n 調(diào)頻調(diào)頻(FM)(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。n 調(diào)相調(diào)相(PM)(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。 為了達到更高的信息傳輸速率，必須采用技術(shù)上更為為了達到更高的信息傳輸速率，必須采用技術(shù)上更為復雜的多元制的振

13、幅相位混合調(diào)制方法。例如，復雜的多元制的振幅相位混合調(diào)制方法。例如，正交振幅正交振幅調(diào)制調(diào)制QAMQAM。 2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 基本的帶通調(diào)制方法基本的帶通調(diào)制方法010011100基帶信號調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相信道的極限容量信道的極限容量l任何實際的信道都不是理想的，在傳輸信號時會產(chǎn)生各種失任何實際的信道都不是理想的，在傳輸信號時會產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干擾。真以及帶來多種干擾。 l碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信號傳輸?shù)木嚯x越遠，在信道的輸碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信號傳輸?shù)木嚯x越遠，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴重。出端的波形的失真就越嚴重。 n有失真，但有失真，但可識別

14、可識別實際的信道實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）發(fā)送信號波形發(fā)送信號波形接收信號波形n失真大，失真大，無法識別無法識別 發(fā)送信號波形發(fā)送信號波形實際的信道實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）接收信號波形接收信號波形2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 u1924 1924 年，奈奎斯特年，奈奎斯特(Nyquist)(Nyquist)就推導出了著名的就推導出了著名的奈氏準則奈氏準則。他給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串擾，碼元的他給出了在假定

15、的理想條件下，為了避免碼間串擾，碼元的傳輸速率的上限值。傳輸速率的上限值。u在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會出現(xiàn)在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會出現(xiàn)碼間串擾碼間串擾的問題，使接收端對碼元的判決（即識別）成為不的問題，使接收端對碼元的判決（即識別）成為不可能。可能。u如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號高頻分量越多，如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號高頻分量越多，那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)碼間串擾。那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)碼間串擾。u奈奎斯特準則奈奎斯特準則：二進制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率：二進制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率R

16、Rmaxmax與通與通信信道帶寬信信道帶寬W W（W=fW=f，單位，單位HzHz）的關(guān)系為）的關(guān)系為R Rmaxmax=2=2f f（bpsbps）(1) (1) 信道能夠通過的頻率范圍信道能夠通過的頻率范圍限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有兩個限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有兩個: :2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 (2)(2)信噪比信噪比限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有兩個限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有兩個: :u香農(nóng)香農(nóng)(Shannon)(Shannon)用信息論的理論推導出了帶寬受限且有高斯白用信息論的理論推導出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的噪聲干

17、擾的信道的極限極限、無差錯的無差錯的信息傳輸速率。信息傳輸速率。u在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，信道的極限信息信道的極限信息傳輸速率傳輸速率R Rmaxmax可表達為可表達為 R Rmaxmax = = W W log log2 2(1+(1+S S/ /N N) bps) bps W W 為信道的帶寬（以為信道的帶寬（以 Hz Hz 為單位）；為單位）；S S 為信道內(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)部的隨機噪聲功率。為信道內(nèi)部的隨機噪聲功率。S/NS/N為信噪比為信噪比 信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極

18、限傳輸速率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。就越高。 只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。以找到某種辦法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。 若信道帶寬若信道帶寬W W 或信噪比或信噪比S S/ /N N 沒有上限（當然實際信道不可能沒有上限（當然實際信道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率R Rmaxmax也就沒有上限。也就沒有上限。 實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率

19、低不少。率低不少。 香農(nóng)公式表明香農(nóng)公式表明 對于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且碼元傳對于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且碼元傳輸速率也達到了上限值，那么還有辦法提高信息的傳輸速率。這就是用編輸速率也達到了上限值，那么還有辦法提高信息的傳輸速率。這就是用編碼的方法讓每一個碼元攜帶更多比特的信息量。碼的方法讓每一個碼元攜帶更多比特的信息量。注意：注意：2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 讓每個碼元攜帶更多比特的讓每個碼元攜帶更多比特的信息量信息量。 可用振幅調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。可用振幅調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。 編碼編碼【舉例舉例】假

20、定基帶信號是：假定基帶信號是：101011000110111010.如果直接發(fā)送，每個碼元攜帶的信息量是如果直接發(fā)送，每個碼元攜帶的信息量是1bit。假如通過相位調(diào)制，用相。假如通過相位調(diào)制，用相位位0表示表示000，1表示表示001， 2表示表示010， 3表示表示011， 4表示表示100， 5表表示示101， 6表示表示110， 7表示表示111。那么剛才的。那么剛才的18個碼元可轉(zhuǎn)換為個碼元可轉(zhuǎn)換為6個新碼個新碼元進行發(fā)送：元進行發(fā)送： 101011000110111010.= 5 3 0 6 7 2若以同樣速率發(fā)送碼元，則相同時間內(nèi)所發(fā)送的信息量就提高到若以同樣速率發(fā)送碼元，則相同時

21、間內(nèi)所發(fā)送的信息量就提高到3倍。倍。比如：信號發(fā)送速率為比如：信號發(fā)送速率為2000b/s，經(jīng)過以上，經(jīng)過以上8種相位調(diào)制后，可獲得相當于種相位調(diào)制后，可獲得相當于多大的最高發(fā)送率？多大的最高發(fā)送率？ 2000b/s*3=6000b/s2.2 2.2 數(shù)據(jù)通信的基本知識數(shù)據(jù)通信的基本知識 傳輸介質(zhì)就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理傳輸介質(zhì)就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。傳輸介質(zhì)可以分為兩大類：通路。傳輸介質(zhì)可以分為兩大類：有線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)和和無線傳輸介無線傳輸介質(zhì)，或引導型傳輸媒體或非引導型傳輸媒體。質(zhì)，或引導型傳輸媒體或非引導型傳輸媒體。2.3 2.3 傳

22、輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)的特性傳輸介質(zhì)的特性 物理特性：物理特性：傳輸媒體的材質(zhì)特性（物質(zhì)構(gòu)成、機械特性、溫度性能、化學性能、幾何尺寸、物理性質(zhì)） 傳輸特性：傳輸特性：傳輸容量、傳輸頻率范圍、衰減特性 連通性：連通性：點對點？多點連接 地理范圍：地理范圍：不用中間設(shè)備并將失真限制在允許范圍內(nèi)，整個網(wǎng)絡所允許的最大距離。 抗干擾性：抗干擾性：抵抗噪音、電磁干擾 相對價格：相對價格：線路+元件+安裝+維護=？ 線路使用方面：線路使用方面：1條？多條？定時、同步；控制信號、數(shù)據(jù)信號、定時信號怎么區(qū)分？u 雙絞線雙絞線 有線介質(zhì)有線介質(zhì)2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 雙絞線雙絞線RJ-45 和和AU

23、IAttachment Unit Interface 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線STPSTP 無屏蔽雙絞線無屏蔽雙絞線UTPUTP有線介質(zhì)有線介質(zhì)銅線絕緣層外屏蔽層外部保護層（a ） 屏蔽雙絞線（a ） 屏蔽雙絞線銅線絕緣層外部保護層（b ） 非屏蔽雙絞線（b ） 非屏蔽雙絞線2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 有線介質(zhì)有線介質(zhì)2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 錯誤制作的錯誤制作的RJ-45RJ-45頭頭正確制作的正確制作的RJ-45RJ-45頭頭568A： 白橙橙白綠藍白藍綠白棕棕568B： 白綠綠白橙藍白藍橙白棕棕 雙絞線的制作主要使用雙絞線的制作主要使用19911991年，美國電子工業(yè)協(xié)會年，美

24、國電子工業(yè)協(xié)會EIAEIA和電和電信行業(yè)協(xié)會信行業(yè)協(xié)會TIATIA聯(lián)合發(fā)布的標準聯(lián)合發(fā)布的標準EIA/TIA-568EIA/TIA-568有線介質(zhì)有線介質(zhì)2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) u 同軸電纜同軸電纜 5050 同軸電纜同軸電纜 7575 同軸電纜同軸電纜有線介質(zhì)有線介質(zhì)2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 外導體屏蔽層絕緣層絕緣保護套層內(nèi)導體有線介質(zhì)有線介質(zhì)2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 服務器服務器客戶機客戶機客戶機客戶機客戶機客戶機BNC TBNC T型連接器型連接器 終端終端電阻電阻終端終端電阻電阻2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) u 光纜光纜 光纖包層外部保護層(a)(a)保護

25、層包層光纖(b)(b)包層保護層有線介質(zhì)有線介質(zhì)光電轉(zhuǎn)換LED發(fā)送端輸入輸入PIN接收端輸出輸出光纖光纖光信號光電轉(zhuǎn)換特點：特點： 抗干擾能力強抗干擾能力強 低損耗低損耗 寬頻帶寬頻帶 高速率高速率 低誤碼率低誤碼率 安全性好安全性好 體積小重量輕體積小重量輕輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖多模光纖2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 有線介質(zhì)有線介質(zhì)2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 無線介質(zhì)無線介質(zhì)非引導性傳輸媒體非引導性傳輸媒體1001021041061081010101210141016101810201022102

26、4無線電微波紅外紫外線可見光X-射線-射線1041051061071081091010101110121013101410151016f(Hz)f(Hz)雙絞線同軸電纜無線電( A M )無線電( F M )電視頻道衛(wèi)星通信地面微波通信光纖頻段LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 無線介質(zhì)無線介質(zhì)n無線傳輸所使用的頻段很廣。無線傳輸所使用的頻段很廣。n短波通信主要是靠電離層的反射，但短波信道的通信質(zhì)量較短波通信主要是靠電離層的反射，但短波信道的通信質(zhì)量較差。差。n微波在空間主要是直線傳播。微波信號沒有繞射

27、功能，兩個微波在空間主要是直線傳播。微波信號沒有繞射功能，兩個微波信號只能在可視情況下才能正常接收微波信號只能在可視情況下才能正常接收, ,大氣對微波信號大氣對微波信號的吸收與散射影響較大。的吸收與散射影響較大。 地面微波接力通信地面微波接力通信 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 無線介質(zhì)無線介質(zhì)微波接力通信模型微波接力通信模型2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 無線介質(zhì)無線介質(zhì)優(yōu)點：優(yōu)點： 微波波段頻率很高，其頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大微波波段頻率很高，其頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大 因為工業(yè)干擾和自然干擾對微波通信小，因而傳輸質(zhì)量較高因為工業(yè)干擾和

28、自然干擾對微波通信小，因而傳輸質(zhì)量較高 與同容量和長度的電纜載波通信比較，建設(shè)投資少，見效快，易于跨越與同容量和長度的電纜載波通信比較，建設(shè)投資少，見效快，易于跨越山區(qū)江河山區(qū)江河缺點：缺點： 相鄰站之間必須直視，不能有障礙物相鄰站之間必須直視，不能有障礙物 微波的傳播有時也會受到惡劣氣候的影響微波的傳播有時也會受到惡劣氣候的影響 與電纜通信系統(tǒng)相比，它的隱蔽性和保密性較差與電纜通信系統(tǒng)相比，它的隱蔽性和保密性較差 對大量中繼站的使用和維護要耗費較多的人力和物力對大量中繼站的使用和維護要耗費較多的人力和物力2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 無線介質(zhì)無線介質(zhì)衛(wèi)星地球表面衛(wèi)星發(fā)送多點接收多點接收

29、衛(wèi)星通信是在地球站之間利用位于約衛(wèi)星通信是在地球站之間利用位于約3萬萬6千公里高空的人千公里高空的人造同步地球衛(wèi)星作為中繼器的一種微波接力通信。造同步地球衛(wèi)星作為中繼器的一種微波接力通信。2.3 2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 無線介質(zhì)無線介質(zhì) 衛(wèi)星通信的最大特點是通信距離遠，且通信費用與通信距衛(wèi)星通信的最大特點是通信距離遠，且通信費用與通信距離無關(guān)。離無關(guān)。 和微波接力通信相似，衛(wèi)星通信的頻帶很寬，通信容量和微波接力通信相似，衛(wèi)星通信的頻帶很寬，通信容量很大，信號所受到的干擾也較小，通信比較穩(wěn)定。很大，信號所受到的干擾也較小，通信比較穩(wěn)定。 衛(wèi)星通信非常適合于廣播通信，因為它的覆蓋面很廣。但衛(wèi)星通

30、信非常適合于廣播通信，因為它的覆蓋面很廣。但從安全方面考慮，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的保密性是較差的。從安全方面考慮，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的保密性是較差的。2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù) 復用復用是通信技術(shù)中的基本概念。是指在發(fā)送端將多路低速是通信技術(shù)中的基本概念。是指在發(fā)送端將多路低速信號合并成一路高速信號，在一條高速信道上傳輸，在接收端信號合并成一路高速信號，在一條高速信道上傳輸，在接收端在分解成多路低速信號。在分解成多路低速信號。共享信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2復用分用不使用復用技術(shù)使用復用技術(shù) 在進行通信時，在進行通信時，復用器復用器總是和總是和分用器分用器成

31、對地使用。在復用成對地使用。在復用器和分用器之間是用戶共享的器和分用器之間是用戶共享的高速信道高速信道。分用器的作用正好和。分用器的作用正好和復用器的相反，它把高速信道傳送過來的數(shù)據(jù)進行分解，分別復用器的相反，它把高速信道傳送過來的數(shù)據(jù)進行分解，分別送交到相應的用戶。送交到相應的用戶。2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)頻分復用頻分復用u在一條通信線路上設(shè)置多個信道，每路信道的信號以不同的在一條通信線路上設(shè)置多個信道，每路信道的信號以不同的載波頻率進行調(diào)制。載波頻率進行調(diào)制。u各個載波頻率是不重疊的各個載波頻率是不重疊的, , 一條通信線路就可以同時獨立地一條通信線路就可以同時獨立地傳輸多

32、路信號。傳輸多路信號。u用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個頻帶。這個頻帶。u頻分復用頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源（請的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源（請注意，這里的注意，這里的“帶寬帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。頻率時間頻率 1頻率 2頻率 3頻率 4頻率 52.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)時分復用時分復用u時分復用時分復用則是將時間劃分為一段段等長的則是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀時分復用幀（TDM TDM 幀）。每一個時分復用的用戶

33、在每一個幀）。每一個時分復用的用戶在每一個TDMTDM幀中占用固定序號幀中占用固定序號的時隙。的時隙。u每一個用戶所占用的時隙是每一個用戶所占用的時隙是周期性地出現(xiàn)周期性地出現(xiàn)（其周期就是（其周期就是TDM TDM 幀的長度）。幀的長度）。uTDM TDM 信號也稱為信號也稱為等時等時(isochronous)(isochronous)信號。信號。u時分復用的所有用戶是在不同的時間占用時分復用的所有用戶是在不同的時間占用同樣的同樣的頻帶寬度。頻帶寬度。2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)時分復用時分復用頻率時間B C DB C DB C DB C DAAAAA 在 TDM 幀中的位置不變T

34、DM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)時分復用時分復用頻率時間C DC DC DAAAABBBB C DB 在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)時分復用時分復用頻率時間BDBDBDAAAA BCCCC DC 在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)時分復用時分復用頻率時間B CB CB CAAAA B CDDDDD 在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀

35、時分復用可能會造成線路資源的浪費時分復用可能會造成線路資源的浪費 ABCDaabbcdb cattttt4 個時分復用幀#1acbcd時分復用#2#3#4用戶 使用時分復用系統(tǒng)傳送計算機數(shù)據(jù)時，由于計算機數(shù)據(jù)的突發(fā)性質(zhì)，使用時分復用系統(tǒng)傳送計算機數(shù)據(jù)時，由于計算機數(shù)據(jù)的突發(fā)性質(zhì)，用戶對分配到的子信道的利用率一般是不高的。用戶對分配到的子信道的利用率一般是不高的。 時分復用時分復用2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)時分復用時分復用用戶ABCDabcdttttt3 個 STDM 幀#1acbab b cac d#2#3統(tǒng)計時分復用統(tǒng)計時分復用統(tǒng)計時分復用STDM(Statistic TDM)

36、STDM(Statistic TDM) 統(tǒng)計時分復用是一種改進的時分復用，它能明顯地提高信統(tǒng)計時分復用是一種改進的時分復用，它能明顯地提高信道的利用率。也稱為道的利用率。也稱為異步時分復用異步時分復用?？赡艽嬖诰彺嬉绯?，增大?？赡艽嬖诰彺嬉绯?，增大開銷等問題。開銷等問題。2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)波分復用波分復用WDM（Wavelength Division Multiplexing）l波分復用就是波分復用就是光的頻分復用光的頻分復用；l在一根光纖上復用兩路光載波信號，這種復用方式稱為波分在一根光纖上復用兩路光載波信號，這種復用方式稱為波分復用復用WDM;WDM;l在一根光纖上復

37、用幾十路或更多路的光載波信號稱為密集波在一根光纖上復用幾十路或更多路的光載波信號稱為密集波分復用分復用DWDMDWDM； l目前單模光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達到目前單模光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達到20Gb/s 20Gb/s 。2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)波分復用波分復用8 2.5 Gb/s1310 nm 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm

38、6 1556 nm 7 1557 nm 20 Gb/s復用器分用器EDFA120 km光調(diào)制器光解調(diào)器摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)碼分復用碼分復用u常用的名詞是常用的名詞是碼分多址碼分多址 CDMA (Code Division Multiple CDMA (Code Division Multiple Access)Access)。每一個用戶可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行。每一個用戶可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信。通信。u各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。擾。u這種系

39、統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 u在在CDMACDMA中，每一個比特時間劃分為中，每一個比特時間劃分為m m個短的間隔，稱為個短的間隔，稱為碼片碼片。通常通常m m的值是的值是6464或或1281282.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)碼分復用碼分復用u每個站被指派一個唯一的每個站被指派一個唯一的 m bit m bit 碼片序列。碼片序列。如發(fā)送比特如發(fā)送比特 1 1，則發(fā)送自己的，則發(fā)送自己的 m bit m bit 碼片序列。碼片序列。如發(fā)送比特如發(fā)送比特 0 0，則發(fā)送該

40、碼片序列的二進制反碼，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。 u例如，例如，S S 站的站的 8 bit 8 bit 碼片序列是碼片序列是 0001101100011011。發(fā)送比特發(fā)送比特 1 1 時，就發(fā)送序列時，就發(fā)送序列 0001101100011011，發(fā)送比特發(fā)送比特 0 0 時，就發(fā)送序列時，就發(fā)送序列 1110010011100100。uS S 站的碼片序列：站的碼片序列：( (1 1 1 1 1 +1 +1 1 +1 +1 1 +1 +1)1 +1 +1)u每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相每個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正交(orthogo

41、nal)(orthogonal)。u在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。 2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)碼分復用碼分復用u令向量令向量 S S 表示站表示站 S 的碼片向量，令的碼片向量，令 T T 表示其他任何站的碼表示其他任何站的碼片向量。片向量。 u兩個不同站的碼片序列正交，就是向量兩個不同站的碼片序列正交，就是向量 S S 和和T T 的的規(guī)格化內(nèi)積規(guī)格化內(nèi)積(inner product)(inner product)都是都是 0 0：在實際系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。：在實際系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。 u【舉例】令向量 S 為(1 1 1 +1

42、 +1 1 +1 +1)， 向量 T 為(1 1 +1 1 +1 +1 +1 1)。 帶入公式可知，S與T向量正交。011miiiTSmTS2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)碼分復用碼分復用u任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1 1 。u一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是 1 1。mimiimiiimSmSSm112211) 1(111SSmimiimiiimSmSSm112211) 1(11)(1SS2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)碼分復用碼分復用S 站的碼片

43、序列 S110ttttttm 個碼片tS 站發(fā)送的信號 SxT 站發(fā)送的信號 Tx總的發(fā)送信號 Sx + Tx規(guī)格化內(nèi)積 S Sx數(shù)據(jù)碼元比特發(fā)送端接收端2.4 2.4 信道復用技術(shù)信道復用技術(shù)碼分復用碼分復用【舉例舉例】四個基站用碼分多址通信。四個站的碼片分別為四個基站用碼分多址通信。四個站的碼片分別為: A: (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1) B: (-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)C: (-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1) D: (-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)（1）現(xiàn)收到這樣序列）現(xiàn)收到這樣序列: (0 -2 0 0 0

44、 -2 2 2). 問哪個站發(fā)送數(shù)據(jù)了？問哪個站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送的數(shù)據(jù)是發(fā)送的數(shù)據(jù)是1還是還是0？ A:1, C:0（2）假如）假如B和和D同時分別發(fā)送數(shù)據(jù)同時分別發(fā)送數(shù)據(jù)1和和0，A和和C不發(fā)送，那么不發(fā)送，那么基站收到的序列是什么？基站收到的序列是什么？(0 -2 2 0 2 2 0 0)2.5 2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制PCM體制體制n在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制PCMPCM體制最初是為了在電話局之體制最初是為了在電話局之間的中繼線上傳送多路的電話。間的中繼線上傳送多路的電話。n由于歷史上的原因，由于歷史上的原因，PCMPCM有兩個互不兼容的國際

45、標準，即北有兩個互不兼容的國際標準，即北美的美的2424路路PCMPCM（簡稱為（簡稱為T1T1）和歐洲的）和歐洲的3030路路PCMPCM（簡稱為（簡稱為 E1E1）。）。我國采用的是歐洲的我國采用的是歐洲的E1E1標準。標準。nE1E1的速率是的速率是2.048Mb/s2.048Mb/s，而，而T1T1的速率是的速率是1.544Mb/s1.544Mb/s。n模擬電話信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的大致如下。首先必須根據(jù)模擬電話信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的大致如下。首先必須根據(jù)采樣定理采樣定理，只要采樣頻率不低于電話信號最高頻率的，只要采樣頻率不低于電話信號最高頻率的2 2倍，倍，就可以從采樣脈沖信號無失真地恢

46、復出原來的電話信號。就可以從采樣脈沖信號無失真地恢復出原來的電話信號。n當需要有更高的數(shù)據(jù)率時，可采用復用的方法。通?？偸钱斝枰懈叩臄?shù)據(jù)率時，可采用復用的方法。通常總是將許多個話路的將許多個話路的PCMPCM信號用時分復用信號用時分復用TDMTDM的方法裝成幀，然的方法裝成幀，然后在送往線路上一幀一幀地傳輸。后在送往線路上一幀一幀地傳輸。2.5 2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制PCM數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在兩個主要缺點數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在兩個主要缺點u速率標準不統(tǒng)一速率標準不統(tǒng)一 如果不對高次群的數(shù)字傳輸速率進行標準化，國際范如果不對高次群的數(shù)字傳輸速率進行標準化，國際范圍的高速數(shù)據(jù)傳

47、輸就很難實現(xiàn)。圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實現(xiàn)。u不是同步傳輸不是同步傳輸 在過去相當長的時間，為了節(jié)約經(jīng)費，各國的數(shù)字網(wǎng)在過去相當長的時間，為了節(jié)約經(jīng)費，各國的數(shù)字網(wǎng)主要是采用主要是采用準同步方式準同步方式。2.5 2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)同步光纖網(wǎng)同步光纖網(wǎng) SONETSONETu美國美國19881988年首先推出了一個數(shù)字傳輸標準，叫做同步年首先推出了一個數(shù)字傳輸標準，叫做同步光纖光纖網(wǎng)網(wǎng)SONETSONET(Synchronous Optical Network)(Synchronous Optical Network)。u同步光纖網(wǎng)同步光纖網(wǎng)SONETSONET(Synchrono

48、us Optical Network)(Synchronous Optical Network)的各級的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘。時鐘都來自一個非常精確的主時鐘。u第第 1 1 級級同步傳送信號同步傳送信號 STS-1 (Synchronous Transport STS-1 (Synchronous Transport Signal)Signal)的傳輸速率是的傳輸速率是 51.84 Mb/s51.84 Mb/s。u光信號則稱為第光信號則稱為第 1 1 級級光載波光載波 OC-1OC-1，OC OC 表示表示Optical Optical CarrierCarrier。2.5 2.

49、5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列 SDHSDHuITU-T ITU-T 以美國標準以美國標準SONETSONET為基礎(chǔ)，制訂出國際標準為基礎(chǔ)，制訂出國際標準同步數(shù)字同步數(shù)字系列系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)SDH(Synchronous Digital Hierarchy)。u一般可認為一般可認為 SDH SDH 與與 SONET SONET 是同義詞。是同義詞。uSDH SDH 的基本速率為的基本速率為155.52Mb/s155.52Mb/s，稱為第，稱為第1 1級級同步傳遞模塊同步傳遞模塊 STMSTM(Synchronous

50、Transfer Module)(Synchronous Transfer Module)，即，即STM-1STM-1，相當于，相當于 SONETSONET體系中的體系中的OC-3OC-3速率。下表給出了速率。下表給出了SONETSONET和和SDHSDH的比較。的比較。uSDH/SONETSDH/SONET定義了標準光信號，規(guī)定了波長定義了標準光信號，規(guī)定了波長1310nm1310nm和和1550nm1550nm的激光源。在物理層為寬帶接口使用了幀技術(shù)以傳遞信息，的激光源。在物理層為寬帶接口使用了幀技術(shù)以傳遞信息，為數(shù)字信號的復用和操作過程定義幀結(jié)構(gòu)。為數(shù)字信號的復用和操作過程定義幀結(jié)構(gòu)。線

51、路速率(Mb/s)SONET符號ITU-T符號表示線路速率的常用近似值 51.840OC-1/STS-1 155.520OC-3/STS-3STM-1155 Mb/s 466.560OC-9/STS-9STM-3 622.080OC-12/STS-12STM-4622 Mb/s 933.120OC-18/STS-18STM-61244.160OC-24/STS-24STM-82488.320OC-48/STS-48STM-162.5 Gb/s4976.640OC-96/STS-96STM-329953.280OC-192/STS-192STM-6410 Gb/s39813.120 OC-768

52、/STS-768 STM-256 40 Gb/s SONET的OC/STS級與SDH的STM級的對應關(guān)系 2.5 2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)2.6 2.6 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)一、一、xDSLxDSL技術(shù)技術(shù)uxDSL xDSL 技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務。造，使它能夠承載寬帶業(yè)務。u雖然標準模擬電話信號的頻帶被限制在雖然標準模擬電話信號的頻帶被限制在300-3400Hz300-3400Hz的范圍內(nèi)，的范圍內(nèi)，但用戶線本身實際可通過的信號頻率仍然超過但用戶線本身實際可通過的信號頻率仍然超過1MH

53、z1MHz。uxDSL xDSL 技術(shù)就把技術(shù)就把0-4kHz0-4kHz低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使用，而把原低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網(wǎng)使用。來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網(wǎng)使用。uDSL DSL 就是數(shù)字用戶線就是數(shù)字用戶線(Digital Subscriber Line)(Digital Subscriber Line)的縮寫。的縮寫。而而DSLDSL的前綴的前綴x x則表示在數(shù)字用戶線上實現(xiàn)的不同寬帶方案。則表示在數(shù)字用戶線上實現(xiàn)的不同寬帶方案。2.6 2.6 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)xDSLxDSL的幾種類型的幾種類型lADSL(Asymmetri

54、c Digital Subscriber Line)ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)：非對稱數(shù)字：非對稱數(shù)字用戶線用戶線lHDSL(High speed DSL)HDSL(High speed DSL)：高速數(shù)字用戶線：高速數(shù)字用戶線lSDSL(Single-line DSL)SDSL(Single-line DSL)：1 1對線的數(shù)字用戶線對線的數(shù)字用戶線lVDSL(Very high speed DSL)VDSL(Very high speed DSL)：甚高速數(shù)字用戶線：甚高速數(shù)字用戶線lDSLDSL：是使用：是使用ISDNISDN（Int

55、egrated Services Digital Network) Integrated Services Digital Network) 綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)用戶線。綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)用戶線。lRADSL(Rate-Adaptive DSL)RADSL(Rate-Adaptive DSL)：速率自適應：速率自適應DSLDSL，是，是ADSLADSL的一個的一個子集，可自動調(diào)節(jié)線路速率。子集，可自動調(diào)節(jié)線路速率。 2.6 2.6 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)極限傳輸距離極限傳輸距離n極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶線的線徑都有很大的關(guān)系極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶線的線徑都有很大的關(guān)系（用戶線越細，信號傳輸時

56、的衰減就越大），而所能得到的（用戶線越細，信號傳輸時的衰減就越大），而所能得到的最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實際的用戶線上的信噪比密切相關(guān)。最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實際的用戶線上的信噪比密切相關(guān)。n例如，例如，0.50.5毫米線徑的用戶線，傳輸速率為毫米線徑的用戶線，傳輸速率為1.5-2.0Mb/s1.5-2.0Mb/s時可時可傳送傳送5.55.5公里，但當傳輸速率提高到公里，但當傳輸速率提高到6.1Mb/s6.1Mb/s時，傳輸距離就時，傳輸距離就縮短為縮短為3.73.7公里。公里。n如果把用戶線的線徑減小到如果把用戶線的線徑減小到0.40.4毫米，那么在毫米，那么在6.1Mb/s6.1Mb/s的傳輸?shù)膫鬏?/p>

57、速率下就只能傳送速率下就只能傳送2.72.7公里公里 2.6 2.6 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)ADSLADSL的特點的特點u由于用戶在上網(wǎng)時主要是從因特網(wǎng)上下載各種文檔，因此由于用戶在上網(wǎng)時主要是從因特網(wǎng)上下載各種文檔，因此ADSLADSL把上行和下行帶寬做成不對稱的。把上行和下行帶寬做成不對稱的。u上行指從用戶到上行指從用戶到ISPISP，而下行指從，而下行指從ISPISP到用戶。到用戶。uADSLADSL在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個ADSLADSL調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器。u我國目前采用的方案是我國目前采用的方案是離散多音調(diào)離散多音調(diào)DMTDMT(Disc

58、rete Multi-Tone)(Discrete Multi-Tone)調(diào)制技術(shù)。這里的調(diào)制技術(shù)。這里的“多音調(diào)多音調(diào)”就是就是“多載波多載波”或或“多子信道多子信道”的意思。的意思。2.6 2.6 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)DMTDMT技術(shù)技術(shù)uDMTDMT調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)采用采用頻分復用頻分復用的方法，把的方法，把40kHz40kHz以上一直到以上一直到1.1MHz 1.1MHz 的高端頻譜劃分為許多的子信道，其中的高端頻譜劃分為許多的子信道，其中2525個子信道用于上行信個子信道用于上行信道，而道，而249249個子信道用于下行信道。個子信道用于下行信道。u每個子信道占據(jù)每個子信道占據(jù)4

59、kHz4kHz帶寬（嚴格講是帶寬（嚴格講是4.3125kHz4.3125kHz），并使用不），并使用不同的載波（即不同的音調(diào)）進行數(shù)字調(diào)制。這種做法相當于在同的載波（即不同的音調(diào)）進行數(shù)字調(diào)制。這種做法相當于在一對用戶線上使用許多小的一對用戶線上使用許多小的調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器并行地傳送數(shù)據(jù)。并行地傳送數(shù)據(jù)。頻譜頻譜頻率頻率上行信道上行信道傳統(tǒng)電話傳統(tǒng)電話0 04 4下行信道下行信道(kHz)(kHz)401381100DMT DMT 技術(shù)的頻譜分布技術(shù)的頻譜分布2.6 2.6 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)ADSLADSL的數(shù)據(jù)率的數(shù)據(jù)率l由于用戶線的具體條件往往相差很大（距離、線徑、受到相由于用

60、戶線的具體條件往往相差很大（距離、線徑、受到相鄰用戶線的干擾程度等都不同），因此鄰用戶線的干擾程度等都不同），因此ADSLADSL采用自適應調(diào)制采用自適應調(diào)制技術(shù)使用戶線能夠傳送盡可能高的數(shù)據(jù)率。技術(shù)使用戶線能夠傳送盡可能高的數(shù)據(jù)率。l當當ADSLADSL啟動時，用戶線兩端的啟動時，用戶線兩端的ADSLADSL調(diào)制解調(diào)器就測試可用的調(diào)制解調(diào)器就測試可用的頻率、各子信道受到的干擾情況，以及在每一個頻率上測試頻率、各子信道受到的干擾情況，以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質(zhì)量。信號的傳輸質(zhì)量。lADSLADSL不能保證固定的數(shù)據(jù)率。對于質(zhì)量很差的用戶線甚至無不能保證固定的數(shù)據(jù)率。對于質(zhì)量很差的用戶線