計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 第2章-物理層課件

2.1物理層的基本概念2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)2.3物理層下面的傳輸媒體2.4信道復(fù)用技術(shù)2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)2.6寬帶接入技術(shù)第2章物理層2.1物理層的基本概念第2章物理層2.1物理層的基本概念

物理層是OSI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)鏈路層和傳輸介質(zhì)之間的邏輯接口作用。物理層為傳送二進(jìn)制比特流數(shù)據(jù)而激活、維持、釋放物理連接所提供的機(jī)械、電氣、功能和過程特性。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(wù)，而不必考慮網(wǎng)絡(luò)具體的傳輸媒體是什么。2.1物理層的基本概念物理層是2.1物理層的基本概念

機(jī)械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。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。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。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。

物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：2.1物理層的基本概念機(jī)械特性指明接口所用接線器的形2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

基本術(shù)語數(shù)據(jù)(data)——從數(shù)據(jù)通信的角度來看，數(shù)據(jù)可以被定義為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的任何有意義的實(shí)體。運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)(signal)——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。數(shù)據(jù)傳輸——是指通過傳輸信道以電信號(hào)(或光信號(hào))的形式把數(shù)據(jù)從一端傳遞到另一端的過程。通信——利用電子等技術(shù)手段，借助電(或光)信號(hào)實(shí)現(xiàn)從某一端(常稱為信源端或發(fā)送端)向另一端(常稱為信宿端或接收端)進(jìn)行信息的有效傳遞和交換。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)基本術(shù)語數(shù)據(jù)(d傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC機(jī)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(hào)模擬信號(hào)輸入漢字顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC機(jī)2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型傳輸輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送接收輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

信息源(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(hào)，如電話系統(tǒng)中的電話機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的終端或計(jì)算機(jī)等都可看成是信源。信道是信號(hào)傳輸?shù)耐?，信道中自然?huì)疊加上噪聲。信宿(也稱受信者或接收終端)是將復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信息，如電話機(jī)將對方傳來的電信號(hào)還原成了聲音，終端或計(jì)算機(jī)將對方傳來的電信號(hào)還原成文本數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)等。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)信息源(簡稱信源)的作用是把待傳2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

有關(guān)信道的基本概念通信方式是指數(shù)據(jù)在信道上傳輸所采取的方式。通常有三種分類方法，按數(shù)據(jù)代碼傳輸?shù)捻樞蚍譃椋捍袀鬏敽筒⑿袀鬏敚话磾?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞椒譃椋和絺鬏敽彤惒絺鬏?；按?shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r(shí)間關(guān)系分為：單工、半雙工和全雙工傳輸。單向通信（單工通信）——只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）——通信的雙方都可以發(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)。雙向同時(shí)通信（全雙工通信）——通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)有關(guān)信道的基本概念通信方式是指數(shù)2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

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2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

基帶信號(hào)和帶通信號(hào)基帶信號(hào)（即基本頻帶信號(hào)）——來自信源的信號(hào)。像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)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。因此必須對基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制(modulation)，即變換基帶信號(hào)的波形，稱為基帶調(diào)制，或編碼。帶通信號(hào)——把基帶信號(hào)經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號(hào)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)能夠通過信道），并轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以便在模擬信道中傳輸。而使用載波的調(diào)制稱為帶通調(diào)制。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)基帶信號(hào)和帶通信號(hào)基帶信號(hào)（即基2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

常用的編碼方式1000100111比特流不歸零制歸零制曼徹斯特差分曼徹斯特2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)常用的編碼方式1000100112.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

基本的帶通調(diào)制方法

調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。例如，0和1分別對應(yīng)于無載波或有載波。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。

為了達(dá)到更高的信息傳輸速率，必須采用技術(shù)上更為復(fù)雜的多元制的振幅相位混合調(diào)制方法。例如，正交振幅調(diào)制QAM。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)基本的帶通調(diào)制方法調(diào)幅(AM)2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

基本的帶通調(diào)制方法010011100基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)基本的帶通調(diào)制方法0100111信道的極限容量任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干擾。碼元傳輸?shù)乃俾试礁撸蛐盘?hào)傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴(yán)重。有失真，但可識(shí)別實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）發(fā)送信號(hào)波形接收信號(hào)波形失真大，無法識(shí)別

發(fā)送信號(hào)波形實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）接收信號(hào)波形2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

信道的極限容量任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推導(dǎo)出了著名的奈氏準(zhǔn)則。他給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串?dāng)_，碼元的傳輸速率的上限值。在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會(huì)出現(xiàn)碼間串?dāng)_的問題，使接收端對碼元的判決（即識(shí)別）成為不可能。如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號(hào)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?dāng)_。奈奎斯特準(zhǔn)則：二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與通信信道帶寬W（W=f，單位Hz）的關(guān)系為Rmax=2·f（bps）(1)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(gè):2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)1924年，奈奎斯特(Nyqu2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

(2)信噪比限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有兩個(gè):香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯(cuò)的信息傳輸速率。在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，信道的極限信息傳輸速率Rmax可表達(dá)為

Rmax=Wlog2(1+S/N)bps

W為信道的帶寬（以Hz為單位）；S為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率；N為信道內(nèi)部的隨機(jī)噪聲功率。S/N為信噪比

2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)(2)信噪比限制碼元在信道上的傳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。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(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)的傳輸。若信道帶寬W或信噪比S/N沒有上限（當(dāng)然實(shí)際信道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率Rmax也就沒有上限。實(shí)際信道上能夠達(dá)到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。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，并且碼元傳輸速率也達(dá)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(gè)碼元攜帶更多比特的信息量。注意：2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

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。讓每個(gè)碼元攜帶更多比特的信息量。可用振幅調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。編碼【舉例】假定基帶信號(hào)是：101011000110111010….如果直接發(fā)送，每個(gè)碼元攜帶的信息量是1bit。假如通過相位調(diào)制，用相位ψ0表示000，ψ1表示001，ψ2表示010，ψ3表示011，ψ4表示100，ψ5表示101，ψ6表示110，ψ7表示111。那么剛才的18個(gè)碼元可轉(zhuǎn)換為6個(gè)新碼元進(jìn)行發(fā)送：101011000110111010….=ψ5ψ3ψ0

ψ6

ψ7

ψ2…若以同樣速率發(fā)送碼元，則相同時(shí)間內(nèi)所發(fā)送的信息量就提高到3倍。比如：信號(hào)發(fā)送速率為2000b/s，經(jīng)過以上8種相位調(diào)制后，可獲得相當(dāng)于多大的最高發(fā)送率？2000b/s*3=6000b/s2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

讓每個(gè)碼元攜帶更多比特的信息量。編碼【舉例】假定基帶信號(hào)是：

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：有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)，或引導(dǎo)型傳輸媒體或非引導(dǎo)型傳輸媒體。2.3傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)的特性物理特性：傳輸媒體的材質(zhì)特性（物質(zhì)構(gòu)成、機(jī)械特性、溫度性能、化學(xué)性能、幾何尺寸、物理性質(zhì)）傳輸特性：傳輸容量、傳輸頻率范圍、衰減特性連通性：點(diǎn)對點(diǎn)？多點(diǎn)連接地理范圍：不用中間設(shè)備并將失真限制在允許范圍內(nèi)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所允許的最大距離?？垢蓴_性：抵抗噪音、電磁干擾相對價(jià)格：線路+元件+安裝+維護(hù)=？線路使用方面：1條？多條？定時(shí)、同步；控制信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)、定時(shí)信號(hào)怎么區(qū)分？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

雙絞線

有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

雙絞線RJ-45和AUIAttachmentUnitInterface雙絞線有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)雙絞線RJ-45和AU

屏蔽雙絞線STP

無屏蔽雙絞線UTP有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

屏蔽雙絞線STP有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

錯(cuò)誤制作的RJ-45頭正確制作的RJ-45頭568A：白橙／橙／白綠／藍(lán)／白藍(lán)／綠／白棕／棕

568B：白綠／綠／白橙／藍(lán)／白藍(lán)／橙／白棕／棕

雙絞線的制作主要使用1991年，美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA和電信行業(yè)協(xié)會(huì)TIA聯(lián)合發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA-568有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)錯(cuò)誤制作的RJ-45頭正確制作的R有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

同軸電纜50同軸電纜75同軸電纜有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體同軸電纜有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

服務(wù)器客戶機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)BNCT型連接器

終端電阻終端電阻有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)服務(wù)器客戶機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)BNCT2.3傳輸介質(zhì)

光纜有線介質(zhì)特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)低損耗寬頻帶高速率低誤碼率安全性好體積小重量輕2.3傳輸介質(zhì)光纜有線介質(zhì)特點(diǎn)：輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖2.3傳輸介質(zhì)

有線介質(zhì)輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)—非引導(dǎo)性傳輸媒體電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)—非引導(dǎo)性傳輸媒體電信領(lǐng)域使用的電2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)無線傳輸所使用的頻段很廣。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。微波在空間主要是直線傳播。微波信號(hào)沒有繞射功能，兩個(gè)微波信號(hào)只能在可視情況下才能正常接收,大氣對微波信號(hào)的吸收與散射影響較大。

地面微波接力通信衛(wèi)星通信2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)無線傳輸所使用的頻段很廣。2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)微波接力通信模型2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)微波接力通信模型2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：

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?yàn)楣I(yè)干擾和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，易于跨越山區(qū)江河缺點(diǎn)：

相鄰站之間必須直視，不能有障礙物微波的傳播有時(shí)也會(huì)受到惡劣氣候的影響與電纜通信系統(tǒng)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(hù)要耗費(fèi)較多的人力和物力2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：微波波段頻率很高，其頻段范2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)

衛(wèi)星通信是在地球站之間利用位于約3萬6千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。2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)衛(wèi)星通信是在地球站2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)

衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，且通信費(fèi)用與通信距離無關(guān)。和微波接力通信相似，衛(wèi)星通信的頻帶很寬，通信容量很大，信號(hào)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?yàn)樗母采w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。2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)2.4信道復(fù)用技術(shù)

復(fù)用是通信技術(shù)中的基本概念。是指在發(fā)送端將多路低速信號(hào)合并成一路高速信號(hào)，在一條高速信道上傳輸，在接收端在分解成多路低速信號(hào)。共享信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2復(fù)用分用不使用復(fù)用技術(shù)使用復(fù)用技術(shù)

在進(jìn)行通信時(shí)，復(fù)用器總是和分用器成對地使用。在復(fù)用器和分用器之間是用戶共享的高速信道。分用器的作用正好和復(fù)用器的相反，它把高速信道傳送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，分別送交到相應(yīng)的用戶。2.4信道復(fù)用技術(shù)復(fù)用是通信技術(shù)中的基本概2.4信道復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用在一條通信線路上設(shè)置多個(gè)信道，每路信道的信號(hào)以不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制。各個(gè)載波頻率是不重疊的,一條通信線路就可以同時(shí)獨(dú)立地傳輸多路信號(hào)。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(gè)頻帶。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（請注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率52.4信道復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用在一條通信線路上設(shè)置多個(gè)信道，每2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用則是將時(shí)間劃分為一段段等長的時(shí)分復(fù)用幀（TDM幀）。每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每一個(gè)TDM幀中占用固定序號(hào)的時(shí)隙。每一個(gè)用戶所占用的時(shí)隙是周期性地出現(xiàn)（其周期就是TDM幀的長度）。TDM信號(hào)也稱為等時(shí)(isochronous)信號(hào)。時(shí)分復(fù)用的所有用戶是在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用則是將時(shí)間劃分為一段段等2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAAA在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCD2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCDB在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABB2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCDC在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABC2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDDD在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABC時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成線路資源的浪費(fèi)

ABCDaabbcdbcattttt4個(gè)時(shí)分復(fù)用幀#1④③②①acbcd時(shí)分復(fù)用#2#3#4用戶

使用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由于計(jì)算機(jī)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。時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成線路資源的浪費(fèi)ABCDaabbcdbca2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用用戶ABCDabcdttttt3個(gè)STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM(StatisticTDM)

統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，它能明顯地提高信道的利用率。也稱為異步時(shí)分復(fù)用?？赡艽嬖诰彺嬉绯觯龃箝_銷等問題。2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用用戶ABCDabcdttttt32.4信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用；在一根光纖上復(fù)用兩路光載波信號(hào)，這種復(fù)用方式稱為波分復(fù)用WDM;在一根光纖上復(fù)用幾十路或更多路的光載波信號(hào)稱為密集波分復(fù)用DWDM；目前單模光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達(dá)到20Gb/s。2.4信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用WDM（WavelengthD2.4信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用82.5Gb/s1310nm1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm20Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120km光調(diào)制器光解調(diào)器摻鉺光纖放大器2.4信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用82.5Gb/s1552.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用常用的名詞是碼分多址

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。每一個(gè)用戶可以在同樣的時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會(huì)造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。在CDMA中，每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔，稱為碼片。通常m的值是64或1282.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用常用的名詞是碼分多址CDMA2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時(shí)，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時(shí)，就發(fā)送序列11100100。S站的碼片序列：(–1–1–1+1+1–1+1+1)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(orthogonal)。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的mbi2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用令向量S表示站S

的碼片向量，令T表示其他任何站的碼片向量。兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積(innerproduct)都是0：在實(shí)際系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列?！九e例】令向量S

為(–1–1–1+1+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。2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用令向量S表示站S的碼片向2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1。一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是–1。2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用S站的碼片序列S110ttttttm

個(gè)碼片tS站發(fā)送的信號(hào)SxT站發(fā)送的信號(hào)Tx總的發(fā)送信號(hào)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信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用S站的碼片序列S110ttt2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用【舉例】四個(gè)基站用碼分多址通信。四個(gè)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:(0-2000-222).問哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送的數(shù)據(jù)是1還是0？A:1,C:0（2）假如B和D同時(shí)分別發(fā)送數(shù)據(jù)1和0，A和C不發(fā)送，那么基站收到的序列是什么？(0-2202200)2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用【舉例】四個(gè)基站用碼分多址通信。2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制PCM體制在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中脈碼調(diào)制PCM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。由于歷史上的原因，PCM有兩個(gè)互不兼容的國際標(biāo)準(zhǔn)，即北美的24路PCM（簡稱為T1）和歐洲的30路PCM（簡稱為E1）。我國采用的是歐洲的E1標(biāo)準(zhǔn)。E1的速率是2.048Mb/s，而T1的速率是1.544Mb/s。模擬電話信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的大致如下。首先必須根據(jù)采樣定理，只要采樣頻率不低于電話信號(hào)最高頻率的2倍，就可以從采樣脈沖信號(hào)無失真地恢復(fù)出原來的電話信號(hào)。當(dāng)需要有更高的數(shù)據(jù)率時(shí)，可采用復(fù)用的方法。通常總是將許多個(gè)話路的PCM信號(hào)用時(shí)分復(fù)用TDM的方法裝成幀，然后在送往線路上一幀一幀地傳輸。2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制PCM體制在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中脈碼調(diào)2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制PCM數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一如果不對高次群的數(shù)字傳輸速率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，國際范圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實(shí)現(xiàn)。不是同步傳輸在過去相當(dāng)長的時(shí)間，為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)，各國的數(shù)字網(wǎng)主要是采用準(zhǔn)同步方式。2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制PCM數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在兩個(gè)主要缺2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)同步光纖網(wǎng)SONET美國1988年首先推出了一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，叫做同步光纖網(wǎng)SONET(SynchronousOpticalNetwork)。同步光纖網(wǎng)SONET(SynchronousOpticalNetwork)的各級(jí)時(shí)鐘都來自一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘。第1級(jí)同步傳送信號(hào)

STS-1(SynchronousTransportSignal)的傳輸速率是51.84Mb/s。光信號(hào)則稱為第1級(jí)光載波

OC-1，OC表示OpticalCarrier。2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)同步光纖網(wǎng)SONET美國1988年首先2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)同步數(shù)字系列SDHITU-T以美國標(biāo)準(zhǔn)SONET為基礎(chǔ)，制訂出國際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列SDH(SynchronousDigitalHierarchy)。一般可認(rèn)為SDH與SONET是同義詞。SDH的基本速率為155.52Mb/s，稱為第1級(jí)同步傳遞模塊

STM(SynchronousTransferModule)，即STM-1，相當(dāng)于SONET體系中的OC-3速率。下表給出了SONET和SDH的比較。SDH/SONET定義了標(biāo)準(zhǔn)光信號(hào)，規(guī)定了波長1310nm和1550nm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(hào)的復(fù)用和操作過程定義幀結(jié)構(gòu)。2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)同步數(shù)字系列SDHITU-T以美國標(biāo)線路速率(Mb/s)SONET符號(hào)ITU-T符號(hào)表示線路速率的常用近似值51.840OC-1/STS-1155.520OC-3/STS-3STM-1155Mb/s466.560OC-9/STS-9STM-3622.080OC-12/STS-12STM-4622Mb/s933.120OC-18/STS-18STM-61244.160OC-24/STS-24STM-82488.320OC-48/STS-48STM-162.5Gb/s4976.640OC-96/STS-96STM-329953.280OC-192/STS-192STM-6410Gb/s39813.120

OC-768/STS-768

STM-256

40Gb/s

SONET的OC/STS級(jí)與SDH的STM級(jí)的對應(yīng)關(guān)系2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)線路速率SONETITU-T表示線路速率51.840OC2.6寬帶接入技術(shù)一、xDSL技術(shù)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(jìn)行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。雖然標(biāo)準(zhǔn)模擬電話信號(hào)的頻帶被限制在300-3400Hz的范圍內(nèi)，但用戶線本身實(shí)際可通過的信號(hào)頻率仍然超過1MHz。xDSL技術(shù)就把0-4kHz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。DSL就是數(shù)字用戶線(DigitalSubscriberLine)的縮寫。而DSL的前綴x則表示在數(shù)字用戶線上實(shí)現(xiàn)的不同寬帶方案。2.6寬帶接入技術(shù)一、xDSL技術(shù)xDSL技術(shù)就是用數(shù)字2.6寬帶接入技術(shù)xDSL的幾種類型ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)：非對稱數(shù)字用戶線HDSL(HighspeedDSL)：高速數(shù)字用戶線SDSL(Single-lineDSL)：1對線的數(shù)字用戶線VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速數(shù)字用戶線DSL：是使用ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)用戶線。RADSL(Rate-AdaptiveDSL)：速率自適應(yīng)DSL，是ADSL的一個(gè)子集，可自動(dòng)調(diào)節(jié)線路速率。2.6寬帶接入技術(shù)xDSL的幾種類型ADSL(Asymme2.6寬帶接入技術(shù)極限傳輸距離極限傳輸距離與數(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(xì)，信號(hào)傳輸時(shí)的衰減就越大），而所能得到的最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實(shí)際的用戶線上的信噪比密切相關(guān)。例如，0.5毫米線徑的用戶線，傳輸速率為1.5-2.0Mb/s時(shí)可傳送5.5公里，但當(dāng)傳輸速率提高到6.1Mb/s時(shí)，傳輸距離就縮短為3.7公里。如果把用戶線的線徑減小到0.4毫米，那么在6.1Mb/s的傳輸速率下就只能傳送2.7公里2.6寬帶接入技術(shù)極限傳輸距離極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶2.6寬帶接入技術(shù)ADSL的特點(diǎn)由于用戶在上網(wǎng)時(shí)主要是從因特網(wǎng)上下載各種文檔，因此ADSL把上行和下行帶寬做成不對稱的。上行指從用戶到ISP，而下行指從ISP到用戶。ADSL在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個(gè)ADSL調(diào)制解調(diào)器。我國目前采用的方案是離散多音調(diào)DMT(DiscreteMulti-Tone)調(diào)制技術(shù)。這里的“多音調(diào)”就是“多載波”或“多子信道”的意思。2.6寬帶接入技術(shù)ADSL的特點(diǎn)由于用戶在上網(wǎng)時(shí)主要是從因2.6寬帶接入技術(shù)DMT技術(shù)DMT調(diào)制技術(shù)采用頻分復(fù)用的方法，把40kHz以上一直到1.1MHz的高端頻譜劃分為許多的子信道，其中25個(gè)子信道用于上行信道，而249個(gè)子信道用于下行信道。每個(gè)子信道占據(jù)4kHz帶寬（嚴(yán)格講是4.3125kHz），并使用不同的載波（即不同的音調(diào)）進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。這種做法相當(dāng)于在一對用戶線上使用許多小的調(diào)制解調(diào)器并行地傳送數(shù)據(jù)。…頻譜頻率上行信道傳統(tǒng)電話04下行信道…(kHz)~40~138~1100DMT技術(shù)的頻譜分布2.6寬帶接入技術(shù)DMT技術(shù)DMT調(diào)制技術(shù)采用頻分復(fù)用的方2.6寬帶接入技術(shù)ADSL的數(shù)據(jù)率由于用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ADSL采用自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)使用戶線能夠傳送盡可能高的數(shù)據(jù)率。當(dāng)ADSL啟動(dòng)時(shí)，用戶線兩端的ADSL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(gè)頻率上測試信號(hào)的傳輸質(zhì)量。ADSL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法開通ADSL。通常下行數(shù)據(jù)率在32kb/s到6.4Mb/s之間，而上行數(shù)據(jù)率在32kb/s到640kb/s之間。2.6寬帶接入技術(shù)ADSL的數(shù)據(jù)率由于用戶線的具體條件往往ADSL的組成

ATU-CATU-CATU-RATU-C用戶線

電話分離器

區(qū)域?qū)拵ЬW(wǎng)至ISP居民家庭基于ADSL的接入網(wǎng)端局或遠(yuǎn)端站DSLAM至本地電話局PSPS數(shù)字用戶線接入復(fù)用器DSLAM(DSLAccessMultiplexer)接入端接單元ATU(AccessTerminationUnit)ATU-C（C代表端局CentralOffice）ATU-R（R代表遠(yuǎn)端Remote）電話分離器PS(POTSSplitter)

2.6寬帶接入技術(shù)ADSL的組成ATU-CATU-CATU-RATU-C用戶第二代ADSL2.6寬帶接入技術(shù)通過提高調(diào)制效率得到了更高的數(shù)據(jù)率。例如，ADSL2要求至少應(yīng)支持下行8Mb/s、上行800kb/s的速率。而ADSL2+則將頻譜范圍從1.1MHz擴(kuò)展至2.2MHz，下行速率可達(dá)16Mb/s（最大傳輸速率可達(dá)25Mb/s），而上行速率可達(dá)800kb/s。采用了無縫速率自適應(yīng)技術(shù)SRA(Seamless

RateAdaptation)，可在運(yùn)營中不中斷通信和不產(chǎn)生誤碼的情況下，自適應(yīng)地調(diào)整數(shù)據(jù)率。改善了線路質(zhì)量評(píng)測和故障定位功能，這對提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)水平具有非常重要的意義。第二代ADSL2.6寬帶接入技術(shù)通過提高調(diào)制效率得到了更二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)HFC網(wǎng)是在目前覆蓋面很廣的有線電視網(wǎng)CATV的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng)。HFC網(wǎng)除可傳送CATV外，還提供電話、數(shù)據(jù)和其他寬帶交互型業(yè)務(wù)?，F(xiàn)有的CATV網(wǎng)是樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，它采用模擬技術(shù)的頻分復(fù)用對電視節(jié)目進(jìn)行單向傳輸。而HFC網(wǎng)則需要對CATV網(wǎng)進(jìn)行改造，其主要特點(diǎn)如下：

二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)HFC網(wǎng)是二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)(1)HFC網(wǎng)的主干線路采用光纖HFC網(wǎng)將原CATV網(wǎng)中的同軸電纜主干部分改換為光纖，并使用模擬光纖技術(shù)。在模擬光纖中采用光的振幅調(diào)制AM，這比使用數(shù)字光纖更為經(jīng)濟(jì)。模擬光纖從頭端連接到光纖結(jié)點(diǎn)(fibernode)，即光分配結(jié)點(diǎn)ODN(OpticalDistributionNode)。在光纖結(jié)點(diǎn)光信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在光纖結(jié)點(diǎn)以下就是同軸電纜。二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)(1)H二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)(2)HFC網(wǎng)采用結(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)

其特點(diǎn)：從頭端到各個(gè)光纖結(jié)點(diǎn)用光纖連接，構(gòu)成星形網(wǎng)。光纖結(jié)點(diǎn)以下是同軸電纜組成的樹形網(wǎng)。同軸電纜頭端模擬光纖放大器引入線分路器光纖結(jié)點(diǎn)服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)用戶數(shù)500左右25km二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)(2)H二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)(3)HFC網(wǎng)具有比CATV網(wǎng)更寬的頻譜，且具有雙向傳輸功能

原來的CATV網(wǎng)的最高傳輸頻率是450MHz，并且是用于電視信號(hào)的下行傳輸。HFC網(wǎng)要具有雙向傳輸功能，就必須擴(kuò)展其傳輸頻帶。下行信道上行信道540505507501000原有模擬電視數(shù)字信號(hào)頻率(MHz)保留二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)(3)HF二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)(4)每個(gè)家庭要安裝一個(gè)用戶接口盒用戶接口盒UIB(UserInterfaceBox)要提供三種連接，即：使用同軸電纜連接到機(jī)頂盒(set-topbox)，然后再連接到用戶的電視機(jī)。使用雙絞線連接到用戶的電話機(jī)。使用電纜調(diào)制解調(diào)器連接到用戶的計(jì)算機(jī)。二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)(4)每二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)電纜調(diào)制解調(diào)器(cablemodem)電纜調(diào)制解調(diào)器是為HFC網(wǎng)而使用的調(diào)制解調(diào)器。電纜調(diào)制解調(diào)器最大的特點(diǎn)就是傳輸速率高。其下行速率一般在310Mb/s之間，最高可達(dá)30Mb/s，而上行速率一般為0.22Mb/s，最高可達(dá)10Mb/s。電纜調(diào)制解調(diào)器比在普通電話線上使用的調(diào)制解調(diào)器要復(fù)雜得多，并且不是成對使用，而是只安裝在用戶端。二、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng))2.6寬帶接入技術(shù)電纜調(diào)制解三、FTTx技術(shù)2.6寬帶接入技術(shù)FTTx（光纖到……）也是一種實(shí)現(xiàn)寬帶居民接入網(wǎng)的方案。這里字母x可代表不同意思。光纖到家FTTH(FiberToTheHome)：光纖一直鋪設(shè)到用戶家庭可能是居民接入網(wǎng)最后的解決方法。光纖到大樓FTTB(FiberToTheBuilding)：光纖進(jìn)入大樓后就轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后用電纜或雙絞線分配到各用戶。光纖到路邊FTTC(FiberToTheCurb)：從路邊到各用戶可使用星形結(jié)構(gòu)雙絞線作為傳輸媒體。三、FTTx技術(shù)2.6寬帶接入技術(shù)FTTx（光纖到……）也本章作業(yè)題課后習(xí)題：7,9,12,16,17本章作業(yè)題課后習(xí)題：7,9,12,16,172.1物理層的基本概念2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)2.3物理層下面的傳輸媒體2.4信道復(fù)用技術(shù)2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)2.6寬帶接入技術(shù)第2章物理層2.1物理層的基本概念第2章物理層2.1物理層的基本概念

物理層是OSI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)鏈路層和傳輸介質(zhì)之間的邏輯接口作用。物理層為傳送二進(jìn)制比特流數(shù)據(jù)而激活、維持、釋放物理連接所提供的機(jī)械、電氣、功能和過程特性。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(wù)，而不必考慮網(wǎng)絡(luò)具體的傳輸媒體是什么。2.1物理層的基本概念物理層是2.1物理層的基本概念

機(jī)械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。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。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。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。

物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：2.1物理層的基本概念機(jī)械特性指明接口所用接線器的形2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

基本術(shù)語數(shù)據(jù)(data)——從數(shù)據(jù)通信的角度來看，數(shù)據(jù)可以被定義為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的任何有意義的實(shí)體。運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)(signal)——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。數(shù)據(jù)傳輸——是指通過傳輸信道以電信號(hào)(或光信號(hào))的形式把數(shù)據(jù)從一端傳遞到另一端的過程。通信——利用電子等技術(shù)手段，借助電(或光)信號(hào)實(shí)現(xiàn)從某一端(常稱為信源端或發(fā)送端)向另一端(常稱為信宿端或接收端)進(jìn)行信息的有效傳遞和交換。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)基本術(shù)語數(shù)據(jù)(d傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC機(jī)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(hào)模擬信號(hào)輸入漢字顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC機(jī)2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型傳輸輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送接收輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

信息源(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(hào)，如電話系統(tǒng)中的電話機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的終端或計(jì)算機(jī)等都可看成是信源。信道是信號(hào)傳輸?shù)耐?，信道中自然?huì)疊加上噪聲。信宿(也稱受信者或接收終端)是將復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信息，如電話機(jī)將對方傳來的電信號(hào)還原成了聲音，終端或計(jì)算機(jī)將對方傳來的電信號(hào)還原成文本數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)等。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)信息源(簡稱信源)的作用是把待傳2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

有關(guān)信道的基本概念通信方式是指數(shù)據(jù)在信道上傳輸所采取的方式。通常有三種分類方法，按數(shù)據(jù)代碼傳輸?shù)捻樞蚍譃椋捍袀鬏敽筒⑿袀鬏?；按?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞椒譃椋和絺鬏敽彤惒絺鬏?；按?shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r(shí)間關(guān)系分為：單工、半雙工和全雙工傳輸。單向通信（單工通信）——只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）——通信的雙方都可以發(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)。雙向同時(shí)通信（全雙工通信）——通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)有關(guān)信道的基本概念通信方式是指數(shù)2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

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2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

基帶信號(hào)和帶通信號(hào)基帶信號(hào)（即基本頻帶信號(hào)）——來自信源的信號(hào)。像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)。基帶信號(hào)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。因此必須對基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制(modulation)，即變換基帶信號(hào)的波形，稱為基帶調(diào)制，或編碼。帶通信號(hào)——把基帶信號(hào)經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號(hào)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)能夠通過信道），并轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以便在模擬信道中傳輸。而使用載波的調(diào)制稱為帶通調(diào)制。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)基帶信號(hào)和帶通信號(hào)基帶信號(hào)（即基2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

常用的編碼方式1000100111比特流不歸零制歸零制曼徹斯特差分曼徹斯特2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)常用的編碼方式1000100112.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

基本的帶通調(diào)制方法

調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。例如，0和1分別對應(yīng)于無載波或有載波。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。

為了達(dá)到更高的信息傳輸速率，必須采用技術(shù)上更為復(fù)雜的多元制的振幅相位混合調(diào)制方法。例如，正交振幅調(diào)制QAM。2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)基本的帶通調(diào)制方法調(diào)幅(AM)2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

基本的帶通調(diào)制方法010011100基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)基本的帶通調(diào)制方法0100111信道的極限容量任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干擾。碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信?hào)傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴(yán)重。有失真，但可識(shí)別實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）發(fā)送信號(hào)波形接收信號(hào)波形失真大，無法識(shí)別

發(fā)送信號(hào)波形實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）接收信號(hào)波形2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

信道的極限容量任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推導(dǎo)出了著名的奈氏準(zhǔn)則。他給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串?dāng)_，碼元的傳輸速率的上限值。在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會(huì)出現(xiàn)碼間串?dāng)_的問題，使接收端對碼元的判決（即識(shí)別）成為不可能。如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號(hào)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?dāng)_。奈奎斯特準(zhǔn)則：二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與通信信道帶寬W（W=f，單位Hz）的關(guān)系為Rmax=2·f（bps）(1)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(gè):2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)1924年，奈奎斯特(Nyqu2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

(2)信噪比限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有兩個(gè):香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯(cuò)的信息傳輸速率。在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，信道的極限信息傳輸速率Rmax可表達(dá)為

Rmax=Wlog2(1+S/N)bps

W為信道的帶寬（以Hz為單位）；S為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率；N為信道內(nèi)部的隨機(jī)噪聲功率。S/N為信噪比

2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)(2)信噪比限制碼元在信道上的傳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。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(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)的傳輸。若信道帶寬W或信噪比S/N沒有上限（當(dāng)然實(shí)際信道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率Rmax也就沒有上限。實(shí)際信道上能夠達(dá)到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。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，并且碼元傳輸速率也達(dá)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(gè)碼元攜帶更多比特的信息量。注意：2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

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。讓每個(gè)碼元攜帶更多比特的信息量?？捎谜穹{(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。編碼【舉例】假定基帶信號(hào)是：101011000110111010….如果直接發(fā)送，每個(gè)碼元攜帶的信息量是1bit。假如通過相位調(diào)制，用相位ψ0表示000，ψ1表示001，ψ2表示010，ψ3表示011，ψ4表示100，ψ5表示101，ψ6表示110，ψ7表示111。那么剛才的18個(gè)碼元可轉(zhuǎn)換為6個(gè)新碼元進(jìn)行發(fā)送：101011000110111010….=ψ5ψ3ψ0

ψ6

ψ7

ψ2…若以同樣速率發(fā)送碼元，則相同時(shí)間內(nèi)所發(fā)送的信息量就提高到3倍。比如：信號(hào)發(fā)送速率為2000b/s，經(jīng)過以上8種相位調(diào)制后，可獲得相當(dāng)于多大的最高發(fā)送率？2000b/s*3=6000b/s2.2數(shù)據(jù)通信的基本知識(shí)

讓每個(gè)碼元攜帶更多比特的信息量。編碼【舉例】假定基帶信號(hào)是：

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：有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)，或引導(dǎo)型傳輸媒體或非引導(dǎo)型傳輸媒體。2.3傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)的特性物理特性：傳輸媒體的材質(zhì)特性（物質(zhì)構(gòu)成、機(jī)械特性、溫度性能、化學(xué)性能、幾何尺寸、物理性質(zhì)）傳輸特性：傳輸容量、傳輸頻率范圍、衰減特性連通性：點(diǎn)對點(diǎn)？多點(diǎn)連接地理范圍：不用中間設(shè)備并將失真限制在允許范圍內(nèi)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所允許的最大距離?？垢蓴_性：抵抗噪音、電磁干擾相對價(jià)格：線路+元件+安裝+維護(hù)=？線路使用方面：1條？多條？定時(shí)、同步；控制信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)、定時(shí)信號(hào)怎么區(qū)分？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

雙絞線

有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

雙絞線RJ-45和AUIAttachmentUnitInterface雙絞線有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)雙絞線RJ-45和AU

屏蔽雙絞線STP

無屏蔽雙絞線UTP有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

屏蔽雙絞線STP有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

錯(cuò)誤制作的RJ-45頭正確制作的RJ-45頭568A：白橙／橙／白綠／藍(lán)／白藍(lán)／綠／白棕／棕

568B：白綠／綠／白橙／藍(lán)／白藍(lán)／橙／白棕／棕

雙絞線的制作主要使用1991年，美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA和電信行業(yè)協(xié)會(huì)TIA聯(lián)合發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA-568有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)錯(cuò)誤制作的RJ-45頭正確制作的R有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

同軸電纜50同軸電纜75同軸電纜有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體同軸電纜有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)

服務(wù)器客戶機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)BNCT型連接器

終端電阻終端電阻有線介質(zhì)2.3傳輸介質(zhì)服務(wù)器客戶機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)BNCT2.3傳輸介質(zhì)

光纜有線介質(zhì)特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)低損耗寬頻帶高速率低誤碼率安全性好體積小重量輕2.3傳輸介質(zhì)光纜有線介質(zhì)特點(diǎn)：輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖2.3傳輸介質(zhì)

有線介質(zhì)輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)—非引導(dǎo)性傳輸媒體電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)—非引導(dǎo)性傳輸媒體電信領(lǐng)域使用的電2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)無線傳輸所使用的頻段很廣。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。微波在空間主要是直線傳播。微波信號(hào)沒有繞射功能，兩個(gè)微波信號(hào)只能在可視情況下才能正常接收,大氣對微波信號(hào)的吸收與散射影響較大。

地面微波接力通信衛(wèi)星通信2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)無線傳輸所使用的頻段很廣。2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)微波接力通信模型2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)微波接力通信模型2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：

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?yàn)楣I(yè)干擾和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，易于跨越山區(qū)江河缺點(diǎn)：

相鄰站之間必須直視，不能有障礙物微波的傳播有時(shí)也會(huì)受到惡劣氣候的影響與電纜通信系統(tǒng)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(hù)要耗費(fèi)較多的人力和物力2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：微波波段頻率很高，其頻段范2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)

衛(wèi)星通信是在地球站之間利用位于約3萬6千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。2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)衛(wèi)星通信是在地球站2.3傳輸介質(zhì)

無線介質(zhì)

衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，且通信費(fèi)用與通信距離無關(guān)。和微波接力通信相似，衛(wèi)星通信的頻帶很寬，通信容量很大，信號(hào)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?yàn)樗母采w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。2.3傳輸介質(zhì)無線介質(zhì)衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)2.4信道復(fù)用技術(shù)

復(fù)用是通信技術(shù)中的基本概念。是指在發(fā)送端將多路低速信號(hào)合并成一路高速信號(hào)，在一條高速信道上傳輸，在接收端在分解成多路低速信號(hào)。共享信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2復(fù)用分用不使用復(fù)用技術(shù)使用復(fù)用技術(shù)

在進(jìn)行通信時(shí)，復(fù)用器總是和分用器成對地使用。在復(fù)用器和分用器之間是用戶共享的高速信道。分用器的作用正好和復(fù)用器的相反，它把高速信道傳送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，分別送交到相應(yīng)的用戶。2.4信道復(fù)用技術(shù)復(fù)用是通信技術(shù)中的基本概2.4信道復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用在一條通信線路上設(shè)置多個(gè)信道，每路信道的信號(hào)以不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制。各個(gè)載波頻率是不重疊的,一條通信線路就可以同時(shí)獨(dú)立地傳輸多路信號(hào)。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(gè)頻帶。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（請注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率52.4信道復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用在一條通信線路上設(shè)置多個(gè)信道，每2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用則是將時(shí)間劃分為一段段等長的時(shí)分復(fù)用幀（TDM幀）。每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每一個(gè)TDM幀中占用固定序號(hào)的時(shí)隙。每一個(gè)用戶所占用的時(shí)隙是周期性地出現(xiàn)（其周期就是TDM幀的長度）。TDM信號(hào)也稱為等時(shí)(isochronous)信號(hào)。時(shí)分復(fù)用的所有用戶是在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用則是將時(shí)間劃分為一段段等2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAAA在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCD2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCDB在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABB2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCDC在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABC2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDDD在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABC時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成線路資源的浪費(fèi)

ABCDaabbcdbcattttt4個(gè)時(shí)分復(fù)用幀#1④③②①acbcd時(shí)分復(fù)用#2#3#4用戶

使用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由于計(jì)算機(jī)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。時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成線路資源的浪費(fèi)ABCDaabbcdbca2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用用戶ABCDabcdttttt3個(gè)STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM(StatisticTDM)

統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，它能明顯地提高信道的利用率。也稱為異步時(shí)分復(fù)用。可能存在緩存溢出，增大開銷等問題。2.4信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用用戶ABCDabcdttttt32.4信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用；在一根光纖上復(fù)用兩路光載波信號(hào)，這種復(fù)用方式稱為波分復(fù)用WDM;在一根光纖上復(fù)用幾十路或更多路的光載波信號(hào)稱為密集波分復(fù)用DWDM；目前單模光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達(dá)到20Gb/s。2.4信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用WDM（WavelengthD2.4信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用82.5Gb/s1310nm1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm20Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120km光調(diào)制器光解調(diào)器摻鉺光纖放大器2.4信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用82.5Gb/s1552.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用常用的名詞是碼分多址

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。每一個(gè)用戶可以在同樣的時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會(huì)造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。在CDMA中，每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔，稱為碼片。通常m的值是64或1282.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用常用的名詞是碼分多址CDMA2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時(shí)，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時(shí)，就發(fā)送序列11100100。S站的碼片序列：(–1–1–1+1+1–1+1+1)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(orthogonal)。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的mbi2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用令向量S表示站S

的碼片向量，令T表示其他任何站的碼片向量。兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積(innerproduct)都是0：在實(shí)際系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列?！九e例】令向量S

為(–1–1–1+1+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。2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用令向量S表示站S的碼片向2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1。一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是–1。2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用S站的碼片序列S110ttttttm

個(gè)碼片tS站發(fā)送的信號(hào)SxT站發(fā)送的信號(hào)Tx總的發(fā)送信號(hào)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信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用S站的碼片序列S110ttt2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用【舉例】四個(gè)基站用碼分多址通信。四個(gè)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:(0-2000-222).問哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送的數(shù)據(jù)是1還是0？A:1,C:0（2）假如B和D同時(shí)分別發(fā)送數(shù)據(jù)1和0，A和C不發(fā)送，那么基站收到的序列是什么？(0-2202200)2.4信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用【舉例】四個(gè)基站用碼分多址通信。2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制PCM體制在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中脈碼調(diào)制PCM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。由于歷史上的原因，PCM有兩個(gè)互不兼容的國際標(biāo)準(zhǔn)，即北美的24路PCM（簡稱為T1）和歐洲的30路PCM（簡稱為E1）。我國采用的是歐洲的E1標(biāo)準(zhǔn)。E1的速率是2.048Mb/s，而T1的速率是1.544Mb/s。模擬電話信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的大致如下。首先必須根據(jù)采樣定理，只要采樣頻率不低于電話信號(hào)最高頻率的2倍，就可以從采樣脈沖信號(hào)無失真地恢復(fù)出原來的電話信號(hào)。當(dāng)需要有更高的數(shù)據(jù)率時(shí)，可采用復(fù)用的方法。通?？偸菍⒃S多個(gè)話路的PCM信號(hào)用時(shí)分復(fù)用TDM的方法裝成幀，然后在送往線路上一幀一幀地傳輸。2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制PCM體制在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中脈碼調(diào)2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制PCM數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一如果不對高次群的數(shù)字傳輸速率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，國際范圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實(shí)現(xiàn)。不是同步傳輸在過去相當(dāng)長的時(shí)間，為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)，各國的數(shù)字網(wǎng)主要是采用準(zhǔn)同步方式。2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)脈碼調(diào)制PCM數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在兩個(gè)主要缺2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)同步光纖網(wǎng)SONET美國1988年首先推出了一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，叫做同步光纖網(wǎng)SONET(SynchronousOpticalNetwork)。同步光纖網(wǎng)SONET(SynchronousOpticalNetwork)的各級(jí)時(shí)鐘都來自一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘。第1級(jí)同步傳送信號(hào)

STS-1(SynchronousTransportSignal)的傳輸速率是51.84Mb/s。光信號(hào)則稱為第1級(jí)光載