計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)謝希仁課件第二章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)謝希仁課件第二章第2章物理層2.1物理層的基本概念2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)

2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

2.2.2有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念

2.2.3信道的極限容量

2.2.4信道的極限信息傳輸速率2.3物理層下面的傳輸媒體

2.3.1導(dǎo)引型傳輸媒體

2.3.2非導(dǎo)引型傳輸媒體第2頁,共72頁，2024年2月25日，星期天第2章物理層（續(xù)）2.4信道復(fù)用技術(shù)

2.4.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

2.4.2波分復(fù)用

2.4.3碼分復(fù)用2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)2.6寬帶接入技術(shù)

2.6.1ADSL技術(shù)

2.6.2光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）

2.6.3FTTx技術(shù)第3頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.1物理層的基本概念

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：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。第4頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)

2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

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(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC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?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第5頁,共72頁，2024年2月25日，星期天幾個(gè)術(shù)語數(shù)據(jù)(data)——運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(signal)——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)?！澳M的”(analogous)——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的?！皵?shù)字的”(digital)——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。碼元(code)——在使用時(shí)間域（或簡稱為時(shí)域）的波形表示數(shù)字信號時(shí)，代表不同離散數(shù)值的基本波形。第6頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.2.2有關(guān)信號的幾個(gè)基本概念單向通信（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。第7頁,共72頁，2024年2月25日，星期天基帶(baseband)信號和

帶通(bandpass)信號基帶信號（即基本頻帶信號）——來自信源的信號。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)信號都屬于基帶信號?；鶐盘柾休^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進(jìn)行調(diào)制(modulation)。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）。第8頁,共72頁，2024年2月25日，星期天幾種最基本的調(diào)制方法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。為了解決這一問題，就必須對基帶信號進(jìn)行調(diào)制(modulation)。最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。

第9頁,共72頁，2024年2月25日，星期天對基帶數(shù)字信號的幾種調(diào)制方法010011100基帶信號調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相第10頁,共72頁，2024年2月25日，星期天正交振幅調(diào)制QAM

(QuadratureAmplitudeModulation)

r

(r,)可供選擇的相位有12種，而對于每一種相位有1或2種振幅可供選擇。由于4bit編碼共有16種不同的組合，因此這16個(gè)點(diǎn)中的每個(gè)點(diǎn)可對應(yīng)于一種4bit的編碼。若每一個(gè)碼元可表示的比特?cái)?shù)越多，則在接收端進(jìn)行解調(diào)時(shí)要正確識(shí)別每一種狀態(tài)就越困難。舉例第11頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.2.3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?，或信號傳輸?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。第12頁,共72頁，2024年2月25日，星期天數(shù)字信號通過實(shí)際的信道有失真，但可識(shí)別失真大，無法識(shí)別實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）發(fā)送信號波形接收信號波形發(fā)送信號波形實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）接收信號波形第13頁,共72頁，2024年2月25日，星期天信道能夠通過的頻率范圍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。理想低通信道的最高碼元傳輸速率

BMAX=2WBaudW是理想低通信道的帶寬，單位為赫(Hz)

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)_。不能通過能通過0頻率(Hz)W(Hz)第14頁,共72頁，2024年2月25日，星期天(2)信噪比香農(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。信道的極限信息傳輸速率C可表達(dá)為

C=Wlog2(1+S/N)b/sW為信道的帶寬（以Hz為單位）；S為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。

第15頁,共72頁，2024年2月25日，星期天香農(nóng)公式表明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

C

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。第16頁,共72頁，2024年2月25日，星期天請注意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。第17頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.3物理層下面的傳輸媒體傳輸媒體也稱為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介，它就是傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。傳輸媒體可以分為兩大類，即導(dǎo)向傳輸媒體（有線）：電磁波被導(dǎo)向沿著固體媒體傳播。如：雙絞線、同軸電纜、光纖非導(dǎo)向傳輸媒體（無線）：信號能量以輻射電磁波的形式，在自由空間傳播。如：地面微波、衛(wèi)星、紅外線第18頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.3物理層下面的傳輸媒體無線電微波紅外線可見光紫外線X射線

射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波

調(diào)幅無線電

調(diào)頻無線電

海事無線電光纖電視(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024

移動(dòng)無線電電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜第19頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.3.1導(dǎo)引型傳輸媒體雙絞線屏蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)無屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)

同軸電纜50

同軸電纜75

同軸電纜光纜第20頁,共72頁，2024年2月25日，星期天各種電纜銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體無屏蔽雙絞線UTP屏蔽雙絞線STP同軸電纜第21頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（1）雙絞線把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起,然后用規(guī)則的方法絞合起來就構(gòu)成了雙絞線。各個(gè)線對絞和的目的是為了使各線對之間的電磁干擾最小。雙絞線比較適合于短距離的信號傳輸，既可以傳輸模擬信號，也可以傳輸數(shù)字信號。第22頁,共72頁，2024年2月25日，星期天銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層非屏蔽雙絞線UTP屏蔽雙絞線STP局域網(wǎng)中所使用的雙絞線有：屏蔽雙絞線（STP）非屏蔽雙絞線（UTP）屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線第23頁,共72頁，2024年2月25日，星期天常用的雙絞線，根據(jù)其電氣性能，可以分為六類。最常用的雙絞線有3類和5類，均由4對雙絞線組成，3類雙絞線傳輸速率可達(dá)10Ｍbps，5類雙絞線傳輸速率可達(dá)100Ｍbps。它們之間的區(qū)別在于單位長度的絞合次數(shù)不同：3類的絞合長度為7.5cm~10cm5類的絞合長度為0.6cm~0.85cm3類、5類雙絞線的最大傳輸距離是100m。根據(jù)電氣性能的分類第24頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（2）同軸電纜

由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線（單股實(shí)心線或多股絞合線）、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層（也可以是箔狀）以及絕緣保護(hù)外層所組成。內(nèi)導(dǎo)體絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣保護(hù)外層第25頁,共72頁，2024年2月25日，星期天通常按特性阻抗的不同，同軸電纜可分為：50Ω同軸電纜：主要用于在數(shù)據(jù)通信中傳輸數(shù)字信號，因此又稱為基帶同軸電纜。75Ω同軸電纜：用于模擬傳輸系統(tǒng)，在這種電纜上傳送的信號是采用了頻分多路復(fù)用的寬帶信號，因此又稱為寬帶同軸電纜。有線電視系統(tǒng)CATV中使用的就是75Ω同軸電纜。同軸電纜的分類第26頁,共72頁，2024年2月25日，星期天50Ω同軸電纜又分為粗纜和細(xì)纜兩種。粗纜傳輸性能優(yōu)于細(xì)纜。常用于10Base-5的以太網(wǎng)中，單根最大傳輸距離500米。而細(xì)纜常用于10Base-2的以太網(wǎng)中，單根最大傳輸距離185米。50Ω同軸電纜第27頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（3）光纖光纖（光導(dǎo)纖維）是一種直徑為8μm～100μm的柔軟、能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)。

多種玻璃和塑料可以用來制造光纖，其中使用超高純度石英玻璃纖維制作的光纖可以得到最低的傳輸損耗。在折射率較高的單根光纖外面，用折射率較低的包層包裹起來，就可以構(gòu)成一條光纖通道。第28頁,共72頁，2024年2月25日，星期天光線在光纖中的折射折射角入射角

包層（低折射率的媒體）

包層（低折射率的媒體）

纖芯（高折射率的媒體）包層纖芯第29頁,共72頁，2024年2月25日，星期天光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷涞?0頁,共72頁，2024年2月25日，星期天按光纖傳輸模式的不同，可以分為：單模光纖（直徑8μm～10μm）多模光纖（通常為50μm或62.5μm）光纖的分類第31頁,共72頁，2024年2月25日，星期天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第32頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

單模光纖： 由于單模光纖完全避免了模式散射，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，因而適用于大容量、長距離的光纖通信。多模光纖： 多模與單模光纖相比，芯徑大得多，色散大得多，限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，傳輸容量較小，傳輸距離也較短，一般只有幾千米。多模光纖與單模光纖的比較第33頁,共72頁，2024年2月25日，星期天光纜四芯光纜多條光纖組成一束，就構(gòu)成一條光纜。第34頁,共72頁，2024年2月25日，星期天光纖不僅具有通信容量非常大的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有其他的一些優(yōu)點(diǎn)：

（1）傳輸損耗小，中繼距離長，對遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)。（2）抗雷電和電磁干擾性能好。這在有大電流脈沖干擾的環(huán)境下尤為重要。（3）無串音干擾，保密性好，不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)。（4）體積小，重量輕。光纖的缺點(diǎn)：光纖對接需專用設(shè)備，光電接口也較貴。光纖的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)第35頁,共72頁，2024年2月25日，星期天光模塊光纖跳線/尾纖第36頁,共72頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.3.2非導(dǎo)引型傳輸媒體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。地面微波接力通信衛(wèi)星通信

第38頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

無線局域網(wǎng)使用的ISM頻段2683.5125頻帶MHzMHzMHz頻率9029282.42.48355.7255.850MHzMHzGHzGHzGHzGHz

第39頁,共72頁，2024年2月25日，星期天+()2.4信道復(fù)用技術(shù)

2.4.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

復(fù)用(multiplexing)是通信技術(shù)中的基本概念。

+A1A2B1B2C1C2A1A2B1B2C1C2共享信道(a)使用單獨(dú)的信道(b)使用共享信道復(fù)用分用第40頁,共72頁，2024年2月25日，星期天頻分復(fù)用FDM

(FrequencyDivisionMultiplexing)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)間頻帶1頻帶2頻帶3

頻帶n第41頁,共72頁，2024年2月25日，星期天時(shí)分復(fù)用TDM

(TimeDivisionMultiplexing)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信號也稱為等時(shí)(isochronous)信號。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。第42頁,共72頁，2024年2月25日，星期天時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAATDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀周期性出現(xiàn)第43頁,共72頁，2024年2月25日，星期天時(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。第44頁,共72頁，2024年2月25日，星期天統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

STDM

(StatisticTDM)用戶ABCDabcdttttt3個(gè)STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用第45頁,共72頁，2024年2月25日，星期天1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm2.4.2波分復(fù)用WDM

(WavelengthDivisionMultiplexing)

波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。8

2.5Gb/s1310nm20Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120km光調(diào)制器光解調(diào)器第46頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.4.3碼分復(fù)用CDM

(CodeDivisionMultiplexing)

常用的名詞是碼分多址

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。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)。每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。

第47頁,共72頁，2024年2月25日，星期天碼片序列(chipsequence)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)第48頁,共72頁，2024年2月25日，星期天CDMA的重要特點(diǎn)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。第49頁,共72頁，2024年2月25日，星期天碼片序列的正交關(guān)系令向量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：(2-3)第50頁,共72頁，2024年2月25日，星期天碼片序列的正交關(guān)系舉例令向量S為(–1–1–1+1+1–1+1+1)，向量T為(–1–1+1–1+1+1+1–1)。把向量S和T的各分量值代入(2-3)式就可看出這兩個(gè)碼片序列是正交的。第51頁,共72頁，2024年2月25日，星期天任何一個(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。正交關(guān)系的另一個(gè)重要特性第52頁,共72頁，2024年2月25日，星期天CDMA的工作原理S站的碼片序列S110tttttm

個(gè)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規(guī)格化內(nèi)積S

Tx=0數(shù)據(jù)碼元比特發(fā)送端接收端第53頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)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。當(dāng)需要有更高的數(shù)據(jù)率時(shí)，可采用復(fù)用的方法。第54頁,共72頁，2024年2月25日，星期天舊的數(shù)字傳輸系統(tǒng)

存在著許多缺點(diǎn)最主要的是以下兩個(gè)方面：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。

第55頁,共72頁，2024年2月25日，星期天同步光纖網(wǎng)SONET同步光纖網(wǎng)

SONET(SynchronousOpticalNetwork)的各級時(shí)鐘都來自一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘。第1級同步傳送信號

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

OC-1，OC表示OpticalCarrier。第56頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

同步數(shù)字系列SDH

ITU-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級同步傳遞模塊

(SynchronousTransferModule)，即STM-1，相當(dāng)于SONET體系中的OC-3速率。第57頁,共72頁，2024年2月25日，星期天線路速率(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-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級/STS級與SDH的STM級的對應(yīng)關(guān)系第58頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.6寬帶接入技術(shù)

2.6.1ADSL技術(shù)ADSL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)。標(biāo)準(zhǔn)模擬電話信號的頻帶被限制在300~3400Hz的范圍內(nèi)，但用戶線本身實(shí)際可通過的信號頻率仍然超過1MHz。ADSL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。第59頁,共72頁，2024年2月25日，星期天DSL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SDSL（SymmetricDSL）:對稱DSL。VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速數(shù)字用戶線DSL：ISDN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）。第60頁,共72頁，2024年2月25日，星期天ADSL的極限傳輸距離ADSL的極限傳輸距離與數(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公里第61頁,共72頁，2024年2月25日，星期天ADSL的特點(diǎn)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。第62頁,共72頁，2024年2月25日，星期天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)。第63頁,共72頁，2024年2月25日，星期天DMT技術(shù)的頻譜分布…頻譜頻率上行信道傳統(tǒng)電話04下行信道…(kHz)~40~138~1100第64頁,共72頁，2024年2月25日，星期天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。第65頁,共72頁，2024年2月25日，星期天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(AccessT