計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用（第四章課件）

第四章

物理層PrincipleandApplicationofComputerNetwork課件制作：章全信息管理系第四章物理層PrincipleandApplicationofComputerNetwork本章重點(diǎn)（一）（二）（二）數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)：包括數(shù)據(jù)通信的基本模型、常用編碼和調(diào)制方式、信道的極限速率和數(shù)據(jù)通信方式等基本概念基本復(fù)用技術(shù)（三）常用的寬帶接入技術(shù)第一節(jié)物理層概述ChaptersandSections本章章節(jié)第二節(jié)數(shù)據(jù)通信的基本概念第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介第四節(jié)信道復(fù)用技術(shù)第五節(jié)寬帶接入技術(shù)PART1物理層概述第一節(jié)物理層概述一、物理層的功能物理層的主要功能，需要注意以下問(wèn)題（1）物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的關(guān)系（2）傳輸介質(zhì)與信號(hào)編碼的關(guān)系（3）設(shè)置物理層的目的第一節(jié)物理層概述二、物理層的協(xié)議計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的通信線路分為兩類(lèi)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路和廣播通信線路。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路用于連接兩個(gè)通信的主機(jī)；而廣播通信線路的一條公共通信線路可以連接多個(gè)主機(jī)。需要注意的是：廣播通信線路可以分為有線與無(wú)線兩種。因此，物理層協(xié)議可以分為兩類(lèi)：基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路的物理層協(xié)議與基于廣播通信線路的物理層協(xié)議。（一）基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路的物理層協(xié)議（二）基于廣播通信線路的物理層協(xié)議第一節(jié)物理層概述三、物理層提供的服務(wù)理解基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路的物理層功能時(shí)，需要注意以下兩個(gè)問(wèn)題。（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路的物理層比特流傳輸過(guò)程圖4-1給出了用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程示意圖。通信線路是由傳輸介質(zhì)與通信設(shè)備組成的。在如圖4-1所示的層次結(jié)構(gòu)中，忽略了通信設(shè)備的細(xì)節(jié)，將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路簡(jiǎn)化為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸介質(zhì)。圖4-1點(diǎn)-點(diǎn)通信線路的物理層數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程第一節(jié)物理層概述（2）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路的物理層的通信過(guò)程與高層協(xié)議層的關(guān)系在圖4-1中，如果主機(jī)A希望將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)B，那么由主機(jī)A網(wǎng)絡(luò)層啟動(dòng)路由選擇算法來(lái)決定下一個(gè)主機(jī)是誰(shuí)。在網(wǎng)絡(luò)層的表述中，習(xí)慣將路由選擇算法選擇的“下一個(gè)主機(jī)”稱(chēng)為“下一跳結(jié)點(diǎn)”或“下一跳路由器”。假設(shè)主機(jī)A的網(wǎng)絡(luò)層選擇的下一跳主機(jī)是路由器A，那么主機(jī)A的網(wǎng)絡(luò)層通知數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層通知物理層，要在主機(jī)A的物理層與路由器A的物理層之間建立起物理連接；主機(jī)A的物理層執(zhí)行命令，與路由器A的物理層建立物理連接，并通過(guò)該連接傳送比特流；當(dāng)比特流傳輸完成后，釋放物理連接。同樣，路由器A的網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡刂罚瑔?dòng)路由選擇算法確定下一跳結(jié)點(diǎn)是誰(shuí)。如果下一跳選擇了路由器B，那么路由器A的物理層就必須與路由器B的物理層建立連接，然后再繼續(xù)傳送比特流。這個(gè)過(guò)程一直持續(xù)到目的主機(jī)為止。因此，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路的物理層的通信需要經(jīng)過(guò)：建立物理連接、傳輸比特流與釋放物理連接的過(guò)程。圖4-1點(diǎn)-點(diǎn)通信線路的物理層數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程PART2數(shù)字通信的基本概念第二節(jié)數(shù)字通信的基本概念一、通信系統(tǒng)的基本概念按照現(xiàn)代通信理論，一個(gè)通信系統(tǒng)的基本模型如圖4-2所示，圖中涉及以下幾個(gè)重要的概念。（1）通信（2）信號(hào)（3）信道（4）模擬通信（5）數(shù)字通信（6）信道的極限傳輸速率圖4-2通信系統(tǒng)模型第二節(jié)數(shù)字通信的基本概念二、編碼與解碼信道上傳送的信號(hào)可分為基帶（baseband）信號(hào)和頻帶（broadband）信號(hào)。其中，基帶信號(hào)將數(shù)字信號(hào)1或0直接用兩種不同的電壓表示例如正電平和負(fù)電平，然后送到線路上傳輸。而頻帶信號(hào)則是將基帶信號(hào)用載波進(jìn)行調(diào)制，把基帶信號(hào)的頻率范圍搬移到較高的頻段，并轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，這樣就可以更好地在模擬信道中進(jìn)行傳輸。例如，聲音信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅或調(diào)頻調(diào)制后，轉(zhuǎn)換成無(wú)線電信號(hào)即頻帶信號(hào)，從而可以通過(guò)廣播傳遞。由于基帶信號(hào)存在直流分量，因此基帶傳輸一般需要對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行編碼，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一種形式的數(shù)字信號(hào)的過(guò)程就稱(chēng)為編碼，將編碼所得的數(shù)字信號(hào)還原成原來(lái)的數(shù)字信號(hào)的過(guò)程就稱(chēng)為解碼。編碼與解碼通過(guò)編碼解碼器實(shí)現(xiàn)。編碼的基本目的除了可以消除基帶信號(hào)中的直流分量外，還可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率和實(shí)現(xiàn)同步等。第二節(jié)數(shù)字通信的基本概念（一）常用的編碼方式基本的編碼方案有歸零碼、不歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼等。其編碼規(guī)則描述如下，圖4-4中以二進(jìn)制數(shù)據(jù)01101001示例了每種編碼方案。（1）不歸零碼（2）歸零碼（3）曼徹斯特編碼（4）差分曼徹斯特編碼圖4-4常用的編碼方案示例第二節(jié)數(shù)字通信的基本概念（二）基本的頻帶調(diào)制方法基本的調(diào)制方法可以分為以下三種，圖4-5給出了對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)1000000000000的三種調(diào)制方法的示例。（1）幅移鍵控（AmplitudeShiftKeying，ASK）（2）頻移鍵控（FrequencyShiftKeying，F(xiàn)SK）（3）相移鍵控（PhaseShiftKeying，PSK）圖4-5數(shù)字信號(hào)的三種基本調(diào)制方法第二節(jié)數(shù)字通信的基本概念三、數(shù)據(jù)通信方式在討論數(shù)據(jù)通信時(shí)經(jīng)常會(huì)用到“信道”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。信道（channel）與線路（circuit）是不同的。例如，可以用一條光纖去連接兩臺(tái)路由器，那么將這條光纖稱(chēng)為一條通信線路。由于光纖的帶寬很寬，會(huì)采用多路復(fù)用的方法，在一條通信線路上劃分出多條通信信道，用于發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，就好像一條公路往往會(huì)劃分多個(gè)行車(chē)道，同時(shí)供多輛車(chē)同時(shí)行駛。在討論利用信道發(fā)送、接收數(shù)據(jù)時(shí)，需要回答以下三個(gè)主要的問(wèn)題：串行通信與并行通信；單工、半雙工與全雙工通信；同步技術(shù)。第二節(jié)數(shù)字通信的基本概念（1）串行通信與并行通信按照數(shù)據(jù)通信使用的信道數(shù)，它可以分為兩種類(lèi)型：串行通信與并行通信。圖4-6給出了串行通信與并行通信的工作原理示意圖。在計(jì)算機(jī)中，通常是用8位的二進(jìn)制代碼來(lái)表示一個(gè)字符。在數(shù)據(jù)通信中，將表示一個(gè)字符的二進(jìn)制代碼按由低位到高位的順序依次發(fā)送的方式稱(chēng)為串行通信；將表示一個(gè)字符的8位二進(jìn)制代碼同時(shí)通過(guò)8條并行的通信信道發(fā)送，每次發(fā)送一個(gè)字符代碼的方式稱(chēng)為并行通信。圖4-6串行通信與并行通信第二節(jié)數(shù)字通信的基本概念（2）單工、半雙工與全雙工通信按照信號(hào)傳送方向與時(shí)間的關(guān)系，數(shù)據(jù)通信可以分為三種類(lèi)型：?jiǎn)喂ねㄐ拧腚p工通信與全雙工通信。單工通信方式中，信號(hào)只能向一個(gè)方向傳輸，任何時(shí)候都不能改變信號(hào)的傳送方向，例如收音機(jī)機(jī)通信方式；半雙工通信方式中，信號(hào)可以雙向傳送，但是必須是交替進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能向一個(gè)方向傳送，例如對(duì)講機(jī)通信方式；全雙工通信方式中，信號(hào)可以同時(shí)雙向傳送，例如電話通信方式。第二節(jié)數(shù)字通信的基本概念（3）同步技術(shù)同步是數(shù)字通信中必須解決的一個(gè)重要問(wèn)題。同步是要求通信雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持致的過(guò)程。計(jì)算機(jī)通信過(guò)程與人們使用電話通話的過(guò)程有很多相似之處。在正常的通話過(guò)程中，人們?cè)趽芡娫挷⒋_定對(duì)方是要找的人時(shí)，雙方就可以進(jìn)入通話狀態(tài)。在通話過(guò)程中，說(shuō)話人要講清楚每個(gè)字，講完每句話需要停頓。聽(tīng)話人也要適應(yīng)說(shuō)話人的說(shuō)話速度，聽(tīng)清對(duì)方講的每個(gè)字，并根據(jù)說(shuō)話人的語(yǔ)氣和停頓判斷一句話的開(kāi)始與結(jié)束，這樣才可能聽(tīng)懂對(duì)方所說(shuō)的每句話，這就是人們?cè)陔娫捦ㄐ胖薪鉀Q的“同步”問(wèn)題。如果在數(shù)據(jù)通信中收發(fā)雙方同步不良，輕者會(huì)造成通信質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)甚至造成系統(tǒng)不能工作。在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，收發(fā)雙方同樣要解決同步問(wèn)題，但是問(wèn)題更復(fù)雜一些。數(shù)據(jù)通信的同步包括以下兩種類(lèi)型：位同步、字符同步。PART3網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介一、雙絞線的主要特性網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體也稱(chēng)為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介，它就是數(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。傳輸媒體可分為兩大類(lèi)，即導(dǎo)引型傳輸媒體和非導(dǎo)引型傳輸媒體。在導(dǎo)引型傳輸媒體中，電磁波被導(dǎo)引沿著固體媒體（銅線或光纖）傳播，也叫有線傳輸；而非導(dǎo)引型傳輸媒體就是指自由空間，在非導(dǎo)引型傳輸媒體中電磁波的傳輸常稱(chēng)為無(wú)線傳輸。雙絞線（TP）是最古老但又是最常用的傳輸媒體。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(lái)就構(gòu)成了雙絞線。絞合可減少對(duì)相鄰導(dǎo)線的電磁干擾。使用雙絞線最多的地方就是到處都有的電話系統(tǒng)。雙絞線可以分為兩類(lèi)：（1）屏蔽雙絞線（STP）（2）非屏蔽雙絞線（UTP）圖4-7雙絞線結(jié)構(gòu)第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介（3）雙絞線標(biāo)準(zhǔn)1991年，TIA（電信工業(yè)協(xié)會(huì)）和EIA（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織制定了雙絞線的規(guī)范，即TIA/EIA568標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將雙絞線電線分成若干類(lèi)，也就是常說(shuō)的3、5和6類(lèi)，不久又出現(xiàn)了7類(lèi)。級(jí)別越高的雙絞線線纜越粗、絞合度越高，抗干擾性越強(qiáng)，從而提高了線路的傳輸速率。所有這些電纜都必須符合TIA/EIA568標(biāo)準(zhǔn)，局域網(wǎng)經(jīng)常使用5類(lèi)或6類(lèi)電纜，使用的標(biāo)準(zhǔn)是TIA/EIA568B。見(jiàn)表4-1。表4-1雙絞線的類(lèi)別第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介T(mén)IA/EIA568B標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了雙絞線采用8根線，為了區(qū)別，其顏色有橙、綠、藍(lán)、棕四種顏色線，分別與白橙、白綠、白藍(lán)、白棕四種白線絞合；規(guī)定線序?yàn)椋喊壮取⒊?、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白棕、棕；采用接頭RJ45，俗稱(chēng)水晶頭。制作網(wǎng)線的常用工具還有網(wǎng)線鉗和測(cè)線儀。見(jiàn)圖4-8所示。圖4-8制作網(wǎng)線的常用工具第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介二、同軸電纜的主要特性同軸電纜由內(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（也可以是單股的）以及保護(hù)塑料外層所組成如圖4-9。由于外導(dǎo)體屏蔽層的作用，同軸電纜具有很好的抗干擾特性，被廣泛用于傳輸較高速率的數(shù)據(jù)，例如有線電視線纜。在局域網(wǎng)發(fā)展的初期曾廣泛地使用同軸電纜作為傳輸媒體。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，同軸電纜自身的缺點(diǎn)，因此在局域網(wǎng)領(lǐng)域基本上都采用雙絞線作為傳輸媒體。目前同軸電纜主要用在有線電視網(wǎng)中。同軸電纜的帶寬取決于電纜的質(zhì)量。目前高質(zhì)量的同軸電纜的帶寬已接近1GHz。圖4-9同軸電纜的結(jié)構(gòu)第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介三、光纖的主要特性光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱(chēng)光纜。在它的中心部分包括了一根或多根玻璃纖維，通過(guò)從激光器或發(fā)光二極管發(fā)出的光波穿過(guò)中心纖維來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。在光纖的外面，有一層稱(chēng)之為包層的玻璃。在包層外面，是一層塑料的網(wǎng)狀的聚合纖維，以保護(hù)內(nèi)部的中心線。最后一層塑料封套覆蓋在網(wǎng)狀屏蔽物上，其結(jié)構(gòu)如圖4-10。光纖通信就是利用光導(dǎo)纖維（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為光纖）傳遞光脈沖來(lái)進(jìn)行通信。有光脈沖相當(dāng)于1，而沒(méi)有光脈沖相當(dāng)于0。由于可見(jiàn)光的頻率非常高，約為108MHz的量級(jí)，因此一個(gè)光纖通信系統(tǒng)的傳輸帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前其他各種傳輸媒體的帶寬。圖4-10光纖的結(jié)構(gòu)第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介光纖是光纖通信的傳輸媒體。在發(fā)送端有光源，可以采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器，它們?cè)陔娒}沖的作用下能產(chǎn)生出光脈沖。在接收端利用光電二極管做成光檢測(cè)器，在檢測(cè)到光脈沖時(shí)可還原出電脈沖。光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，主要由纖芯和包層構(gòu)成雙層通信圓柱體。纖芯很細(xì)，其直徑只有8~100μm（1μm=10-6m）。光波正是通過(guò)纖芯進(jìn)行傳導(dǎo)的。包層較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)，其折射角將大于入射角如圖4-11。因此，如果入射角足夠大，就會(huì)出現(xiàn)全反射，即光線碰到包層時(shí)就會(huì)折射回纖芯。這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)，光也就沿著光纖傳輸下去。圖4-11光線在光纖中的折射圖4-12光波在光纖中的傳播第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介實(shí)際上，只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大于某個(gè)臨界角度，就可產(chǎn)生全反射。因此，可以存在多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。這種光纖就稱(chēng)為多模光纖如圖4-13（a）。光脈沖在多模光纖中傳輸時(shí)會(huì)存在多路徑效應(yīng)，造成失真。因此多模光纖只適合于近距離傳輸。若光纖的直徑減小到只有一個(gè)光的波長(zhǎng)，則光纖就像一根波導(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。這樣的光纖稱(chēng)為單模光纖如圖4-13（b）。單模光纖的纖芯很細(xì)，其直徑只有幾個(gè)微米，制造起來(lái)成本較高。同時(shí)單模光纖的光源要使用昂貴的半導(dǎo)體激光器，而不能使用較便宜的發(fā)光二極管。但單模光纖的衰耗較小，在100Gbps的高速率下可傳輸100公里而不必采用中繼器。圖4-13多模光纖與單模光纖的比較第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介由于光纖非常細(xì)，連包層一起的直徑也不到0.2mm。因此必須將光纖做成很結(jié)實(shí)的光纜。一根光纜少則只有一根光纖，多則可包括數(shù)十至數(shù)百根光纖，再加上加強(qiáng)芯和填充物就可以大大提高其機(jī)械強(qiáng)度，必要時(shí)還可放入遠(yuǎn)供電源線。最后加上包帶層和外護(hù)套，就可以使抗拉強(qiáng)度達(dá)到幾公斤，完全可以滿足工程施工的強(qiáng)度要求。圖4-14光纜剖面的示意圖。圖4-14光纜示意圖第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介四、光纖的主要特性幾十年來(lái)，廣播電臺(tái)和電視塔都使用空氣以模擬信號(hào)的形式傳輸信息?？諝庖材軅鲾?shù)字信號(hào)，通過(guò)空氣傳輸信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線局域網(wǎng)通常使用紅外線或射頻（RF）信號(hào)傳輸信息。除紅外線和RF傳輸外，微波和衛(wèi)星通信，也可通過(guò)空氣傳輸數(shù)據(jù)。這些能跨越更遠(yuǎn)距離的方法主要應(yīng)用于廣域網(wǎng)通信。（一）紅外傳輸（二）射頻傳輸（三）微波（四）衛(wèi)星通信傳輸PART4信道復(fù)用技術(shù)第四節(jié)信道復(fù)用技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，廣泛采用各種信道復(fù)用技術(shù)來(lái)提高傳輸線路的利用率。信道復(fù)用就是將一條物理傳輸線路在邏輯上劃分成多個(gè)信道，每個(gè)信道傳輸一路信號(hào)，如同一條高速公路被劃分成多條車(chē)道一樣。信道復(fù)用包括復(fù)用、傳輸和解復(fù)用三個(gè)過(guò)程。發(fā)送端將n個(gè)信號(hào)復(fù)合在一起，送到一條線路上傳輸，接收端則將收到的復(fù)合信號(hào)解復(fù)用成n個(gè)信號(hào)，并分別送到n條輸出線路上。圖4-15示意了復(fù)用的基本原理?；镜膹?fù)用技術(shù)包括頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用。早期的電話系統(tǒng)采用頻分復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing，F(xiàn)DM），現(xiàn)在電話網(wǎng)主干線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化了，時(shí)分復(fù)用（TimeDivisionMultiplexing，TDM）成了主流。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要使用TDM技術(shù)。對(duì)信道復(fù)用技術(shù)的研究又由電信號(hào)的TDM轉(zhuǎn)向光的波分復(fù)用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM），充分挖掘光纖的巨大帶寬潛力。還有一種復(fù)用技術(shù)是碼分復(fù)用或者稱(chēng)為碼分多址（CodeDivisionMultiplexingAddress，CDMA），它根據(jù)碼型結(jié)構(gòu)的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用，主要應(yīng)用于衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信中。圖4-15信道復(fù)用示意圖第四節(jié)信道復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用FDM用于模擬傳輸，它將一條傳輸線路按頻率劃分成若干個(gè)頻帶，每個(gè)頻帶傳輸一路信號(hào)。電話系統(tǒng)中，每路電話信號(hào)的帶寬是300~3400Hz。在電話FDM系統(tǒng)中，每個(gè)信道分配4000Hz作為標(biāo)準(zhǔn)帶寬，同時(shí)，在各路信號(hào)之間還要留有一定的帶寬作為防護(hù)。如圖4-16示例了頻分復(fù)用的原理，圖中的黑粗線表示隔離頻帶，在此圖中，一條物理鏈路被分割成三個(gè)信道，每個(gè)信道傳輸某一路信號(hào)，要注意，三個(gè)信道是按頻率而不是按空間劃分的。圖4-16頻分復(fù)用的原理一、頻分復(fù)用第四節(jié)信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分復(fù)用TDM用于數(shù)字傳輸，它將一條傳輸線路的傳輸時(shí)間劃分成若干時(shí)間片（也稱(chēng)時(shí)隙或時(shí)槽），各個(gè)發(fā)送結(jié)點(diǎn)按一定的次序輪流使用這些時(shí)間片。圖4-17示意了TDM的原理，圖中A、B、C和D4個(gè)用戶周期性地每隔一個(gè)TDM幀長(zhǎng)時(shí)間就使用一個(gè)時(shí)間片，在每個(gè)時(shí)間片內(nèi)，該用戶占用線路的全部寬帶（從頻率0到最高頻率，這也是基帶傳輸?shù)奶卣鳎?個(gè)用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)組成一個(gè)TDM幀。TDM幀是線路上傳輸?shù)幕締挝?，TDM的幀時(shí)長(zhǎng)是固定的，所有TDM幀時(shí)長(zhǎng)均為125s，所以用戶越多，每個(gè)用戶分得的時(shí)間片就越小。圖4-17時(shí)分復(fù)用原理二、時(shí)分復(fù)用第四節(jié)信道復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用是在一根光纖上復(fù)用多路光載波信號(hào)。波分復(fù)用是光波段的頻分多路復(fù)用，只要每個(gè)信道的光載波頻率互不重疊，就可用多路復(fù)用方式通過(guò)共享光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。圖4-18給出了波分多路復(fù)用的原理示意圖。如果兩束光載波的波長(zhǎng)分別為λ1和λ2。它們通過(guò)光柵之后，通過(guò)一條共享的光纖傳輸?shù)竭_(dá)目的主機(jī)后經(jīng)過(guò)光柵重新分成兩束光載波。波分多路復(fù)用利用衍射光柵來(lái)實(shí)現(xiàn)多路不同頻率光載波信號(hào)的合成與分解。從光纖1進(jìn)入的光載波將傳送到光纖3；從光纖2進(jìn)入的光載波將傳送到光纖4。圖4-18波分多路復(fù)用的工作原理三、波分復(fù)用第四節(jié)信道復(fù)用技術(shù)碼分復(fù)用（CodeDivisionMultiplexing，CDM）是另一種共享信道的方法。實(shí)際上，人們更常用的名詞是碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）。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。由于各用戶使用經(jīng)過(guò)特殊挑選的不同碼型，因此各用戶之間不會(huì)造成干擾。四、碼分復(fù)用PART5寬帶接入技術(shù)第五節(jié)寬帶接入技術(shù)ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶線路)是利用電話線和ADSLModem連接到電話網(wǎng)，并通過(guò)電話網(wǎng)接入到Internet的一種寬帶接入技術(shù)。它支持同時(shí)傳輸電話語(yǔ)音和計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。之所以稱(chēng)為“非對(duì)稱(chēng)”，是因?yàn)锳DSL提供了下行大于上行的非對(duì)稱(chēng)傳輸速率。ADSL一般多用于個(gè)人或家庭用戶，可傳輸數(shù)字電視、視頻點(diǎn)播、WWW瀏覽等日常網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。通常，模擬電話線路的傳輸帶寬可達(dá)到1.1MHz，而普通電話業(yè)務(wù)只使用0~4000Hz這一段。ADSL使用FDM方式，將40kHz以上一直到1.1MHz的高端頻譜劃分成許多子信道，其中，25個(gè)子信道用作上行信道，而249個(gè)子信道用作下行信道，并使用不同的載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。圖4-19給出了DMT技術(shù)的頻譜分布。一、ADSL接入圖4-19DMT頻譜分布第五節(jié)寬帶接入技術(shù)典型的ADSL接入Internet的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4-20所示。從圖中可以看出，基于ADSL的接入網(wǎng)主要由以下三個(gè)部分組成。（1）用戶端設(shè)備（2）中心機(jī)房（端局）設(shè)備（3）用戶線圖4-20ADSL接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第五節(jié)寬帶接入技術(shù)光纖寬帶接入就是指利用光纖作為主要傳輸媒體與Internet相連，實(shí)現(xiàn)高速傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種寬帶接入技術(shù)。光纖接入網(wǎng)可分為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PassiveOpticalNetwork，