任务1：电缆通信系统的组成

1、LOGO 项目项目1 通信网络基础知识通信网络基础知识 任务任务1：电缆通信系统的组成：电缆通信系统的组成 话带话带Modem拨号接入拨号接入 PSTN 拨号接入 服务器 Internet AAA服务器 Modem Modem 代理 RS232C接口 E1中继线 电话铜线 运营商 网络 Modem Modem，其实是Modulator（调制器）与Demodulator（ 解调器）的简称，中文称为调制解调器（港台称之为数据 机）。 调制调制，就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号。 解调解调，即把模拟信号转换成数字信号。 Modem发展历史：发展历史： 1950年半自动年半自动 地面防空警备

2、系统地面防空警备系统 （SAGE） 1962年年 AT&T 的的 Bell 103 Bell 212 1981年，贺氏年，贺氏 智能智能Modem， Bell103信令信令 标准标准 300 bit/s 1200 bit/s Modem分类方法分类方法 1）外置式外置式Modem： 放置于机箱外，通过串行通讯口与主机连接。 2）内置式）内置式Modem 内置式Modem在安装时需要拆开机箱，并且要对 终端和COM口进行设置，安装较为繁琐。 3）PCMCIA插卡式插卡式 插卡式Modem主要用于笔记本电脑，体积纤巧。 4）机架式）机架式Modem 机架式Modem相当于把一组Modem集中于一个

3、箱体或 外壳里，并由统一的电源进行供电。机架式Modem主要 用于Internet/Intranet、电信局、校园网、金融机构等网 络的中心机房。 PSTN PSTN-公共交换电话网络公共交换电话网络。 PSTN是一种以模拟技术为基础的电路交换网络 。 公共交换电话网络是一种全球语音通信电路交换网络，包括 商业的和政府拥有的。 PSTN采用的技术采用的技术 ： PSTN提供的是一个模拟的专有通道，通道之间经由若干个 电话交换机连接而成。 PSTN的入网方式的入网方式： 通过普通拨号电话线入网。 通过租用电话专线入网。 经普通拨号或租用专用电话线方式由PSTN转接入 公共数据交换网（X.25或F

4、rame-Relay等）的入网方式。 Authentication-认证：验证用户的身份 与可使用的网络服务； AAA-Authentication, Authorization and Accounting Authorization-授权：依据认证结果开放 网络服务给用户； Accounting-计帐：记录用户对各种网络 服务的用量，并提供给计费系统。 话带话带Modem接入接入工作原理工作原理 PC机装有TCP/IP和PPP协议，拨号接入服务器具有一定数量的IP地 址（IP地址池) 用户需事先从Internet Service Provider处得到拨叫的特服号、登陆 用户名和口令 PC

5、机通过拨号上网时，会动态得到一个IP地址，成为Internet上的 一台主机 PC机下网时，IP地址被释放，以备分配 用户点击 拨号连接 身份 认证 认证通过 给用户分 配IP地址 并记帐 结束 下网 释放IP 停 记帐 未通过 用户上网 话带话带Modem的主要功能的主要功能 1）将数字信号调制成音频信号发送到电话用户线； 2）将从电话线上收到的模拟信号解调成数字信号。 话带话带Modem的特点的特点 1）Modem带宽为3003400Hz范围； 2）最高下行速率56Kb/s； 3）上网时一直占用话路，一对双绞线上数话不能同传； 4）一种最简单、最便宜的接入方式； 5）广泛用于家庭用户、部分

6、用于小型办公室局域网的 Internet接入。 局限性局限性: 1)长时间占用电话网资源，造成电话网的拥挤 2)带宽太窄、速率太低，不能满足宽带业务的需求 3)不能同时满足多种业务 ISDN拨号接入拨号接入 ISDN ISDN -综合业务数字网 。 是一种典型的电路交换网络系统 。 可以用来打电话，还可以提供诸如可视电话、数据通信、 会议电视等多种业务，从而将电话、传真、数据、图像等 多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理, 这也就是“综合业务数字网”名字的来历。 ISDN网络具有能力：网络具有能力： 电路交换能力、分组交换能力、无交换连接能力、公共信 道信令能力。 ISDN信道接口

7、信道接口 1）2BD基本速率基本速率 接口（接口（BRI）: 它包括两条64kbit/s 双工B信道和一条 16kbits双工的D信 道，总的速率是 144kbits。再加上 帧定位，同步以及其 它控制比特，基本入 口 S参考点上的速率 达到192kbits。 2）基群速率接口（）基群速率接口（ PRI）: （a）30BD基群速率接口 ：用于欧洲和中国。基群 速率入口的比特率为 2.048Mbits 。 （b）23BD 基群速率接口 结构为： 用于美国、加拿 大和日本。基群速率入口 的比特率为1.544Mbits 。 ISDN拨号接入的特点拨号接入的特点 1）在模拟信道上采用数字传输技术； 2

8、）一线多能（数话同传）； 5）可用于家庭用户拨号接入、商用专线接入； 6）除欧洲外，其它地区用户很少。 3）高速接入（2个B信道可以捆绑使用，上网速率可达128Kbps）； 4）提供标准网络用户接口，支持多个设备接入： 1条具有2B+D的用户线可连接8台终端； 最多可有3台同时工作（D信道也可传输低速数据）。 局限性：局限性： 1）速率仍不够高，不能满足宽带业务需求 2）安装较Modem接入复杂 知识链接知识链接1：双绞铜线接入：双绞铜线接入 双绞铜线接入技术双绞铜线接入技术 v1、有线接入技术包括哪些？、有线接入技术包括哪些？ v双绞铜线接入、光纤接入和混合光纤/同轴 电缆接入技术等形式 v

9、2、什么是双绞铜线接入技术？、什么是双绞铜线接入技术？ v指在非加感的用户线上，通过采用先进的 数字信号处理技术来提高双绞铜线对的传 输容量，向用户提供各种业务的接入手段 。 分类分类 Cable MODEM xDSL 电缆调制解调器电缆调制解调器 HDSL 速率对称型速率对称型 速率非对称型速率非对称型 SDSL IDSL HDSL2 全速率ADSL 简化ADSL VDSL 数字用户数字用户 线接入线接入 高比特率数字用户线 对称数字用户线 最大下行速率6Mb/s 下行速率提高到52Mb/s 1.544Mb/s、 2.048Mb/s 几种典型的几种典型的DSL技术技术 v外部特性差别，主要有

10、 速率、传输距离、编码技术、上下行速率对称性 vHDSL： 上下行速率对称、1.5/2Mb/s，2对线（HDSL2支持1对 线），与话带重叠，数话不可同传 vADSL： 不对称，上行640kb/s，下行最高68Mb/s。1对线， 工作频带高于话带，可以数话同传 vVDSL： 不对称上行最高6.4Mb/s，下行最高52Mb/s； 对称上下行最高26Mb/s。 1对线，工作频带高于话带，可以数话同传 xDSL的接入结构的接入结构 电话铜线xTU-R 远端设备 分离器 xTU-C 局端设备 分离器 数话同传的xDSL结构图 电话铜线 xTU-R 远端设备 数话不可同传的xDSL结构图 xTU-C 局

11、端设备 v xTU-R：DSL远端传输单元，xTU-C： DSL局端传输单 元 v 具体的DSL接入结构有差别 双绞铜线传输系统的基本构成双绞铜线传输系统的基本构成 传统的电话用户接入网传统的电话用户接入网 结构特点：结构特点： (1) 根据市话局服务区域的不同，从交换机到用户之间的双绞铜线对的长 度也参差不齐，从几十米至十几千米长短不等，但一般都在34km左右。 (2) 与局间中继线相比，它的线径较细，一般为0.4 mm或0.5 mm。 (3) 分布区域广，涉及面大。 (4) 从市话局至用户间的某一条线对的线径也有可能不相同。 (5) 在某一条线对上有可能有桥接配线和加感线圈。 传统的双绞铜

12、线传输存在的问题传统的双绞铜线传输存在的问题 v （1）由于用户与交换机之间的线对长度视地理环境而差 别很大，且线径多有失配，从而导致信号传输所经历的中 继器数量不等，信号质量受到影响。 v （2）由于各双绞铜线对在较长距离内都是紧紧贴在一起 的，信号中高频成分的电磁感应容易造成不同线对之间的 串音，影响通话质量。 v （3）由于双绞铜线对在信号低频部分的相位频率特性呈 非线性，因而信号在传输过程中，将产生群时延失真，造 成码间干扰。 v （4）由于双绞铜线对在信号高频部分的衰减量很大，因 而会引起信号失真。 v （5）铜线电缆的传输频带较窄。 v （6）使用场合受到一些条件的制约。 数字线对

13、增容技术数字线对增容技术 vDPG-数字线对增容技术数字线对增容技术 v是指利用原有普通双绞铜线在交换机与用户之间 传送多路电话复用信号的一种方式，它借助于交 换机的U接口（用户网络接口），采用TDMA（时 分多址）伪数字传输技术、高效语音编码技术、 高速自适应信号处理技术等，较好地均衡全频段 的线路损耗，消除串音，抵消回波，从而达到了 提高用户线路传输能力的目的，并且它可实现在 一对用户线上双向传送1601024Kbps的用户信 息。 DPG系统结构系统结构 DPG系统局端设备的主要功能系统局端设备的主要功能 v(1)将交换机输出的用户模拟话音信号转换 成数字话音信号。 v检测交换机输出的振

14、铃信号，并转换成 DPG系统的信令，传送到远端单元。 v(3)检测远端设备送来的用户摘机挂机信 号，送至交换机。 v(4)必要时向远端单元供电。 DPG系统远端设备的主要功能系统远端设备的主要功能 v(1) 将局端设备送来的数字话音信号转换成 模拟话音信号。 v(2) 将局端设备送来的振铃信号（信令）转 换成铃流，并向用户发送振铃信号。 v(3) 检测用户送来的摘机挂机信号，并对 其进行编码，送到局端设备。 v 检测用户送来的拨号信号，并对其进行编 码，送到局端设备。 主要设备主要设备 vDPG系统所涉及的接口主要包括接口（ 模拟接口）和接口（用户网络接口）。 v网络管理部分可由RS-485或

15、RS-422报告给 交换局。 vDPG系统中局端设备的供电由交换机供电 系统完成，远端设备可采用远供方式供电 或本地供电，用户终端可由远端设备供电 或就近解决。 实训操作实训操作1： 双绞铜线（拨号）接入训练双绞铜线（拨号）接入训练 实训操作实训操作1： 双绞铜线（拨号）接入训练双绞铜线（拨号）接入训练 ADSL调制解 调器 ADSL分离器 ADSL（非对称数字用户环路）技术（非对称数字用户环路）技术 基本特征：基本特征： v1、现有的电话铜线上提供高速数字业务，不干扰POTS （普通老式电话）业务； v2、ADSL只使用PSTN的用户接入段，不进入程控交换 机，直接进入数据网， ADSL业务

16、不交电话费； v3、与POTS业务共享同一电话线，采用FDM实现数话同 传； v4、传输速率：最高上行640Kb/s，最高下行：8Mb/s； v5、传输距离：35km； v6、业务类型：语音、数据、图像； v7、上下行速率不对称，特别适合Internet的接入。 双绞线的制作双绞线的制作 v所需材料及工具 RJ-45接头 压线钳 测线仪 双绞线的制作双绞线的制作 引脚号12345678 T568A标准白绿绿白橙蓝白蓝 橙 白棕 棕 T568B标准白橙橙白绿蓝白蓝 绿 白棕 棕 双绞线制作步骤双绞线制作步骤 （1）剥线：使用剥线刀夹住双绞线旋转一圈，剥去约2cm 左右的塑料外皮；用旋转的方式将外

17、套慢慢抽出； （2）排线：将4对双绞线分开每根芯弄直，并查看是否有破 损；根据所选标准线序颜色从左至右相匹配； （3）剪线，剪切线对使它们的顶端平齐，剪切之后露出来 的线对长度大约在1.5cm左右； （4）插线：将剪切好的双绞线插入RJ-45接头，在RJ-45接 头的顶部要求能见到双绞线各线对的铜芯； （5）压线：将RJ-45接头装入压线钳的压线口，紧紧握住把 柄并用力压制； （6）测线：将接头两端分别插入测试仪的信号发射端和接 收端，打开测试仪电源，观察指示灯情况。接收端的8个 指示灯依次发出绿光，表示连接正确。如果有的指示灯不 发光或发光的次序不对，这时需要重新制作。 扩展：墙壁网线插座接

18、法扩展：墙壁网线插座接法 知识链接知识链接2 光纤、同轴电缆接入光纤、同轴电缆接入 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v1、光纤 v光纤即为光导纤维的 简称。 v光纤通信是利用光波 作载波，以光纤作为 传输媒质将信息从一 处传至另一处的通信 方式，被称之为“有 线”光通信。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 2、光纤的内部结构、光纤的内部结构 组成裸纤组成裸纤 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v 1）纤芯：）纤芯：纤芯位于光纤 的中心部位。 v 单模光纤：8m10m v 多模光纤：50或62.5

19、m v 纤芯的成分：高纯度SiO2 ，掺有极少量的掺杂剂（ 如GeO2，P2O5）。 v 掺杂剂作用是适当提高纤 芯对光的折射率（n1）， 用于传输光信号。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v （2）包层：包层位于纤 芯的周围。 v 直径2b：125m v 成分也是含有极少量掺杂 剂的高纯度SiO2。 v 掺杂剂（如B2O3）的作用 则是适当降低包层对光的 折射率（n2），使之略低 于纤芯的折射率。 v 即n1n2，它使得光信号 封闭在纤芯中传输。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v（3）涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次

20、 涂覆层，缓冲层和二次涂覆层。 v 一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡 胶材料； v 缓冲层一般为性能良好的填充油膏； v 二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。 v 涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦 伤，同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性， 起着延长光纤寿命的作用。 v 涂覆后的光纤其外径约1.5mm。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v3、光纤的分类、光纤的分类 v1）按组成材料分）按组成材料分 石英系列光纤（以SiO2为主要材料） 多组分光纤（材料由多组成分组成） 液芯光纤（纤芯成液态） 塑料光纤（以塑料为材料） 光纤的定义、内部结构、

21、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v2）按传输波长分类）按传输波长分类 短波长光纤短波长光纤：波长为0.85m。 多模光纤，主要用于短距离市话中继 线路或专用通信网等线路。 长波长光纤长波长光纤：波长在1.31.6m，主要有 1.31m和1.55m两个窗口。 用于干线传输。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v3）按折射率分布分）按折射率分布分 v（a）阶跃型光纤 v光纤纤芯的折射率n1和包层的折射率n2都 为一常数，且n1n2。 v在纤芯和包层的交界面处折射率呈阶跃型 变化，又称为均匀光纤，可用SI表示。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、

22、内部结构、分类和特点 v（b）渐变光纤）渐变光纤 v光纤纤芯的折射率n1随着半径的增加而按一定规 律减小，到纤芯与包层交界处为包层的折射率n2 ，即纤芯中折射率的变化呈近抛物线型。 v这种光纤称为渐变光纤，又称为非均匀光纤，可 用GI表示。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v4）按照传输模式来划分）按照传输模式来划分 v（a）单模光纤 光纤中只传输一种模式（基模），其 余的高次模全部截止，这种光纤被称为单 模光纤。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v（b）多模光纤 v 光纤中传输多种模式时，这种光纤被称 为多模光纤。 v既可以

23、采用阶跃折射率分布，也可以采用 渐变折射率分布，目前多采用后者。 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v4、光纤的特点、光纤的特点 v1）频带宽 v2）损耗低 v3）重量轻 v4）抗干扰能力强 v5）保真度高 v6）工作性能可靠 v7）成本不断下降 光纤的定义、内部结构、分类和特点光纤的定义、内部结构、分类和特点 v5、常用的几种光纤接头 同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点 v1、定义、定义 先由两根同轴心、 相互绝缘的圆柱形 金属导体构成基本 单元(同轴对)，再 由单个或多个同轴 对组成的电缆。 同轴电缆的定义、内部结构、分

24、类和特点同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点 v2、内部结构、内部结构 v铜导线：用于传输信号； v屏蔽层：在铜导线和保护外套中间，不同的同轴 电缆屏蔽层不尽相同，如在基带同轴电缆当中， 屏蔽性通常都是铜制材料的网状，而宽带同轴电 缆则使用铝状的冲压技术材料。 同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点 v3、分类、分类 v1）按用途分： 基带同轴电缆： （网络同轴电缆） 仅用于数字传输，可达100Mbps。 宽带同轴电缆： （即视频同轴电缆） 细同轴电缆 粗同轴电缆 同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点 v2）按阻抗特性分）按

25、阻抗特性分 （a）50 基带电缆：传输带宽120MHz 用于基带信号传输。 总线型以太网就是50 基带电缆。 50细缆最大传输距离为185m，粗缆最 大达1Km。 （b）75宽带电缆：传输带宽1GHz 用于CATV网，也称CATV电缆。 CATV传输带宽为750MHz。 同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点同轴电缆的定义、内部结构、分类和特点 v4、特点、特点 v1）优点： v可以在相对长的无中继器的线路上支持高 带宽通信。 v2）缺点： v一是体积大；二是不能承受缠结、压力和 严重的弯曲，这些都会损坏电缆结构，阻 止信号的传输；三是成本高。 光纤光纤 v5、几种常用同轴电缆接头、几种常用同轴

26、电缆接头 光纤与同轴电缆混合接入网络结构光纤与同轴电缆混合接入网络结构 混合器 光调制 CATV 头端 电视频道 光节点 分配器 终端盒 终端盒 分配器 终端盒 终端盒 双向 放大器 光解调 终端盒 终端盒 中央控制器 光纤与同轴电缆混合接入网络结构的改进光纤与同轴电缆混合接入网络结构的改进 v 1、 线路中除有传统的有线电视信号外还有双向的数据信号，这种数 据信号采用适当的调制方法，将数据信号转变为频带信号在线路中传 送，数据信号调制后的载波频率与有线电视节目的频率进行合理的分 配，这样保证了数据信号的传送与传统有线电视信号互不影响。 v 2、传输线路为一种双向传送的线路，同轴电缆可以方便进

27、行双向的 传送，分路器、分支器和同轴电缆的线路放大器需要进行改造，以适 应于双向的信号传送的需要；光纤部分使用波分技术或双向光纤技术 来实现光纤线路的双向传送。 v 3、光纤与同轴电缆混合接入网络较传统的光纤与同轴电缆混合有线 电视网在结构上多了一个因特网的汇接端，该端可以放置在有线电视 的头端，也可以放置在小区的汇接点，具体的位置与用户数多少及接 入网的供应商的服务区域有关。 光纤与同轴电缆混合接入网络的频谱结构光纤与同轴电缆混合接入网络的频谱结构 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 频率（MHz） 模拟电缆电视 1000 个人通信等 数字电视 上行信道 上行信道 下行信道 48.5550MHz 55075