理学网络原理物理层

1、传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC 机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号 输入汉字显示汉字数据通信系统源系统目的系统传输系统输出信息PC 机010011100基带信号调幅调频调相实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）发送信号波形接收信号波形发送信号波形实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）接收信号波形无线电微波红外线可见光紫外线X射线射线双绞线同轴电缆卫星地面微波 调幅无线电 调频无线电 海事无线电光纤电视(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段104 105 106 107 10

2、8 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移动无线电 电信领域使用的电磁波的频谱铜线铜线聚氯乙烯 套层聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层绝缘层外导体屏蔽层绝缘层绝缘保护套层内导体无屏蔽双绞线 UTP屏蔽双绞线 STP同轴电缆用双绞线网线钳把双绞线的一端剪齐然后把剪齐的一端插入到网线钳 用于剥线的缺口中。顶住网线钳 后面的挡位以后，稍微握紧网线钳慢慢旋转一圈，让刀口划开双绞线的保护胶皮并剥除外皮 折射角入射角 包层（低折射率的媒体） 包层（低折射率的

3、媒体） 纤芯（高折射率的媒体） 包层纤芯高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射输入脉冲输出脉冲单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤地球表面地球表面电离层卫星地球表面卫星发送多点接收多点接收传输媒体传输媒体双绞线双绞线50 同轴电缆同轴电缆 75 同轴电缆同轴电缆 光纤光纤 卫星卫星微波微波 远距离速率远距离速率模拟：模拟：300-3400Hz 数字数字: 4Mbps 10Mbps 300-450MHz 2Gbps 2-40GHz 500MHz 传输距离传输距离 性能性能 价格价格 应用应用 应用示例应用示例5-6公里公里2-3公里公里 1-10公里公里 100公里公里

4、 10-100公里公里 几百公里几百公里 上万公里上万公里 可以可以 较好较好 较好较好 很好很好 很好很好 很好很好 很低很低 较低较低 较高较高 较高较高 与距离无关与距离无关卫星及火箭卫星及火箭造价较高造价较高 用户环线用户环线 LAN LAN CATV 模拟传输模拟传输数字传输数字传输 数字数字 模拟、数字模拟、数字 远距离传输远距离传输 远程通信远程通信 远程通信远程通信 主干网、长话主干网、长话 长话、电视长话、电视 数据、电视数据、电视共享信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2复用分用(a) 不使用复用技术(b) 使用复用技术频率时间频率 1频率 2频率

5、 3频率 4频率 5频率时间B C DB C DB C DB C DAAAAA 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧频率时间C DC DC DAAAABBBB C DB 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧频率时间BDBDBDAAAA BCCCC DC 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧频率时间B CB CB CAAAA B CDDDDD 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧ABCDaabbcdb cattttt4 个时分复用帧#1a

6、cbcd时分复用#2#3#4用户使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。 用户ABCDabcdttttt3 个 STDM 帧#1acbab bcacd#2#3统计时分复用 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 6 1556 nm 7 1557 nm 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s

7、复用器分用器EDFA120 km光调制器光解调器011miiiTSmTS(2-3)mimiimiiimSmSSm112211) 1(111SSS 站的码片序列 S110ttttttm 个码片tS 站发送的信号 SxT 站发送的信号 Tx总的发送信号 Sx + Tx规格化内积 S Sx规格化内积 S Tx数据码元比特发送端接收端SONET 的 OC 级/STS 级与 SDH 的 STM 级的对应关系 光子层路径层线路层段层线路 (line)光子层路径层线路层段层光子层线路层段层光子层段层光子层线路层段层光子层段层SDH终端SDH终端复用器或分用器复用器或分用器转发器转发器段段段路径 (path)

8、(section)(section)(section)频谱频率上行信道传统电话04下行信道(kHz)401381100ATU-CATU-CATU-RATU-C用户线 电话分离器 区域宽带网至 ISP居民家庭基于 ADSL 的接入网端局或远端站DSLAM至本地电话局PSPS数字用户线接入复用器 DSLAM (DSL Access Multiplexer)接入端接单元 ATU (Access Termination Unit)ATU-C（C 代表端局 Central Office）ATU-R（R 代表远端 Remote）电话分离器 PS (POTS Splitter) 同轴电缆头端模拟光纤放大器引

9、入线分路器光纤结点服务区服务区服务区下行信道上行信道5 40 50 550 750 1000原有模拟电视数字信号频率(MHz)保留传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC 机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号 输入汉字显示汉字数据通信系统源系统目的系统传输系统输出信息PC 机频率时间B CB CB CAAAA B CDDDDD 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧ATU-CATU-CATU-RATU-C用户线 电话分离器 区域宽带网至 ISP居民家庭基于 ADSL 的接入网端局或远端站DSLAM至本地电话局PSPS数字用户线接入复用器 DSLAM (DSL Access Multiplexer)接入端接单元 ATU