计算机网络_物理层03

1、1计算机网络（第计算机网络（第 5 版）版）第第2 2章章 物理层（物理层（3 3）计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络2课程回顾课程回顾1 1、双绞线的基本内容、双绞线的基本内容2 2、同轴电缆的基本内容、同轴电缆的基本内容3 3、光纤的基本内容、光纤的基本内容4 4、频分复用、频分复用5 5、时分复用、时分复用6 6、统计时分复用、统计时分复用7 7、波分复用、波分复用8 8、码分复用、码分复用计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络3课程目标课程目标了解并熟悉以下内容了解并熟悉以下内容1 1、数字传输系统、数字传输系统（1 1）脉码调制）脉码调制PCMPCM体制体制（2 2）同步光纤

2、网）同步光纤网SONETSONET和同步数字系列和同步数字系列SDHSDH2 2、宽带接入技术、宽带接入技术（1 1）xDSLxDSL技术技术* *（2 2）光纤同轴混合网（）光纤同轴混合网（HFCHFC网）网）3 3、FTTxFTTx技术技术计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络42.5 数字传输系统数字传输系统1. 脉码调制脉码调制 PCM 体制体制 n脉码调制脉码调制 PCM PCM 体制最初是为了在电话局之间的体制最初是为了在电话局之间的中继线上传送多路的电话。中继线上传送多路的电话。n由于历史上的原因，由于历史上的原因，PCM PCM 有两个互不兼容的国有两个互不兼容的国际标准，即

3、北美的际标准，即北美的 24 24 路路 PCMPCM（简称为（简称为 T1T1）和）和欧洲的欧洲的 30 30 路路 PCMPCM（简称为（简称为 E1E1）。我国采用的）。我国采用的是欧洲的是欧洲的 E1 E1 标准。标准。nE1 E1 的速率是的速率是 2.048 Mb/s2.048 Mb/s，而，而 T1 T1 的速率是的速率是 1.544 Mb/s1.544 Mb/s。n当需要有更高的数据率时，可采用复用的方法。当需要有更高的数据率时，可采用复用的方法。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络5T1T1速率计算方法速率计算方法 北美使用的北美使用的T1T1系统共有系统共有2424个话

4、路，每个话路的个话路，每个话路的采样脉冲采样脉冲【在短时间内突变，随后又迅速返回其初在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量始值的物理量】用用7bit7bit编码，然后再加编码，然后再加1 1位信令码位信令码元，因此一个话路占用元，因此一个话路占用8bit8bit。帧同步码是在。帧同步码是在2424路的路的编码之后加上编码之后加上1bit1bit，这样每帧共有，这样每帧共有 2424* *8+1=193bit8+1=193bit， 采样频率为采样频率为8KHz8KHz，因此，因此T1T1一次群的数据率为：一次群的数据率为： 193193* *8000=1.544Mbps8000=1.54

5、4Mbps计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络6E1E1速率计算方法速率计算方法 欧洲使用的欧洲使用的E1E1系统，每个时分复用帧共划分为系统，每个时分复用帧共划分为3232个相等时隙，时隙的编号为个相等时隙，时隙的编号为CH0CH0CH31CH31。时隙。时隙CH0CH0用作帧同步，时隙用作帧同步，时隙CH16CH16用来传送信令。剩下用来传送信令。剩下3030个时个时隙用作用户使用的话路。每个时隙传送隙用作用户使用的话路。每个时隙传送8bit8bit。 因此整个的因此整个的3232个时隙共用个时隙共用3232* *8=256bit8=256bit。采样。采样频率为频率为8KHz8KHz

6、，因此，因此PCMPCM一次群一次群E1E1的数据率为：的数据率为： 256256* *8000=2.048Mbps8000=2.048Mbps计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络72. 2. 同步光纤网同步光纤网 SONET SONET 和和同步数字系列同步数字系列 SDH SDH n旧的数字传输系统存在着许多缺点。其中最主要旧的数字传输系统存在着许多缺点。其中最主要的是以下两个方面：的是以下两个方面： n速率标准不统一。速率标准不统一。n如果不对高次群的数字传输速率进行标准化，如果不对高次群的数字传输速率进行标准化，国际范围的高速数据传输就很难实现。国际范围的高速数据传输就很难实现。

7、n不是同步传输。不是同步传输。n在过去相当长的时间，为了节约经费，各国的在过去相当长的时间，为了节约经费，各国的数字网主要是采用准同步方式。数字网主要是采用准同步方式。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络8同步光纤网同步光纤网 SONETn同步光纤网同步光纤网 SONET (Synchronous Optical SONET (Synchronous Optical Network) Network) 的各级时钟都来自一个非常精确的主的各级时钟都来自一个非常精确的主时钟。时钟。 n第第 1 1 级同步传送信号级同步传送信号 STS-1 (Synchronous STS-1 (Synchr

8、onous Transport Signal)Transport Signal)的传输速率是的传输速率是 51.84 Mb/s51.84 Mb/s。n同步光纤网为光纤传输系统定义了同步传输的线同步光纤网为光纤传输系统定义了同步传输的线路速率等级结构，传输速率以路速率等级结构，传输速率以51.84Mbps51.84Mbps为基础。为基础。n此速率对电信号称为第此速率对电信号称为第 1 1 级同步传送信号，即级同步传送信号，即STS-1STS-1；对光信号称为第；对光信号称为第 1 1 级光载波，即级光载波，即OC-1OC-1，OC OC 表示表示Optical CarrierOptical Ca

9、rrier。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络9同步数字系列同步数字系列 SDH nITU-T ITU-T 以美国标准以美国标准 同步光纤网同步光纤网 SONET SONET 为基础，为基础，制订出国际标准制订出国际标准同步数字系列同步数字系列 SDH SDH (Synchronous Digital Hierarchy)(Synchronous Digital Hierarchy)。n一般可认为一般可认为 SDH SDH 与与 SONET SONET 是同义词。是同义词。nSDH SDH 的基本速率为的基本速率为 155.52 Mb/s155.52 Mb/s，称为第，称为第 1 级级同

10、步传递模块同步传递模块 (Synchronous Transfer Module)(Synchronous Transfer Module)，即即 STM-1STM-1，相当于，相当于 SONET SONET 体系中的体系中的 OC-3 OC-3 速率。速率。 线路速率线路速率(Mb/s)SONET符号符号ITU-T【SDH】符号符号表示线路速率表示线路速率的常用近似值的常用近似值 51.840OC-1/STS-1 155.520OC-3/STS-3STM-1155 Mb/s 466.560OC-9/STS-9STM-3 622.080OC-12/STS-12STM-4622 Mb/s 933

11、.120OC-18/STS-18STM-61244.160OC-24/STS-24STM-82488.320OC-48/STS-48STM-162.5 Gb/s4976.640OC-96/STS-96STM-329953.280OC-192/STS-192STM-6410 Gb/s39813.120 OC-768/STS-768 STM-256 40 Gb/s SONET 的 OC 级/STS 级与 SDH 的 STM 级的对应关系 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络11同步光纤网同步光纤网SONET 的体系结构的体系结构 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

12、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)(section)(section)(section)计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络12SONET 标准定义了标准定义了四个光接口层四个光接口层 n光子层光子层(Photonic Layer)(Photonic Layer)n处理跨越光缆的比特传送。处理跨越光缆的比特传送。n段层段层(Section Layer)(Section Layer)n在光缆上传送在光缆上传送 STS-N STS-N 帧。帧。n线路层线路层(Line Layer)(Line L

13、ayer)n负责路径层的同步和复用。负责路径层的同步和复用。n路径层路径层(Path Layer) (Path Layer) n处理路径端接设备处理路径端接设备 PTE (Path Terminating PTE (Path Terminating Element)Element)之间的业务的传输。之间的业务的传输。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络132.6 宽带接入技术宽带接入技术2.6.1 xDSL技术技术nxDSL xDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。户线进行改造，使它能够承载宽带业务。n虽然标准

14、模拟电话信号的频带被限制在虽然标准模拟电话信号的频带被限制在 300-300-3400 Hz 3400 Hz 的范围内，但用户线本身实际可通过的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率仍然超过的信号频率仍然超过 1 MHz1 MHz。nxDSL xDSL 技术就把技术就把 0-4 kHz 0-4 kHz 低端频谱留给传统电低端频谱留给传统电话使用，而话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用用户上网使用。nDSL DSL 就是就是数字用户线数字用户线(Digital Subscriber (Digital Subscriber Line)Line)的缩写

15、。而的缩写。而 DSL DSL 的前缀的前缀 x x 则表示在数字则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。用户线上实现的不同宽带方案。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络14xDSL 的几种类型的几种类型 nADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非对称数字用户线非对称数字用户线nHDSL (High speed DSL)HDSL (High speed DSL)：高速数字用户线：高速数字用户线nSDSL (Single-line DSL)SDSL (Single

16、-line DSL)：1 1 对线的数字用户线对线的数字用户线nVDSL (Very high speed DSL)VDSL (Very high speed DSL)：甚高速数字用户：甚高速数字用户线线nDSL DSL ：ISDN ISDN 用户线。用户线。nRADSL (Rate-Adaptive DSL)RADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自适应：速率自适应 DSLDSL，是是 ADSL ADSL 的一个子集，可自动调节线路速率）。的一个子集，可自动调节线路速率）。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络15ADSL 的极限传输距离的极限传输距离nADSL ADSL

17、 的极限传输距离与数据率以及用户线的线的极限传输距离与数据率以及用户线的线径都有很大的关系（用户线越细，信号传输时径都有很大的关系（用户线越细，信号传输时的衰减就越大），而所能得到的最高数据传输的衰减就越大），而所能得到的最高数据传输速率与实际的用户线上的信噪比密切相关。速率与实际的用户线上的信噪比密切相关。n例如，例如，0.5 0.5 毫米线径的用户线，传输速率为毫米线径的用户线，传输速率为 1.5 1.5 2.0 Mb/s 2.0 Mb/s 时可传送时可传送 5.5 5.5 公里，但当传公里，但当传输速率提高到输速率提高到 6.1 Mb/s 6.1 Mb/s 时，传输距离就缩短时，传输距离

18、就缩短为为 3.7 3.7 公里。公里。n如果把用户线的线径减小到如果把用户线的线径减小到0.40.4毫米，那么在毫米，那么在6.1 Mb/s6.1 Mb/s的传输速率下就只能传送的传输速率下就只能传送2.72.7公里公里 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络16ADSL 的特点的特点n上行和下行带宽做成不对称的。上行和下行带宽做成不对称的。n上行指从用户到上行指从用户到 ISPISP，而下行指从，而下行指从 ISP ISP 到用户。到用户。nADSL ADSL 在用户线（铜线）的两端各安装一个在用户线（铜线）的两端各安装一个 ADSL ADSL 调制解调器。调制解调器。n我国目前采用的方

19、案是我国目前采用的方案是离散多音调离散多音调 DMT (Discrete Multi-Tone)(Discrete Multi-Tone)调制技术。这里的调制技术。这里的“多多音调音调”就是就是“多载波多载波”或或“多子信道多子信道”的意思。的意思。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络17离散多音调离散多音调DMT 技术技术nDMT DMT 调制技术采用频分复用的方法，把调制技术采用频分复用的方法，把 40 kHz 40 kHz 以上一直到以上一直到 1.1 MHz 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多的的高端频谱划分为许多的子信道，其中子信道，其中 25 25 个子信道用于上行信道，而个

20、子信道用于上行信道，而 249 249 个子信道用于下行信道。个子信道用于下行信道。n每个子信道占据每个子信道占据 4 kHz 4 kHz 带宽（严格讲是带宽（严格讲是 4.3125 kHz4.3125 kHz），并使用不同的载波（即不同的），并使用不同的载波（即不同的音调）进行数字调制。这种做法相当于在一对音调）进行数字调制。这种做法相当于在一对用户线上使用许多小的调制解调器用户线上使用许多小的调制解调器并行地并行地传送传送数据。数据。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络18DMT 技术的频谱分布技术的频谱分布 频谱频率上行信道传统电话04下行信道(kHz)401381100计算机学院计

21、算机学院计算机网络计算机网络19ADSL 的数据率的数据率n由于用户线的具体条件往往相差很大（距离、线由于用户线的具体条件往往相差很大（距离、线径、受到相邻用户线的干扰程度等都不同），因径、受到相邻用户线的干扰程度等都不同），因此此 ADSL ADSL 采用自适应调制技术使用户线能够传送采用自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数据率。尽可能高的数据率。n当当 ADSL ADSL 启动时，用户线两端的启动时，用户线两端的 ADSL ADSL 调制解调调制解调器就测试可用的频率、各子信道受到的干扰情况，器就测试可用的频率、各子信道受到的干扰情况，以及在每一个频率上测试信号的传输质量。以及在每一

22、个频率上测试信号的传输质量。nADSL ADSL 不能保证固定的数据率。对于质量很差的用不能保证固定的数据率。对于质量很差的用户线甚至无法开通户线甚至无法开通 ADSLADSL。n通常下行数据率在通常下行数据率在 32 kb/s 32 kb/s 到到 6.4 Mb/s 6.4 Mb/s 之间，之间，而上行数据率在而上行数据率在 32 kb/s 32 kb/s 到到 640 kb/s 640 kb/s 之间。之间。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络20ADSL 的组成的组成 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

23、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) 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络21第二代第二代 ADSL ADSL2（G.992.3 和和 G.992.4）ADSL2+（G.992.5）n通过提高调制效率得到了通过提高调制效率得到了更高的数据率更高的数据率。例如，。例如，ADSL2 ADSL2 要求

24、至少应支持下行要求至少应支持下行 8 Mb/s8 Mb/s、上行、上行 800 800 kb/skb/s的速率。而的速率。而 ADSL2+ ADSL2+ 则将频谱范围从则将频谱范围从 1.1 1.1 MHz MHz 扩展至扩展至2.2 MHz2.2 MHz，下行速率可达，下行速率可达 16 Mb/s16 Mb/s（最大传输速率可达（最大传输速率可达25 Mb/s25 Mb/s），而上行速率可），而上行速率可达达 800 kb/s800 kb/s。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络22第二代第二代 ADSL ADSL2（G.992.3 和和 G.992.4）ADSL2+（G.992.5）n

25、采用了采用了无缝速率自适应技术无缝速率自适应技术 SRA (Seamless SRA (Seamless Rate Adaptation)Rate Adaptation)，可在运营中不中断通信和不，可在运营中不中断通信和不产生误码的情况下，自适应地调整数据率。产生误码的情况下，自适应地调整数据率。n改善了线路质量评测和故障定位功能，这对提高改善了线路质量评测和故障定位功能，这对提高网络的运行维护水平具有非常重要的意义。网络的运行维护水平具有非常重要的意义。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络23ADSL配置配置计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络242.6.2 光纤同轴混合网光纤同轴混

26、合网HFC (Hybrid Fiber Coax)nHFC HFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网。的基础上开发的一种居民宽带接入网。nHFC HFC 网除可传送网除可传送 CATV CATV 外，还提供电话、数据和外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。其他宽带交互型业务。n现有的现有的 CATV CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输。而传输。而 HFC HFC 网则需要对网则需

27、要对 CATV CATV 网进行改造。网进行改造。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络25HFC 的主要特点的主要特点 (1) HFC(1) HFC网的主干线路采用光纤网的主干线路采用光纤nHFC HFC 网将原网将原 CATV CATV 网中的同轴电缆主干部分改网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，并使用模拟光纤技术。换为光纤，并使用模拟光纤技术。n在模拟光纤中采用光的振幅调制在模拟光纤中采用光的振幅调制 AMAM，这比使用，这比使用数字光纤更为经济。数字光纤更为经济。n模拟光纤从头端连接到光纤结点模拟光纤从头端连接到光纤结点(fiber node)(fiber node)，即光分配结点即光

28、分配结点 ODN (Optical Distribution ODN (Optical Distribution Node)Node)。在光纤结点光信号被转换为电信号。在。在光纤结点光信号被转换为电信号。在光纤结点以下就是同轴电缆。光纤结点以下就是同轴电缆。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络26(2) HFC 网采用结点体系结构网采用结点体系结构 同轴电缆头端模拟光纤放大器引入线分路器光纤结点服务区服务区服务区计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络27(3) HFC 网具有比网具有比 CATV 网更宽网更宽的频谱，且具有双向传输功能的频谱，且具有双向传输功能 下行信道上行信道5 40

29、 50 550 750 1000原有模拟电视数字信号频率(MHz)保留计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络28(4) 每个家庭要安装一个用户接口盒每个家庭要安装一个用户接口盒 n用户接口盒用户接口盒 UIB (User Interface Box)UIB (User Interface Box)要提供要提供三种连接，即：三种连接，即：n使用同轴电缆连接到使用同轴电缆连接到机顶盒机顶盒(set-top box)(set-top box)，然后再连接到用户的电视机。然后再连接到用户的电视机。n使用双绞线连接到用户的电话机。使用双绞线连接到用户的电话机。n使用电缆调制解调器连接到用户的计算机。使

30、用电缆调制解调器连接到用户的计算机。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络29电缆调制解调器电缆调制解调器(cable modem) n电缆调制解调器电缆调制解调器是为是为 HFC HFC 网使用的调制解调器。网使用的调制解调器。n电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高。其电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高。其下行速率一般在下行速率一般在 3 3 10 Mb/s10 Mb/s之间，最高可达之间，最高可达 30 30 Mb/sMb/s，而上行速率一般为，而上行速率一般为 0.20.2 2 Mb/s2 Mb/s，最高可，最高可达达 10 Mb/s10 Mb/s。n电缆调制解调器比在普通电话线

31、上使用的调制解电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安调器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在用户端。装在用户端。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络30HFC 网的最大特点网的最大特点 n具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。的覆盖面的有线电视网。n要将现有的要将现有的 450 MHz 450 MHz 单向传输的有线电视网络单向传输的有线电视网络改造为改造为 750 MHz 750 MHz 双向传输的双向传输的 HFC HFC 网（还要将网（还要将所有的用户服务区互连起来而

32、不是一个个所有的用户服务区互连起来而不是一个个 HFC HFC 网的孤岛），也需要相当的资金和时间。网的孤岛），也需要相当的资金和时间。n在电信政策方面也有一些需要协调解决的问题。在电信政策方面也有一些需要协调解决的问题。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络31CATV与与HFC（混合光纤（混合光纤/同轴网）同轴网）n利用宽带通讯电缆、光纤、有线电视利用宽带通讯电缆、光纤、有线电视网同时传输分配式广播信息、交互式网同时传输分配式广播信息、交互式电信信息、模拟信息以及数字信息电信信息、模拟信息以及数字信息n馈线网馈线网n配线网配线网n用户引入线用户引入线 CMTS线缆调制解调器终端系统 计

33、算机学院计算机学院计算机网络计算机网络322.6.3 FTTx 技术技术 nFTTxFTTx（光纤到（光纤到）也是一种实现宽带居民接）也是一种实现宽带居民接入网的方案。这里字母入网的方案。这里字母 x x 可代表不同意思。可代表不同意思。n光纤到家光纤到家 FTTH (Fiber To The Home)FTTH (Fiber To The Home)：光纤一：光纤一直铺设到用户家庭，可能是居民接入网最后的直铺设到用户家庭，可能是居民接入网最后的解决方法。解决方法。n光纤到大楼光纤到大楼 FTTB (Fiber To The Building)FTTB (Fiber To The Buildi

34、ng)：光纤进入大楼后就转换为电信号，然后用电缆光纤进入大楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。或双绞线分配到各用户。n光纤到路边光纤到路边 FTTC (Fiber To The Curb)FTTC (Fiber To The Curb)：从路：从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体。体。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络33补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 （参考）（参考）一、一、PSTNPSTN拨号接入拨号接入 PSTNPSTN（Published Switched Telephone Published S

35、witched Telephone NetworkNetwork，公用电话交换网）技术是利用，公用电话交换网）技术是利用PSTNPSTN通过调通过调制解调器拨号实现用户接入的方式。最高的速率为制解调器拨号实现用户接入的方式。最高的速率为56kbps56kbps，已经达到香农定理确定的信道容量极限，已经达到香农定理确定的信道容量极限，这种速率远远不能够满足宽带多媒体信息的传输需这种速率远远不能够满足宽带多媒体信息的传输需求；但由于电话网非常普及，用户终端设备求；但由于电话网非常普及，用户终端设备ModemModem很很便宜，大约在便宜，大约在100100500500元之间，只要家里有电脑，元之间

36、，只要家里有电脑，把电话线接入把电话线接入ModemModem就可以直接上网。因此，就可以直接上网。因此，PSTNPSTN拨拨号接入方式比较经济。号接入方式比较经济。 随着宽带的发展和普及，拨号方式已经被淘汰。随着宽带的发展和普及，拨号方式已经被淘汰。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络34补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络35补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 二、二、ISDNISDN接入接入 ISDNISDN（Integrated Service Digital Integrated Service Digital Netw

37、orkNetwork）综合业务数字网接入技术俗称）综合业务数字网接入技术俗称“一线一线通通”，它采用数字传输和数字交换技术，将电话、，它采用数字传输和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的传真、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。数字网络中进行传输和处理。 用户利用一条用户利用一条ISDNISDN用户线路，可以在上网的用户线路，可以在上网的同时拨打电话、收发传真，就像两条电话线一样。同时拨打电话、收发传真，就像两条电话线一样。 ISDNISDN基本速率接口有两条基本速率接口有两条64kbps64kbps的信息通路的信息通路和一条和一条16kb

38、ps16kbps的信令通路，简称的信令通路，简称2B+D2B+D，当有电话，当有电话拨入时，它会自动释放一个拨入时，它会自动释放一个B B信道来进行电话接听。信道来进行电话接听。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络36补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络37补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 三、三、DDNDDN接入接入 DDNDDN是英文是英文Digital Data NetworkDigital Data Network的缩写，的缩写，这是随着数据通信业务发展而迅速发展起来的一这是随着数据通信业务发展而迅速发展起来的一种新型

39、网络。种新型网络。DDNDDN的主干网传输媒介有光纤、数字的主干网传输媒介有光纤、数字微波、卫星信道等，用户端多使用普通电缆和双微波、卫星信道等，用户端多使用普通电缆和双绞线。绞线。 DDNDDN将数字通信技术、计算机技术、光纤通信将数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术以及数字交叉连接技术有机结合在一起，提技术以及数字交叉连接技术有机结合在一起，提供了高速度、高质量的通信环境，可以向用户提供了高速度、高质量的通信环境，可以向用户提供点对点、点对多点透明传输的数据专线出租电供点对点、点对多点透明传输的数据专线出租电路，为用户传输数据、图像、声音等信息。路，为用户传输数据、图像、声音等信息。计算

40、机学院计算机学院计算机网络计算机网络38补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络39补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 四、四、xDSLxDSL接入接入 xDSLxDSL是目前通信领域发展最快的宽带接入技术，是目前通信领域发展最快的宽带接入技术，指的是不同的指的是不同的DSLDSL，如，如ADSLADSL、HDSLHDSL和和RADSLRADSL。 按照上下行传送数据的速率是否对称，可以分按照上下行传送数据的速率是否对称，可以分成对称的成对称的DSLDSL技术和非对称的技术和非对称的DSLDSL技术两类，其中非技术两类，其中非对称对称DS

41、LDSL技术包括技术包括ADSLADSL、RADSLRADSL、UDSLUDSL和和VDSLVDSL等；对等；对称的称的DSLDSL技术包括技术包括CiDSLCiDSL、HDSLHDSL、SHDSLSHDSL等。等。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络40补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络41补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 ADSLADSL的代理服务器的代理服务器/ /网关服务器共享方式网络拓扑结构示例网关服务器共享方式网络拓扑结构示例 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络42补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结

42、 ADSLADSL的宽带路由器共享方式网络拓扑结构示例的宽带路由器共享方式网络拓扑结构示例 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络43补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 五、五、VDSL: VDSL: 更高速的宽带接入更高速的宽带接入 VDSLVDSL比比ADSLADSL还要快。使用还要快。使用VDSLVDSL，短距离内的，短距离内的最大下行速率可达最大下行速率可达55Mbps55Mbps，上行速率可达，上行速率可达2.3Mbps2.3Mbps（将来可达（将来可达19.2Mbps19.2Mbps，甚至更高）。，甚至更高）。VDSLVDSL使用的介使用的介质是一对铜线，有效传输距离可

43、超过质是一对铜线，有效传输距离可超过10001000米。但米。但VDSLVDSL技术仍处于发展初期，长距离应用仍需测试，技术仍处于发展初期，长距离应用仍需测试，端点设备的普及也需要时间。端点设备的普及也需要时间。 基于以太网方式的基于以太网方式的VDSLVDSL接入技术使用正交幅度接入技术使用正交幅度调制调制QAMQAM调制方式，它的传输介质也是一对铜线，调制方式，它的传输介质也是一对铜线，在在1.51.5公里的范围之内能够达到双向对称的公里的范围之内能够达到双向对称的10Mbps10Mbps传输，即达到以太网的速率。传输，即达到以太网的速率。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络44补充

44、：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络45补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 六、六、Cable ModemCable Modem接入接入 Cable ModemCable Modem接入是指利用接入是指利用Cable ModemCable Modem（线（线缆调制解调器）将电脑接入有线电视网络，实现缆调制解调器）将电脑接入有线电视网络，实现网络操作，包括网络操作，包括InternetInternet接入。接入。 由于由于Cable ModemCable Modem是利用有线电视网来实现上是利用有线电视网来实现上网的。而传统的有线电视系统的

45、信息传输都是单网的。而传统的有线电视系统的信息传输都是单向的，需要将单向向的，需要将单向CATVCATV有线电视网络改造成双向有线电视网络改造成双向HFCHFC（光纤同轴混合）网后才能工作，所以目前提（光纤同轴混合）网后才能工作，所以目前提供供Cable ModemCable Modem接入还只能在部分已经进行了双向接入还只能在部分已经进行了双向改造的地区实现。改造的地区实现。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络46补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络47补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 七、七、LANLAN接入接入 LANLA

46、N方式接入是利用以太网技术，采用光缆方式接入是利用以太网技术，采用光缆+ +双绞线的方式对社区进行综合布线。双绞线的方式对社区进行综合布线。 具体实施方案是具体实施方案是: : 从社区机房敷设光缆至住从社区机房敷设光缆至住户单元楼，楼内布线采用五类双绞线敷设至用户户单元楼，楼内布线采用五类双绞线敷设至用户家里，双绞线总长度一般不超过家里，双绞线总长度一般不超过100100米，用户家里米，用户家里的电脑通过五类跳线接入墙上的五类模块就可以的电脑通过五类跳线接入墙上的五类模块就可以实现上网。实现上网。 社区机房的出口是通过光缆或其他介质接入社区机房的出口是通过光缆或其他介质接入城域网。城域网。计算

47、机学院计算机学院计算机网络计算机网络48补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络49补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 八、八、光纤接入网光纤接入网是指接入网中传输媒介为光纤的接入网。是指接入网中传输媒介为光纤的接入网。 光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络络(AON(AON，Active Optical Network)Active Optical Network)和无源光网络和无源光网络(PON(PON，Passive Optical Network)Passive Optical Net

48、work)。由于光纤接入。由于光纤接入网使用的传输媒介是光纤，因此根据光纤深入用户网使用的传输媒介是光纤，因此根据光纤深入用户群的程度，可将光纤接入网分为群的程度，可将光纤接入网分为FTTCFTTC（光纤到路（光纤到路边）、边）、FTTZFTTZ（光纤到小区）、（光纤到小区）、FTTBFTTB（光纤到大楼）、（光纤到大楼）、FTTOFTTO（光纤到办公室）和（光纤到办公室）和FTTHFTTH（光纤到户），它们（光纤到户），它们统称为统称为FTTxFTTx。FTTxFTTx不是具体的接入技术，而是光纤不是具体的接入技术，而是光纤在接入网中的推进程度或使用策略。在接入网中的推进程度或使用策略。计算

49、机学院计算机学院计算机网络计算机网络50补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络51补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 九、九、PLCPLC电力线通信电力线通信 (Power Line Communication) (Power Line Communication) 是指利用电是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。迄今，力线传输数据和话音信号的一种通信方式。迄今，PLCPLC技术已经有几十年的发展历史，在技术发展的技术已经有几十年的发展历史，在技术发展的各个阶段，电力系统已经得到了不同的应用。在高各个阶段，电力系统已经得到了不

50、同的应用。在高压输电网（压输电网（35kV35kV以上）、中压输电网（以上）、中压输电网（10kV-35kV10kV-35kV）以及低压以及低压(10kV(10kV以下以下) )的各个领域，数据传输的通讯的各个领域，数据传输的通讯速率不断提高。现阶段，在低压配电网上传输数率速率不断提高。现阶段，在低压配电网上传输数率已由已由1Mbps1Mbps发展到发展到2Mbps2Mbps、14Mbps14Mbps、24Mbps24Mbps、45Mbps45Mbps甚至达到甚至达到100Mbps100Mbps和和200Mbps200Mbps的高速率，传的高速率，传输距离可达输距离可达300300米。米。 计

51、算机学院计算机学院计算机网络计算机网络52补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络53补充：宽带接入方式总结补充：宽带接入方式总结 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络54物理层总结物理层总结1 1、物理层的作用：尽可能地屏蔽掉硬件设备和传输、物理层的作用：尽可能地屏蔽掉硬件设备和传输媒体的差异，使物理层上的数据链路层感觉不到媒体的差异，使物理层上的数据链路层感觉不到这些差异，这样就可以使数据链路层只需考虑如这些差异，这样就可以使数据链路层只需考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是

52、什么。的传输媒体是什么。2 2、物理层的四个特性：、物理层的四个特性：n机械特性机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。和排列、固定和锁定装置等等。n电气特性电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。n功能特性功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。意义。n过程特性过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络55物理层总

53、结物理层总结3 3、数字通信系统的组成：、数字通信系统的组成：源系统（源点、发送器）、传输系统和目的系统源系统（源点、发送器）、传输系统和目的系统（接收器、终点）。（接收器、终点）。4 4、消息一词最早出现于、消息一词最早出现于易经易经：“日中则昃日中则昃zz ，月盈则食，天地盈虚，与时消息。，月盈则食，天地盈虚，与时消息。”意思是意思是说，太阳到了中午就要逐渐西斜，月亮圆了就要逐说，太阳到了中午就要逐渐西斜，月亮圆了就要逐渐亏缺，天地间的事物，或丰盈或虚弱，都随着时渐亏缺，天地间的事物，或丰盈或虚弱，都随着时间的推移而变化，有时消减，有时滋长。间的推移而变化，有时消减，有时滋长。计算机网络中

54、，消息是指话音、文字、图像等。计算机网络中，消息是指话音、文字、图像等。5 5、数据：运送消息的实体。、数据：运送消息的实体。6 6、信号：是数据的电气的或电磁的表现。、信号：是数据的电气的或电磁的表现。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络56物理层总结物理层总结7 7、模拟信号（连续信号）：代表消息的参数的取值、模拟信号（连续信号）：代表消息的参数的取值是连续的。是连续的。8 8、数字信号（离散信号）：代表消息的参数的取值、数字信号（离散信号）：代表消息的参数的取值是离散的。是离散的。9 9、信道：用来表示向某一个方向传送信息的媒体。、信道：用来表示向某一个方向传送信息的媒体。一条通信电

55、路包含一条发送信道和一条接收信道。一条通信电路包含一条发送信道和一条接收信道。1010、从通信的双方信息交互的方式看，有三种方式：、从通信的双方信息交互的方式看，有三种方式：（1 1）单向通信（单工通信）：只能有一个方向的通）单向通信（单工通信）：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。例如广播。信而没有反方向的交互。例如广播。（2 2）双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都）双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但不能同时发送，双方只能交替通可以发送信息，但不能同时发送，双方只能交替通信。例如对讲机。信。例如对讲机。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络57物理层总结物理

56、层总结（3 3）双向同时通信（全双工通信）：通信的双方可）双向同时通信（全双工通信）：通信的双方可以同时发送和接收信息。以同时发送和接收信息。1111、基带信号：、基带信号：信源发出的未经调制的数字信号或信源发出的未经调制的数字信号或模拟信号。模拟信号。1212、带通信号：经过载波调制后的信号。、带通信号：经过载波调制后的信号。1313、调制：、调制：是对信号源的信息进行处理加到载波上，是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程。使其变为适合于信道传输的形式的过程。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络58物理层总结物理层总结1414、调制分两类：基带调制和带通调

57、制。、调制分两类：基带调制和带通调制。（1 1）基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使）基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使基带信号能与信道特性相适应。变换后的信号仍然基带信号能与信道特性相适应。变换后的信号仍然是基带信号。是基带信号。（2 2）带通调制：把基带信号的频率范围搬移到较高）带通调制：把基带信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。的频段以便在信道中传输。1515、基本的带通调制方法包括、基本的带通调制方法包括（1 1）调幅（）调幅（AMAM）：载波的振幅随基带数字信号而变）：载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，化。例如，0 0或或1 1分别对应于无载波或有载波输出。

58、分别对应于无载波或有载波输出。（2 2）调频（）调频（FMFM）：载波的频率随基带数字信号而变）：载波的频率随基带数字信号而变化。例如，化。例如，0 0或或1 1分别对应于频率分别对应于频率f1f1或或f2f2。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络59物理层总结物理层总结（3 3）调相（）调相（PMPM）：载波的初始相位随基带数字信号）：载波的初始相位随基带数字信号而变化。如，而变化。如，0 0或或1 1分别对应于相位分别对应于相位0 0度或相位度或相位180180度。度。1616、码元：在数字通信中常用时间长度相同的符号、码元：在数字通信中常用时间长度相同的符号来表示一个二进制数字，这样

59、的时间长度内的信号来表示一个二进制数字，这样的时间长度内的信号称为二进制码元。称为二进制码元。 而这个时间长度被称为码元长度。而这个时间长度被称为码元长度。 在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。如：分字信号时，代表不同离散数值的基本波形。如：分别代表别代表0 0和和1 1状态。状态。1717、码元传输的限制：在任何信道中，码元传输的、码元传输的限制：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰，使接收端对码元的识别成为不可严重的码间

60、串扰，使接收端对码元的识别成为不可能。能。计算机学院计算机学院计算机网络计算机网络60物理层总结物理层总结1818、奈氏准则：在假定的理想条件下，为了避免码、奈氏准则：在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。间串扰，码元的传输速率的上限值。1919、奈氏准则的公式：、奈氏准则的公式： 首先给出了首先给出了无噪声无噪声情况下码元速率的极限值情况下码元速率的极限值B B与与信道带宽信道带宽W W的关系为：的关系为：B=2B=2* *W (Baud)W (Baud) 其中其中W W是信道的带宽，也称为频率的范围，即信是信道的带宽，也称为频率的范围，即信道能传输的上、下限频率的差