1、計算機網(wǎng)絡(luò)原理,第 2 章 物理層,2.1 物理層的基本概念 2.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本概念 2.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的指標 2.4 信道的極限容量（重點、難點） 2.5 數(shù)據(jù)通信方式 2.6 數(shù)據(jù)編碼與數(shù)據(jù)調(diào)制（重點） 2.7 物理層下面的傳輸媒體 2.8 信道復(fù)用技術(shù)（重點、難點） 2.9 數(shù)字傳輸系統(tǒng) 2.10 寬帶接入技術(shù),2.1 物理層的基本概念,物理層位于傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）之上，它的作用是盡量屏蔽具體物理設(shè)備或傳輸媒體的差異，為上層（數(shù)據(jù)鏈路層）提供統(tǒng)一的服務(wù)。 因此，物理層的主要任務(wù)是確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： 機械特性 指明采用的連接器的幾何尺寸、插件的引腳及分布位置。

2、 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。,2.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本概念,調(diào)制解調(diào)器,PC 機,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,PC 機,2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型,2.2.2 信息、數(shù)據(jù)與信號,信息(Information)是人們對現(xiàn)實世界的事物的存在方式及其運動狀態(tài)的認識。 數(shù)據(jù)(Data)運送信息的實體，是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式。 信號(Signal)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，即數(shù)據(jù)的具體物理表

3、現(xiàn)，如電壓、電流、磁場的強度等。,信息：人對雪花和馬的認識 數(shù)據(jù)：文字，二進制數(shù)，十進制數(shù) 信號：電壓，光，磁場強度,2.2.3 模擬與數(shù)字,模擬連續(xù) 數(shù)字離散,模擬信號與數(shù)字信號,模擬信號的特點： 波動性； 持續(xù)變化； 包含無窮多個值； 在電信業(yè)已經(jīng)被廣泛使用超過100年。 數(shù)字信號的特點： 離散性； 躍變性； 包含有限個值 設(shè)備性能先進，較為便宜。,模擬數(shù)據(jù) 模擬數(shù)據(jù)的值是某個區(qū)間內(nèi)的連續(xù)值。 模擬數(shù)據(jù)的物理信號容易實現(xiàn)，但不精確且容易受干擾。 數(shù)字數(shù)據(jù) 數(shù)字數(shù)據(jù)的值是某個區(qū)間內(nèi)的有限個離散值。 數(shù)字數(shù)據(jù)具有精確以及受擾動可以恢復(fù)的特性。,模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù),模擬信道和數(shù)字信道,信道（ch

4、annel） 向某一個方向傳輸信息的媒體。 模擬信道 是用來傳輸連續(xù)的模擬信號(如正弦波信號)的信道； 如果利用模擬信道傳送數(shù)字數(shù)據(jù)，則必須經(jīng)過數(shù)字與模擬信號之間的變換（A/D變換器）。 數(shù)字信道 是用來傳輸離散的數(shù)字信號(如脈沖信號)的信道。,模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)都可以用模擬信號或數(shù)字信號來表示，因而也可以用其中任意一種形式傳輸。,2.2.4 數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问?DTE(Data Terminal Equipment) 是數(shù)據(jù)終端設(shè)備，是具有一定的數(shù)據(jù)處理能力和發(fā)送、接收數(shù)據(jù)能力的設(shè)備。如計算機、路由器。 DCE (Data Communication Equipment 或Data Circui

5、t-terminating Equipment)是數(shù)據(jù)通信設(shè)備（數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備），它在 DTE 和傳輸線路之間提供信號變換和編碼的功能，并且負責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。如調(diào)制解調(diào)器、交換機、集線器。,2.2.5 DTE 和 DCE,DTE通過 DCE與通信傳輸線路相連,按照DCE之間傳輸?shù)男盘栴愋停挚蓪⑼ㄐ畔到y(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)： DCE之間傳輸模擬信號的系統(tǒng)是模擬通信系統(tǒng)； DCE之間傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)是數(shù)字通信系統(tǒng)。,2.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的指標,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標主要有以下幾項 ： 波特率 碼元的傳輸速率 比特率信息的傳輸速率 信道容量信道能達到的最大傳輸能力。

6、 誤碼率 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸可靠性的指標,波特率和比特率,碼元是承載數(shù)據(jù)的基本信號單元。 波特率（碼元傳輸速率）：每秒傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位是Baud（波特） 比特率：指的是每秒傳輸?shù)亩M制比特數(shù)，速率的單位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等。,要注意,信息的傳輸速率“比特/秒”與碼元的傳輸速率“波特”在數(shù)量上有一定的關(guān)系。 一個n進制碼元所包含的信息量為 I=log2n 位，所以數(shù)據(jù)傳輸速率的計算公式為：C=BI=Blog2n 其中 B 代表波特率； n 是一個碼元表示的有效狀態(tài)數(shù)； C 為比特率。 當(dāng)一個碼元只能表示0或1兩種狀態(tài)時，比特率就等于波特率。,誤碼率,誤碼率：是二進

7、制碼元在信道中被傳錯的概率。 根據(jù)概率統(tǒng)計理論，此概率近似等于被傳錯的碼元數(shù)與所傳送的碼元總數(shù)之比。即： Pe=Ne /N其中： Ne為被傳錯的碼元數(shù)；N為所傳送的碼元總數(shù)； Pe為誤碼率。 在計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，要求誤碼率低于10-6。 如果實際傳輸?shù)牟皇嵌M制碼元，需折合成二進制碼元計算。,信道容量,信道容量（也稱為傳輸帶寬）：指信道能達到的最大傳輸能力，即信道的最大（極限）數(shù)據(jù)傳輸速率。,.,2.4 信道的極限容量,任何實際的信道都不是理想的，在傳輸信號時會產(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，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴重。,數(shù)字信號通過實際的

8、信道,失真不嚴重 失真嚴重,實際的信道 （帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）,輸入信號波形,輸出信號波形 (失真不嚴重),2.4.1奈奎斯特(Nyquist)準則,理想低通信道的最高碼元傳輸速率 = 2W Baud,W 是理想低通信道的帶寬，單位為赫(Hz),不能通過,能通過,0,頻率(Hz),W (Hz),在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯邢薜?，傳輸速率超過此上限，就會出現(xiàn)嚴重的碼間串?dāng)_的問題，使接收端對碼元的識別成為不可能。 如果信道的頻帶越寬，也就是能過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)干擾。,如果編碼方式的碼元狀態(tài)數(shù)為M，就得到了理想低通信道的極限信息傳輸速率（即

9、信道容量）Cmax： Cmax= 2W log2M (bps) 因為信道總是有噪聲的，因此奈奎斯特準則給出的是理論上的上限。實際的信道所能傳輸?shù)淖罡邤?shù)據(jù)傳輸速率（或者最高碼元速率），要明顯地低于奈奎斯特準則給出上限數(shù)值。,另一種形式的奈奎斯特準則,理想帶通信道的最高碼元傳輸速率 = W Baud,W 是理想帶通信道的帶寬，單位為赫(Hz),不能通過,能通過,0,頻率(Hz),W (Hz),不能通過,如果編碼方式的碼元狀態(tài)數(shù)為M，就得到了理想帶通信道的極限信息傳輸速率（即信道容量）C max： Cmax= W log2M (bps),練習(xí)： 有一帶寬為3 kHz的理想低通信道，求其最高碼元速率。

10、若傳輸?shù)臑?進制碼元，求其信道容量。若為8進制碼元呢？,2.4.2 香農(nóng)定理,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、無差錯的信息傳輸速率。 信道的極限信息傳輸速率 C（即傳輸帶寬）可表達為 C = W log2(1+S/N) b/s W 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。 S / N信噪比，常以分貝(dB)表示 記為： 信噪比(dB) = 10*log10(S/N) (dB),練習(xí)： 求信噪比為30分貝，帶寬為4kHz 的信道的最大數(shù)據(jù)速率(信道容量)。,香農(nóng)公式表明,信道的帶寬或信

11、道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。 要想提高信息的極限傳輸速率，或者必須設(shè)法提高傳輸線路的帶寬，或者必須設(shè)法提高所傳信號的信噪比，此外沒有其他任何辦法。 實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。,.,2.5 數(shù)據(jù)通信方式,數(shù)據(jù)通信（傳輸）的方式，可以從不同的角度劃分，本節(jié)介紹： （1）單向通信、雙向交替通信和雙向同時通信 （2）并行傳輸和串行傳輸 （3）同步傳輸和異步傳輸 （4）基帶傳輸和頻帶傳輸,2.5.1 數(shù)據(jù)通信的方向,從通信的雙方信息交互的方式來看，可以有以下三種類型： 單向通信（單工通信）信息只能朝著一個方向傳遞，信息傳輸方向不能改變。只需一條信道。

12、 雙向交替通信（半雙工通信）數(shù)據(jù)信息可以雙向傳遞，但不能同時進行。在此方式中信息流輪流使用發(fā)送和接收裝置。 雙向同時通信（全雙工通信）能同時進行雙向通信。需要兩條不同方向的信道。,2.5.2 并行傳輸和串行傳輸,在計算機通信系統(tǒng)中，根據(jù)組成字符的各個二進制位是否同時傳輸，通信方式分為:并行傳輸和串行傳輸。,并行傳輸,幾位數(shù)據(jù)同時從一個設(shè)備發(fā)往另一設(shè)備，傳輸速度快。 計算機內(nèi)部常用（并行數(shù)據(jù)傳輸線稱為“總線”）。亦用于短距傳輸。,串行傳輸,數(shù)據(jù)一位位地按順序傳送，一次只能傳送一位。實現(xiàn)容易，但傳輸速度慢，通常用于遠程通信。 與線路接口處需要有“并-串”或“串-并”轉(zhuǎn)換器。 串行傳輸又分為：同步方

13、式和異步方式。,2.5.3 同步傳輸和異步傳輸,所謂同步，就是要求接收端按照發(fā)送端所發(fā)送碼元的頻率或起止時間來接收數(shù)據(jù)，使得收發(fā)雙方在時序上保持一致。 通常采用的同步方式有兩種： 異步法（異步傳輸）： 收發(fā)雙方獨立產(chǎn)生同步時鐘，但定期進行同步。 以字符為單位進行傳輸。 傳輸?shù)男时容^低。 常用于計算機與Modem之間的數(shù)據(jù)傳輸。 同步法（同步傳輸）： 接收方的時鐘完全由發(fā)送方控制。 以幀為單位進行傳輸。 適用于快速的和較大規(guī)模的信息傳輸。 計算機網(wǎng)絡(luò)通信采用同步傳輸。,2.5.4 基帶傳輸和頻帶傳輸,基帶信號：將來自信源的信號常稱為基帶信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)字信號都屬于

14、基帶信號。 另一種定義：基帶信號就是將數(shù)字信號 1 或 0 直接用兩種不同的電壓來表示，然后送到線路上去傳輸。 基帶傳輸是在信道中直接傳送基帶信號。 使用數(shù)字信號的傳輸都是基帶傳輸。 基帶傳輸不需要調(diào)制解調(diào)器，設(shè)備費用低，適合短距離的數(shù)據(jù)輸。 頻帶傳輸是將基帶信號調(diào)制成模擬信號，放到信道的通頻帶寬之內(nèi)進行傳輸。 寬帶信號：是將基帶信號進行調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號。,.,2.6 數(shù)據(jù)編碼與數(shù)據(jù)調(diào)制,2.6.1 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 2.6.2 模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 2.6.3 數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號編碼,2.6.1 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼,使用基帶傳輸時： 在發(fā)送端要將數(shù)字數(shù)據(jù)變換為數(shù)字信號

15、，以便在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸，這一過程稱為編碼。 在接收端，要將數(shù)字信號還原為原來的形式，這一過程稱為解碼。 最常用的數(shù)字信號編碼技術(shù)有以下幾種： （1）非歸零碼NRI； （2）曼徹斯特編碼； （3）差分曼徹斯特編碼。,不歸零編碼（NRZ）,負電平用于表示一個二進制值，正電平用于表示另一個二進制值 由比特值決定信號的電平。NRZ碼是最容易實現(xiàn)的，實際上是直接將計算機發(fā)出的信號加到通信線路上，未作任何處理，代價也最低。但NRZ碼的缺點是接收方無法判斷一位的開始和結(jié)束，即不具備同步特性。 主要用于計算機內(nèi)部通信。,曼徹斯特編碼,每個比特的中間位置處都存在一個跳變。這種中間處的跳變既含有時鐘信息，也含

16、有數(shù)據(jù)信息：從低到高的跳變代表1，從高到低的跳變代表0 (注意有些系統(tǒng)也可能相反)。,差分曼徹斯特編碼,比特中間位置處的跳變僅含有時鐘信息。在比特間隔開始處如果出現(xiàn)跳變表示0，如果沒有跳變表示1。,曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的應(yīng)用,曼徹斯特編碼是IEEE 802.3（以太局域網(wǎng)）標準規(guī)定的編碼（使用同軸電纜和雙絞線）。 差分曼徹斯特編碼是IEEE802.5（令牌局域網(wǎng)）標準規(guī)定的編碼（使用屏蔽雙絞線）。,.,2.6.2 模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼,1. PCM脈沖編碼調(diào)制是最基本的模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化編碼方法 對模擬信號進行幅度采樣，使連續(xù)信號變?yōu)闀r間軸上的離散信號。 該方法的理論基礎(chǔ)是奈奎斯特(N

17、yquist)的采樣定理：設(shè)模擬信號f(t)的最高頻率為fm (Hz) ，如果對該模擬信號進行周期性采樣，只要采樣的頻率f 滿足f2fm ，則這些離散采樣值可以無失真地恢復(fù)成原來的模擬信號。 主要過程： 采樣 量化 二進制編碼,（1）采樣,每隔一定的時間間隔，把模擬信號的幅值取出來作為樣值來代表原信號。采樣頻率f 2 fm 。,（2）量化,為了將模擬信號進一步離散化，將幅值劃分成n個量化級。把采樣所得到的樣值用取整或四舍五入等方法歸并到某個臨近的整數(shù)幅值。,（3）編碼,用一定位數(shù)的二進制數(shù)字來表示量化后的幅值，其位數(shù)稱為字長。字長=log2n,“數(shù)字-數(shù)字”編碼,使用各種“數(shù)字數(shù)據(jù)-數(shù)字信號”

18、編碼技術(shù)將二進制數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行傳送。,習(xí)題：PCM用于數(shù)字語音系統(tǒng),聲音數(shù)據(jù)通常限于4000Hz以下的頻率，聲音數(shù)字化時常采用128個量化級。 問題： 每秒采樣多少次可完整地表示聲音信號的特征? 信道的數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達到多少？ 如果每個樣本增加1位冗余，數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達到多少？,.,在計算機通信網(wǎng)中，為了利用廉價的公共電話交換網(wǎng)（模擬信道）進行遠程通信，必須使用調(diào)制解調(diào)器進行信號變換。 調(diào)制器：把要發(fā)送的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為頻率范圍在 3003400 Hz 之間的模擬信號（載波信號，載波通常是正弦波或余弦波），以便在電話用戶線上傳送。 解調(diào)器：把電話用戶線上傳送來的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

19、所有調(diào)制技術(shù)均涉及載波信號的下列一個或多個參數(shù)的變化：振幅、頻率和相位。，分別稱為振幅調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。,2.6.3 數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號編碼,振幅調(diào)制,振幅調(diào)制又稱振幅鍵控(ASK)，就是用被傳輸?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)去調(diào)制載波信號的振幅。 若載波信號為 Acos(2ft+) ，則振幅調(diào)制信號可以表示為：,數(shù)字數(shù)據(jù)為1 數(shù)字數(shù)據(jù)為0,頻率調(diào)制,頻率調(diào)制又稱頻率鍵控(FSK)，就是用被傳輸?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)去調(diào)制載波信號的頻率。 若載波信號為 Acos(2ft+) ，則頻率調(diào)制信號可以表示為：,數(shù)字數(shù)據(jù)為1 數(shù)字數(shù)據(jù)為0,相位調(diào)制,相位調(diào)制又稱相位鍵控(PSK)，就是用被傳輸?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)去調(diào)制載波信號的相位。

20、 若載波信號為 Acos(2ft+) ，則相位調(diào)制信號可以表示為：,數(shù)字數(shù)據(jù)為1 數(shù)字數(shù)據(jù)為0,三種類型的調(diào)制,四相位PSK,我們還可以采用四種相位變化方式，讓每一種變化代表兩個比特(4-PSK)。此時我們可以用兩倍于2-PSK的速率傳輸數(shù)據(jù)。,正交振幅調(diào)制,一種常用于ADSL（非對稱數(shù)字用戶線路）和無線通信的模擬信號傳輸技術(shù)。 振幅調(diào)制(ASK)和相位調(diào)制(PSK)技術(shù)的綜合(同時改變正弦波三個特性中的振幅和相位)。,.,2.7 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。 傳輸媒體可以分為兩大類，即 導(dǎo)向傳輸媒體（有線）：電磁

21、波被導(dǎo)向沿著固體媒體傳播：雙絞線、同軸電纜、光纖 非導(dǎo)向傳輸媒體（無線）：地面微波、衛(wèi)星、紅外線,2.7.1 導(dǎo)向傳輸媒體,雙絞線 屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair) 無屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair) 同軸電纜 50同軸電纜 75同軸電纜 光纖 單模光纖 多模光纖,（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。 雙絞線既可以傳輸模擬信號，也可以傳輸數(shù)字信號。,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,

22、無屏蔽雙絞線 UTP,屏蔽雙絞線 STP,局域網(wǎng)中所使用的雙絞線有:屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線。,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10bps，5類雙絞線傳輸速率可達100bps。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7.5cm10cm，5類為0.6cm0.85cm。,常用的雙絞線的類別,.,（2）同軸電纜,由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線（單股實心線或多股絞合線）、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層（也可以是箔狀）以及絕緣保護外層所組成。,內(nèi)導(dǎo)體,絕緣層,外導(dǎo)體屏蔽層,絕緣保護外層,通常按特性阻抗的不同, 可分為

23、:50同軸電纜和75同軸電纜。 50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。 75 同軸電纜用于模擬傳輸系統(tǒng)，在這種電纜上傳送的信號采用了頻分復(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75同軸電纜。,同軸電纜的分類,50同軸電纜又分為粗纜和細纜兩種。 粗纜傳輸性能優(yōu)于細纜。常用于10Base-5的以太網(wǎng)中，單根最大傳輸距離500米。 而細纜常用于10Base-2的以太網(wǎng)中，單根最大傳輸距離185米。,.,（3）光纖,光纖（光導(dǎo)纖維）是一種直徑為8m100m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

24、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；多條光纖組成一束，就構(gòu)成一條光纜。,四 芯 光 纜,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,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?按光纖傳輸模式的不同，可以分為： （1）單模光纖（直徑8m10m） （2）多模光纖（通常為50m或62.5m） 只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大于臨界角，就可產(chǎn)生全反射。因此，可以存在許多條不同角度入射

25、的光線在一條光纖中傳輸。這種光纖就稱為多模光纖。 若光纖的直徑減小到只有一個光的波長，它可使光線一直向前傳播，而不會產(chǎn)生多次反射。這樣的光纖就稱為單模光纖。,多模光纖與單模光纖,多模光纖,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。,光纖不僅具有通信容量非常大的優(yōu)點，而且還具有其他的一些特點： （1）傳輸損耗小，中繼距離長，對遠距離傳輸特別經(jīng)濟。 （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

26、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。,光纖的優(yōu)點,.,2.7.2 非導(dǎo)向傳輸媒體,用自由空間作為傳輸介質(zhì)來進行數(shù)據(jù)通信。 特點: 信號沿直線傳播 適用: 架設(shè)或鋪埋電纜或光纜較困難的地方,廣泛應(yīng)用于電話領(lǐng)域構(gòu)成的蜂窩式無線電話網(wǎng)。 分類: 地面微波接力通信、衛(wèi)星通信、紅外線與毫米波通信,電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜,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,LF,MF,HF,VHF,UHF,SHF,EHF,THF,波段,104 105 106 107 108 109 10

27、10 1011 1012 1013 1014 1015 1016,100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024,移動 無線電,（1）地面微波接力通信,原理:長距離傳輸時每隔一段距離就需架中繼站,將前一信號放大向后傳。 優(yōu)點:頻帶寬、通信容量大、傳輸質(zhì)量高、可靠性較好、投資少、見效快、靈活等。 缺點:相鄰站間必須直視，不能有障礙物；受氣候干擾較大、保密性差、中繼站的使用與維護問題等。,（2）衛(wèi)星通信,原理：用位于36000公里高空的人造同步衛(wèi)星做中繼器的一種微波接力通信。 優(yōu)點：頻帶很寬,通信容量大,信號受干擾??；通信比較

28、穩(wěn)定，通信距離遠。 缺點：保密性較差,造價較高，具有較大的傳輸延遲 適用：廣播電視通信。,（3）紅外線與毫米波通信,優(yōu)點：價格便宜，易制造，有良好的安全性，不易被竊聽。 缺點：不能穿透堅硬的物體。 適用：被廣泛應(yīng)用于短距離通信，紅外線成為室內(nèi)無線局域網(wǎng)的主要選擇對象。,幾種通信介質(zhì)的性能比較,.,共享信道,2.8 信道復(fù)用技術(shù),復(fù)用(multiplexing)是將多個信源的彼此無關(guān)的信號，組合在一條物理信道上進行傳送的技術(shù)。 多路復(fù)用的目的：充分利用昂貴的通信線路，盡可能地容納較多的用戶傳輸較多的信息。,信道,A1,A2,B1,B2,C1,C2,信道,信道,A1,A2,B1,B2,C1,C2,

29、復(fù)用,分用,(a) 不使用復(fù)用技術(shù),(b) 使用復(fù)用技術(shù),常用的多路復(fù)用技術(shù)有： 頻分多路復(fù)用（FDM，F(xiàn)requency Division Multiplexing） 時分多路復(fù)用（TDM，Time Division Multiplexing） 波分多路復(fù)用（WDM，Wavelength Division Multiplexing） 碼分多路復(fù)用（CDM，Code Division Multiple）,2.8.1 頻分復(fù)用 FDM,按照頻率區(qū)分信號的方法，把傳輸頻帶分為若干個較窄的頻帶，每個頻帶構(gòu)成一個子信道，獨立地傳輸信息。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頻帶。 頻

30、分復(fù)用的所有用戶在同樣的時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）。,頻分復(fù)用的用途：主要用于模擬信道的復(fù)用。如有線電視,頻分多路復(fù)用的實現(xiàn)過程,頻分多路復(fù)用技術(shù)對整個物理信道的可用帶寬進行分割，并利用載波調(diào)制技術(shù)，實現(xiàn)原始信號的頻譜遷移，使得多路信號在整個物理信道帶寬允許的范圍內(nèi)實現(xiàn)頻譜上的不重疊。 為了避免兩個相鄰頻段的信號互相干擾，頻段之間要保留一定的隔離頻帶，稱為保護帶。,保護帶,頻分多路復(fù)用技術(shù)示例,三路音頻模擬信號復(fù)用一個帶寬為12Hz的物理信道：,300 3400,頻分多路復(fù)用技術(shù)的特點,頻分多路復(fù)用使信道在同一時刻能同時獨立傳送多路信號，每路

31、信號占用不同的頻帶； 在線路上傳輸?shù)氖歉髀沸盘柦?jīng)過調(diào)制后的疊加在一起的復(fù)合信號。 頻分多路復(fù)用技術(shù)適用于寬帶網(wǎng)絡(luò)。要求傳輸介質(zhì)的可用帶寬超過各路信源所需帶寬的總和：Bfi,在使用頻分復(fù)用時，若每一個用戶占用的帶寬不變，則當(dāng)復(fù)用的用戶數(shù)增加時，復(fù)用后的信道的總帶寬就跟著變寬。,.,2.8.2 時分復(fù)用TDM,當(dāng)物理信道可支持的位傳輸速率超過單個原始信號要求的數(shù)據(jù)傳輸速率時，可以將時間劃分為一段段等長的時分復(fù)用幀（TDM 幀）。每個幀又劃分成若干個時隙，每一個用戶在每一個 TDM 幀中占用固定序號的時隙。用戶所占用的時隙是周期性地出現(xiàn)（其周期就是 TDM 幀的長度）。這種時分復(fù)用方式又稱為同步時分

32、多路復(fù)用。 主要用于數(shù)字信道的復(fù)用。 時分復(fù)用的所有用戶是在不同的時間占用同樣的頻帶寬度（整個信道的帶寬）。,時分復(fù)用,頻率,時間,B,C,D,B,C,D,B,C,D,B,C,D,A 在 TDM 幀中 的位置不變,時分復(fù)用,頻率,時間,C,D,C,D,C,D,A,A,A,A,C,D,B 在 TDM 幀中 的位置不變,時分復(fù)用,頻率,時間,B,D,B,D,B,D,A,A,A,A,B,D,C 在 TDM 幀中 的位置不變,時分復(fù)用,頻率,時間,B,C,B,C,B,C,A,A,A,A,B,C,D 在 TDM 幀中 的位置不變,A,B,C,D,a,a,b,d,b,c,a,t,t,t,t,t,4 個時分

33、復(fù)用幀,#1,c,d,時分復(fù)用,#2,#3,#4,用戶,C沒有信息,D沒有信息,A沒有信息,D沒有信息,A沒有信息,B沒有信息,D沒有信息,B沒有信息,C沒有信息,1,2,3,4,使用時分復(fù)用系統(tǒng)傳送計算機數(shù)據(jù)時，由于計算機數(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。,時分復(fù)用可能會造成線路資源的浪費,統(tǒng)計時分復(fù)用 STDM,用戶,A,B,C,D,a,b,c,d,t,t,t,t,t,3 個 STDM 幀,#1,a,c,b,a,b,b,c,a,c,d,#2,#3,統(tǒng)計時分復(fù)用又稱為異步時分多路復(fù)用，允許動態(tài)地分配時間片。根據(jù)用戶對時間片的需求來分配時間片，沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩舨环峙鋾r

34、間片。同時對每個時間片加上用戶標識，以區(qū)別該時間片屬于該用戶。,.,2.8.3 波分復(fù)用 WDM,波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用，它利用了光具有不同的波長的特征。 原理：利用波分復(fù)用設(shè)備（如衍射光柵）將不同信道的信號調(diào)制成不同波長的光，并復(fù)用到光纖信道上。在接收方，采用相同設(shè)備分離不同波長的光。,1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 7,0 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 15

35、57 nm,8 2.5 Gb/s 1310 nm,20 Gb/s,復(fù) 用 器,分 用 器,EDFA,120 km,光調(diào)制器,光解調(diào)器,8 2.5 Gb/s 1310 nm,在一根光纖上復(fù)用80路或更多路的光載波信號稱為密集波分復(fù)用DWDM；,.,2.8.4 碼分復(fù)用 CDM,常用的名詞是碼分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。 各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。每個用戶可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信。 這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 采用CDMA可提高通信的語音質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

36、可靠性，減少干擾對通信的影響，降低手機的平均發(fā)射功率等等。,碼片序列(chip sequence),每一個比特時間劃分為 m 個短的間隔，稱為碼片(chip)。 每個站被指派一個唯一的 m bit 碼片序列。 如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列。 如發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。 例如，S 站的 8 bit 碼片序列是 00011011。 發(fā)送比特 1 時，就發(fā)送序列 00011011， 發(fā)送比特 0 時，就發(fā)送序列 11100100。 習(xí)慣上，我們將碼片中的0寫成-1，1寫成+1，因此，S 站的碼片序列：(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1),CDMA 的重

37、要特點,每個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)。 在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。,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(inner product)都是 0：,(2-3),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)式就可看出這兩個碼片序列是正交的。,任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1 。 一個碼片向量

38、和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是 1。,正交關(guān)系的另一個重要特性,CDMA 的工作原理,S 站的碼片序列 S,1,1,0,t,t,t,t,t,t,m 個碼片,t,S 站發(fā)送的信號 Sx,T 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,數(shù)據(jù)碼元比特,發(fā) 送 端,接 收 端,當(dāng)S站發(fā)送比特1時，在接收端計算內(nèi)積的結(jié)果是1； 當(dāng)S站發(fā)送比特0時，在接收站計算內(nèi)積的結(jié)果是1； 當(dāng)S站沒有發(fā)送數(shù)據(jù)時，在接收站計算內(nèi)積的結(jié)果是0。,例：共有4個站進行碼分多址CDMA通信。4個站的碼片序列為： A：（1 1 1 1 1 1 1 1 ） B：（1 1 1 1

39、 1 1 1 1 ） C：（1 1 1 1 1 1 1 1 ） D：（1 1 1 1 1 1 1 1 ） 現(xiàn)收到這樣的碼片序列：（ 1 1 3 1 1 3 1 1 ）。 問哪個站發(fā)送數(shù)據(jù)了？發(fā)送數(shù)據(jù)的站發(fā)送的1還是0？ 答：SA=（11311311）8=1， A發(fā)送1 SB=（11311311）8=1， B發(fā)送0 SC=（11311311）8=0， C無發(fā)送 SD=（11311311）8=1， D發(fā)送1,幾種復(fù)用技術(shù)的簡單對比,例：假設(shè)現(xiàn)在在開會TDM(時分復(fù)用)如在同一個房間輪流發(fā)言的方式，但一次只能一個人說，一個說完，另一個繼續(xù)。FDM(頻分復(fù)用)則先將大房間隔成若干個小房間，每個小房間里

40、的人互相交流。CDMA(碼分多路復(fù)用)則是把所有的人放在一個大房間里，他們說著不同的語言。這樣他要交流只要找自己的語言的那個，而不用擔(dān)心別的語言的噪聲。,.,2.9 數(shù)字傳輸系統(tǒng),1.脈碼調(diào)制PCM體制 2.同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列SDH,2.9.1. PCM 體制,現(xiàn)在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)均采用脈沖編碼調(diào)制 PCM 體制。 為了有效地利用傳輸線路，可將多個話路的PCM 信號用時分復(fù)用 TDM (Time Division Multiplexing)的方法裝成時分復(fù)用幀，然后發(fā)送到線路上。 由于歷史上的原因，PCM 有兩個互不兼容的國際標準，即北美的 24 路 PCM（簡稱為 T1）和歐洲

41、的 30/31/32 路 PCM（簡稱為 E1）。我國采用的是歐洲的 E1 標準。 E1 的速率是 2.048 Mb/s，而 T1 的速率是 1.544 Mb/s。 當(dāng)需要有更高的數(shù)據(jù)率時，可采用復(fù)用的方法。,E1線路 2.048Mbps,E1由32個多路復(fù)用信道組成 每個信道采樣8000次/秒，每次采樣量化為8bit，則數(shù)據(jù)傳輸速率為64kbps。 32個多路復(fù)用信道每次采樣組成一個幀，即每幀為：32個信道*8bit=256bit。 256bit*8000次/秒=2.048Mbps,T = 125 s,E1 的時分復(fù)用幀,2.048 Mb/s,傳輸線路,CH0,CH16,CH17,CH15,

42、CH15,CH16,CH17,CH31,CH31,CH0,CH1,CH1,時分復(fù)用幀,CH0,CH1,CH2,CH15,CH16,CH17,CH30,CH31,CH0,8 bit,t,時分復(fù)用幀,時分復(fù)用幀,15 個話路,15 個話路,1、一條E1是2.048M的鏈路，用PCM編碼。 2、一個E1的幀長為256bit（T=125s）,分為32個時隙，一個時隙為8bit。 3、每秒有8k個E1的幀通過接口，即8K*256=2048kbps。 4、每個時隙在E1幀中占8bit，8*8k=64k，即一條E1中含有32個64K。,E1幀結(jié)構(gòu),E1有成幀,成復(fù)幀與不成幀三種方式： 在成幀的E1中第0時隙

43、用于傳輸幀同步數(shù)據(jù),其余31個時隙可以用于傳輸有效數(shù)據(jù); 在成復(fù)幀的E1中,除了第0時隙外，第16時隙是用于傳輸信令的,只有第1到15,第17到第31共30個時隙可用于傳輸有效數(shù)據(jù); 而在不成幀的E1中,所有32個時隙都可用于傳輸有效數(shù)據(jù)。,T1線路 1.544Mbps,T1由24個多路復(fù)用信道組成 每個信道采樣8000次/秒，每次采樣量化為7bit。每個信道每次采樣生成的7bit數(shù)據(jù)加1bit控制位。所以每個信道每秒生成56K+8K的傳輸速率。 24個多路復(fù)用信道每次組成一個幀，即每幀為：24*8=192bit，每幀間加1bit幀分割，所以每幀為193bit，193bit*8000次/秒=1

44、554000bps=1.544Mbps,上表給出了歐洲和北美系統(tǒng)的高次群的話路數(shù)和數(shù)據(jù)率。日本的一次群用T1，但自己另有一套高次群的標準。,.,2.9.2. 同步光纖網(wǎng) SONET 和同步數(shù)字系列 SDH,舊的數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點。其中最主要的是以下兩個方面： 速率標準不統(tǒng)一。 如果不對高次群的數(shù)字傳輸速率進行標準化，國際范圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實現(xiàn)。 不是同步傳輸。 在過去相當(dāng)長的時間，為了節(jié)約經(jīng)費，各國的數(shù)字網(wǎng)主要是采用準同步方式。,同步光纖網(wǎng) SONET,美國1988年提出了名為同步光纖網(wǎng) SONET (Synchronous Optical Network) 的標準，同步光纖網(wǎng)的

45、各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘，并且以51.84 Mb/s為基礎(chǔ)定義了同步傳輸?shù)木€路速率等級。 第 1 級同步傳送信號 STS-1 (Synchronous Transport Signal)的傳輸速率是 51.84 Mb/s（使用的幀稱為STS-1幀）。更高的等級是用N個STS-1幀組成STS-N幀。 與第1級同步傳輸信號對應(yīng)的光信號則稱為第 1 級光載波 OC-1，OC 表示Optical Carrier。,同步數(shù)字系列 SDH,ITU-T（國際電信聯(lián)盟的電信標準化部門） 以美國標準 SONET 為基礎(chǔ)，制訂出國際標準同步數(shù)字系列 SDH (Synchronous Digital Hi

46、erarchy)。 一般可認為 SDH 與 SONET 是同義詞。 SDH 的基本速率為 155.52 Mb/s，稱為第 1 級同步傳遞模塊 (Synchronous Transfer Module)，即 STM-1，相當(dāng)于 SONET 體系中的 OC-3 速率。更高的等級是用N個STM-1組成STM-N。,SONET 標準與 SDH標準的對應(yīng)關(guān)系,SONET 的體系結(jié)構(gòu),光子層,路徑層,線路層,段層,線路 (line),光子層,路徑層,線路層,段層,光子層,線路層,段層,光子層,段層,光子層,線路層,段層,光子層,段層,SDH 終端,SDH 終端,復(fù)用器 或 分用器,復(fù)用器 或 分用器,轉(zhuǎn)發(fā)

47、器,轉(zhuǎn)發(fā)器,段,段,段,路徑 (path),(section),(section),(section),SONET 標準定義了四個光接口層,光子層(Photonic Layer) 處理跨越光纜的比特傳送。 段層(Section Layer) 在光纜上傳送 STS-N 幀。 線路層(Line Layer) 負責(zé)路徑層的同步和復(fù)用。 路徑層(Path Layer) 處理路徑端接設(shè)備 PTE (Path Terminating Element)之間的業(yè)務(wù)的傳輸。,.,2.10 寬帶接入技術(shù),為了提高用戶的上網(wǎng)速率，近年來已經(jīng)有多種寬帶技術(shù)開始進入用戶的家庭。 “寬帶”尚無統(tǒng)一的定義。有人認為只要接入

48、速率超過56kb/s就是寬帶。美國聯(lián)邦通信委員會認為只要雙向速率之和超過200kb/s就是寬帶。也有人認為數(shù)據(jù)率要達到1Mb/s以上才能算是寬帶。 常用的寬帶接入技術(shù)有： 1. xDSL技術(shù) 2.光纖同軸混合網(wǎng) 3.FTTx 技術(shù),2.10.1 xDSL技術(shù),xDSL 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行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。 雖然標準模擬電話信號的頻帶被限制在 3003400 kHz 的范圍內(nèi)，但用戶線本身實際可通過的信號頻率仍然超過 1 MHz。 xDSL 技術(shù)就把 04 kHz 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

49、(Digital Subscriber Line)的縮寫。而 DSL 的前綴 x 則表示在數(shù)字用戶線上實現(xiàn)的不同寬帶方案。,xDSL 的幾種類型,ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非對稱數(shù)字用戶線 HDSL (High speed DSL)：高速數(shù)字用戶線 SDSL (Single-line DSL)：1 對線的數(shù)字用戶線 VDSL (Very high speed DSL)：甚高速數(shù)字用戶線 DSL ：ISDN 用戶線。 RADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自適應(yīng) DSL，是 ADSL 的一個子集，可自動調(diào)節(jié)線路速率）。,

50、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，信號傳輸時的衰減就越大）； 而所能得到的最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實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 2.0 Mb/s 時可傳送 5.5 公里，但當(dāng)傳輸速率提高到 6.1 Mb/s 時，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6.1 Mb/s的傳輸速率下就只能傳送2.7公里,ADSL 的特點,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

51、 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 (Discrete Multi-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。,DMT 技術(shù),DMT 調(diào)制技術(shù)采用頻分復(fù)用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端頻譜劃分為許多的子信道，其中 25 個子信道用于上行信道，而 249 個子信道用于下行信道。 每個子信道占據(jù) 4 kHz 帶寬（嚴格講是 4.3125 kHz），并使用不同的載波（即不同的音調(diào)）進行數(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)。,DMT 技術(shù)的頻譜分布,頻譜,頻率,上行信道,傳統(tǒng)

52、電話,0,4,下行信道,(kHz),40,138,1100,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。 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 32 kb/s 到 6.4 Mb/s 之間，而上行數(shù)據(jù)率在 32 kb/s 到 640 kb/s 之間。,第二代 ADSL ADSL2（G.992.3 和 G.992.4）ADSL2+（G.992.5）,通過提高調(diào)制效率得到了更高的數(shù)據(jù)率。例如，ADSL2 要求至少應(yīng)支持

53、下行 8 Mb/s、上行 800 kb/s的速率。而 ADSL2+ 則將頻譜范圍從 1.1 MHz 擴展至2.2 MHz，下行速率可達 16 Mb/s（最大傳輸速率可達25 Mb/s），而上行速率可達 800 kb/s。 采用了無縫速率自適應(yīng)技術(shù) SRA (Seamless Rate Adaptation)，可在運營中不中斷通信和不產(chǎn)生誤碼的情況下，自適應(yīng)地調(diào)整數(shù)據(jù)率。 改善了線路質(zhì)量評測和故障定位功能，這對提高網(wǎng)絡(luò)的運行維護水平具有非常重要的意義。,.,2.10.2 光纖同軸混合網(wǎng),光纖同軸混合網(wǎng)HFC (Hybrid Fiber Coax) 網(wǎng)是在目前覆蓋面很廣的有線電視網(wǎng) CATV 的基

54、礎(chǔ)上開發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng)。 HFC 網(wǎng)除可傳送 CATV 外，還提供電話、數(shù)據(jù)和其他寬帶交互型業(yè)務(wù)。 現(xiàn)有的 CATV 網(wǎng)是樹形拓撲結(jié)構(gòu)的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，它采用模擬技術(shù)的頻分復(fù)用對電視節(jié)目進行單向傳輸。而 HFC 網(wǎng)則需要對 CATV 網(wǎng)進行改造，,HFC 的主要特點,(1) HFC網(wǎng)的主干線路采用光纖 HFC 網(wǎng)將原 CATV 網(wǎng)中的同軸電纜主干部分改換為光纖，并使用模擬光纖技術(shù)。 在模擬光纖中采用光的振幅調(diào)制 AM，這比使用數(shù)字光纖更為經(jīng)濟。,(2) HFC 網(wǎng)采用結(jié)點體系結(jié)構(gòu),同軸電纜,頭端,模擬光纖,放大器,引入線,分路器,光纖結(jié)點,服務(wù)區(qū),服務(wù)區(qū),服務(wù)區(qū),(3) HFC 網(wǎng)具有比 CATV 網(wǎng)更寬的頻譜，且具有雙向傳輸功能,下行信道,上行 信道,5 40 50 550 750 1000,