1、2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,1,計(jì)算機(jī)組網(wǎng)原理,第13章 傳輸信道技術(shù),2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,2,本章重點(diǎn) 三種有線(xiàn)傳輸介質(zhì)及其不同的適用場(chǎng)合 什么是PCM 幾種利用雙絞線(xiàn)的傳輸系統(tǒng) HDSL、SDSL、ADSL、VDSL、 MDSL。,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,3,第13章 傳輸信道技術(shù),13.5 廣域網(wǎng)傳輸媒體 13.5.1 有線(xiàn)傳輸介質(zhì) 1. 雙絞線(xiàn),超5類(lèi)1000Mbps 6類(lèi)1000Mbps 2002年6月發(fā)布標(biāo)準(zhǔn) 7類(lèi),2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,4,2. 同軸電纜,細(xì)纜網(wǎng)段最大長(zhǎng)度 185米 粗纜網(wǎng)段最大長(zhǎng)度 500

2、米,3. 光纜,單模：傳輸質(zhì)量好，距離長(zhǎng)，價(jià)格高 多模：傳輸質(zhì)量稍遜，距離短，價(jià)格低 型號(hào)與規(guī)格參見(jiàn)表13.4、表13.5,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,5,13.6 光纖通信系統(tǒng),13.6.1 概述 光纖通信優(yōu)點(diǎn)： 1. 容量大 采用波分復(fù)用（WDM）技術(shù)后，使光纖傳輸系統(tǒng)最高傳輸速率達(dá)400Gb/s，大大提高了光纖的利用率。 現(xiàn)在更多的是采用密集波分復(fù)用（DWDM），使傳輸速率達(dá)到1Tb/s（1T=1012）。,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,6,2. 可靠性高 光纖不受電磁、溫度、濕度的影響，安全性好，傳輸質(zhì)量高。誤碼率通常低于10-11。 3傳輸距離長(zhǎng) 當(dāng)前實(shí)用的

3、光纖傳輸系統(tǒng)的中繼距離為80公里。光放大新技術(shù)出現(xiàn)，使中繼距離達(dá)到200公里，超過(guò)了電纜傳輸系統(tǒng)的傳輸距離。,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,7,13.6.2 光纖通信系統(tǒng)的基本組成,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,8,PCM （pulse code modulation）,脈沖編碼調(diào)制PCM PCM以采樣定理為基礎(chǔ),由于數(shù)字傳輸?shù)拿黠@優(yōu)勢(shì)，所以，主干線(xiàn)都采用數(shù)字傳輸。于是終端用戶(hù)（包括電話(huà)的語(yǔ)音信號(hào)或計(jì)算機(jī)通過(guò)調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)）的數(shù)據(jù)到達(dá)本地局后，都必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以適合主干線(xiàn)的傳輸,采樣定理：如果在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，以有效信號(hào)f(t)最高頻率的二倍或二倍以上的速率對(duì)

4、該信號(hào)進(jìn)行采樣，則這些采樣值中包含了全部原始信號(hào)信息,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,9,采樣和量化,采樣速率：8000次/秒 采樣值的量化,電話(huà)系統(tǒng)的歷史及其在世界的覆蓋面決定了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須“ 疊加” 在電話(huà)系統(tǒng)的承載網(wǎng)上 根據(jù)人的聽(tīng)覺(jué)功能，電話(huà)系統(tǒng)中每個(gè)信道的頻寬為4000 Hz，根據(jù)Nyquist定理，對(duì)于4000 Hz的信號(hào)，多于8000次/秒的采樣是無(wú)意義的,一次采樣值分成多少個(gè)等級(jí)，將決定量化后的數(shù)據(jù)量，如等分成256個(gè)等級(jí)，則必須用8 bit表示,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,10,采樣和量化舉例,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,11,24個(gè)通道

5、的復(fù)用,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,12,1發(fā)送光端機(jī) 采用強(qiáng)度調(diào)制，并把電信號(hào)變成光信號(hào) 光源：發(fā)送二極管（LED)：中速，短距離 半導(dǎo)體激光器（LD)：高速，長(zhǎng)距離,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,13,接收光端機(jī) 采用直接檢波，把光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào) 光電檢測(cè)器：光電二極管（PIN)：電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低 雪崩光電二極管（APD)：具有放大功能，靈敏度高,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,14,光中繼器 放大被衰減的信號(hào)，恢復(fù)失真的波形。 光光中繼器 光電光中繼器 將來(lái)的趨勢(shì)是“全光網(wǎng)”，網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都對(duì)光波進(jìn)行操作，不需作光與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，從而大大提高了網(wǎng)絡(luò)

6、的傳輸速度。,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,15,13.8 接入網(wǎng)技術(shù)概述,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,16,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,17,13.8.1 利用雙絞線(xiàn)的傳輸系統(tǒng) 1. HDSL(高比特率數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)) 兩對(duì)市話(huà)線(xiàn)，對(duì)稱(chēng)速率，2b/s，距離為公里 2. SDSL(Single-line DSL) 一對(duì)市話(huà)線(xiàn)，對(duì)稱(chēng)速度，2b/s 3. ADSL(不對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)) 一對(duì)市話(huà)線(xiàn)，不對(duì)稱(chēng)速率，距離為公里 下行（業(yè)務(wù)網(wǎng)到用戶(hù)）速率： .5b/s8b/s 上行（用戶(hù)到業(yè)務(wù)網(wǎng)）速率： 64Kb/s640Kb/s,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系

7、,18,4. VDSL(甚高比特?cái)?shù)字用戶(hù)線(xiàn)) 光纖與雙絞線(xiàn)混合，不對(duì)稱(chēng)速率，距離為公里左右 下行速率：51Mb/s55Mb/s 上行速率：1.6Mb/s2.3Mb/s 5. MDSL(多速率數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)) 一對(duì)市話(huà)線(xiàn)， 對(duì)稱(chēng)速率 64Kb/s N， N一般為116,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,19,DMT 離散多音調(diào)制 Discrete MultiTone modulation 有效傳輸頻帶(上行流或下行流)被劃分為多個(gè)4kHz，在初始化時(shí)DMT調(diào)制解調(diào)器在每路信道上發(fā)送測(cè)試信號(hào)，以判斷它們的信噪比。然后調(diào)制解調(diào)器為信號(hào)傳輸質(zhì)量好的信道多分配一些比特，而為信號(hào)傳輸質(zhì)量弱的信道少分配

8、一些比特。,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,20,DMT Bits Per Channel Allocation,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,21,DMT的技術(shù)特點(diǎn)： 對(duì)單獨(dú)的子信道進(jìn)行單獨(dú)的測(cè)試，以決 定實(shí)際的傳輸速率。 實(shí)現(xiàn)子信道的動(dòng)態(tài)分配。 因可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整子信道的傳輸容量， 可以方便地實(shí)現(xiàn)速率的自適應(yīng)功能。,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,22,通常，32個(gè)通道用于上行傳輸，其余通道用于下行傳輸。,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,23,ADSL線(xiàn)路的波特率為4000baud，15位數(shù)據(jù)，即每個(gè)通道的傳輸速率是 ： 4000 15 = 60kb

9、ps 假如有224個(gè)下行通道，其總傳輸速率為： 60k 224 = 13.44Mbps 考慮到噪音的影響，在高質(zhì)量的線(xiàn)路上一般達(dá)到8Mbps。 ANSI T1.413和ITU G.992.1標(biāo)準(zhǔn)：,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,24,NID Network Interface Device DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,25,補(bǔ)充：,1. ADSL接入方式 專(zhuān)線(xiàn)接入 ISP提供靜態(tài)IP地址。 虛擬撥號(hào) 上網(wǎng)操作與普通撥號(hào)一樣，使用簡(jiǎn)單。有驗(yàn)證、IP地址動(dòng)態(tài)分配等過(guò)程。通過(guò)虛擬專(zhuān)網(wǎng)接入服務(wù)器。,2020/10/4,上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,26,2. ADSL技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) DMT調(diào)制技術(shù)； 同時(shí)支持音頻和數(shù)據(jù)兩種業(yè)務(wù)； 網(wǎng)絡(luò)的電氣和機(jī)械規(guī)范； 傳輸?shù)膸袷剑?操作信道的功能。 (1) G.992.1, G.DMT