第3章：物理层.ppt

吴功宜吴功宜 编著编著计算机网络计算机网络（第（第2版）版）第第3章章 物理层物理层2本章学习要求本章学习要求：掌握：物理层与物理层协议的基本概念掌握：物理层与物理层协议的基本概念了解了解：数据通信的基本概念数据通信的基本概念了解：了解：传输介质类型及主要特性传输介质类型及主要特性了解了解：无线与卫星通信技术的基本概念无线与卫星通信技术的基本概念掌握：掌握：数据编码的类型和基本方法数据编码的类型和基本方法掌握掌握：基带传输的基本概念基带传输的基本概念掌握：掌握：频带传输的基本概念频带传输的基本概念掌握掌握：多路复用的分类与特点多路复用的分类与特点掌握：同步数字体系掌握：同步数字体系SDH的基本概念的基本概念3计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.1 物理层与物理层协议的基本概念物理层与物理层协议的基本概念 3.1.1 物理层的基本概念物理层的基本概念通信子网分为点通信子网分为点-点通信线路通信子网与广播信点通信线路通信子网与广播信道通信子网道通信子网;广域网主要采用点到点通信线路，局域网与城广域网主要采用点到点通信线路，局域网与城域网一般采用广播信道域网一般采用广播信道;由于技术上存在较大的差异，因此在物理层和由于技术上存在较大的差异，因此在物理层和数据链路层协议上出现了两个分支，一类是基数据链路层协议上出现了两个分支，一类是基于点于点-点通信线路，另一类是基于广播信道。点通信线路，另一类是基于广播信道。4计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.1.2 物理层基本服务功能物理层基本服务功能物理层设计时主要考虑的是如何在连接开放系物理层设计时主要考虑的是如何在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流；统的传输介质上传输各种数据的比特流；计算机网络可以利用的物理传输介质与传输设计算机网络可以利用的物理传输介质与传输设备存在着很大的差异，设计物理层的主要目的备存在着很大的差异，设计物理层的主要目的是向数据链路层屏蔽通信技术的差异性；是向数据链路层屏蔽通信技术的差异性；数据链路实体通过与物理层的接口，将数据传数据链路实体通过与物理层的接口，将数据传送给物理层，通过物理层按比特流的顺序，将送给物理层，通过物理层按比特流的顺序，将信号传输到另一个数据链路实体。信号传输到另一个数据链路实体。5计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.1.3 物理层向数据链路层提供的服务物理层向数据链路层提供的服务 物理连接的建立、维护与释放物理连接的建立、维护与释放；物理连接分为点物理连接分为点-点连接与多点连接点连接与多点连接；数据传输分为全双工、半双工与单工方式数据传输分为全双工、半双工与单工方式；数据传输分为串行传输方式与并行传输方式数据传输分为串行传输方式与并行传输方式；串行传输方式的物理数据服务单元是位；串行传输方式的物理数据服务单元是位；并行传输方式的物理数据服务单元是并行传输方式的物理数据服务单元是N位，位，N为为并行连接的物理通道数。并行连接的物理通道数。6计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.2 数据通信的基本概念数据通信的基本概念 3.2.1 信息、数据与信号信息、数据与信号1.信息的基本概念信息的基本概念通信的目的是交换信息，通信的目的是交换信息，信息的载体可以是数字、文信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合；母、数字、语音、图形或图像的组合；为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二进制代码的数据来表示；形或图像用二进制代码的数据来表示；为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示；字信号编码的方式表示；数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码符号的二进制代码0、1比特序列的模拟或数字信号的比特序列的模拟或数字信号的过程。过程。7计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层信息编码标准信息编码标准ASCII 码被国际标准化组织码被国际标准化组织ISO接受，成为国接受，成为国际标准际标准ISO 646，又称为国际又称为国际5号码号码;它用于计算机内码，也用做数据通信中的编码它用于计算机内码，也用做数据通信中的编码标准标准;ASCII码采用码采用7位二进制比特编码，可以表示位二进制比特编码，可以表示128个字符个字符;字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数字、字母、运算符号、商用符号等。包括数字、字母、运算符号、商用符号等。8计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层多媒体网络应用多媒体网络应用利用数字通信系统来实现多媒体信息的传输是利用数字通信系统来实现多媒体信息的传输是通信技术研究的重要内容之一；通信技术研究的重要内容之一；与文本、图形信息传输相比较，语音、图像信与文本、图形信息传输相比较，语音、图像信息传输要求数据通信系统具有高速率与低延时息传输要求数据通信系统具有高速率与低延时的特性；的特性；多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提出更高的要求。统提出更高的要求。9计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层2.信号的概念信号的概念 信号是数据在传输过程中电信号的表示形式；信号是数据在传输过程中电信号的表示形式；模拟信号（模拟信号（analog signal）的信号电平是连续变的信号电平是连续变化的；化的；数字信号（数字信号（digital signal）是用两种不同的电平是用两种不同的电平去表示去表示0、1比特序列的电压脉冲信号表示；比特序列的电压脉冲信号表示；按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。分为模拟通信系统与数字通信系统两种。10计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层模拟信号波型模拟信号波型数字信号波型数字信号波型11计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.2.2 数据传输类型与通信方式数据传输类型与通信方式 网络中两台计算机通信的过程网络中两台计算机通信的过程12计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层网络通信系统设计中要解决的几个基本问题网络通信系统设计中要解决的几个基本问题：数据传输类型数据传输类型 模拟通信模拟通信 数字通信数字通信 数据通信方式数据通信方式 串行通信串行通信、并行通信并行通信 单工通信单工通信、半双工或全双工通信半双工或全双工通信同步方式同步方式 同步通信同步通信 异步通信异步通信13计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层串行通信与并行通信串行通信与并行通信 14计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层单工、半双工与全双工通信单工、半双工与全双工通信 15计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层同步通信与异步通信同步通信与异步通信16计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.2.3 传输介质的主要类型传输介质的主要类型双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆光纤电缆光纤电缆无线与卫星通信信道无线与卫星通信信道17计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层1.双绞线的主要特性双绞线的主要特性 屏蔽双绞线屏蔽双绞线 STP 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线UTP18计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层2.同轴电缆的主要特性同轴电缆的主要特性 19计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.光缆的主要特性光缆的主要特性20计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层单模光纤与多模光纤的比较单模光纤与多模光纤的比较 21计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层4.无线与卫星通信技术无线与卫星通信技术电磁波的传播有两种方式：电磁波的传播有两种方式：以无线方式一种是在自由空间中传播以无线方式一种是在自由空间中传播 以有线方式在同轴电缆、双绞线、光纤中传输以有线方式在同轴电缆、双绞线、光纤中传输目前目前以无线方式进行以无线方式进行通信的主要有：通信的主要有：无线（无线（radio）微波（微波（microwave）红外（红外（infrared）可见光（可见光（visible light）22计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层（1）微波通信）微波通信 视距传播视距传播电离层反射电离层反射23计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层（2）蜂窝无线通信）蜂窝无线通信多址接入方法：多址接入方法：频分多址接入（频分多址接入（FDMA）时分多址接入（时分多址接入（TDMA）码分多址接入（码分多址接入（CDMA）24计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层（3）卫星通信）卫星通信25计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.3 数据编码技术数据编码技术3.3.1 数据编码类型数据编码类型26计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.3.2 模拟数据编码方法模拟数据编码方法27计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层传传统统的的电电话话通通信信信信道道是是为为传传输输语语音音信信号号设设计计的的，只只适适用用于于传传输输音音频频范范围围（300Hz3400Hz）的的模模拟拟信信号号，无无法直接传输计算机的数字信号；法直接传输计算机的数字信号；为为了了利利用用模模拟拟语语音音通通信信的的电电话话交交换换网网实实现现计计算算机机的的数数字字数数据据信信号号的的传传输输，必必须须首首先先将将数数字字信信号号转转换换成成模模拟拟信号；信号；将将发发送送端端数数字字数数据据信信号号变变换换成成模模拟拟数数据据信信号号的的过过程程称称为调制为调制，将调制设备称为调制器（将调制设备称为调制器（modulator）；）；将将接接收收端端模模拟拟数数据据信信号号还还原原成成数数字字数数据据信信号号的的过过程程称称为解调为解调，将解调设备称为解调器（将解调设备称为解调器（demodulator）；）；同同时时具具备备调调制制与与解解调调功功能能的的设设备备称称为为调调制制解解调调器器（modem）。28计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层在调制过程中，选择音频范围内的某一角频率在调制过程中，选择音频范围内的某一角频率的正的正（余）弦信号作为载波，该正（余）弦信号可以写为：（余）弦信号作为载波，该正（余）弦信号可以写为：u（t）=umsin（t+0）3个可以改变的电参量：个可以改变的电参量：振振 幅幅 um 角频率角频率 相相 位位 可以通过变化可以通过变化3个电参量，来实现模拟数据信号编码的个电参量，来实现模拟数据信号编码的目的。目的。29计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层1.振幅键控（振幅键控（amplitude shift keying,ASK）u um msinsin（1 1t+t+0 0）数字数字1 1 u u（t t）=0 0 数字数字0 0振幅键控振幅键控ASKASK信号实现容易，技术简单，但抗信号实现容易，技术简单，但抗干扰能力较差。干扰能力较差。30计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层2.移频键控（移频键控（frequency-shift keying，FSK）u um msinsin（1 1t+t+0 0）数字数字1 1 u u（t t）=u um msinsin（2 2t+t+0 0）数字数字0 0移频键控移频键控FSK信号实现容易，技术简单，抗干信号实现容易，技术简单，抗干扰能力较强，是目前最常用的调制方法之一。扰能力较强，是目前最常用的调制方法之一。31计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.移相键控（移相键控（phase-shift keying，PSK）绝对调相绝对调相u um msinsin（t+0t+0）数字数字1 1 u u（t t）=u um msinsin（t+t+）数字数字0 0移相键控可以分为移相键控可以分为：绝对调相绝对调相 相对相对调相调相 二二相调相相调相 多多相调相相调相 32计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.3.3 数字数据编码方法数字数据编码方法基带传输在基本不改变数字数据信号频带（即波形）基带传输在基本不改变数字数据信号频带（即波形）的情况下直接传输数字信号，可以达到很高的数据传的情况下直接传输数字信号，可以达到很高的数据传 输速率与系统效率输速率与系统效率;在基带传输数字数据信号的编码方式主要有：在基带传输数字数据信号的编码方式主要有：非归零码非归零码NRZ 曼彻斯特（曼彻斯特（manchester）编码编码 差分曼彻斯特差分曼彻斯特（difference manchester）编码编码33计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层1.非归零码非归零码NRZNRZ码的缺点是无法判断一位的开始与结束，码的缺点是无法判断一位的开始与结束，收发双方不能保持同步；收发双方不能保持同步；为保证收发双方的同步，必须在发送为保证收发双方的同步，必须在发送NRZ码的码的同时，用另一个信道同时传送同步信号；同时，用另一个信道同时传送同步信号；如果信号中如果信号中“1”与与“0”的个数不相等时，存的个数不相等时，存在直流分量在直流分量。34计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层2.曼彻斯特（曼彻斯特（manchester）编码编码曼彻斯特编码的规则曼彻斯特编码的规则：每比特的周期每比特的周期T分为前分为前T/2与后与后T/2两部分；两部分；通过前通过前T/2传送该比特的反码，通过后传送该比特的反码，通过后T/2传送该比特传送该比特 的原码；的原码；曼彻斯特编码的优点曼彻斯特编码的优点：每个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时每个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时 间间隔可以是间间隔可以是T/2或或T 利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号 曼彻斯特编码信号又称做曼彻斯特编码信号又称做“自含钟编码自含钟编码”信号，发送信号，发送曼曼 彻斯特编码信号时无需另发同步信号。彻斯特编码信号时无需另发同步信号。35计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层差分曼彻斯特差分曼彻斯特（difference manchester）编码编码差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进。差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进。差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同点主要是差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同点主要是：每比特的中间跳变仅做同步之用；每比特的中间跳变仅做同步之用；每比特的值根据其开始边界是否发生跳变来决每比特的值根据其开始边界是否发生跳变来决 定定;一个比特开始处出现电平跳变表示传输二进制一个比特开始处出现电平跳变表示传输二进制0,不发生跳变表示传输二进制不发生跳变表示传输二进制1。36计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层数字数据编码信号的波形数字数据编码信号的波形37计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.3.4 脉冲编码脉冲编码 调制方法调制方法采样采样量化量化编码编码38计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层PCM用于数字语音系统用于数字语音系统：声音分为声音分为128个量化级；个量化级；每个量化级采用每个量化级采用7位二进制编码表示；位二进制编码表示；采样速率为采样速率为8000样本样本/秒；秒；数据传输速率应达到数据传输速率应达到7位位8000/秒秒=56kb/s；如果每个量化级采用如果每个量化级采用7+1=8位二进制编码表示位二进制编码表示;数据传输速率应达到数据传输速率应达到8位位8000/秒秒=64kb/s。39计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.4 基带传输技术基带传输技术 3.4.1 基带传输的定义基带传输的定义在数据通信中表示计算机二进制的比特序列的数字数据在数据通信中表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号信号是典型的矩形脉冲信号;矩形脉冲信号就叫做基带信号矩形脉冲信号就叫做基带信号;矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带；简称为基带；在数字信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输在数字信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输;在发送端基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输在发送端基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号的基带信号，如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号;在接收端由解码器恢复成与发送端相同的在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号矩形脉冲信号;基带传输是一种最基本的数据传输方式。基带传输是一种最基本的数据传输方式。40计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.4.2 通信信道带宽对基带传输的影响通信信道带宽对基带传输的影响 通信信道带宽对数据信号传输中失真的影响很大；通信信道带宽对数据信号传输中失真的影响很大；信道带宽越宽，信号传输的失真越小。信道带宽越宽，信号传输的失真越小。41计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.4.3 数据传输速率的定义与信道速率的极限数据传输速率的定义与信道速率的极限 数据传输速率的定义数据传输速率的定义数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一；数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一；数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数据代码的数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特二进制比特数，单位为比特/秒，记做秒，记做b/s；常用的数据传输速率单位有：常用的数据传输速率单位有：Kb/s、Mb/s、Gb/s与与Tb/s，其中：其中：1Kb/s=1103 b/s 1Mb/s=1106 b/s 1Gb/s =1109 b/s 1Tb/s =11012 b/s42计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层信道速率的极限值信道速率的极限值奈奎斯特准则奈奎斯特准则：二进制数据信号的最大数据传输速率：二进制数据信号的最大数据传输速率 Rmax与通信信道带宽与通信信道带宽B（B=f，单位单位Hz）的关系为的关系为Rmax=2f（b/s）；）；香农定理香农定理：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率数据传输速率Rmax与信道带宽与信道带宽B，信噪比信噪比S/N 的关系为的关系为Rmax=Blog2（1+S/N）S/N为信噪比；为信噪比；43计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.5 频带传输技术频带传输技术44计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.6 多路复用技术多路复用技术 多路复用的基本概念多路复用的基本概念45计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.6.1 多路复用技术的分类多路复用技术的分类频分多路复用频分多路复用FDM波分多路复用波分多路复用WDM时分多路复用时分多路复用TDM46计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.6.2 频分多路复用频分多路复用在一条通信线路设计多路通信信道在一条通信线路设计多路通信信道;每路信道的信号以不同的载波频率进行调制每路信道的信号以不同的载波频率进行调制;各个载波频率是不重叠的各个载波频率是不重叠的,那么一条通信线路就可以同时独立地传那么一条通信线路就可以同时独立地传输多路信号。输多路信号。47计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层贝尔系统的贝尔系统的T1载波载波24路音频信道复用在一条通信线路上；路音频信道复用在一条通信线路上；每路音频模拟信号在送到多路复用器之前，要通过一每路音频模拟信号在送到多路复用器之前，要通过一个个PCM编码器；编码器；编码器每秒取样编码器每秒取样8000次；次；24路路PCM信号的每一路轮流将一个字节插入到帧中；信号的每一路轮流将一个字节插入到帧中；每个字节的长度为每个字节的长度为8位，其中位，其中7位是数据位，位是数据位，1位用于信位用于信道控制；道控制；每帧由每帧由248=192位组成，附加一位作为帧开始标志位，位组成，附加一位作为帧开始标志位，所以每帧共有所以每帧共有193位；位；发送一帧需要发送一帧需要125毫秒；毫秒；T1载波的数据传输速率为载波的数据传输速率为1.544Mb/s。48计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层 3.6.3 波分多路复用波分多路复用光纤通道（光纤通道（fiber optic channel）技术采用了波长分隔多路复用方法，简技术采用了波长分隔多路复用方法，简称为波分复用称为波分复用WDM;在一根光纤上复用在一根光纤上复用80路或更多路的光载波信号称为密集波分复用路或更多路的光载波信号称为密集波分复用DWDM；目前一根单模光纤的数据传输速率最高可以达到目前一根单模光纤的数据传输速率最高可以达到20Gb/s。49计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.6.4 时分多路复用时分多路复用时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片；时间片；每个用户分得一个时间片；每个用户分得一个时间片；在其占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽。在其占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽。50计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层时分多路复用的分类时分多路复用的分类 51计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层3.7 同步数字体系同步数字体系SDHSDH发展的背景发展的背景早期的数字传输系统与设备暴露出固有的弱点早期的数字传输系统与设备暴露出固有的弱点:数据传输速率不标准数据传输速率不标准,存在着存在着T1 与与E1两个互不两个互不兼容的标准，在高次群的速率方面，日本又使兼容的标准，在高次群的速率方面，日本又使用了第三种不兼容的标准；用了第三种不兼容的标准；光设备接口标准不规范，光设备接口标准不规范，没有国际的标准规范，没有国际的标准规范，各个厂家使用自己标准各个厂家使用自己标准 ；数据传输速率不断提高，解决复用系统中的同数据传输速率不断提高，解决复用系统中的同步问题困难较大。步问题困难较大。52计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层同步光纤网同步光纤网SONET同步光纤网的概念由美国贝尔通信研究所首先提出来；同步光纤网的概念由美国贝尔通信研究所首先提出来；设计同步光纤网的目的是解决光接口标准规范问题，定设计同步光纤网的目的是解决光接口标准规范问题，定义同步传输的线路速率的等级体系，以使不同的厂家的义同步传输的线路速率的等级体系，以使不同的厂家的产品可以互连，从而能够建立大型的光纤网络；产品可以互连，从而能够建立大型的光纤网络；1988年年ITU-T接受了接受了SONET的概念，并重新命名为同步的概念，并重新命名为同步数字体系数字体系SDH，使之不仅仅适用于光纤，也适用于微波使之不仅仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输，成为通用性技术体制；和卫星传输，成为通用性技术体制；ITU-T对对SDH的速率、复用帧结构、复用设备、线路系的速率、复用帧结构、复用设备、线路系统、光接口、网络管理和信息模型等进行了定义，确立统、光接口、网络管理和信息模型等进行了定义，确立了作为国际标准的同步数字体系了作为国际标准的同步数字体系SDH；目前各个发达国家都把目前各个发达国家都把SDH作为新一代的传输体系，加作为新一代的传输体系，加紧对紧对SDH的研究、开发与应用工作。的研究、开发与应用工作。53计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层SDH速率体系速率体系STS-1帧结构帧结构54计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层STM-1参数参数总的传输速率：总的传输速率：89908000=51.840（Mbps）线路管理消耗带宽线路管理消耗带宽:8398000=1.728（Mbps）SPE速率速率:89878000=50.112（Mbps）55计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层SDH的复用结构的复用结构56计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层SDH速率体系速率体系SONET的的OC级级 与与SDH的的STM级级 的速率对应关系的速率对应关系 数据数据传输传输速率（速率（Mb/s）OC级级STS级级STM级级51.840OC-1STS-1155.520OC-3STS-3STM-1466.560OC-9STS-9622.080OC-12STS-12STM-4933.120OC-18STS-181243.160OC-24STS-24STM-81866.240OC-36STS-36STM-122488.320OC-48STS-48STM-169952.280OC-192STS-192STM-6457计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层总结总结SONET速率标准是以速率标准是以STS-1速率速率51.840Mbps为为基础的，而基础的，而SDH速率标准是以速率标准是以STM-1速率速率155.520Mb/s为基础的；为基础的；更高等级的速率标准更高等级的速率标准STM-N是将是将STM-1同步复同步复用而成；用而成；4个个STM-1构成构成STM-4（622.080Mbps）16个个STM-1构成构成STM-16（2448.320Mbps，即，即2.5b/s）64个个STM-1构成构成STM-64（约（约10Gbps）58计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层SDH的主要技术特点的主要技术特点STM-1统一了统一了T1载波与载波与E1载波的两大不同的数字速率体载波的两大不同的数字速率体系，实现了数字传输体制上的国际性标准；系，实现了数字传输体制上的国际性标准；SDH网还有兼容光纤分布式数据接口网还有兼容光纤分布式数据接口FDDI、分布队列双分布队列双总线总线DQDB，以及以及ATM信元；信元；采用同步复用方式，各种不同等级的码流在帧结构负荷采用同步复用方式，各种不同等级的码流在帧结构负荷内的排列是有规律的，降低了复用设备的复杂性；内的排列是有规律的，降低了复用设备的复杂性；SDH帧结构增加的网络管理字节，增强了网络管理能力；帧结构增加的网络管理字节，增强了网络管理能力；标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现不同公司标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现不同公司光接口设备的互连，降低了组网成本。光接口设备的互连，降低了组网成本。59计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层小结小结通信的目的是交换信息；通信的目的是交换信息；信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机用二进制代码的数据来表示各种信息；算机用二进制代码的数据来表示各种信息；数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码符号的二进制代码0、1比特序列的过程。信号是数据在比特序列的过程。信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式；传输过程中的电信号的表示形式；物理层在传输介质上传输比特流；物理层在传输介质上传输比特流；在数据通信技术中，利用模拟通信信道，通过调制解调在数据通信技术中，利用模拟通信信道，通过调制解调器传输模拟数据信号的方法称做频带传输；而利用数字器传输模拟数据信号的方法称做频带传输；而利用数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称做基带传输；通信信道直接传输数字数据信号的方法称做基带传输；数据传输速率与误码率是描述数据传输系统的重要参数。数据传输速率与误码率是描述数据传输系统的重要参数。60计算机网络第计算机网络第3 3章章 物理层物理层