chapter2-物理层.ppt

《chapter2-物理层.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《chapter2-物理层.ppt（96页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第2章 物理层2.1 数据通信基础数据通信数据通信 随着计算机技术发展特别是计算机间通信需求而新兴的一种通信系统。广义的通信广义的通信 用任何方法，通过任何媒体将信息从一地送到另一地，从广义上讲都可称为通信。2信息与电子工程学院信息与电子工程学院信源信源信道信道变换器变换器信宿信宿噪声源噪声源发送端发送端反变换器反变换器接收端接收端通信系统的模型通信系统的模型3信息与电子工程学院信息与电子工程学院1.傅立叶分析任何正常的周期为T的函数g(t)都可以由无限个正弦和余弦函数合成。4信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.有限带宽信号 例：ASCII字符“b”对应于二进制编码01100010其输出信

2、号波形为：01100001Tg(t)时间 5信息与电子工程学院信息与电子工程学院有限带宽信号(cont.)例：ASCII字符“b”对应于二进制编码01100010其傅立叶分析的系数为：6信息与电子工程学院信息与电子工程学院所有传输设施在传输过程中都会损失一些能量。通常情况，在0-fc的振幅不会衰减，传输过程中振幅不会明显减弱的这一段频率范围称为带宽。带宽是传输介质的物理特性，取决于介质的材料构成、厚度和长度。有限带宽信号(cont.)7信息与电子工程学院信息与电子工程学院数字信号通过实际的信道失真不严重失真严重 实际的信道实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）（带宽受限、有噪声、干扰和失真

3、）输入信号波形输入信号波形输出信号波形输出信号波形(失真不严重失真不严重)输入信号波形输入信号波形实际的信道实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输出信号波形输出信号波形(失真严重失真严重)8信息与电子工程学院信息与电子工程学院比特率与波特率比特率比特率和波特率波特率是数据通信中常用的两个术语比特率是每秒钟传输的比特数。波特率表示传输硬件的工作速率，也就是每秒钟硬件产生的电信号变化的次数。是每秒钟传输的信号单元数，其中信号单元由一些比特组成。波特率决定了发送信号所需的带宽。硬件改变其状态的极限速率就是硬件的带宽。比特率与波特率的关系：比特率=波特率 X 信号

4、单元的比特数9信息与电子工程学院信息与电子工程学院3.信道的最大数据传输率l任何通信信道都不是理想的，也就说，信道带宽总是有限的。由于信道带宽的限制、信道干扰的存在，信道的数据传输率总会有一个上限。l1924年，H.Nyquist就推导出具有理想低通矩形特性的信道，在无噪声情况下的最高速率与带宽关系的公式：最大数据传输率(bps)=2Hlog2VH 信道的带宽（Hz）V 信号所能表示的离散值这就是奈奎斯特准则10信息与电子工程学院信息与电子工程学院奈氏(Nyquist)准则奈奎斯特采样定理对数据传输的最大速率给出了一个理论的上限.如果传输系统使用V种不同电压，奈奎斯特定理指出，在带宽为H的传输

5、系统上，以每秒比特数表示的最大数据传输速率D为：D=2 H log 2V奈奎斯特定理给出了一个实际无法达到的绝对最大值。实际上，工程师已经观察到实际通信系统总是被一些称为噪声的干扰所限制，而不可能达到极限传输速率。1948年香农（Claude Shannon）推广了奈奎斯特的结果，指出了在噪声的影响下，传输系统所能达到的最大数据传输速率。11信息与电子工程学院信息与电子工程学院信道的极限信息传输速率信道的极限信息传输速率香农定理香农(Shannon)用信息论的理论推导出了有限带宽，有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。信道的极限信息传输速率 C 可表达为 C=H log2(1+S

6、/N)b/s H 信道的带宽（以 Hz 为单位）；S 信道内所传信号的平均功率；N 信道内部的高斯噪声功率。通常信噪比S/N并不直接表示，工程师大多使用10log10 S/N，它的单位为分贝，缩写为dB。例如，例如，S/N=100，对应的分贝对应的分贝值则为20dB。12信息与电子工程学院信息与电子工程学院香农公式表明信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。若信道带宽 H 或信噪比 S/N 没有上限（当然实际信道不可能是这样的），则信道的极限信息传输速率 C 也就没有上限。实际信道上能够达

7、到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少。13信息与电子工程学院信息与电子工程学院带宽带宽：是指信号具有的频带宽度，单位是Hz（或KHz、MHz等）。例如，音频电话线路，支持300Hz3300Hz频带，即它的带宽为：3300Hz300Hz 3000Hz指容纳信号的范围讨论通信链路的带宽时，一般指链路上每秒所能传送的比特数。以太网的带宽为100Mbps14信息与电子工程学院信息与电子工程学院带宽常用的带宽单位是Kbps，即 Kb/s（103 b/s）Mbps，即 Mb/s（106 b/s）Gbps，即 Gb/s（109 b/s）Tbps，即 Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，数

8、据量的表示 K=210,M=220,G=230,T=240。15信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.2 传输介质F 双绞线屏蔽双绞线STP非屏蔽双绞线UTPF 同轴电缆F 光纤16信息与电子工程学院信息与电子工程学院1.有导向传输介质有导向传输介质双绞线把两根互相绝缘的铜导线并排放置，再用规则的方法绞合起来。绞合的导线可以减少相邻线对的相互干扰。多对绞合导线构成了双绞线电缆。双绞线可用于模拟传输和数字传输。价格低，安装方便，但带宽窄，抗干扰性能较差。17信息与电子工程学院信息与电子工程学院屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair）18信息与电子工程学院信息与电子工程学院非屏蔽

9、双绞线（Unshielded Twisted Pair）19信息与电子工程学院信息与电子工程学院双绞线分类l用于话音传输1类:只能用于话音的模拟传输2类:可用于数据传输,速率达1Mbpsl用于计算机局域网的数据传输3类：速率达10Mbps4类：速率达20Mbps5类：速率达100MbpsCat5e：1000MbpsCat6:1000Mbps20信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.同轴电缆同轴电缆（Coaxial Cable）通常按特性阻抗数值不同，可分为两类：50 同轴电缆：数据通信中传输基带信号75 同轴电缆：模拟传输系统（CATV）21信息与电子工程学院信息与电子工程学院同轴电缆22信

10、息与电子工程学院信息与电子工程学院3.光纤光纤（Fiber Optics）特点依靠光波承载信息高传送速率，通信容量大传输损耗小，适合长距离传输抗雷电和电磁干扰性能好，保密性好轻便23信息与电子工程学院信息与电子工程学院光纤光纤24信息与电子工程学院信息与电子工程学院折射角折射角入射角入射角 包层包层（低折射率的媒体）（低折射率的媒体）包层包层（低折射率的媒体）（低折射率的媒体）纤芯纤芯（高折射率的媒体）（高折射率的媒体）包层包层纤纤芯芯光线在光纤中的折射25信息与电子工程学院信息与电子工程学院 光的传播高折射率高折射率(纤芯纤芯)低折射率低折射率(包层包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射

11、光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射26信息与电子工程学院信息与电子工程学院光纤分类光纤分类多模光纤：多条不同入射角光线在一条光纤中传输。单模光纤：直径只有一个光波长大小，直线传输。输入脉冲输入脉冲输出脉冲输出脉冲单模光纤单模光纤输入脉冲输入脉冲输出脉冲输出脉冲多模光纤多模光纤27信息与电子工程学院信息与电子工程学院光纤的连接28信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.3 无线传输在交通不便、施工不便的地方（高山、海洋、城市），或距离较远的情况下，使用无线传输方式，成本较低。信息技术的发展，人们要求在运动中进行电话通信或计算机通信。无线电波可以在自由空间各个方向传播，实现多种通信。这种通信不使

12、用前述的各种导向传输介质，故称为“非导向传输介质”。29信息与电子工程学院信息与电子工程学院1.电磁波谱电信领域使用的电磁波的频谱电信领域使用的电磁波的频谱无线电无线电微波微波红外线红外线可见光可见光紫外线紫外线X射线射线 射线射线双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆卫星卫星地面微波地面微波 调幅调幅无线电无线电 调频调频无线电无线电 海事海事无线电无线电光纤光纤电视电视(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 10

13、10 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移动移动无线电无线电 30信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.无线电传输无线传输所使用的频段很广，人们可以根据需要使用不同频段特性进行通信。传统无线电：长波、中波、短波 甚高频、特高频、超高频、极高频VLF，LF，MF，HF，VHF，UHF无线电波的特性与频率有关l低频时，容易越过障碍物，能量衰减快；l高频时，直线传播，遇到障碍物会反射；l容易受到环境或电器设备的干扰。31信息与电子工程学院信息与电子工程学院 无线电传输低频无线电波与高频无线电波的传输32信息与电子工程学院信息与电子工程学院3.微波传输特点可用频带

14、宽，通信容量大100MHz以上（主要是240GHz）传输损伤小、抗干扰能力强直线传输，方向性好大气条件和固体物妨碍微波的传输图：微波传输塔33信息与电子工程学院信息与电子工程学院微波传输主要通信方式地面接力微波：在地面建立若干微波中继站，中继站将前一站信号接收，放大后转发到下一站，实现“接力”式传输。发送装置与接收装置之间的距离取决于传输塔的高度34信息与电子工程学院信息与电子工程学院地面微波l地面微波的工作频率范围一般为120 GHz，其特点是直线传播，因此只能在视距范围内进行传输。由于受到地形和天线高度的限制，两微波站间的通信距离一般为3050 km。35信息与电子工程学院信息与电子工程学

15、院微波传输主要通信方式卫星通信：将微波中继站放在卫星上实现。通信建立远，覆盖面积大。利用36000km高空的人造同步地球卫星作为中继器3颗卫星可覆盖全球（1英里=1.61公里）36信息与电子工程学院信息与电子工程学院卫星微波l卫星通信的最大特点是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。同步卫星发射出的电磁波能辐射到地球上的通信覆盖区的跨度达18000多公里。只要地球赤道上空的同步轨道上，等距离地放置3颗相隔120度的卫星，就能基本上实现全球的通信。波段频率(GHz)下行(GHz)上行(GHz)问题C4/63.74.25.9256.425地面上的干扰Ku11/1411.712.214.014.5降

16、雨Ka20/3017.721.727.530.5降雨，设备价格高37信息与电子工程学院信息与电子工程学院4.红外线和毫米波l特点主要用于近距离通信无法穿越固体，不同房间内的信号不会互相干扰可用于室内无线局域网l红外线技术已经在计算机通信中得到了应用，例如两台笔记本电脑对着红外接口，可传输文件。l 红外线链路只需一对收发器，可调制不相干的红外光，在视线距离的范围内传输，具有很强的方向性。38信息与电子工程学院信息与电子工程学院5.光波传输（激光）特点l激光无法穿透雨或大雾l空气温度变化会影响激光的传输路径39信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.5 公共交换电话网络l电话系统的网络结构Bell

17、于1876年建立如图(a)所示的电话系统电话数量的增加，使全连通的网络不再适用，1878年开始建立如图(b)所示的具有单个人工交换局的网络电话网络的发展，为了连接多个城市的网络，开始建立多个二级交换局，用于连接不同的电话网络，如图(c)40信息与电子工程学院信息与电子工程学院电话系统的构成本地环路Local Loop（双绞线、模拟信号）干线（光纤或微波，多为数字信号）交换局41信息与电子工程学院信息与电子工程学院本地环路42信息与电子工程学院信息与电子工程学院主要问题传输线路存在3个主要问题信号衰减l信号中不同频率的分量衰减量不同传输延迟导致信号失真l不同傅立叶分量传输速度不同，后面的分量可能

18、追上前面的分量，导致数据错误噪声l来自外界的随机干扰信号43信息与电子工程学院信息与电子工程学院调制解调器（Modem）主要解决l数字信号占用太多带宽，低速，传播距离短l现有本地环路（主要为电话线路）适用于传输模拟信号调制与解调l发送时将数字信号转换成模拟信号在网络上传输l接收时将模拟信号转换成数字信号原理l用一个正弦信号（载波）的幅度、频率或相位的变化来表示要发送的信息44信息与电子工程学院信息与电子工程学院调制解调器45信息与电子工程学院信息与电子工程学院调制方法模拟信号模拟信号调幅（AM）调频（FM）调相（PM）数字信号模拟信号移幅键控（ASK）移频键控（FSK）移相键控（PSK）l绝对

19、PSKl相对PSK46信息与电子工程学院信息与电子工程学院调制方法正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）l原理：将多种调制技术（ASK、PSK）结合起来47信息与电子工程学院信息与电子工程学院数据通信系统模型传输传输系统系统输输入入信信息息输输入入数数据据发送发送的信号的信号接收接收的信号的信号输输出出数数据据源点源点终点终点发送器发送器接收器接收器调制解调器调制解调器PC 机机公用电话网公用电话网调制解调器调制解调器数字比特流数字比特流数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号 正文正文正文正文数据通信系统数据通信系统源系统源系统目的

20、系统目的系统传输系统传输系统输输出出信信息息PC 机机48信息与电子工程学院信息与电子工程学院数据通信系统的模型数据通信系统的模型模拟数据模拟数据模拟信号模拟信号放大器放大器调制器调制器模拟数据模拟数据数字信号数字信号 PCM编码器编码器数字数据数字数据模拟信号模拟信号调制器调制器数字数据数字数据数字信号数字信号 数字数字发送器发送器49信息与电子工程学院信息与电子工程学院通信的双方信息交互方式l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。l双向交替通信（半双工通信）通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。l双向同时通信（全双工通信）通信的双方可以

21、同时发送和接收信息。50信息与电子工程学院信息与电子工程学院信道的最高码元传输速率信道的最高码元传输速率l实际的信道所能传输的最高码元速率，要明显地低于奈氏准则给出上限数值。l波特(Baud)和比特(bit)是两个不同的概念。波特是码元传输的速率单位（每秒传多少个码元）。码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。比特是信息量的单位。51信息与电子工程学院信息与电子工程学院信道的最高码元传输速率信道的最高码元传输速率l信息的传输速率“比特/秒”与码元的传输速率“波特”在数量上有一定的关系。l若 1 个码元只携带 1 bit 的信息量，则“比特/秒”和“波特”在数值上相等。l若 1 个码元携

22、带 n bit 的信息量，则 N Baud 的码元传输速率所对应的信息传输速率为 N n b/s。52信息与电子工程学院信息与电子工程学院RS-232-C和RS-449RS-232-C用于DTE/DCE之间的接口lDTE（数据终端设备）：具有一定数据处理能力及收发数据能力的设备，如计算机。lDCE（数据电路端接设备）：在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码功能，并负责建立、保持和释放数据链路的连接，如MODEM。53信息与电子工程学院信息与电子工程学院RS-232-C机械特性l25芯连接器，DTE为插头，DCE为插座。电气特性l采用非平衡型电气特性，低于-3V为“1”，高于+4V为“0”，最

23、大 20Kbps，最长15m。l非平衡传输（Unbalanced Transmission）：所有电路共享一个公用的地线。l平衡传输（Balanced Transmission）：每个主要电路需要两根线，没有公用的地线。54信息与电子工程学院信息与电子工程学院RS-232-C功能特性l定义了21条线，许多子集，基本与CCITT V.24兼容。55信息与电子工程学院信息与电子工程学院RS-232-C规程特性l对不同的功能子集，有不同的规程。lRS-232-C 有14中不同的接口类型，适合于：单工，半双工，全双工，同步，异步RS-232-C的不足与改进l不足传输性能低，距离短，速率低。l改进重新设

24、计，X.21；以RS-232-C为基础改进，1977年提出RS-449。56信息与电子工程学院信息与电子工程学院RS-232-C57信息与电子工程学院信息与电子工程学院RS-449是为替代RS-232-C而提出的物理层标准接口。实际上包含三个标准lRS-449（规定机械特性、功能特性和规程特性）lRS-422-AlRS-423-A主要改进l改善了性能，加长了接口电缆距离，加大了数据传输率；l增加了新的接口功能，例如，回送检查；l解决了机械接口问题。58信息与电子工程学院信息与电子工程学院RS-449机械特性l37芯或9芯连接器电气特性l与RS-232-C相似，采用非平衡型电气特性RS-423-

25、A，有公共地，电缆长度10米时，最大数据传输速率为300kbpsl采用平衡型电气特性 RS-422-A，无公共地，电缆长度超过60米，数据传输速率为2Mbps；电缆长度10米，可达10Mbps。59信息与电子工程学院信息与电子工程学院RS-449功能特性l定义了30条功能线。规程特性l基本上以RS-232-C为基础。虚调制解调器（Null Modem）两台计算机通过RS-232接口直接相连60信息与电子工程学院信息与电子工程学院光纤用于本地环路（FTTX）FTTH(Fiber To The Home)FTTC(Fiber To The Curb)FTTB(Fiber To The Builde

26、r)61信息与电子工程学院信息与电子工程学院多路复用计算机网络的关键需求有效性。如何使所有希望通信的主机都能共享网络？多个主机想同时使用同一条链路时，应该如何共享 多路复用多路复用多路复用技术是l在一条传输信道中传输多路信号，以提高传输介质的利用率。l系统资源在多个用户之间共享62信息与电子工程学院信息与电子工程学院多路复用123123源源目标目标多路复用多路复用共享通路共享通路解多路复用解多路复用复用概念示意图复用概念示意图L2L3R2R3L1R1Switch 1Switch 263信息与电子工程学院信息与电子工程学院复用类型复用l由于一条传输线路的能力远远超过传输一个用户信号所需的能力，为

27、了提高线路利用率，经常让多个信号同时共用一条物理线路。常用复用方式l频分复用(Frequency Division Multiplexing,FDM)l时分复用(Time Division Multiplexing,TDM)l波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)l码分复用(Code Division Multiple Access,CDMA)64信息与电子工程学院信息与电子工程学院1.频分复用当传输信道的带宽较大，而所传输的信号只需部分带宽就可实现有效传送，则可以在信道中同时传输多路信号，每路信号占用部分带宽。频分复用是按频率划分不同的子信道，每

28、个子信道占用不同的频率范围。采用调制技术，将信号搬移到信道相应的频段上。频分复用常用于载波电话系统、电视等。65信息与电子工程学院信息与电子工程学院频分复用频率频率1频率频率3频率频率2频率频率4时间时间频率频率T4T3T2T1T1T2T3T466信息与电子工程学院信息与电子工程学院频分复用lWDM及DWDMl对光信号的频分复用，是特殊的频分复用67信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.时分复用时分复用是采用时间分片方式来实现传输信道的多路复用，即每一路信号传输都使用信道的全部带宽，但只能使用其中某个时隙。静态时分复用中，多个数据终端的信号分别在预定的时隙内传输，其分配关系固定，周期性使用，

29、收发双方保持同步，又称同步时分复用。若无数据传输时，对应时隙空闲。静态时分复用时高速传输介质容量等于各个低速终端数据速率之和。68信息与电子工程学院信息与电子工程学院时分复用频率频率时间时间B C DB C DB C DB C DAAAA在在 TDM 帧中的位置不变帧中的位置不变TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧69信息与电子工程学院信息与电子工程学院时分复用频率频率时间时间C DC DC DC DAAAATDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧BBBB在在 TDM 帧中帧中的位置不变的位置不变70信息与电子工程学院信息与电子工程学院时分复用频率频

30、率时间时间BDBDBDBDAAAATDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧CCCC在在 TDM 帧中帧中的位置不变的位置不变71信息与电子工程学院信息与电子工程学院时分复用频率频率时间时间B CB CB CB CAAAATDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧在在 TDM 帧中帧中的位置不变的位置不变DDDD72信息与电子工程学院信息与电子工程学院时分复用l静态时分复用中，每个数据终端的信号与传输时隙分配关系固定，无数据传输时，对应时隙空闲。因此效率较低。l动态时分复用又称异步时分复用，或称统计时分复用（STDM），是按需分配媒体资源，提高了传输媒体的利

31、用率。l动态时分复用中，用户数据传输速率之和可以大于高速线路传输容量。l动态时分复用中需要使用缓冲存储和流量控制技术来保证数据正确传送。73信息与电子工程学院信息与电子工程学院静态时分复用静态时分复用用户用户ABCDaabbcdb cattttt4 个时分复用帧个时分复用帧#1acbcd静态时分复用静态时分复用#2#3#474信息与电子工程学院信息与电子工程学院统计时分复用统计时分复用用户用户ABCDabcdttttt3 个个 STDM 帧帧#1acbab bcacd#2#3统计时分复用统计时分复用75信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络l信道复用脉冲编码调制（PCM）l问题：

32、本地环路传输模拟信号，TDM只适用于数字信号。l解决方法：在端局（End Office）用CODEC将模拟信号转变成数字信号。主要技术：脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation,PAM），脉冲编码调制（Pulse Code Modulation,PCM）。主要过程：采样、量化、编码。76信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络l信道复用脉冲编码调制（PCM）l模拟信号数字信号77信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络lSONET/SDH标准l1985年Bellcore提出SONET（Synchronous Optical Network）标准

33、，以解决不同光纤TDM系统的标准化问题。l1989年，CCITT提出SDH（Synchronous Digital Hierarchy）标准，与 SONET 有微小差别。lSONET主要用于北美和日本，SDH主要用于欧洲和中国。技术lSONET/SDH，采用TDM技术，是同步系统，由主时钟控制，时钟精度10-9。78信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络lSONET/SDH基本SONET帧l810 byte/125s所以传输速率为：8108/(12510-6)=51.84Mbpsl基本SONET信道称为STS-1(Synchronous Transport Signal-1)lS

34、ONET帧格式：矩形结构79信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络lSONET/SDHSONET(Synchronous Optical Network)l包含交换机、复用器和中继器Section：任意两个相邻设备之间的光纤Line：两个复用器之间Path：源站和目的站之间（端到端）sectionsectionsectionsectionlinelinepath复用器中继器中继器复用器复用器80信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络l电话网络的交换结构81信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络l电路交换的交换结构纵横交换（Crossbar Switch

35、）l问题：交叉节点太多（VLSI可做到，但芯片封装做不到）。82信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络l电路交换的交换结构空分交换（Space Division Switch）83信息与电子工程学院信息与电子工程学院公共交换电话网络l电路交换的交换结构时分交换（Time Division Switch）84信息与电子工程学院信息与电子工程学院窄带ISDNlISDN提供的服务全数字、电路交换的电话系统目标l在原电话系统的基础上，提供模拟和数字多种信号传输，集成语音与非语音服务。lISDN的系统结构定义R、S、T、U四个参考点来表示ISDN各部分之间的接口85信息与电子工程学院信息与

36、电子工程学院窄带ISDNlISDN的系统结构家庭ISDN用户的结构lNT1：连接电话局线路和用户设备的网络接口。86信息与电子工程学院信息与电子工程学院窄带ISDNlISDN的系统结构企业ISDN用户的结构lTE1：ISDN标准终端；NT2：多路ISDN接口；TA：终端适配器87信息与电子工程学院信息与电子工程学院窄带ISDNlISDN的通道类型A 4KHz，模拟电话B 64kbps，传递语音或数据C 8kbps/16kbps，数字通道D 16kbps/64kbps，传递B通道的控制信令E 64kbps，传递ISDN内部的控制信令H 384kbps(H0)，1536kbps(H11)，1920

37、kbps(H12)，用于视频、电话会议等88信息与电子工程学院信息与电子工程学院窄带ISDNlISDN的通道类型三种组合（接口）l基本速率接口（BRI）：2B+1D；用于小公司或个人用户。l主速率接口（PRI）：23B+1D（美、日）或 30B+1D（欧洲）l混合（Hybrid）：1A+1ClISDN的前景l速度慢；144Kbps(2B+D)可用于目前的Internet访问服务。89信息与电子工程学院信息与电子工程学院宽带ISDN与ATMlB-ISDN基于异步传输模式（ATM）以155Mbps的速率在虚电路上传输固定长度的分组（信元）以光缆、5类双绞线作为本地环路的传输介质90信息与电子工程学

38、院信息与电子工程学院2.6 宽带ISDN与ATMlATM(Asynchronous Transfer Mode)优点l选择固定长度的短信元作为信息传输单位，有利于宽带高速交换l能支持不同速率的各种业务l所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，以保持电路交换适合于传送实时性很强的业务的优点l在ATM网内不必在数据链路层进行差错控制和流量控制（光纤信道误码率低）91信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.7 蜂窝无线电通信l寻呼系统（Paging System）特点l单向l只需要很小的带宽若每条寻呼信息30字节，则1Mbps卫星通道每分钟可传输240,000条信息。l蜂窝移动电话（Cellular

39、 Telephone）特点l使用小的蜂窝（Cell），在附近（不相邻）的蜂窝中重用传输频率；l当某个蜂窝内的用户超过系统容量时，将蜂窝划分成几个更小的蜂窝，以便重用频率，并将发射功率减弱；l在蜂窝中心，有一个基站（Base Station），基站包括一个计算机和与天线相连的收发器；l所有的基站通过包交换网络与MTSO（Mobile Telephone Switching Office）或MSC（Mobile Switching Center）相连。92信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.7 蜂窝无线电通信l寻呼系统与移动电话示意图93信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.7 蜂窝无线电通

40、信l蜂窝状排列的基站94信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.8 卫星通信l地球同步卫星（Geosynchronous Satellites）l低轨道卫星（Low-Orbit Satellites）l卫星与光纤95信息与电子工程学院信息与电子工程学院2.9 小结l数据通信的基本概念及技术傅立叶级数、最高数据率公式、调制、编码Nyquist定理、Shannon定理l物理层的模型、功能与服务l主要的物理层协议EIA-232-D（RS-232-C）、RS-449、X.21l传输介质（导向、非导向）双绞线、同轴电缆、光纤、无线电、微波、红外线、激光l信道复用FDM、TDM、WDMl信号调制方式96信息与电子工程学院信息与电子工程学院