CH物理层详解实用.pptx

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1、第第 2 章章 物理层物理层2.1 物理层的基本概念物理层的基本概念2.2 数据通信的基础知识数据通信的基础知识2.3 物理层下面的传输媒体物理层下面的传输媒体2.4 信道复用技术信道复用技术2.5 数字传输系统数字传输系统2.6 宽带接入技术宽带接入技术第1页/共63页2.1 物理层的基本概念物理层的基本概念 物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：接口的一些特性，即：机械特性机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺：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。寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。电气特性电气特

2、性：指明在接口电缆的各条线上出现指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。的电压的范围。功能特性功能特性：指明某条线上出现的某一电平的：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。电压表示何种意义。过程特性过程特性：指明对于不同功能的各种可能事：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。件的出现顺序。第2页/共63页2.2 数据通信的基础知识数据通信的基础知识2.2.1 数据通信系统的模型数据通信系统的模型 传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC 机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号 输入汉字显示汉字数据通信系统源系统目的

3、系统传输系统输出信息PC 机第3页/共63页几个术语几个术语数据数据(data)：运送消息的实体：运送消息的实体信号信号(signal)：数据的电气的或电磁的表现：数据的电气的或电磁的表现“模拟的模拟的”(analogous)：消息的参数的取值是连：消息的参数的取值是连续的续的“数字的数字的”(digital)“：消息的参数的取值是离：消息的参数的取值是离散的散的 码元码元(code)：在使用时间域：在使用时间域(或简称为时域或简称为时域)的波形的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。第4页/共63页 2.2.2 有关信号的几个基本概念有关

4、信号的几个基本概念单向通信单向通信(单工通信单工通信)：只能有一个方：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互向的通信而没有反方向的交互双向交替通信双向交替通信(半双工通信半双工通信)：通信的：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同双方都可以发送信息，但不能双方同时发送时发送(当然也就不能同时接收当然也就不能同时接收)双向同时通信双向同时通信(全双工通信全双工通信)：通信的：通信的双方可以同时发送和接收信息双方可以同时发送和接收信息 第5页/共63页基带信号和带通信号基带信号和带通信号 基带信号基带信号(即基本频带信号即基本频带信号)：来自信源的信号。：来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字

5、或图像文件的数像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。据信号都属于基带信号。基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制调制(modulation)。带通信号：带通信号：把基带信号经过载波调制后，把信把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输传输(即仅在一段频率范围内能够通过信道即仅在一段频率范围内能够通过信道)

6、。第6页/共63页几种最基本的调制方法几种最基本的调制方法 基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行种低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制调制(modulation)。最基本的二元制调制方法有以下几种：最基本的二元制调制方法有以下几种：调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。调相(PM)：载波的初始相位随基带数字信号而变化。第7页/共63页对基带数字信号的

7、几种调制方法对基带数字信号的几种调制方法 010011100基带信号调幅调频调相第8页/共63页正交振幅调制正交振幅调制 QAMr(r,)可供选择的相位有 12 种，而对于每一种相位有 1 或2 种振幅可供选择。由于4 bit 编码共有16 种不同的组合，因此这 16 个点中的每个点可对应于一种 4 bit 的编码。若每一个码元可表示的比特数越多，则在接收端进行解调时要正确识别每一种状态就越困难。举例第9页/共63页2.2.3 信道的极限容量信道的极限容量 任何实际的信道都不是理想的，在任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真以及带传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。来多种

8、干扰。码元传输的速率越高，或信号传输码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，在信道的输出端的波的距离越远，在信道的输出端的波形的失真就越严重。形的失真就越严重。第10页/共63页数字信号通过实际的信道数字信号通过实际的信道 有失真，但有失真，但可识别可识别失真大，失真大，无法识别无法识别 实际的信道(带宽受限、有噪声、干扰和失真)发送信号波形接收信号波形发送信号波形实际的信道(带宽受限、有噪声、干扰和失真)接收信号波形第11页/共63页(1)信道能够通过的频率范围信道能够通过的频率范围1924 年，奈奎斯特年，奈奎斯特(Nyquist)就推导出了著名就推导出了著名的的奈氏准则奈氏准则。他给出

9、了在假定的理想条件下，。他给出了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为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。值。在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现否则就会出现码间串扰码间串扰的问题，使接收端对的问题，使接收端对码元的判决码元的判决(即识别即识别)成为不可能。成为不可能。如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。传送码元而不出现码间串扰。第12页/共63页(2)信噪比信噪比 香农香

10、农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的道的极限极限、无差错的无差错的信息传输速率。信息传输速率。信道的极限信息传输速率信道的极限信息传输速率 C 可表达为可表达为 C=W log2(1+S/N)b/s W 为信道的带宽(以 Hz 为单位)；S 为信道内所传信号的平均功率；N 为信道内部的高斯噪声功率。第13页/共63页香农公式表明香农公式表明 信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息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。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只要信

11、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速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。错的传输。若信道带宽若信道带宽 W 或信噪比或信噪比 S/N 没有上限没有上限(当然当然实际信道不可能是这样的实际信道不可能是这样的)，则信道的极限信，则信道的极限信息传输速率息传输速率 C 也就没有上限。也就没有上限。实际信道上能够达到的信息传输速率要比香实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少。农的极限传输速率低不少。第14页/共63页请注意请注意 对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且码元传输速率对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能

12、再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值，那么还有办法提高信息的传输速率。这就是用编码的方法也达到了上限值，那么还有办法提高信息的传输速率。这就是用编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息量。让每一个码元携带更多比特的信息量。第15页/共63页2.3 物理层下面的传输媒体物理层下面的传输媒体无线电微波红外线可见光紫外线X射线射线双绞线同轴电缆卫星地面微波 调幅无线电 调频无线电 海事无线电光纤电视(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102

13、 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移动无线电 电信领域使用的电磁波的频谱第16页/共63页2.3.1 导向传输媒体导向传输媒体双绞线双绞线屏蔽双绞线 STP(Shielded Twisted Pair)无屏蔽双绞线 UTP(Unshielded Twisted Pair)同轴电缆同轴电缆50 同轴电缆75 同轴电缆光缆光缆单模光纤多模光纤 第17页/共63页各种电缆各种电缆铜线铜线聚氯乙烯 套层聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层绝缘层外导体屏蔽层绝缘层绝缘保护套层内导体无屏蔽双绞线 UTP屏蔽双绞线 STP同轴电缆第18页/共63页

14、光线在光纤中的折射光线在光纤中的折射 折射角入射角 包层(低折射率的媒体)包层(低折射率的媒体)纤芯(高折射率的媒体)包层纤芯第19页/共63页光纤的工作原理光纤的工作原理高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射第20页/共63页输入脉冲输出脉冲单模光纤多模光纤与单模光纤多模光纤与单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤第21页/共63页2.3.2 非导向传输媒体非导向传输媒体 无线传输所使用的频段很广。无线传输所使用的频段很广。短波通信主要是靠电离层的反射，短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。但短波信道的通信质量较差。微波在空间主要是直线传播。微波在空

15、间主要是直线传播。地面微波接力通信卫星通信 第22页/共63页共享信道2.4 信道复用技术信道复用技术2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复频分复用、时分复用和统计时分复用用 复用复用(multiplexing)通信技术中的基本概念。通信技术中的基本概念。信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2复用分用(a)不使用复用技术(b)使用复用技术第23页/共63页频分复用频分复用 FDM用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。用这个频带。频分复用频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源的所有用户在

16、同样的时间占用不同的带宽资源(请注意，这里的请注意，这里的“带宽带宽”是频率带宽而不是数据的发送是频率带宽而不是数据的发送速率速率)。频率时间频率 1频率 2频率 3频率 4频率 5第24页/共63页时分复用时分复用TDM时分复用时分复用则是将时间划分为一段段等长的则是将时间划分为一段段等长的时分复时分复用帧用帧(TDM 帧帧)。每一个时分复用的用户在每一。每一个时分复用的用户在每一个个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是每一个用户所占用的时隙是周期性地出现周期性地出现(其周其周期就是期就是 TDM 帧的长度帧的长度)。TDM 信号也称为信号也称为

17、等时等时(isochronous)信号。信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的同样的频带宽度。频带宽度。第25页/共63页时分复用时分复用 频率时间B C DB C DB C DB C DAAAAA 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧第26页/共63页时分复用时分复用 频率时间C DC DC DAAAABBBB C DB 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧第27页/共63页时分复用时分复用 频率时间BDBDBDAAAA BCCCC DC 在 TDM 帧中的位置不变T

18、DM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧第28页/共63页时分复用时分复用 频率时间B CB CB CAAAA B CDDDDD 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧第29页/共63页时分复用可能会造成线路资源的浪费时分复用可能会造成线路资源的浪费 ABCDaabbcdb cattttt4 个时分复用帧#1acbcd时分复用#2#3#4用户使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。第30页/共63页统计时分复用统计时分复用 STDM用户ABCDabcdttttt3 个 STDM 帧#1a

19、cbab bcacd#2#3统计时分复用第31页/共63页 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 2.4.2 波分复用波分复用 WDM波分复用就是光的频分复用波分复用就是光的频分复用 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s复用器分用器EDFA120 km光调制器光解调器第32页/共63页2.4.3 码分复用码

20、分复用 CDM码分多址码分多址 CDMA(Code Division Multiple Access)各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。现。每一个比特时间划分为每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为个短的间隔，称为码片码片(chip)。第33页/共63页码片序列码片序列(chip sequence)每个站被指派一个唯一的每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列。码片序

21、列。如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列。如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。例如，例如，S 站的站的 8 bit 码片序列是码片序列是 00011011。发送比特 1 时，就发送序列 00011011，发送比特 0 时，就发送序列 11100100。S 站的码片序列：站的码片序列：(1 1 1+1+1 1+1+1)第34页/共63页CDMA 的重要特点的重要特点每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交正交(orthogonal)。在实用的系统中是使用在实用的系统中是使用伪随机码序列伪随机码序列。第35

22、页/共63页码片序列的正交关系 令向量 S 表示站 S 的码片向量，令 T 表示其他任何站的码片向量。两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和T 的规格化内积(inner product)都是 0：(2-3)第36页/共63页码片序列的正交关系举例 令向量 S 为(1 1 1+1+1 1+1+1)，向量 T 为(1 1+1 1+1+1+1 1)。把向量 S 和 T 的各分量值代入(2-3)式就可看出这两个码片序列是正交的。第37页/共63页任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1。一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是 1。正交关系的另一个重要特性 第38页/共63页CDM

23、A 的工作原理 S 站的码片序列 S110ttttttm 个码片tS 站发送的信号 SxT 站发送的信号 Tx总的发送信号 Sx+Tx规格化内积 S Sx规格化内积 S Tx数据码元比特发送端接收端第39页/共63页2.5 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 脉码调制脉码调制 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。由于历史上的原因，由于历史上的原因，PCM 有两个互不兼容的国有两个互不兼容的国际标准，即北美的际标准，即北美的 24 路路 PCM(简称为简称为 T1)和欧和欧洲的洲的 30 路路

24、 PCM(简称为简称为 E1)。我国采用的是欧。我国采用的是欧洲的洲的 E1 标准。标准。E1 的速率是的速率是 2.048 Mb/s，而，而 T1 的速率是的速率是 1.544 Mb/s。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。第40页/共63页2.同步光纤网和同步数字系列同步光纤网和同步数字系列 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：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：速率标准不统一。速率标准不统一。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。不是同步传输。不是同步传输。

25、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。第41页/共63页同步光纤网同步光纤网 SONET同步光纤网同步光纤网 SONET(Synchronous Optical Network)的各级时钟都来自一个非常的各级时钟都来自一个非常精确的主时钟。精确的主时钟。第第 1 级级同步传送信号同步传送信号 STS-1(Synchronous Transport Signal)的传输速率是的传输速率是 51.84 Mb/s。光信号则称为第光信号则称为第 1 级级光载波光载波 OC-1，OC 表示表示Optical Carrier。第42页/共63页同步数字系列同步数字系列 SDH

26、 ITU-T 以美国标准以美国标准 SONET 为基础，制订出国际标准为基础，制订出国际标准同步数字系列同步数字系列 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)。一般可认为一般可认为 SDH 与与 SONET 是同义词。是同义词。SDH 的基本速率为的基本速率为 155.52 Mb/s，称为第，称为第 1 级级同步传递模块同步传递模块(Synchronous Transfer Module)，即，即 STM-1，相当于，相当于 SONET 体系中的体系中的 OC-3 速率。速率。第43页/共63页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)

27、光子层路径层线路层段层光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)第44页/共63页SONET 标准定义了四个光接口标准定义了四个光接口层层 光子层光子层(Photonic Layer)处理跨越光缆的比特传送。段层段层(Section Layer)在光缆上传送 STS-N 帧。线路层线路层(Line Layer)负责路径层的同步和复用。路径层路径层(Path Layer)处理路径端接设备 PTE(Path Terminating Element)之间的

28、业务的传输。第45页/共63页2.6 宽带接入技术宽带接入技术2.6.1 xDSL技术技术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。虽然标准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 3003400 kHz 的范围内，但用户线本身实际可通过的信号的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率仍然超过频率仍然超过 1 MHz。xDSL 技术就把技术就把 04 kHz 低端频谱留给传统电话低端频谱留给传统电话使用，而使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户把原来没有被利用

29、的高端频谱留给用户上网使用上网使用。DSL 就是就是数字用户线数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而的缩写。而 DSL 的前缀的前缀 x 则表示在数字用户线上则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。实现的不同宽带方案。第46页/共63页xDSL 的几种类型的几种类型 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)：非对称数字用户线非对称数字用户线HDSL(High speed DSL)：高速数字用户线：高速数字用户线SDSL(Single-line DSL)：1 对线的数字用户线对线的数字用户线VDSL(Very high sp

30、eed DSL)：甚高速数字用户：甚高速数字用户线线DSL：ISDN 用户线。用户线。RADSL(Rate-Adaptive DSL)：速率自适应：速率自适应 DSL，是，是 ADSL 的一个子集，可自动调节线路速的一个子集，可自动调节线路速率率)。第47页/共63页ADSL 的极限传输距离的极限传输距离ADSL 的极限传输距离与数据率以及用户线的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线径都有很大的关系(用户线越细，信号传输用户线越细，信号传输时的衰减就越大时的衰减就越大)，而所能得到的最高数据传，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。输速率与实际的用户线

31、上的信噪比密切相关。例如，例如，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 2.0 Mb/s 时可传送时可传送 5.5 公里，但当传输公里，但当传输速率提高到速率提高到 6.1 Mb/s 时，传输距离就缩短为时，传输距离就缩短为 3.7 公里。公里。如果把用户线的线径减小到如果把用户线的线径减小到0.4毫米，那么在毫米，那么在6.1 Mb/s的传输速率下就只能传送的传输速率下就只能传送2.7公里公里 第48页/共63页ADSL 的特点的特点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。上行指从用户到上行指从用户到 ISP，而下行指从，而下行指从 ISP

32、到用户。到用户。ADSL 在用户线在用户线(铜线铜线)的两端各安装一个的两端各安装一个 ADSL 调制解调器。调制解调器。我国目前采用的方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)调制技术。调制技术。这里的这里的“多音调多音调”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。第49页/共63页DMT 技术技术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 以上一直到以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为的高端频谱划分为许多的子信道，其中许多的子信道，其中 25 个子信道用于上行信个子信

33、道用于上行信道，而道，而 249 个子信道用于下行信道。个子信道用于下行信道。每个子信道占据每个子信道占据 4 kHz 带宽带宽(严格讲是严格讲是 4.3125 kHz)，并使用不同的载波，并使用不同的载波(即不同的即不同的音调音调)进行数字调制。这种做法相当于在一对进行数字调制。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传送数据。送数据。第50页/共63页DMT 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第51页/共63页ADSL 的数据率的数据率由于用户线的具体条件往往相差很大由于用户线

34、的具体条件往往相差很大(距离、线径、受距离、线径、受到相邻用户线的干扰程度等都不同到相邻用户线的干扰程度等都不同)，因此，因此 ADSL 采用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。自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数据率。当当 ADSL 启动时，用户线两端的启动时，用户线两端的 ADSL 调制解调器就调制解调器就测试可用的频率、各子信道受到的干扰情况，以及在每测试可用的频率、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。一个频率上测试信号的传输质量。ADSL 不能保证固定的数据率。对于质量很差的用户线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甚至

35、无法开通 ADSL。通常下行数据率在通常下行数据率在 32 kb/s 到到 6.4 Mb/s 之间，而上行之间，而上行数据率在数据率在 32 kb/s 到到 640 kb/s 之间。之间。第52页/共63页ADSL 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-

36、R：(R 代表远端 Remote)电话分离器 PS：(POTS Splitter)第53页/共63页第二代第二代 ADSL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 要求至少应支持下行要求至少应支持下行 8 Mb/s、上行、上行 800 kb/s的速率。而的速率。而 ADSL2+则将频谱范围从则将频谱范围从 1.1 MHz 扩展至扩展至2.2 MHz，下行速率可达，下行速率可达 16 Mb/s(最大传输速率可达最大传输速率可达25 Mb/s)，而上行速率可达，而上行速率可达 800 kb/s。采用了采用了无缝速率自适应技术无缝速率自适应技术

37、SRA(Seamless 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。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。第54页/共63页2.6.2 光纤同轴混合网光纤同轴混合网HFCHFC 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 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。HFC 网除可传送网除可传送 CATV

38、 外，还提供电话、外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。数据和其他宽带交互型业务。现有的现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆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网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输。而目进行单向传输。而 HFC 网则需要对网则需要对 CATV 网进行改造，网进行改造，第55页/共63页HFC的主要特点的主要特点 (1)HFC网的主干线路采用光纤网的主干线路采用光纤HFC 网将原网将原 CATV 网中的同轴电缆主干部分网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，并使用改换为光纤，并使用模拟光纤技术模拟光纤技术。在模拟光纤中采用光的振幅

39、调制在模拟光纤中采用光的振幅调制 AM，这比使，这比使用数字光纤更为经济。用数字光纤更为经济。模拟光纤从头端连接到模拟光纤从头端连接到光纤结点光纤结点(fiber node)，即即光分配结点光分配结点 ODN(Optical Distribution 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。第56页/共63页HFC的主要特点的主要特点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(2)HFC 网采用结点体系结构 第57页/共63页下行信道上行信道5 40 50 550 750 100

40、0原有模拟电视数字信号频率(MHz)保留HFC的主要特点的主要特点 (3)HFC网具有比CATV网更宽的频谱，且具有双向传输功能 第58页/共63页HFC的主要特点的主要特点用户接口盒用户接口盒 UIB(User Interface Box)要提供三种连接，即：要提供三种连接，即：使用同轴电缆连接到机顶盒(set-top box)，然后再连接到用户的电视机。使用双绞线连接到用户的电话机。使用电缆调制解调器连接到用户的计算机。(4)每个家庭要安装一个用户接口盒第59页/共63页电缆调制解调器电缆调制解调器(cable modem)电缆调制解调器电缆调制解调器是为是为 HFC 网而使用的调制网而使

41、用的调制解调器。解调器。电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高。电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高。其下行速率一般在其下行速率一般在 3 10 Mb/s之间，最高可之间，最高可达达 30 Mb/s，而上行速率一般为，而上行速率一般为 0.2 2 Mb/s，最高可达，最高可达 10 Mb/s。电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调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，制解调器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在用户端。而是只安装在用户端。第60页/共63页HFC 网的最大优点网的最大优点 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

42、。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。要将现有的要将现有的 450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 双向传输双向传输的的 HFC 网网(还要将所有的用户服务区互连起来而不是一个个还要将所有的用户服务区互连起来而不是一个个 HFC 网的孤岛网的孤岛)，也需要相当的资金和时间。，也需要相当的资金和时间。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。第61页/共63页2.6.3 FTTx 技术技术 FTTx(光纤到光纤到)也是一种实现宽带居民接入也是一种实现宽带居民接入网的方案。这里字母

43、网的方案。这里字母 x 可代表不同意思。可代表不同意思。光纤到家光纤到家 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解直铺设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决方法。决方法。光纤到大楼光纤到大楼 FTTB(Fiber To The Building)：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。光纤到路边光纤到路边 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。第62页/共63页感谢您的欣赏！第63页/共63页