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1、第 4讲 信道复用与数字传输技术 知识回想l数据通讯模型数据通讯模型l一些术语一些术语l信道、信号、单工通讯、双工通讯、半双工通讯、信道、信号、单工通讯、双工通讯、半双工通讯、模拟信号、数字信号模拟信号、数字信号l物理层的传输媒体物理层的传输媒体l导向传输媒体导向传输媒体l非导向传输媒体非导向传输媒体本讲内容及教学目的l掌握时分复用、频分复用的根本原理。掌握时分复用、频分复用的根本原理。l了解波分复用根本原理。了解波分复用根本原理。l了解码分复用的根本原理了解码分复用的根本原理l了解了解PCM的任务机制。的任务机制。l了解了解SONET和和SDH的传输机制。的传输机制。l了解宽带接入技术的常用
2、方法。了解宽带接入技术的常用方法。共享信道频分复用、时分复用和频分复用 l为了提高通讯系统信道的利用率，话音信号的传输往往采用为了提高通讯系统信道的利用率，话音信号的传输往往采用多路复用通讯的方式。多路复用通讯方式通常是指：在一个多路复用通讯的方式。多路复用通讯方式通常是指：在一个信道上同时传输多个话音信号的技术，有时也将这种技术简信道上同时传输多个话音信号的技术，有时也将这种技术简称为复用技术。称为复用技术。l复用复用(multiplexing)是通讯技术中的根本概念。是通讯技术中的根本概念。 信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2复用分用(a) 不运用复用技术(b)
3、运用复用技术频分复用 FDMl频分复用频分复用(Frequency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带就是将用于传输信道的总带宽划分成假设干个子频带宽划分成假设干个子频带(或称子信道或称子信道)，每一个子信道传输，每一个子信道传输1路信号。路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带。信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带。l时分复用技术的特点是一切子信道传输的信号以并行的方式任务，每一时分复用技术的特点
4、是一切子信道传输的信号以并行的方式任务，每一路信号传输时可不思索传输时延，因此频分复用技术获得了非常广泛的路信号传输时可不思索传输时延，因此频分复用技术获得了非常广泛的运用。运用。l用户在分配到一定的频带后，在通讯过程中自始至终都占用这个频带。用户在分配到一定的频带后，在通讯过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的一切用户在同样的时间占用不同的带宽资源请留意，这里频分复用的一切用户在同样的时间占用不同的带宽资源请留意，这里的的“带宽是频率带宽而不是数据的发送速率。带宽是频率带宽而不是数据的发送速率。 频率时间频率 1频率 2频率 3频率 4频率 5Frequency Division Mult
5、iplexing(a) The original bandwidths.(b) The bandwidths raised in frequency.(b) The multiplexed channel.时分复用TDMl是将不同的信号相互交错在不同的时间段内，沿着同一个是将不同的信号相互交错在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接纳端再用某种方法，将各个时间段内的信道传输；在接纳端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来复原成原始信号的通讯技术。这种技术可信号提取出来复原成原始信号的通讯技术。这种技术可以在同一个信道上传输多路信号以在同一个信道上传输多路信号 l是将时间划分为一段段等长的
6、时分复用帧是将时间划分为一段段等长的时分复用帧TDM 帧。帧。每一个时分复用的用户在每一个每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号帧中占用固定序号的时隙。的时隙。l每一个用户所占用的时隙是周期性地出现其周期就是每一个用户所占用的时隙是周期性地出现其周期就是 TDM 帧的长度。帧的长度。lTDM 信号也称为等时信号也称为等时(isochronous)信号。信号。l时分复用的一切用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。时分复用的一切用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。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T
7、DM 帧TDM 帧TDM 帧时分复用ABCDaabbcdb cattttt4 个时分复用帧#1acbcd时分复用#2#3#4用户运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普通是不高的。 Time Division MultiplexingThe T1 carrier (1.544 Mbps).Time Division Multiplexing (Cont.)Multiplexing T1 streams into higher carriers.统计时分复用 STDM用户ABCDabcdttttt3 个 STDM 帧#1acbab bcacd#2
8、#3统计时分复用波分复用l波分复用波分复用wavelength-division multiplexing, WDM是将一系列载有信息、但是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接纳端再用某种方法，将波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接纳端再用某种方法，将各个不同波长的光信号分开的通讯技术。这种技术可以同时在一根光纤上传输各个不同波长的光信号分开的通讯技术。这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道。多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道。 l密集波分复用密集波分复用DW
9、DM, Dense Wavelength Division Multiplexing技术，指的技术，指的是一种光纤数据传输技术，这一技术利用激光的波长按照比特位并行传输或者是一种光纤数据传输技术，这一技术利用激光的波长按照比特位并行传输或者字符串行传输方式在光纤内传送数据。字符串行传输方式在光纤内传送数据。 lDWDM首先把引入的光信号分配给特定频带内的指定频率波长，首先把引入的光信号分配给特定频带内的指定频率波长，lambda，然后把信号复用到一根光纤中去，采用这种方式就可以大大添加已铺设光缆的然后把信号复用到一根光纤中去，采用这种方式就可以大大添加已铺设光缆的带宽。带宽。l由于引入由于引入
10、incoming信号并不在光层终止，接口的速率和格式就可以坚持独信号并不在光层终止，接口的速率和格式就可以坚持独立，这样就允许效力供应商把立，这样就允许效力供应商把DWDM技术和网络中现有的设备集成起来，同时技术和网络中现有的设备集成起来，同时又获得了现有铺设光缆中没有得以利用的大量带宽又获得了现有铺设光缆中没有得以利用的大量带宽. 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 1
11、555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 波分复用 WDMl波分复用就是光的频分复用。这是波分复用就是光的频分复用。这是FDM在光纤信道的一个变例。是指在光纤信道的一个变例。是指在一根光纤上不只是传送一个载波，而是同时传送多个波长不同的光在一根光纤上不只是传送一个载波，而是同时传送多个波长不同的光载波。那么原来在一根光纤上只能传送一个光载波的单一信道变为可载波。那么原来在一根光纤上只能传送一个光载波的单一信道变为可传送多个不同波长光载波的信道，从而使得光纤的传输才干成倍添加。传送多个不同波长光载波的信道，从而使得光纤的传输才干成倍添加。 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb
12、/s复用器分用器EDFA120 km光调制器光解调器掺铒光纤放大器lErbium Doped Fiber Amplifier (EDFA)l 制造光纤时，采用特殊工艺，在光纤芯层堆积中掺制造光纤时，采用特殊工艺，在光纤芯层堆积中掺入极小浓度的铒离子，制造出相应的掺铒光纤。光入极小浓度的铒离子，制造出相应的掺铒光纤。光纤中掺杂离子在遭到泵浦光鼓励后跃迁到亚稳定的纤中掺杂离子在遭到泵浦光鼓励后跃迁到亚稳定的高激发态，在信号光诱导下，产生受激辐射，构成高激发态，在信号光诱导下，产生受激辐射，构成对信号光的相关放大。对信号光的相关放大。lEDFA任务在任务在1550窗口。已商用的窗口。已商用的EDFA
13、噪声低，噪声低，增益曲线好，放大器带宽大，与波分复用增益曲线好，放大器带宽大，与波分复用WDM系统兼容，泵浦效率高，任务性能稳定，技术成系统兼容，泵浦效率高，任务性能稳定，技术成熟，在现代长途高速光通讯系统中备受青睐。目前，熟，在现代长途高速光通讯系统中备受青睐。目前，“掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器EDFA+密集波分复用密集波分复用DWDM+非零色散光纤非零色散光纤NZDF+光子集成光子集成PIC正成为国际上长途高速光纤通讯线路的主正成为国际上长途高速光纤通讯线路的主要技术方向。要技术方向。 Wavelength Division MultiplexingWavelength division
14、 multiplexing.码分复用 CDMl常用的名词是码分多址常用的名词是码分多址 CDMA l各用户运用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会呵斥干扰。各用户运用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会呵斥干扰。l这种系统发送的信号有很强的抗干扰才干，其频谱类似于白噪声，不易这种系统发送的信号有很强的抗干扰才干，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。被敌人发现。 l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，称为码片个短的间隔，称为码片(chip)。lCDMA的特点的特点l每个站分配的码片序列不仅必需各不一样，并且还必需相互正交每个站分配的码片序列不仅必需各不一样，并且还必需相互正
15、交(orthogonal)。l在适用的系统中是运用伪随机码序列。在适用的系统中是运用伪随机码序列。l这种技术多用于挪动通讯，这种技术多用于挪动通讯，l不同的挪动台不同的挪动台(或手机或手机)可以运用同一个频率，但是每个挪动台可以运用同一个频率，但是每个挪动台(或手机或手机)都被分配带有一个独特的都被分配带有一个独特的“码序列，该序列码与一切别的码序列，该序列码与一切别的“码序列码序列都有不同，所以各个用户相互之间也没有干扰。由于是靠不同的都有不同，所以各个用户相互之间也没有干扰。由于是靠不同的“码序码序列来区分不同的挪动台列来区分不同的挪动台(或手机或手机)，所以又叫做，所以又叫做“码分多址技
16、术。码分多址技术。 码片序列(chip sequence) l每个站被指派一个独一的每个站被指派一个独一的 m bit 码片序列。码片序列。l如发送比特如发送比特 1，那么发送本人的，那么发送本人的 m bit 码片序列。码片序列。l如发送比特如发送比特 0，那么发送该码片序列的二进制反码。，那么发送该码片序列的二进制反码。 l例如，例如，S 站的站的 8 bit 码片序列是码片序列是 00011011。l发送比特发送比特 1 时，就发送序列时，就发送序列 00011011。l发送比特发送比特 0 时，就发送序列时，就发送序列 11100100。lS 站的码片序列：站的码片序列：(1 1 1
17、+1 +1 1 +1 +1) 码片序列的正交关系 l例如例如l令向量令向量 S 为为(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1)，向量，向量 T 为为(1 1 +1 1 +1 +1 +1 1)。 l把向量把向量 S 和和 T 的各分量值代入的各分量值代入(2-3)式就可看出这两个码片序列是正交的。式就可看出这两个码片序列是正交的。 l令向量令向量 S 表示站表示站 S 的码片向量，令的码片向量，令 T 表示其他任何站的码片向量。表示其他任何站的码片向量。 l两个不同站的码片序列正交，就是向量两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和和T 的规格化内积的规格化内积(inner product)都是
18、都是 0.一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是 1。 CDMA 的任务原理 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CDMA Code Division Multiple Access(a) Binary chip sequences for four stations(b) Bipolar chip sequences (双极性编码,+1表示1,0表示沉默,-1表示0)(c) Six exam
19、ples of transmissions(d) Recovery of station Cs signalPCM历史和根本原理l脉码调制，由脉码调制，由A.里弗斯于里弗斯于1937年提出的，这一概念为数字通讯奠定了根年提出的，这一概念为数字通讯奠定了根底，底，60年代它开场运用于市内网以扩展容量，使已有音频电缆的大部分年代它开场运用于市内网以扩展容量，使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩展芯线的传输容量扩展2448倍。到倍。到70年代中、末期，各国相继把脉码调年代中、末期，各国相继把脉码调制胜利地运用于同轴电缆通讯、微波接力通讯、卫星通讯和光纤通讯等制胜利地运用于同轴电缆通讯、微波接力通讯
20、、卫星通讯和光纤通讯等中、大容量传输系统。中、大容量传输系统。80年代初，脉码调制已用于市话中继传输和大容年代初，脉码调制已用于市话中继传输和大容量干线传输以及数字程控交换机，并在用户话机中采用。量干线传输以及数字程控交换机，并在用户话机中采用。 l为了将模拟信号转变为数字信号，必需对信号进展取样。即每隔一定的为了将模拟信号转变为数字信号，必需对信号进展取样。即每隔一定的时间间隔，取模拟信号的当前值作为样本。该样本代表了模拟信号在某时间间隔，取模拟信号的当前值作为样本。该样本代表了模拟信号在某一时辰的瞬时值。一系列连一时辰的瞬时值。一系列连 续的样本可用来代表模拟信号在某一区间随续的样本可用来
21、代表模拟信号在某一区间随时间变化的值。时间变化的值。l取样的频率可根据奈氏取样定理取样的频率可根据奈氏取样定理 确定。奈氏取样定理表述为，只需取样确定。奈氏取样定理表述为，只需取样频率大于模拟信号最高频率的频率大于模拟信号最高频率的2倍，那么可以用得到的样本空间恢复原来倍，那么可以用得到的样本空间恢复原来的模拟信号。即的模拟信号。即脉码调制PCMl如今的数字传输系统都是采用脉码调制如今的数字传输系统都是采用脉码调制Pulse Code Modulation 体制。体制。PCM最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机之最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机之间有一条中继线不是只传送一条信号。间
22、有一条中继线不是只传送一条信号。lPCM有两个规范即有两个规范即E1和和T1。 我国采用的是欧洲的我国采用的是欧洲的E1规范。规范。T1的的速率是速率是1.544Mbit/s,E1的速率是的速率是2.048Mbit/s。 lPCM编码必需经过三个过程，即抽样、量化和编码，编码必需经过三个过程，即抽样、量化和编码，PCM编码编码的主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进展取样的主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进展取样,使其离散化使其离散化,同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化,同时将同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值，以实现话
23、音数字抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值，以实现话音数字化。化。lPCM编码的最大的优点就是音质好，最大的缺陷就是体积大。我编码的最大的优点就是音质好，最大的缺陷就是体积大。我们常见的们常见的Audio CD就采用了就采用了PCM编码，一张光盘的容量只能包编码，一张光盘的容量只能包容容72分钟的音乐信息。分钟的音乐信息。 脉码调制PCM的根本原理a模拟信号 b取样后的脉冲信号 c编码后的数字信号d解码后的脉冲信号 e恢复后的模拟信号 脉码调制l为有效利用传输线路，通常总是将多个话路的为有效利用传输线路，通常总是将多个话路的PCM信号用信号用时分多路复用的方法装成帧后再一帧一帧地传输。时分
24、多路复用的方法装成帧后再一帧一帧地传输。lPCM有两个互不兼容的国际规范，北美的有两个互不兼容的国际规范，北美的24路路PCMT1和欧洲的和欧洲的30路路PCME1，T1的速率是的速率是1.544Mbps，E1的的速率是速率是2.048Mbps。我国采用的是。我国采用的是E1规范。规范。l数字传输系统高次群的话路数和数据率，如表所示。数字传输系统高次群的话路数和数据率，如表所示。数字数据信号编码l基带传输中采用的编码方式常用的有以下基带传输中采用的编码方式常用的有以下3 3种：种：l不归零编码不归零编码NRZ NRZ l规定用负电平表示规定用负电平表示“0“0，用正电平表示，用正电平表示“1“
25、1，亦可有其他表示方法。为保证收发正确，必需另外亦可有其他表示方法。为保证收发正确，必需另外传送时钟同步信号，且假设传送时钟同步信号，且假设“1“1与与“0“0个数不相个数不相等时，存在直流分量，增大了损耗，如下图。等时，存在直流分量，增大了损耗，如下图。l曼氏编码曼氏编码l差分曼氏编码差分曼氏编码编码表示图数字数据信号编码l曼彻斯特编码曼彻斯特编码Manchester Encoding，也叫做相位编码，也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层运用来编码一，是一个同步时钟编码技术，被物理层运用来编码一个同步位流的时钟和数据。个同步位流的时钟和数据。 常用于局域网传输。常用于局域
26、网传输。l曼彻斯特编码，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既曼彻斯特编码，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示“1，从，从低到高跳变表示低到高跳变表示“0。中间的跳变作为同步信号。中间的跳变作为同步信号。l差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开场时有无跳变表示用每位开场时有无跳变表示“0或或“1，有跳变为，有跳变为“0，无跳变为无跳变为“1。它与曼氏编码的不同之处主要是：每比特。它与曼氏编码的不同之处主要是：每比特的中间跳变仅做同步用；每比特
27、的值根据其开场边境能否的中间跳变仅做同步用；每比特的值根据其开场边境能否发生跳变决议。发生跳变决议。字符编码l数字传输时，在信道上传送的数据都是以二进制位数字传输时，在信道上传送的数据都是以二进制位的方式出现的，如何组合的方式出现的，如何组合“0 与与“1这两种码这两种码元，使之代表不同的字符或信息数据信息和控制元，使之代表不同的字符或信息数据信息和控制信息信息, 叫做字符编码。叫做字符编码。l国际规范化组织国际规范化组织1967年引荐了一个年引荐了一个7单位编码每单位编码每个字符由七位二进制码元组成，另外附加一位奇偶个字符由七位二进制码元组成，另外附加一位奇偶校验位校验位,即国际规范即国际规
28、范ISO 646,为世界各国广泛采用。为世界各国广泛采用。同步光纤网SONETl旧的数字传输系统最主要的两个方面的缺陷：旧的数字传输系统最主要的两个方面的缺陷： l速率规范不一致。假设不对高次群的数字传输速率进展规范速率规范不一致。假设不对高次群的数字传输速率进展规范化，国际范围的高速数据传输就很难实现。化，国际范围的高速数据传输就很难实现。 l不是同步传输。在过去相当长的时间，为了节约经费，各国不是同步传输。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。的数字网主要是采用准同步方式。 l同步光纤网同步光纤网 SONET (Synchronous Optical Netw
29、ork) 的各级的各级时钟都来自一个非常准确的主时钟。时钟都来自一个非常准确的主时钟。 l第第 1 级同步传送信号级同步传送信号 STS-1 (Synchronous Transport Signal)的传输速率是的传输速率是 51.84 Mb/s。l光信号那么称为第光信号那么称为第 1 级光载波级光载波 OC-1，OC 表示表示Optical Carrier同步数字系列 SDH lSDH/SONET定义了一组在光纤上传输光信号的速率和格式定义了一组在光纤上传输光信号的速率和格式,通常统称为光同步数字传输网，是宽带综合数字网通常统称为光同步数字传输网，是宽带综合数字网B-ISDN的根底之一的根
30、底之一.SDH/SONET采用采用TDM技术技术,是同步系统。是同步系统。lITU-T 以美国规范以美国规范 SONET 为根底，制定出国际规范同步数为根底，制定出国际规范同步数字系列字系列 SDH (Synchronous Digital Hierarchy)。l普通可以为普通可以为 SDH 与与 SONET 是同义词。是同义词。lSDH 的根本速率为的根本速率为 155.52 Mb/s，称为第，称为第 1 级同步传送模块级同步传送模块 (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。 线路速
31、率路速率(Mb/s)SONET符号符号ITU-T符号符号表示表示线路速率路速率的常用近似的常用近似值 51.840OC-1/STS-1 155.520OC-3/STS-3STM-1155 Mb/s 466.560OC-9/STS-9STM-3 622.080OC-12/STS-12STM-4622 Mb/s 933.120OC-18/STS-18STM-61244.160OC-24/STS-24STM-82488.320OC-48/STS-48STM-162.5 Gb/s4976.640OC-96/STS-96STM-329953.280OC-192/STS-192STM-6410 Gb/s3
32、9813.120 OC-768/STS-768 STM-256 40 Gb/s STS 级与 STM 级的对应关系 SONET 的体系构造 光子层途径层线路层段层线路 (line)光子层途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途径 (path)(section)(section)(section)SONET 的四个光接口层 l光子层光子层(Photonic Layer)l处置跨越光缆的比特传送。处置跨越光缆的比特传送。l段层段层(Section Layer)l在光缆上传送在光缆上传送 STS-N 帧。
33、帧。l线路层线路层(Line Layer)l担任途径层的同步和复用。担任途径层的同步和复用。l途径层途径层(Path Layer) l处置途径端接设备处置途径端接设备 PTE (Path Terminating Element)之间的业务的传输。之间的业务的传输。 xDSL技术lxDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟用户线技术就是用数字技术对现有的模拟用户线进展改造，使它可以承载宽带业务。进展改造，使它可以承载宽带业务。l虽然规范模拟信号的频带被限制在虽然规范模拟信号的频带被限制在 3003400 kHz 的范围内，但用户线本身实践可经过的信的范围内，但用户线本身实践可经过的信号频率依然超越
34、号频率依然超越 1 MHz。lxDSL 技术就把技术就把 04 kHz 低端频谱留给传统运用，低端频谱留给传统运用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网运用。运用。lDSL 就是数字用户线就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而的缩写。而 DSL 的前缀的前缀 x 那么表示在数字用户那么表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。线上实现的不同宽带方案。 xDSL 的几种类型 lADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)lHDSL (High speed DSL)lSDSL (Sin
35、gle-line DSL)lVDSL (Very high speed DSL)lDSL lRADSL (Rate-Adaptive DSL)ADSL 的极限传输间隔lADSL 的极限传输间隔与数据率以及用户线的的极限传输间隔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。l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，但当传输速率公里，但当传输速率提高到提高到 6.1 Mb/s 时，传输间隔就缩短为时，传输间隔就缩短为 3.7 公公里。里。l假设把用户线的线径减小到假设把用户线的线径减小到0
36、.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 ADSL 的特点l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。l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 到用户。到用户。lADSL 在用户线铜线的两端各安装一个在用户线铜线的两端各安装一个 ADSL 调制解调器。调制解调器。l我国目前采用的方案是离散多音调我国目前采用的方案是离散多音调 DMT (Discrete Multi-Tone)调制技术。这里的调制技术。这里的“多多音调就是音调就是“多载波或多载波或“多子信道的意思。多子信道的意思。DMT 技
37、术lDMT 调制技术采用频分复用的方法调制技术采用频分复用的方法l把把 40 kHz 以上不断到以上不断到 1.1 MHz 的高端频谱划的高端频谱划分为许多的子信道，其中分为许多的子信道，其中 25 个子信道用于上个子信道用于上行信道，而行信道，而 249 个子信道用于下行信道。个子信道用于下行信道。l每个子信道占据每个子信道占据 4 kHz 带宽严厉讲是带宽严厉讲是 4.3125 kHz，并运用不同的载波即不同的，并运用不同的载波即不同的音调进展数字调制。这种做法相当于在一对音调进展数字调制。这种做法相当于在一对用户线上运用许多小的调制解调器并行地传送用户线上运用许多小的调制解调器并行地传送
38、数据。数据。DMT 技术的频谱分布 频谱频率上行信道传统04下行信道(kHz)401100ADSL 的组成 ATU-CATU-CATU-RATU-C用户线 分别器 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-CC 代表端局 Central OfficeATU-RR 代表远端 Remote分别器 PS (POTS Splitter) HFC 的特点 lHFC网的主干线路采用光纤网的主干线路采
39、用光纤lHFC 网将原网将原 CATV 网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，并运用模拟光纤技术。并运用模拟光纤技术。l在模拟光纤中采用光的振幅调制在模拟光纤中采用光的振幅调制 AM，这比运用数字光纤，这比运用数字光纤更为经济。更为经济。l模拟光纤从头端衔接到光纤结点模拟光纤从头端衔接到光纤结点(fiber node)，即光分配结，即光分配结点点 ODN (Optical Distribution Node)。在光纤结点光信号被。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。转换为电信号。在光纤结点以下就是同轴电缆。lHFC 网采用结点体系构造网采用
40、结点体系构造 lHFC 网具有比网具有比 CATV 网更宽的频谱且具有双向传输功能网更宽的频谱且具有双向传输功能l每个家庭要安装一个用户接口盒每个家庭要安装一个用户接口盒HFC 网构造图同轴电缆头端模拟光纤放大器引入线分路器光纤结点效力区效力区效力区HFC频谱划分举例下行信道上行信道5 40 50 550 750 1000原有模拟电视数字信号频率(MHz)保管电缆调制解调器(cable modem) l电缆调制解调器是为电缆调制解调器是为 HFC 网而运用的调制解网而运用的调制解调器。调器。l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。l其下行速率普通在其下
41、行速率普通在 3 10 Mb/s之间，最高可之间，最高可达达 30 Mb/s，而上行速率普通为，而上行速率普通为 0.2 2 Mb/s，最高可达，最高可达 10 Mb/s。l电缆调制解调器比在普通线上运用的调制解调电缆调制解调器比在普通线上运用的调制解调器要复杂得多，并且不是成对运用，而是只安器要复杂得多，并且不是成对运用，而是只安装在用户端。装在用户端。 HFC 网的优点 l具有很宽的频带，并且可以利用曾经有相当大的覆盖具有很宽的频带，并且可以利用曾经有相当大的覆盖面的有线电视网。面的有线电视网。l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单向传输的有线电视网络改造为为
42、 750 MHz 双向传输的双向传输的 HFC 网还要将一切的用户网还要将一切的用户效力区互连起来而不是一个个效力区互连起来而不是一个个 HFC 网的孤岛，也网的孤岛，也需求相当的资金和时间。需求相当的资金和时间。l在电信政策方面也有一些需求协调处理的问题。在电信政策方面也有一些需求协调处理的问题。 FTTx 技术 lFTTx光纤到光纤到也是一种实现宽带居民接入网的方也是一种实现宽带居民接入网的方案。这里字母案。这里字母 x 可代表不赞同思。可代表不赞同思。l光纤到家光纤到家 FTTH (Fiber To The Home)：光纤不断铺设到：光纤不断铺设到用户家庭能够是居民接入网最后的处理方法
43、。用户家庭能够是居民接入网最后的处理方法。l光纤到大楼光纤到大楼 FTTB (Fiber To The Building)：光纤进入大：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楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。户。l光纤到路边光纤到路边 FTTC (Fiber To The Curb)：从路边到各用户：从路边到各用户可运用星形构造双绞线作为传输媒体。可运用星形构造双绞线作为传输媒体。 本讲小结l信道复用技术信道复用技术l时分复用时分复用l频分复用频分复用l数字传输系统数字传输系统l脉码调制脉码调制l数字数据信号编码数字数据信号编码l字符编码字符编码l宽带接入技术宽带接入技术作业l上交作业上交作业lP62, 2-10,2-11,2-13,2-14,.2-16,2-17l预习第三章预习第三章l预习实验二和实验三预习实验二和实验三
