CH2L4介质复用接入网.pptx
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1、 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院复习(快速提问复习(快速提问1)第一章的重点是什么?第一章的重点是什么?分组交换及其特点分组交换及其特点网络体系结构的特点网络体系结构的特点什么是协议什么是协议什么是协议数据单元什么是协议数据单元物理层的作用物理层的作用数据链路层的作用数据链路层的作用网络层的作用网络层的作用传输层的作用传输层的作用上讲的重点是什么?上讲的重点是什么?计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院上讲要点复习(快速提问上讲要点复习(快速提问2)物理层的作
2、用、四类特性物理层的作用、四类特性信息、数据和信号信息、数据和信号模拟量与数字量模拟量与数字量链路、信道链路、信道模拟传输、基带传输模拟传输、基带传输模拟通信、数据通信和数字通信模拟通信、数据通信和数字通信基带通信、载波模拟通信基带通信、载波模拟通信 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院本讲预习情况检查(快速提问本讲预习情况检查(快速提问3)传输介质分类传输介质分类应用状况应用状况三种有线传输介质外特性三种有线传输介质外特性双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆光纤光纤无线介质特点无线介质特点什么是信道复用什么是信道复用哪三种基本的信道复
3、用技术哪三种基本的信道复用技术什么是接入网什么是接入网ADSL的使用环境的使用环境HFC的使用环境的使用环境 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院本讲内容及其安排本讲内容及其安排1.传输介质(传输介质(2.3)2.信道复用技术(信道复用技术(2.4)2.1 频分复用频分复用2.2 时分复用和统计时分复用时分复用和统计时分复用2.3 波分复用波分复用2.4 码分复用码分复用3.宽带接入技术(宽带接入技术(2.6)3.1 xDSL技术技术 (2.6.1)3.2 光纤同轴混合网光纤同轴混合网HFC 网网(2.6.2)3.3 FTTx
4、技术技术(2.6.3)计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院教材分析和处理教材分析和处理传输介质:传输介质:教材:介绍了光通信原理教材:介绍了光通信原理讲课:主要从应用角度介绍外特性讲课:主要从应用角度介绍外特性同步光纤网同步光纤网SONET和同步数字系列和同步数字系列SDH教材:教材:2.5.2讲课:讲课:通信专业:其它课程深入学习通信专业:其它课程深入学习计算机专业:自学了解计算机专业:自学了解 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院1.传输介质(传输介质(2.3
5、)传输媒体传输介质:传输电信号或光信号传输媒体传输介质:传输电信号或光信号要求:了解介质的类型、应用状况、外特性要求:了解介质的类型、应用状况、外特性传输介质分类传输介质分类应用状况应用状况三种有线传输介质外特性三种有线传输介质外特性双绞线:双绞线:同轴电缆:同轴电缆:光纤光纤无线介质特点无线介质特点 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院传输介质基本分类传输介质基本分类有线传输介质有线传输介质(导向、有界导向、有界):双绞线:双绞线:非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线(UTP:unshielded twisted pair)屏蔽双绞线屏蔽
6、双绞线(STP:shielded twisted pair)同轴电缆:同轴电缆:基带同轴电缆基带同轴电缆宽带同轴电缆宽带同轴电缆光纤光纤单膜光纤单膜光纤多模光纤多模光纤无线传输介质无线传输介质(非导向、无界非导向、无界):短波、微波(地面、卫星)、红外线、激光等短波、微波(地面、卫星)、红外线、激光等 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院应用状态应用状态早期的主流:同轴电缆早期的主流:同轴电缆目前的主流:光纤、双绞线、无线目前的主流:光纤、双绞线、无线楼间:光纤楼间:光纤楼内:双绞线楼内:双绞线 计算机网络原理计算机网络原理 金
7、可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院1.1 同轴电缆(简单了解)同轴电缆(简单了解)两类同轴电缆及其传输特性两类同轴电缆及其传输特性50 同轴电缆同轴电缆(又称为基带同轴电缆又称为基带同轴电缆):用于数字传输,传输速率用于数字传输,传输速率100M粗缆:早期使用(目前已不使用)粗缆:早期使用(目前已不使用)细缆:后来推广(目前很少使用)细缆:后来推广(目前很少使用)75 同轴电缆同轴电缆(又称为宽带同轴电缆又称为宽带同轴电缆):可以传输模拟信号和数字信号,带宽可以传输模拟信号和数字信号,带宽300450M外导体屏蔽层绝缘层绝缘保护套层内导体 计算机网络原理计算
8、机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院1.2 双绞线双绞线双绞线:双绞线:两根相互绝缘的导线按一定扭距绞合在一起两根相互绝缘的导线按一定扭距绞合在一起 (扭绞:减小电磁干扰的影响)(扭绞:减小电磁干扰的影响)传输特性:可以传输模拟信号和数字信号传输特性:可以传输模拟信号和数字信号 连通性:一般用于连通性:一般用于点点连接点点连接,有时用作,有时用作多点连接多点连接地理范围:模拟信号可以传输几到十几公里,地理范围:模拟信号可以传输几到十几公里,基带信号基带信号(局域网局域网),不超过,不超过100米米抗干扰性能:低频时好抗干扰性能:低频时好价格:便宜
9、、安装方便价格:便宜、安装方便双绞线电缆:双绞线电缆:封装了多对双绞线封装了多对双绞线 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院为提高抗干扰性,可以加屏蔽层为提高抗干扰性,可以加屏蔽层非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线(UTP:unshielded twisted pair)屏蔽双绞线屏蔽双绞线(STP:shielded twisted pair)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无屏蔽双绞线 UTP屏蔽双绞线 STP 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院双绞
10、线的接头双绞线的接头引脚序号:引脚序号:金属片面对我们,金属片面对我们,从左至右从左至右 引脚序号是引脚序号是1-81 2 3 4 5 6 7 8 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院双绞线的接头双绞线的接头EIA/TIA标准规定了两种双绞线线序标准规定了两种双绞线线序568A标准:绿白标准:绿白-1,绿,绿-2,橙白,橙白-3,蓝,蓝-4,蓝白蓝白-5,橙,橙-6,棕白,棕白-7,棕,棕-8。568B标准:橙白标准:橙白-1,橙,橙-2,绿白,绿白-3,蓝,蓝-4,蓝白蓝白-5,绿,绿-6,棕白,棕白-7,棕,棕-8;头端头端
11、尾端尾端金属脚在前金属脚在前卡栓卡栓(弹片弹片)在后在后 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院1.3 光纤(光缆)光纤(光缆)已经在主干线上普及已经在主干线上普及光缆:多条光纤(光缆:多条光纤(4、8、16芯等)的组装芯等)的组装光纤光导纤维熔硅纤维光导玻璃光纤光导纤维熔硅纤维光导玻璃 可以传输光信号(光波)的光导纤维,石英玻璃丝可以传输光信号(光波)的光导纤维,石英玻璃丝材料:掺加锗和磷的二氧化硅(透明)材料:掺加锗和磷的二氧化硅(透明)直径:直径:8 10 m。光信号运载信息光信号运载信息1:有光脉冲:有光脉冲0:无光脉冲:
12、无光脉冲 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院光缆示意图光缆示意图光纤及其包层光纤及其包层外护套外护套填充物填充物加强芯加强芯包带层包带层远供电源线远供电源线四芯光缆剖面示意图四芯光缆剖面示意图 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院光纤的外特性光纤的外特性传输特性:传输特性:带宽大带宽大(通信容量大通信容量大):Gbps数量级数量级 速率的限制在于光电转换速度跟不上速率的限制在于光电转换速度跟不上传输损耗小,传输距离远传输损耗小,传输距离远 2.4Gbps速率传输
13、速率传输100km,不需要中继(单模),不需要中继(单模)连通性:用于点点连接,多点连接尚在实验连通性:用于点点连接,多点连接尚在实验地理范围:可达几十公里地理范围:可达几十公里抗干扰性抗干扰性:强强 不受雷电等电磁干扰和静电干扰、无串音干扰。不受雷电等电磁干扰和静电干扰、无串音干扰。物理特性:体积小,重量轻(外套大、重)。物理特性:体积小,重量轻(外套大、重)。价格:原料丰富,按带宽单价非常便宜。价格:原料丰富,按带宽单价非常便宜。缺点:连接、缺点:连接、安装、收发器贵安装、收发器贵;维护复杂;维护复杂 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计
14、算机与通信学院光信道光信道光信道由三部分组成:光信道由三部分组成:光源:将电信号转换为光信号光源:将电信号转换为光信号(光脉冲光脉冲)光纤传输介质光纤传输介质检测器:将光信号转换为电信号检测器:将光信号转换为电信号(电脉冲电脉冲)光源:光源:发光二极管:用于多模光纤发光二极管:用于多模光纤激光二极管:用于单模光纤激光二极管:用于单模光纤 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院多模光纤与单模光纤多模光纤与单模光纤多模光纤(多模光纤(Multi-mode Fiber):):传输距离较近;收发器便宜传输距离较近;收发器便宜纤芯直径大纤芯
15、直径大光纤中有多种沿不同途径同时传播的光光纤中有多种沿不同途径同时传播的光(存在多条不同角度入射的光线存在多条不同角度入射的光线)单模光纤(单模光纤(Single-mode Fiber)。)。传输距离远;收发器贵传输距离远;收发器贵可以波分复用可以波分复用纤芯直径小纤芯直径小(与波长相当,几微米与波长相当,几微米)光在光纤中的传播没有反射,沿直线传播光在光纤中的传播没有反射,沿直线传播 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院光纤传输的基本工作原理光纤传输的基本工作原理-了解了解1.光线从一种介质穿过另一种介质时,发生折射。光线从一
16、种介质穿过另一种介质时,发生折射。折射量取决于两种介质的折射率。折射量取决于两种介质的折射率。2.光线从高折射率媒体射向低折射率媒体时,光线从高折射率媒体射向低折射率媒体时,其折射角将大于入射角。其折射角将大于入射角。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 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院光纤传输的基本工作原理(续)光纤传输的基本工作原理(续)3.包层的折射率比光纤的折射率低,只要光从纤芯射包层的折射率比光纤的折射率低,只要光从纤芯射到纤芯表面的入射角大于某一个临界角度,就可
17、产到纤芯表面的入射角大于某一个临界角度,就可产生全反射,不会漏入包层。这样,光线将被完全限生全反射,不会漏入包层。这样,光线将被完全限制在光纤中,几乎无损耗地传播。制在光纤中,几乎无损耗地传播。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)计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院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 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院输入脉冲输出脉冲单模光纤
18、:直线传播单模光纤:直线传播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:多次折射多模光纤:多次折射 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院1.4 无线介质(非导向传输媒体)简介(无线介质(非导向传输媒体)简介(2.3.2)优点优点不需布线不需布线适用于地形复杂、建筑物多的城区适用于地形复杂、建筑物多的城区主要形式主要形式地面通信地面通信微波(接力)通信微波(接力)通信红外线通信红外线通信激光通信激光通信篮牙通信篮牙通信卫星通信卫星通信 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与
19、通信学院计算机与通信学院微波通信微波通信技术特征技术特征微波是频率在微波是频率在2GHz-40GHz的信号的信号微波在空间主要是直线传输微波在空间主要是直线传输长途通信时必须建立多个中继站长途通信时必须建立多个中继站主要优点主要优点频率高,频率高,频率范围宽,信道容量大频率范围宽,信道容量大受工业干扰和雷电干扰小受工业干扰和雷电干扰小主要缺点主要缺点中间不能有障碍物中间不能有障碍物(直线传播,没有绕射功能)(直线传播,没有绕射功能)隐蔽性和保密性差隐蔽性和保密性差 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院红外线通信和激光通信红外线通
20、信和激光通信特点特点比微波通信具有比微波通信具有更强的方向性更强的方向性;难以窃听、插入数据和进行干扰;难以窃听、插入数据和进行干扰;对雨雾等环境干扰特别敏感。对雨雾等环境干扰特别敏感。计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院篮牙通信篮牙通信蓝牙技术:近距无线通信技术蓝牙技术:近距无线通信技术传输频段为全球公众通用的传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段频段提供提供1Mbps的传输速率和的传输速率和10m的传输距离。的传输距离。发展发展始于始于1994年年Ericsson的手机及其附件间的通信计划,的手机及其附件间的通信计
21、划,1998年,蓝牙技术协议由年,蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等等5家公司达成一致。家公司达成一致。蓝牙协议的标准版本为蓝牙协议的标准版本为802.15.1可能称为替代红外的技术可能称为替代红外的技术传输距离和速度都比红外的性能强,而且方便。传输距离和速度都比红外的性能强,而且方便。计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院卫星通信卫星通信信号发射到卫星上,经放大转发给地面接收站信号发射到卫星上,经放大转发给地面接收站优点:优点:覆盖面积大、通信距离远、通信容量大覆盖面积大、通信距离远
22、、通信容量大通信费用与通信距离无关通信费用与通信距离无关不易受陆地灾害影响不易受陆地灾害影响信号受到的干扰较小,误码率也较小信号受到的干扰较小,误码率也较小通信比较稳定可靠。通信比较稳定可靠。缺点:缺点:传播时延较长传播时延较长(两地球站间电磁波传播距离有(两地球站间电磁波传播距离有7.2万万Km)天线受太阳噪声的影响天线受太阳噪声的影响技术较复杂技术较复杂价格较贵价格较贵 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院2、信道复用技术、信道复用技术(p47 2.4)一般,一条线路的能力(带宽)超过一对用户传输信息一般,一条线路的能力(带
23、宽)超过一对用户传输信息所需的能力所需的能力 为提高线路利用率,让多个信号同时用一条物理线路传输。为提高线路利用率,让多个信号同时用一条物理线路传输。多路复用技术:多路复用技术:多对设备在同一条传输介质上同时进行通信。多对设备在同一条传输介质上同时进行通信。计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院信道复用技术信道复用技术复用复用(multiplexing)的概念的概念 共享信道共享信道信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道信道信道A1A2B1B2C1C2复用复用分用分用(a)(a)不使用复用技术不使用复用技术(b)使用复用技术使用
24、复用技术 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院信道复用技术分类信道复用技术分类频分复用频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing)时分复用时分复用TDM(Time Division Multiplexing)波分复用波分复用 WDM(Wavelength Division Multiplexing)光通信的光通信的“频分复用频分复用”码分复用码分复用 CDM(Code Division Multiplexing)不同用户在同样的时间使用互不干扰的码型传送数据不同用户在同样的时间使用互不干扰的
25、码型传送数据 计算机网络原理计算机网络原理 金可音金可音 欢迎学生使用欢迎学生使用 计算机与通信学院计算机与通信学院2.1 频分复用(频分复用(FDM)用于载波模拟通信用于载波模拟通信将信道的频带分为若干段(子频带),每段分给一对用户,将信道的频带分为若干段(子频带),每段分给一对用户,不同的用户同时以不同的频率传输。不同的用户同时以不同的频率传输。多路复用器:将不同的用户信号调制到不同频率的载波信号上多路复用器:将不同的用户信号调制到不同频率的载波信号上多路译码器:通过带通滤波器分解出不同频率的信号,再将其转多路译码器:通过带通滤波器分解出不同频率的信号,再将其转换为二进制信号。换为二进制信
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