2016.6.12 计算机网络复习重点第二章之信道复用技术

2.4信道复用技术

**复用:在发送端使用一个复用器,就可以让大家合起来使用一个共享信道进行通信;在接收器再使用分用器,把合起来传输的信息分别送到相应的终点。

(1)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这个频带。

**可见频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源;

(2)时分复用(TDM):将时间划分为一段段等长的时分复用帧。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时缝。

**可见时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度

**当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,一个用户对已经分到的子信道的利用率一般是不高的。

(3)统计时分复用(或异步时分复用)(STDM):是一种改进的时分复用,它能明显地提高信道的利用率。集中器常使用这种统计时分复用。

**统计时分复用使用STDM帧来传送复用的数据。

**每一个STDM帧中的时缝数小于连接在集中器上的用户数。各用户有了数据就随时发往集中器中的输入缓存,然后集中器按顺序依次扫描输入缓存,把缓存中的输入数据放入STDM帧中。当一个帧的数据放满了,就发出去。

**STDM 帧不是固定分配时缝,而是按需动态地分配时隙,因此,统计时分复用可以提高线路的利用率。

**由于STDM帧中的时隙不是固定地分配给某个用户,因此在每个时隙中还必须有用户的地址信息。

 

(4)波分复用(WDM)(就是光的频分复用)

**最初,人们只能在一根光纤上复用两路光载波信号。这种复用称为波分复用WDM。后来,复用多路的光载波信号,叫做密集波复用(DWDM)。

**掺铒光纤放大器(EDFA):不需要进行光电转化而直接对光信号进行放大。

(5)码分复用(CDM)=码分多址(CDMA)

**每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰。

**在CDMA中,每一个比特时间再划分为m个短的间隔,称为码片。

 

 

2.5数字传输系统

 **目前,长途干线大都采用时分复用PCM的数字传输方式。因此,现在的模拟线路就基本只剩下从用户电话机到市话交换机之间的这一段几公里长的用户线。

(1)同步光纤网(SONET)

**整个同步网络的各级时钟都来自一个非常精确的主时钟。

**SONET为光纤传输系统定义了同步传输的线路速率等级结构,其传输速率以51.84Mb/s为基础。

 

2.6宽带接入技术

**无线宽带接入

**有线宽带接入

(1)ADSL技术(非对称数字用户线)--用数字技术对现有的模拟电话用户进行改造,使它能够承载宽带数字业务。

**非对称:ADSL的下行(从ISP到用户)带宽都远远大于上行(从用户到ISP)带宽。

**ADSL技术把0--4kHz低端频谱留给传统电话使用,而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。

**ADSL的传输距离取决于数据率和用户线的线径(用户线越细,信号传输时的衰减就越大)。

**ADSL在用户线(铜线)的两端各安装一个ADSL调制解调器。我国目前采用的方案是离散多音调DMT调制技术。“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思。

**DMT调制技术采用频分复用的方法,把40kHz以上一直到1.1MHZ的高端频谱划分为许多子信道,其中25个子信道用于上行信道,而249个子信道用于下行信道。并使用不同的载波(即不同的音调)进行数字调制。

**ADSL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ADSL。

**基于ADSL的接入网由以下三大部分组成:数字用户线接入复用器DSLAM,用户线和用户家中的一些设施。

①ADSL调制解调器又称为接入端接单元ATU。由于ADSL调制解调器必须成对使用,因此把在电话端局(远端站)和用户家中所用的ADSL调制解调器分别记为:

ATU-C和ATU-R。

②用户电话通过电话分离器和ATU-R连在一起,经用户线到端局,并再次经过一个电话分离器把电话连到本地电话交换机。

③电话分离器是无源的,它利用低通滤波器将电话信号和数字信号分开。

④ADSL调制解调器有两个插口,较大的一个是RJ-45插口,用来和PC相连。较小的是RJ-11端口,用来和电话分离器相连。

⑤ADSL是借助于在用户线两端安装的ADSL调制解调器(即ATU-R和ATU-C)对数字信号进行了调制,使得调制后的数字信号的频谱适合在原来的用户线上传输。

⑥加上ADSL调制解调器的用户线好像能够直接把用户PC产生的数字信号传送到远方的ISP。正因为如此,原来的用户线加上两端的调制解调器就变成了可以传送数字信号的数字用户线DSL。

 

(2)SDSL(对称DSL):把带宽平均分配到下行和上行两个方向,很适合于企业使用,每个方向的速度分为384kb/s和1.5Mb/s,距离分别为5.5km和3km。

(3)HDSL(高速数字用户线):数据速率可达768kb/s或1.5Mb/s,距离为2.7--3.6km。

(4)VDSL(甚高速数字用户线):短距离传送,下行速率达50--55Mb/s,上行速率是1.5--2.5Mb/s。

 

2.6 光纤同轴混合网(HFC网)

(1)HFC网,是在目前覆盖面最广的有线电视的基础上开发的一种居民宽带接入网,除可传送电视节目外,还能提供电话,数据和其他宽带交互型业务。

**主要特点:

①为了提高传输的可靠性和电视信号的质量,HFC 网把原有线电视网中的同轴电缆主干部分改换为光纤。光纤从头端连接到光纤结点。在光纤结点光信号被转换为电信号,然后通过同轴电缆传送到每个用户家庭。

②原有的有线电视网的最高传输速频率是450MHz,并且仅用于电视信号的下行传输。但现在的HFC网具有双向传输功能,并且扩展了传输频带。

③要使现有的模拟电视机能够接收数字电视信号,需要把一个叫做机顶盒的设备连接在同轴电缆和用户的电视机之间。

④为了使用户能够利用HFC网接入到因特网,以及在上行信道中传送交互数字电视所需的一些信息,我们还需要增加一个为HFC网使用的调制解调器,它又称为电缆调制解调器。

⑤用户只要把自己的PC连接到电缆调制解调器,就可以方便的上网了。电缆调制解调器不需要成对使用,而只需安装在用户端。

⑥使用电缆调制解调器时,在同轴电缆这一段用户所享用的最高数据率是不确定的,因为某个用户所能享用的数据率大小取决于这段电缆上现在有多少个用户正在传送数据。

 

2.7  FTTx技术

**FTTH(光纤到户)

**多种宽带光纤接入方式(FTTx),这里的x表示不同的光纤接入地点。实际上,FTTx就是把光电转换的地方,从用户家中(这时x就是H),向外延伸到离用户家门口有一定距离的地方。

(1)光配线网ODN:

①我们知道,一个家庭用户远远用不了一根光纤的通信容量。为了有效地利用光纤资源,在光纤干线和广大用户之间,还需要铺设一段中间的转换装置即:光配线网ODN,使得数十个家庭用户能够共享一根光线干线。

②光配线网采用波分复用,上行和下行分别使用不同的波长。

③工作方式:

**光线路终端OLT(连接到光纤主干线的终端设备)

**OLT把收到的下行数据发往无源的1:N光分路器,然后用广播的方式向所有用户端的光网络单元ONU发送。

**每个ONU根据特有的标识只接收发送给自己的数据,然后转换为电信号发往用户家中。

**当ONU发送上行数据时,先把电信号转换为光信号,光分路器把各ONU发来的上行数据汇总后,以TDMA方式发往OLT,而发送时间和长度由OLT集中控制。

(2)无源光配线网PON:光配线网中无须配备电源

**无源光网络PON的种类:

①以太网无源光网络EPON:与现在以太网的兼容性好,并且成本低,扩展性强,管理方便;

②吉比特无源光网络GPON:采用通用封装方法GEM,可承载多业务,对各种业务类型都能够提供服务质量保证。

 

(3)其他的FTTx:

**FTTC:光纤到路边

**FTTZ:光纤到小区

**FTTB:光纤到大楼

**FTTF:光纤到楼层

**FTTO:光纤到办公室

**FTTD:光纤到桌面

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