第2章物理层PPT课件

1、第第 2 章章 物理层物理层第第 2 章章 物理层物理层n2.1 物理层物理层的基本概念的基本概念n2.2 数据通信数据通信的基础知识的基础知识n2.3 物理层物理层下面的传输媒体下面的传输媒体n2.4 信道信道复用技术复用技术n2.5 宽带宽带接入技术接入技术2.1 物理层的基本概念物理层的基本概念n物物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输媒体上传输传输数数据流据流，而而不不仅仅仅仅是是指具体的指具体的传输媒传输媒体体。2.1 物理物理层层的基本概的基本概念念n物物理理层层类比举例类比举例2.1 物理物理层层的基本概的基本概念念n物物理理

2、层层实例（实例（ZigBee）2.1 物理物理层层的基本概的基本概念念n物物理理层层实例（实例（WiFi）2.1 物理物理层层的基本概的基本概念念n物物理理层层实例（实例（WiFi）2.1 物理物理层层的基本概的基本概念念n物物理理层层实例（实例（WiFi）2.1 物理物理层层的基本概的基本概念念n物物理理层层实例（实例（WiFi）1BPSK1/26Mbps2BPSK3/49Mbps3QPSK1/212Mbps4QPSK3/418Mbps516QAM1/224Mbps616QAM3/436Mbps764QAM2/348Mbps864QAM3/454Mbps一些有趣的课外知识一些有趣的课外知识n

3、WiFi可以在水里传输吗？可以在水里传输吗？2.2 数据通信数据通信的基础知识的基础知识n2.2.1 数据通信系统的模型数据通信系统的模型n2.2.2 有关有关信道的几个基本概念信道的几个基本概念n2.2.3 信道信道的极限的极限容量容量2.2.1 数据通信系统的模型数据通信系统的模型一个数据通信一个数据通信系统系统包括包括三大部分三大部分：源系统（或发送端、发送方）、源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端、接收方目的系统（或接收端、接收方）。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(数字的或数字的或模拟的模拟

4、的)接收接收的的信号信号(数字的或数字的或模拟的模拟的)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 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 输入输入汉字汉字显示显示汉字汉字数据通信系统数据通信系统源系统源系统目的系统目的系统传输系统传输系统输输出出信信息息PC数据通信数据通信系统的模型系统的模型常用常用术语术语n数据数据 (data) 运送运送消息的实体。消息的实体。n信号信号 (signal) 数据数据的电气的或电磁的表现。的电气的或电磁的表现。 n模拟信号模拟信号 (analog

5、ous signal) 代表代表消息的参数的消息的参数的取值是连续的。取值是连续的。 n数字信号数字信号 (digital signal) 代表代表消息的参数的取值消息的参数的取值是离散是离散的的。2.2.2 有关信道的几个基本概念有关信道的几个基本概念n信道信道 一般用来一般用来表示向某一个方向传送信息表示向某一个方向传送信息的媒体的媒体。n单向通信单向通信（单工通信）（单工通信）只能有一个方向的只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。通信而没有反方向的交互。n双向交替通信双向交替通信（半双工通信）（半双工通信）通信的双方通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送都可以发送信息，但不能双方

6、同时发送(当然也当然也就不能同时接收就不能同时接收)。n双向同时通信双向同时通信（全双工通信）（全双工通信）通信的双方通信的双方可以同时发送和接收信息。可以同时发送和接收信息。 2.2.2 有关信道的几个基本概念有关信道的几个基本概念n基带信号基带信号（即基本频带信号）（即基本频带信号） 来自来自信源的信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文信号。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。件的数据信号都属于基带信号。n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

7、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)。 (1) 常用编码方式常用编码方式n不归零制：不归零制：正电平正电平代表代表 1，负电，负电平代表平代表 0。n归零制：归零制：正脉冲正脉冲代表代表 1，负脉冲，负脉冲代表代表 0。n曼彻斯特编码：曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变位周期中心的向上跳变代表代表 0，位周期中心的向下跳变位周期中心的向下跳变代表代表 1。但也可反过来定。但也可反过来定义。义。n差分曼彻斯特编码：差分曼彻斯特编码：在每一位的中心处始终都在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变有跳变。位开始边界有

8、跳变代表代表 0，而位开始边，而位开始边界没有跳变界没有跳变代表代表 1。(1) 常用编码方式常用编码方式不归零制不归零制曼彻斯特曼彻斯特1111100000比特比特流流差分差分曼彻斯特曼彻斯特归零制归零制数字信号数字信号常用的编码方式常用的编码方式(2) 基本的带通调制方法基本的带通调制方法n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。为了解决这一问题，就必须对量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行基带信号进行调制调制 (modulation)。 n

9、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：n调幅调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。载波的振幅随基带数字信号而变化。 n调频调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。载波的频率随基带数字信号而变化。n调相调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而变化。载波的初始相位随基带数字信号而变化。 (2) 基本的带通调制方法基本的带通调制方法010011100基带信号基带信号调幅调幅调频调频调相调相最最基本的三种调制方式基本的三种调制方式正交振幅调制正交振幅调制 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) r (r, )不是码元越

10、多越好。若不是码元越多越好。若每一个码元可表示的比特数越多，则在接收每一个码元可表示的比特数越多，则在接收端端进行解调进行解调时要正确识别每一种状态就越时要正确识别每一种状态就越困难，出错率增加。困难，出错率增加。 举例举例为了达到更高的信息传输速率，必须采为了达到更高的信息传输速率，必须采用技术上更为复杂的多元制的振幅相位用技术上更为复杂的多元制的振幅相位混合调制混合调制方法方法。例如：例如：n可可供选择的相位有供选择的相位有 12 种种，而，而对于每一种相对于每一种相位有位有 1 或或 2 种振幅可供选择种振幅可供选择。总共有。总共有 16 种种组组合，即合，即 16 个码元。个码元。n由

11、于由于 4 bit 编码编码共有共有 16 种不同种不同的组合的组合，因此，因此这这 16 个点中的个点中的每个点每个点可对应于一种可对应于一种 4 bit 的的编码编码。数据传输率可提高。数据传输率可提高 4 倍。倍。 2.2.3 信道的极限容量信道的极限容量 n任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时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来多种干扰。会产生各种失真以及带来多种干扰。 n码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，或传输媒体质量越或传输媒体质量越差差，在，在信道的输出端的波形信道的输出端的波形的失真就越严重。的失真就

12、越严重。 数字信号通过实际的信道数字信号通过实际的信道 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）发送信号波形发送信号波形接收信号波形接收信号波形有失真，但有失真，但可识别可识别发送信号波形发送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）接收信号波形接收信号波形失真大，失真大，无法识别无法识别 信噪比信噪比 n噪声存在于所有的电子设备和通信信道中噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。n噪声是噪声是随机产生随机产生的，它的瞬时值有时会很大。因此噪的，它的瞬时值有时会很大。因此噪声声会使接收端对码元的判决产生

13、会使接收端对码元的判决产生错误错误。n但但噪声的影响是相对噪声的影响是相对的的。如果信号相对较强，那么噪如果信号相对较强，那么噪声的影响就相对较小。声的影响就相对较小。n信噪比信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比比。常常记记为为 S/N，并用，并用分贝分贝 (dB) 作为作为度量单位。即：度量单位。即：信噪比信噪比(dB) = 10 log10(S/N) (dB) n例如，例如，当当 S/N = 10 时时，信噪比，信噪比为为 10 dB，而，而当当 S/N = 1000时，信噪比时，信噪比为为 30 dB。 香农公式香农公式 n1984年，香农年，

14、香农 (Shannon) 用用信息论的理论推导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出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极极限限、无差错的无差错的信息信息传输速率（香农公式）。传输速率（香农公式）。n信道的极限信息传输速率信道的极限信息传输速率 C 可表达可表达为为：C = W log2(1+S/N) (bit/s) 其中：其中：W 为信道的带宽（以为信道的带宽（以 Hz 为单位）；为单位）；S 为信道内所传信号的平均功率；为信道内所传信号的平均功率；N 为为信道内部的高斯噪声功率。信道内部的高斯噪声功率。 香农公式表明香农公式表明 n信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的

15、极限传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。输速率就越高。 n只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就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。一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。 n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（当然实际信道没有上限（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不可能是这样的），则信道的极限信息传输速率 C 也也就没有上限。就没有上限。n实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限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。传输速率低不少。

16、 一些有趣的课外知识一些有趣的课外知识nWiFi路由可以放微波炉旁吗？路由可以放微波炉旁吗？2.3 物理层物理层下面的传输媒体下面的传输媒体n2.3.1 导引导引型传输媒体型传输媒体n2.3.2 非非导引型传输媒体导引型传输媒体2.3 物理层物理层下面的传输媒体下面的传输媒体n传输媒体也称为传输介质或传输媒介，传输媒体也称为传输介质或传输媒介，它就是它就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路通路。n传输媒体可分为两大类，即导引型传输媒体和传输媒体可分为两大类，即导引型传输媒体和非导引型非导引型传输媒体传输媒体。n在导引型传输媒体中，在导引型传输媒

17、体中，电磁波被导引沿着固体电磁波被导引沿着固体媒体（铜线或光纤）媒体（铜线或光纤）传播传播。n非非导引型传输媒体就是指导引型传输媒体就是指自由空间自由空间。在在非导引非导引型传输媒体型传输媒体中中，电磁波电磁波的传输常称为无线传输。的传输常称为无线传输。2.3 物理层物理层下面的传输媒体下面的传输媒体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)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段波段104 105

18、106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移动移动无线电无线电 电信领域使用的电磁波的电信领域使用的电磁波的频谱：频谱：2.3.1 导引导引型传输媒体型传输媒体n双绞线双绞线n最常用的最常用的传输媒体传输媒体。n模拟传输和数字传输都可以使用双绞线，其通信距模拟传输和数字传输都可以使用双绞线，其通信距离一般为几到十几公里。离一般为几到十几公里。n屏蔽双绞线屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)

19、p带金属带金属屏蔽屏蔽层层n无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 2.3.1 导引导引型传输媒体型传输媒体铜线铜线聚氯乙聚氯乙烯套层烯套层绝缘层绝缘层(a) 无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线铜线铜线聚氯乙烯聚氯乙烯 套层套层屏蔽层屏蔽层绝缘层绝缘层(b) 屏蔽双绞线屏蔽双绞线3 类线类线5 类线类线(c) 不同的绞合度的双绞线不同的绞合度的双绞线双绞线双绞线的示意图的示意图2.3.1 导引导引型传输媒体型传输媒体n同轴电缆同轴电缆n同轴电缆具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输同轴电缆具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的较高速率的数据数据。n同轴

20、电缆的带宽取决于电缆的同轴电缆的带宽取决于电缆的质量质量。n50 同轴电缆同轴电缆 LAN / 数字传输常用数字传输常用n75 同轴电缆同轴电缆 有线电视有线电视 / 模拟传输常用模拟传输常用内导体内导体外导体屏蔽层外导体屏蔽层绝缘层绝缘层绝缘保护套层绝缘保护套层同轴电缆同轴电缆的结构的结构2.3.1 导引导引型传输媒体型传输媒体n光缆光缆n光纤光纤是光纤通信的是光纤通信的传输媒体传输媒体。n由于可见光的频率非常由于可见光的频率非常高，高，约约为为 108 MHz 的的量级，量级，因此一个光纤通信系统的传输带宽远远大于目前其因此一个光纤通信系统的传输带宽远远大于目前其他各种传输媒体的他各种传输

21、媒体的带宽带宽。光线在光纤中的折射光线在光纤中的折射 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） 包层包层纤芯纤芯光线光线在光纤中的折射在光纤中的折射当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于折射角将大于入射角。入射角。因此，如果入射角足够大，就因此，如果入射角足够大，就会出现会出现全反射全反射，光也就沿着光纤传输下去光也就沿着光纤传输下去。光纤的工作原理光纤的工作原理高折射率高折射率( (纤芯纤芯) )低折射率低

22、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光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射光波光波在纤芯中的传播在纤芯中的传播只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某个只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某个临界角度，就可产生临界角度，就可产生全反射全反射。光纤优点光纤优点n(1) 通信通信容量非常容量非常大大。n(2) 传输传输损耗小，中继距离损耗小，中继距离长。长。n(2) 抗雷电和电磁干扰性能好抗雷电和电磁干扰性能好。n(3) 无串音干扰，保密性无串音干扰，保密性好。好。n(4) 体积小，重量轻。体积小，重量轻。2.3.2 非导引型传输媒体非导引型传输媒体 n将自由空间

23、称为将自由空间称为“非导引型传输媒体非导引型传输媒体”。n无线无线传输所使用的频段很广。传输所使用的频段很广。n微波微波在空间主要是直线传播在空间主要是直线传播。n传统微波通信有两种方式：传统微波通信有两种方式： n地面微波接力通信地面微波接力通信n卫星通信卫星通信 无线局域网使用的无线局域网使用的 ISM 频段频段 26 83.5 125频带频带 MHz MHz MHz频率频率 902 928 2.4 2.4835 5.725 5.850 MHz MHz GHz GHz GHz GHz要使用某一段无线电频谱进行通信，通常必须得到本国政府有关要使用某一段无线电频谱进行通信，通常必须得到本国政府

24、有关无线电频谱管理机构的许可证。但是，也有一些无线电频段是可无线电频谱管理机构的许可证。但是，也有一些无线电频段是可以自由使用以自由使用的的。例如：。例如：ISM。各国的各国的 ISM 标准标准有可能略有有可能略有差别差别。无线无线局域网使用局域网使用的的 ISM 频段频段 可见光通信可见光通信 卫星通信卫星通信一些有趣的课外知识一些有趣的课外知识nWiFi信号对人体有害吗？信号对人体有害吗？一些有趣的课外知识一些有趣的课外知识nWiFi信号对人体有害吗？信号对人体有害吗？2.4 信道信道复用技术复用技术n2.4.1 频分复用和频分复用和时分复用时分复用n2.4.2 码分复用码分复用2.4.1

25、 频分复用和时分复用频分复用和时分复用 A1A2B1B2C1C2(a) 使用单独的信道使用单独的信道+( )+A1A2B1B2C1C2共享信道共享信道(b) 使用共享信道使用共享信道复用复用分用分用复用复用 (multiplexing) 是是通信技术中的基本概念通信技术中的基本概念。它允许它允许用户用户使用一个使用一个共享共享信道进行信道进行通信通信，降低成本，提高利用率。降低成本，提高利用率。复用复用的示意图的示意图频分复用频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing) n将整个带宽分为多份，用户将整个带宽分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过在分配

26、到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。程中自始至终都占用这个频带。n频分复用频分复用的所有用户在同样的时间的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源占用不同的带宽资源（请注（请注意，这里的意，这里的“带宽带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。是频率带宽而不是数据的发送速率）。 频率频率时间时间频带频带 1频带频带 2频带频带 n频带频带 3频分复用频分复用时分复用时分复用TDM(Time Division Multiplexing) n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用帧时分复用帧（TDM 帧）。每一个时分复用的用户在每一个帧）。每一

27、个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。帧中占用固定序号的时隙。n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（其周期就（其周期就是是 TDM 帧的长度）。帧的长度）。nTDM 信号也称为信号也称为等时等时(isochronous)信号。信号。n时分复用的所有用户是时分复用的所有用户是在不同的时间在不同的时间占用占用同样的频带同样的频带宽度。宽度。时分复用可能会时分复用可能会造成线路造成线路资源的浪费资源的浪费 使用时分复用系统传送计算机数据时使用时分复用系统传送计算机数据时，由于，由于计算机数据的突发计算机数据的突发性质，用户性质，用户对分配对分

28、配到的子信道的利用率一般是不高的到的子信道的利用率一般是不高的。ABCDaabbcdb cattttt4 个时分复用帧个时分复用帧#1acbcd时分复用时分复用#2#3#4用户用户时分复用时分复用可能会造成线路资源的浪费可能会造成线路资源的浪费当某用户暂时无数据发送时，当某用户暂时无数据发送时，在时分复用帧中分配给该用户在时分复用帧中分配给该用户的时隙只能处于的时隙只能处于空闲状态空闲状态。2.4.2 码分复用码分复用 CDM(Code Division Multiplexing) n常用的名词是常用的名词是码分多址码分多址 CDMA (Code Division Multiple Acces

29、s)。n各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会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。造成干扰。 码片序列码片序列(chip sequence) n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，称为码码片片 (chip)。n每个每个站被指派一个唯一的站被指派一个唯一的 m bit 码片序列码片序列。n如发送比特如发送比特 1，则发送自己的，则发送自己的 m bit 码片序列。码片序列。n如发送比特如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。，则发送该码片序列的二进制反码。 n例如，例如，S 站的站的 8 bit 码片序列是码片序列是 000

30、11011。n发送比特发送比特 1 时，就发送序列时，就发送序列 00011011，n发送比特发送比特 0 时，就发送序列时，就发送序列 11100100。码片序列实现了扩频码片序列实现了扩频n假定假定S站要发送信息的数据率站要发送信息的数据率为为 b bit/s。由于每一个比。由于每一个比特要转换特要转换成成 m 个个比特的码片，比特的码片，因此因此 S 站站实际上发送的实际上发送的数据率数据率提高到提高到 mb bit/s，同时同时 S 站站所占用的频带宽度所占用的频带宽度也提高到原来数值也提高到原来数值的的 m 倍。倍。n这种这种通信方式是通信方式是扩扩频频(spread spectru

31、m)通信中的一种通信中的一种。n扩频通信扩频通信通常有两大通常有两大类类：n一一种是种是直接序列扩频直接序列扩频DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)，如上面讲的使用码片序列就是这一类，如上面讲的使用码片序列就是这一类。n另另一种是一种是跳频扩频跳频扩频FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)。CDMA 的重要特点的重要特点n每个站分配的码片序列不仅每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，必须各不相同，并并且还且还必须互相必须互相正交正交 (orthogonal)。n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

32、。伪随机码序列。 一些有趣的课外知识一些有趣的课外知识n为什么为什么kHz的声波可以做透视成像、的声波可以做透视成像、PHz的的X光光也可以做透视成像，也可以做透视成像，GHz的无线电磁波却不行？的无线电磁波却不行？2.5 宽带接入技术宽带接入技术n2.5.1 ADSL 技术技术n2.5.2 光纤同轴混合光纤同轴混合网（网（HFC网）网）n2.5.3 FTTx 技术技术2.5 宽带接入技术宽带接入技术n用户要连接到互联网，必须先连接到用户要连接到互联网，必须先连接到某个某个 ISP。n在互联网的发展初期，用户都是利用电话的用在互联网的发展初期，用户都是利用电话的用户线通过调制解调器连接户线通过

33、调制解调器连接到到 ISP 的，的，电话电话用户用户线接入到互联网的速率最高只能线接入到互联网的速率最高只能达到达到 56 kbit/s。n美国联邦通信委员会美国联邦通信委员会 FCC 认为认为只要双向速率之只要双向速率之和和超过超过 200 kbit/s 就是就是宽带宽带。2.5.1 ADSL 技术技术n非对称非对称数字用户数字用户线线 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) 技术技术就是用数字技术对现有的模拟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。电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。n标准模拟电话信号的频带被限制

34、在标准模拟电话信号的频带被限制在 3003400 Hz 的范的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率仍然超过围内，但用户线本身实际可通过的信号频率仍然超过 1 MHz。nADSL 技术就把技术就把 04 kHz 低端频谱留给传统电话使用，低端频谱留给传统电话使用，而而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。ADSL 的特点的特点n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。n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。nADSL 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

35、个 ADSL 调制解调器调制解调器。n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。n这里这里的的“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。DMT 技术技术nDMT 调制技术采用调制技术采用频分复用频分复用的方法，把的方法，把 40 kHz 以上一直到以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多的的高端频谱划分为许多的子信道，其中子信道，其中 25 个子信道用于上行信道，而个子信道用于上行信道，而 249 个子信道用于下行信道。个子信道用于下行信道。n每个子信道占据每个

36、子信道占据 4 kHz 带宽（严格讲是带宽（严格讲是 4.3125 kHz），并使用不同的载波（即不同的音调）进），并使用不同的载波（即不同的音调）进行数字调制。这种做法相当于在一对用户线上行数字调制。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使用许多小的调制解调器并行地并行地传送数据。传送数据。DMT 技术的频谱分布技术的频谱分布 频谱频谱频率频率ADSL 的数字业务的数字业务上行信道上行信道传统电话传统电话04下行信道下行信道(kHz)401381100ADSL 的数据率的数据率n由于用户线的具体条件往往相差很大（距离、线径、受到相邻由于用户线的具体条件往往相差很大（距离、线径、受

37、到相邻用户线的干扰程度等都不同），因此用户线的干扰程度等都不同），因此 ADSL 采用自适应调制技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。术使用户线能够传送尽可能高的数据率。n当当 ADSL 启动时，用户线两端的启动时，用户线两端的 ADSL 调制解调器就测试可用调制解调器就测试可用的频率、各子信道受到的干扰情况，以及在每一个频率上测试的频率、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。信号的传输质量。nADSL 不能保证固定的数据率。不能保证固定的数据率。通常下行数据率在通常下行数据率在 32 kbit/s 到到 6.4 Mbit/s 之间，而上行数据率在之间，

38、而上行数据率在 32 kbit/s 到到 640 kbit/s 之间。之间。2.5.2 光纤同轴混合光纤同轴混合网网（HFC网网）nHFC (Hybrid Fiber Coax) 网网是在目前覆盖面很是在目前覆盖面很广的有线电视网广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居的基础上开发的一种居民宽带接入网。民宽带接入网。nHFC 网除可传送网除可传送 CATV 外，还提供电话、数据外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。和其他宽带交互型业务。n现有的现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网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目进络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输行单向传输。nHFC 网对网对 CATV 网网进行了改造进行了改造。 HFC 网网的主干线路采用光纤的主干线路采用光纤nHFC 网将原网将原 CATV 网中的同轴电缆网中的同轴电缆主干部