计算机网络-2

1、计算机网络计算机网络授课教师:胡迎新计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 第第 2 2 章章 物理层物理层l目的：将数据比特流从一台机器传输到另一台机器。l主要内容： 数据通信基础知识传输介质(有线与无线)信道复用技术 宽带接入技术计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 物理层的基本概念物理层的基本概念 物理层的主要任务为确定与传输媒体的接口的一些特性，即： l机械特性 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。l电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。l功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。l过程特性 指明对于不同功能的各

2、种可能事件的出现顺序。 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 通信方式并行通信方式串行通信方式计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 数据通信的基础知识数据通信的基础知识l数据(data)运送消息的实体。模拟数据：连续变化，如，语音，温度，.数字数据：离散变化，如，文字，整数，.l信号数据的电磁编码。模拟信号：连续变化的电信号。数字信号：离散变化的电信号。(t)ta) 模拟信号x(nT)nTb) 数字信号计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 信息数据的内容。信源产生和发送信息的设备（计算机） 。信宿接收和处理信息的设备（计算机）。信道信源和信宿之间的通信线路。数字信道 采

3、用数字信号传输数据的信道。模拟信道 采用模拟信号传输数据的信道。信源信道信宿信息数据通信的基础知识计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 传输模式单工：通信是单向进行的，发送端与接收端确定。数据流向发送端接收端半双工：通信是双向进行的，但不能同时发送和接收。只能交替传输发送/接收接收/发送全双工：通信是双向进行的，可同时发送和接收。可同时传输发送/接收接收/发送实现方法： 两条独立信道。 单一信道，共享带宽。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 模拟传输系统 采用模拟通信信道传输数字信号的方法调制：把数字信号变换成模拟数据信号的过程。其设备称调制器。解调：把模拟数据信号还原成原来

4、的数字信号的过程。其设备称解调器。计算机模拟传输计算机调制解调器模拟信道调制解调器计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 模拟的和数字的数据、信号模拟数据模拟数据数字数据数字数据放大器PCM编码器调制器数字发送器模拟信号数字信号模拟信号数字信号计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 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系统传输系统输出信息PC 机计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 基带基

5、带(baseband)(baseband)信号信号带通带通(band pass)(band pass)信号信号 l基带信号（即基本频带信号）来自信源的信号。l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信号，必须对基带信号进行调制(modulation)。 l基带调制：仅仅对基带信号的波形进行变换。l带通调制：使用载波。 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 对基带数字信号的几种带通调制方法对基带数字信号的几种带通调制方法 010011100基带信号调幅调频调相计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 频带传输与基带传输频带传输：将数字数据转换成模拟信

6、号，在传输时使用模拟信号。信息信源模拟信道信宿基带传输：将数字数据转换成数字信号，在传输时使用数字信号。信息信源数字信道信宿计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 数据通信基础信号传输：期望的理想信号：距离实际的理想信号：距离计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 信号传输的影响：延迟：距离衰减：距离计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 噪声：距离系统外噪声如，电机、电气设备、荧光灯、雷电、宇宙辐射、.系统内噪声物体内部的电子热运动、器件中的电流、.计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 数字信号通过实际的信道失真不严重实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输入信

7、号波形噪声输出信号波形(失真不严重)失真严重实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输入信号波形噪声输出信号波形(失真严重)计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 传输速率码元：不同离散数值的基本波形、状态。比特：二进制位。码元传输速率B（信号速率、调制速率）定义：每秒钟传输码元数单位：波特（Baud）信息传输速率S（数据传输速率）定义：每秒传输的比特数单位：比特/秒 （bps、b/s或bit/s）两者间关系 ：S = = B Bloglog2 2 V V (bps)(bps)V V 码元所取的有效离散值个数。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 tt示例：对于二级电平信号，数

8、据0 1 0 0 1 1 1 01 1个码元携带个码元携带1 1比特信息量，比特信息量，“bps”“bps”的值的值= “Baud”= “Baud”的值；的值；码元数据二级电平信号对于四级电平信号，0 1 00 111 01 1个码元携带个码元携带2 2比特信息量，比特信息量，“bps”“bps”的值的值=2=2“Baud”“Baud”的值；的值；码元四级电平信号计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 调制速率与信息传输速率数据数字信号模拟信号数字信号数据信源编码调制信道解调解码信宿1100011011000110噪声调制速率Baud信息传输速率bps信息信道11000110110001

9、10计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 信道能够通过的频率范围奈奎斯特准则(1924)。在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，若超过，接收端就不可能正确识别码元。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 信道的极限信息传输速率香农公式(1948)：在有限带宽和高斯白噪声的情况下：极限数据传输速率Wlog2 2( 1+S/N ) (bps)( 1+S/N ) (bps)W W 信道带宽（Hz）S/NS/N信噪比（信噪比（S S为信号的平均功率，为信号的平均功率，N N为噪声功率）为噪声功率）香农公式表明：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。计算机网络 石家

10、庄铁道大学信息学院网络工程系 信噪比的单位：分贝(dB)换算公式：1010loglog1010(S/N) (S/N) 分贝(dB)若S/N10，则为10 dBdB；若S/N100，则为20 dBdB；若S/N1000，则为30 dBdB；例 ：电话线路通常的带宽是3.1kHz3.1kHz（300-3400Hz300-3400Hz），），信噪比通常是信噪比通常是25002500（34dB34dB）。）。最大数据传输速率 = = W Wloglog2 2( 1+S/N )( 1+S/N )= 3100= 3100loglog2 2(1+2500)(1+2500)= 3100= 310011.3 =

11、35 kbps11.3 =35 kbps如果要提高数据传输速率，则必须增加线路的带宽或提高信噪比。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 奈氏准则和香农公式在数据通信系统中的作用范围数据数字信号模拟信号数字信号数据信源编码调制信道解调解码信宿11000110110001101100011011000110噪声码元传输速率受奈氏准则的限制信息传输速率受香农公式的限制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。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 4传输媒体双绞线电缆传输媒体有向介质无向介质同轴电缆光缆电磁波f (Hz) 1010510610

12、71081091010101110121013101410151016双绞线同轴电缆卫星地面微波光纤海事 调幅无线电 无线电调频 移动无线电 无线电电视波段LFMFHFVHF UHF SHFEHF THF计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 双绞线双绞线铜线铜线聚氯乙烯 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 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 双绞线连接器采用插销式结构， RJ-11连接器，四芯连接器，四芯 RJ-45连接器，八芯连接器，八芯网卡上RJ45插座信号HUB 上RJ45插座信号123TX+（发送）TX-（发送）RX+123RX+（

13、接收）RX-（接收）TX+45（接收）45（发送）6RX-6TX-78（接收）78（发送）计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 Hub-to-TransceiverHub-to-HubTransceiver-to-Transceiver计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 双绞线标准最新标准(2002.6, EIA/TIA-568-BEIA/TIA-568-B标准标准 6 6类线类线) )EIAEIA美国电子工业协会，美国电子工业协会，TIATIA电信工业协会电信工业协会规定了6个种类的UTP标准（1类线-6 6类线）类线）主要区别：6 6类线大大增加了单位长度的绞合次数。类线

14、大大增加了单位长度的绞合次数。常用的UTP是3类线和 5 5类线类线 。目前，3类线已成为电话系统标准线。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院

15、网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 2. 2. 同轴电缆绝缘层塑料外皮屏蔽层铜芯计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 分类：基带同轴电缆（50），俗称细缆。用于基带传输，10Mbps1km宽带同轴电缆（75），俗称粗缆。有线电视CATV电缆属粗缆。同轴电缆计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 同轴电缆连接器T T型连接器型连接器采用卡销式结构，常称为BNC连接器。BNCBNC插头插头终结端子终结BNCBNC插头插头终结端

16、子端子T T型连接器型连接器计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 3.3.光纤（光缆）光纤（光缆）直径0.2mm外壳计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 分类：多模光纤 ，存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中向前传播。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 单模光纤，光纤的直径只有一个光的波长，使光线一直向前传播，不会产生多次折射。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机接口的结构与计算机相连铜线光的传播方向光纤接口光纤光接收器光电二极管发送器信号再生器 发光二极管使用有源转发器的光纤环路光纤主要特点：衰减少；带宽宽，传输速率高，1GB/s几十GB/s；不

17、受电磁干扰，抗干扰能力强，无辐射，保密性好；体积小、重量轻。海底光缆海底光缆计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 绝非易事绝非易事计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 海底光缆布设船计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 海底挖掘机计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 续：续：深海遥控机器人可以在1500 米深的坚硬海床上打出1 米宽2.5米深的壕沟计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 机器人对接光缆计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 中美海底光缆系统（CH-US）中美海底光缆系统是连接亚洲和北美洲的中美海底光缆系统，也是目前世界重要的国际光缆之

18、一，由世界23个电信机构共同出资建造，全长约30000公里，共有9 个登陆站, 中国的登陆站分别为上海崇明和广东汕头。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 亚欧海底光缆计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 亚太2 号（APCN2）亚太2 号（APCN2）国际海底光缆，全长1.9 万公里，连接中国、日本、韩国、新加坡、马来西亚等国家和地区。初期投资为14 亿美元，由中国电信、日本KDDI、NTT、日本电信、韩国电信、香港电讯、中华电信、新加坡电信、马来西亚电信、澳大利亚电信、中国联通等26家亚洲、欧洲和美洲的国际通信公司发起投资建设。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系

19、计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 短波：依靠电离层的反射，易受干扰， 传输速率低；微波：地面微波接力通信和卫星通信无线通信方式计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 微 波直线传播，需中继转发频带宽，容量大，不易受到干扰，比电缆通信投资少。通信频率范围：对称轴碟型拋物面天线240GHz地球计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 卫星通信覆盖面广，适合于22,30022,300公里广播通信；存在较大传播时延：270ms270ms地球传送数据的总时延=传播时延+发送时延+重发时延蜂窝电话基站蜂窝单元110km固定电话移动电话交换局MTSO中央电话交换局蜂窝电话F1, F2,

20、 F3 = 使用的频率基站F2F3F1F2F3F2F1F3F2F1F3F2F1工作原理手机A拨号后，手机A寻找信号最强波段建立信道，然后把电话号码发送出去，基站转发到MTSO；MTSO向每个蜂窝单元发送询问信号来寻找手机向每个蜂窝单元发送询问信号来寻找手机B的的位置，一旦找到，立即发送振铃信号；当手机B应答时， MTSO为它们分配一个空闲信道进为它们分配一个空闲信道进行语音或数据通信。当手机从一个蜂窝单元进入另一个， MTSO每隔几秒每隔几秒就监视一下信号强弱，若信号强度降低了， MTSO就就自动进行基站（信道）切换。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 共享信道信道复用技术信道复用技

21、术 频分复用、时分复用和统计时分复用频分复用、时分复用和统计时分复用 l复用(multiplexing)是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) 使用复用技术计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 频分复用频分复用 FDMFDMl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。l频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。 频率时间频率 1频率 2频率 3频率 4频率 5计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 时分复用时分复用TDMTDMl时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复

22、用帧（TDM 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 TDM 帧的长度）。lTDM 信号也称为等时(isochronous)信号。l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。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 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 帧计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 时分复用时分复用 频率时间C DC DC DAAAABBBB C DB 在 TDM 帧中的

23、位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 时分复用时分复用 频率时间BDBDBDAAAA BCCCC DC 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 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 帧计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 时分复用可能会造成时分复用可能会造成线路资源的浪费线路资源的浪费 ABCDaabbcdb cattttt4 个时分

24、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。 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 统计时分复用统计时分复用 STDMSTDM(Statistic TDM) (Statistic TDM) 用户ABCDabcdttttt3 个 STDM 帧#1acbab bcacd#2#3统计时分复用计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 7

25、0 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 波分复用波分复用 WDMWDM(Wavelength Division Multiplexing)(Wavelength Division Multiplexing) l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光调制器光解调器计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 码分复用码分复用 CDMCDM(Code Division Multiplexing)(Code D

26、ivision Multiplexing) l常用的名词是码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。l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。l每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片(chip)。 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 码片序列码片序列(chip sequence) (chip sequence) l每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列。l如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列。l如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。 l例如，S 站的 8 bit 码片序列是 00011011

27、。l发送比特 1 时，就发送序列 00011011，l发送比特 0 时，就发送序列 11100100。lS 站的码片序列：(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1) 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 码片序列的正交关系码片序列的正交关系 l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。l令向量 S S 表示站 S 的码片向量，令 T T 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 S S 和T T 的规格化内积(inner product)都是 0： 011miiiTSmTS计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 码片序列的正交关系举例码片序

28、列的正交关系举例 l令向量 S S 为(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1)，向量 T T 为(1 1 +1 1 +1 +1 +1 1)。 l把向量 S S 和 T T 的各分量值代入就可看出这两个码片序列是正交的。 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 l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 。l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正交关系的另一个重要特性 mimiimiiimSmSSm112211) 1(111SS计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 CDMA CDMA 的工作原理的工作原理 S 站的码片序列 S1

29、10ttttttm 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计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 CDMA CDMA 示例共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为站码片序列A ( -1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)B ( -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)C ( -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1)D ( -1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)现收到这样的码片序列X:( -1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)。问哪个站

30、发送数据了？发送数据的站发送的是0还是1？计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 CDMA CDMA 示例共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为站码片序列A ( -1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)B ( -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)C ( -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1)D ( -1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)现收到这样的码片序列X:( -1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是0还是1？答：XA=(+1 -1+3 +1 -1+3 +1 +1)/8=+1，A发送发送1

31、XB=(+1 -1-3-1-1-3+1 -1)/8=-1，B发送发送0XC=(+1 +1 +3 +1 -1-3-1-1)/8=0，C无发送无发送XD=(+1 +1 +3 -1+1 +3 +1 -1)/8=+1，D发送发送1计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 数字传输系统研究数据在信号传输过程中如何进行编码。数字数据的数字传输（基带传输）数字信号发送/接收数字数据0100101101001011数字编码/解码器数字信号计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 常用的几种编码方式1.1.不归零制码（不归零制码（NRZNRZ：Non-Return to ZeroNon-Return t

32、o Zero）原理：用两种不同的电平分别表示二进制信息“0”和“1”“1”，低电平表示，低电平表示“0”0”，高电平表示，高电平表示“1”1”。缺点：难以分辨一位的结束和另一位的开始；发送方和接收方必须有时钟同步；信号可能出现直流分量。结论：容易产生错误。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 2.2.曼彻斯特码（曼彻斯特码（ManchesterManchester原理：每一位中间都有一个跳变，从低跳到高表示“0”“0”，从高跳到低表示，从高跳到低表示“1”1”。优点：每位中间的跳变即可作为数据，又可作为时钟，能够自同步。主要应用场合：EtherNet ( (以太网以太网) )3.3.差

33、分曼彻斯特码（差分曼彻斯特码（Differential ManchesterDifferential Manchester）原理：每一位中间都有一个跳变，每位开始时有跳变表示“0”，无跳变表示“1”。位中间跳变表示时钟，位前跳变表示数据。优点：时钟、数据分离，便于提取。主要应用场合：Token Ring(Ring(令牌环网令牌环网) )计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 曼彻斯特编码示例比特流二进制编码曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码位中有上跳表示“0”位始有跳变表示“0”位始无跳变表示“1”位中有下跳表示“1”电话业务模拟业务数字业务复用技术的应用电话系统分类：电话系统模拟业务电话交换

34、机电话交换机电话系统模拟业务多个话路的频分复用采用FDM复用技术和分级结构。电话系统的数字传输编码解码器编码解码PCM 数字信号64 KbpsPSDN编码解码器解码编码A0.711.251.520.93量化样本k1k2k3编码0000 10000001 11110011 00100.160.24k4k50010 10010001 0111k6k5k4 k3采样k2k1tk60000 0101计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 数字传输系统数字传输系统脉码调制脉码调制 PCM PCM 体制体制 l脉码调制 PCM 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。l为了有效地利用传输

35、线路，可将多个话路的PCM 信号用时分复用 TDM (Time Division Multiplexing)的方法装成时分复用帧，然后发送到线路上。l中国采用欧洲体制，以 E1 为一次群。l美国和日本等国采用北美体制，以 T1 为一次群。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 多个话路的PCM数字信号的时分复用例：北美的T1系统：采样频率8000Hz(采样周期为125 us)，每个脉冲采用8位二进制码元（7位语音编码1位信令），则一个话路的PCM信号速率为64kb/s。2424个话路，在个话路，在125 125 us的周期里组成一帧：24248 bit + 1bit8 bit + 1bi

36、t帧同步码帧同步码=193 bit=193 bit。总的数据速率8000193bit1.544Mb/s计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 E1 E1 的时分复用帧的时分复用帧 2.048 Mb/s传输线路CH0CH16CH17CH15CH15CH16CH17CH31CH31CH0CH1CH1时分复用帧T CH0 CH1 CH2 CH15 CH16 CH17 CH30 CH31 CH08 bitt时分复用帧时分复用帧T = 125 us15 个话路15 个话路计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 欧洲的E1系统：30个话路，8位语音

37、编码，在125s的周期里组成一帧：30308bit + 28bit + 28 bit8 bit控制码控制码=256=256位。位。总的数据速率= 256bit/125s256bit/125s2.048Mb/s2.048Mb/s欧洲的E1系统时分复用计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 同步光纤网同步光纤网 SONETSONETl同步光纤网 SONET (Synchronous Optical Network) 的各级时钟都来自一个非常精确的主时钟。 l第 1 级同步传送信号 STS-1 (Synchronous Transport Signal)的传输速率是 51.84 Mb/s。l光

38、信号则称为第 1 级光载波 OC-1，OC 表示Optical Carrier。 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 同步数字系列同步数字系列 SDH lITU-T 以美国标准 SONET 为基础，制订出国际标准同步数字系列 SDH (Synchronous Digital Hierarchy)。l一般可认为 SDH 与 SONET 是同义词。lSDH 的基本速率为 155.52 Mb/s，称为第 1 1 级同步传递模块 (Synchronous Transfer Module)，即 STM-1，相当于 SONET 体系中的 OC-3 速率。 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工

39、程系 宽带接入技术宽带接入技术xDSLxDSL技术技术lxDSL 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。l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频率仍然超过 1 MHz。lxDSL 技术就把 04 kHz 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。lDSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而 DSL 的前缀 x 则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。 计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 ADSL ADSL 的特点的特点l

40、上行和下行带宽做成不对称的。l上行指从用户到 ISP，而下行指从 ISP 到用户。lADSL 在用户线（铜线）的两端各安装一个 ADSL 调制解调器。l我国目前采用的方案是离散多音调 DMTDMT (Discrete Multi-Tone)调制技术。这里的“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思。计算机网络 石家庄铁道大学信息学院网络工程系 DMT DMT 技术技术lDMT 调制技术采用频分复用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多的子信道，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。l每个子信道占据 4 kHz 带宽（严格讲是 4.3125 kHz），并使