CH2-5ed物理層

1、計算機網絡（第 6 版）第 2 章 物理層第 2 章 物理層2.1 物理層的基本概念2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎知識2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型2.2.2 有關信道的幾個基本概念2.2.3 信道的極限容量2.2.4 信道的極限信息傳輸速率2.3 物理層下面的傳輸媒體2.3.1 導向傳輸媒體2.3.2 非導向傳輸媒體第 2 章 物理層（續(xù)）2.4 信道復用技術 2.4.1 頻分復用、時分復用和統(tǒng)計時分復用 2.4.2 波分復用 2.4.3 碼分復用2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)2.6 寬帶接入技術 2.6.1 xDSL技術 2.6.2 光纖同軸混合網（HFC 網） 2.6.3 FTTx 技術2.1 物理層的基

2、本概念 物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： n機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。n電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。n功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。n過程特性 指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。 2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎知識2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號輸出數(shù)據(jù)源點終點發(fā)送器接收器調制解調器PC 機公用電話網調制解調器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號模擬信號 輸入漢字顯示漢字數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC 機幾個術語n消

3、息(message) 通信的目的是傳送消息。如話音、文字、圖像、視頻等n數(shù)據(jù)(data)運送消息的實體。n信號(signal)數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 n“模擬的”(analogous)代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。 n“數(shù)字的”(digital)代表消息的參數(shù)的取值是離散的。 n碼元(code)在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形。0或1。 2.2.2 有關信號的幾個基本概念n單向通信（單工通信）只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。n雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當然也就不能同時接收)。n雙向同時通信（全

4、雙工通信）通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。 基帶(baseband)信號和帶通(band pass)信號 n基帶信號（即基本頻帶信號）來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。n基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶信號進行調制(modulation)。 n帶通信號把基帶信號經過載波調制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段，并轉換為模擬信號，以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內能夠通過信道） 幾種最基本的調制方法 n基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸

5、這種低頻分量或直流分量。為了解決這一問題，就必須對基帶信號進行調制(modulation)。 n最基本的二元制調制方法有以下幾種：n調幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。 n調頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。n調相(PM) ：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。 對基帶數(shù)字信號的幾種調制方法 010011100基帶信號調幅調頻調相2.2.3 信道的極限容量 n任何實際的信道都不是理想的，在傳輸信號時會產生各種失真以及帶來多種干擾。 n碼元傳輸?shù)乃俾试礁撸蛐盘杺鬏數(shù)木嚯x越遠，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴重。 數(shù)字信號通過實際的信道 n有失真，但可識別n失真大，無法識別

6、實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）發(fā)送信號波形接收信號波形發(fā)送信號波形實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）接收信號波形信道能夠通過的頻率范圍n1924 年，奈奎斯特(Nyquist)就推導出了著名的奈氏準則。他給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串擾，碼元的傳輸速率的上限值。n在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會出現(xiàn)碼間串擾的問題，使接收端對碼元的判決（即識別）成為不可能。n如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號高頻分量越多，那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)碼間串擾。 n信噪比：信號的平均功率/噪聲的平均功率，記為S/N。度量單位分貝(dB) 信噪比(dB)

7、 = 10 log10(S/N) (dB)(2) 信噪比 n香農(Shannon)用信息論的理論推導出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的信息傳輸速率。n信道的極限信息傳輸速率 C 可表達為n C = W log2(1+S/N) b/s nW 為信道的帶寬（以 Hz 為單位）；nS 為信道內所傳信號的平均功率；nN 為信道內部的高斯噪聲功率。 香農公式表明 n信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。 n只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。 n若信道帶寬 W 或信噪比 S/N 沒有上限（當然實際信道不可能是這樣的

8、），則信道的極限信息傳輸速率 C 也就沒有上限。n實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農的極限傳輸速率低不少。 請注意 n對于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且碼元傳輸速率也達到了上限值，那么還有辦法提高信息的傳輸速率。這就是用編碼的方法讓每一個碼元攜帶更多比特的信息量。 2.3 物理層下面的傳輸媒體無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波 調幅無線電 調頻無線電 海事無線電光纖電視(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1

9、015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動無線電 電信領域使用的電磁波的頻譜2.3.1導引型傳輸媒體n雙絞線應用領域：電話網絡、計算機局域網應用領域：電話網絡、計算機局域網n屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair)n無屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair) n同軸電纜應用領域：總線局域網（以太網）應用領域：總線局域網（以太網）n50 同軸電纜n75 同軸電纜n光纜 各種電纜銅線聚氯乙烯 套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層外導體屏蔽層絕緣層絕

10、緣保護套層內導體無屏蔽雙絞線 UTP屏蔽雙絞線 STP同軸電纜屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線(STP) 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，應用較少雙絞線外無任何屏蔽層，應用廣泛常用的雙絞線：常用的雙絞線：3類（類（16Mb/s） 和和5類（類（155Mb/s）兩種）兩種n光纖光纖（Optical Fiber）n依靠光波承載數(shù)據(jù)，光脈沖在玻璃纖維中傳播依靠光波承載數(shù)據(jù)，光脈沖在玻璃纖維中傳播n優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：n傳輸帶寬高：傳輸帶寬高：僅受光電轉換器件的限制（僅受光電轉換器件的限制（100Gb/s）n傳輸損耗小，適合長距離傳輸傳輸損耗小，適合長距離傳輸n抗干擾性能極好、誤碼率低，

11、保密性好抗干擾性能極好、誤碼率低，保密性好n輕便輕便n價格較高價格較高n需要光電轉換需要光電轉換n纖芯材料：纖芯材料：n塑料塑料n二氧化硅二氧化硅 （高純玻璃）（高純玻璃）n光纖傳輸原理光纖傳輸原理光的反射光的反射n光從折射率高的介質入射到折射率低的介質時會光從折射率高的介質入射到折射率低的介質時會產生折射。折射量取決于兩種介質的折射率。當產生折射。折射量取決于兩種介質的折射率。當入射角入射角臨界值時產生全反射，不會泄漏。臨界值時產生全反射，不會泄漏。n纖芯纖芯-折射率高，玻璃包層折射率高，玻璃包層-折射率低折射率低n亮度調制：有光脈沖亮度調制：有光脈沖-1，無光脈沖，無光脈沖-0n光傳輸系統(tǒng)

12、：光源、介質、光檢測光傳輸系統(tǒng)：光源、介質、光檢測n光源：光源：850nm/1300nm/1500nm，發(fā)光二極管，發(fā)光二極管/激光二極管激光二極管n光檢測器：光電二極管光檢測器：光電二極管PIN/雪崩二極管雪崩二極管APDn單向傳輸，雙向需兩根光纖單向傳輸，雙向需兩根光纖n應用領域：局域網主干、電信網絡、服務器連接應用領域：局域網主干、電信網絡、服務器連接光線在光纖中的折射 折射角入射角 包層（低折射率的媒體） 包層（低折射率的媒體） 纖芯（高折射率的媒體） 包層纖芯光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷鋘多模光纖多模光纖(MMF)：失真，適用近距

13、離傳輸：失真，適用近距離傳輸n單模光纖單模光纖(SMF)：光纖的直徑接近一個光波波長光纖的直徑接近一個光波波長多束光線以不同的反射角傳播多束光線以不同的反射角傳播激光器包層，折射率低纖芯，折射率高亮度調制光檢波器激光器光檢波器單束光線沿直線傳播單束光線沿直線傳播輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖單芯光纜單芯光纜多芯光纜多芯光纜玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃內芯玻璃內芯玻璃內芯玻璃內芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外殼外殼常見規(guī)格：纖芯常見規(guī)格：纖芯50um緩變型緩變型-MMF 62.5um緩變型緩變型/增強型增強型-MMF 8.3um突變型突變型-SMF

14、 包層包層125umn高密度多芯光纜高密度多芯光纜剖面結構剖面結構芯芯封套封套外套外套加強芯加強芯光纖光纖外鞘外鞘加強芯加強芯光纖束光纖束2.3.2 非導引傳輸媒體 n使用電磁波或光波攜帶信息使用電磁波或光波攜帶信息n優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：n無需物理連接n適用于長距離或不便布線的場合n易受干擾n反射，為障礙物所阻隔n主要類型主要類型：n無線電、地面微波n通信衛(wèi)星n紅外線n無線電無線電n基站與終端之間通信采用無線鏈路n應用領域：移動通信、無線局域網（WLAN）BS基站覆蓋的無線電區(qū)域基站覆蓋的無線電區(qū)域BS基站基站 用戶計算機和終端用戶計算機和終端n地面微波地面微波n通過地面站之間接力傳送通過地面站之

15、間接力傳送n接力站之間距離：接力站之間距離：50 -100 kmn速率：每信道速率：每信道 45 Mb/s地面站之間的直視線路地面站之間的直視線路 微波傳送塔微波傳送塔n地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星n與地面站相對固定位置n使用3顆衛(wèi)星即可覆蓋全球n傳輸延遲時間長（270ms）n廣播式傳輸n應用領域：n電視傳輸n長途電話n專用網絡n廣域網35,784公里公里地球地球n復用(multiplexing)是通信技術中的基本概念。2.4 信道復用技術2.4.1 頻分復用、時分復用和統(tǒng)計時分復用+( )+A1A2B1B2C1C2A1A2B1B2C1C2共享信道(a) 使用單獨的信道(b) 使用共享信道復用分用

16、頻分復用 FDM(Frequency Division Multiplexing) n用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個頻帶。n頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源（請注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。 頻率時間頻帶 1頻帶 2頻帶 3頻帶 n頻分復用頻分復用 將信道的可用頻帶（帶寬）劃分為若干互不交疊的頻段，將信道的可用頻帶（帶寬）劃分為若干互不交疊的頻段，每路每路信號占據(jù)其中一個頻段信號占據(jù)其中一個頻段，從而形成許多個子信道；在接收端用適，從而形成許多個子信道；在接收端用適當?shù)漠數(shù)臑V波器濾波器將多路信號分開，這種技術稱為頻分多路復用將多

17、路信號分開，這種技術稱為頻分多路復用FDMFDM。數(shù)據(jù)頻譜（話音）數(shù)據(jù)頻譜（話音）信號頻譜（相互隔離，共用信道）信號頻譜（相互隔離，共用信道）f1 f2 f3 f3 f f 3KHz4KHz分配給一路話音的帶寬分配給一路話音的帶寬時分復用TDM(Time Division Multiplexing) n時分復用則是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM 幀）。每一個時分復用的用戶在每一個 TDM 幀中占用固定序號的時隙。n每一個用戶所占用的時隙是周期性地出現(xiàn)（其周期就是 TDM 幀的長度）。nTDM 信號也稱為等時(isochronous)信號。n時分復用的所有用戶是在不同的時間占用同樣的

18、頻帶寬度。時分復用 頻率時間B C DB C DB C DB C DAAAAA 在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀時分復用 頻率時間C DC DC DAAAABBBB C DB 在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀時分復用 頻率時間BDBDBDAAAA BCCCC DC 在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀時分復用 頻率時間B CB CB CAAAA B CDDDDD 在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀TDM 幀時分復用可能會造成線路資源的浪

19、費 ABCDaabbcdb cattttt4 個時分復用幀#1acbcd時分復用#2#3#4用戶使用時分復用系統(tǒng)傳送計算機數(shù)據(jù)時，由于計算機數(shù)據(jù)的突發(fā)性質，用戶對分配到的子信道的利用率一般是不高的。 統(tǒng)計時分復用 STDM(Statistic TDM) 用戶ABCDabcdttttt3 個 STDM 幀#1acbab bcacd#2#3統(tǒng)計時分復用 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 4 155

20、4 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 2.4.2 波分復用 WDM(Wavelength Division Multiplexing) n波分復用就是光的頻分復用。 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s復用器分用器EDFA120 km光調制器光解調器2.4.3 碼分復用 CDM(Code Division Multiplexing) n常用的名詞是碼分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。n各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。n這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易

21、被敵人發(fā)現(xiàn)。 n每一個比特時間劃分為 m 個短的間隔，稱為碼片(chip)。 碼片序列(chip sequence) n每個站被指派一個唯一的 m bit 碼片序列。n如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列。n如發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。 n例如，S 站的 8 bit 碼片序列是 00011011。n發(fā)送比特 1 時，就發(fā)送序列 00011011，n發(fā)送比特 0 時，就發(fā)送序列 11100100。nS 站的碼片序列：(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1) CDMA 的重要特點n每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。n

22、在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。 碼片序列的正交關系 n令向量 S 表示站 S 的碼片向量，令 T 表示其他任何站的碼片向量。 n兩個不同站的碼片序列正交，就是向量 S 和T 的規(guī)格化內積(inner product)都是 0： 011miiiTSmTS(2-3)碼片序列的正交關系舉例 n令向量 S 為(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1)，向量 T 為(1 1 +1 1 +1 +1 +1 1)。 n把向量 S 和 T 的各分量值代入(2-3)式就可看出這兩個碼片序列是正交的。 n任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內積都是1 。n一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內積值是 1。

23、 正交關系的另一個重要特性 mimiimiiimSmSSm112211) 1(111SSCDMA 的工作原理 S 站的碼片序列 S110ttttttm 個碼片tS 站發(fā)送的信號 SxT 站發(fā)送的信號 Tx總的發(fā)送信號 Sx + Tx規(guī)格化內積 S Sx規(guī)格化內積 S Tx數(shù)據(jù)碼元比特發(fā)送端接收端2.5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)1. 脈碼調制 PCM 體制 n脈碼調制 PCM 體制最初是為了在電話局之間的中繼線上傳送多路的電話。n由于歷史上的原因，PCM 有兩個互不兼容的國際標準，即北美的 24 路 PCM（簡稱為 T1）和歐洲的 30 路 PCM（簡稱為 E1）。我國采用的是歐洲的 E1 標準。nE1 的

24、速率是 2.048 Mb/s，而 T1 的速率是 1.544 Mb/s。n當需要有更高的數(shù)據(jù)率時，可采用復用的方法。 nT1T1載波：載波：PCM24PCM241 2 3 4 51 2 3 4 5T=125us分分幀幀位位控控制制位位7654321控控制制位位765432124每秒傳輸多少比特？每秒傳輸多少比特？最大傳輸速率最大傳輸速率 =(1+24*8)/125=1.544(Mb/s)nE1E1載波：載波：PCM30/32PCM30/32 30 30路（路（CH1-CH15,CH17-CH31CH1-CH15,CH17-CH31）傳輸話）傳輸話音，音，CH0CH0用作幀同步，用作幀同步，CH

25、16CH16用來傳輸信令。用來傳輸信令。0 1 2 3 40 1 2 3 431T=125us8位位同步同步8位位信令信令168位位數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)最大傳輸速率最大傳輸速率 =32*8/125=2.048(Mb/s)每秒傳輸多少比特？每秒傳輸多少比特？2. 同步光纖網 SONET 和同步數(shù)字系列 SDH n舊的數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點。其中最主要的是以下兩個方面： n速率標準不統(tǒng)一。n如果不對高次群的數(shù)字傳輸速率進行標準化，國際范圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實現(xiàn)。 n不是同步傳輸。n在過去相當長的時間，為了節(jié)約經費，各國的數(shù)字網主要是采用準同步方式。 同步光纖網 SONETn同步光纖網 SONET (Sy

26、nchronous Optical Network) 的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘。 n第 1 級同步傳送信號 STS-1 (Synchronous Transport Signal)的傳輸速率是 51.84 Mb/s。n光信號則稱為第 1 級光載波 OC-1，OC 表示Optical Carrier。 同步數(shù)字系列 SDH nITU-T 以美國標準 SONET 為基礎，制訂出國際標準同步數(shù)字系列 SDH (Synchronous Digital Hierarchy)。n一般可認為 SDH 與 SONET 是同義詞。nSDH 的基本速率為 155.52 Mb/s，稱為第 1 級同步傳遞

27、模塊 (Synchronous Transfer Module)，即 STM-1，相當于 SONET 體系中的 OC-3 速率。 線路速率(Mb/s)SONET符號ITU-T符號表示線路速率的常用近似值 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-

28、96/STS-96STM-329953.280OC-192/STS-192STM-6410 Gb/s39813.120 OC-768/STS-768 STM-256 40 Gb/s SONET 的 OC 級/STS 級與 SDH 的 STM 級的對應關系 SONET 的體系結構 光子層路徑層線路層段層線路 (line)光子層路徑層線路層段層光子層線路層段層光子層段層光子層線路層段層光子層段層SDH終端SDH終端復用器或分用器復用器或分用器轉發(fā)器轉發(fā)器段段段路徑 (path)(section)(section)(section)SONET 標準定義了四個光接口層 n光子層(Photonic La

29、yer)n處理跨越光纜的比特傳送。n段層(Section Layer)n在光纜上傳送 STS-N 幀。n線路層(Line Layer)n負責路徑層的同步和復用。n路徑層(Path Layer) n處理路徑端接設備 PTE (Path Terminating Element)之間的業(yè)務的傳輸。 2.6 寬帶接入技術2.6.1 ADSL技術nADSL 技術就是用數(shù)字技術對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務。n標準模擬電話信號的頻帶被限制在 3003400 Hz 的范圍內，但用戶線本身實際可通過的信號頻率仍然超過 1 MHz。nADSL 技術就把 04 kHz 低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使

30、用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網使用。nDSL 就是數(shù)字用戶線(Digital Subscriber Line)的縮寫。DSL 的幾種類型 nADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非對稱數(shù)字用戶線nHDSL (High speed DSL)：高速數(shù)字用戶線nSDSL (Single-line DSL)：1 對線的數(shù)字用戶線nVDSL (Very high speed DSL)：甚高速數(shù)字用戶線nDSL ：ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網用戶線) 用戶線。nRADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自適應 DSL，是 ADSL 的一

31、個子集，可自動調節(jié)線路速率）。 ADSL 的極限傳輸距離nADSL 的極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶線的線徑都有很大的關系（用戶線越細，信號傳輸時的衰減就越大），而所能得到的最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實際的用戶線上的信噪比密切相關。n例如，0.5 毫米線徑的用戶線，傳輸速率為 1.5 2.0 Mb/s 時可傳送 5.5 公里，但當傳輸速率提高到 6.1 Mb/s 時，傳輸距離就縮短為 3.7 公里。n如果把用戶線的線徑減小到0.4毫米，那么在6.1 Mb/s的傳輸速率下就只能傳送2.7公里 ADSL 的特點n上行和下行帶寬做成不對稱的。n上行指從用戶到 ISP，而下行指從 ISP 到用戶。nADSL 在

32、用戶線（銅線）的兩端各安裝一個 ADSL 調制解調器。n我國目前采用的方案是離散多音調 DMT (Discrete Multi-Tone)調制技術。這里的“多音調”就是“多載波”或“多子信道”的意思。DMT 技術nDMT 調制技術采用頻分復用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端頻譜劃分為許多的子信道，其中 25 個子信道用于上行信道，而 249 個子信道用于下行信道。n每個子信道占據(jù) 4 kHz 帶寬（嚴格講是 4.3125 kHz），并使用不同的載波（即不同的音調）進行數(shù)字調制。這種做法相當于在一對用戶線上使用許多小的調制解調器并行地傳送數(shù)據(jù)。DMT 技術的頻譜分布

33、頻譜頻率上行信道傳統(tǒng)電話04下行信道(kHz)401381100ADSL 的數(shù)據(jù)率n由于用戶線的具體條件往往相差很大（距離、線徑、受到相鄰用戶線的干擾程度等都不同），因此 ADSL 采用自適應調制技術使用戶線能夠傳送盡可能高的數(shù)據(jù)率。n當 ADSL 啟動時，用戶線兩端的 ADSL 調制解調器就測試可用的頻率、各子信道受到的干擾情況，以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質量。nADSL 不能保證固定的數(shù)據(jù)率。對于質量很差的用戶線甚至無法開通 ADSL。n通常下行數(shù)據(jù)率在 32 kb/s 到 6.4 Mb/s 之間，而上行數(shù)據(jù)率在 32 kb/s 到 640 kb/s 之間。ADSL 的組成 ATU-

34、CATU-CATU-RATU-C用戶線 電話分離器 區(qū)域寬帶網至 ISP居民家庭基于 ADSL 的接入網端局或遠端站DSLAM至本地電話局PSPS數(shù)字用戶線接入復用器 DSLAM (DSL Access Multiplexer)接入端接單元 ATU (Access Termination Unit)ATU-C（C 代表端局 Central Office）ATU-R（R 代表遠端 Remote）電話分離器 PS (POTS Splitter) 第二代 ADSL ADSL2（G.992.3 和 G.992.4）ADSL2+（G.992.5）n通過提高調制效率得到了更高的數(shù)據(jù)率。例如，ADSL2 要求至少應支持下行 8 Mb/s、上行 800 kb/s的速率。而 ADSL2+ 則將頻譜范圍從 1.1 MHz 擴展至2.2 MHz，下行速率可達 16 Mb/s（最大傳輸速率可達25 Mb/s），而上行速率可達 800 kb/s。n采用了無縫速率自適應技術 SRA (Seamless Rate Adaptation)，可在運營中不中斷通信和不產生誤碼的情況下，自適應地調整數(shù)據(jù)率。n改善了線路質量評測和故障定位功能，這對提高網絡的運行維護水平具有非常重要的意義。2.6.2 光