计算机网络原理第4讲 物理层ppt课件.ppt

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1、第4讲物理层（2）/62知识回顾数据通信系统的模型信道的极限容量信道的极限信息传输速率物理层下的传输介质本讲内容信道复用技术频分复用、时分复用和统计时分复用波分复用码分复用数字传输系统宽带接入技术xDSL技术光纤同轴混合网（HFC网）FTTx技术2.4信道复用技术共享信道多路复用的基本概念复用(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)使用复用技术多路复用的基本概念多路复用技术的分类频分多路复用FDM时分多路复用TDM波分多路复用WDM码分多路复用CDM频分复用

2、FDM频分多路复用技术对整个物理信道的可用带宽进行分割，并利用载波调制技术，实现原始信号的频谱迁移，使得多路信号在整个物理信道带宽允许的范围内，实现频谱上的不重叠，从而共用一个信道。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。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。频率时间频率1频率2频率3频率4频率5频分多路复用在一条通信线路设计多路通信信道;每路信道的信号以不同的载波频率进行调制;各个载波频率是不重叠的,那么一条通信线路就可以同时独立地传输多路信号。频分复用示例中波广播频率的

3、带宽是从535kHz到1605kHz。这个通信信道上又按照不同的频率划分成为若干个子信道，每个子信道的带宽是9kHz，每个子信道供给广播电台的一个频道使用。例如天津广播电台交通频道的中心频率是567kHz，生活频道的中心频率是1386kHz。各个广播电台在这些子信道上同时进行信号传输而互不干扰，这就是一个由频率进行划分的多路复用技术的具体例子。时分复用TDM教材描述：是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（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。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）。TDM信号也称为等时(i

4、sochronous)信号。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。通俗描述：时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片；每个用户分得一个时间片；在其占有的时间片内，用户使用通信信道的全部带宽。时分复用频率时间BCDBCDBCDBCDAAAAA在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧时分复用频率时间CDCDCDAAAABBBBCDB在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧时分复用频率时间BDBDBDAAAABCCCCDC在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧时分复用频

5、率时间BCBCBCAAAABCDDDDD在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧时分复用ABCDaabbcdbcattttt4个时分复用帧#1④③②①acbcd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。统计时分复用STDM用户ABCDabcdttttt3个STDM帧#1④③②①acbabbcacd#2#3统计时分复用统计时分复用STDM(StatisticTDM)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(concentrator)常使用这种

6、统计时分复用。图3-23是统计时分复用的原理图。统计复用又称为异步时分复用，而普通的时分复用称为同步时分复用。从平均的角度来看，这两者是平衡的。两种时分多路复用的比较光纤通信由于在光纤通道上传输的是光波，光波在光纤上的传输速度是固定的，所以光波的波长和频率有固定的换算关系。由于光波的频率较高，使用频率来表示就不很方便，所以改用波长来进行表示。在实际使用中，不同波长的光由不同方向发射进入光纤之中，在接收端再根据不同波长的光的折射角度不同，再分解成为不同路的光信号由各个接收端分别接收。波分多路复用WDM波分复用（WDM）:光纤通信中利用同一根光纤同时传输波长具有适当

7、间隔的多个不同光源的光信号。从本质上说，波分复用与频分复用是相同的。原理如图。(a)单向WDM系统(b)双向WDM系统1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm波分复用WDM波分复用就是光的频分复用。利用同一根光纤同时传输波长具有适当间隔的多个不同光源的光信号。82.5Gb/s1310nm20Gb/s复用器分用器EDFA120km光调制器光解调器密集波分复用在一根光纤上复用80路或

8、更多路的光载波信号称为密