計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第06講)

1、1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第六講）主講：李 勇二零一四年九月2上次課主要內(nèi)容o信道極限容量信道極限容量n奈氏準(zhǔn)則奈氏準(zhǔn)則n香農(nóng)定理香農(nóng)定理o數(shù)據(jù)傳輸模式數(shù)據(jù)傳輸模式n同步傳輸同步傳輸n異步傳輸異步傳輸o多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)n頻分復(fù)用頻分復(fù)用n時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用n波分復(fù)用波分復(fù)用n碼分多址碼分多址32.4.6 差錯(cuò)校驗(yàn)和控制差錯(cuò)校驗(yàn)和控制o數(shù)據(jù)通信要求信息傳輸具有高度的可靠性，即要求誤碼率足夠低。數(shù)據(jù)通信要求信息傳輸具有高度的可靠性，即要求誤碼率足夠低。1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中誤碼率要求低于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中誤碼率要求低于10-610-11；2、但數(shù)據(jù)信號(hào)在傳輸過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)；、但數(shù)據(jù)信號(hào)在傳輸過(guò)

2、程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)；3、產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因、產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因（1）信道不理想造成的符號(hào)間干擾，可通過(guò)技術(shù)手段消除；）信道不理想造成的符號(hào)間干擾，可通過(guò)技術(shù)手段消除；（2）噪聲對(duì)信號(hào)的干擾是產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因。）噪聲對(duì)信號(hào)的干擾是產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因。o差錯(cuò)校驗(yàn)和控制的主要內(nèi)容差錯(cuò)校驗(yàn)和控制的主要內(nèi)容1、差錯(cuò)類(lèi)型差錯(cuò)類(lèi)型2、差錯(cuò)控制、差錯(cuò)控制3、常用的檢錯(cuò)糾錯(cuò)碼、常用的檢錯(cuò)糾錯(cuò)碼4差錯(cuò)類(lèi)型差錯(cuò)類(lèi)型o危害數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑肼暣篌w上分為隨機(jī)噪聲和脈沖噪聲，對(duì)應(yīng)引發(fā)危害數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑肼暣篌w上分為隨機(jī)噪聲和脈沖噪聲，對(duì)應(yīng)引發(fā)的差錯(cuò)分為：的差錯(cuò)分為：1 1、隨機(jī)差錯(cuò)、隨機(jī)差錯(cuò) 由信道中的熱噪聲引起的，產(chǎn)生差

3、錯(cuò)的碼元與前后碼元無(wú)關(guān)。由信道中的熱噪聲引起的，產(chǎn)生差錯(cuò)的碼元與前后碼元無(wú)關(guān)。如果傳輸信號(hào)的信噪比較高，這種差錯(cuò)是可以減少的。如果傳輸信號(hào)的信噪比較高，這種差錯(cuò)是可以減少的。2 2、突發(fā)差錯(cuò)、突發(fā)差錯(cuò) 前后碼元發(fā)生的錯(cuò)誤有相關(guān)性，一個(gè)錯(cuò)誤的出現(xiàn)往往引起前后前后碼元發(fā)生的錯(cuò)誤有相關(guān)性，一個(gè)錯(cuò)誤的出現(xiàn)往往引起前后碼元也出現(xiàn)錯(cuò)誤。碼元也出現(xiàn)錯(cuò)誤。 5差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制o差錯(cuò)控制的主要方法差錯(cuò)控制的主要方法1、差錯(cuò)檢驗(yàn)、差錯(cuò)檢驗(yàn)2、反饋糾錯(cuò)、反饋糾錯(cuò)3、前向糾錯(cuò)、前向糾錯(cuò)4、混合糾錯(cuò)、混合糾錯(cuò)6常用的差錯(cuò)檢驗(yàn)方法常用的差錯(cuò)檢驗(yàn)方法o垂直冗余校驗(yàn)（垂直冗余校驗(yàn)（VRC）o水平冗余校驗(yàn)（水平冗余校驗(yàn)（LRC

4、）o水平垂直冗余校驗(yàn)（水平垂直冗余校驗(yàn)（TRC）o循環(huán)冗余校驗(yàn)（循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）7垂直冗余校驗(yàn)（垂直冗余校驗(yàn)（VRC）1、以字符為單位；、以字符為單位；2、若一個(gè)字符為、若一個(gè)字符為8位，其中位，其中7位為信位為信息位，最后息位，最后1位為附加的冗余校驗(yàn)位為附加的冗余校驗(yàn)位；位；3、如果整個(gè)字符中、如果整個(gè)字符中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則該位為則該位為1，否則為，否則為0；4、該方法能檢查出任意個(gè)奇數(shù)錯(cuò)誤，、該方法能檢查出任意個(gè)奇數(shù)錯(cuò)誤，但不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤。但不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤。XXXXXXX0/18水平冗余校驗(yàn)（水平冗余校驗(yàn)（LRC）1、將要發(fā)送的數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度劃分成組；、將

5、要發(fā)送的數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度劃分成組；2、對(duì)組內(nèi)所有字符的相同位置上的位進(jìn)行奇偶校驗(yàn)；、對(duì)組內(nèi)所有字符的相同位置上的位進(jìn)行奇偶校驗(yàn)；3、將得到的一組校驗(yàn)信息附加到信息后；、將得到的一組校驗(yàn)信息附加到信息后；4、這種方法能發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)度小于、這種方法能發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)度小于n（字符的長(zhǎng)度）的突發(fā)錯(cuò)誤和其他錯(cuò)誤。（字符的長(zhǎng)度）的突發(fā)錯(cuò)誤和其他錯(cuò)誤。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX1234XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX1234校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼9水平垂直冗余校驗(yàn)（水平垂直冗余校驗(yàn)（TRC）同時(shí)使用垂直冗余校驗(yàn)

6、和水平冗余校驗(yàn)同時(shí)使用垂直冗余校驗(yàn)和水平冗余校驗(yàn)XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX1234XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX1234校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼1、水平垂直冗余校驗(yàn)同時(shí)使用水平校驗(yàn)、水平垂直冗余校驗(yàn)同時(shí)使用水平校驗(yàn)和垂直校驗(yàn)；和垂直校驗(yàn)；2、水平冗余校驗(yàn)檢查不同分組相同位置、水平冗余校驗(yàn)檢查不同分組相同位置上的錯(cuò)誤；上的錯(cuò)誤；3、垂直冗余校驗(yàn)檢查分組內(nèi)的錯(cuò)誤。、垂直冗余校驗(yàn)檢查分組內(nèi)的錯(cuò)誤。10循環(huán)冗余校驗(yàn)（循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）基本思想）基本思想o基本思想基本思想 1、采用在發(fā)送的

7、信息后增加校驗(yàn)碼的形式進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)；、采用在發(fā)送的信息后增加校驗(yàn)碼的形式進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)； 2、具體方法如下、具體方法如下 （1）假設(shè)要發(fā)送的消息為）假設(shè)要發(fā)送的消息為M，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為k位，在位，在M后附加差錯(cuò)檢測(cè)用的后附加差錯(cuò)檢測(cè)用的n位冗余碼作位冗余碼作為差錯(cuò)校驗(yàn)碼；為差錯(cuò)校驗(yàn)碼； （2）用二進(jìn)制的模）用二進(jìn)制的模2運(yùn)算計(jì)算進(jìn)行運(yùn)算計(jì)算進(jìn)行2n乘乘M的運(yùn)算，相當(dāng)于在的運(yùn)算，相當(dāng)于在M后添加后添加n個(gè)個(gè)0，得到，得到的（的（k+n）位的數(shù)除以事先選定的長(zhǎng)度為（）位的數(shù)除以事先選定的長(zhǎng)度為（n+1）位的除數(shù)）位的除數(shù)P，得到的商為，得到的商為Q，余數(shù)是余數(shù)是R，余數(shù)，余數(shù)R比除數(shù)比除數(shù)P的長(zhǎng)度少

8、的長(zhǎng)度少1位；位； （3）將得到的余數(shù)附加在）將得到的余數(shù)附加在M后，得到消息后，得到消息2nM+R發(fā)送出去；發(fā)送出去； （4）接收端將）接收端將2nM+R除以除以P（模（模2運(yùn)算），得到余數(shù)為運(yùn)算），得到余數(shù)為0，則沒(méi)有錯(cuò)誤，否則出，則沒(méi)有錯(cuò)誤，否則出現(xiàn)錯(cuò)誤現(xiàn)錯(cuò)誤 。 3、發(fā)送方和接收方必須有一個(gè)共同的多項(xiàng)式、發(fā)送方和接收方必須有一個(gè)共同的多項(xiàng)式P； 4、除數(shù)比余數(shù)多、除數(shù)比余數(shù)多1位。位。11循環(huán)冗余校驗(yàn)（循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）除數(shù)的選擇）除數(shù)的選擇oP的選擇的選擇 1、為保證檢測(cè)錯(cuò)誤的概率足夠大，必須正確選擇、為保證檢測(cè)錯(cuò)誤的概率足夠大，必須正確選擇P； 2、它的最高位和最低位必須是、它

9、的最高位和最低位必須是1； 3、選擇的、選擇的P常用多項(xiàng)式表示常用多項(xiàng)式表示 （1）CRC-16=X16+X15+X2+1 （2）CRC-CCITT=X16+X12+X5+1(16位校驗(yàn)和）位校驗(yàn)和） （3）CRC-32=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1 122.5 傳輸媒體o在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，傳輸媒體在物理層之外。在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，傳輸媒體在物理層之外。o傳輸媒體又稱(chēng)為媒體、傳輸介質(zhì)以及傳輸媒傳輸媒體又稱(chēng)為媒體、傳輸介質(zhì)以及傳輸媒介。介。o傳輸媒體是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收傳輸媒體是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物

10、理線路。器之間的物理線路。o媒體分為導(dǎo)向媒體和非導(dǎo)向媒體。媒體分為導(dǎo)向媒體和非導(dǎo)向媒體。131、導(dǎo)向傳輸媒體o所謂的導(dǎo)向傳輸媒體是指信號(hào)沿著媒體鋪設(shè)所謂的導(dǎo)向傳輸媒體是指信號(hào)沿著媒體鋪設(shè)的方向傳播并被限制在媒體的物理邊界內(nèi)的的方向傳播并被限制在媒體的物理邊界內(nèi)的媒體。媒體。 1、雙絞線、雙絞線 2、同軸電纜、同軸電纜 3、光纜、光纜14雙絞線概述o雙絞線由兩條包著絕緣材料的導(dǎo)體組成，這兩條導(dǎo)體按照每雙絞線由兩條包著絕緣材料的導(dǎo)體組成，這兩條導(dǎo)體按照每10厘厘米交叉至少米交叉至少3次的標(biāo)準(zhǔn)均勻的纏繞在一起（絞合度）。次的標(biāo)準(zhǔn)均勻的纏繞在一起（絞合度）。1、之所以采用雙絞線是因?yàn)橥ㄟ^(guò)交叉可以抵消導(dǎo)

11、線上的噪聲，、之所以采用雙絞線是因?yàn)橥ㄟ^(guò)交叉可以抵消導(dǎo)線上的噪聲，從而減少對(duì)雙絞線中信號(hào)的影響。從而減少對(duì)雙絞線中信號(hào)的影響。2、根據(jù)是否提供對(duì)其他線路引起的干擾屏蔽功能，雙絞線分為、根據(jù)是否提供對(duì)其他線路引起的干擾屏蔽功能，雙絞線分為屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線(UTP)。15屏蔽雙絞線o屏蔽雙絞線（屏蔽雙絞線（STPSTP）是屏蔽的雙絞線由）是屏蔽的雙絞線由8 8根根4 4對(duì)外部包有對(duì)外部包有絕緣材料的導(dǎo)體組成，在絕緣材料的導(dǎo)體組成，在4 4對(duì)雙絞線的外層加上一層金對(duì)雙絞線的外層加上一層金屬箔或金屬網(wǎng)格，然后再加一層聚氯乙烯外皮。屬箔或金屬網(wǎng)格，然后再加一層聚

12、氯乙烯外皮。 1 1、之所以加一層金屬箔或金屬網(wǎng)格，是用來(lái)屏蔽外、之所以加一層金屬箔或金屬網(wǎng)格，是用來(lái)屏蔽外來(lái)的干擾。來(lái)的干擾。 2 2、需要注意的是，如果使用屏蔽的雙絞線進(jìn)行布線，、需要注意的是，如果使用屏蔽的雙絞線進(jìn)行布線，則屏蔽層必須接地。則屏蔽層必須接地。16非屏蔽雙絞線o非屏蔽雙絞線（非屏蔽雙絞線（UTP） 是經(jīng)常使用的一種雙絞線。與屏蔽雙絞是經(jīng)常使用的一種雙絞線。與屏蔽雙絞線唯一不同的是沒(méi)有金屬箔或金屬網(wǎng)格。線唯一不同的是沒(méi)有金屬箔或金屬網(wǎng)格。 1、抗干擾能力不如屏蔽雙絞線、抗干擾能力不如屏蔽雙絞線序號(hào)序號(hào)電纜種類(lèi)電纜種類(lèi)抗干擾能力抗干擾能力1UTP 電纜（無(wú)屏蔽層）電纜（無(wú)屏蔽層

13、）40dB2STP 電纜（鋁箔屏蔽）電纜（鋁箔屏蔽）85dB 2、在非屏蔽雙絞線中、在非屏蔽雙絞線中8根導(dǎo)體具有不同的顏色，通常是：根導(dǎo)體具有不同的顏色，通常是： （1）白橙、橙：纏繞在一起，成為一對(duì)；）白橙、橙：纏繞在一起，成為一對(duì)； （2）白藍(lán)、藍(lán)：纏繞在一起，成為一對(duì)；）白藍(lán)、藍(lán)：纏繞在一起，成為一對(duì)； （3）白綠、綠：纏繞在一起，成為一對(duì)；）白綠、綠：纏繞在一起，成為一對(duì)； （4）白褐、褐：纏繞在一起，成為一對(duì)。）白褐、褐：纏繞在一起，成為一對(duì)。17雙絞線分類(lèi)o雙絞線按質(zhì)量劃分為如下雙絞線按質(zhì)量劃分為如下8種：種： 1、1類(lèi)雙絞線類(lèi)雙絞線 750kHZ 在電話系統(tǒng)中使用的雙絞線，這種類(lèi)

14、別的雙絞線只適合傳輸語(yǔ)音信號(hào)和低速的數(shù)據(jù)信號(hào)。在電話系統(tǒng)中使用的雙絞線，這種類(lèi)別的雙絞線只適合傳輸語(yǔ)音信號(hào)和低速的數(shù)據(jù)信號(hào)。 2、2類(lèi)雙絞線類(lèi)雙絞線 1MHz 適用于傳輸語(yǔ)音信號(hào)和適用于傳輸語(yǔ)音信號(hào)和4Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 3、3類(lèi)雙絞線類(lèi)雙絞線 16MHz 絞合長(zhǎng)度為絞合長(zhǎng)度為2.53.3cm，適用于語(yǔ)音傳輸和最大，適用于語(yǔ)音傳輸和最大10Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 4、4類(lèi)雙絞線類(lèi)雙絞線 20MHz 絞合長(zhǎng)度小于絞合長(zhǎng)度小于2.5cm ，加上其他條件使線路適用于語(yǔ)音傳輸和最大，加上其他條件使線路適用于語(yǔ)音傳輸和最大16Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸

15、。 5、5類(lèi)雙絞線類(lèi)雙絞線 100MHz 絞合長(zhǎng)度為絞合長(zhǎng)度為0.60.85cm,適用于語(yǔ)音傳輸和最大適用于語(yǔ)音傳輸和最大100Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 6、超、超5類(lèi)雙絞線類(lèi)雙絞線 100MHz 適用于語(yǔ)音傳輸和最大適用于語(yǔ)音傳輸和最大155Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 7、6類(lèi)雙絞線類(lèi)雙絞線 250MHz 適用于語(yǔ)音傳輸和最大適用于語(yǔ)音傳輸和最大1000Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸 。 8、7類(lèi)雙絞線類(lèi)雙絞線 600MHz 在在10G以太網(wǎng)中使用。以太網(wǎng)中使用。 18雙絞線接線標(biāo)準(zhǔn)o1991年，針對(duì)在工程中如何使用雙絞線，美國(guó)電子工年，針對(duì)在工程中如何使

16、用雙絞線，美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)業(yè)協(xié)會(huì)EIA和電信工業(yè)協(xié)會(huì)和電信工業(yè)協(xié)會(huì)TIA聯(lián)合發(fā)布了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)合發(fā)布了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，EIA/TIA-586。o1995更新為更新為EIA/TIA-568A，隨后又產(chǎn)生了，隨后又產(chǎn)生了EIA/TIA-568B。oEIA/TIA-568B是工程中經(jīng)常采用的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是工程中經(jīng)常采用的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在工程如何進(jìn)行雙絞線的連接。規(guī)定了在工程如何進(jìn)行雙絞線的連接。19EIA/TIA-568B 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容線序表表 EIA/TIA-568BEIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)鉸接線的線序標(biāo)準(zhǔn)鉸接線的線序序號(hào)序號(hào)顏色色標(biāo)顏色色標(biāo)對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于RJ45RJ45序號(hào)序號(hào)1 1橙白橙白1 12

17、 2橙橙2 23 3綠白綠白3 34 4藍(lán)藍(lán)4 45 5藍(lán)白藍(lán)白5 56 6綠綠6 67 7棕白棕白7 78 8棕棕8 8EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)接線示意圖標(biāo)準(zhǔn)接線示意圖EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)RJ45接線示意圖接線示意圖20EIA/TIA-568B 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容接線方法Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)定義普通線的連接示意圖標(biāo)準(zhǔn)定義普通線的連接示意圖 Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)定義鉸接線的連接示意圖標(biāo)準(zhǔn)定義鉸接線的連接示意圖21同軸電纜o同軸電纜分為同軸電纜分為

18、50和和75兩種。兩種。1、同軸電纜比雙絞線屏蔽性好，因此可以以、同軸電纜比雙絞線屏蔽性好，因此可以以更高的速度傳輸?shù)酶h(yuǎn)；更高的速度傳輸?shù)酶h(yuǎn)；2、同軸電纜的連接采用、同軸電纜的連接采用T型頭和型頭和BNC頭；頭；3、50的同軸電纜采用基帶傳輸，的同軸電纜采用基帶傳輸，75采用采用寬帶傳輸。寬帶傳輸。o寬帶電纜系統(tǒng)分為雙電纜系統(tǒng)和單電纜系統(tǒng)。寬帶電纜系統(tǒng)分為雙電纜系統(tǒng)和單電纜系統(tǒng)。22光纜o光纜主要使用其中的光纖傳輸光信號(hào)，光纖通常由纖芯和包層構(gòu)成。光纜主要使用其中的光纖傳輸光信號(hào)，光纖通常由纖芯和包層構(gòu)成。1、非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，稱(chēng)為纖芯，然后和包層一起構(gòu)成雙層、非常透明的石英玻璃

19、拉成細(xì)絲，稱(chēng)為纖芯，然后和包層一起構(gòu)成雙層通信圓柱體。纖芯很細(xì)，其直徑只有通信圓柱體。纖芯很細(xì)，其直徑只有8至至100um。光波通過(guò)纖芯進(jìn)行傳。光波通過(guò)纖芯進(jìn)行傳導(dǎo)；導(dǎo)；2、光線在光纖中利用全反射進(jìn)行傳播，之所以產(chǎn)生全反射是因?yàn)楣庠诓弧⒐饩€在光纖中利用全反射進(jìn)行傳播，之所以產(chǎn)生全反射是因?yàn)楣庠诓煌芏鹊慕橘|(zhì)中的傳輸速度不一致，具體體現(xiàn)在折射率上；同密度的介質(zhì)中的傳輸速度不一致，具體體現(xiàn)在折射率上；3、由于包層和纖芯具有不同的折射率，當(dāng)光線從高折射率射向低折射率、由于包層和纖芯具有不同的折射率，當(dāng)光線從高折射率射向低折射率時(shí)，其折射角大于入射角，如果入射角足夠大，就會(huì)出現(xiàn)全反射。時(shí)，其折射角大于

20、入射角，如果入射角足夠大，就會(huì)出現(xiàn)全反射。23光纜構(gòu)成o光纜由光纖及其輔助材料組成。光纜由光纖及其輔助材料組成。外護(hù)套外護(hù)套遠(yuǎn)供電源線遠(yuǎn)供電源線光纖及其包層光纖及其包層填充物填充物加強(qiáng)芯加強(qiáng)芯外徑外徑內(nèi)徑內(nèi)徑光纖示意圖光纖示意圖4芯光纜構(gòu)成示意圖芯光纜構(gòu)成示意圖o光纜通信至少需要收發(fā)兩條光纖。光纜通信至少需要收發(fā)兩條光纖。o光纜可以有光纜可以有2芯、芯、4芯等。芯等。o光纜可以分為室外光纜和室內(nèi)光纜。光纜可以分為室外光纜和室內(nèi)光纜。24光纖中的光信號(hào)與光傳播系統(tǒng)o光的全反射，解決了光信號(hào)在介質(zhì)中傳播的問(wèn)題，為光信號(hào)在光纖中光的全反射，解決了光信號(hào)在介質(zhì)中傳播的問(wèn)題，為光信號(hào)在光纖中的傳輸?shù)於?/p>

21、基礎(chǔ)。的傳輸?shù)於嘶A(chǔ)。o光信號(hào)利用光傳播系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。光傳播系統(tǒng)包括光源、傳輸介質(zhì)和光信號(hào)利用光傳播系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。光傳播系統(tǒng)包括光源、傳輸介質(zhì)和檢測(cè)器；檢測(cè)器；o在光傳播系統(tǒng)中利用光脈沖表示數(shù)據(jù)，一個(gè)光脈沖表示在光傳播系統(tǒng)中利用光脈沖表示數(shù)據(jù)，一個(gè)光脈沖表示1，無(wú)光脈沖，無(wú)光脈沖表示表示0。 1、主要使用的波段為、主要使用的波段為0.85um、1.30um 和和1.55um， 0.85um衰減較大；衰減較大；2、每個(gè)波段具有、每個(gè)波段具有25000-30000GHz的帶寬。的帶寬。o光通訊系統(tǒng)的模型應(yīng)用示例如下：光通訊系統(tǒng)的模型應(yīng)用示例如下：光電光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器器光電光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器器電信號(hào)電信

22、號(hào)光信號(hào)光信號(hào)電信號(hào)電信號(hào)電介質(zhì)電介質(zhì)光介質(zhì)光介質(zhì)電介質(zhì)電介質(zhì)25多模光纖與單模光纖o根據(jù)傳播機(jī)制的不同，光纖分為單膜和多膜。根據(jù)傳播機(jī)制的不同，光纖分為單膜和多膜。 1、單膜傳輸距離遠(yuǎn)；、單膜傳輸距離遠(yuǎn)； 2、多膜傳輸距離近。、多膜傳輸距離近。26多模光纖o光纖的孔徑可以容納多條不同角度入射的光線在光纖中光纖的孔徑可以容納多條不同角度入射的光線在光纖中傳輸，這樣的光纖稱(chēng)為多模光纖。傳輸，這樣的光纖稱(chēng)為多模光纖。o光脈沖在多模光纖中傳輸會(huì)逐漸展寬，造成失真，因此光脈沖在多模光纖中傳輸會(huì)逐漸展寬，造成失真，因此只適合近距離傳輸。只適合近距離傳輸。輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖內(nèi)徑內(nèi)徑外徑外徑o

23、常用的多模光纖為常用的多模光纖為50/125um，62.5/125um。27單模光纖o光纖的孔徑只能容納一條光線（光纖的直徑只有一個(gè)光光纖的孔徑只能容納一條光線（光纖的直徑只有一個(gè)光的波長(zhǎng)）在光纖中傳輸，這樣的光纖稱(chēng)為單模光纖。的波長(zhǎng)）在光纖中傳輸，這樣的光纖稱(chēng)為單模光纖。o光脈沖在單模光纖中傳輸不會(huì)產(chǎn)生多次反射，不會(huì)造成光脈沖在單模光纖中傳輸不會(huì)產(chǎn)生多次反射，不會(huì)造成失真，因此適合長(zhǎng)距離傳輸。失真，因此適合長(zhǎng)距離傳輸。輸入脈沖輸入脈沖內(nèi)徑內(nèi)徑外徑外徑o常用的單模光纖為常用的單模光纖為10/125um，9/125um。輸出脈沖輸出脈沖28光纖的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)o光纖的主要優(yōu)點(diǎn)光纖的主要優(yōu)點(diǎn) 1、傳輸

24、頻帶非常寬，通信容量大；、傳輸頻帶非常寬，通信容量大； 2、傳輸損耗小，中繼距離長(zhǎng)；、傳輸損耗小，中繼距離長(zhǎng)； 3、抗雷電和電磁干擾性好；、抗雷電和電磁干擾性好； 4、無(wú)串音干擾，保密性好；、無(wú)串音干擾，保密性好； 5、體積小、重量輕，減小施工難度。、體積小、重量輕，減小施工難度。o光纖的缺點(diǎn)光纖的缺點(diǎn) 1、兩根光纖精確的連接比較困難；、兩根光纖精確的連接比較困難； 2、光的傳播是單向的；、光的傳播是單向的； 3、光纖的價(jià)格比較貴。、光纖的價(jià)格比較貴。292、非導(dǎo)向傳輸媒體o非導(dǎo)向傳輸媒體是指不使用物理導(dǎo)體來(lái)傳輸電非導(dǎo)向傳輸媒體是指不使用物理導(dǎo)體來(lái)傳輸電磁波，而是將信號(hào)通過(guò)空氣（也可以通過(guò)水）

25、磁波，而是將信號(hào)通過(guò)空氣（也可以通過(guò)水）廣播出去，從而使任何一個(gè)具有接收設(shè)備的客廣播出去，從而使任何一個(gè)具有接收設(shè)備的客戶都能接收它。無(wú)線通信采用的是非導(dǎo)向媒體。戶都能接收它。無(wú)線通信采用的是非導(dǎo)向媒體。o無(wú)線通訊可采用的頻段很廣。根據(jù)不同的頻段無(wú)線通訊可采用的頻段很廣。根據(jù)不同的頻段可用的無(wú)線傳輸應(yīng)用系統(tǒng)有：無(wú)線電通信系統(tǒng)、可用的無(wú)線傳輸應(yīng)用系統(tǒng)有：無(wú)線電通信系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)、紅外通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信微波通信系統(tǒng)、紅外通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。30無(wú)線通信概述o在不適合使用導(dǎo)向媒體的場(chǎng)合無(wú)線通信是唯一的選擇在不適合使用導(dǎo)向媒體的場(chǎng)合無(wú)線通信是唯一的選擇 1 1、高山、大河；、

26、高山、大河； 2 2、歷史保護(hù)；、歷史保護(hù)； 3 3、移動(dòng)通訊。、移動(dòng)通訊。o無(wú)線傳輸采用電磁波作為介質(zhì)無(wú)線傳輸采用電磁波作為介質(zhì) 1 1、利用頻率、波長(zhǎng)和光速三個(gè)參數(shù)描述電磁波。、利用頻率、波長(zhǎng)和光速三個(gè)參數(shù)描述電磁波。 （1 1）電磁波每秒震動(dòng)的次數(shù)為頻率（）電磁波每秒震動(dòng)的次數(shù)為頻率（f f）；）； （2 2）兩個(gè)相鄰的波峰間的距離為波長(zhǎng)（）兩個(gè)相鄰的波峰間的距離為波長(zhǎng)（）；）； （3 3）電磁波在真空中傳輸?shù)乃俣葹楣馑伲ǎ╇姶挪ㄔ谡婵罩袀鬏數(shù)乃俣葹楣馑伲╟ c）。）。 2 2、三者的關(guān)系是：、三者的關(guān)系是： f=c f=c。31無(wú)線通信的頻段劃分頻段劃分頻段劃分頻率范圍頻率范圍甚低頻(

27、VLF)3KHz-30KHz低頻(LF)30kHz中頻(MF)300kHz-3MHz高頻(HF)3MHz-30MHz甚高頻(VHF)30MHz-300MHz特高頻(UHF)30MHz-3GHz超高頻(SHF)3GHz-30GHz極高頻(EHF)30GHzo無(wú)線電磁波分為八個(gè)頻段，由政府統(tǒng)一管理。無(wú)線電磁波分為八個(gè)頻段，由政府統(tǒng)一管理。32無(wú)線通信的原理o無(wú)線電技術(shù)認(rèn)為地球外有對(duì)流層和電離層，無(wú)線通信利用它們進(jìn)行信號(hào)無(wú)線電技術(shù)認(rèn)為地球外有對(duì)流層和電離層，無(wú)線通信利用它們進(jìn)行信號(hào)傳輸。傳輸。 1、對(duì)流層是指地球大氣層距離地面、對(duì)流層是指地球大氣層距離地面30英里的大氣層；英里的大氣層； 2、電離層

28、是指在對(duì)流層之上而在太空以下的大氣層。、電離層是指在對(duì)流層之上而在太空以下的大氣層。o無(wú)線電波利用對(duì)流層和電離層，通過(guò)五種不同的傳播方式進(jìn)行傳輸無(wú)線電波利用對(duì)流層和電離層，通過(guò)五種不同的傳播方式進(jìn)行傳輸 1、球面?zhèn)鞑ィ涸诖髿獾淖畹蛯舆M(jìn)行，信號(hào)位于最低的頻段，信號(hào)沿地球、球面?zhèn)鞑ィ涸诖髿獾淖畹蛯舆M(jìn)行，信號(hào)位于最低的頻段，信號(hào)沿地球表面?zhèn)鞑?。傳輸?shù)木嚯x取決于信號(hào)的能量。表面?zhèn)鞑?。傳輸?shù)木嚯x取決于信號(hào)的能量。 2、對(duì)流層傳播：可以以直線形式傳播，也可向?qū)α鲗虞^高層次廣播，然、對(duì)流層傳播：可以以直線形式傳播，也可向?qū)α鲗虞^高層次廣播，然后反射回地面。后反射回地面。 3、電離層傳播：信號(hào)發(fā)送到電離層，然

29、后反射回地面，可以以較小的能、電離層傳播：信號(hào)發(fā)送到電離層，然后反射回地面，可以以較小的能量傳播更遠(yuǎn)的距離。量傳播更遠(yuǎn)的距離。 4、視線傳播：甚高頻信號(hào)直接從一根天線傳輸?shù)搅硪桓炀€，天線必須、視線傳播：甚高頻信號(hào)直接從一根天線傳輸?shù)搅硪桓炀€，天線必須是有方向的。是有方向的。 5、空間傳播：利用衛(wèi)星代替大氣折射。、空間傳播：利用衛(wèi)星代替大氣折射。33常用的無(wú)線通訊技術(shù)o無(wú)線電傳輸技術(shù)無(wú)線電傳輸技術(shù)o微波通訊技術(shù)微波通訊技術(shù)o紅外通信技術(shù)紅外通信技術(shù)34無(wú)線電傳輸技術(shù)o無(wú)線電傳輸采用無(wú)線電傳輸采用104-108Hz的頻率范圍，主要在低頻、的頻率范圍，主要在低頻、中頻、高頻和甚高頻頻段。中頻、高頻和甚高頻頻段。1、無(wú)線電波容易產(chǎn)生，且傳輸距離很遠(yuǎn)；、無(wú)線電波容易產(chǎn)生，且傳輸距離很遠(yuǎn)；2、無(wú)線電波是全向的；、無(wú)線電波是全向的；3、在低頻頻段，無(wú)線電波很容易穿透建筑物，而在高、在低頻頻段，無(wú)線電波很容易穿透建筑物，而在高頻部分，無(wú)線電波傾向于直線傳播，不容易穿透建筑物；頻部分，無(wú)線電波傾向于直線傳播，不容易穿透建筑物；4、無(wú)線電波容易受到雨水、雪以