計算機(jī)通信網(wǎng)-第2章物理層

1、第第2章章 物理層物理層2.1 物理層概述物理層概述2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.4 典型的物理接口及協(xié)議典型的物理接口及協(xié)議2.5 通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)2.1 物理層概述物理層概述信道編信道編/解碼解碼介質(zhì)驅(qū)動介質(zhì)驅(qū)動物理接口物理接口信道編信道編/解碼解碼介質(zhì)驅(qū)動介質(zhì)驅(qū)動SAPSAP傳輸載體傳輸載體001110001110向上提供向上提供無結(jié)構(gòu)的比特流無結(jié)構(gòu)的比特流n 接口形狀接口形狀/尺寸尺寸/引腳等引腳等n 0 1信號的表示信號的表示n 各引腳的功能各引腳的功能n 各引腳工作規(guī)則和順序各引腳工作規(guī)則和順序傳傳輸輸介介質(zhì)質(zhì)通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)信道還涉及信道還涉及雙雙工

2、工、半半雙雙工工傳傳輸輸速速率率模模擬、擬、數(shù)數(shù)字字傳傳輸輸同同步步異異步步傳傳輸輸2.1 物理層概述物理層概述n服務(wù)服務(wù)n向上層提供無結(jié)構(gòu)的比特流（向上層提供無結(jié)構(gòu)的比特流（bits）n功能功能n激活介質(zhì)、并在物理連接上傳輸激活介質(zhì)、并在物理連接上傳輸bitsn協(xié)議確定協(xié)議確定bits的傳輸碼型、傳輸速率、傳輸方式、與物理的傳輸碼型、傳輸速率、傳輸方式、與物理介質(zhì)間的接口介質(zhì)間的接口n與傳輸載體緊密相關(guān)與傳輸載體緊密相關(guān)n 介質(zhì)、通信系統(tǒng)介質(zhì)、通信系統(tǒng)2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)n基本概念基本概念n碼元速率與傳輸速率碼元速率與傳輸速率n最大傳輸速率最大傳輸速率n時延時延n誤碼率誤碼率n通

3、信方式通信方式n同步、異步傳輸同步、異步傳輸n信號的幅頻特性信號的幅頻特性n任何持續(xù)時間有限或周期性信號任何持續(xù)時間有限或周期性信號s(t) 都可分解成都可分解成(無限個無限個)正弦正弦/余余弦函數(shù)信號弦函數(shù)信號: 信號頻譜信號頻譜S(f) (教材教材p7374)ns(t) S(f) t: 時間；時間；f:頻率頻率n信道的幅頻特性信道的幅頻特性n任何信道，對不同頻率的信號有不同的衰減任何信道，對不同頻率的信號有不同的衰減n經(jīng)信道傳輸后的信號經(jīng)信道傳輸后的信號n信號經(jīng)過信道傳輸后信號經(jīng)過信道傳輸后 So(f) = Si(f) H(f)n信號頻譜在信道頻譜范圍內(nèi)，才能通過信道，頻譜外的信號被衰減信

4、號頻譜在信道頻譜范圍內(nèi)，才能通過信道，頻譜外的信號被衰減Basic Theoryts(t)f離散頻譜離散頻譜ts(t)S(f)S(f)連續(xù)頻譜連續(xù)頻譜ff(Hz)H(f)03400Hzf0f(Hz)低通信道低通信道帶通信道帶通信道信信道SiSoBasic Theoryn數(shù)字信號數(shù)字信號nBit序列序列 0,1, 電壓波形序列電壓波形序列V0,V1n每個每個bit波形均持續(xù)時間波形均持續(xù)時間Tnbit速率速率 r=1/Tn數(shù)字信號傳輸數(shù)字信號傳輸n基帶傳輸基帶傳輸n直接傳輸或經(jīng)編碼變換后傳輸直接傳輸或經(jīng)編碼變換后傳輸n頻帶傳輸頻帶傳輸nBit信號經(jīng)調(diào)制成特定頻率信號傳輸信號經(jīng)調(diào)制成特定頻率信號傳

5、輸n使信號波形進(jìn)入信道的頻帶范圍使信號波形進(jìn)入信道的頻帶范圍ts(t)V0V1T00 00 0111編碼編碼0: V01: V10101V0V1T調(diào)制調(diào)制0: s0(f)1: s1(f)0101s1s1s0s0T( )cos(2), :s tAftA f都可作為可變參量Basic Theoryn數(shù)字信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)基帶傳輸數(shù)字信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)基帶傳輸n應(yīng)用環(huán)境應(yīng)用環(huán)境n距離較短，介質(zhì)質(zhì)量較高以太網(wǎng)距離較短，介質(zhì)質(zhì)量較高以太網(wǎng)n光纖光纖n關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)n編碼與解碼編碼與解碼n信號的變化頻率和數(shù)據(jù)的傳輸速率基本相當(dāng)信號的變化頻率和數(shù)據(jù)的傳輸速率基本相當(dāng)n盡量在有限的信號變化次數(shù)里編入（承載）更多

6、的數(shù)據(jù)盡量在有限的信號變化次數(shù)里編入（承載）更多的數(shù)據(jù)n曼徹斯特編碼、曼徹斯特編碼、4B/5B、8B/6T典型的線路碼型示例典型的線路碼型示例n曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼n每位中點(diǎn)時刻每位中點(diǎn)時刻 表示表示0，表示表示1Basic Theoryn模擬信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶傳輸（載波方模擬信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻帶傳輸（載波方式）式）n應(yīng)用環(huán)境應(yīng)用環(huán)境n電信號、較長距離、介質(zhì)質(zhì)量不好電信號、較長距離、介質(zhì)質(zhì)量不好ADSLn與原有模擬傳輸系統(tǒng)兼容與原有模擬傳輸系統(tǒng)兼容Cable Modemn無線通信無線通信n關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)n調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào)n在頻率較高的信號上調(diào)制傳輸速率較低的數(shù)據(jù)在頻率較高的信號上調(diào)

7、制傳輸速率較低的數(shù)據(jù)n盡量在有限帶寬的信號里調(diào)制上（承載）更多的數(shù)據(jù)盡量在有限帶寬的信號里調(diào)制上（承載）更多的數(shù)據(jù)n幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)(教材圖2.21)Basic Theoryn數(shù)字信號傳輸數(shù)字信號傳輸n通用模型：用通用模型：用M級信號來代表級信號來代表bit信號信號n信號信號 s0,s1,sM 1 (M=2,4,)n1/T=信號變化速率，單位時間傳送的符號數(shù)（碼元數(shù)），信號變化速率，單位時間傳送的符號數(shù)（碼元數(shù)），稱為稱為波特率波特率(baud)，或，或碼元速率碼元速率 (教材教材p105)n每個波特可以傳輸每個波特可以傳輸1，2，3，個

8、個bitnBit速率速率 r = log2M * 波特率波特率 n例例 QPSK （M=4）編碼調(diào)制編碼調(diào)制000s0001s1111s70101Tsi sj sk0123cos(2/4)cos(23 /4)cos(25 /4)cos(27/4)sAftsAftsAftsAftM=8每三個每三個bit用一個信號代表用一個信號代表比特速率增到比特速率增到3倍倍數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率nData Rate (bit rate)nChannel Data Rate (信道數(shù)據(jù)傳輸率信道數(shù)據(jù)傳輸率)nEffective Data Rate (有效數(shù)據(jù)傳輸率）有效數(shù)據(jù)傳輸率）n1Kbps 103bps，1M

9、bps=106bps, 1Gbps=109bpsnbps (bits per second)n注意注意：傳輸速率與計算機(jī)內(nèi)存容量表示的細(xì)微差別：傳輸速率與計算機(jī)內(nèi)存容量表示的細(xì)微差別n教材教材p65p66n容量：容量：1KB =210B, 1MB=220B, 1GB=230B (B=Byte)Channel Data Rate R=1/TbtimeN bits total TbtimeTime used (T)Effective Data RateReff=N/T最大數(shù)據(jù)傳輸速率最大數(shù)據(jù)傳輸速率n最大數(shù)據(jù)傳輸速率：信道容量最大數(shù)據(jù)傳輸速率：信道容量(教材教材P7576)n無噪聲有限帶寬信道的最

10、大傳輸速率無噪聲有限帶寬信道的最大傳輸速率n由由H.Nyquiest 定理定理 確定確定n有噪聲有限帶寬信道的最大傳輸速率有噪聲有限帶寬信道的最大傳輸速率n由由Shannon定理確定定理確定 無噪帶限信道的最大傳輸速率無噪帶限信道的最大傳輸速率n根據(jù)根據(jù)H.Nyquiest 定理知：定理知：n無噪帶限信道的最大傳輸速率無噪帶限信道的最大傳輸速率U0max U0max=2Hlog2M 式中：式中：H：信道帶寬，：信道帶寬，M：信號數(shù)值級數(shù)：信號數(shù)值級數(shù)例：信道帶寬例：信道帶寬H為為3KHz，M=2（二進(jìn)制，（二進(jìn)制，2級）級） 則則 U0max=23000log22=6000bit/s可見：在無

11、噪帶限信道上，提高編碼效率（一個碼元攜帶更多可見：在無噪帶限信道上，提高編碼效率（一個碼元攜帶更多的的bit），可以提高傳輸速率），可以提高傳輸速率有噪帶限信道的最大傳輸速率有噪帶限信道的最大傳輸速率n根據(jù)根據(jù)Shannon定理知：定理知：n有噪帶限信道的最大傳輸速率有噪帶限信道的最大傳輸速率U0max U0max=H log2（1+S/N）式中：式中：H 信道帶寬，信道帶寬， S 信號平均功率、信號平均功率、 N 噪聲平均功率噪聲平均功率 S/ N 信噪比信噪比 ：通常用分貝（：通常用分貝（dB）表示）表示 （ 如：如：S/N=100，表示為，表示為10lg100=20dB）例：電話信道的帶

12、寬為例：電話信道的帶寬為3003400Hz，S/N=30dB（即（即S/N=1000） 則則 U0max=H log2（1+S/N） =(3400-300) log2（1+1000） = 31kbps 可見：在有噪帶限信道上，所能達(dá)到的最大速率可見：在有噪帶限信道上，所能達(dá)到的最大速率與一個與一個 碼元攜帶多少數(shù)據(jù)位數(shù)無關(guān)，即與編碼效率無關(guān)碼元攜帶多少數(shù)據(jù)位數(shù)無關(guān)，即與編碼效率無關(guān)只與帶寬和信噪比有關(guān)只與帶寬和信噪比有關(guān)最大傳輸速率最大傳輸速率討論討論 n前例中的電話信道前例中的電話信道n仙農(nóng)公式給出的最大數(shù)據(jù)速率為仙農(nóng)公式給出的最大數(shù)據(jù)速率為31 kbpsn若采用兩電平信號來傳輸，則最大傳輸

13、速率為若采用兩電平信號來傳輸，則最大傳輸速率為n2x(3400-300)xlog22 = 6200 bps = 6.2 kbpsn要達(dá)到要達(dá)到31 kbps(5倍倍)，則需要的信號數(shù)目，則需要的信號數(shù)目(電平數(shù)電平數(shù))為為nM = 25=325V電平數(shù)越多，接收方分辨要求越高，代價越高電平數(shù)越多，接收方分辨要求越高，代價越高電話電話Modem的調(diào)制技術(shù)的調(diào)制技術(shù)多音調(diào)制多音調(diào)制多個頻率的正弦信號多個頻率的正弦信號每個正弦信號用相位調(diào)制每個正弦信號用相位調(diào)制如：如：8個正弦信號，每個用四相調(diào)制，個正弦信號，每個用四相調(diào)制，共共32個新號個新號Transmission ParametersnTra

14、nsmission Time （傳輸時間、發(fā)送時間）（傳輸時間、發(fā)送時間）Ttn指發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)時，使數(shù)據(jù)進(jìn)入到傳輸介質(zhì)所需時間指發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)時，使數(shù)據(jù)進(jìn)入到傳輸介質(zhì)所需時間n即從第一個即從第一個bitbit發(fā)送始到最后一個發(fā)送始到最后一個bitbit發(fā)送畢所需時間發(fā)送畢所需時間n在速率為在速率為R(=1/Tb)的信道上，發(fā)送的信道上，發(fā)送N bit所需的時間所需的時間n發(fā)送發(fā)送1 bit需占用需占用Tb，發(fā)送，發(fā)送Nbit共需共需 Tt= N*Tb=N/Rn發(fā)送時間與發(fā)送時間與N成正比，與成正比，與R成反比成反比10M b/s的以太網(wǎng)、的以太網(wǎng)、100k b/s的信道上，將的信道上，將

15、10000bit的數(shù)據(jù)送上信道，分別需要的數(shù)據(jù)送上信道，分別需要10000/10*106 = 10-3 (s) = 1 (ms)10000/100*103 = 0.1(s) = 100 (ms)10M b/s信道信道time100 k b/s信道信道1ms100msTransmission ParametersnPropagation delay (傳播延遲傳播延遲)n信號在信道上傳播的時間信號在信道上傳播的時間n設(shè)信道長度為設(shè)信道長度為D米，信號傳播的速度為米，信號傳播的速度為V，信號傳播時間，信號傳播時間nTd = D/Vn信號信號(電磁波電磁波)傳播速度：光速傳播速度：光速 c=3*10

16、8 米米/秒秒n注：銅線、銅軸電纜中，注：銅線、銅軸電纜中，V略小于光速略小于光速 (0.70.9)例：例：大樓間敷設(shè)的電纜為大樓間敷設(shè)的電纜為300米，傳輸延遲為米，傳輸延遲為T1d=300/3*108=10-6s1us跨洋海底電纜跨洋海底電纜3000公里，傳輸延遲為公里，傳輸延遲為T2d=3000*103/3*108=10-2s=10ms討論：討論：Tt和和Td的關(guān)系的關(guān)系n傳輸時間傳輸時間Tt指發(fā)送方發(fā)出指發(fā)送方發(fā)出Nbit所需時間，僅與信道速所需時間，僅與信道速率相關(guān)，與信道長度無關(guān)率相關(guān)，與信道長度無關(guān)n傳播時間傳播時間Td指信號從發(fā)送方傳播到接收方所需的時指信號從發(fā)送方傳播到接收方

17、所需的時間，僅與信道長度相關(guān)，與信道速率、間，僅與信道長度相關(guān)，與信道速率、bit數(shù)無關(guān)數(shù)無關(guān)n圖形表示法圖形表示法傳播時間傳播時間Td發(fā)送方發(fā)送方接收方接收方信道長度信道長度D發(fā)送時間發(fā)送時間Tt討論：討論：Tt和和Td對網(wǎng)絡(luò)通信的影響對網(wǎng)絡(luò)通信的影響n發(fā)送發(fā)送N個個bit時，信道速率越高，時，信道速率越高，Tt越小，但越小，但Td不受影響?？赡艹霈F(xiàn)的結(jié)果是發(fā)送方已完成發(fā)不受影響?？赡艹霈F(xiàn)的結(jié)果是發(fā)送方已完成發(fā)送，對方卻還沒有開始接收送，對方卻還沒有開始接收信道速率信道速率R，Nbit發(fā)送方還沒有發(fā)完，對方已開始接收了發(fā)送方還沒有發(fā)完，對方已開始接收了等待等待2Td后收到應(yīng)答后收到應(yīng)答(短報

18、文短報文)信道速率信道速率10R，Nbit發(fā)送方完成發(fā)送后，對方還沒有開發(fā)送方完成發(fā)送后，對方還沒有開始接收。始接收。2Td的等待應(yīng)答顯得太漫長的等待應(yīng)答顯得太漫長(相比于相比于Tt而言而言),影響通信能力。影響通信能力。發(fā)送方是否會等不及？發(fā)送方是否會等不及？與發(fā)送速率與發(fā)送速率R不變，信道長度增加不變，信道長度增加10倍等效倍等效Transmission Parametersn處理時延處理時延n指節(jié)點(diǎn)為存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而進(jìn)行的必要處理所花指節(jié)點(diǎn)為存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而進(jìn)行的必要處理所花時間時間n通常主要指數(shù)據(jù)在緩存隊列中等待發(fā)送的時間通常主要指數(shù)據(jù)在緩存隊列中等待發(fā)送的時間n時延的長短取決于當(dāng)時節(jié)點(diǎn)的

19、通信量時延的長短取決于當(dāng)時節(jié)點(diǎn)的通信量n如果數(shù)據(jù)丟失相當(dāng)于處理時延為無窮大如果數(shù)據(jù)丟失相當(dāng)于處理時延為無窮大Transmission Parameters 三種時延的分析三種時延的分析n為了簡化分析，通常只考慮占主導(dǎo)地位的時延為了簡化分析，通常只考慮占主導(dǎo)地位的時延n具體場合，占主導(dǎo)的時延并不相同具體場合，占主導(dǎo)的時延并不相同n特別注意：特別注意：端到端的延時包括所有節(jié)點(diǎn)之間的總延時端到端的延時包括所有節(jié)點(diǎn)之間的總延時 100101隊列隊列鏈路鏈路在此產(chǎn)生傳播時延在此產(chǎn)生傳播時延在此產(chǎn)生發(fā)送時延在此產(chǎn)生發(fā)送時延發(fā)送器發(fā)送器在此產(chǎn)生處理時延在此產(chǎn)生處理時延節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)A節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)BTransmissi

20、on ParametersnBit Error Rate （BER）n由于干擾由于干擾(人為電磁、背景噪聲、宇宙噪聲等人為電磁、背景噪聲、宇宙噪聲等)，造成，造成01或或10的錯誤的錯誤nBER錯誤的錯誤的bit數(shù)數(shù)/總總bit數(shù)數(shù)(或或bit出錯的概率出錯的概率)n無線信道：無線信道：10-110-3, 2.4GHz頻段：頻段：5*10-5n電話信道：電話信道：10-510-6,以太網(wǎng)以太網(wǎng)(UTP5)：10-7n光纖：光纖：10-810-10010001110111010101010110100011011111010101111010101101010101000010101010100

21、0111011101010101011010001101111101010111101010110101010100001010101隨機(jī)誤碼：均勻隨機(jī)分布在整個隨機(jī)誤碼：均勻隨機(jī)分布在整個bit流中流中 (背景干擾、宇宙噪聲等背景干擾、宇宙噪聲等)突發(fā)誤碼：突然出現(xiàn)的一串高誤碼，有一定的長度突發(fā)誤碼：突然出現(xiàn)的一串高誤碼，有一定的長度(突發(fā)長度突發(fā)長度)突發(fā)長度突發(fā)長度b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b0b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0b0 b1b2 b3 b4 b5 b6 b7并行傳輸

22、并行傳輸多條信道，多位同時傳輸多條信道，多位同時傳輸串行傳輸串行傳輸:單條信道，逐位傳輸單條信道，逐位傳輸在通信線路數(shù)量上有很大的差異在通信線路數(shù)量上有很大的差異適用于短距離傳輸適用于短距離傳輸可應(yīng)用于長距離傳輸可應(yīng)用于長距離傳輸通信方式通信方式通信方式通信方式n單工單工n數(shù)據(jù)流始終在一個方向傳輸數(shù)據(jù)流始終在一個方向傳輸n通信雙方，一方始終是發(fā)送端，另一端始終是接收端通信雙方，一方始終是發(fā)送端，另一端始終是接收端n如：傳呼、無線電廣播、電視信號如：傳呼、無線電廣播、電視信號n半雙工通信半雙工通信n數(shù)據(jù)流可以在兩個方向上傳輸，但同一時刻只能在一數(shù)據(jù)流可以在兩個方向上傳輸，但同一時刻只能在一個方向

23、上傳輸個方向上傳輸n通信的雙方，應(yīng)具有發(fā)送和接收的功能，但任何一方通信的雙方，應(yīng)具有發(fā)送和接收的功能，但任何一方不能同時發(fā)送和接收，在時間上必須錯開不能同時發(fā)送和接收，在時間上必須錯開n如：對講機(jī)如：對講機(jī)n全雙工通信全雙工通信n數(shù)據(jù)流可以同時在兩個方向上傳輸數(shù)據(jù)流可以同時在兩個方向上傳輸n如：電話通信如：電話通信全雙工、半雙工、單工全雙工、半雙工、單工TxDRxDTxDFull duplex(Two way simultaneous)網(wǎng)絡(luò)通信等網(wǎng)絡(luò)通信等 TxDRxDTxDHalf duplex(Two way alternate)IEEE802.11、其它某些信道、其它某些信道RxDRxD

24、TxDRxDSimplex (One way always)廣播、電視等廣播、電視等雙向同時雙向同時雙向交替雙向交替單向單向n同步涉及：同步涉及：n位同步：每一位同步，使接位同步：每一位同步，使接收方知道每一位數(shù)據(jù)的起始收方知道每一位數(shù)據(jù)的起始和結(jié)束和結(jié)束n物理層同步物理層同步n群同步：每一段數(shù)據(jù)同步，群同步：每一段數(shù)據(jù)同步，使接收方知道每一段數(shù)據(jù)的使接收方知道每一段數(shù)據(jù)的起始和結(jié)束起始和結(jié)束n鏈路層同步鏈路層同步Transmission Schemen同步傳輸同步傳輸(Synchronous Transmission): nBit數(shù)據(jù)以均勻時間間隔數(shù)據(jù)以均勻時間間隔T傳輸，傳輸，持續(xù)不斷持續(xù)

25、不斷n特點(diǎn)特點(diǎn)n可實(shí)現(xiàn)非常高的傳輸速率可實(shí)現(xiàn)非常高的傳輸速率(幾百兆幾百兆幾十千兆幾十千兆)n穩(wěn)定的傳輸速率穩(wěn)定的傳輸速率n需要保持雙方收發(fā)同步需要保持雙方收發(fā)同步n應(yīng)用場合應(yīng)用場合n與傳輸系統(tǒng)的連接與傳輸系統(tǒng)的連接nPSTN中的數(shù)字信道、中的數(shù)字信道、SDHTx Data signalTx clock signalRx Data signalRx clock signalSpare bitsBit streamn位同步位同步n時鐘信號時鐘信號n外同步：發(fā)送方傳送過來外同步：發(fā)送方傳送過來n額外的時鐘線額外的時鐘線n自同步：接收方從數(shù)據(jù)信號里提取自同步：接收方從數(shù)據(jù)信號里提取同步傳輸同步傳輸同

26、步傳輸同步傳輸n自同步：時鐘嵌入數(shù)據(jù)中自同步：時鐘嵌入數(shù)據(jù)中時鐘時鐘提取提取Data(i)Clock(i)Data(i)+Clock(i)Data(i)Data(i)+Clock(i)Manchester codingTransmission Schemen異步傳輸異步傳輸 (Asynchronous Transmission)n字節(jié)為單位傳輸，字節(jié)間隔長度可變字節(jié)為單位傳輸，字節(jié)間隔長度可變n特點(diǎn)特點(diǎn)n不需要專門的時鐘線路不需要專門的時鐘線路 (所以稱為所以稱為“異步異步”)n傳輸速率不可能很高傳輸速率不可能很高 (最高約最高約200k b/s)n由起始由起始/停止位識別一個字符停止位識別一

27、個字符n應(yīng)用場合應(yīng)用場合n計算機(jī)間的直接連接計算機(jī)間的直接連接n低速、短距離傳輸?shù)退?、短距離傳輸(幾百米幾百米幾公里幾公里)n鍵盤、鼠標(biāo)的傳輸方式鍵盤、鼠標(biāo)的傳輸方式ByteByteBytestartstop又稱為又稱為起起- -止式傳輸止式傳輸RT異步傳輸異步傳輸n接收端和發(fā)送端有相同速率的時鐘，但沒有同步接收端和發(fā)送端有相同速率的時鐘，但沒有同步n接收方在每個接收方在每個Start處調(diào)整脈沖位置，保證后續(xù)至少處調(diào)整脈沖位置，保證后續(xù)至少8bit的同步的同步n對時鐘精度要求低對時鐘精度要求低0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 1 1 1 1Clock1Clock2DataData調(diào)

28、整調(diào)整調(diào)整調(diào)整發(fā)發(fā)收收失步失步調(diào)整調(diào)整StartStopStartStop異步傳輸與同步傳輸異步傳輸與同步傳輸n異步傳輸異步傳輸n一次只傳輸一個字符（一次只傳輸一個字符（8位）位）n速率低，用于信道質(zhì)量較差的環(huán)境速率低，用于信道質(zhì)量較差的環(huán)境噪音噪音n 同步傳輸同步傳輸n 一次傳輸一個數(shù)據(jù)段或塊（連續(xù)的一串字符）一次傳輸一個數(shù)據(jù)段或塊（連續(xù)的一串字符）n 用于信道質(zhì)量好，高速數(shù)據(jù)傳輸用于信道質(zhì)量好，高速數(shù)據(jù)傳輸Transmission Schemen塊傳輸塊傳輸 (Block Transmission)n以數(shù)據(jù)塊為單位傳輸，塊的長度可變，塊間可以數(shù)據(jù)塊為單位傳輸，塊的長度可變，塊間可變長度間隔

29、變長度間隔n特點(diǎn)特點(diǎn)n增強(qiáng)型的增強(qiáng)型的“異步傳輸方式異步傳輸方式”n傳輸速率高傳輸速率高(可達(dá)上千兆可達(dá)上千兆)n應(yīng)用場合應(yīng)用場合n計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的直接電纜連接計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的直接電纜連接n典型如：以太網(wǎng)信道典型如：以太網(wǎng)信道RTBlockBlock2.3 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)n傳輸介質(zhì)對網(wǎng)絡(luò)的影響傳輸介質(zhì)對網(wǎng)絡(luò)的影響n介質(zhì)類型介質(zhì)類型（教材（教材2.22.22.42.4，了解），了解）n磁介質(zhì)磁介質(zhì)( (及其它存儲介質(zhì)）及其它存儲介質(zhì)）n有線介質(zhì)有線介質(zhì)n雙絞線、同軸電纜、光纖雙絞線、同軸電纜、光纖n無線傳輸無線傳輸n無線電、微波、紅外線、毫米波、光波無線電、微波、紅外線、毫米波、光波n衛(wèi)星衛(wèi)星傳輸

30、介質(zhì)對網(wǎng)絡(luò)的影響傳輸介質(zhì)對網(wǎng)絡(luò)的影響n不同介質(zhì)的帶寬、延遲、費(fèi)用和安裝維護(hù)不同介質(zhì)的帶寬、延遲、費(fèi)用和安裝維護(hù)上都不同上都不同n介質(zhì)的特性決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芎唾|(zhì)量介質(zhì)的特性決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芎唾|(zhì)量n介質(zhì)的帶寬決定著數(shù)據(jù)的傳輸速率介質(zhì)的帶寬決定著數(shù)據(jù)的傳輸速率n介質(zhì)對信號的衰減決定著數(shù)據(jù)的傳輸距離介質(zhì)對信號的衰減決定著數(shù)據(jù)的傳輸距離n介質(zhì)的抗干擾性能影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率介質(zhì)的抗干擾性能影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率Transmission Median存儲介質(zhì)存儲介質(zhì) n磁帶、磁帶、Flash、DVD、Blue-ray等等n雙絞線雙絞線 (Twisted Pair)n抗電磁干擾能力好抗電磁干擾能力好n

31、常見于電話線常見于電話線n100 kb/s 幾公里幾公里n以太網(wǎng)應(yīng)用：基帶傳輸、質(zhì)量要求高、非屏蔽雙絞以太網(wǎng)應(yīng)用：基帶傳輸、質(zhì)量要求高、非屏蔽雙絞線線n3類雙絞線：類雙絞線：UTP3，10M以太網(wǎng)以太網(wǎng)n5類雙絞線：類雙絞線：UTP5，100M以太網(wǎng)以太網(wǎng)n以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用距離不大于以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用距離不大于100米，以保證傳輸質(zhì)量米，以保證傳輸質(zhì)量V+V-s(t)s(t)雙絞線及其插座雙絞線及其插座 雙絞線實(shí)物圖雙絞線實(shí)物圖n雙絞線雙絞線 雙絞線在以太網(wǎng)應(yīng)用雙絞線在以太網(wǎng)應(yīng)用n一對線用于發(fā)送，另一對用于接收一對線用于發(fā)送，另一對用于接收 1、2發(fā)送，發(fā)送，3、6接收接收n傳輸方式傳輸方式

32、nBlock TransmissionnCoding：Manchester，4B/5BRJ451818RJ45100Base-T雙絞線雙絞線同軸電纜同軸電纜n與雙絞線同屬于銅纜介質(zhì)與雙絞線同屬于銅纜介質(zhì)n同軸電纜：非平衡型屏蔽電纜同軸電纜：非平衡型屏蔽電纜n高帶寬和良好的噪聲抑制特性高帶寬和良好的噪聲抑制特性n基帶同軸電纜基帶同軸電纜n粗纜和細(xì)纜，特征阻抗粗纜和細(xì)纜，特征阻抗50歐姆歐姆n用于數(shù)字傳輸用于數(shù)字傳輸n線纜太硬，布線、搭接困難線纜太硬，布線、搭接困難n早期局域網(wǎng)曾經(jīng)使用，現(xiàn)在已基本不用早期局域網(wǎng)曾經(jīng)使用，現(xiàn)在已基本不用n寬帶同軸電纜寬帶同軸電纜n特征阻抗特征阻抗75歐姆歐姆n用于模

33、擬傳輸和有線電視信號傳輸用于模擬傳輸和有線電視信號傳輸10Base510Base2BNC Connector光纖光纖n光纖優(yōu)越性光纖優(yōu)越性n低衰減：適合長距離傳輸信號低衰減：適合長距離傳輸信號n高帶寬：超大容量信息傳輸高帶寬：超大容量信息傳輸n光波傳輸：單向、不受電磁波干擾光波傳輸：單向、不受電磁波干擾n不易竊聽：保密性好不易竊聽：保密性好n體積小，輕：適合長距離應(yīng)用體積小，輕：適合長距離應(yīng)用n抗壓碎、抗拉抗壓碎、抗拉n彎曲半徑較大彎曲半徑較大n光纖的類型光纖的類型n按材料不同分為按材料不同分為n石英光纖石英光纖n塑料光纖塑料光纖n按光波傳輸路徑分為按光波傳輸路徑分為n多模光纖多模光纖MMF（

34、距離近（距離近,速率較低）速率較低）nUp to 100 Mbps，2 kmn單模光纖單模光纖SMF（距離遠(yuǎn)（距離遠(yuǎn),速率高）速率高）nUp to 50Gbps，100 kmn波長窗口波長窗口n850nm/1310nm/1550nmn幾公里幾公里(850)，上百公里，上百公里(1310,1550)光纖光纖multiple light pathsSourceDetectorMMFsingle light pathSMF光纖光纖n光纖光纖n光纖徹底改寫了長距離高速率傳輸?shù)臍v史光纖徹底改寫了長距離高速率傳輸?shù)臍v史n過去：長距離傳輸是低速、高誤碼率的代名詞過去：長距離傳輸是低速、高誤碼率的代名詞n現(xiàn)在

35、：長距離傳輸?shù)乃俾?、質(zhì)量均超過短距離銅線現(xiàn)在：長距離傳輸?shù)乃俾?、質(zhì)量均超過短距離銅線n長距離長距離大傳播延遲特性不會改變大傳播延遲特性不會改變Fiber OpticalnConnectionnData TransmissionnSynchronous (同步傳輸同步傳輸)nFull duplex (2 fiber)V.35光纖傳輸系統(tǒng)光纖傳輸系統(tǒng)SDH/SONETV.35n無線傳輸優(yōu)勢無線傳輸優(yōu)勢n無需連線：移動性、靈活性無需連線：移動性、靈活性n需要考慮需要考慮n頻段頻段n方向性方向性n衰落衰落n干擾干擾n覆蓋覆蓋n安全安全n不同的頻段適應(yīng)不同的應(yīng)用不同的頻段適應(yīng)不同的應(yīng)用n頻段與應(yīng)用見頻段

36、與應(yīng)用見p85 圖圖2.11 （第（第4版）版）無線傳輸（自由空間傳播）無線傳輸（自由空間傳播）無線傳輸無線傳輸n無線傳輸無線傳輸 (wireless)n電磁波譜電磁波譜LF(長波長波)，MF(中波中波)，HF(短波短波)，VHF/UHF(超超短波短波)，SHF/EHF(微波微波)，THF，紅外、激光，紅外、激光n頻帶寬度：一般可用中心頻率正負(fù)頻帶寬度：一般可用中心頻率正負(fù)10%簡單計算簡單計算nLF：105*20% = 2*104 =20 kHzn傳播：傳播：nLF：繞射能力極強(qiáng)，傳播距離遠(yuǎn)，帶寬太窄：繞射能力極強(qiáng)，傳播距離遠(yuǎn)，帶寬太窄nHF：可通過電離層反射達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪康模嚎赏ㄟ^電離

37、層反射達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪康膎VHF以上：視距以上：視距(直線直線)傳播傳播nSHF以上：可用天線很好聚焦以上：可用天線很好聚焦,減輕衰減減輕衰減(信噪比高信噪比高)n紅外：短距離通信紅外：短距離通信n激光：有無線光纖稱呼，但易受太陽光影響激光：有無線光纖稱呼，但易受太陽光影響Transmission Median衛(wèi)星衛(wèi)星n類型類型nLEO：低軌衛(wèi)星：低軌衛(wèi)星 幾百公里幾百公里nMEO：中軌衛(wèi)星：中軌衛(wèi)星 15000公里公里nGEO：地球同步衛(wèi)星：地球同步衛(wèi)星 35000公里公里n提供的信道帶寬提供的信道帶寬n幾十到幾千兆幾十到幾千兆Hzn往返傳播延遲往返傳播延遲n自行估計：自行估計：LEO、M

38、EO、GEO各在什么范圍各在什么范圍2.4 典型物理接口及協(xié)議典型物理接口及協(xié)議n物理接口四大特性物理接口四大特性n機(jī)械特性機(jī)械特性n接口部件的尺寸、規(guī)格、插針數(shù)和插針分布等接口部件的尺寸、規(guī)格、插針數(shù)和插針分布等n電氣特性電氣特性n接口部件的信號電平、阻抗、傳輸速率、編碼方式接口部件的信號電平、阻抗、傳輸速率、編碼方式等等n功能特性功能特性n接口部件的信號線的劃分、意義及用途（數(shù)據(jù)線、接口部件的信號線的劃分、意義及用途（數(shù)據(jù)線、控制線、定時線）控制線、定時線）n規(guī)程特性規(guī)程特性n接口部件的各信號線的工作規(guī)則和先后順序。接口部件的各信號線的工作規(guī)則和先后順序。2.4 典型物理接口及協(xié)議典型物理

39、接口及協(xié)議n典型的物理接口示例典型的物理接口示例RS232nEIA RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)由美國電子工業(yè)協(xié)會（標(biāo)準(zhǔn)由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）提出提出n RS（Recommengded Standard）表示推薦標(biāo)準(zhǔn)）表示推薦標(biāo)準(zhǔn)n 232是標(biāo)準(zhǔn)的編號，是標(biāo)準(zhǔn)的編號，C是該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷的審定次數(shù)。是該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷的審定次數(shù)。 CCITT與之對應(yīng)的建議與之對應(yīng)的建議V24與與RS232C類似類似n 通常用于連接通常用于連接DTE和和DCE。n數(shù)據(jù)終端設(shè)備（數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）：如計算機(jī)、終端等（資）：如計算機(jī)、終端等（資源子網(wǎng)設(shè)備）源子網(wǎng)設(shè)備）n數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備（數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備（DCE）：如）：如mo

40、dem, 端節(jié)端節(jié)點(diǎn)設(shè)備等（通信子網(wǎng)設(shè)備）點(diǎn)設(shè)備等（通信子網(wǎng)設(shè)備）RS-232Cn低速短距離連接低速短距離連接n低速：低速：1200bps,2400bps, 115.2Kbps (max)n短距離：短距離：15米米 (max)nConnection TypenDTEDTE : 兩臺計算機(jī)間兩臺計算機(jī)間nDTEDCE：連接到：連接到Modem，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連接RS-232CModemRS-232C電話信道電話信道程控電話交換網(wǎng)程控電話交換網(wǎng)DTEDCEDTEDTERS232C的機(jī)械特性的機(jī)械特性n外型為外型為DB-25和和DB-9兩種兩種n一般連接器座為針狀（一般連接器座為針狀（mal

41、e），頭為孔狀），頭為孔狀（female）n通常使用：通常使用：nPC機(jī)的機(jī)的COM1、COM2n.RS232CRS232C的電氣特性的電氣特性 （擴(kuò)）（擴(kuò)）n電平電平: NRZ Codingn-3v to -25v 為為 logic 1n+3v to +25v 為為 logic 0n-3v and +3v 為過渡區(qū)為過渡區(qū)n傳輸方式：非平衡（共地）傳輸方式：非平衡（共地）time+3V-3V-3V1100+25V25V-25V-25V0VmarkspaceVoltageUnbalanced drivenRS232C的功能特性的功能特性 （擴(kuò)）（擴(kuò)）n下表列出了常用的針腳功，只定義下表列出了常

42、用的針腳功，只定義DTE端的接口線，端的接口線，DCE端端配合配合DTE的定義的定義n其他針腳用于測試其他針腳用于測試 modem 、選擇速率，數(shù)據(jù)定時等，、選擇速率，數(shù)據(jù)定時等， 很少使用。很少使用。信號信號類別類別 功能說明功能說明符號符號 BB-BB-2525DB-9DB-9方向方向地線地線 保護(hù)地保護(hù)地 GND GND 1 1信號地信號地SGSG7 75 5數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)線線 發(fā)送數(shù)據(jù)（發(fā)往信道）發(fā)送數(shù)據(jù)（發(fā)往信道） TXD TXD 2 23 3到到DCEDCE接收數(shù)據(jù)（來自信道）接收數(shù)據(jù)（來自信道）RXDRXD3 32 2到到DTEDTE控控制制線線請求發(fā)送（請求發(fā)往信道）請求發(fā)送（請求發(fā)

43、往信道） RTSRTS4 47 7到到DCEDCE清除發(fā)送（清除發(fā)送（DCEDCE已準(zhǔn)備好向信道發(fā)送數(shù)據(jù)）已準(zhǔn)備好向信道發(fā)送數(shù)據(jù)） CTSCTS5 58 8到到DTEDTE數(shù)據(jù)端接裝置就緒（數(shù)據(jù)端接裝置就緒（DCEDCE已處于數(shù)據(jù)方式）已處于數(shù)據(jù)方式） DSRDSR6 66 6到到DTEDTE數(shù)據(jù)終端就緒（數(shù)據(jù)終端就緒（DTEDTE已準(zhǔn)備好與已準(zhǔn)備好與DCEDCE通信）通信） DTRDTR20204 4到到DCEDCE響鈴指示（正從信道接收響鈴信號）響鈴指示（正從信道接收響鈴信號）RIRIRIRI22229 9到到DTEDTE載波檢測（從信道上接收載波信號）載波檢測（從信道上接收載波信號） D

44、CDDCD8 81 1到到DTEDTERS232C的規(guī)程特性的規(guī)程特性 （擴(kuò)）（擴(kuò)）nTxD、RxD：DTE收發(fā)數(shù)據(jù)線收發(fā)數(shù)據(jù)線n雙方通信前，需要確認(rèn)對方是否準(zhǔn)備好雙方通信前，需要確認(rèn)對方是否準(zhǔn)備好nDTR、DSR：=1 分別表明分別表明DTE、DCE準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好nDCE隨時可向隨時可向DTE發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)nDTE要發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要經(jīng)過以下步驟要發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要經(jīng)過以下步驟nRTS=1：DTE向向DCE請求發(fā)送數(shù)據(jù)請求發(fā)送數(shù)據(jù)nCTS=1：DCE告訴告訴DTE，可以發(fā)送數(shù)據(jù)，可以發(fā)送數(shù)據(jù)nDTE發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)DSRDTRDCDRIDTE 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)RxDDSRDTEDCEDTRRTS

45、CTSDTE 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)TxDRS-232C （擴(kuò)）（擴(kuò)）nData TransmissionnAsynchronous 異步傳輸異步傳輸TxDRxDRTSCTSDTRDSR數(shù)據(jù)有效期數(shù)據(jù)有效期設(shè)備活動期設(shè)備活動期b0b7b0b7b0b0b7StartStopStartStop010101010101DTEb7RS232C的幾種典型連接與應(yīng)用（擴(kuò)）的幾種典型連接與應(yīng)用（擴(kuò)）DSRDTEModem(DCE)TxDRTSCTSRxDDTRRIDCDTelephoneLinenDTE與與DCE（PCModem）RS232C的幾種典型連接與應(yīng)用的幾種典型連接與應(yīng)用 （擴(kuò)）（擴(kuò)）nDTE與與DTE

46、（PCPC），），Null ModemDSRDTEDTETxDRTSCTSRxDDTRRIDCDDSRTxDRTSCTSRxDDTRRIDCDDSRDTETxDRTSCTSRxDDTRRIDCDDSRTxDRTSCTSRxDDTRRIDCDDTEDSRDTEDTETxDRTSCTSRxDDTRRIDCDDSRTxDRTSCTSRxDDTRRIDCD 完整連接完整連接 簡單連接簡單連接 最簡連接最簡連接地地地地地地V.35/G.703 InterfacenMechanical1131425V.35G.703V.35/G.703 InterfacenConnectionTxDTxCRxDRxCDT

47、RDSRRTSCTSDTEDCEV.35G.703V.35 nData TransmissionnSynchronous transmission (同步傳輸同步傳輸)nCoding: NRZnFull duplexDataTxDTxCRxDRxCRTSCTSDTRDSR數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)有效設(shè)備活動設(shè)備活動V.35/G.703 ParametersnV.35nData rates: 2.048Mbps (E1)nDistance: 15米米nG.703nData rates：2.048Mbps (E1)nSynchronous transmissionnFull duplex nDistance:

48、 1.52 kmV.35傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)V.35E1信道信道V.35-G.703接口轉(zhuǎn)換器接口轉(zhuǎn)換器G.703G.703G.703G.703接口轉(zhuǎn)換器（適配器）接口轉(zhuǎn)換器（適配器）n將物理接口通過一定的技術(shù)轉(zhuǎn)換為另一種接將物理接口通過一定的技術(shù)轉(zhuǎn)換為另一種接口形式，從而能更靈活地選用傳輸介質(zhì)口形式，從而能更靈活地選用傳輸介質(zhì)10Base2 Ethernet NICbuilt-in transceiverComputerEthernet NICbuilt-in transceiverComputerEthernet NICbuilt-in transceiverComputerEthernet

49、NICbuilt-in transceiverComputerEthernet NICbuilt-in transceiverComputerEthernet NICAUI transceiverComputer10Base2Repeater50-ohm terminatorBNC TeeConnectorBNC BarrelTransceiver Cable15-pin AUI ConnectorThin Ethernet Transceiver100BaseTEthernet NIC100BaseT transceiverComputerEthernet NIC100BaseT trans

50、ceiverComputerEthernet NIC100BaseT transceiverComputerEthernet NICAUI transceiverComputer8-pin RJ-45 ConnectorsHub15-pin AUI ConnectorExternal 100BaseT Ethernet TransceiverMAUMAUMAUMAU TransceiverCableTwisted Pair Cable15-pin AUI Connector（for attaching other Ethernet media types）10BaseFLEthernet NI

51、CAUI transceiverComputerHub TransceiverCable15-pin AUI Connector（for attaching other Ethernet media types）Ethernet NICAUI transceiverComputerMAURXTXMAURXTXMAURXTXRX TXRX TX15-pin AUIConnectorExternal10BaseFL TransceiverFiber Optic CableST Connectors串行電纜連接器串行電纜連接器 （擴(kuò)）（擴(kuò)）V.35maleV.35femaleEIA/TIA-449m

52、aleEIA/TIA-449femaleEIA-613HSSI maleEIA/TIA-232maleEIA/TIA-232femaleX.21maleX.21femaleEIA-530maleADSLnxDSL（教材（教材p109112，了解），了解）nADSL、 HDSL、 VDSL、 ADSL ModemEthernet用戶電話線用戶電話線分離器分離器分離器分離器ADSLAMEthernetPSTN1 Mbps(max)8 Mbps (max)0 4 25 128140 104KHzPOTSADSL上行上行ADSL下行通道下行通道fADSL工作頻帶工作頻帶Wirelessn無線傳輸特性無

53、線傳輸特性n收發(fā)功率相差收發(fā)功率相差70dB(10-7)以上以上 - dB=10lg(P收收/P發(fā)發(fā))n半雙工方式半雙工方式(收、發(fā)交替收、發(fā)交替)n天然的廣播信道天然的廣播信道n某個站點(diǎn)發(fā)送，接收范圍內(nèi)所有站點(diǎn)都可以收到某個站點(diǎn)發(fā)送，接收范圍內(nèi)所有站點(diǎn)都可以收到n如果兩個站點(diǎn)發(fā)送時間上有重疊如果兩個站點(diǎn)發(fā)送時間上有重疊(碰撞碰撞/沖突沖突)，接收方將收到亂碼，接收方將收到亂碼n競爭信道競爭信道n實(shí)施信道訪問控制實(shí)施信道訪問控制(在鏈路層在鏈路層)，使得每次僅有一個站點(diǎn)發(fā)送，使得每次僅有一個站點(diǎn)發(fā)送接收接收發(fā)送發(fā)送亂碼亂碼WirelessnConfigurationnBSS (Basic Se

54、rvice set)n站點(diǎn)間的通信、與有線網(wǎng)絡(luò)的通信都經(jīng)由站點(diǎn)間的通信、與有線網(wǎng)絡(luò)的通信都經(jīng)由AP中繼實(shí)現(xiàn)中繼實(shí)現(xiàn) (鏈路層的控制鏈路層的控制)nESS (Extended Service set)n多個多個BSS通過以太網(wǎng)通過以太網(wǎng)(或其它形式的網(wǎng)絡(luò)或其它形式的網(wǎng)絡(luò))相連相連nIBSS (Independent BSS) Ad Hoc n任意站點(diǎn)間均可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸任意站點(diǎn)間均可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸n通信控制通信控制n由鏈路層控制信道的訪問由鏈路層控制信道的訪問(競爭信道競爭信道)APAd HocEthernetAPBSSBSSESSIBSS單跳組網(wǎng)單跳組網(wǎng)：所有站點(diǎn)都在彼此：所有站點(diǎn)都在彼此的無線覆

55、蓋范圍的無線覆蓋范圍多跳組網(wǎng)多跳組網(wǎng)：站點(diǎn)間不能完全彼：站點(diǎn)間不能完全彼此覆蓋此覆蓋2.5 Communication System (通信系統(tǒng)通信系統(tǒng))nComputer Networks have greatly benefited by the existing communication systems.nWide area connectionnModels of connection between computer network and communication systemnDigital communication systemnsuch as SDH, PCMnAnal

56、og communication systemnsuch as telephone systemPublic Switched Telephone Network (PSTN) 教材教材2.5Local loopTrunkHigh bandwidthInter-toll trunksphoneEnd officeToll officeSwitchingofficeEnd officeToll officephoneTrunkLocal loopPSTN長途局長途局長途局長途局匯接局匯接局端局端局PSTNLocal Loop(用戶線用戶線)電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)n本地回路：模擬傳輸（電話雙絞

57、銅線）本地回路：模擬傳輸（電話雙絞銅線）n干線：數(shù)字傳輸（光纖，微波等），采用復(fù)用技術(shù)干線：數(shù)字傳輸（光纖，微波等），采用復(fù)用技術(shù)n交換局，采用電路交換技術(shù)交換局，采用電路交換技術(shù)本地回路本地回路本地回路本地回路準(zhǔn)長途準(zhǔn)長途干線干線準(zhǔn)長途準(zhǔn)長途干線干線高帶寬中心高帶寬中心長途干線長途干線電話電話電話電話端局端局端局端局長途局長途局長途局長途局中心交換局中心交換局n特點(diǎn)特點(diǎn)n為電話業(yè)務(wù)優(yōu)化設(shè)計為電話業(yè)務(wù)優(yōu)化設(shè)計n電路交換、信道獨(dú)占電路交換、信道獨(dú)占電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)nPSTN 與計算機(jī)通信網(wǎng)與計算機(jī)通信網(wǎng)n電話信道電話信道n電話信道特性：帶寬電話信道特性：帶寬300Hz3400Hz(整個語音整個語

58、音通道通道)n數(shù)據(jù)傳輸方式：調(diào)制解調(diào)，占用電話通信信道數(shù)據(jù)傳輸方式：調(diào)制解調(diào)，占用電話通信信道n數(shù)據(jù)速率：數(shù)據(jù)速率：56k /33.6k bpsLocal LoopLocal LoopPSTN3003400f調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)nPSTN 與計算機(jī)通信網(wǎng)與計算機(jī)通信網(wǎng)nLocal LoopnLocal Loop信道特性信道特性n數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式nDMT，不占用話音頻段，不占用話音頻段n數(shù)據(jù)速率數(shù)據(jù)速率 可達(dá)可達(dá)8M/1M b/sLocal LoopPSTNADSL距離距離(公里公里)數(shù)據(jù)速率數(shù)據(jù)速率M b/s50 -40 -30 -20 -10 -12345最佳情況最佳

59、情況分離器分離器 TDM之之同步時分復(fù)用同步時分復(fù)用n TDM按幀結(jié)構(gòu)（時長和時隙數(shù)固定）傳送按幀結(jié)構(gòu)（時長和時隙數(shù)固定）傳送n每個用戶分配固定時隙（在幀結(jié)構(gòu)中占固定位置）每個用戶分配固定時隙（在幀結(jié)構(gòu)中占固定位置）n每個用戶只能在自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)每個用戶只能在自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)n當(dāng)某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送時，分配給該用戶的時隙只能處當(dāng)某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送時，分配給該用戶的時隙只能處于空閑狀態(tài)，不能作為他用于空閑狀態(tài)，不能作為他用n可能造成線路資源的浪費(fèi)可能造成線路資源的浪費(fèi)aabcdbcabbccad用戶用戶ABCDtttt#4#3#2#1四個時分復(fù)用幀四個時分復(fù)用幀同步時分復(fù)用同步時分復(fù)用 TD

60、M之之統(tǒng)計時分復(fù)用統(tǒng)計時分復(fù)用nSTDM：Statistic TDM，統(tǒng)計時分復(fù)用或異步時分復(fù)用，統(tǒng)計時分復(fù)用或異步時分復(fù)用n每個用戶不分配固定時隙，按需動態(tài)分配時隙每個用戶不分配固定時隙，按需動態(tài)分配時隙nSTDM按幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳送按幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳送n按收到數(shù)據(jù)的先后順序進(jìn)行組幀按收到數(shù)據(jù)的先后順序進(jìn)行組幀n一個用戶可以連續(xù)占用多個時隙一個用戶可以連續(xù)占用多個時隙n能顯著提高信道的利用率能顯著提高信道的利用率abbccadaabcdbc用戶用戶ABCDtttt#3#2#13個個STDM幀幀統(tǒng)計時分復(fù)用統(tǒng)計時分復(fù)用PSTN節(jié)點(diǎn)交換機(jī)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)PSTN TDM 技術(shù)技術(shù)64Kb/s2.048Mb/s