物理层任务、信道复用技术、宽带接入技术 ADSL FTTx
物理层的基本概念
物理层的主要任务
确定与传输媒体的接口有关的特性
机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。
数据通信系统
信源 发送设备 信道(噪声源) 接收设备 信宿
通信的目的是传送消息(message),数据(data)是运送消息的实体,信号(signal)是数据的电气或电磁表现。
信号可分为:模拟信号、数字信号。
信道(channel)
单工:只有一个方向通信
半双工:通信双方不能同时发送消息
全双工:通信双方可以同时发送接收消息
基带信号:基本频带信号,来自信源的信号
基带调制:变换信号还是基带信号
带同信号:仅在一定频率范围内能狗通过的信道
带通调制:使用载波把基带信号搬移到较高频段
常用编码方式
不归零制
正电平1,负电平0
归零制
正脉冲1,负脉冲0
双向码 曼彻斯特码(Manchester)
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差分曼彻斯特码
位开始边界有跳变为0,没有跳变为1
基本带同调制方法
调幅AM、调频FM、调相PM、正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)
信道极限容量
限制码元在信道上的传输速率因素:信道能够通过的频率范围、信噪比。
信道能够通过的频率范围
码间串扰:高频分量衰减,波形前后沿拖尾,接收端波形失去码元的界限。
奈奎斯特准则
理想条件下,为了避免码间串扰,码元传输速率上限值。
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如果频带越宽,也就是能够通过的信号高频分量越多,可以用更高的速率而不出现码间串扰。
信噪比
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信道带宽或信噪比越大信息极限传输速率越大。
让每个码元携带更多比特信息量可以提高传输效率。
传输媒体
数据通信系统在发送器和接收器之间的物理通路
导引型传输媒体
双绞线、同轴电缆、光纤。
非引导型传输媒体
多径效应:同一个信号经过不同的反射路径到达同一个地点,但各反射路径的衰减和时延都不相同,使得最后得到的合成信号失真很大。
信道复用技术
频分复用FDM Frequency Dicision Multiplexing
时分复用TDM Time Dicision Multiplexing
统计时分复用 Static TDM 异步的
波分复用WDM Wavelength Dicision Multiplexing 光的频分复用
码分复用CDM Code Dicision Multiplexing 各用户使用进过特殊挑选的不同码型,因此各用户间不会造成干扰,有很强的抗干扰能力,频谱类似于白噪声。
使用CDMA的每一个站被指派唯一一个m bit码片序列(chip sequence),例如指派给S站的8bit码片序列是00011011,当S发送1序列就为00011011,0为11100100。
两个不同的站的码片序列正交,内积为0;码片向量和该码片向量自己规格化内积为1;码片向量和该码片反码向量自己规格化内积为-1。
数字传输系统
缺点:速率标准不统一,不是同步传输
同步光纤网SONET Synchronous Optical Network
整个同步网络的各级时钟来自于一个非常精确的主时钟。
同步数字序列SDH Synchronous Di给ital Hierarchy
宽带接入技术
ADSL技术
非对称数字用户线ADSL Asymmetric DIgital Subscriber Line 是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使其能够承载宽带数字业务。ADSL不能保证固定速率。
光纤同轴混合网 HFC网
光纤同轴混合网(HFC Hybrid Fiber Coax)是目前覆盖面很广的有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网,除传送电视节目外,还能提供电话、数据和其他宽带交互型业务。
FTTx Fiber to Fiber
光线路终端OLT Optical Line Terminal 是连接光纤干线的终端设备。OLT把收到的下行数据发往无缘的1:N光分路器(splitter),然后用广播的方式向所有用户端的光网络单元ONU Optical Network Unit 发送。
当ONU发送上行数时,先把电信号转换为光信号,光分路器把各ONU发来的上行数据汇总后,以TDMA方式发往OLT,而发送的时间和长短都投OLT控制,以便有序共享光纤主干。光配线网采用波分复用。
无源光网络PON:以太无源光网络EPON、GPON
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