第2章 信道复用技术、数据交换技术、宽带接入技术

NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&TrainingITEducation&Training计算机网络原理与应用NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training复习•物理层的基本概念？•解释几个数据通信的基本术语？•数据传输的基本过程？•物理层下面的传输媒体有哪些？NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training第2章物理层•信道复用技术•数据交换技术•宽带接入技术•常用的物理层设备NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training共享信道2.4信道复用技术•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NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training2.4信道复用技术•在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，怎么办呢？•信道复用技术：在一条物理线路上建立多条通信子信道，使得在同一传输介质上可传输多个不同信源发出的信号。•复用器可以将来自多个信源的信号进行合并，然后将这一复合信号经单一的物理线路（多条信道）和传输设备进行传输。在接收端的分用器中，则将复合信号按通道号分离出来。•信道复用两种基本形式：频分多路复用时分多路复用波分多路复用NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training2.4.1频分复用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)•频分复用是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种技术。FDM常用于模拟传输的宽带网络中。•在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training载波•载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training2.4.1频分复用•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）。•频分复用：所有用户可共享通信链路，但占用不同的带宽资源，即占用不同的信道。频率时间频率1频率2频率3频率4频率5NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training2.4.2时分复用TDM(TimeDivisionMultiplexing)•时分复用则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(isochronous)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。NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training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NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training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NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training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NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training时分复用频率时间BCBCBCAAAABCDDDDD在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training时分复用可能会造成线路资源的浪费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。NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training2.4.3统计时分复用STDM(StatisticTDM)用户ABCDabcdttttt3个STDM帧#1④③②①acbabbcacd#2#3统计时分复用NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training统计时分复用STDM(StatisticTDM)•由于STDM帧中的时隙不是固定地分配给某个用户，所以在每个时隙中必须有用户的地址信息。•上图中每个时隙之前的短空隙就是放入这样的地址信息。NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm2.4.4波分复用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)•波分复用就是光的频分复用。82.5Gb/s1310nm20Gb/s复用器分用器EDFA120km光调制器光解调器NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training2.5数据交换方式•当远距离通信的终端结点数目较多时，在所有终端间都建立固定的点-点通信线路既无必要也不切合实际。在多数情况下，终端间通信要经过中间结点的转换。这种由中转结点参与的通信技术称为交换技术，中转的节点称为交换结点。•实现交换的方法主要有：电路交换报文交换分组交换NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training2.5.1电路交换•计算机网络中的电路交换和电话交换系统类似。•电路交换，就是用户（终端）呼叫时，在网络系统的交换设备中寻找一条通往被叫终端的物理路由，这种连接技术称为电路交换。NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation