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CompanyLogo1第二章传输与交换重点：信道复用技术，信道访问方式，电路交换、分组交换、报文交换的工作方式，虚电路和数据报；v掌握：帧中继、ATM交换的基本特征，主要的接入网技术；v了解：各种传输媒质的物理特性。CompanyLogo3第2章传送与交换v现代通信网的硬件组成从功能角度可分为三部分：终端设备、交换设备和传输系统。v对应技术：传输技术、交换技术及接入网技术。CompanyLogo4第2章传送与交换传输技术交换技术接入网技术CompanyLogo52.1传输技术CompanyLogo62.1传输技术概述CompanyLogo72.1.1概述vv什么是传输？什么是传输？Ø信号由发送器发送，通过传输系统传输至接收器。Ø数据传输的品质取决于被传输信号的品质和传输介质的品质。ØØ传输系统：传输设备（接收设备和发送设备）传输系统：传输设备（接收设备和发送设备）++传输复用传输复用设备，举例？设备，举例？光纤传输系统、微波传输系统、卫星传输系统光纤传输系统、微波传输系统、卫星传输系统CompanyLogo82.1.1概述v传输网的组成及作用传输网的组成及作用ØØ由传输媒质和传输系统组成的。由传输媒质和传输系统组成的。ØØ为了便于在多个终端设备之间随时、任意的交换数据，使为了便于在多个终端设备之间随时、任意的交换数据，使传输媒质和传输系统在终端设备与交换节点之间及交换节传输媒质和传输系统在终端设备与交换节点之间及交换节点相互之间链接起来而形成网络，以完成信号传输。点相互之间链接起来而形成网络，以完成信号传输。CompanyLogo92.1.1概述v传输技术的要求（从通信质量和通信容量两方面考虑）：ØØ长距离长距离：要尽量扩大传输距离，同时尽可能减小衰减，降：要尽量扩大传输距离，同时尽可能减小衰减，降低噪声；低噪声；ØØ高效率高效率：采用多路复用技术；：采用多路复用技术；ØØ大容量大容量：要扩大传输带宽，提高传输容量；：要扩大传输带宽，提高传输容量；ØØ快速率快速率：高速数据率，即在尽可能小的带宽内以尽可能高：高速数据率，即在尽可能小的带宽内以尽可能高的数据率进行传输。的数据率进行传输。CompanyLogo102.1传输技术2.1.2传输信道CompanyLogo112.1.2传输信道什么是信道？什么是信道？••就是信息的传输通道，包含具体的传输媒质、发送设备和就是信息的传输通道，包含具体的传输媒质、发送设备和接收设备。接收设备。传输信道的分类传输信道的分类ØØ模拟信道和数字信道（信号形式）模拟信道和数字信道（信号形式）ØØ专用线路和交换网线路（有无交换）专用线路和交换网线路（有无交换）ØØ频分、时分或码分信道（复用技术）频分、时分或码分信道（复用技术）ØØ有线信道和无线信道（传输媒质）有线信道和无线信道（传输媒质）CompanyLogo122.1.2传输信道传输媒质分类传输媒质就是通信线路，可分为有线和无线两大类。ØØ有线传输有线传输üü是指电磁信号或光信号在某种有形传输媒质（传输线）上是指电磁信号或光信号在某种有形传输媒质（传输线）上传输。举例？传输。举例？ØØ无线传输无线传输üü是指电磁信号在自由空间（大气层、对流层、电离层等）是指电磁信号在自由空间（大气层、对流层、电离层等）内传输。内传输。üü通信容量与电磁波频率成正比地增大。通信容量与电磁波频率成正比地增大。CompanyLogo132.1.2传输信道图2.1传输媒质分类通信线路通信线路有线通信线路有线通信线路无线通信线路无线通信线路架空明线架空明线电缆电缆光缆光缆对称电缆（双绞线电缆）对称电缆（双绞线电缆）同轴电缆同轴电缆中波中波短波短波微波微波卫星卫星CompanyLogo142.1.2传输信道有线传输媒质主要有：双绞线、同轴电缆、光纤主要特征（传输媒质的选用标准）：1.物理描述：说明传输介质的特征2.传输特性：包括使用模拟/数字信号发送、调制技术、传输容量及传输的速率范围3.连通性：点到点或多点连接4.地理范围：网上各点的最大距离，建筑物内、建筑物之间还是整个城市范围内5.抗干扰性：防止噪音对传输数据的影响6.相对价格：以元件、安装和维护的价格为基础CompanyLogo15（1）双绞线（对称电缆、平衡电缆）物理描述：由按规则螺旋结构排列的两个绝缘线组成，成对线的直径0.038-0.142cm传输特性：模拟/数字信号均可，模拟信号：5-6km一个放大器，数字信号：2-3km一个中继器连通性：点到点，或多点连接地理范围：15km或更大范围传输数据，在100kbps速率下传输距离可达1km抗干扰性：根据是否有屏蔽性能分屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）两类，根据速率高低分三类、四类、五类和六类线价格：每米价格远低于同轴电缆和光线，但由于连通性限制，安装费可能接近其他介质ü非屏蔽双绞线（UTP：UnshieldedTwistedPair）ü屏蔽双绞线（STP：ShieldedTwistedPair）2.1.2传输信道CompanyLogo162.1.2传输信道（（22）同轴电缆）同轴电缆分75Ω电缆（CATV）和50Ω电缆两种，后者只用于数字信号发送物理描述：传输特性：50Ω电缆只用于数字信号传输，速率可达10Mbps；75Ω电缆可用于模拟/数字信号传输，模拟信号传输速率可达300-400Mbps连通性：可用于点到点或多点连接，50Ω电缆每段支持几百台设备，75Ω电缆支持数千台设备地理范围：50Ω电缆最大距离在几公里，75Ω电缆可达几十公里抗干扰性：取决于具体的应用和实现；一般来说，较高的速率时，同轴电缆由于双绞线价格：安装费用介于双绞线和光纤之间CompanyLogo172.1.2传输信道（3）光缆物理描述：传输特性：可达几千Mbps连通性：最普遍的是点到点连接地理范围：6-8km的距离内不用中继器传输抗干扰性：不受电磁干扰或噪声影响价格：每米价格和所需部件方面贵于双绞线和同轴电缆，但有下降空间用于低速度、短距离成本低宽芯线，聚光好耗散大，低效用于高速度、长距离成本高窄芯线，需要激光器耗散小，高效多模单模CompanyLogo18表2.1双绞线、同轴电缆、光缆的性能比较极高彻底隔绝干扰最贵光缆高干扰程度低一般同轴电缆中等干扰程度低一般ＳＴＰ低干扰程度高最便宜ＵＴＰ频宽受电磁干扰价格传输媒质种类2.1.2传输信道CompanyLogo192.1.2传输信道传输信号的均衡与再生背景：信号在传输过程中会发生衰减和干扰，为了避免衰耗累计和对接收效果的影响，可以采用均衡器和再生器均衡器-幅度和相位均衡再生器-限幅和再生移动通信中的多径传播与码间串扰Rake接收机CompanyLogo202.1.2传输信道无线传输媒质无线传输媒质举例？举例？vv无线电波是一个广义的术语，从含义上，无线电波是全向无线电波是一个广义的术语，从含义上，无线电波是全向传播，但微波段是定向传播。传播，但微波段是定向传播。vv微波、红外线和激光需要在发送和接收方之间有视线通微波、红外线和激光需要在发送和接收方之间有视线通路；红外线和激光对环境干扰特别敏感，例如雨或雾，而路；红外线和激光对环境干扰特别敏感，例如雨或雾，而微波相对较好微波相对较好;;vv红外线方向性强，不易窃听，安装不需要许可；而激光硬红外线方向性强，不易窃听，安装不需要许可；而激光硬件会发生射线，安装需要许可件会发生射线，安装需要许可;;vv微波方向性较差，易被窃听。微波方向性较差，易被窃听。CompanyLogo21微波通信系统CompanyLogo22卫星通信系统CompanyLogo232.1.2传输信道波段名称波长范围频段名称频率范围代号长波1000∼10000m低频30∼300kHzLF中波100∼1000m中频300∼3000kHzMF短波10∼100m高频3∼30MHzHF超短波1∼10m甚高频30∼300MHzVHF分米波1∼10dm特高频300∼3000MHzUHF厘米波1∼10cm超高频3∼30GHzSHF微波毫米波1∼10mm极高频30∼300GHzEHF表2.2无线电波段的划分CompanyLogo242.1.2传输信道4．信道复用技术信道复用技术vv背景背景：传输媒质可提供的带宽远远大于传输信息所需带宽，：传输媒质可提供的带宽远远大于传输信息所需带宽，为了提高频带利用率，将一条线路分成多个子信道来传送多为了提高频带利用率，将一条线路分成多个子信道来传送多路信息。路信息。vv实现方法实现方法：通常是用通信线路收发两端的多路复用设备进行：通常是用通信线路收发两端的多路复用设备进行多路信号的组合或分离，是信道的组成部分。分为：多路信号的组合或分离，是信道的组成部分。分为：ØØ接入（多址接入）复用接入（多址接入）复用——接入网接入网ØØ传输（传输线路）复用传输（传输线路）复用——传输网传输网vv接入复用与传输复用的区别接入复用与传输复用的区别：：ØØ在多址接入复用中，各路信息各自经调制后随机送入信道，在多址接入复用中，各路信息各自经调制后随机送入信道，接入是一种随机过程，无需将各路信息集中起来后进行复接入是一种随机过程，无需将各路信息集中起来后进行复用；用；ØØ传输复用的各路信息需集中后再复用。传输复用的各路信息需集中后再复用。CompanyLogo252.1.2传输信道vv信道复用主要有三种方法：信道复用主要有三种方法：ØØ频分复用（频分复用（FDMFDM：：FrequencyDivisionMultiplexFrequencyDivisionMultiplex））ØØ时分复用（时分复用（TDMTDM：：TimeTime--DivisionMultiplexDivisionMultiplex））ØØ码分复用（码分复用（CDMCDM：：CodeDivisionMultiplexCodeDivisionMultiplex））vv复用的原理复用的原理ØØ如果多个用户信号如果多个用户信号彼此正交彼此正交（信道正交），则这些信号可以（信道正交），则这些信号可以共享同一个传输信道。共享同一个传输信道。ØØ信号可以表现为时间、频率和码型的函数。只要在不同域内信号可以表现为时间、频率和码型的函数。只要在不同域内正交：正交：频域频域时域时域码域码域同时通信的多路信号就会被区分开。同时通信的多路信号就会被区分开。CompanyLogo262.1.2传输信道（1）FDM基本原理：vFDM把一条公共信道上可用的传输频段分割成多个较窄的子频段，每一个子窄带频段作为一个独立的信道传输一路信号。v把各路信号分别调制到不同的频率上，各自占有不同的子频带，然后，把它们组合起来送入线路传输。v在线路的输出端用滤波器分路，再进行解调，恢复各路信号。CompanyLogo27FDM应用举例v一路话音信号300-3000Hz，双绞线电缆可用带宽是100KHz，故一根双绞线电缆最多可传24路语音信号2.1.2传输信道CompanyLogo282.1.2传输信道FDM技术要求：v每个频段互不重叠，即各路信号的频谱互不重叠，接收端就可以用滤波器将它们分开。v为了防止各路信号之间的相互干扰，相邻两个子频带之间需要留有一定的保护频带。v传输信号可以为模拟信号或数字信号。CompanyLogo292.1.2传输信道FDM的主要优点：v实现容易、技术成熟、能较充分地应用信道带宽。缺点：v由于保护频带占用了一定的信道带宽，因而大大降低了效率；v信道的非线性失真改变了信道的实际频率特性，易造成串音和互调噪声干扰；v所需设备随信号路数的增加而增多，不宜小型化；vFDM不提供差错控制技术，不便于性能检测。FDM适合传送模拟信号。CompanyLogo302.1.2传输信道（2）TDM基本原理：v复用信道的通信时间被划分成一定长度的一个个帧，每一帧的时间又被划分成更小的n个时隙。v以某种方式把各路信号分别安排在不同的时隙上，按时隙区分信号，然后将多路信号组合起来进行传输，但每一路信号的频带是相