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文档之家› 数字传输系统为了将模拟电话信号转变为数字信号必教学文案
数字传输系统为了将模拟电话信号转变为数字信号必教学文案
ADSL中的“D(数字)”应理解为“使 用数字技术”。ADSL的用户线上传送的仍 然是模拟信号而不是数字信号。
3.8.2 光纤同轴混合网(HFC 网)
一种叫做光纤同轴混合网(HFC网), 是在1988年被提出。HFC是Hybrid Fiber Coax的缩写。HFC网是在目前覆盖面很广的 有线电视网CATV的基础上开发的一种居民 宽带接入网。HFC网除可传送CATV外,还提 供电话、数据和其他宽带交互型业务。
(1)速率标准不统一 (2)不是同步传输
为了解决上述问题,美国首先在1988 年推出了一个数字传输标准,叫做同步光 纤网SONET (Synchronous Optical Network)。
表3-3为SONET的OC级/STS级与SDH的STM级的对应关系
线路速率(Mbit/s) SONET符号 ITU-T符号
用户设施 用户环境
D TE
DCE
E IA -2 3 2 /V .2 4 接口
通信环境 串行比特传输
通信设施
DCE
用户设施
用户环境
D TE
E IA -2 3 2 /V .2 4 接口
图3-27 DTE通过DCE与通信传输线路相连
3.8 宽带接入技术
xDSL技术就是用数字技术对现有的模 拟电话用户线进行改造,使它能够承载宽 带业务。
频谱
传统电话
上行信道
ADSL 下行信道
…
…
0 4 kHz
约 1100 kHz
频率
图3-28 DMT技术的频谱分布
基于ADSL的接入网由以下3大部分组成: 数字用户线接入复用器DSLAM (DSL Access Multiplexer),用户线和居民家庭中的一 些设施,如图3-29所示。
至 ISP 区域宽带网
图3-19 PCM的基本原理
(a) 模拟电话信号 (b) 采样后的脉冲信号 (c) 编码后的数字信号 (d) 解码后的脉冲信号 (e) 还原后的模拟电话信号
图3-20在2.048 Mbit/s的传输线路两 端同步旋转的开关(这只是为阐述原理用的 示意图),表示32个时隙中的比特的发送和 接收必须和时隙的编号相对应,不能弄乱。
符号
T1
T2
T3
T4
北美体制
话路数
24
96
672
4032
数据率(Mbit/s) 1.544
6.312 44.736 274.176
3.5 信道复用技术
3.5.1 频分复用、时分复用 和统计时分复用
频分复用和时分复用的特点分别如图 3-21(a)和(b)所示。
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)。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。
极限传输距离 4.6~5.5 km 2.7~3.6 km 2.7~3.6 km 2.7~3.6 km
5.5 km 3 km
1.4 km
0.9 km
0.3 km 4.6~5.5 km
ADSL在现成的用户线(铜线)的两端 各安装一个ADSL调制解调器。我国目前采 用的方案是离散多音调DMT (Discrete Multi-Tone) 调制技术。
SONET 标 准 定 义 了 四 个 光 接 口 层 。 SONET的层次自下而上如图3-26所示。
· 光子层(Photonic Layer) · 数字段层(Section Layer) · 线路层(Line Layer) · 路径层(Path Layer)
SSDD HH 终 终 端 端
路径层 线路层
分
1553 nm
3
用
1554 nm
4
器
1555 nm
5
1556 nm
6
1557 nm
7
8 2.5 G b it/s 1310 nm
图3-24 波分复用的概念
3.5.3 码分复用
码分复用CDM (Code Division Multiplexing)是另一种共享信道的方法。 实际上,人们更常用的名词是码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access) 每一个用户可以在同样的时间使用同样的 频带进行通信。
采用结点体系结构的好处首先是能够 提高网络的可靠性。
段层 光子层
复 复 用 用 器 器 或 或
分 分 用 用 器 器
线路层 段层
光子层
转 转 发 发 器 器 段
段 线路 路径
转 转 发 发 器 器 段
段层 光子层
段层 光子层
复 复 用 用 器 器 或 或
分 分 用 用 器 器
线路层 段层
光子层
SSDD HH 终 终 端 端
路径层 线路层
段层 光子层
图3-26 SONET的体系结构
在电话端局(或远端站)和居民家中 所用的ADSL调制解调器分别记为ATU-C(C 代表端局Central Office)和ATU-R(R代 表远端Remote)。用户电话通过电话分路 器PS (POTS Splitter) 和ATU-R连在一起, 经用户线到端局,并再次经过一个电话分 路器PS把电话连到本地电话交换机。
表示线路速率的常用近似值
51.840
OC-1/STS-1
155.520*
OC-3/STS-3
STM-1
155 Mbit/s(按四舍五入则应为 156 Mbit/s)
466.560
OC-9/STS-9 STM-3
622.080* 933.120
OC-12/STS12
OC-18/STS18
STM-4 622 Mbit/s STM-6
3.4.3 数字传输系统
为了将模拟电话信号转变为数字信号, 必须先对电话信号进行采样。根据采样定 理,只要采样频率不低于电话信号最高频 率的2倍,就可以从采样脉冲信号无失真地 恢复出原来的电话信号。
标准的电话信号的最高频率为3.4 kHz, 为方便起见,采样频率就定为8 kHz,相当 于采样周期为125 s。图3-19表示了上述 的概念。
1244.160
OC-24/STS-24 STM-8
续表
1866.240 2488.320* 4976.640 9953.280
OC-36/STS-36 STM-12 OC-48/STS-48 STM-16 2.5 Gbit/s OC-96/STS-96 STM-32 OC-192/STS-192 STM-64 10 Gbit/s
DSL就是数字用户线 (Digital Subscriber Line) 的缩写。而DSL的前缀x 则表示在数字用户线上实现的不同宽带方 案。
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) 是非对称数字用户线 [W-ADSL],HDSL (High speed DSL) 是高 速数字用户线,SDSL (Single-line DSL) 是1对线的数字用户线,VDSL (Very high speed DSL) 是甚高速数字用户线。
图3-21 频分复用和时分复用
在进行通信时,复用器(multiplexer) 总是和分用器(demultiplexer)成对地使用。
当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,一个用 户对已经分配到的子信道的利用率一般是 不高的。
当用户在某一段时间暂时无数据传输 时(例如用户正在键盘上输入数据或正在浏 览屏幕上的信息),那就只能让已经分配到 手的子信道空闲着,而其他用户也无法使 用这个暂时空闲的线路资源。图3-22说明 了这一概念。
HFC网则需要对CATV网进行改造,其主 要特点有如下几个方面。
(1)HFC网的主干线路采用光纤
HFC网将原CATV网中的同轴电缆主干部 分改换为光纤,并使用模拟光纤技术,
模拟光纤从头端连接到光纤结点 (fiber node),它又称为光分配结点ODN (Optical Distribution Node)。
3.7 EIA-232-E接口标准
EIA-232-E是美国电子工业协会EIA制 定的著名物理层标准。
EIA-232 是 DTE 与 DCE 之 间 的 接 口 标 准 。
DTE (Data Terminal Equipment)是数 据终端设备。数据电路端接设备DCE (Data Circuit-terminating Equipment)。DCE的 作用就是在DTE和传输线路之间提供信号变 换和编码的功能,并且负责建立、保持和 释放数据链路的连接。DTE通过DCE与通信 传输线路相连,如图3-27所示。
用户
A
a
a
B
b
b
C
c
c
D
d
时分复用
t
①
t②
③ t
④
t
ab #1
bc #2
c
a
d
t
#3
#4
4 个时分复用帧
图3-22 时分复用可能会造成线路资源的浪费
统计时分复用STDM (Statistic TDM) 是一种改进的时分复用,它能明显地提高 信道的利用率。集中器(concentrator)常 使用这种统计时分复用。图3-23是统计时 分复用的原理图。
放大器
光纤结点 模拟光纤 头端
服务区 引入线
同轴电缆 服务区
分路器
服务区
图3-30 HFC网的结构图
(2)HFC网采用结点体系结构
HFC引入了结点体系结构 (node architecture) 的概念。一个光纤结点下 的所有用户组成了一个用户群 (cluster), 或称为邻区 (neighborhood area)。
表3-4
ADSL ADSL