物理层基础

1.介质的传输速率与距离参数的协调

单模:如果芯线直径小到光波波长，光纤就会成为波导，光会沿直线传播，没有反射。这种光纤叫单模光纤。 多模光纤：广播在光导纤维中以多种模式传播。不同的传式有不同波长的光波和不同的传输和反射路径。这种光纤被称为多模光纤。

光纤直径越小，传输距离越长。

UTP:非屏蔽双绞线(UTP：Unshielded Twisted Pair) STP:屏蔽双绞线(英语:Shielded Twisted Pair，STP） FTP:Foiled Twisted Pair 铝箔屏蔽双绞电缆(线) ASTP：Armour Shielded Twisted Pair 铠装双绞屏蔽电缆(线)

工作区间

1.计算基本传输速率 1)数据包从开始到接收数据所需的时间=发送时间（Tt) 传播延时（T1）。 铜线中电磁信号的传输速率为2万km/s T1=距离/速率 2)卫星通信中信号往返延迟270ms，是个常量 同步卫星距离地面3.6万里。

1)香农定理

数据信号热噪声的信道上传输数据信号时，信道容量Rmax与信道带宽W，信噪比S/N关系为： Rmax=Wlog2(1 S/N)。 注意这里的log以2为底的对数。 B为信道带宽（Hz） W:信道带宽 S:信道中信号的平均功率（W） N:为信道内的高斯噪声功率（W） S/N :信噪比（dB分贝） S/N：S和N是信号和噪声的平均功率，S/N表示信号平均功率与噪声平均功率的比值，但不是一般意义上的信噪比。信噪比的计算公式为： 信噪比=10lg(S/N) 单位是dB(分贝). 例如:S/N = 1000,信噪比 = 103=30(dB);S/N = 10,信噪比 =10*1 = 10(dB)。 分贝与信噪比的关系如下：dB=10 lg S/N

2)奎尼斯特定理 

尼奎斯特定理:在理想的(无噪声环境)信道中，如果信道带宽为W，最大码元速率为：B=2W （Baud），极限数据速率为R=Blog2N=2Wlog2N。首先要记住尼奎斯特定理公式，其次要掌握公式中每个字母的含义，如R代表极限数据速率，B代表码元率(又称波特率)，W代表信道带宽，N代表码元类型的数量。

3）采样定理

采样频率大于模拟信号频率的两倍。

4）调制技术

7）多路复用 E1

采用同步时分复用技术，将30个语音信道和2个控制信道复合在一起.048Mbit/s高速信道。欧洲30路脉码调制PCM简称E1，速率是2.048Mbit/s 。 中国使用欧洲E1标准。 E1时复用帧(其长度T=125us）共划 分为32相等间隙，间隙编号为CH0_{CH31。其中时隙CH时间间隙用作帧同步CH16用于传输信令，剩下的CH1}CH15和CH17~CH31 共30个间隙用作30个字路。每个间隙传输8bit，因此共用256bit。每秒传输8000帧PCM一次群E1的数据率是 2.048Mbit/s。 1、一条E1是2.048M的链路，用PCM编码。 2、一个E1的帧长为256个bit,分为32个间隙，一个间隙8个bit。 3、每秒有8000个E1帧通过接口，即8k256bit=2048kbps=2Mbps。 4、每个时隙在E1帧中占8bit，88k=64k，即一条E1中含有32个64K。 E1有三种方式:成帧、成复帧和不成帧E1中第0时间隙用于传输帧同步数据，其余31时间隙用于传输有效数据；复帧E1中,除了第0时隙外,第16时隙是用于传输信令的,只有第1到15,第17到第31共30个时隙可用于传输有效数据;而在不成帧的E所有32个间隙都可用于传输有效数据。

SDH同步数字系列 sdh基本速率是第一级同步传递模块，基于STM-1，传输速率为155.520Mb/s,与STS-3速率相当。

SONET:同步光纤网络 SONET是基于传输于在基本比特率51.840Mb/s的多倍率活STS-1.

xDSL是DSL(Digital Subscriber Line)的统称,意即数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。DSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的"最后一公里"的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经被大量铺设,如何充分利用现有的铜缆资源,通过铜质双绞线实现高速接入就成为业界的研究重点,因此DSL技术很快就得到重视,并在一些国家和地区得到大量应用。 目前已有的数字用户线（xDSL：x Digital Subscriber Line）技术主要有以下几种：

（1）高比特率数字用户线（HDSL）

HDSL（High Bit rate Digital Subscriber Loop）是一种对称的高速数字用户环路技术，上行和下行速率相等，通过两对或三对双绞线提供全双工1.544/2.048Mbps（T1/E1）的数据信息传输能力。通常采用2B1Q或CAP两种线路编码方式，其无中继传输距离约为4～7公里。

（2）非对称数字用户线（ADSL）

ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Loop）允许在一对双绞铜线上，在不影响现有POTS电话业务的情况下，进行非对称高速数据传输。ADSL上行速率为224kbps～640kbps，下行传输速率1.544Mbps～9.2Mbps；传输距离在2.7～5.5公里。

ITU-T SG15在1998年10月通过了关于ADSL的G.992.1和G.992.2建议草案。G.992.1规范了带分离器的ADSL系统，利用该系统可在同一对金属双绞线对上传输高速数据和模拟信号，采用的线路编码为DMT，下行速率为6.144Mbps，上行速率为640Kbps。G.992.2规范了不带分离器ADSL系统，它是一种简化的ADSL（Lite ADSL），具有成本低、安装简便的优点，也采用DMT线路编码，下行速率为1.536Mbps，上行速率为512kbps。

（3）对称数字用户线（SDSL）

SDSL（synchronization Digital Subscriber Line）使用一对铜双绞线对在上、下行方向上实现E1/T1传输速率的技术，是HDSL的一个分支。它采用2B1Q线路编码，上行与下行速率相同，传输速率由几百Kbps到2Mbps，传输距离可达3公里左右。由此延伸的另一种就是MSDL（Muti synchronization Digital Subscriber Line），即多速率对称数字用户线，它可在一对铜绞线上实现多速率传输功能。在N*64K的传输应用中，MSDSL系统大大降低传输损耗，并增大了传输距离。线路有效负载速率可通过菜单选择，也可以是自适应速率。自适应速率的特点使得该设备可使用于不同的线路条件。

（4）速率自适应数字用户线（RADSL）

RADSL（Rate Adaptive Digital Subscriber Line）能够自动地、动态地根据所要求的线路质量调整自己的速率，为远距离用户提供质量可靠的数据网络接入手段。RADSL是在ADSL基础上发展起来的新一代接入技术，其传输距离可达5.5公里左右。

（5）甚高比特率数字用户线（VDSL） 　　速率最高

VDSL（Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop）甚高速数字用户环路，简单地说，VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL，短距离内的最大下传速率可达55Mbps，上传速率可达19.2Mbps，甚至更高。传输距离约为300米～1.3公里。利用VDSL可以传输高清晰度电视（HDTV）信号；但它目前仍未实现标准化。

FTTx是“Fiber To The x”的缩写，意谓“光纤到x”，为各种光纤通讯网络的总称，其中x代表光纤线路的目的地。

根据光纤到用户的距离来分类，可分成光纤到交换箱（Fiber To The Cabinet; FTTCab）、光纤到路边（Fiber To The Curb; FTTC）、光纤到大楼（Fiber To The Building; FTTB）及光纤到户（Fiber To The Home; FTTH）等4种服务形态。美国运营商Verizon将FTTB及FTTH合称光纤到驻地（Fiber To The Premise; FTTP）。上述服务可统称FTTx。 FTTB-光纤到楼宇 FTTC-光纤到路边 FTTH–光纤到户 FTTZ-光纤到小区 FTTR（Fiber to The Room），是指光纤敷设到远端节点