(*长期更新)软考网络工程师学习笔记——Section 3 宽带接入技术和导引型传输媒体
目錄
- 一、寬帶接入技術(shù)
- (一)xDSL技術(shù)
- 1、xDSL技術(shù)的簡介
- 2、常見的ADSL接入方式
- (二)HFC混合光纖——同軸電纜
- (三)FTTx技術(shù)
- 1、FTTx的定義
- 2、FTTx的分類
- 3、無源光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
- 二、導(dǎo)引型傳輸媒體
- (一)雙絞線
- 1、非屏蔽雙絞線
- 2、屏蔽雙絞線
- (二)同軸電纜
- (三)光纖
- 1、光纖的定義
- 2、光纖的分類
一、寬帶接入技術(shù)
(一)xDSL技術(shù)
1、xDSL技術(shù)的簡介
xDSL技術(shù)是利用電話線中的高頻信息進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù),傳輸距離越近,其速率越高,不過缺點是高頻信號損耗大,且易受噪聲干擾。
xDSL技術(shù)可根據(jù)其線路的對稱性,分為對稱和不對稱兩種線路。
根據(jù)不對稱分為ADSL(非對稱數(shù)字用戶線路)和VDSL(甚高速數(shù)字用戶線路),其上、下行速率受距離影響有變化,ADSL采用的復(fù)用技術(shù)是頻分復(fù)用,而VDSL采用的復(fù)用技術(shù)是QAM(正交振幅鍵控)和DMT(離散多音頻調(diào)制技術(shù))。
根據(jù)對稱分為HDSL(高數(shù)數(shù)字用戶線路)和GSHDSL(對稱的高比特數(shù)字用戶環(huán)路),其上、下行速率受距離影響有變化,HDSL和GSHDSL采用的都是時分復(fù)用技術(shù)。
2、常見的ADSL接入方式
常見的ADSL接入方式有虛擬撥號和專線接入兩種:
虛擬撥號采用PPPoE協(xié)議,撥號后由服務(wù)器檢驗,用戶輸入用戶名和密碼后建立一條高速的數(shù)字用戶線路并分配相應(yīng)的動態(tài)IP。
專線接入是在用戶配置好ADSL MODEM(調(diào)制解調(diào)器)后,PC設(shè)定固定的IP地址、掩碼、網(wǎng)關(guān)后,就可以和局端自動建立一條線路。
這里要詳細(xì)說一下ADSL MODEM(調(diào)制解調(diào)器),通俗的來說它也就是所說的“貓”,它是在發(fā)送端通過調(diào)制器調(diào)制將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號,并在接收端通過解調(diào)器解調(diào)再將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的一種裝置,如下圖:
(二)HFC混合光纖——同軸電纜
HFC,即混合光纖——同軸電纜,它通常是由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡(luò)三部分組成。
電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)(CMTS)從合成器和分離器發(fā)送信號至光收發(fā)器,光收發(fā)器將該信號變?yōu)楣庑盘栐诠饫w干線上傳輸,再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換節(jié)點轉(zhuǎn)換為電信號,由分配器分配后由同軸電纜并經(jīng)過放大器放大傳輸至用戶端,經(jīng)電纜調(diào)制解調(diào)器(Cable Modem)接口至PC。
下面是一個HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):
要使現(xiàn)有的模擬電視機(jī)能夠收到數(shù)字電視信號,首先需要一個機(jī)頂盒,它用于同軸電纜和用戶的電視機(jī)之間。
另外為了使用戶能夠通過HFC網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng),以及在上行信道中傳送交互數(shù)字電視所需的信息,還需要電纜調(diào)制解調(diào)器,它是有線電視網(wǎng)絡(luò)用戶端必須安裝的設(shè)備,一般可以作為內(nèi)置式,并安裝在機(jī)頂盒內(nèi)部。
其在下行方向接收來自電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)(CMTS)發(fā)送來的64QAM(正交幅度調(diào)制)信號,解調(diào)后傳送給PC的以太網(wǎng)接口。在上行方向把PC發(fā)送的以太幀封裝在時隙中,經(jīng)過QPSK(正交相移鍵控,也可稱為4PSK)調(diào)制后,通過上行數(shù)據(jù)通路傳送給CMTS。
(三)FTTx技術(shù)
1、FTTx的定義
我們常說的光纖到戶,其實就是FTTH,它運(yùn)用了FTTx技術(shù),機(jī)將光纖一直鋪設(shè)到用戶家庭內(nèi)部,只有光纖接入用戶家庭后,光信號才轉(zhuǎn)換為電信號,這樣使用戶得到最高的上網(wǎng)速率。
FTTx技術(shù)是Fiber To The x的縮寫,即光纖線路到x(x為某處),其也稱為各種光纖通訊網(wǎng)絡(luò)的總稱。
FTTx技術(shù)用于接入網(wǎng)絡(luò)光纖化,其運(yùn)用范圍從區(qū)域電信機(jī)房到用戶終端設(shè)備(DTE),局部設(shè)備為光線路終端(OLT),它是連接到光纖干線的終端設(shè)備,用戶端設(shè)備為光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)或光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)。
FTTC為目前最主要的服務(wù)形式,主要是為住宅區(qū)的用戶作服務(wù),將ONU設(shè)備放置于路邊機(jī)箱,利用ONU出來的同軸電纜傳送CATV信號或雙絞線傳送電話及上網(wǎng)服務(wù)。FTTC的傳輸速率為155Mb/s。FTTC與交換局之間的接口采用ITU-T制定的接口標(biāo)準(zhǔn)V5。
2、FTTx的分類
雖然直接光纖到戶方式更好,但由于一般不需要這么高的數(shù)據(jù)速率,且價格較貴,所以就有了多種的寬帶光纖接入方式。
可按光纖到用戶的距離可分為:
光纖到交換箱(FTTCab)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)和光纖到戶(FTTH)等等服務(wù)形態(tài)。
另外其中為了有效利用光纖資源,可在光纖干線和所有用戶之間,鋪設(shè)一段中間轉(zhuǎn)換裝置,即光配線網(wǎng)(ODN),這樣就可以使數(shù)十個用戶共享一根光纖線,光配線網(wǎng)采用波分復(fù)用,其上行和下行使用不同的波長。
3、無源光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無源的光配線網(wǎng)稱為PON,即無源光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它指光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件和電子電源,全部由光分路器等無源器件組成。一個無源光纖網(wǎng)絡(luò)包括一個安裝在中心控制站的光線路終端(OLT)和安裝在用戶的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU),其傳輸距離可達(dá)20km,OLT和ONU之間包括光纖、無源分光器和無源耦合器,即通過不同的光分支器,分配給不同的光網(wǎng)絡(luò)單元。
PON運(yùn)用主要有以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)和吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)。
EPON中,其鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議,利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)的接入,與現(xiàn)有的以太網(wǎng)相比,其兼容性好、成本低,且擴(kuò)展性強(qiáng),管理方便。
GPON中,它采用的是通用封裝方法(GEM),可承載多種業(yè)務(wù)類型。
二、導(dǎo)引型傳輸媒體
(一)雙絞線
雙絞線,是將兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排在一起通過絞合構(gòu)成的。其線序標(biāo)準(zhǔn)有568A和568B兩種,只是其線序排列不同,
568A標(biāo)準(zhǔn)線序為綠白、綠、橙白、藍(lán)、藍(lán)白、橙、棕白、棕;
568B標(biāo)準(zhǔn)線序為橙白、橙、綠白、藍(lán)、藍(lán)白、綠、棕白、棕。
而在實際應(yīng)用中,大多數(shù)采用的是568B的標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)的電磁干擾的屏蔽更好。根據(jù)568A和568B的標(biāo)準(zhǔn),RJ-45連接頭(也稱為水晶頭)其各觸點在網(wǎng)絡(luò)連接中,對傳輸信號來說它們有以下作用:根據(jù)兩種標(biāo)準(zhǔn)的線序,1、2端用于發(fā)送,3、6端用于接收,4、5、7、8端是雙向線。
另外交叉線是指一端采用568A標(biāo)準(zhǔn),另一端采用568B標(biāo)準(zhǔn)的雙絞線;直連線是指兩端都采用568A或568B標(biāo)準(zhǔn)的雙絞線。
雙絞線分為一、二、三、四、五、超五、六、超六、七、類線,它們以CATx(x代表數(shù)字)來表示,常見的雙絞線有三類線、五類線、超五類線和六類線,隨著數(shù)字的增加,線徑越來越粗,且七技術(shù)更先進(jìn),帶寬也越寬,其價格也越昂貴。
在綜合布線中,性能指標(biāo)有以下:
衰減量,指沿鏈路的信號損失度量,以db為單位,表示傳送端與接收端的信號強(qiáng)度比率,無論哪種類別的雙絞線,其衰減隨著頻率的升高而增大,使用更粗的導(dǎo)線可以降低衰減。
串?dāng)_,分為近端串?dāng)_(NEXT)和遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT),一般主要測量近端串?dāng)_。
特性阻抗,主要測量電阻以及電感阻抗和電容阻抗。
回波損耗,即測量傳輸線端口的反射波功率與入射波功率之比,以db為單位,它是反映信號反射性能的參數(shù)。
1、非屏蔽雙絞線
非屏蔽雙絞線(UTP)由八根不同的銅導(dǎo)線分成4對絞合在一起,成對絞合的作用是盡可能地減少電磁輻射與外部電磁干擾的影響。按其電氣特征可分為三類線、四類線、五類線、超五類線、六類線,網(wǎng)絡(luò)中常用的是五類線、超五類線、六類線,其類數(shù)的不同是根據(jù)其絞合度分的。
2、屏蔽雙絞線
如果在雙絞線的外面加上一層用金屬絲編織而成的屏蔽層,這種雙絞線稱為屏蔽雙絞線,即STP,它提高了雙絞線抗電磁干擾的能力,且價格比UTP貴一些。屏蔽雙絞線分為STP和FTP兩種屏蔽方式,前者是指每條銅線都有各自屏蔽層,后者是采用整體的屏蔽方式。
屏蔽只在整個電纜有屏蔽裝置,且兩端接地的情況下才有作用,即要求整個系統(tǒng)全部都是屏蔽器件,包括電纜、插座、連接頭和配線架等等,同時建筑物要有良好的地線系統(tǒng)。
(二)同軸電纜
同軸電纜由以里到外,中心銅線(單股實心線或多股絞合線)、絕緣層、網(wǎng)狀外導(dǎo)體屏蔽層和塑料外層四層組成,電流傳導(dǎo)與中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)體屏蔽層形成回路,其中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)體屏蔽層為同軸關(guān)系,且由于網(wǎng)狀導(dǎo)體屏蔽層的作用,使同軸電纜有很好的抗干擾特性,所以被廣泛用于傳輸較高速率的數(shù)據(jù)。
另外從用途上,同軸電纜可分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜,也稱為網(wǎng)絡(luò)同軸電纜和視頻同軸電纜。
(三)光纖
1、光纖的定義
光導(dǎo)纖維,簡稱光纖,其介質(zhì)為玻璃纖維或透明塑料,外包一層比玻璃折射率低的材料,接入光纖的光波在兩種材料上形成全反射,然后不斷地傳播下去,也就是利用光導(dǎo)纖維來傳遞光脈沖來進(jìn)行傳輸。
光波在光纖中的傳播模式與芯線和包層的相對折射率、芯線的直徑以及工作波長有關(guān),
有光脈沖時相當(dāng)于1,沒有則相當(dāng)于0,由于可見光的頻率很高,所以其傳輸帶寬大于目前所有悄然各種傳輸媒體的帶寬。
在光纖通信中,發(fā)送端采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器作為光源,在電脈沖的作用下產(chǎn)生光脈沖,接收端利用光電二極管做成光檢測器,使其檢測到光脈沖時還原出電脈沖。
2、光纖的分類
光纖可分為單模光纖和多模光纖,若光纖的直徑小到光波波長時,光纖就像一根波導(dǎo)一樣,一直向前傳播下去,這種光纖稱為單模光纖;而當(dāng)光纖中存在多條不同角度入射的光線傳輸時,這種光纖稱為多模光纖,每種光線有不同的傳播模式,其波長不同或反射路徑不同等等。
單模光纖和多模光纖對比來說,單模的纖芯很細(xì),其制造成本較高,同時單模光纖的光源要用昂貴的半導(dǎo)體激光器,但其傳輸衰耗較小;單模的光源波長比多模大些,但纖芯與包層直徑較多模小。
另外在傳輸速率為1000Mbps時,通常多模的傳輸距離只有500m左右,而單模的傳輸距離為500m到幾十千米。
光纖布線系統(tǒng)測試指標(biāo)包括最大衰減限值、波長窗口參數(shù)和回波損耗限值。
總結(jié)
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