dslam（帶你輕松讀懂物理層與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)）

一圖看懂?dāng)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型：

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

傳輸系統(tǒng)可以是簡(jiǎn)單的傳輸線，也可以是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

問(wèn)：根據(jù)上圖，數(shù)據(jù)是怎么傳輸?shù)模?/p>

答：先把消息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字比特流，通過(guò)數(shù)字比特流和信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳輸。傳輸是靠物理層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

問(wèn)：什么是消息？

答：如話音、文字、圖像、視頻等都是消息。通信的目的是傳送消息(message)。

問(wèn)：什么是數(shù)據(jù)(data)？

答：數(shù)據(jù)通常是有意義的符號(hào)序列，是運(yùn)送消息的實(shí)體，可用計(jì)算機(jī)處理或產(chǎn)生。

問(wèn)：什么是信號(hào)？

答：是數(shù)據(jù)的電氣或電磁的表現(xiàn)。

問(wèn)：信號(hào)有哪些類型？

答：根據(jù)信號(hào)中代表消息的參數(shù)的取值方式不同，可分為：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。

問(wèn)：什么是模擬信號(hào)？

答：模擬信號(hào)或連續(xù)信號(hào)，代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。上圖中，用戶家中的調(diào)制解調(diào)器到電話端局之間的用戶線上傳送的就是模擬信號(hào)。

問(wèn)：什么是數(shù)字信號(hào)？

答：數(shù)字信號(hào)或離散信號(hào)，代表消息的參數(shù)的取值是離散的。上圖中，用戶家中的PC到調(diào)制解調(diào)器之間，或在電話網(wǎng)中繼線上傳送的就是數(shù)字信號(hào)。

問(wèn)：什么是用戶線和中繼線？

答：一圖看懂，如下圖：

問(wèn)：上文開(kāi)頭講到的物理層，它的存在主要是解決什么問(wèn)題？

答：物理層的意義：在傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流。

問(wèn)：怎樣才能在傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流？

答：需要解決兩個(gè)任務(wù)：

一、確定與傳輸媒體的接口有關(guān)的一些特性；

二、轉(zhuǎn)換傳輸方式。

問(wèn)：傳輸媒體有哪些？

答：主要分有線和無(wú)線。有線的如架空明線、雙絞線、對(duì)稱電纜、同軸電纜、光纜；無(wú)線的指各種波段的無(wú)線信道。

問(wèn)：與傳輸媒體的接口有關(guān)的特性有哪些？

答：有四個(gè)特性：機(jī)械特性、電氣特性、功能特性、過(guò)程特性。

問(wèn)：機(jī)械特性指的是什么？

答：嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，指明接口所用接線器的形狀和尺寸，引腳數(shù)目和排列，固定和鎖定裝置，等等。平時(shí)常見(jiàn)的各種規(guī)格的接插件都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定。

問(wèn)：電氣特性指的是什么？

答：電壓的范圍，指明在接口電纜的各條線路上出現(xiàn)的電壓范圍。

問(wèn)：功能特性指的是什么？

答：電壓表示何種意義，指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。

問(wèn)：過(guò)程特性指的是什么？

答：事件的出現(xiàn)順序，指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。

問(wèn)：數(shù)據(jù)的傳輸方式有哪些？

答：并行傳輸和串行傳輸。數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中多采用并行傳輸方式，但數(shù)據(jù)在通信線路（傳輸媒體）上的傳輸方式一般都是串行傳輸（這是出于經(jīng)濟(jì)上的考慮），即逐個(gè)比特按照時(shí)間順序傳輸。

問(wèn)：物理層的協(xié)議有哪些？

答：用于物理層的協(xié)議也常稱為物理層規(guī)程(procedure)。其實(shí)物理層規(guī)程就是物理層協(xié)議。具體的物理層協(xié)議種類較多。這是因?yàn)槲锢磉B接的方式很多，而傳輸媒體的種類也非常之多。

問(wèn)：物理連接方式有哪些？

答：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多點(diǎn)連接、廣播連接。

問(wèn)：什么是寬帶？

答：指的是傳輸速率大，目前“寬帶”尚無(wú)統(tǒng)一的定義。有人認(rèn)為只要接入到因特網(wǎng)的速率遠(yuǎn)大于56kb/s就是寬帶。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC認(rèn)為只要雙向速率之和超過(guò)200kb/s就是寬帶。也有人認(rèn)為數(shù)據(jù)率要達(dá)到1Mb/s以上才能算是寬帶。

問(wèn)：寬帶接入媒體有哪些？

答：寬帶接入的媒體主要分為兩大類：有線寬帶和無(wú)線寬帶。

問(wèn)：什么是寬帶接入技術(shù)？

答：用戶要連接到因特網(wǎng)，必須先連接到某個(gè) ISP ，以便獲得上網(wǎng)所需的 IP 地址。寬帶接入技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)連接到因特網(wǎng)的技術(shù)。

問(wèn)：在早期，用戶是通過(guò)什么接入 ISP 的？

答：在因特網(wǎng)的發(fā)展初期，用戶都是利用電話的用戶線通過(guò)調(diào)制解調(diào)器連接到ISP的，經(jīng)過(guò)多年的努力，從電話的用戶線接入到因特網(wǎng)的速率最高只能達(dá)到56kb/s。

問(wèn)：寬帶接入技術(shù)有哪些？

答：ADSL技術(shù)、HFC網(wǎng)、FTTx技術(shù)。

問(wèn)：什么是ADSL技術(shù)？

答：非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)技術(shù)是用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話用戶線進(jìn)行改造，使它能夠承載寬帶數(shù)字業(yè)務(wù)。

問(wèn)：為什么叫非對(duì)稱？

答：由于用戶在上網(wǎng)時(shí)主要是從因特網(wǎng)下載各種文檔，而向因特網(wǎng)發(fā)送的信息量一般都不太大，因此ADSL的下行（從ISP到用戶）帶寬都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上行（從用戶到ISP）帶寬。“非對(duì)稱”這個(gè)名詞就是這樣得出的。

問(wèn)：基于 ADSL 的接入網(wǎng)的組成？

答：如圖

基于 ADSL 的接入網(wǎng)的組成

ATU：ADSL調(diào)制解調(diào)器又稱為接入端接單元 ATU（Access Termination Unit）。

ATU-C：C代表端局（Central Office）。

ATU-R：R代表遠(yuǎn)端（Remote）。

DSLAM：DSL Access Multiplexer，數(shù)字用戶線接入復(fù)用器 。

電話分離器：電話分離器是無(wú)源的，它利用低通濾波器將電話信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分開(kāi)。

ADSL調(diào)制解調(diào)器，ATU-R：

ADSL調(diào)制解調(diào)器

電話分離器，有三個(gè)RJ-11插口：

電話分離器

問(wèn)：ADSL的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)？

答：優(yōu)勢(shì)，ADSL最大的好處就是可以利用現(xiàn)有電話網(wǎng)中的用戶線，不需要重新布線。劣勢(shì)，雖然ADSL很受居民用戶歡迎，但ADSL并不適合于企業(yè)。這是因?yàn)槠髽I(yè)往往需要使用上行信道發(fā)送大量數(shù)據(jù)給許多用戶。

問(wèn)：什么是 HFC 網(wǎng)？

答：光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng), HFC是Hybrid Fiber Coax的縮寫(xiě)）是在目前覆蓋面很廣的有線電視網(wǎng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng)，除可傳送電視節(jié)目外，還能提供電話、數(shù)據(jù)和其他寬帶交互型業(yè)務(wù)。

問(wèn)：HFC 的特點(diǎn)

答：為了提高傳輸?shù)目煽啃院碗娨曅盘?hào)的質(zhì)量，HFC網(wǎng)把原有線電視網(wǎng)中的同軸電纜主干部分改換為光纖（圖2-23）。光纖從頭端連接到光纖結(jié)點(diǎn)(fiber node)。在光纖結(jié)點(diǎn)光信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過(guò)同軸電纜傳送到每個(gè)用戶家庭。

問(wèn)：什么是 FTTx 技術(shù)？

答：光纖到戶 FTTH（Fiber To The Home），就是把光纖一直鋪設(shè)到用戶家庭。只有在光纖進(jìn)入用戶的家門后，才把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。這樣做就可以使用戶獲得最高的上網(wǎng)速率。FTTx，表示Fiber To The…。這里字母x可代表不同的光纖接入地點(diǎn)。實(shí)際上，F(xiàn)TTx就是把光電轉(zhuǎn)換的地方，從用戶家中（這時(shí)x就是H），向外延伸到離用戶家門口有一定距離的地方。

問(wèn)：FTTx 都有哪些類型？

答：FTTC、FTTZ、FTTB、FTTF、FTTO、FTTD…… FTTC（光纖到路邊，C表示Curb）、FTTZ（光纖到小區(qū)，Z表示Zone）、FTTB（光纖到大樓，B表示Building）、FTTF（光纖到樓層，F(xiàn)表示Floor）、FTTO（光纖到辦公室，O表示Office）、FTTD（光纖到桌面，D表示Desk），等等。