异步时分复用用路数扩展中,对增加的路数有什么要求?

目前,很多企业在构建Intranet时,会更多的选择基于光通信网络传递信息的数字链路技术,数字链路的两种认识:
广义上:一切以数字信号传输的,并采用时分复用技术提供线路分帧能力的数据传输链路技术。比如,DDN(数字数据网)技术和卫星微波数字通信技术
狭义上:其实是数字传输链路技术的一种。对一光纤为骨干传输的,采用数字信号传输数据并使用时分复用技术提供线路分帧能力,可以承载多种传输协议并要求在传输时进行协议转换的数据传输链路技术,称为数字链路。
连接拓扑:用户设备-----协议转换器-----局端光端机(ISP光传输网络)
1、DDN是英文Digital Data
Network的缩写形式,意思是数字数据网。它是随着数据通信业务的发展而发展起来的一种新兴网络,是利用数字信道提供永久或半永久性电路,以传输数据信号为主的数据通信网络。
2、时分复用技术(time-division multiplexing, TDM,
TDMA)是将不同的信号相互交织在不同的时间段内,沿着同一个信道传输;在接收端再用某种方法,将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。这种技术可以在同一个信道上传输多路信号。
3、信号是运载消息的工具,是消息的载体。从广义上讲,它包含光信号、声信号和电信号等。
4、信道(information channels,通信专业术语)是信号的传输媒质,可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光缆等。无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道等。如果我们把信道的范围扩大,它还可以包括有关的变换装置,比如:发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等,我们称这种扩大的信道为广义信道,而称前者为狭义信道。
5、以光缆为骨干的数字链路技术所应用的是光时分复用技术(OTDM),这比DDN所应用的电时分复用技术更高效。通过时分复用技术,数字链路可以通过一条骨干线路为若干家企业提供网络服务。
6、有类无类协议的区别就在于是否支持VLSM(可变长子网mask)。有类的不发送mask,不支持VLSM,无类的反之。默认情况下无类协议和有类协议一样,在边界路由器上自动进行汇总(OSPF不在边界自动汇总);而无类协议可以关闭这个该死的自动汇总功能,改用手工方式进行汇总。
7、G.703是将DCE(数字通信设备)连接到数据高速同步通信服务的建议。G.703接口通过四线物理接口进行通信,包括从64Kbps到2.048Mbps的速率。G.703也支持特殊数据恢复特征,这使它非常适合于高速串行通信。V.35是通用终端接口的规定,其实V.35是对60-108kHz群带宽线路进行48Kbps同步数据传输的调制解调器的规定,其中一部分内容记述了终端接口的规定。
8、POS(Packet Over SONET/SDH,SONET/SDH上的分组)是一种应用在城域网及广域网中的技术,它具有支持分组数据,如IP分组的优点。POS使用SONET作为物理层协议,在HDLC(High-level
Data Link Control,高级数据链路控制)帧中封装分组业务,使用PPP作为数据链路层的链路控制,IP分组业务则运行在网络层。
9、协议转换器也就是网关,它能使处于通信网上采用不同高层协议的主机仍然互相合作,完成各种分布式应用。它工作在传输层或更高. 我们现有的协议转换器主要分为E1/以太网系列和E1/V.35系列. 协议转换器是一种将以太网信号或V.35信号转换为E1信号,以E1信号形式在同步/准同步数字网上进行长距离传输的设备.主要目的是为了延长以太网信号和V.35信号的传输距离,是一种网络接入设备.
10、光端机是将多个E1(一种中继线路的数据传输标准,通常速率为2.048Mbps,此标准为中国和欧洲采用)信号变成光信号并传输的设备(它的作用主要就是实现电-光和光-电转换)。光端机根据传输E1口数量的多少,价格也不同。一般最小的光端机可以传输4个E1,目前最大的光端机可以传输4032个E1。
11、CIDR(无类型域间选路,Classless Inter-Domain
Routing)是一个在Internet上创建附加地址的方法,这些地址提供给服务提供商(ISP),再由ISP分配给客户。CIDR将路由集中起来,使一个IP地址代表主要骨干提供商服务的几千个IP地址,从而减轻Internet路由器的负担。所有发送到这些地址的信息包都被送到如MCI或Sprint等ISP。
CIDR 对原来用于分配A类、B类和C类地址的有类别路由选择进程进行了重新构建。CIDR用 13-27位长的前缀取代了原来地址结构对地址网络部分的限制(3类地址的网络部分分别被限制为8位、16位和24位)。在管理员能分配的地址块中,主机数量范围是32-500,000,从而能更好地满足机构对地址的特殊需求。
CIDR 地址中包含标准的32位IP地址和有关网络前缀位数的信息。以CIDR地址222.80.18.18/25为例,其中“/25”表示其前面的之中的前25位代表网络部分,其余位代表主机部分。
CIDR建立于“超级组网”的基础上,“超级组网”是“子网划分”的派生词,可看作子网划分的逆过程。子网划分时,从地址主机部分借位,将其合并进网络部分;而在超级组网中,则是将网络部分的某些位合并进主机部分。这种无类别超级组网技术通过将一组较小的无类别网络汇聚为一个较大的单一路由表项,减少了Internet路由域中路由表条目的数量。
12、点对点隧道协议(PPTP: Point to Point Tunneling
Protocol0)是一种支持多协议虚拟专用网络的网络技术。通过该协议,远程用户能够通过 Microsoft操作系统以及其它装有点对点协议的系统安全访问公司网络,并能拨号连入本地
ISP,通过 Internet 安全链接到公司网络。
PPTP协议假定在PPTP客户机和PPTP服务器之间有连通并且可用的IP网络。因此如果PPTP客户机本身已经是IP网络的组成部分,那么即可通过该IP网络与PPTP服务器取得连接;而如果PPTP客户机尚未连入网络,譬如在Internet拨号用户的情形下,PPTP客户机必须首先拨打NAS以建立IP连接。这里所说的PPTP客户机也就是使用PPTP协议的VPN客户机,而PPTP服务器亦即使用PPTP协议的VPN服务器。
  PPTP 只能通过 PAC 和 PNS
来实施,其它系统没有必要知道 PPTP。拨号网络可与 PAC 相连接而无需知道 PPTP。标准的 PPP 客户机软件可继续在隧道 PPP 链接上操作。
  PPTP 使用 GRE 的扩展版本来传输用户 PPP 包。这些增强允许为在 PAC 和 PNS
之间传输用户数据的隧道提供低层拥塞控制和流控制。这种机制允许高效使用隧道可用带宽并且避免了不必要的重发和缓冲区溢出。PPTP
没有规定特定的算法用于低层控制,但它确实定义了一些通信参数来支持这样的算法工作。PPTP控制连接数据包包括一个IP报头,一个TCP报头和PPTP控制信息
  第二层转发协议(L2F:Level 2 Forwarding protocol)用于建立跨越公共网络(如因特网)的安全隧道来将
POP连接到企业内部网关。这个隧道建立了一个用户与企业客户网络间的虚拟点对点连接。
第二层转发协议(L2F)允许高层协议的链路层隧道技术。使用这样的隧道,使得把原始拨号服务器位置和拨号协议连接终止与提供的网络访问位置分离成为可能。
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数字通信原理2013-第4章 时分多路复用及pcm30-32路系统
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数字通信原理2013-第4章 时分多路复用及pcm30-32路系统
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摘要: 多路复用是把两个以上的单独信号合并起来。同时在一条通信线路上进行传输。多路复用的方法很多,这里主要介绍频分多路复用、时分多路复用和统计时分多路复用三种方法。 首先介绍频分多路复用,简称FDM,频分多路复用是把每个要传输的 ...
多路复用是把两个以上的单独信号合并起来。同时在一条通信线路上进行传输。多路复用的方法很多,这里主要介绍频分多路复用、时分多路复用和统计时分多路复用三种方法。
首先介绍频分多路复用,简称FDM,频分多路复用是把每个要传输的信号以不同的载波频率进行调制,然后在传输介质上进行传输,这样在传输介质上就可以同时传输许多路信号。之前介绍的宽带信号主要的实现方法就是频分多路复用。
其次介绍时分多路复用,时分多路复用利用每个信号在时间上交叉,可以在一个传输通路上传输多个数字信号。时分多路复用 的特点是每个信号都是基带信号,通过轮流使用时隙,实现多路复用。
最后介绍统计时分多路复用,统计时分多路复用是在时分多路复用基础上,动态按需分配时隙。多路复用还有波分、码分等方法,请同学们查阅资料进行了解。
波分复用WDM是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术;在接收端,经解复用器(亦称分波器或称去复用器,Demultiplexer)将各种波长的光载波分离,然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术,称为波分复用。&&
在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息,称为光波分复用技术,简称WDM。
光波分复用包括频分复用和波分复用
光频分复用(FDM)技术和光波分复用(WDM)技术无明显区别,因为光波是电磁波的一部分,光的频率与波长具有单一对应关系。通常也可以这样理解,光频分复用指光频率的细分,光信道非常密集。光波分复用指光频率的粗分,光信道相隔较远,甚至处于光纤不同窗口。
光波分复用一般应用波长分割复用器和解复用器(也称合波/分波器)分别置于光纤两端,实现不同光波的耦合与分离。这两个器件的原理是相同的。
波分复用器
光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介质膜型,光栅型和平面型四种
光波分复用器充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。
具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。
对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。
由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。
有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。
由于多路载波的光波分复用对光发射机、光接收机等设备要求较高,技术实施有一定难度,同时多纤芯光缆的应用对于传统广播电视传输业务未出现特别紧缺的局面,因而WDM的实际应用还不多。但是,随着有线电视综合业务的开展,对网络带宽需求的日益增长,各类选择性服务的实施、网络升级改造经济费用的考虑等等,WDM的特点和优势在CATV传输系统中逐渐显现出来,表现出广阔的应用前景,甚至将影响CATV网络的发展格局。
在模拟载波通信系统中,通常采用频分复用方法提高系统的传输容量,充分利用电缆的带宽资源,即在同一根电缆中同时传输若干个信道的信号,接收端根据各载波频率的不同,利用带通滤波器就可滤出每一个信道的信号。同样,在系统中也可以采用光的频分复用的方法来提高系统的传输容量,在接收端采用解复用器(等效于光带通滤波器)将各信号光载波分开。由于在光的频域上信号频率差别比较大,一般采用波长来定义频率上的差别,该复用方法称为波分复用。
WDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源,根据每一信道光波的频率(或波长)不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器)将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端,再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。将两个方向的信号分别安排在不同波长传输即可实现双向传输。根据波分复用器的不同,可以复用的波长数也不同,从2个至几十个不等,一般商用化是8波长和16波长系统,这取决于所允许的光载波波长的间隔大小。
WDM本质上是光频上的频分复用FDM技术,每个波长通路通过频域的分割实现。每个波长通路占用一段光纤的带宽,与过去同轴电缆FDM技术不同的是:(1)传输媒质不同,WDM系统是光信号上的频率分割,同轴系统是电信号上的频率分割利用。(2)在每个通路上,同轴电缆系统传输的是模拟信号4KHz语音信号,而WDM系统目前每个波长通路上是数字信号SDH2.5Gb/s或更高速率的数字系统。
WDM技术具有很多优势,得到快速发展。可利用光纤的带宽资源,使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍;多波长复用在单模光纤中传输,在大容量长途传输时可大量节约光纤;对于早期安装的电缆,芯数较少,利用波分复用无需对原有系统作较大的改动即可进行扩容操作;由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立,因而可以传输特性完全不同的信号,完成各种电信业务信号的综合与分离,包括数字信号和模拟信号,以及PDH信号和SDH信号的综合与分离;波分复用通道对数据格式透明,即与信号速率及电调制方式无关。
一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号,如ATM、IP等;在网络扩充和发展中,是理想的扩容手段,也是引入宽带新业务(例如CATV、HDTV和B-ISDN等)的有利手段,增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量;利用WDM技术实现网络交换和恢复,从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络;在国家骨干网的传输时,EDFA的应用可以减少长途干线系统SDH中继器的数目,从而减少成本。
以WDM技术为基础的具有分插复用和交叉连接功能的光传输网具有易于重构、良好的扩展性等优势,已成为未来高速传输网的发展方向,很好的解决下列技术问题有利于其实用化。
WDM是一项新的技术,其行业标准制定较粗,因此不同商家的WDM产品互通性极差,特别是在上层的网络管理方面。为了保证WDM系统在网络中大规模实施,需保证WDM系统间的互操作性以及WDM系统与传统系统间互连、互通,因此应加强光接口设备的研究。
WDM系统的网络管理,特别是具有复杂上/下通路需求的WDM网络管理不是很成熟。在网络中大规模采用需要对WDM系统进行有效网络管理。例如在故障管理方面,由于WDM系统可以在光通道上支持不同类型的业务信号,一旦WDM系统发生故障,操作系统应能及时自动发现,并找出故障原因;目前为止相关的运行维护软件仍不成熟;在性能管理方面,WDM系统使用模拟方式复用及放大光信号,因此常用的比特误码率并不适用于衡量WDM的业务质量,必须寻找一个新的参数来准确衡量网络向用户提供的服务质量等。
一些重要光器件的不成熟将直接限制光传输网的发展,如可调谐激光器等。通常光网络中需要采用4~6个能在整个网络中进行调谐的激光器,但目前这种可调谐激光器还很难商用化。
综上,介绍了波分复用,波分复用技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源,根据每一信道光波的频率(或波长)不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器)将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。
码分复用,CDM,用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号。采用同一波长的扩频序列,频谱资源利用率高,与WDM结合,可以大大增加系统容量。频谱展宽是靠与信号本身无关的一种编码来完成的。称频谱展宽码为特征码或密钥,有时也称为地址码。
码分复用是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式,主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术,包括无线和有线接入。例如在多址蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的,一个信道只容纳1个用户进行通话,许多同时通话的用户,互相以信道来区分,这就是多址。系统是一个多信道同时工作的系统,具有广播和大面积覆盖的特点。在移动通信环境的电波覆盖区内,建立用户之间的无线信道连接,是无线多址接入方式,属于多址接入技术。联通CDMA(Code Division Multiple Access)就是码分复用的一种方式,称为码分多址,此外还有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和同步码分多址(SCDMA)。
码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码,利用公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性,以区别地址,而在频率、时间和空间上都可能重叠。也就是说,每一个用户有自己的地址码,这个地址码用于区别每一个用户,地址码彼此之间是互相独立的,也就是互相不影响的,但是由于技术等种种原因,我们采用的地址码不可能做到完全正交,即完全独立,相互不影响,所以称为准正交,由于有地址码区分用户,所以我们对频率、时间和空间没有限制,在这些方面他们可以重叠。
利用多个掩码序列的其中一个对多个符号流的每一个进行编码,该已掩码的符号流被组合以形成码分复用(CDM)信号,并且利用另一个掩码序列该CDM信号被进一步地进行掩码,用于与一个和多个附加的信号进行码分复用,以发送到远程站。
在另一个实施例中,根据经掩码的符号流形成了多个CDM信号,并且所述多个CDM信号在进一步进行掩码之前被时分复用(TDM)。在其它实施例中,解掩码和解复用被执行来恢复一个或多个符号流。也提出了其它不同的方面。这些方面具有的优点有:提供了对反向链路容量的有效利用,适应诸如低时延、高吞吐量或者不同服务质量这样的变化的需求,并且减小了提供这些优点的前向和反向链路开销,这样就避免了干扰过多和容量增加。
码分多路复用也是一种共享信道的方法,每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信,但使用的是基于码型的分割信道的方法,即每个用户分配一个地址码,各个码型互不重叠,通信各方之间不会相互干扰,且抗干拢能力强。码分多路复用技术主要用于无线通信系统,特别是移动通信系统。它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性以及减少干扰对通信的影响,而且增大了通信系统的容量.笔记本或个人数字助理(PersonalDataAssistant,PDA)以及掌上电脑(HandedPersonalCOmputer,HPC)等移动性计算机的联网通信就是使用了这种技术。
CDMA是采用数字技术的分支——扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术,它是在FDM和TDM的基础上发展起来的。FDM的特点是信道独占,而时间资源共享,每一子信道使用的频带互不重叠;TDM的特点是独占时隙,而信道资源共享,每一个子信道使用的时隙不重叠;CDMA的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输,它在信道与时间资源上均为共享,因此,信道的效率高,系统的容量大。
CDMA的技术原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码(PN)进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去;接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。CDMA码分多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等,正受到越来越多的运营商和用户的青睐。
同步码分多址(SCDMA,Synchrnous Code DivisionMultiplexing Access)指伪随机码之间是同步正交的,既可以无线接入也可以有线接入,应用较广泛。广电HFC网中的CM与CMTS的通信中就用到该项技术,例如美国泰立洋公司(Terayon)和北京凯视通电缆电视宽带接入,结合ATDM(高级时分多址)和SCDMA上行信道通信(基于DOCSIS2.0或Eruo DOCSIS2.0)。
中国第3代移动通信系统也采用同步码分多址技术,它意味着代表所有用户的伪随机码在到达基站时是同步的,由于伪随机码之间的同步正交性,可以有效地消除码间干扰,系统容量方面将得到极大的改善,它的系统容量是其他第3代移动通信标准的4~5倍。
综上,介绍了码分复用,码分复用是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式,主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术,包括无线和有线接入。
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