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通訊網路/電纜

來自華夏公益教科書,開放的書籍,為開放的世界

同軸電纜是一種電纜,由圓形導線組成,周圍是絕緣間隔物,周圍是箔,周圍是圓柱形導電遮蔽,通常還包裹著最終的絕緣層。它用作高頻傳輸線,用於傳輸高頻或寬頻訊號。有時會將直流電源(稱為偏置)新增到訊號中,以供電給另一端的裝置,例如直接廣播衛星接收器。由於承載訊號的電磁場(理想情況下)僅存在於內導體和外導體之間的空間中,因此它不會受到外部電磁場的干擾或干擾。同軸電纜的自身遮蔽特性對於在寬頻載波系統、海底電纜系統、無線電和電視天線饋線以及有線電視 (CATV) 應用中成功使用至關重要。

CATV:- 在早期,有線電視被稱為社群天線電視或 CATV(現在通常被稱為“社群訪問電視”),更常見的是被稱為“有線電視”。除了將電視節目帶給全球數百萬連線到社群天線的人們外,有線電視還成為一種越來越流行的方式,可以與全球資訊網和其他新形式的多媒體資訊和娛樂服務互動。

HFC:- 混合光纖同軸系統僅使用同軸電纜進行配置。現代系統使用光纖傳輸從前端到位於附近的節點,以減少系統噪聲。同軸電纜從節點執行到使用者。光纖網路通常是星形配置,所有光纖節點光纖都終止於前端。系統的同軸電纜部分通常是幹線和分支配置。

有線網路

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隨著時間的推移,有線系統不斷發展,連線城市之間的電纜被高頻寬光纖取代。一種長距離使用光纖,到房屋使用同軸電纜的系統被稱為混合光纖同軸 (H.F.C) 系統。電光轉換器被稱為光纖節點。光纖節點可以由於光纖的高頻寬而饋送多個同軸電纜。

一條電纜可以由許多房屋共享,而在電話系統中,每個房屋都有自己的本地迴路。在廣播節目時,是否有 10 個觀眾或 10000 個觀眾實際上沒有什麼區別,但如果使用相同的電纜提供網際網路接入,則有很大區別。一個使用者可以使用其他頻寬。使用者越多,需要的頻寬就越多。有線電視行業透過拆分長電纜並將每個電纜直接連線到光纖節點來解決這個問題。從前端到每個光纖節點的頻寬是無限的,因此只要使用者不太多,情況就在控制之中。但是,隨著流量的增加,將需要更多的拆分和光纖節點。


頻譜分配

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實際上不可能嚴格地僅將有線網路用於提供網際網路連線。因此,必須有一種透過相同電纜提供網際網路和有線電視的方法。通常,有線頻道佔據 54-550 MHz 區域,其中 88-108 MHz 為 FM 無線電。每個頻道寬 6 MHz。一些現代有線電視運營商在 550 MHz 以上運營,通常達到 750 MHz,用作下行資料。上行頻道在 5-42 MHz 頻段和下行頻段的高階頻率中引入。對於下行頻道,每個 6 MHz 頻道都被獲取並使用 QAM-64(6 位)調製,因此我們得到大約 36 Mbit/s 的總流量和 27 Mbit/s 的淨流量,不包含開銷。因此,總有效下行頻寬為 200 / 6 * 27 = 891 Mbit/s。對於上行,QAM-64 由於噪聲太大和地面微波而不起作用,因此使用 QPSK 方案,該方案產生每波特 2 位,因此我們得到大約 12 Mbit/s 的總流量和 9 Mbit/s 的淨流量,不包含開銷。因此,總有效上行頻寬為 37 / 6 * 9 = 54 Mbit/s。


電纜調變解調器

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電纜調變解調器是一種裝置,使您可以將個人電腦連線到本地有線電視線路,並以約 1.5 Mbit/s 的速度接收資料。此資料速率遠遠超過流行的 28.8 和 56 kbit/s 電話調變解調器以及高達 128 kbit/s 的綜合業務數字網絡 (ISDN),並且約等於數字使用者線 (DSL) 電話服務的訂閱者可用的資料速率。電纜調變解調器可以新增到或整合到機頂盒中,為您的電視機提供網際網路接入頻道。在大多數情況下,電纜調變解調器作為有線接入服務的一部分提供,並且不是由使用者直接購買和安裝的。電纜調變解調器有兩個連線:一個連線到電纜牆壁插座,另一個連線到個人電腦或電視機的機頂盒。儘管電纜調變解調器在模擬和數字訊號之間進行調製,但它比電話調變解調器複雜得多。它可以是外部裝置,也可以整合到計算機或機頂盒中。通常,電纜調變解調器連線到計算機中的標準 10BASE-T 乙太網卡。連線到有線電視公司同軸電纜線路的所有電纜調變解調器都與本地有線電視公司辦公室的電纜調變解調器終端系統 (CMTS) 通訊。所有電纜調變解調器只能從 CMTS 接收和傳送訊號,而不能傳送到線路上的其他電纜調變解調器。某些服務透過電話而不是電纜返回上行訊號,在這種情況下,電纜調變解調器被稱為電話返回電纜調變解調器。

透過有線電視線路進行網際網路服務的實際頻寬在下載路徑上可以達到 27 Mbit/s,而反向互動響應的頻寬約為 2.5 Mbit/s。但是,由於本地提供商可能沒有連線到比 1.5 Mbit/s 的 T 載波系統更快的網際網路線路,因此更可能的資料速率將接近 1.5 Mbit/s。

ADSL 與電纜

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儘管電纜和 ADSL 非常相似,而且無法得出哪個比另一個更好的結論,但這實際上取決於具體情況。但它們之間的一些區別如下:-

1. 電纜使用同軸電纜,而 ADSL 使用普通的雙絞線,然而電纜的大部分頻寬都浪費在電視節目上。

2. 電纜使用者共享連線他們到附近伺服器的線路;ADSL 使用者共享連線他們從區域電話局到主電話局的線路。

3. ADSL 使用者幾乎不受現有使用者數量的影響,因為每個人都有一個專用的連線。而如果更多客戶訂閱電纜連線,效能就會下降。

4. 並非所有擁有電話連線的人都能獲得 ADSL,因為他離公司的終端辦公室不夠近。而如果有人有電纜並且公司提供網際網路接入,那麼他就可以獲得它。

5. ADSL 比電纜更安全。如果電纜提供商沒有雙向加密流量,任何電纜使用者都可以輕鬆地讀取透過電纜傳輸的資料包。

6. 由於電話系統比電纜更可靠,因此 ADSL 比電纜更可靠。在電纜情況下,如果一個放大器發生故障,所有下游使用者將立即被切斷。

問1. 下面的調變解調器星座圖,QPSK、QAM-16、QAM -64,在以下座標處有資料點: (1,1)、(1,-1)、(-1,1)、(-1,-1)。具有這些引數的調變解調器在 1200 bit/s 時可以實現多少 bps?

答1. 每波特有四個合法值,因此位元率是波特率的兩倍。在 1200 波特的情況下,資料速率為 2400 bit/s。

問2. 全雙工 QAM-64 調變解調器使用多少個頻率?

答2. 使用兩個頻率,一個用於上行,一個用於下行。調製方案本身只使用幅度和相位。頻率不調製。

Ques3. 一家有線電視公司決定在一個擁有 5000 戶房子的社群提供有線網際網路接入服務。該公司使用同軸電纜和頻譜分配,允許每條電纜提供 100 Mbit/s 的下行頻寬。為了吸引客戶,該公司決定保證每個房子在任何時間至少有 2 Mbit/s 的下行頻寬。描述該公司需要做些什麼才能提供這種保證。

Ans3. 對每個房子保證 2 Mbit/s 的下行頻寬意味著每條同軸電纜最多隻能容納 50 個房子。因此,有線電視公司需要將現有的電纜分成 100 條同軸電纜,並將每條電纜直接連線到光纖節點。

Ques4. 如果網路在其他方面處於空閒狀態,有線使用者可以以多快的速度接收資料?

Ans4. 即使下行通道以 27 Mbit/s 的速度工作,使用者介面幾乎總是 10 Mbit/s 乙太網。在這種情況下,無法以超過 10 Mbit/s 的速度將位元傳送到計算機。如果 PC 和有線調變解調器之間的連線是快速乙太網,則可以獲得完整的 27 Mbit/s。通常,有線運營商指定 10 Mbit/s 乙太網,因為他們不希望一個使用者佔用所有頻寬。

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