第2章:计算机网络物理层

      最后更新：2021-10-27 19:23:34 手机定位技术交流文章

      第2章 物理层

      二. 物理层基本思想

      基本概念

      • 物理层正在考虑如何进入连接各类计算机的传输媒体。传输数据比特流，而它没有提到具体的广播媒介。
      • 物理层会尽其所能去到最远的地方屏蔽消除传播和通信方式之间的区别。
      • 物理层规程通常称为物理层。规程（procedure）。

      主要任务

      确定传输介质接口的若干方面。

      • 机械特性：指定接口连接器的形式和大小、引信数量、位置、固定和锁定装置等。

      • 电器特性：界面电缆多线上已知的电压范围。

      • 特种性能：当一股电压出现在众所周知的电线上时,它意味着什么?

      • 过程特性：具体指明不同职能的许多潜在事件的发生顺序。

      2.2. 数据通信基本原理

      二.二.1 数据通讯系统模型

      源系统(或发件人、发件人)、传输系统(或传输网络)和目的地系统(或接收端、接收接收方)是数据通信系统的三个基本组成部分。

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      通信系统的一般模型

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      常用术语

      • 数据（data）- 负责传递信息的实体。

      • 信号(信号)- 数据的电子或电磁性能

        • 信号类比- 信息参数是一个连续参数。
        • 数字形式的信号- 与信件对应的参数分离。

      • 码元- 运送大量数据的基本信号装置。

        • 当使用时间字段的波形(或时间字段的简称)描述数字信号时,代表离散值的基本波形被称为代码大小。
        • 在数字通信中,一个二进制号码往往用同一符号标出,并同时间隔,而该时段内的信号被称为(二进制)代码。
          • 当弥散状态M大于2时,它被称为M引擎。

      2.2.2 一些基本宗教原则

      基本概念

      • 信道- 一种旨在向某一方向传播信息的媒介。
      • 单向通信(单工作交流)——只有一种交流方式,除非有相反的接触方向。
      • 双向交替通信(半两次通信) -- -- 来文双方都可以传递信息,但不能同时(特别是不能同时)传递信息。
      • 双向同时通信双方同时发送和接收信息的来文。

      基带信号和带通信号

      • 基带信号(基线) - 源信号。数据库信号是输出到计算机以代表各种收藏或图片文件的数据信号。
      • 调制(调整) - 中度调制是将信号源信息转换成承运人。

      常用编码方式

      • 不归零制(不返回零):不/不分别表示1和n/o。这一水平在整个密码期内保持不变。

      • 归零制: 1 的正脉冲,0 的负脉冲。

      • 曼彻斯特编码周期中心向上是0,周期中心向下是1。

      • 差分曼彻斯特编码每个中心总是有跳跃。边界的起点是零跳跃,边界的起点是没有人跳跃。

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      1 如信号波表所示,曼彻斯特代码和曼彻斯特差异代码提供的信号频率大于非零系统。 2. 非零系统本身的同步能力无法单从信号波中得出信号时钟频率(这被称为缺乏自同步能力)。此外,曼彻斯特代码 和差异曼彻斯特代码有..自同步能力。

      基本的带通调制方法

      基地带传输经常增加低频组件,甚至直接流组件,许多频道没有广播这种低频或直接流百分比。 要解决这一问题,基地带信号必须进行调控。

      基本二元主义做法如下:

      • 调幅(AM):承运人的振幅随基地的数字信号而波动。
      • 调频(FM):承载波频率随基数的数值信号而变化。
      • 调相(PM):波的起始阶段随基地的数字信号而变化。
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      正交振幅调制QAM

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      • 任何真正的信仰都不是十全十美的,信号传输可造成若干扭曲和动乱。
      • 频道尾端失去波形的速度越大,信号传送的速度越快,距离越远,或传送介质的质量越差。

      数字信号通过有形渠道传送。

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      频道密码货币的传输率在概念上受到两个因素的限制:

      • 频道可操作的频率范围 。
      • 信噪比

      频道可操作的频率范围 。

      • 单一频道可能流经的频率范围总是有限,信号中的许多高频部分经常无法通过频道进入。

      • Nyquist在1924年发表了著名讲话。奈氏准则他主动提出在完美的情况下避免这种情况发生。码间串扰,代码美元传输率的上限。

      • 理想低通信道2W鲍德是最高的代码传输率。

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        • 提议的低通信频道 最高编码速度 每个赫克斯带宽是2码 每秒。
        • Baud是波特，是码元一个港口,即传输率单位,每秒传输一个代码美元。

      • 理想带通特性信道最大代码传输速率=Wbaud

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        • 频道的最佳带带每个赫克斯带宽, 最大密码传输速率是每秒一个密码。

      结论

      在任何信道中，密码传输率有限。否则就会出现码间串扰如果有缺陷,接收人就难以对代码货币作出判断。

      如果频道的带宽更大,即能够发送的高频分数数量越多,那么速度传输码越快,如果不进行中继编码,就能够实现。

      注意

      • 真实频道的最大密码传输率远低于海王星标准中规定的最高限值。

      • 鲍德和比特是不同的概念

        • 波特是码元传输的速率单位每秒几码? 代码组的传输速度也是一样的。调制速率、波形速率或符号速率。

        • 比特是信息量的单位。

        • 设码元传输速率为RB,信息传送速率为Rb。

          二进制编码器Rs. Rs.b= RB

          R- 输入编码器, M- 输入编码器b= RBlog2M

      信噪比

      • 所有电气设备和通讯线路都含有噪音。

      • 噪音是随机产生的,其直接价值偶尔会相当大。 这使得接收端对代码的判断不准确。

      • 但是,噪音具有相对的影响。如果信号非常强烈,噪音的影响相对微乎其微。

      • 信噪比这是信号平均功率与噪音平均功率的比率。

        • 注意S/N并使用dB作为计量单位。
        • 即：dB 噪音比率= 10 log10（S/N）（dB）

      • 例如,当S/N=10时,噪音比率为10 dB;当S/N=100时,噪音比率为30 dB。

      香农公式

      • 1984年,香农利用信息理论获得一个能力受限的频道和高山噪音。极限、无差错传递信息的速度(香农公式)。

      • 频道信息传输率最高的国家是:

        ​C = W log2（1+S/N）（bit/s）

        ​其中：W频道带宽(赫兹带宽);

        ​S(a) 通过频道传送的信号的平均功率

        ​N信仰的强大力量;

        香农公式表明

        • 信息传输的最大速度越高,系统带宽越大,或其中的噪音越大。
        • 只要信息传输速度低于频道最大传输速度,就可制定实现无缝传输的解决办法。
        • 若信道带宽W或信噪比S/N没有最高限值(当然也不可能真正相信),宗教信息传递的最大速度。C也没有上限。
        • 在真实频道上可以实现的最大信息传输率大大低于香农的最大传输率。

      你怎么能做一个代码美元 随身携带更多的比特?

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      Neptune准则和香农公式在数据传输系统中的重要性

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      2.3 将介质移到物理层下

      • 传输媒体也可以称为传送媒体。在数据传输系统中,他充当发射机和接收机之间的有形联系。

      • 传输介质分为两类:

        • 导引型传输媒体电磁波通过固态介质(铜线或光纤)移动。
        • 非导引型传输媒体即电磁波通过非引导制导传输介质传输,有时被称为无线传输。
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        几个无线传输技术的频率分布

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      2.3.1 铅转移介质

      1. 双绞线

        • 最常用的传输媒体。

        • 在从几公里到10公里的距离内同时广播和数字广播时,可以使用双重扼杀。

        • 屏蔽双绞线STP（Shielded Twisted Pair）

          • 带金属屏蔽层

        • 无缝无挡板对等

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        双绞线标准

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      2. 同轴电缆

        • 共轴电缆具有极强的阻塞阻力,通常用于高速传输数据。
        • 共轴电缆的带宽由电缆的质量决定。
        • 50Ω同轴电缆——典型局域网/数字转账
        • 75Ω同轴电缆——电缆电视/同时播放的广播被广泛使用。
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      3. 光缆

        • 光纤通信的传输介质很轻。
        • 大约10个,因为可见光的极高频率。8MHz的大小导致形成一个光纤通信系统,其传输带宽大大于任何其他当代传播介质。

        光线在光纤中的折射

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        当光线从一个高度折射率高的介质定向到一个低折射率的介质时,其折射角比入口角大,因此,如果入口角足够大,就会发生完全反射,光线会从光纤下传。

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      4. 多模光纤和单模光纤

        • 多模光纤

          不同角度的灯光可以通过光纤传输,称为光纤。多模光纤

        • 单模光纤

          当光纤直径降低到波长时,只有一个光线,光纤像波向导一样,可能会在不引起无数反射的情况下向前扩散光纤。这被称为光纤。单模光纤。

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        光纤优点

        • 通信容量非常大。
        • 传输损失微乎其微,中继距离相当远。
        • 防雷和电磁干扰是有效的。
        • 不同步的干涉 绝佳的保密
        • 体积小，重量轻。

      非制导传输介质二.三.2

      • 视开放空间为“非制导传输介质”。
      • 无线通信使用多种频率。
      • 短波通信高频通信(即高频通信(高频通信)主要反映电离层,尽管短波频道通信质量差,传输率有限。
      • 微波它主要是空间直线传输。
      • 传统微波传输可以通过以下两种方式完成:
        • 地面微波接力通信
        • 卫星通信

      2.4. 应重新利用引导技术。

      复用通信技术的基本原则是(多重)、共享和共享。

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      使用频率、时间和统计

      • 通过常次分司多路一种将多常规信号分解为频率的技术,它涉及将频道可用波段破碎成非编码波段,每个波段填充一个频率波段。多频道信号在接收端用适当的过滤器隔开,这些过滤器被拆解和独立处理。

        • 当使用频率再使用方法时,所有用户同时消耗不同的带宽资源。

        频分复用示意图

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        频分复用系统原理

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      • 多重时间讨论 :这是将传输时间分成若干不重叠的时间间隔,在这种间隔中,独立的多常规信号接连发生,联合电路产生一个在同一频道播放的信号,在接收端按照同样的模式将信号分开。

        • 如果使用得当,再使用可使所有用户在不同时间使用相同的带宽。
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        • 重复使用的时间可能是对线性资源的浪费。
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        • TDM 统计:
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        • STDM特点：
          • STDM不是一个固定的时间间隔;相反,它是..按需分配时隙这会增加线路的使用量
          • 由于STDM框架中的时间间隔没有固定地分配给用户,因此必须在每个时段都可使用。用户的地址信息这将增加费用。
          • 统计时分复用又称为异步的时分复用。

      2.4.4.2 波浪再使用(WDM)

      • 海浪的再利用类似于光线的再利用。

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      重新使用二、四、三代代码* (CMM)

      • 简介

        • 多地点CDMA(守则司多处查阅)和多地点CDMA(守则司多处查阅)的编码是常用的。
        • 《对等清洁发展机制守则》是指使用经过仔细选择的不同代码种类的用户。同时,使用同样的频率波段。交流,但别妨碍对方
        • 该系统的信号非常耐受干扰,其频谱与白色噪音相似,使对手难以识别。

      • CDMA的原理

        • 清洁发展机制管理系统中的每一个人比特时间划分为m短暂的时期,称为**码片** (饼干)。m要么是64 要么128 这是一个直截了当的假设m=8。

        • 每个站被指派**一个唯一**的 m bit码片序列（chip sequence）

          • 如果发送了位数 1, 请发送您自己的位数序列 。
          • 如果传输了位元 0, 则发送序列的二进制反函数 。

        • 每个站必须比一系列的代码芯片 分配得更多各不相同，并且还必须相互正交。

      • 实例

        • 例如,S站的8位序列为001,1011。

          • 当 pit 1 被传输时, 序列 001, 1011 将被发送 。
          • 发送点 0 和序列 110 0100。

        • 为方便起见,在里面安个芯片是正常的0是负值,1是正值。。

          • S站台脚本序列:(1-1-1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1

        • 若S站信息发送率为b实数( 位数/ 秒( 位数/ 秒) )码元发送率为mbS站点同时使用的(比特/秒)频带宽度也提高到原来的m倍。

      • 码片序列的正交关系

        • 令向量S表示站S的码片向量，T指定有 mbit 长度的任何其他加密矢量。

        • 两个不同的站点的直线代码序列指向矢量S和T。规格化内积(内建项目) 一切都是零:
          S ⋅ T ≡ 1 m ∑ i = 1 m S i T i = 0 Scdot T equiv frac{1}{m} sum_{i=1}^{m}{S_iT_i} =0 S ⋅ T ≡ m 1 ​ i = 1 ∑ m ​ S i ​ T i ​ = 0

        • 任何一个密码矢量, 以及密码矢量本身三、结 论..
          S ⋅ S ≡ 1 m ∑ i = 1 m S i S i = 1 m ∑ i = 1 m S i 2 = 1 m ∑ i = 1 m ( ± 1 ) 2 = 1 Scdot S equiv frac{1}{m} sum_{i=1}^{m}{S_iS_i} =frac{1}{m} sum_{i=1}^{m}{S_i^2} = frac{1}{m} sum_{i=1}^{m}{(pm1)^2} =1 S ⋅ S ≡ m 1 ​ i = 1 ∑ m ​ S i ​ S i ​ = m 1 ​ i = 1 ∑ m ​ S i 2 ​ = m 1 ​ i = 1 ∑ m ​ ( ± 1 ) 2 = 1

        • 一个反转芯片的代码矢量 反转芯片的代码矢量。内部积聚值为 1。

      • 显示代码序列的大小

        • 矢量S等于(1-1-1+1+1+1+1+1),而矢量T等于(1-1+1+1+1+1+1+1+1+1+1-1)。
        • 使用先前计算中的矢量S和T的分数,我们可以看到S和T有一个正交叉点。

      • B. 清洁发展机制清洁发展机制管理人业务原则的概念

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      2号数字传输系统

      • 背景

        当太阳升起时,它是高速和大规模复制低速过程的理想。

      • 早期数字传输方法的主要缺陷

        • 不统一速度标准(两者不兼容)
          • 这篇文章是全球之声特别报导的一部分。
          • 这篇文章是我们对2011年巴勒斯坦抗争的特别报导的一部分。
        • 未同步传输( 同步同步)
          • 节约经费
          • 支线信号的时钟被打破,造成重复使用和分裂问题。
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      2.6.1 宽带接入技术

      2.6.1 XDSL技术

      • 简介

        • DSL就是数字用户线缩略语。 DSL X 前缀则象征着在用户线上实施的若干宽带替代品。
        • XDSL技术是当前模拟电话用户首次适应数字技术,使其能够开展宽带活动。
        • 虽然传统的模拟电话传输频谱限于300至3400千赫,但用户线路的实际信号频率仍然大于1兆赫。
        • 0-4 kHz低端频谱由XDSL技术为传统电话保留。以前未曾使用的高端频谱被留作用户使用因特网之用。

      • XDSL的几种类型

        • 非对称数字订户线:非对称数字用户线。
        • HDSL(高频数字订户线):高速数字订户线。
        • SDSL(单线 DSL):一对数字用户线。
        • VDSL(超高速DSL)是极高速数字用户线路的缩写。
        • DSL 是 ISDN 用户行 。
        • RADSL( 适应性 DSL): ADSL 的子类, 可以自动调整行速 。

      • ADSL 最大传输速率

        • ADSL有传输距离限制,**数据率以及用户线的线径** 联系很大(用户线越小,信号传输下降越大),可获得的最大数据传输率与实际用户线字母比率紧密相连。
        • 例如,0Mb/s.5公里传输距离传输速度为1.5-2.5的0.A 5毫米直径直径用户线,当传输速率上升至6.At 1Mb/s时,下降为3.7公里。
        • 如果用户线的路线缩小为0.4毫米,那么6.1Mb/s只能以2.7公里的速度转移。

      • ADSL的特点

        • 传输率从上到下各不相同(即不对称)。

          • 从用户到 ISP 的上游指针
          • 底部 ISP 到用户指示器

        • ADSL 涉及在用户行的两端安装 ADSL 调制解调器。

        • 从我国目前议程的角度来看,离散多音调这是 DMT( Discrete 多通) 调制解调器的多声学 。多载波”或“多子信道”的意思。

      • DMT技术

        • DMT调制解调器系统使用的频率再使用方法从40kHz到1.1不等。 1MHz的高端频谱已分为几个子通道,其中25个为上层通道,249个为下层通道。

        • 每个儿子都控制着4千赫(严格为4.3125千赫)带宽和数字调制解调器,使用各种载体波(即不同的音调),这类似于在几条用户线上使用大量微小调制解调器。行地传送数据。

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      • ADSL的数据率

        • 由于确切的用户行参数往往极为多样化(距离、距离、对下一个用户行的干扰程度等),ADSL使用自我调整调制解调器,让用户行以尽可能最快的速度发送数据。
        • 当打开 ADSL 时, 用户行两端的 ADSL 调制解调器将测试可用频率、 子控制器的干扰, 以及每个频率的信号传输质量 。
        • ADSL不能保证数据率稳定,低质量用户连通甚至无法使用。
        • 一般而言,下坡数据率从32 kb/s到6.Between 4Mb/s、32 kb/s和640 kb/s不等。

      • ADSL的组成

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        DSLAM (DSL 访问乘数) (用户数字线访问器)

        服务终止股

        高级培训股的简称是ATU-C(最终董事会中央办公室的C)。

        ATU-R(远程远程R)是自动传输股的缩写。

        PS 电话分隔器(POPTS拆分器)

      • 第二代ADSL

        ADSL2(G.992.3)和G.992“4”

        ADSL2+（G.992.5）

        • 通过提高调制效率例如,ADSL2要求至少8Mb/s得到直线800kb/s的支持,而ADSL2+的频谱范围从1.1MHz扩大至2.2MHz,降速最高为16Mb/s(最大传输率为25Mb/s)和800kb/s。
        • 采用了无缝速率自适应技术SRA(无缝国家行政当局)在不干扰通信或产生错误代码的情况下改变自适应的数据率。
        • 加强路线质量评价和故障定位服务对加强网络性能维护至关重要。

      • VDSL技术

        • 第一代VDSL

          • 故障率:50-55M
          • 向上移动速度:1.5-2.5MM

        • 第二代VDSL

          • 下行速率：100M
          • 最大向上速度:100米

      • 高速DSL技术的新进展

        • 短距离超高速接入

          • 在100米以内,仅铜线就达到500米的准入率。

        • 我们一直在参与公司的标准制定过程

        • 适用情况

          • 欧洲:历史结构正在得到维护,这种方法越来越受欢迎。
          • 我们的国家:新建筑是为管子分配的,对不寻常的替代物有广泛的选择。

      由两六分之六组成的光纤共轴混合网络(高频网络)。

      • 根据目前庞大的有线电视网络CATV,氟化烃(Hybrid Fiber Coax)建立了一个家庭互联网接入网络。
      • 除了CATV传输之外,HFC网络还提供电话、数据和其他宽带互动服务。
      • 目前的CATV网络是一个树顶coax电缆网络,使用模拟技术将频率重新用于单向电视传输,而HFC网络则必须转换为CATV网络。
      • 氢氟碳化物网络用光纤取代了原先的CATV网络同轴电缆主干网。
      • 在模拟光线中使用光振幅AM比数字光纤更具成本效益。
      • 从信头到信头的光纤连接实验光纤结点(自由节点),也就是说,光分配结点光纤节点上的光信号被转换成电信信号。 光纤节点下的共轴电缆在光纤节点下运行。

      氢氟碳化合物网络采用节点结构。

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      氢氟碳化物网络支持双向传输,扩大传输频谱。

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      每个家庭要安装一个用户接口盒UIB(用户接口箱)提供三种类型的连接:

      • 使用同轴电缆连接到机顶盒(设置框),然后与用户的电视机连接。
      • 使用双字符串连接用户的电视机。
      • 连接有线调制解调器到用户的 PC 。

      (可移动调制解调器)

      • 电缆调制解调器是氢氟碳化合物网络中使用的调制解调器。
      • 电缆调制解调器最重要的属性是其高传输率,下调率通常在3至10毫升/秒之间,最高为30毫升/秒,上升率一般为零.2-2毫升/秒,最高为10毫升/秒。
      • 电缆调制解调器比标准电话线上的调制解调器复杂得多,它们不是配对,而只是用户端的调制解调器。

      HFC网的特点

      • 最大的好处是:它拥有一个宽幅和有线电视网络,其覆盖面已经很广。
      • 还需要投入大量开支和努力,将现有的450兆赫电缆电视网络转换成750兆赫双向氢氟碳化合物网络(连接所有用户服务区域,而不是孤立的氢氟碳化合物网络)。
      • 电信政策还存在更多的困难,必须以协调的方式加以解决。

      2.6.3 FTTx技术

      • FTTx( 光学到..) 是一个提供宽带网络连接的计划。 字母x 代表几种东西 。
      • 光纤到家FTTH（Fiber To The Home）用户家中的光线可能是居民网络接入的最终答案。
      • 光纤到大楼FTTB（Fiber To The Building）光线穿透结构,转换成电信信号,随后通过电缆或双线传送给客户。
      • 光纤到路边FTTC（Fiber To The Curb）恒星结构的两条线可用作从路边到用户旅程结束的传输介质。
      • 光纤到小区FTTZ（Fiber To The Zone）
      • 光纤到楼层FTTF（Fiber To The Floor）
      • 光纤到办公室FTTO（Fiber To The Office）
      • 光纤到桌面FTTD（Fiber To The Desk）

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