1、現代通信概論現代通信概論現代通信概論現代通信概論 第三章第三章 程控交換程控交換3.1 基本概念電話交換技術的由來電話交換技術的由來如果有多個用戶時，為保證任意兩個用戶間都能通話，很自然我們會想到每兩個用戶用一對線路連起來。 在用戶分布的密集中心，安裝一個設備，這好比是一個開關接點，平時是打開的，當任意兩個用戶之間需要通話時，設備就把連接兩個用戶的電話線接通。 用戶多的時候怎么辦用戶多的時候怎么辦?電話交換技術的發展電話交換技術的發展1、人工電話交換 2、機電式自動電話 3、電子交換 布線邏輯控制 存儲程序控制 程控交換機特點及技術動向程控交換機特點及技術動向1、 能靈活方便地向用戶提供眾多的

2、服務功能 2、 工作穩定可靠和便于自動維護3、 便于采用公共信令4、 便于向綜合業務數字網方向發展5、 體積小、重量輕、功耗低6、 發展方向：集成模塊化、分散控制 共路信令、綜合信息交換 同步時分交換異步時分交換 電交換-光交換 窄帶寬帶 程控交換機的服務性能程控交換機的服務性能播放有關的紀錄片 數字程控交換機（時間約8分鐘）將在站點上提供音像文件下載！ 3.2 程控數字交換基本原理1、關鍵特征： 采用數字交換網絡 網中傳送與交換的是數字信息2、主要任務： 實現用戶間話路的接續3、基本構成： 控制設備（CPU+存儲器+I/O設備） 話路設備（用戶線接口電路+交換 網絡+中繼線接口電路） 4、交

3、換方式： 時隙交換特點：時隙內容的搬移 可提高出入線時隙數實現擴展容量 適于容量小的交換復用線交換（空分交換）特點：多條輸入/輸出復用線 空分復用+時分復用 適于容量大的交換網絡信信 令令 系系 統統信令的概念： 在通信網中，把用戶與設備、設備與設備以及設備與用戶之間為建立通道和拆除通道而傳遞的信號以及用于管理、維護和統計等方面信息統稱為信令。 信令系統： 各種信令方式和信令設備構成了通信網的信令系統。信令分類： 按工作區域劃分： 用戶線信令、局間信令和交換機內部信令按傳遞方向劃分： 前向信令、后向信令按功能劃分： 監視信令、選擇信令和維護管理信令按傳遞路徑劃分 隨路信令、公共信道信令 3.3

4、 呼叫接續過程以打電話的通常過程來描述一次成功的通話信令的傳遞過程見圖3.111 呼出接續 掃描狀態摘機記錄查明類別空閑 選擇撥號音分配存儲2 接受撥號 主叫撥號停止送音存儲號碼位數 判斷3 號碼分析 呼叫類型分析限制權限占用示忙4 選擇通路 中繼路由5 被叫振鈴 被叫振鈴主叫回鈴監測狀態6 應答監視 摘機切斷鈴音啟動計費接通路 由監測掛機7 話終釋放 釋放通路停止計費示閑忙音3.4 程控交換機基本原理用戶電路用戶電路 模擬話機與數字交換機接口，BORSCHT七大功能B Battery Feedingattery Feeding 向用戶話機饋電 O Overvoltagevervoltage

5、Protection Protection過壓保護R Ringing inging 振鈴 S Sipervisionipervision 監視用戶線變化C Codecodec&filters&filters 編譯碼和濾波Hybrid circuit 二/四線轉換 Test 用戶線與用戶電路測試 用戶集線器用戶集線器 話務量集中，即一個簡單的數字交換網數字用戶電路數字用戶電路 數字用戶終端與交換機接口。碼型變換/回波消除/均衡/信令插入提取/多路復用與分路 中繼接口中繼接口 數字交換網絡與局間中繼間的接口電路信號設備信號設備 多頻信號收發器、信號音發生器和共路信號部件的總和 撥號

6、信息可以由直流脈沖或多頻信號來表示。雙音頻信號主要用于用戶環路，基本思想是用一高一低兩個不同頻率信號的組合來表示字符或數字，雙音頻信號是兩個正弦波信號的疊加，選定兩個頻率f1和f2后很容易得到這種信號的數學表達式：A*sin(2*Pi*f1*t)+A*sin(2*Pi*f2*t)。雙音頻信號收發器來檢測這個頻率，然后解釋成用戶的號碼。 介紹介紹DTMFDTMF原理：原理：現代通信概論現代通信概論現代通信概論現代通信概論 第四章第四章 數據通信數據通信4.1 基本概念關于數據通信數據通信定義的解釋:l 是以傳輸數據為業務的一種通信方式l 是計算機和通信相結合的產物l 是計算機與計算機，計算機與終

7、端以及終端 與終端之間的通信；l 是按照某種協議連接信息處理裝置和數據傳輸裝置，進行數據的傳輸及處理。 數據通信特點數據通信特點 (1)數據通信是人機或機機通信，計算機直 接參與通信是數據通信的重要特征； (2)數據傳輸的準確性和可靠性要求高； (3)傳輸速率高，要求接續和傳輸響應時間快； (4)通信持續時間差異大； (5)靈活的接口功能滿足各種計算機和終端間的 通信。數據通信系統模型數據通信系統模型數據信號傳輸的基本形式數據信號傳輸的基本形式1、基帶信號傳輸、基帶信號傳輸2、頻帶信號傳輸、頻帶信號傳輸3、寬帶信號傳輸、寬帶信號傳輸4、數據數據傳輸、數據數據傳輸4.2 差錯控制1為什么數據通信

8、中的可靠性要求要高？ 2數據通信系統中可能產生差錯的原因？ 3提高可靠性，降低誤碼率的途徑 ？ 差錯控制的基本方式差錯控制的基本方式010011110111100001000101檢差糾錯的基本原理檢差糾錯的基本原理差錯編碼的分類差錯編碼的分類 差 錯 控 制 編 碼 非 線 性 碼 卷 積 碼 卷 宗 線 性 碼 分 組 碼 非 循 環 碼 糾 突 發 錯 誤 碼 循 環 碼 糾 隨 機 錯 誤 碼 糾 隨 機 突 發 錯 誤 碼 糾 同 步 錯 誤 碼圖 7 - 3 差 錯 控 制 編 碼 分 類 間 的 關 系 4.3 數據交換方式 電路交換 報文交換 數據報 交換方式 分組交換 信息交

9、換 虛電路 幀中繼 快速分組交換 信元中繼 1、電路交換(Circuit Switching) 2、報文交換(Message Switching) 3、分組交換(Packet Switching) 4、快速交換(Fast Switching) 三種交換方式的事件順序三種交換方式的事件順序呼叫請求呼叫應答數數據據ABCD分組分組1分組分組2分組分組3報文報文ABCDABCD尋路延遲排隊延遲電路交換電路交換報文交換報文交換分組交換分組交換 4.4 物理層接口物理層功能：物理層功能： 物理層定義了為激活、保持和關閉物理連接所應提供的關于機械的、電氣的、功能的和規程的特性及手段，通過合理的中間系統給數

10、據鏈路層的實體之間進行傳輸提供了保證。 物理層功能實現：物理層功能實現： 1、在DTE和DCE接口處提供數據連接。2、在設備間提供控制信號和時鐘信號，用以同步數據流和規定比特傳輸速率。3、提供機械連接器，以完成匹配。 對于物理層協議的研究，通常從對于物理層協議的研究，通常從機械、機械、電氣、功能與規程電氣、功能與規程四大特性入手。四大特性入手。 機械特性機械特性 描述DCE和DTE之間連接器管腳蓮縣，插頭插座等電氣特性電氣特性 描述DCE和DTE之間導線的連接方式，發送接收器電氣特性以及電纜連接功能特性功能特性 每條導線的特定作用，即插針的交換電路功能規程特性 定義各種接口電路之間的相互關系和

11、操作要求。 4.5 數據鏈路層協議鏈路和數據鏈路是等同的概念么？“鏈路”是指一條無源的點到點物理線路段，中間不存在交換節點；“數據鏈路”則是指除了具備一條物理線路外，還必須有一些必要的規程來控制這些數據的傳輸。數據鏈路就是把實現這些規程的硬件和軟件加到鏈路上之后的總和。 數據鏈路層功能：數據鏈路層功能： 數據鏈路層的功能是保證在不太可靠的物理鏈路上實現可靠的數據傳輸。 數據鏈路層功能實現：數據鏈路層功能實現：（1）鏈路管理 解決鏈路建立、拆除和數傳 維持，控制數據傳輸方向（2）信息傳輸 正確收發和識別信息幀（3）流量與差錯控制 糾措檢錯機制（4）異常情況處理 規程要解決的問題：數據編碼格式、傳

12、輸控制字符、報文格式、呼叫應答方式、差錯控制、通信方式、同步方式、信息傳輸速率等。 面向字符型面向字符型： 依靠特殊含義的字符來界定用戶信息及整個信息交換過程。 傳輸的基本單位是字符 控制信息采用專用控制字符 差錯控制ARQ方式 信息編碼ASCII碼 報文格式見圖4.27。數據鏈路規程分析數據鏈路規程分析面向比特型面向比特型： 傳輸基本單位是比特 連續發送方式 可靠的CRC校驗 同步方式傳送 透明性好 數據信息和控制信息格式統一 幀格式見圖4.31現代通信概論現代通信概論現代通信概論現代通信概論 第五章第五章 光纖通信光纖通信5.1 光纖通信概述1光纖是什么？光纖中傳輸的是什么？ 2為什么光纖

13、可以用來做通信介質？ 3多模和單模光纖有什么特點？1光纖是什么？光纖中傳輸的是什么？ 高密度多芯光纜剖面結構(只作了解無需掌握)芯芯封套封套外套加強芯光纖光纖外鞘外鞘加強芯加強芯光纖束光纖束l l光從一種介質入射到另一種介質時會產生折光從一種介質入射到另一種介質時會產生折射。折射量取決于兩種介質的折射率。射。折射量取決于兩種介質的折射率。當當入射入射角角臨界值臨界值時時產生全反射，不會泄漏。產生全反射，不會泄漏。 l l光纖：纖芯光纖：纖芯-折射率高、玻璃包層折射率高、玻璃包層-折射率低折射率低2為什么光纖可以用來做通信介質？ l 以光波作為傳輸載體,頻率高,能承載的信息量大l 光纖作為傳輸介

14、質 隨處可見的原材料l 通信容量大l 中繼距離長,損耗低l 免除了電磁場干擾和抗腐蝕抗核幅射, 絕緣l 重量輕3多模和單模光纖有什么特點？5.2 光纖通信系統組成光發射器光發射器光中繼器光中繼器光接收器光接收器光纖光纖基本工作原理基本工作原理: 采用電脈沖信號對光載頻進行數字調制，即直接利用電信號驅動光源，使產生的光強隨電信號的變化而變化.或改變光波的可探測性質.工作過程工作過程: 1 電端機輸出電脈沖信號,調制光發射機的半導體光源2 光信號以一定角度入射,傳輸到對端3 接收機光檢測器通過定時再生還原電脈沖信號4 為解決衰減問題加中繼器(放大再生,光電光) DWDMDWDM技術的產生技術的產生

15、DWDM技術指在當前1.55m波段密集放置更多信道，在發送端采用光復用器（合波器）將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳播。在接收端，再由一個光解復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開，從而在一根光纖中可以實現多路光信號的復用傳輸(參看圖)。 光發送機和光接收機光發送機和光接收機圖5.10 數字光發送機組成原理框圖圖5.11數字光接收機組成原理框圖 思考: 發送機的碼型變換目的？5.4同步數字體系-SDHSDH SDH 的產生的產生次群以1.5Mbps為基礎的系列以2Mbps為基礎的系列日本體制北美體制歐洲體制0次群64.0kbps64.0kbps64.0kbps1次群1.554Mbps1.554Mbps2.048Mbps 2次群6.312Mbps6.312Mbps8.448Mbps3次群32.064Mbps44.736Mbps34.368MbpsSDH SDH 的特點的特點1、統一的網絡節點接口、統一的網絡節點接口 2、標準化的信息結構等級、標準化的信息結構等級 3 、頁面式幀結構、頁面式