1、現(xiàn)代通信概論現(xiàn)代通信概論現(xiàn)代通信概論現(xiàn)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(shù)的由來電話交換技術(shù)的由來如果有多個(gè)用戶時(shí)，為保證任意兩個(gè)用戶間都能通話，很自然我們會想到每兩個(gè)用戶用一對線路連起來。 在用戶分布的密集中心，安裝一個(gè)設(shè)備，這好比是一個(gè)開關(guān)接點(diǎn)，平時(shí)是打開的，當(dāng)任意兩個(gè)用戶之間需要通話時(shí)，設(shè)備就把連接兩個(gè)用戶的電話線接通。 用戶多的時(shí)候怎么辦用戶多的時(shí)候怎么辦?電話交換技術(shù)的發(fā)展電話交換技術(shù)的發(fā)展1、人工電話交換 2、機(jī)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(jī)特點(diǎn)及技術(shù)動向程控交換機(jī)特點(diǎn)及技術(shù)動向1、 能靈活方便地向用戶提供眾多的

2、服務(wù)功能 2、 工作穩(wěn)定可靠和便于自動維護(hù)3、 便于采用公共信令4、 便于向綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)方向發(fā)展5、 體積小、重量輕、功耗低6、 發(fā)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(shí)分交換異步時(shí)分交換 電交換-光交換 窄帶寬帶 程控交換機(jī)的服務(wù)性能程控交換機(jī)的服務(wù)性能播放有關(guān)的紀(jì)錄片 數(shù)字程控交換機(jī)（時(shí)間約8分鐘）將在站點(diǎn)上提供音像文件下載！ 3.2 程控?cái)?shù)字交換基本原理1、關(guān)鍵特征： 采用數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)中傳送與交換的是數(shù)字信息2、主要任務(wù)： 實(shí)現(xiàn)用戶間話路的接續(xù)3、基本構(gòu)成： 控制設(shè)備（CPU+存儲器+I/O設(shè)備） 話路設(shè)備（用戶線接口電路+交換 網(wǎng)絡(luò)+中繼線接口電路） 4、交

3、換方式： 時(shí)隙交換特點(diǎn)：時(shí)隙內(nèi)容的搬移 可提高出入線時(shí)隙數(shù)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展容量 適于容量小的交換復(fù)用線交換（空分交換）特點(diǎn)：多條輸入/輸出復(fù)用線 空分復(fù)用+時(shí)分復(fù)用 適于容量大的交換網(wǎng)絡(luò)信信 令令 系系 統(tǒng)統(tǒng)信令的概念： 在通信網(wǎng)中，把用戶與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備以及設(shè)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(hù)和統(tǒng)計(jì)等方面信息統(tǒng)稱為信令。 信令系統(tǒng)： 各種信令方式和信令設(shè)備構(gòu)成了通信網(wǎng)的信令系統(tǒng)。信令分類： 按工作區(qū)域劃分： 用戶線信令、局間信令和交換機(jī)內(nèi)部信令按傳遞方向劃分： 前向信令、后向信令按功能劃分： 監(jiān)視信令、選擇信令和維護(hù)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(xù)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(xù) 掃描狀態(tài)摘機(jī)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(shù) 判斷3 號碼分析 呼叫類型分析限制權(quán)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(jiān)測狀態(tài)6 應(yīng)答監(jiān)視 摘機(jī)切斷鈴音啟動計(jì)費(fèi)接通路 由監(jiān)測掛機(jī)7 話終釋放 釋放通路停止計(jì)費(fèi)示閑忙音3.4 程控交換機(jī)基本原理用戶電路用戶電路 模擬話機(jī)與數(shù)字交換機(jī)接口，BORSCHT七大功能B Battery Feedingattery Feeding 向用戶話機(jī)饋電 O Overvoltagevervoltage

5、Protection Protection過壓保護(hù)R Ringing inging 振鈴 S Sipervisionipervision 監(jiān)視用戶線變化C Codecodec&filters&filters 編譯碼和濾波Hybrid circuit 二/四線轉(zhuǎn)換 Test 用戶線與用戶電路測試 用戶集線器用戶集線器 話務(wù)量集中，即一個(gè)簡單的數(shù)字交換網(wǎng)數(shù)字用戶電路數(shù)字用戶電路 數(shù)字用戶終端與交換機(jī)接口。碼型變換/回波消除/均衡/信令插入提取/多路復(fù)用與分路 中繼接口中繼接口 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)與局間中繼間的接口電路信號設(shè)備信號設(shè)備 多頻信號收發(fā)器、信號音發(fā)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(huán)路，基本思想是用一高一低兩個(gè)不同頻率信號的組合來表示字符或數(shù)字，雙音頻信號是兩個(gè)正弦波信號的疊加，選定兩個(gè)頻率f1和f2后很容易得到這種信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式：A*sin(2*Pi*f1*t)+A*sin(2*Pi*f2*t)。雙音頻信號收發(fā)器來檢測這個(gè)頻率，然后解釋成用戶的號碼。 介紹介紹DTMFDTMF原理：原理：現(xiàn)代通信概論現(xiàn)代通信概論現(xiàn)代通信概論現(xiàn)代通信概論 第四章第四章 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信4.1 基本概念關(guān)于數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信定義的解釋:l 是以傳輸數(shù)據(jù)為業(yè)務(wù)的一種通信方式l 是計(jì)算機(jī)和通信相結(jié)合的產(chǎn)物l 是計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)與終

7、端以及終端 與終端之間的通信；l 是按照某種協(xié)議連接信息處理裝置和數(shù)據(jù)傳輸裝置，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸及處理。 數(shù)據(jù)通信特點(diǎn)數(shù)據(jù)通信特點(diǎn) (1)數(shù)據(jù)通信是人機(jī)或機(jī)機(jī)通信，計(jì)算機(jī)直 接參與通信是數(shù)據(jù)通信的重要特征； (2)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性要求高； (3)傳輸速率高，要求接續(xù)和傳輸響應(yīng)時(shí)間快； (4)通信持續(xù)時(shí)間差異大； (5)靈活的接口功能滿足各種計(jì)算機(jī)和終端間的 通信。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)幕拘问綌?shù)據(jù)信號傳輸?shù)幕拘问?、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(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸4.2 差錯控制1為什么數(shù)據(jù)通信

8、中的可靠性要求要高？ 2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中可能產(chǎn)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(huán) 碼 糾 突 發(fā) 錯 誤 碼 循 環(huán) 碼 糾 隨 機(jī) 錯 誤 碼 糾 隨 機(jī) 突 發(fā) 錯 誤 碼 糾 同 步 錯 誤 碼圖 7 - 3 差 錯 控 制 編 碼 分 類 間 的 關(guān) 系 4.3 數(shù)據(jù)交換方式 電路交換 報(bào)文交換 數(shù)據(jù)報(bào) 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(bào)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(yīng)答數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)ABCD分組分組1分組分組2分組分組3報(bào)文報(bào)文ABCDABCD尋路延遲排隊(duì)延遲電路交換電路交換報(bào)文交換報(bào)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(guān)閉物理連接所應(yīng)提供的關(guān)于機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性及手段，通過合理的中間系統(tǒng)給數(shù)

10、據(jù)鏈路層的實(shí)體之間進(jìn)行傳輸提供了保證。 物理層功能實(shí)現(xiàn)：物理層功能實(shí)現(xiàn)： 1、在DTE和DCE接口處提供數(shù)據(jù)連接。2、在設(shè)備間提供控制信號和時(shí)鐘信號，用以同步數(shù)據(jù)流和規(guī)定比特傳輸速率。3、提供機(jī)械連接器，以完成匹配。 對于物理層協(xié)議的研究，通常從對于物理層協(xié)議的研究，通常從機(jī)械、機(jī)械、電氣、功能與規(guī)程電氣、功能與規(guī)程四大特性入手。四大特性入手。 機(jī)械特性機(jī)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(dǎo)線的連接方式，發(fā)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(dǎo)線的特定作用，即插針的交換電路功能規(guī)程特性 定義各種接口電路之間的相互關(guān)系和

11、操作要求。 4.5 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議鏈路和數(shù)據(jù)鏈路是等同的概念么？“鏈路”是指一條無源的點(diǎn)到點(diǎn)物理線路段，中間不存在交換節(jié)點(diǎn)；“數(shù)據(jù)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(guī)程來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)鏈路就是把實(shí)現(xiàn)這些規(guī)程的硬件和軟件加到鏈路上之后的總和。 數(shù)據(jù)鏈路層功能：數(shù)據(jù)鏈路層功能： 數(shù)據(jù)鏈路層的功能是保證在不太可靠的物理鏈路上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 數(shù)據(jù)鏈路層功能實(shí)現(xiàn)：數(shù)據(jù)鏈路層功能實(shí)現(xiàn)：（1）鏈路管理 解決鏈路建立、拆除和數(shù)傳 維持，控制數(shù)據(jù)傳輸方向（2）信息傳輸 正確收發(fā)和識別信息幀（3）流量與差錯控制 糾措檢錯機(jī)制（4）異常情況處理 規(guī)程要解決的問題：數(shù)據(jù)編碼格式、傳

12、輸控制字符、報(bào)文格式、呼叫應(yīng)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(gè)信息交換過程。 傳輸?shù)幕締挝皇亲址?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(bào)文格式見圖4.27。數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程分析數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程分析面向比特型面向比特型： 傳輸基本單位是比特 連續(xù)發(fā)送方式 可靠的CRC校驗(yàn) 同步方式傳送 透明性好 數(shù)據(jù)信息和控制信息格式統(tǒng)一 幀格式見圖4.31現(xiàn)代通信概論現(xiàn)代通信概論現(xiàn)代通信概論現(xiàn)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?shù)氖鞘裁矗?2為什么光纖

13、可以用來做通信介質(zhì)？ 3多模和單模光纖有什么特點(diǎn)？1光纖是什么？光纖中傳輸?shù)氖鞘裁矗?高密度多芯光纜剖面結(jié)構(gòu)(只作了解無需掌握)芯芯封套封套外套加強(qiáng)芯光纖光纖外鞘外鞘加強(qiáng)芯加強(qiáng)芯光纖束光纖束l l光從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時(shí)會產(chǎn)生折光從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時(shí)會產(chǎn)生折射。折射量取決于兩種介質(zhì)的折射率。射。折射量取決于兩種介質(zhì)的折射率。當(dāng)當(dāng)入射入射角角臨界值臨界值時(shí)時(shí)產(chǎn)生全反射，不會泄漏。產(chǎn)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(zhì)？ 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(zhì) 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(diǎn)？5.2 光纖通信系統(tǒng)組成光發(fā)射器光發(fā)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(jìn)行數(shù)字調(diào)制，即直接利用電信號驅(qū)動光源，使產(chǎn)生的光強(qiáng)隨電信號的變化而變化.或改變光波的可探測性質(zhì).工作過程工作過程: 1 電端機(jī)輸出電脈沖信號,調(diào)制光發(fā)射機(jī)的半導(dǎo)體光源2 光信號以一定角度入射,傳輸?shù)綄Χ? 接收機(jī)光檢測器通過定時(shí)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(shù)的產(chǎn)生技術(shù)的產(chǎn)生

15、DWDM技術(shù)指在當(dāng)前1.55m波段密集放置更多信道，在發(fā)送端采用光復(fù)用器（合波器）將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進(jìn)行傳播。在接收端，再由一個(gè)光解復(fù)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(shí)現(xiàn)多路光信號的復(fù)用傳輸(參看圖)。 光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)圖5.10 數(shù)字光發(fā)送機(jī)組成原理框圖圖5.11數(shù)字光接收機(jī)組成原理框圖 思考: 發(fā)送機(jī)的碼型變換目的？5.4同步數(shù)字體系-SDHSDH SDH 的產(chǎn)生的產(chǎn)生次群以1.5Mbps為基礎(chǔ)的系列以2Mbps為基礎(chǔ)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(diǎn)的特點(diǎn)1、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口 2、標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級、標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級 3 、頁面式幀結(jié)構(gòu)、頁面式