現(xiàn)代通信技術(shù)概論完整版.ppt

人 民 郵 電 出 版 社,現(xiàn)代通信技術(shù)概論,第1章 緒論 21.1 通信的基本概念 21.1.1 什么是通信 31.1.2 簡(jiǎn)單通信過(guò)程 41.2 電信技術(shù)的發(fā)展 41.2.1 電信技術(shù)發(fā)展史 61.2.2 我國(guó)電信現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 81.3 通信的分類 81.4 電信業(yè)務(wù)分類 101.5 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 10小結(jié) 11思考題與練習(xí)題 12第2章 電信系統(tǒng) 132.1 電信系統(tǒng)構(gòu)成 142.1.1 系統(tǒng)組成模型 152.1.2 電信系統(tǒng)的三大硬件設(shè)備 172.1.3 模擬通信系統(tǒng) 172.1.4 數(shù)字通信系統(tǒng) 182.2 電信網(wǎng) 182.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 212.2.2 電信網(wǎng)的分類 222.2.3 電信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu) 232.2.4 電信管理網(wǎng) 252.3 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 25小結(jié) 25思考題與練習(xí)題,27第3章 電話通信 283.1 電話通信過(guò)程 333.2 多路復(fù)用技術(shù) 333.2.1 頻分多路復(fù)用 343.2.2 時(shí)分多路復(fù)用 343.2.3 碼分多路復(fù)用 353.2.4 波分多路復(fù)用 353.3 數(shù)字通信技術(shù) 353.3.1 PCM30/32系統(tǒng)簡(jiǎn)介 373.3.2 數(shù)字復(fù)接 383.4 數(shù)字程控交換技術(shù) 383.4.1 數(shù)字程控交換機(jī)組成 403.4.2 數(shù)字程控交換原理 433.4.3 電話交換的呼叫接續(xù)過(guò)程 433.5 信令系統(tǒng) 433.5.1 信令的基本概念 443.5.2 信令的分類 453.5.3 No.7信令系統(tǒng) 463.6 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 46小結(jié) 47思考題與練習(xí)題 49第4章 數(shù)據(jù)通信 504.1 數(shù)據(jù)通信概述 504.1.1 數(shù)據(jù)、信號(hào)與信息 514.1.2 系統(tǒng)組成 534.1.3 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)互連 574.1.4 通信協(xié)議 604.2 數(shù)據(jù)傳輸 604.2.1 傳輸方式 644.2.2 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼 664.2.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo) 684.3 數(shù)據(jù)交換 684.3.1 電路交換 694.3.2 報(bào)文交換 704.3.3 分組交換 724.3.4 幀中繼技術(shù) 734.3.5 ATM技術(shù) 754.4 數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 754.4.1 通信網(wǎng)的發(fā)展歷史 764.4.2 中國(guó)公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng) 774.4.3 中國(guó)公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) 784.4.4 中國(guó)公用幀中繼網(wǎng) 784.4.5 Internet 814.5 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 814.5.1 撥號(hào)接入 824.5.2 局域網(wǎng)專線入網(wǎng) 834.5.3 使用ADSL接入Internet 84小結(jié) 85思考題與練習(xí)題,87第5章 移動(dòng)通信 885.1 移動(dòng)通信概述 885.1.1 什么是移動(dòng)通信 895.1.2 無(wú)線通信系統(tǒng)的組成 895.1.3 移動(dòng)通信的特點(diǎn) 915.1.4 移動(dòng)通信的工作方式 925.1.5 移動(dòng)通信中的多址方式 935.1.6 移動(dòng)通信服務(wù)區(qū)體制 965.1.7 我國(guó)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率分配 985.2 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng) 995.2.1 GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成 1015.2.2 GSM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1035.2.3 移動(dòng)電話的編號(hào)方式 1055.2.4 數(shù)字移動(dòng)臺(tái)的構(gòu)成 1075.2.5 GSM無(wú)線接口信令 1105.3 CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) 1115.3.1 碼分多址技術(shù)的基本原理 1135.3.2 擴(kuò)頻通信的基本原理 1145.3.3 碼分多址直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 1165.3.4 CDMA系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì) 1175.4 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) 1175.4.1 3G發(fā)展概述 1185.4.2 3G標(biāo)準(zhǔn) 1195.4.3 3G標(biāo)準(zhǔn)比較 1205.4.4 3G通信業(yè)務(wù)應(yīng)用 1215.5 其他移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1215.5.1 無(wú)線尋呼系統(tǒng) 1215.5.2 集群調(diào)度系統(tǒng) 1225.5.3 小靈通系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1235.5.4 大靈通系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1245.6 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 124小結(jié) 126思考題與練習(xí)題,127第6章 光纖通信 1286.1 光纖通信概述 1286.1.1 光纖通信的發(fā)展 1296.1.2 光纖通信的工作波長(zhǎng) 1306.1.3 光纖通信的特點(diǎn) 1306.2 光纖與光纜 1316.2.1 光纖的結(jié)構(gòu)與分類 1336.2.2 光纖的導(dǎo)光原理 1356.2.3 單模傳輸條件 1366.2.4 光纖的傳輸特性 1396.2.5 光纜 1416.3 光纖通信系統(tǒng) 1416.3.1 光源與光發(fā)送機(jī) 1426.3.2 光電檢測(cè)器與光纖數(shù)字接收機(jī) 1436.3.3 中繼器 1446.3.4 光纖通信系統(tǒng)的碼型 1456.4 SDH 1456.4.1 SDH的產(chǎn)生 1476.4.2 SDH的幀格式和速率 1486.4.3 SDH的基本網(wǎng)絡(luò)單元 1496.5 WDM 1496.5.1 光波分復(fù)用的基本概念 1516.5.2 光波分復(fù)用的特點(diǎn) 1516.5.3 波分復(fù)用系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 1526.6 全光網(wǎng)絡(luò) 1526.6.1 全光網(wǎng)的基本概念 1536.6.2 全光網(wǎng)的特點(diǎn) 1536.7 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 153小結(jié) 154思考題與練習(xí)題,第7章 微波通信和衛(wèi)星通信 1577.1 微波通信 1577.1.1 微波通信的概念和特點(diǎn) 1597.1.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng) 1617.1.3 微波站設(shè)備 1667.1.4 微波的傳播特性與補(bǔ)償技術(shù) 1727.1.5 數(shù)字微波通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 1737.2 衛(wèi)星通信 1737.2.1 衛(wèi)星通信的概念和特點(diǎn) 1747.2.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 1777.2.3 通信衛(wèi)星 1807.2.4 地球站 1837.2.5 衛(wèi)星通信的多址方式 1857.2.6 衛(wèi)星通信的主要應(yīng)用 1907.3 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 1907.3.1 數(shù)字衛(wèi)星電視接收 1917.3.2 GPS導(dǎo)航定位 191小結(jié) 192思考題與練習(xí)題 193第8章 接入網(wǎng) 1948.1 接入網(wǎng)概述 1948.1.1 接入網(wǎng)的概念和特點(diǎn) 1978.1.2 接入網(wǎng)技術(shù)綜述 2018.2 xDSL技術(shù) 2028.2.1 xDSL技術(shù)概述 2048.2.2 HDSL技術(shù) 2048.2.3 ADSL技術(shù) 2058.2.4 VDSL技術(shù) 2078.3 光接入網(wǎng) 2078.3.1 光接入網(wǎng)概述 2088.3.2 參考配置和應(yīng)用類型 2108.3.3 PON技術(shù) 2148.4 HFC技術(shù) 2148.4.1 HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2168.4.2 雙向通信 2168.4.3 Cable Modem 2178.5 無(wú)線接入技術(shù) 2178.5.1 無(wú)線接入技術(shù)概述 2208.5.2 本地多路分配業(yè)務(wù) 2228.5.3 無(wú)線局域網(wǎng) 2258.6 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 2258.6.1 ADSL安裝與配置 2268.6.2 WLAN組網(wǎng)與配置 227小結(jié) 228思考題與練習(xí)題,第9章 智能網(wǎng) 2309.1 智能網(wǎng)概述 2309.1.1 智能網(wǎng)的概念與特征 2329.1.2 智能網(wǎng)的概念模型 9.1.3 智能網(wǎng)與各基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的 232結(jié)合 2339.1.4 智能網(wǎng)的發(fā)展 2349.2 智能網(wǎng)業(yè)務(wù)及實(shí)現(xiàn) 2349.2.1 智能網(wǎng)業(yè)務(wù) 2409.2.2 智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn) 2429.3 智能網(wǎng)概念模型 2439.3.1 業(yè)務(wù)平面 2479.3.2 總功能平面 2479.3.3 分布功能平面 2489.3.4 物理平面 2499.4 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 2499.4.1 智能網(wǎng)新業(yè)務(wù)體驗(yàn) 2509.4.2 設(shè)計(jì)智能網(wǎng)新業(yè)務(wù) 250小結(jié) 251思考題與練習(xí)題 252第10章 電信新技術(shù) 25310.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn) 25310.1.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)演進(jìn) 25410.1.2 第四代移動(dòng)通信系統(tǒng) 25510.2 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換技術(shù) 25510.2.1 網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢(shì) 25810.2.2 下一代網(wǎng)絡(luò) 26010.2.3 軟交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn) 26310.2.4 下一代互聯(lián)網(wǎng) 26510.3 無(wú)線寬帶接入技術(shù) 26510.3.1 無(wú)線寬帶接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 26510.3.2 短距離無(wú)線接入 26910.3.3 WiMAX技術(shù) 27410.3.4 各種無(wú)線接入技術(shù)比較 27510.3.5 WiMAX與3G的比較分析 27910.4 IP多媒體子系統(tǒng) 27910.4.1 IP多媒體子系統(tǒng)概述 28110.4.2 IMS業(yè)務(wù) 28210.4.3 IMS、NGN、軟交換的關(guān)系及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn) 28210.5 通信網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展演進(jìn) 28610.6 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境 28610.6.1 WiMAX接入 28610.6.2 IP電話 288小結(jié) 288思考題與練習(xí)題,第一章 緒論,本章內(nèi)容 電信的基本概念和特點(diǎn) 電信技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)況 電信業(yè)務(wù)分類 本章重點(diǎn) 電信的概念和特點(diǎn) 信號(hào)、信息和信息量的概念 通信系統(tǒng)模型,1.1 電信的基本概念,通俗的講通信就是人們?cè)谌粘Ｉ钪邢嗷ブg傳遞信息的過(guò)程。 通信是信息在人人，人機(jī)器，機(jī)器機(jī)器之間進(jìn)行的傳遞與交換(信息是消息中包含的有意義的內(nèi)容)。 通信是信息或其表示方式(表示媒體)的時(shí)/空轉(zhuǎn)移。 communication，信息交流 Telecommunication，電信號(hào)的處理和傳輸,1.1.1 什么是通信,信號(hào)的傳遞與交換 媒體的分類 感覺(jué)媒體：聲音、文本 表示媒體：編碼 表現(xiàn)媒體：顯示器 存儲(chǔ)媒體：數(shù)字化 傳輸媒體：傳輸介質(zhì),（1）信息與信號(hào),信息冗余 消息中不定的部分 信號(hào) 信息的物理載體：電、光信號(hào) 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào),模擬信號(hào),數(shù)字信號(hào),（2）信息量,任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機(jī)的，采用統(tǒng)計(jì)方法定性。 對(duì)接收者來(lái)說(shuō)，只有消息中不確定的內(nèi)容才構(gòu)成信息。 信息量：可能性小，概率小，信息量大 碼元傳輸速率 比特率：Rb=RBNlog2N (bit/s) 波特率：RBN=Rb/log2N (B),光通信,古老的信息傳遞方式,東,南,西,北,兩個(gè)比特表示四個(gè)信息,區(qū)分?jǐn)橙说倪M(jìn)攻方向,（ ）,（ ）,（ ）,1,2,3,4,n比特可表示的信息數(shù)為2n,（3）ITU對(duì)電信的定義,國(guó)際電信聯(lián)盟 (International Telecommunication Union - ITU) 1865年5月17日成立的國(guó)際電報(bào)聯(lián)盟，1934年改名為國(guó)際電信聯(lián)盟 ，簡(jiǎn)稱國(guó)際電聯(lián)。 1969年5月17日，決定5月17日定為“世界電信日”。 ITU對(duì)電信的定義 利用有線、無(wú)線的電磁系統(tǒng)或者光電系統(tǒng)，傳輸、發(fā)射、接收或者處理語(yǔ)音、文字、數(shù)據(jù)、圖像以及其他形式信息的活動(dòng)。,1.1.2 簡(jiǎn)單通信過(guò)程,通信系統(tǒng) 對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、處理和傳輸 通信需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總體 信道、鏈路、路由(控制機(jī)制),（1）通信系統(tǒng)組成,信源：產(chǎn)生信息的人或機(jī)器 發(fā)送設(shè)備：將信源產(chǎn)生的信息變換成利于信道傳輸?shù)男盘?hào) 信道：傳輸載體，包括電纜，光纜，無(wú)線電波等 接收設(shè)備：將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換為信宿可以識(shí)別的信息形式 信宿：接收信息的人或機(jī)器 噪聲：客觀存在的干擾,（2）通信系統(tǒng)的性能,有效性：在給定信道內(nèi)能傳輸信息的量 資源的利用率(頻率，時(shí)間和功率) 可靠性：指接收信息的準(zhǔn)確程度 模擬系統(tǒng)：信噪比(dB，分貝) 數(shù)字系統(tǒng)：誤比特率,（3）什么是帶寬？,在通信領(lǐng)域里，帶寬的意思就是指信息傳輸能力。 模擬系統(tǒng)：用赫茲(Hz)來(lái)表示 模擬設(shè)備的帶寬就是模擬介質(zhì)傳輸所使用的最高頻率和最低頻率之差。 數(shù)字系統(tǒng)：每秒所傳輸?shù)奈粩?shù)來(lái)計(jì)量(bit/s) ADSL上網(wǎng)的速率: 上行：0.54Mbit/s 下載：8Mbit/s 以太網(wǎng)上網(wǎng)的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌面 寬帶：2Mbit/s 作為劃分點(diǎn),1.2 電信技術(shù)的發(fā)展,電信技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史 我國(guó)電信的現(xiàn)狀 電信的發(fā)展趨勢(shì),1.2.1 電信技術(shù)發(fā)展史,電報(bào)技術(shù)(1837)：莫爾斯 電話技術(shù)(1876)：貝爾 無(wú)線電通信技術(shù)(1906)：微波、衛(wèi)星通信 數(shù)據(jù)傳輸理論(1928)：奈奎斯特 復(fù)用技術(shù)(1930)：里夫斯(PCM) 數(shù)字通信理論(1948)：香農(nóng) 移動(dòng)通信(近20年)：GSM、CDMA 光纖通信(近20年)：高錕(光纖)、WDM,1920年,美國(guó)匹茲堡建立了第一座面向公眾的無(wú)線廣播電臺(tái),1876年發(fā)明電話的是英國(guó)人貝爾(18471922)，當(dāng)時(shí)他還不到30歲。他還制造了助聽(tīng)器，改進(jìn)了留聲機(jī)，他一生獲得30項(xiàng)發(fā)明專利。,貝爾,模擬手機(jī)時(shí)代、GSM時(shí)代、2.5G時(shí)代和3G時(shí)代,手機(jī) GSM 無(wú)天線 翻蓋 雙頻,手機(jī)及移動(dòng)通信的發(fā)展史,1.2.2 通信的發(fā)展趨勢(shì),現(xiàn)有電信網(wǎng)的特點(diǎn) 通信網(wǎng)的發(fā)展方向 信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,（1）現(xiàn)有電信網(wǎng)的特點(diǎn),由電話時(shí)代走向信息時(shí)代 業(yè)務(wù)的結(jié)構(gòu)變化 數(shù)據(jù)超過(guò)話音 移動(dòng)超過(guò)固定,移動(dòng)超過(guò)固定 個(gè)性化需求,數(shù)據(jù)超過(guò)話音信息需求,（2）通信網(wǎng)的發(fā)展方向,簡(jiǎn)單通信系統(tǒng)通信網(wǎng) 模擬通信數(shù)字通信 以電信網(wǎng)為主體數(shù)據(jù)網(wǎng)和IP網(wǎng) 電子通信光通信 單媒體通信綜合業(yè)務(wù)和多媒體通信,（3）信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),普及化 多媒體化 多樣化 個(gè)性化 全球化 網(wǎng)絡(luò)走向融合,網(wǎng)絡(luò)走向融合,在技術(shù)上走向趨同 在業(yè)務(wù)范圍上互相滲透、互相交叉 在網(wǎng)絡(luò)上互連互通形成無(wú)縫覆蓋 在經(jīng)營(yíng)上互相競(jìng)爭(zhēng)、互相合作 包括三網(wǎng)融合，固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合（FMC） 朝著向人類提供多樣化、多媒體化、個(gè)性化服務(wù)的同一目標(biāo)逐漸交匯在一起,業(yè)務(wù)需求發(fā)展,三網(wǎng)融合：電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、廣電網(wǎng) 下一代網(wǎng)絡(luò),發(fā)展趨勢(shì),1.3 通信的分類,按傳輸媒質(zhì)劃分 有線通信：電纜、光纜、波導(dǎo) 無(wú)線通信：電磁波、光波,按調(diào)制方式分 基帶傳輸 頻帶傳輸 按業(yè)務(wù)的不同分 電話、數(shù)據(jù)傳輸、可視電話、無(wú)線尋呼 按收信者是否運(yùn)動(dòng)分 移動(dòng)通信 固定通信,通信頻率分配(Hz),104,105,106,107,108,109,1010,1011,1012,1013,1014,1015,1016,雙絞線,同軸電纜,低頻波,AM 無(wú)線電,FM 無(wú)線電,TV,衛(wèi)星,地面微波,光纖,波段 LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF,1.4 電信業(yè)務(wù)分類,基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù) 語(yǔ)音業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 增值電信業(yè)務(wù) 固定電話 移動(dòng)電話 英特網(wǎng) 衛(wèi)星網(wǎng) 其它,基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)含義：是指提供公共網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、公共數(shù)據(jù)傳送和基本話音通信服務(wù)的業(yè)務(wù)。基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)包括： 固定網(wǎng)絡(luò)國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途及本地電話業(yè)務(wù)； 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； 衛(wèi)星通信及衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)； 互聯(lián)網(wǎng)及其他公共數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)； 帶寬、波長(zhǎng)、光纖、光纜、管道及其他網(wǎng)絡(luò)元素出租、出售業(yè)務(wù)； 網(wǎng)絡(luò)承載、接入及網(wǎng)絡(luò)外包等業(yè)務(wù)； 國(guó)際通信基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)際電信業(yè)務(wù)； 無(wú)線尋呼業(yè)務(wù)； 轉(zhuǎn)售的基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)。,部分增值業(yè)務(wù),移動(dòng)通信：主叫號(hào)碼顯示、呼叫等待、語(yǔ)音信箱、呼叫轉(zhuǎn)移、三方通話、遇忙前轉(zhuǎn)、短消息、低速數(shù)據(jù)傳真、IP電話接入業(yè)務(wù)、信息點(diǎn)播、彩信 小靈通：靈通短信、七彩鈴音、定位服務(wù)、彩信、無(wú)線上網(wǎng)、靈通伴侶、電話QQ、166語(yǔ)音信箱、語(yǔ)音短信、160包打聽(tīng)、彩話業(yè)務(wù)、靈通助理 固定電話網(wǎng)增值業(yè)務(wù)：智能業(yè)務(wù),1.5 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境,實(shí)做項(xiàng)目一：考察電信業(yè)務(wù) 考察移動(dòng)、新聯(lián)通或中國(guó)電信營(yíng)業(yè)廳的業(yè)務(wù)類型。 實(shí)做項(xiàng)目二：手機(jī)使用 通過(guò)手機(jī)操作掌握移動(dòng)業(yè)務(wù)的類型。,第二章 電信系統(tǒng),本章內(nèi)容： 電信系統(tǒng)構(gòu)成 通信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 電信網(wǎng) 本章重點(diǎn)： 電信系統(tǒng)的三種硬件設(shè)備 通信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及適用情況 本章學(xué)習(xí)目的及要求 掌握電信系統(tǒng)組成 掌握電信網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 理解電信網(wǎng)的分類及其網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念,2.1 電信系統(tǒng)構(gòu)成,打電話時(shí)聲音信息傳遞的過(guò)程。 通話是如何實(shí)現(xiàn)的？,探 討,電信系統(tǒng)是各種協(xié)調(diào)工作的電信設(shè)備集合的整體，最簡(jiǎn)單的電信系統(tǒng)是只在兩個(gè)用戶之間建立的專線系統(tǒng)，如有5部電話要實(shí)現(xiàn)相互之間通話，則需要專線將5部電話兩兩相連 。,當(dāng)通話的電話用戶越來(lái)越多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題呢？,對(duì)于較復(fù)雜的通信系統(tǒng)，為了解決隨著用戶數(shù)增加而帶來(lái)的專線連接問(wèn)題，因此，在通信系統(tǒng)中，產(chǎn)生了交換式通信系統(tǒng)，多個(gè)用戶同時(shí)接到交換機(jī)上，由交換機(jī)根據(jù)需要實(shí)時(shí)完成呼叫接續(xù)，在此基礎(chǔ)上形成了以交換機(jī)為核心的通信系統(tǒng)。,2.1.1系統(tǒng)組成模型,用戶A,交換機(jī),交換機(jī),傳輸鏈路 (用戶線),用戶C,傳輸鏈路(中繼線),用戶B,用戶D,（傳輸網(wǎng)）,傳輸鏈路 (用戶線),傳輸鏈路 (用戶線),業(yè)務(wù)網(wǎng)：為疏通各種不同類型電信業(yè)務(wù)所形成的網(wǎng)絡(luò),物理網(wǎng),支 撐 管 理 網(wǎng),電信系統(tǒng)的功能是把發(fā)信者的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換、處理、交換、傳輸，最后送給收信者。,電信系統(tǒng)組成模型,信源：是產(chǎn)生信息的人或機(jī)器，如聲音（話筒），符號(hào)源（計(jì)算機(jī)），圖像源（攝像機(jī)）等，將原始信息轉(zhuǎn)換成基帶電信號(hào)。 發(fā)送器：完成變換，使信號(hào)源的輸出基帶信號(hào)變成為便于傳輸?shù)男盘?hào)（電或光信號(hào)）的設(shè)備。如編碼、調(diào)制、放大等。 信道：是傳送信號(hào)的媒介，如電纜、光纖、空間等。 接收器：完成反變換（輸出基帶信號(hào)）以便獲得能識(shí)別消息的設(shè)備，如譯碼器、解調(diào)器、放大器等。 信宿：為接收信息的人或機(jī)器。如聽(tīng)筒，顯示屏等。將基帶信號(hào)恢復(fù)為原始信號(hào)。 交換設(shè)備：交換設(shè)備在用戶群內(nèi)每對(duì)用戶終端間，按需提供傳輸信道構(gòu)成臨時(shí)通信連接；并可控制信號(hào)流向及流量的集散，從而達(dá)到共用電信設(shè)施和提高設(shè)備利用率的目的。是電信網(wǎng)的核心,它的基本功能是完成接入交換節(jié)點(diǎn)鏈路的匯集、轉(zhuǎn)接接續(xù)和分配。 噪聲：噪聲是除去信息以外所有能量的總稱，它并不是一個(gè)人為實(shí)現(xiàn)的實(shí)體，但在實(shí)際通信系統(tǒng)中又是客觀存在的，可以存在于發(fā)送器、信道、交換設(shè)備以及接收器中。,2.1.2電信系統(tǒng)的三大硬件設(shè)備,終端設(shè)備 傳輸設(shè)備 交換設(shè)備,1.終端設(shè)備,將話音、文字、數(shù)據(jù)和圖像信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)、電磁信號(hào)或光信號(hào)發(fā)出去 將接收到的電信號(hào)、電磁信號(hào)或光信號(hào)復(fù)原為原來(lái)的話音、文字、數(shù)據(jù)或圖像 電話機(jī)、電報(bào)機(jī)、移動(dòng)電話機(jī)、微型計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)終端機(jī)、傳真機(jī)、電視機(jī),終端設(shè)備,2.傳輸設(shè)備,傳輸設(shè)備是將電信號(hào)、電磁信號(hào)或光信號(hào)從一個(gè)地點(diǎn)傳送到另一個(gè)地點(diǎn)的設(shè)備，它構(gòu)成電信系統(tǒng)的傳輸鏈路（信道），包括無(wú)線傳輸設(shè)備和有線傳輸設(shè)備。 無(wú)線傳輸設(shè)備有短波、超短波、微波收發(fā)信機(jī)和傳輸系統(tǒng)以及衛(wèi)星通信系統(tǒng)（包括衛(wèi)星和地球站設(shè)備）等； 有線傳輸設(shè)備有架空明線、同軸電纜、海底電纜、光纜等傳輸系統(tǒng)。,3.交換設(shè)備,交換設(shè)備是實(shí)現(xiàn)一個(gè)呼叫終端（用戶）和它所要求的另一個(gè)或多個(gè)終端（用戶）之間的接續(xù)或非連接傳輸選路的設(shè)備和系統(tǒng)，是構(gòu)成通信網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的主要設(shè)備。 交換設(shè)備根據(jù)主叫用戶終端所發(fā)出的選擇信號(hào)來(lái)選擇被叫終端，使這兩個(gè)或多個(gè)終端間建立連接，然后，經(jīng)過(guò)交換設(shè)備連通的路由傳遞信號(hào)。 交換設(shè)備包括電話交換機(jī)、電報(bào)交換機(jī)、數(shù)據(jù)交換機(jī)、移動(dòng)電話交換機(jī)、分組交換機(jī)、ATM交換機(jī)、寬帶交換機(jī)等。,交換設(shè)備,4.通信電源設(shè)備,整流器,以終端設(shè)備、交換設(shè)備為點(diǎn)，以傳輸設(shè)備為線，點(diǎn)、線相連就構(gòu)成了一個(gè)通信網(wǎng)，即電信系統(tǒng)的硬件設(shè)備。 電信系統(tǒng)只有這些硬件設(shè)備也是不能很好的完成信息的傳遞和交換，還需有系統(tǒng)的軟件，類似于人的神經(jīng)系統(tǒng)的功能。,2.1.3 模擬通信系統(tǒng),特點(diǎn)：傳輸連續(xù)的模擬信號(hào)、占用帶寬少4KHz、抗干擾能力較弱、不適與遠(yuǎn)距離傳輸、系統(tǒng)和設(shè)備龐大，不利于集成化,兩次變換,2.1.4 數(shù)字通信系統(tǒng),特點(diǎn)：傳輸離散的數(shù)字信號(hào)、占用帶寬較大64KHz、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高質(zhì)量傳輸、實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字化、易于加密，安全性強(qiáng)、通信設(shè)備集成化,信源發(fā)出的模擬信號(hào)，經(jīng)信源編碼器后，由模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。再經(jīng)過(guò)信道編碼器，使信號(hào)變換為利于在信道中傳輸?shù)男盘?hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)制后進(jìn)入信道以數(shù)字信號(hào)形式傳送傳輸，在接收端進(jìn)行反變換恢復(fù)出原始信號(hào)。,2.2 電信網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 電信網(wǎng)的分類 電信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu) 電信管理網(wǎng),2.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),電信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是描述交換設(shè)備間、交換設(shè)備與終端間鄰接關(guān)系的連通圖。 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有網(wǎng)狀網(wǎng)、星型網(wǎng)、復(fù)合網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、總線網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)等形式。,1.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠窘Y(jié)構(gòu),網(wǎng)狀網(wǎng) 星型網(wǎng) 復(fù)合網(wǎng) 總線網(wǎng) 環(huán)型網(wǎng) 蜂窩網(wǎng),（1）網(wǎng)狀網(wǎng),網(wǎng)狀網(wǎng)又稱為點(diǎn)點(diǎn)相連制，網(wǎng)中任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都有直達(dá)鏈路相連接，在通信建立的過(guò)程中，不需任何形式的轉(zhuǎn)接。 節(jié)點(diǎn)數(shù)：N 鏈路數(shù)：N(N-1)/2 這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 點(diǎn)點(diǎn)相連，每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)間都有直達(dá)電路，信息傳遞快； 靈活性大，可靠性高，其中任何一條電路發(fā)生故障時(shí)，均可以通過(guò)其他電路保證通信暢通； 通信節(jié)點(diǎn)不需要匯接交換功能，交換費(fèi)用低。 這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn) 線路多，總長(zhǎng)度長(zhǎng)，基本建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用都很大； 在通信量不大的情況下，電路利用率低。 網(wǎng)狀網(wǎng)適用于通信節(jié)點(diǎn)數(shù)較少而相互間通信量較大的情況。,（2）星形網(wǎng),星型網(wǎng)又稱為輻射制，在地區(qū)中心設(shè)置一個(gè)中心通信點(diǎn)，地區(qū)內(nèi)的其他通信點(diǎn)都與中心通信點(diǎn)有直達(dá)電路，而其他通信點(diǎn)之間的通信都經(jīng)中心通信點(diǎn)轉(zhuǎn)接。 節(jié)點(diǎn)數(shù)：N 鏈路數(shù)：N1 這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路少、總長(zhǎng)度短，基本建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用少； 中心通信點(diǎn)增加了匯接交換功能，集中了業(yè)務(wù)量，提高了電路利用率； 只經(jīng)一次轉(zhuǎn)接。 這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn) 可靠性低，若中心通信點(diǎn)發(fā)生故障，整個(gè)通信系統(tǒng)癱瘓； 通信量集中到一個(gè)通信點(diǎn)，負(fù)荷重時(shí)影響傳輸速度。通信量大時(shí)，交換成本增加； 相鄰兩點(diǎn)的通信也需經(jīng)中心點(diǎn)轉(zhuǎn)接，電路距離增加。 這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適用于通信點(diǎn)比較分散，距離遠(yuǎn)，相互之間通信量不大，且大部分通信是中心通信點(diǎn)和其他通信點(diǎn)之間的往來(lái)情況。,（3）復(fù)合網(wǎng),復(fù)合網(wǎng)又稱為輻射匯接網(wǎng)，是以星型網(wǎng)為基礎(chǔ)，在通信量較大的地區(qū)間構(gòu)成網(wǎng)狀網(wǎng)。 復(fù)合網(wǎng)吸取了網(wǎng)狀網(wǎng)和星型網(wǎng)二者的優(yōu)點(diǎn)，比較經(jīng)濟(jì)合理，且有一定的可靠性，是目前通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)形式。,（4）總線網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)共享一條數(shù)據(jù)通道，通常用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中。 總線型網(wǎng)絡(luò)安裝簡(jiǎn)單方便，需要鋪設(shè)的電纜最短，成本低，某個(gè)站點(diǎn)的故障一般不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 但介質(zhì)的故障會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，總線網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比較困難，增加新站點(diǎn)也不如星型網(wǎng)容易。,（5）環(huán)型網(wǎng),各站點(diǎn)通過(guò)通信介質(zhì)連成一個(gè)封閉的環(huán)形。 環(huán)形網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡(luò)建成后，難以增加新的站點(diǎn)。 節(jié)點(diǎn)數(shù)：N 鏈路數(shù)：N 適用范圍：光纖通信網(wǎng) 令牌環(huán)網(wǎng) SDH環(huán)網(wǎng),（6）蜂窩網(wǎng),蜂窩網(wǎng)是移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式，形狀為正六邊形，連在一起，像蜂窩形狀。,2.我國(guó)電話網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),電話網(wǎng)的等級(jí)結(jié)構(gòu) 等級(jí)結(jié)構(gòu)的電話網(wǎng)就是把全網(wǎng)的交換局劃分成若干個(gè)等級(jí)，低等級(jí)的交換局與管轄它的高等級(jí)的交換局相連、形成多級(jí)匯接輻射網(wǎng)即星形網(wǎng)；而最高等級(jí)的交換局間則直接互連，形成網(wǎng)形網(wǎng)。 等級(jí)結(jié)構(gòu)的電話網(wǎng)一般是復(fù)合形網(wǎng)。,等級(jí)結(jié)構(gòu)的電話網(wǎng)的級(jí)數(shù)選擇因素 全網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量，例如接通率、接續(xù)時(shí)延、傳輸質(zhì)量、可靠性等； 全網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性，即網(wǎng)的總費(fèi)用問(wèn)題。另外還應(yīng)考慮國(guó)家幅員大小，各地區(qū)的地理狀況，政治、經(jīng)濟(jì)條件以及地區(qū)之間的聯(lián)系程度等等因素。,郵電部規(guī)定我國(guó)電話網(wǎng)的網(wǎng)路等級(jí)分為五級(jí)，由一、二、三、四級(jí)長(zhǎng)途交換中心及本地五級(jí)交換中心即端局成。,一級(jí)交換中心為大區(qū)中心，也稱省間中心，全國(guó)共有八個(gè)，分別是：北京、上海、廣州、沈陽(yáng)、南京、武漢、成都、西安。 二級(jí)交換中心為省交換中心，設(shè)在省會(huì)城市或直轄市； 三級(jí)交換中心為地區(qū)交換中心，設(shè)在地市級(jí)城市； 四級(jí)交換中心為縣長(zhǎng)途交換中心，是長(zhǎng)途終端局，目前已經(jīng)取消。,一、二級(jí)長(zhǎng)途交換中心合并為DC1，構(gòu)成長(zhǎng)途兩級(jí)網(wǎng)的高平面網(wǎng)（省際平面）； C3被稱為DC2，構(gòu)成長(zhǎng)途兩級(jí)網(wǎng)的低平面網(wǎng)（省內(nèi)平面）。 國(guó)際出入口局包括：北京、上海、廣州；省級(jí)出入口局設(shè)在DC1；地市出入口局設(shè)在DC2。,二級(jí)長(zhǎng)途網(wǎng)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu),我國(guó)電話網(wǎng)采用等級(jí)的輻射匯接制，由原來(lái)的四級(jí)長(zhǎng)途交換中心變?yōu)閮蓚€(gè)長(zhǎng)途交換平面，為什么會(huì)出現(xiàn)層級(jí)減少的現(xiàn)象？ 級(jí)數(shù)減少會(huì)有什么好處？,歸納思考,2.2.2 電信網(wǎng)的分類,按電信業(yè)務(wù)的種類分為：電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)、用戶電報(bào)網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、傳真通信網(wǎng)、圖像通信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)等。 按服務(wù)區(qū)域范圍分為：本地電信網(wǎng)、農(nóng)村電信網(wǎng)、長(zhǎng)途電信網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、國(guó)際電信網(wǎng)等。 按傳輸媒介種類分為：架空明線網(wǎng)、電纜通信網(wǎng)、光纜通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、用戶光纖網(wǎng)、低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)等。 按交換方式分為：電路交換網(wǎng)、報(bào)文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、寬帶交換網(wǎng)等。 按結(jié)構(gòu)形式分為:網(wǎng)狀網(wǎng)、星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、柵格網(wǎng)、總線網(wǎng)等。,按信息信號(hào)形式分為：模擬通信網(wǎng)、數(shù)字通信網(wǎng)、數(shù)字模擬混合網(wǎng)等。 按信息傳遞方式分為：同步轉(zhuǎn)移模式(STM)的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)和異地轉(zhuǎn)移模式(ATM)的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)等。 按等級(jí)劃分，又分為一級(jí)干線、二級(jí)干線、本地網(wǎng)。 一級(jí)干線是指在省間進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)，比如說(shuō)：省會(huì)城市長(zhǎng)途局完成到其它省的電話交換，京太西光纜從北京到陜西經(jīng)過(guò)多個(gè)省市。 二級(jí)干線是指在省內(nèi)不同地市間進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)，比如說(shuō)：某地市長(zhǎng)途局完成到其它地市電路交換。 本地網(wǎng)是指在同一個(gè)長(zhǎng)途區(qū)號(hào)內(nèi)，由若干個(gè)市話端局和匯接局、局間中繼、長(zhǎng)市中繼、用戶線和話機(jī)終端等所組成的電話網(wǎng)。,2.2.3 電信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu),為了更清晰地描述現(xiàn)代電信網(wǎng)，人們引入網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)。 從網(wǎng)絡(luò)縱向分層的觀點(diǎn)來(lái)看，可根據(jù)不同的功能將網(wǎng)絡(luò)分解成多個(gè)功能層，上下層之間的關(guān)系為客戶/服務(wù)者關(guān)系。從垂直方向上分為傳送網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、應(yīng)用層和支撐網(wǎng)。,傳送網(wǎng)是支持業(yè)務(wù)網(wǎng)的傳送手段和基礎(chǔ)設(shè)施，由線路設(shè)施、傳輸設(shè)施等組成的為傳送信息業(yè)務(wù)提供所需傳送承載能力的通道。長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)、本地傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)均屬于傳送網(wǎng)。 業(yè)務(wù)網(wǎng)是傳輸各種信息的業(yè)務(wù)網(wǎng)，是指向用戶提供諸如電話、電報(bào)、圖像、數(shù)據(jù)等電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)路。電話交換網(wǎng)、移動(dòng)交換網(wǎng)、智能網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)均屬于業(yè)務(wù)網(wǎng)。 應(yīng)用層是表示各種信息應(yīng)用，如遠(yuǎn)程教育、會(huì)議電視等。 支撐網(wǎng)是指能使電信業(yè)務(wù)網(wǎng)路正常運(yùn)行，可以支持全部3個(gè)層面的工作，提供保證網(wǎng)絡(luò)有效正常運(yùn)行的各控制和管理能力，包括信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和電信管理網(wǎng)。,2.2.4 電信網(wǎng)管理網(wǎng),電信網(wǎng)從產(chǎn)生以來(lái)就是面向公眾提供服務(wù)業(yè)務(wù)的，結(jié)合電信業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，為了保證業(yè)務(wù)質(zhì)量，電信網(wǎng)的管理一直是非常重要的。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電信網(wǎng)的設(shè)備越來(lái)越多樣化和復(fù)雜化，規(guī)模上也越來(lái)越大。 國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)（ITUT）提出具有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、接口和體系結(jié)構(gòu)的管理網(wǎng)絡(luò)電信管理網(wǎng)（Telecommunication Management Network，TMN）。,1.電信管理網(wǎng)的作用,TMN為電信網(wǎng)和業(yè)務(wù)提供管理功能并能提供與電信網(wǎng)和業(yè)務(wù)進(jìn)行通信的能力。 TMN的基本思想是提供一個(gè)有組織的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)以及電信設(shè)備之間的互連，利用標(biāo)準(zhǔn)接口所支持的體系結(jié)構(gòu)交換管理信息，從而為管理部門(mén)和廠商在開(kāi)發(fā)設(shè)備以及設(shè)計(jì)管理電信網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)提供參考。 TMN的目標(biāo)是在電信網(wǎng)的管理方面支持主管部門(mén)，提供一大批電信網(wǎng)的管理功能，并提供它本身與電信網(wǎng)之間的通信。,2.電信管理網(wǎng)與電信網(wǎng)的關(guān)系,TMN與它所管理的電信網(wǎng)是緊密耦合的，但它在概念上又是一個(gè)分離的網(wǎng)絡(luò)，它在若干點(diǎn)與電信網(wǎng)連接，另外TMN有可能利用電信網(wǎng)的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)它的通信能力。,3.電信管理網(wǎng)管理的業(yè)務(wù),（1）用戶管理； （2）網(wǎng)絡(luò)指配管理； （3）人力資源管理； （4）資費(fèi)和服務(wù)管理； （5）服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)性能管理； （6）業(yè)務(wù)測(cè)量及分析管理； （7）業(yè)務(wù)量管理； （8）路由管理； （9）維護(hù)管理； （10）安全管理； （11）物資管理。,4.電信管理網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能,TMN支持的網(wǎng)絡(luò)管理功能，包括電信網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)、管理、維護(hù)和補(bǔ)給四大類，這四大類管理功能在不同的管理機(jī)構(gòu)中有不盡相同的含義。 根據(jù)其管理的目的可以分成性能管理、故障管理（或維護(hù)管理）、配置管理、記賬管理和安全管理五個(gè)功能域。,2.3 實(shí)做項(xiàng)目及教學(xué)情境,實(shí)做項(xiàng)目一：參觀運(yùn)營(yíng)商機(jī)房。 目的：認(rèn)識(shí)交換機(jī)、傳輸設(shè)備，形成對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的初步認(rèn)識(shí)。 實(shí)做項(xiàng)目二：考察通信線路。 目的：通過(guò)考察通信線路、參觀通信線務(wù)與傳輸實(shí)訓(xùn)室，認(rèn)識(shí)通信線路。,第三章 電話通信,本章重點(diǎn)： 數(shù)字通信過(guò)程 多路復(fù)用技術(shù) 數(shù)字程控交換技術(shù) PCM30/32系統(tǒng),本章內(nèi)容： 電話通信過(guò)程 多路復(fù)用 PCM30/32系統(tǒng) 數(shù)字復(fù)接 程控交換技術(shù) 信令系統(tǒng),電話機(jī)的發(fā)明,1875年6月2日貝爾和沃森發(fā)明了電話，這就是原始的電磁式電話。 1877年愛(ài)迪生發(fā)明了碳精式送話器，將碳精式送話器與手柄、呼叫設(shè)備（電鈴）、手搖發(fā)電機(jī)和干電池組合起來(lái)就成為磁石式電話機(jī)。 1882年出現(xiàn)了共電式電話機(jī)，這種電話機(jī)不需要手搖發(fā)電機(jī)和干電池，通話所用電源由交換機(jī)供給，這種概念一直沿用到今天。 1896年美國(guó)人愛(ài)立克森發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式電話撥號(hào)盤(pán)。1920年美國(guó)人坎貝爾發(fā)明了消側(cè)音電路，這樣就產(chǎn)生了自動(dòng)電話機(jī)撥號(hào)盤(pán)電話機(jī)。 上個(gè)世紀(jì)60年代電子學(xué)飛速發(fā)展，70年代大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，出現(xiàn)了電子電話機(jī)按鍵式電話機(jī)。80年代隨著N-ISDN的應(yīng)用出現(xiàn)了數(shù)字電話機(jī)，從電話機(jī)出來(lái)的是數(shù)字話音信號(hào)。隨著B(niǎo)-ISDN網(wǎng)絡(luò)和IP骨干網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，多媒體用戶終端和IP電話機(jī)相繼出現(xiàn)。,固定電話和移動(dòng)電話,3.1 電話通信過(guò)程,電話通信是利用電的方法傳送人的語(yǔ)言并完成遠(yuǎn)距離語(yǔ)音通信過(guò)程。一般使用的固定電話為模擬電話終端，通過(guò)用戶線連接到交換機(jī)，交換機(jī)之間中繼線傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)。 數(shù)字通信過(guò)程包括發(fā)送端的模/數(shù)變換、信道傳輸和接收端的數(shù)/模變換三部分。,模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)設(shè)備稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備。 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的方法有 PCM脈沖編碼調(diào)制（Pulse Code Modulation 差值編碼調(diào)制（Difference Pulse Code Modulation，DPCM） 自適應(yīng)差值編碼（Adaptive Difference Pulse Code Modulation，ADPCM） 增量調(diào)制（Delta Modulation，M）,PCM數(shù)字通信過(guò)程,PCM,1.發(fā)送端的模/數(shù)變換,（1）抽樣 （2）量化 （3）編碼,（1）抽樣,模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步是在時(shí)間上對(duì)信號(hào)進(jìn)行離散化處理，即將時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)處理成時(shí)間上離散的信號(hào)，這一過(guò)程稱之為抽樣。 通過(guò)抽樣得到一系列在時(shí)間上離散的幅值序列稱為樣值序列。這些樣值序列的包絡(luò)線仍與原模擬信號(hào)波形相似，我們把它稱之為脈沖幅度調(diào)制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）信號(hào)。,話音信號(hào)的離散化處理 時(shí)間上的離散性,使連續(xù)信號(hào)f(t)變成了離散的f(t0)、 f(t1)、 f(t2)、 f(t3) ,設(shè)時(shí)間連續(xù)信號(hào)f（t），其最高截止頻率為fm。要從樣值序列無(wú)失真地恢復(fù)原時(shí)間連續(xù)信號(hào)，其抽樣頻率應(yīng)選為fs2fm。這就是著名的奈奎斯特抽樣定理，簡(jiǎn)稱抽樣定理。 人的話音信號(hào)頻率為3003400Hz，考慮防衛(wèi)帶的預(yù)留： fs8KHz，抽樣周期T125s。,（2）量化,抽樣后的PAM信號(hào)的幅度仍然是連續(xù)的，因此還是模擬信號(hào)。 幅值在一定范圍內(nèi)為無(wú)限多個(gè)值，若直接轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)表示需要無(wú)限多位二進(jìn)制信號(hào)與之對(duì)應(yīng)，這是不可能實(shí)現(xiàn)的，為此要采用量化的辦法。 量化是把信號(hào)在幅度域上連續(xù)的樣值序列用近似的辦法將其變換成幅度離散的樣值序列。 具體的定義是，將幅度域連續(xù)取值的信號(hào)在幅度域上劃分為若干個(gè)分級(jí)（量化間隔），在每一個(gè)分級(jí)范圍內(nèi)的信號(hào)值取某一個(gè)固定的值用m(t)來(lái)表示。 量化誤差 這一近似過(guò)程一定會(huì)產(chǎn)生誤差，稱為量化誤差。量化誤差就是指量化前后信號(hào)之差，會(huì)產(chǎn)生量化噪聲。,同樣伏值的噪聲，對(duì)不同功率的信號(hào)影響是否相同？,均勻量化原理圖,A律13折線,（3）編碼,編碼是把抽樣并量化的量化值變換成一組（8位）二進(jìn)制碼組 對(duì)于一個(gè)數(shù)字話路來(lái)說(shuō)，每秒鐘抽取8000個(gè)樣值，每個(gè)樣值編為8位二進(jìn)制代碼，則每一話路的數(shù)碼率為：8800064kbit/s。,2信道及再生中繼,（1）信道傳輸?shù)拇a型變換 單極性不歸零碼（Non-Return Zero，NRZ）碼變換為雙極性歸零碼（Return Zero，RZ）。 （2）再生中繼 在信道上每隔一段距離就要對(duì)數(shù)字信號(hào)波形進(jìn)行一次“修整”，再生出與原發(fā)送信號(hào)相同的波形，然后,再進(jìn)行傳輸。,信道傳輸碼型,3接收端的數(shù)/模變換,（1）再生、解碼 （2）低通濾波（平滑）,信號(hào)衰減 噪聲干擾,波形失真,傳輸距離增加 信噪比下降,誤碼產(chǎn)生,再生中繼器消除遇到的問(wèn)題 門(mén)限電平,信號(hào)再生,數(shù)字通信過(guò)程包括以下三個(gè)過(guò)程： 發(fā)送端的模/數(shù)變換包括抽樣、量化和編碼三個(gè)過(guò)程； 信道傳輸包括碼型變換和再生中繼； 接收端的數(shù)/模變換包括再生、解碼和低通濾波三個(gè)過(guò)程。,歸納思考,3.2 多路復(fù)用技術(shù),為了提高線路利用率，使多個(gè)信號(hào)沿同一信道傳輸而互不干擾的通信方式。,3.2.1頻分多路復(fù)用技術(shù)FDM,把可用的帶寬劃分成若干頻隙和各路信號(hào)占有各自頻隙傳輸。,頻帶信號(hào)的傳輸,把時(shí)間幀分成若干時(shí)隙和各路信號(hào)占有各自時(shí)隙傳輸。,3.2.2時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)TDM,發(fā)、收雙方的電子開(kāi)關(guān)的起始位置和旋轉(zhuǎn)速率都必須一致，否則將會(huì)造成錯(cuò)收，這就是PCM系統(tǒng)中的同步要求。 收、發(fā)兩端的數(shù)碼率或時(shí)鐘頻率相同叫位同步或稱比特同步，也可通俗的理解為兩電子開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)速率相同； 收、發(fā)兩端的起始位置是每隔1幀長(zhǎng)（即每旋轉(zhuǎn)一周）核對(duì)一次的，此稱幀同步。這樣才能保證正確區(qū)分收到的哪8位碼是屬于同一個(gè)樣值的，又是屬于哪一路的信號(hào)。,3.2.3碼分多路復(fù)用CDMA,碼分多路復(fù)用首先為每個(gè)用戶分配一個(gè)唯一的互為正交的地址碼，在信號(hào)傳輸前根據(jù)地址碼進(jìn)行編碼，多個(gè)用戶信號(hào)可同時(shí)用同一個(gè)載波上傳輸，在接收端進(jìn)行正交解碼恢復(fù)信號(hào)。,3.2.4波分多路復(fù)用,波分多路復(fù)用是指將各個(gè)具有不同傳輸波長(zhǎng)的光載波信號(hào)通過(guò)一根光纖傳輸，以提高單個(gè)光纖的傳輸容量。 在光波分多路復(fù)用系統(tǒng)中，源端和目的地端都采用某一特定波長(zhǎng)傳遞信號(hào)。,頻分多路復(fù)用是通過(guò)不同的頻段區(qū)分不同的信道； 時(shí)分多路復(fù)用是通過(guò)不同的時(shí)隙區(qū)分不同的信道； 碼分多路復(fù)用是通過(guò)不同的地址碼區(qū)分不同的信道； 波分多路復(fù)用是通過(guò)不同的波長(zhǎng)區(qū)分不同的信道。,歸納思考,3.3 數(shù)字通信技術(shù),3.3.1 PCM30/32系統(tǒng)簡(jiǎn)介,3.3.1 PCM30/32系統(tǒng)簡(jiǎn)介,PCM30/32的含義 整個(gè)系統(tǒng)共分為32個(gè)時(shí)隙，其中30個(gè)路時(shí)隙分別用來(lái)傳送30路話音信號(hào)，一個(gè)路時(shí)隙用來(lái)傳送幀同步碼，另一個(gè)路時(shí)隙用來(lái)傳送信令碼。,PCM30/32的每一幀占用的時(shí)間是125s，每幀的頻率為8000幀/秒。一幀包含32個(gè)時(shí)隙，其編號(hào)為T(mén)S0 ，TS1 ，TS2TS31，則每一路時(shí)隙所占用的時(shí)間為3.9s，包含8bit，則PCM30/32路系統(tǒng)的總數(shù)碼率是： fb=8000幀/秒32路時(shí)隙/幀8比特/路時(shí)隙2048kbit/s（即2.048Mbit/s） 而每一路的數(shù)碼率則為：8bit8000/s=64kbit/s,PCM復(fù)幀結(jié)構(gòu),30個(gè)話路只有1個(gè)信令時(shí)隙，如何傳輸信令信息？,探 討,2PCM30/32路設(shè)備在市話通信中的應(yīng)用,PCM30/32路設(shè)備最初用于市話中繼線的擴(kuò)容。一個(gè)話路要占用一對(duì)中繼線，若拿出兩對(duì)中繼線開(kāi)通一套PCM30/32路系統(tǒng)，在這兩對(duì)線上就可以同時(shí)傳送30個(gè)話路，線路的利用率為原來(lái)的15倍。,3.3.2 數(shù)字復(fù)接,為了提高長(zhǎng)途通信線路的效率，總是把若干個(gè)小容量的低速數(shù)字流以時(shí)分復(fù)用的方式合并成一個(gè)大容量的高速數(shù)字流再傳輸，傳到對(duì)方后再分開(kāi)，這就是數(shù)字復(fù)接。 數(shù)字復(fù)接是解決PCM信號(hào)由低次群到高次群合成的技術(shù)。 目前國(guó)際上有兩種標(biāo)準(zhǔn)系列與速率 我國(guó)和歐洲等國(guó)采用PCM30/32路，2.048Mbit/s作為一次群； 日本、美國(guó)采用24路，1.544Mbit/s作為一次群；然后，分別以一次群為基礎(chǔ)，構(gòu)成更高速率的二、三、四、五次群。,按字節(jié)復(fù)接(按時(shí)隙復(fù)接) ：01010101 11111111 11001011 01010101 00000000 11100101,按位復(fù)接：011 111 010 110 011 110 011 111,話路1: 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 話路2： 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 話路3： 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1,主要復(fù)接技術(shù),復(fù)接是將多個(gè)低速的數(shù)字碼流合并成一個(gè)高速的數(shù)字碼流； 復(fù)用是將多路信號(hào)在一條信道上傳輸。,3.4 數(shù)字程控交換技術(shù),程控交換機(jī)是存儲(chǔ)程序控制交換機(jī)（Stored Program Contro1，SPC） 的簡(jiǎn)稱。 是利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的，它把電話交換機(jī)各種控制功能按步驟編成程序存入存儲(chǔ)器，利用存儲(chǔ)器內(nèi)所存的程序來(lái)控制整個(gè)交換機(jī)工作。,3.4.1程控?cái)?shù)字交換機(jī)的組成,1程控交換機(jī)組成 2各組成部分功能 3程控交換機(jī)的用戶服務(wù)性能,1程控交換機(jī)組成,是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成 程控交換機(jī)的硬件系統(tǒng)包括話路部分、控制部分和輸入輸出部分。 程控交換系統(tǒng)中的硬件動(dòng)作均由軟件進(jìn)行控制完成，程控交換機(jī)的軟件系統(tǒng)包括運(yùn)行處理所必需的在線程序和用于交換的設(shè)計(jì)、調(diào)試、軟件生產(chǎn)和管理的支援程序兩部分。,2各組成部分功能,（1）用戶電路 用戶線進(jìn)入交換局的接口電路 。,用戶電路的主要功能“BORSCHT”功能： B（Battery Feed）：饋電。為用戶線提供通話和監(jiān)視電流，程控?cái)?shù)字交換的額定電壓為-48V的直流，用戶線上的饋電電流為18 mA50mA。 O（Over voltage Protection）：高壓和過(guò)壓保護(hù)。.程控?cái)?shù)字交換機(jī)一般采用兩級(jí)保護(hù)：第一級(jí)是總配線架保護(hù)，第二級(jí)保護(hù)就是用戶電路，通過(guò)熱敏電阻和二極管實(shí)現(xiàn)。 R（Ringing）：振鈴。由被叫側(cè)的用戶模塊向被叫用戶話機(jī)饋送鈴流信號(hào)，同時(shí)向主叫用戶送出回鈴音。 S（Supervision）：監(jiān)視。通過(guò)掃描點(diǎn)監(jiān)視用戶回路通、斷狀態(tài)，以監(jiān)測(cè)用戶摘機(jī)、掛機(jī)、撥號(hào)脈沖等用戶線信號(hào)。 C（Codec Filtees）：模擬數(shù)字變換，即AD變換。把電話機(jī)發(fā)出模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)送往信道傳輸，同時(shí)把從信道接受的數(shù)字信號(hào)反變換成模擬信號(hào)送給話機(jī)。 H（Hybird Circuit）：二線四線變換。完成2線的模擬用戶線與交換機(jī)內(nèi)部4線的PCM傳輸線之間的轉(zhuǎn)換。 T（Test）：測(cè)試。通過(guò)軟件控制用戶電路中的測(cè)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，對(duì)用戶可進(jìn)行局內(nèi)側(cè)和外線側(cè)的測(cè)試。,（2）控制系統(tǒng) 控制部分是程控交換機(jī)的核心，其主要任務(wù)是根據(jù)外部用戶與內(nèi)部維護(hù)管理的要求，執(zhí)行存儲(chǔ)程序和各種命令，以控制相應(yīng)硬件實(shí)現(xiàn)交換及管理功能。 （3）輸入/輸出設(shè)備（I/O） 包括打印機(jī)、終端、磁帶、硬盤(pán)等設(shè)備。,3.程控交換機(jī)的用戶服務(wù)性能,3.4.2數(shù)字程控交換原理,數(shù)字交換 T接線器 S接線器 TST網(wǎng)絡(luò),1數(shù)字交換,數(shù)字交換是通過(guò)時(shí)隙交換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，數(shù)字交換的實(shí)質(zhì)就是把信息在時(shí)間位置上進(jìn)行搬移。,2T接線器,時(shí)間接線器簡(jiǎn)稱T接線器，T接線器的作用是實(shí)現(xiàn)一條時(shí)分復(fù)用線上的時(shí)隙交換功能。 主要由語(yǔ)音存儲(chǔ)器（Speech Memory，SM）和控制存儲(chǔ)器（Control Memory，CM）組成。 語(yǔ)音存儲(chǔ)器用來(lái)暫存語(yǔ)音數(shù)字編碼信息，每個(gè)話路為8bit。 SM的容量即SM的存儲(chǔ)單元數(shù)等于時(shí)分復(fù)用線上的時(shí)隙數(shù)。 控制存儲(chǔ)器用來(lái)存放SM的地址碼（單元號(hào)碼），CM的容量通常等于SM的容量，每個(gè)單元所存儲(chǔ)的SM地址碼是由處理機(jī)控制寫(xiě)入的。,時(shí)間接線器的工作方式 T接線器的工作方式是指SM的工作方式，CM的工作方式只能是控制寫(xiě)入、順序讀出方式。 “順序?qū)懭?、控制讀出”方式（輸出控制方式）。 “順序讀出、控制寫(xiě)入”方式（輸入控制方式）。,時(shí)間交換單元的控制方式,3S接線器,空間接線器簡(jiǎn)稱S接線器，S接線器的功能是完成各復(fù)用線的“空間交換”，即在許多根入線中選擇一根接通出線，但是要在入線和出線的某一時(shí)隙內(nèi)接通。 S接線器由電子交叉節(jié)點(diǎn)矩陣和控制存儲(chǔ)器組成。,S接線器的工作方式 輸入工作方式：控制存儲(chǔ)器接在輸入線上。 輸出工作方式：控制存儲(chǔ)器接在輸出線上。,0 1 2,0 1 2,0 1 2,TS12 TS8,TS12 TS8,0,8,12,127,2,TS8,TS8,輸入控制方式,1,TS12,TS12,2,0,0 1 2,0 1 2,0 1 2,TS12 TS8,TS12 TS8,0,8,12,2,TS8,TS8,輸出控制方式,0,TS12,TS12,2,0,127,4TST網(wǎng)絡(luò),一般單個(gè)T接線器的交換容量較小，而S接線器往往很少單獨(dú)使用。無(wú)論是T接線器還是S接線器都不足以組成實(shí)用的時(shí)分接續(xù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際使用的時(shí)分接續(xù)網(wǎng)絡(luò)都是由T接線器和S接線器組合而成。,T接線器的工作原理 S接線器的工作原理 大容量交換如何實(shí)現(xiàn)？,歸納思考,3.4.3 電話交換的呼叫接續(xù)過(guò)程,完成一次通話交換機(jī)經(jīng)過(guò)哪些接續(xù)過(guò)程？ 交換機(jī)是如何了解接收者的電話位置信息的？,探 討,呼叫接續(xù)過(guò)程主要包括呼叫建立、雙方通話和話終釋放。 程控?cái)?shù)字交換機(jī)完成一次呼叫的接續(xù)過(guò)程主要包括如下幾個(gè)階段： （1）主叫摘機(jī)，識(shí)別主叫、向主叫送撥號(hào)音； （2）接收主叫撥號(hào)脈沖； （3）分析號(hào)碼，確定是局內(nèi)接續(xù)還是出局接續(xù)； （4）測(cè)試被叫忙、閑。如閑，向被叫送振鈴并向主叫送回鈴音；如忙，則向主叫送忙音； （5）被叫應(yīng)答，完成通話接續(xù)； （6）話終拆線。,3.5 信令系統(tǒng),3.5.1信令的基本概念 3.5.2信令的分類 3.5.3 No.7信令系統(tǒng),3.5.1信令的基本概念,自動(dòng)完成通話用戶的接續(xù)或轉(zhuǎn)接需要有一套完整的控制信號(hào)和操作程序，用以產(chǎn)生、發(fā)送和接收這些控制信號(hào)的硬件及相應(yīng)執(zhí)行的控制、操作等程序的集合體就稱之為電話網(wǎng)的信令系統(tǒng)。 信令系統(tǒng)是指為了完成特定的信令方式所使用的通信設(shè)備的集合。 電話網(wǎng)的信令系統(tǒng)應(yīng)具有監(jiān)視功能、選擇功能和網(wǎng)路管理功能。,一次電話通話的信令流程, 當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，用戶摘機(jī)信號(hào)送到發(fā)端交換機(jī)； 發(fā)端交換機(jī)收到用戶摘機(jī)信號(hào)后，立即向主叫用戶送出撥號(hào)音； 主叫用戶撥號(hào)，將被叫用戶號(hào)碼送給發(fā)端交換機(jī)； 發(fā)端交換機(jī)根據(jù)被叫號(hào)碼選擇局向及中繼線，發(fā)端交換機(jī)在選好的 中繼線上向收端交換機(jī)發(fā)送占用信號(hào)，并把被叫用戶號(hào)碼送給收端交 換機(jī)； 收端交換機(jī)根據(jù)被叫號(hào)碼，將呼叫連接到被叫用戶，向被叫用戶發(fā)送 振鈴信號(hào)，并向主叫用戶送回鈴音； 當(dāng)被叫用戶摘機(jī)應(yīng)答時(shí)，收端交換機(jī)收到應(yīng)答信號(hào)，收端交換機(jī)將應(yīng) 答信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)端交換機(jī)； 用戶雙方進(jìn)入通話狀態(tài)，這時(shí)線路上傳送話音信號(hào)； 話終掛機(jī)復(fù)原，傳送拆線信號(hào)； 收端交換機(jī)拆線后，回送一個(gè)拆線證實(shí)信號(hào)，一切設(shè)備復(fù)原。,3.5.2信令的分類,1按工作區(qū)域劃分 用戶線信令 用戶線信令是在用戶終端與交換機(jī)之間的用戶線上傳送的信令。 對(duì)于常見(jiàn)的模擬用戶線，用戶線信令包括：用戶狀態(tài)信令、選擇信令和各種可聞音信令。 用戶線狀態(tài)信令是指用戶摘機(jī)、應(yīng)