現(xiàn)代通信網(wǎng)及其關鍵技術第一章4

1、現(xiàn)代通信網(wǎng)1.11 通信網(wǎng)絡的技術通信網(wǎng)絡的技術 1.11.1 多路復用與尋址技術多路復用與尋址技術n1. 多路復用技術多路復用技術n多路復用就是在一個公共信道上建立兩條或多條傳輸信道，n其目的是為了充分利用信道的容量，提高信道傳輸效率。n常用的多路復用技術有頻分多路、時分多路等。現(xiàn)代通信網(wǎng)復用復用multiplexingn針對資源，給用戶一個很好的利用資源的方式。n在一根線上傳送多路信號，重復使用，共同使用?，F(xiàn)代通信網(wǎng)現(xiàn)代通信網(wǎng)1) 頻分多路復用（頻分多路復用（fdm）nfdm是把一個公共信道上可用的傳輸頻是把一個公共信道上可用的傳輸頻段分割成多個較窄的頻帶，并使每個窄帶段分割成多個較窄的頻

2、帶，并使每個窄帶都變成為一個獨立信道的復用方法。都變成為一個獨立信道的復用方法。 現(xiàn)代通信網(wǎng)現(xiàn)代通信網(wǎng)2) 時分多路復用（時分多路復用（tdm）ntdm是一種按規(guī)定的間隔，并在時間上是一種按規(guī)定的間隔，并在時間上相互錯開，在一條公共信道上傳輸多路信相互錯開，在一條公共信道上傳輸多路信號的復用技術。號的復用技術。 ntdm的工作原理的工作原理現(xiàn)代通信網(wǎng)m1(t)m2(t)12s1mn(t)n信道n12m1(t)mn(t)m2(t)s2時分多路復用示意圖 現(xiàn)代通信網(wǎng) 時分多路復用電路結(jié)構(gòu)示意圖時分多路復用電路結(jié)構(gòu)示意圖 現(xiàn)代通信網(wǎng)（2）tdm的特點的特點ntdm的主要優(yōu)點是：不存在保護頻帶，可有效

3、地的主要優(yōu)點是：不存在保護頻帶，可有效地提高信息傳輸效率；信道占用頻帶窄，容量大。提高信息傳輸效率；信道占用頻帶窄，容量大。n其主要缺點是：通信雙方時隙必須嚴格保持同步。其主要缺點是：通信雙方時隙必須嚴格保持同步。 現(xiàn)代通信網(wǎng)3) 碼分復用碼分復用cdmn碼分多路復用是指在信號傳輸前進行特殊的編碼（地址碼分多路復用是指在信號傳輸前進行特殊的編碼（地址碼），且每一個用戶的編碼序列是相互正交的，多個用戶碼），且每一個用戶的編碼序列是相互正交的，多個用戶信號可同時用同一個載波上傳輸，在接收端進行正交解碼信號可同時用同一個載波上傳輸，在接收端進行正交解碼恢復信號。恢復信號。 現(xiàn)代通信網(wǎng)4) 波分復用波

4、分復用wdm技術技術n在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術號的技術 現(xiàn)代通信網(wǎng) n2、 數(shù)字信號的時分復用傳輸數(shù)字信號的時分復用傳輸 n 時分多路復用利用了信號的時間離散性，也就是使時分多路復用利用了信號的時間離散性，也就是使各路信號在不同的時間占用信道進行傳輸，在接收端由各路信號在不同的時間占用信道進行傳輸，在接收端由不同的時間取出對應的信號。不同的時間取出對應的信號。現(xiàn)代通信網(wǎng) n把時間分成均勻的時間間隙，將每路信號的把時間分成均勻的時間間隙，將每路信號的傳輸時間分配在不同的時間間隙內(nèi)，達到各傳輸時間分配在不同的時間間隙內(nèi)，達到各

5、路互相分開的目的路互相分開的目的.現(xiàn)代通信網(wǎng)a). 同步時分復用信號同步時分復用信號位置化信道位置化信道現(xiàn)代通信網(wǎng)b). 統(tǒng)計時分復用信號統(tǒng)計時分復用信號標志化信道標志化信道現(xiàn)代通信網(wǎng)3. 多址方式多址方式 mutiple access針對用戶，實現(xiàn)多路（多點）接入，根據(jù)不同的針對用戶，實現(xiàn)多路（多點）接入，根據(jù)不同的址址來區(qū)分用戶。來區(qū)分用戶?；绢愋陀谢绢愋陀衝頻分多址頻分多址(fdma)、n時分多址時分多址(tdma)、n碼分多址碼分多址(cdma)、n空分多址（空分多址（sdma）現(xiàn)代通信網(wǎng)fdma 系統(tǒng)的收發(fā)工作示意圖現(xiàn)代通信網(wǎng)tdma 系統(tǒng)的收發(fā)工作示意圖現(xiàn)代通信網(wǎng)fdma/td

6、ma示意圖時間 t頻 率 f200 khz一幀一個時隙頻道200 khz200 khz200 khz現(xiàn)代通信網(wǎng) cdma示意圖現(xiàn)代通信網(wǎng)sdma 空分多址空分多址n通過不同的空間來區(qū)分不同用戶（用戶群）的通過不同的空間來區(qū)分不同用戶（用戶群）的方式，叫空分多址技術方式，叫空分多址技術n智能天線智能天線利用智能天線實現(xiàn)的空分多址現(xiàn)代通信網(wǎng) 1.11.2 pdh準同步數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)準同步數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)n國際上主要有兩大系列的準同步數(shù)字體系。國際上主要有兩大系列的準同步數(shù)字體系?，F(xiàn)代通信網(wǎng)n每路話音信號抽樣速率每路話音信號抽樣速率fs=8000hz，故對應，故對應的每幀時間間隔為的每幀時間間

7、隔為125 s。n一幀共有一幀共有32個時間間隔，稱為時隙。個時間間隔，稱為時隙。n每一路信號分配每一路信號分配 一個時隙叫路時隙，幀同步碼一個時隙叫路時隙，幀同步碼和信令碼也各分配一個路時隙。和信令碼也各分配一個路時隙。npcm30/32系統(tǒng)的意思是整個系系統(tǒng)的意思是整個系 統(tǒng)共分為統(tǒng)共分為32個路時隙，其中個路時隙，其中30個路時隙分別個路時隙分別 用來傳送用來傳送30路話音信號，一個路時隙用來傳送幀同步碼，路話音信號，一個路時隙用來傳送幀同步碼，另一個路時隙用來傳送信令碼。另一個路時隙用來傳送信令碼。 1. pcm基群（基群（e1）幀結(jié)構(gòu)）幀結(jié)構(gòu)現(xiàn)代通信網(wǎng)現(xiàn)代通信網(wǎng)npcm30/32路基

8、群幀結(jié)構(gòu)路基群幀結(jié)構(gòu) 時隙信號作如下安排：時隙信號作如下安排： 1) 30個話路時隙個話路時隙:ts1ts15, ts17ts31 2) 幀同步時隙幀同步時隙:ts0 3) 信令時隙信令時隙:ts16 現(xiàn)代通信網(wǎng)1.11.3 數(shù)字同步與復接數(shù)字同步與復接n數(shù)字復接是將幾個低次群在時間的空隙上迭數(shù)字復接是將幾個低次群在時間的空隙上迭加合成高次群。加合成高次群。 n 數(shù)字復接器是把兩個或兩個以上支路的數(shù)字信號按數(shù)字復接器是把兩個或兩個以上支路的數(shù)字信號按時分復用方式合并成為單一的合路數(shù)字信號的設備；時分復用方式合并成為單一的合路數(shù)字信號的設備；數(shù)字分接器是把一個合路數(shù)字信號分解為原來支路數(shù)數(shù)字分接

9、器是把一個合路數(shù)字信號分解為原來支路數(shù)字信號的設備。字信號的設備。n 數(shù)字復接系統(tǒng)方框圖數(shù)字復接系統(tǒng)方框圖現(xiàn)代通信網(wǎng)1. 數(shù)字復接技術數(shù)字復接技術按位復接的各低次群（支路）的位碼依按位復接的各低次群（支路）的位碼依次逐位循環(huán)形成高次群。復接后高次群每位次逐位循環(huán)形成高次群。復接后高次群每位碼的間隔是復接前各支路的碼的間隔是復接前各支路的1/41/4，既高次群，既高次群速率提高到復接前各支路的速率提高到復接前各支路的4 4倍。倍。 現(xiàn)代通信網(wǎng) 按字復接是每次復接各低次群（支路）的按字復接是每次復接各低次群（支路）的一個碼字依次逐位循環(huán)形成高次群。一個碼字依次逐位循環(huán)形成高次群。 這種按字復接要求

10、有較大的存儲容量，但這種按字復接要求有較大的存儲容量，但保證了一個碼字的完整性，有利于以字節(jié)為保證了一個碼字的完整性，有利于以字節(jié)為單位的信號的處理和交換。單位的信號的處理和交換。同步數(shù)字體系（同步數(shù)字體系（sdhsdh）大多采用按字復接方）大多采用按字復接方式。式。 現(xiàn)代通信網(wǎng)3）按幀復接）按幀復接n指每次復接支路的指每次復接支路的1幀，不破壞原來各支路信號幀，不破壞原來各支路信號的幀結(jié)構(gòu)，利于交換處理，但需要緩存器容量很的幀結(jié)構(gòu)，利于交換處理，但需要緩存器容量很大。大?，F(xiàn)代通信網(wǎng)3. 數(shù)字復接的同步數(shù)字復接的同步 數(shù)字復接的同步指的是被復接的幾個低次數(shù)字復接的同步指的是被復接的幾個低次群的

11、數(shù)碼率相同。群的數(shù)碼率相同。 如果低次群的數(shù)碼率不同，復接時會產(chǎn)生如果低次群的數(shù)碼率不同，復接時會產(chǎn)生重疊和錯位重疊和錯位, ,這樣復接合成后的信號，在接這樣復接合成后的信號，在接收端是無法分接恢復成原來的低次群信號。收端是無法分接恢復成原來的低次群信號。 現(xiàn)代通信網(wǎng) 如果被復接支路時鐘都由同一個主時鐘源所供給的，如果被復接支路時鐘都由同一個主時鐘源所供給的，這時的復接就是同步復接。這時的復接就是同步復接。 在同步時鐘復接中各被復接信號的時鐘源是同一個，在同步時鐘復接中各被復接信號的時鐘源是同一個，所以可保證各支路的時鐘頻率相等。所以可保證各支路的時鐘頻率相等。 雖然被復接的各支路的時鐘都是由

12、同一時鐘源供給，雖然被復接的各支路的時鐘都是由同一時鐘源供給，可以保證其數(shù)碼率相等，但為了滿足在接收端分解的需要，可以保證其數(shù)碼率相等，但為了滿足在接收端分解的需要，還需插入一定數(shù)量的幀同步碼；還需插入一定數(shù)量的幀同步碼； 為了復接器，分接器的正常工作，還需加入對端告警為了復接器，分接器的正常工作，還需加入對端告警碼以及鄰站監(jiān)測和勤務聯(lián)系等公務碼。碼以及鄰站監(jiān)測和勤務聯(lián)系等公務碼。 現(xiàn)代通信網(wǎng)n 同步復接是用一個高穩(wěn)定的主時鐘來控制被復同步復接是用一個高穩(wěn)定的主時鐘來控制被復接的幾個低次群，使這幾個低次群的數(shù)碼率（簡接的幾個低次群，使這幾個低次群的數(shù)碼率（簡稱碼速）統(tǒng)一在主時鐘的頻率上（這樣就

13、使幾個稱碼速）統(tǒng)一在主時鐘的頻率上（這樣就使幾個低次群系統(tǒng)達到同步的目的），可直接復接。低次群系統(tǒng)達到同步的目的），可直接復接。n 同步復接方法的缺點是一旦主時鐘發(fā)生故障時，同步復接方法的缺點是一旦主時鐘發(fā)生故障時，相關的通信系統(tǒng)將全部中斷，所以它只限于局部相關的通信系統(tǒng)將全部中斷，所以它只限于局部地區(qū)使用。地區(qū)使用。現(xiàn)代通信網(wǎng) 異步時鐘復接也叫準同步復接，指的是參與復接的各支異步時鐘復接也叫準同步復接，指的是參與復接的各支路碼流時鐘不是出于同一時鐘源。路碼流時鐘不是出于同一時鐘源。 異步復接是各低次群各自使用自己的時鐘，由于各低次異步復接是各低次群各自使用自己的時鐘，由于各低次群的時鐘頻率不

14、一定相等，使得各低次群的數(shù)碼率不完全群的時鐘頻率不一定相等，使得各低次群的數(shù)碼率不完全相同（這是不同步的），因而先要進行碼速調(diào)整，使各低相同（這是不同步的），因而先要進行碼速調(diào)整，使各低次群獲得同步，再復接。次群獲得同步，再復接。 對異源基群信號的復接首先要解決的問題就是使被復接對異源基群信號的復接首先要解決的問題就是使被復接的各基群信號在復接前有相同的數(shù)碼率，這一過程叫做碼的各基群信號在復接前有相同的數(shù)碼率，這一過程叫做碼速調(diào)整。速調(diào)整。我國在異步復接中，采用的是正碼速調(diào)整的技術。我國在異步復接中，采用的是正碼速調(diào)整的技術。 現(xiàn)代通信網(wǎng)3) 3) 碼速調(diào)整與恢復碼速調(diào)整與恢復 異步時鐘復接就

15、是先把參與復接的各支路異步時鐘復接就是先把參與復接的各支路碼流調(diào)整為同步碼流，然后再把這些同步碼碼流調(diào)整為同步碼流，然后再把這些同步碼流實施同步復接。流實施同步復接。 碼速調(diào)整技術可分為正碼速調(diào)整、正碼速調(diào)整技術可分為正碼速調(diào)整、正負碼速調(diào)整和正零負碼速調(diào)整。目前應負碼速調(diào)整和正零負碼速調(diào)整。目前應用較為普遍的是正碼速調(diào)整。用較為普遍的是正碼速調(diào)整。 現(xiàn)代通信網(wǎng)4. pdh技術存在的問題技術存在的問題 npdh在現(xiàn)代網(wǎng)絡通信中，已暴露出一些它固有的弱點，它在現(xiàn)代網(wǎng)絡通信中，已暴露出一些它固有的弱點，它存在的主要問題有：存在的主要問題有：（1）pdh主要業(yè)務是為話音設計的，而現(xiàn)代通信的趨勢主要業(yè)

16、務是為話音設計的，而現(xiàn)代通信的趨勢是寬帶化、智能化和個性化，是寬帶化、智能化和個性化，pdh不能滿足需求。不能滿足需求。n（2）pdh傳輸線路主要是點對點連接，缺乏網(wǎng)絡拓撲的傳輸線路主要是點對點連接，缺乏網(wǎng)絡拓撲的靈活性，使數(shù)字設備的利用效率低，網(wǎng)絡調(diào)度性差，缺乏靈活性，使數(shù)字設備的利用效率低，網(wǎng)絡調(diào)度性差，缺乏自愈功能。自愈功能。 現(xiàn)代通信網(wǎng)n（3）存在相互獨立的兩大類或三種地區(qū)性標準）存在相互獨立的兩大類或三種地區(qū)性標準（日本、北美和歐州），由于沒有統(tǒng)一的世界性（日本、北美和歐州），由于沒有統(tǒng)一的世界性標準，這三者之間互不兼容，因而造成國際互通標準，這三者之間互不兼容，因而造成國際互通難以實現(xiàn)。難以實現(xiàn)。n（4）現(xiàn)有的）現(xiàn)有的pdh技術中只有技術中只有1.544mbit/s和和2.048mbit/s的基群信號采用同步復用，其余高的基群信號采用同步復用，其余高速等級信號都采用異步復用，這樣需要逐級碼速速等級信號都采用異步復用，這樣需要逐級碼速調(diào)整來實現(xiàn)復用和解復用，增加了設備的復雜性、調(diào)整來實現(xiàn)復用和解復用，增加了設備的復雜性、體積和功耗，使信號產(chǎn)生損傷，同時也難以實現(xiàn)體積和功耗，使信號產(chǎn)生損傷，同時也難以實現(xiàn)低速和高速信號間的直接互通。低速和高速信號間的直接互通?，F(xiàn)代通信網(wǎng)n（5）由于缺少統(tǒng)一的標準光接口規(guī)范，各個廠）由于缺少統(tǒng)一的標準光接口規(guī)范，各個廠家自行開發(fā)線路碼型，使