第七章通信網(wǎng)基礎

1、第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社通信技術基礎主編：于寶明 王鈞銘主審：宮錦文新世紀高職高專通信類課程規(guī)劃教材新世紀高職高專通信類課程規(guī)劃教材國家級精品課件配套教材國家級精品課件配套教材大連理工大學出版社第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社7.1通信網(wǎng)分類及通信網(wǎng)的拓撲結構通信網(wǎng)分類及通信網(wǎng)的拓撲結構通信網(wǎng)是指由一定數(shù)量的節(jié)點通信網(wǎng)是指由一定數(shù)量的節(jié)點(包括終端設備和交換設備包括終端設備和交換設備)和連接節(jié)點的傳輸鏈路相互有機地組合在一起，以實現(xiàn)兩個和連接節(jié)點的傳輸鏈路相互有機地組合在一起，以實現(xiàn)兩個或多個規(guī)定點之間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系?；蚨鄠€規(guī)定點之間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。通信網(wǎng)由傳輸、交換、

2、終端三大部分組成。通信網(wǎng)由傳輸、交換、終端三大部分組成。 傳輸部分傳輸部分: : 為網(wǎng)絡的鏈路（為網(wǎng)絡的鏈路（LinkLink），）， 交換部分交換部分: : 為網(wǎng)絡的節(jié)點（為網(wǎng)絡的節(jié)點（NodeNode），）， 終端（終端（TerminalTerminal）: : 是信息的發(fā)送者和接收者是信息的發(fā)送者和接收者第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社通信網(wǎng)拓撲結構：通信網(wǎng)拓撲結構： 所謂拓撲結構是指通信網(wǎng)絡中的各節(jié)點設備（包括計算機所謂拓撲結構是指通信網(wǎng)絡中的各節(jié)點設備（包括計算機及有關通信設備等）與通信鏈路相互連接而構成的不同物及有關通信設備等）與通信鏈路相互連接而構成的不同物理幾何結構。理幾何

3、結構。 網(wǎng)絡拓撲結構是決定通信網(wǎng)絡性質的關鍵因素之一。 根據(jù)各節(jié)點在網(wǎng)絡中的連接形式，通信網(wǎng)絡拓撲結構常分為總線型、環(huán)型、星型、樹型、網(wǎng)狀型(或網(wǎng)孔型)和復合型6種結構。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社（1）網(wǎng)型（）網(wǎng)型（Mesh）網(wǎng)）網(wǎng)網(wǎng)型網(wǎng)有如下特點： 各個用戶終端之間直接以通信鏈路連接； 通信建立過程中不需要任何形式的轉接； 接續(xù)質量高，網(wǎng)絡的穩(wěn)定性好； 需要有很多的通信鏈路。線路數(shù):N=n(n-1)DTE/DCE 網(wǎng)型網(wǎng)第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社（2）星型）星型(Star)網(wǎng)網(wǎng) 星型網(wǎng)有如下特點： 各用戶終端都通過轉接中心進行連接； 與網(wǎng)型網(wǎng)相比節(jié)省許多通信鏈路； 需要有

4、轉接設備，轉接設備故障可能會造成全網(wǎng)通信癱瘓； 星型網(wǎng)可以是多層次的，有時也稱為樹型結構。 交換機交換機星型網(wǎng)第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社（3）環(huán)型）環(huán)型(Ring)網(wǎng)網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)有如下特點： 環(huán)型網(wǎng)的拓撲結構為一封閉環(huán)形，傳輸線路短； 初始安裝比較容易； 故障的診斷比較準確，適于用光纖系統(tǒng)； 可靠性、可擴展性和靈活性較其它網(wǎng)絡差。DCE DCE DCE DCEDCE DTE DTE DTE DTE DTE 環(huán)型網(wǎng)第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社（4）總線型）總線型(Bus)網(wǎng)網(wǎng)總線型網(wǎng)有如下特性： 總線型網(wǎng)采用公共總線作為傳輸介質，信號沿介質進行廣播式傳送； 有智能入網(wǎng)結點； 安裝容

5、易，可靠性高，新增終端方便； 由于采用分布式控制，不易管理，故障診斷和隔離比較困難?？偩€型網(wǎng)第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社（5）復合（）復合（Compound）網(wǎng)）網(wǎng)復合網(wǎng)的特點如下： 由兩種以上網(wǎng)絡復合; 適用于大型網(wǎng)絡。 交換機交換機 網(wǎng)型網(wǎng) 星型網(wǎng) 星型網(wǎng) 星型網(wǎng) 交換機 復合網(wǎng)第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社（6）樹型（）樹型（Street）網(wǎng)）網(wǎng) 樹型網(wǎng)絡的結構特點是網(wǎng)絡中各節(jié)點設備采用分級結構彼此連接而形成的一個倒樹狀結構（又被稱為分級的集中式網(wǎng)絡），網(wǎng)絡中每一節(jié)點都是通過它的根節(jié)點（或父節(jié)點）與它的本級的其它節(jié)點或上級節(jié)點進行信息傳輸?shù)模c它下級節(jié)點的信息交換則是通過它

6、的子節(jié)點實現(xiàn)完成的，如圖所示。因此，除了“葉子”節(jié)點（末端）外，樹型網(wǎng)絡中的所有根節(jié)點和子節(jié)點都是轉接節(jié)點。(a) 總 線 型(b) 環(huán) 型(c) 星 型(g) 復 合 型(f) 網(wǎng) 孔 型(e) 網(wǎng) 狀 型(d) 樹 型樹型網(wǎng)第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社不同拓撲結構的網(wǎng)絡特點第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社7.3通信網(wǎng)中的各種技術通信網(wǎng)中的各種技術7.3.1信號交換信號交換 定義：定義：通信網(wǎng)絡上的各個用戶之間進行通信，由網(wǎng)上的設備根據(jù)用戶要求選擇通信對象，這就是信號的交換。 分類：分類：線路交換、報文交換和分組交換。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社信號交換線路交換報文交換分

7、組交換虛擬線路數(shù)據(jù)報程控交換人工交換信號交換分類第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社線路交換（電路交換，線路交換（電路交換，Circuit Switching ）在信息（數(shù)據(jù)）的發(fā)送端和接收端之間，直接建立一條臨時通路，供通信雙方專用，其在信息（數(shù)據(jù)）的發(fā)送端和接收端之間，直接建立一條臨時通路，供通信雙方專用，其它用戶不能再占用，直到雙方通信完畢才能拆除。它用戶不能再占用，直到雙方通信完畢才能拆除。優(yōu)點：優(yōu)點： 直接由物理鏈路連通； 沒有其它用戶干擾、沒有非傳輸時延；缺點：缺點： 通路建立時間較長； 線路利用率不高。 注意：注意：面向連接面向連接；獨占物理鏈路獨占物理鏈路面向連接的服務包含面向

8、連接的服務包含三個過程三個過程： 連接建立連接建立 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 連接拆除連接拆除 提供提供“可靠的服務可靠的服務”。該方式適合大數(shù)據(jù)量的信息傳輸?shù)?章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社(A交換機交換機交換機交換機(交換機交換機BCD面向連接面向連接CO (Connection-Oriented)CO (Connection-Oriented)電話接序示意圖電話接序示意圖第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社報文交換（報文交換（Message Switching） 原理：原理：信源將欲傳輸?shù)男畔⒔M成一個數(shù)據(jù)包，我們稱作報文。該報文上寫有信宿的地址。這樣的數(shù)據(jù)包送上網(wǎng)絡后，每個接收到的節(jié)點都先將它

9、存在該節(jié)點處，然后按信宿的地址，根據(jù)網(wǎng)絡的具體傳輸情況，尋找合適的通路將報文轉發(fā)到下一個節(jié)點。經(jīng)過這樣的多次存儲轉發(fā)，直至信宿，完成一次數(shù)據(jù)傳輸，這種節(jié)點存儲轉發(fā)數(shù)據(jù)的方式稱為報文交換。在報文交換中，報文沿一條路徑從一個節(jié)點發(fā)送到下一個節(jié)點，整條報文在每在報文交換中，報文沿一條路徑從一個節(jié)點發(fā)送到下一個節(jié)點，整條報文在每一個節(jié)點被接收、存儲，然后發(fā)向下一個節(jié)點。如果其中的某一段鏈路沒有一個節(jié)點被接收、存儲，然后發(fā)向下一個節(jié)點。如果其中的某一段鏈路沒有空閑，則它可以在這段鏈路的上一個節(jié)點中空閑，則它可以在這段鏈路的上一個節(jié)點中等待等待。 注意：注意：無連接無連接；基于；基于“存儲存儲- -轉發(fā)轉

10、發(fā)”機制機制 報文交換不像線路交換那樣需要建立專用通道。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社報文交換報文交換1.1.優(yōu)點：優(yōu)點：中繼電路利用率高中繼電路利用率高； 不同速率和規(guī)程的終端之間可以通信。不同速率和規(guī)程的終端之間可以通信。2.2.缺點：時延大；缺點：時延大； 占用大量的內存和外存。占用大量的內存和外存。3.3.應用：短報文；實時性要求低的用戶。應用：短報文；實時性要求低的用戶。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社分組交換（分組交換（Packet Switching） 分組交換是數(shù)據(jù)量有限的報文交換，即把一個大數(shù)據(jù)包分分組交換是數(shù)據(jù)量有限的報文交換，即把一個大數(shù)據(jù)包分成若干個小數(shù)據(jù)包（

11、俗稱打包），每個小數(shù)據(jù)包的長度是成若干個小數(shù)據(jù)包（俗稱打包），每個小數(shù)據(jù)包的長度是固定的然后再按報文交換的方式進行數(shù)據(jù)交換。固定的然后再按報文交換的方式進行數(shù)據(jù)交換。 在報文交換中，我們對一個數(shù)據(jù)包的大小沒有限制，比如你要傳輸一篇文章，不管這篇文章有多長，它就是一個數(shù)據(jù)包，報文交換把它一次性傳送出去（可見報文交換要求每個節(jié)點必須具有足夠大的存儲空間）。而在分組交換中，要限制一個數(shù)據(jù)包的大小。為區(qū)分這兩種交換方式，把小數(shù)據(jù)包（即分組交換中的數(shù)據(jù)傳輸單位）稱為分組（Packet）。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社分組交換（包交換）分組交換（包交換）分組的組成分組的組成第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工

12、大學出版社數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)F 在發(fā)送端把要發(fā)送的報文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊在發(fā)送端把要發(fā)送的報文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊F 每個塊增加帶有控制信息的首部構成分組（包）每個塊增加帶有控制信息的首部構成分組（包）F 依次把各分組發(fā)送到接收端依次把各分組發(fā)送到接收端F 接收端剝去首部，抽出數(shù)據(jù)部分，還原成報文接收端剝去首部，抽出數(shù)據(jù)部分，還原成報文數(shù) 據(jù)分組報文發(fā)送端首部分組數(shù) 據(jù)首部分組首部數(shù) 據(jù)發(fā)送發(fā)送發(fā)送在前發(fā)送接收端數(shù) 據(jù)首部數(shù) 據(jù)首部數(shù) 據(jù)首部第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡中有兩種傳輸方式：數(shù)據(jù)報（數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡中有兩種傳輸方式：數(shù)據(jù)報（Datagram）和虛電路（）和虛電路（

13、Virtual Circuit）。）。數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報：該方式非常像報文交換，是一種無連接型無連接型的服務。每個分組數(shù)據(jù)包的每個分組數(shù)據(jù)包的報頭包含了分組的最終目的地及其在報文中的位置。與虛擬電路的數(shù)據(jù)分組包報報頭包含了分組的最終目的地及其在報文中的位置。與虛擬電路的數(shù)據(jù)分組包報頭不同的是，它頭不同的是，它不包含路徑的信息不包含路徑的信息。當分組數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡移動時，每一個節(jié)點。當分組數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡移動時，每一個節(jié)點將做出路由選擇。每一個節(jié)點讀取數(shù)據(jù)分組報頭的目的地信息，并在那一刻選擇將做出路由選擇。每一個節(jié)點讀取數(shù)據(jù)分組報頭的目的地信息，并在那一刻選擇可獲得的最佳路徑，然后將分組發(fā)向下一個節(jié)點。

14、在最后一個節(jié)點，分組被存儲，可獲得的最佳路徑，然后將分組發(fā)向下一個節(jié)點。在最后一個節(jié)點，分組被存儲，直到所有構成報文的其它的分組都到達并重新直到所有構成報文的其它的分組都到達并重新按報頭指示的順序排列按報頭指示的順序排列起來。起來。每個分組每個分組在網(wǎng)絡中的傳輸路徑與時間完全由網(wǎng)絡的具體情況而隨機確定。因此，會出現(xiàn)信宿收到的分組順序與信源發(fā)送時的不一樣，先發(fā)的可能后到，而后發(fā)的卻有可能先到。這就要求信宿有對分組重新排序的能力，具有這種功能的設備叫分組拆裝設備(PAD，Packet Assemblyand Disassembly Device），通信雙方各有一個。數(shù)據(jù)報要求每個數(shù)據(jù)分組都包含終點

15、地址信息以便于分組交換機為各個數(shù)據(jù)分組獨立尋找路徑。注意：注意： 無連接無連接；基于；基于“存儲存儲- -轉發(fā)轉發(fā)”第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社虛電路虛電路（Virtual CircuitVirtual Circuit）：）：1.1.概念：概念： 虛擬線路類似于傳統(tǒng)的線路交換。首先由源發(fā)出一個虛擬線路類似于傳統(tǒng)的線路交換。首先由源發(fā)出一個呼叫請求包呼叫請求包到第一個節(jié)點到第一個節(jié)點A A，節(jié)點，節(jié)點A A繼續(xù)把它傳送到第二個節(jié)點繼續(xù)把它傳送到第二個節(jié)點B B，最后傳到目的，最后傳到目的地。目的地將地。目的地將呼叫應答包呼叫應答包發(fā)送回源。發(fā)送回源。 中間仍然需要存儲轉發(fā)中間仍然需要存儲

16、轉發(fā). .2.2.注意：注意： 面向連接面向連接，但是與電路交換的區(qū)別在于它占用的是一條，但是與電路交換的區(qū)別在于它占用的是一條“邏輯鏈邏輯鏈路路”；并非獨自占用；并非獨自占用 注意注意: 面向連接面向連接,存儲存儲 - 轉發(fā)方式轉發(fā)方式第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社數(shù)據(jù)報和虛電路的對比： （1）數(shù)據(jù)報省掉了呼叫的建立和清除過程，如果只傳送少量的分組，那么采用數(shù)據(jù)報方式的傳輸效率會比較高。 （2）對于數(shù)據(jù)報方式，由于每個分組是各自獨立在網(wǎng)絡中傳輸?shù)?，所以分組不一定按照發(fā)送時的順序到達網(wǎng)絡終點，因此在網(wǎng)絡終點必須對分組重新排序。而對于虛電路的方式，分組按已建立的路徑順序通過網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡終點

17、不需要對分組重新排序。 （3）在數(shù)據(jù)報方式下，由于每個數(shù)據(jù)分組都要獨立的尋找路徑，所以單個數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)臅r延較大。而虛電路一旦建立，單個數(shù)據(jù)分組的傳輸時延則會小得多。 （4）數(shù)據(jù)報方式對網(wǎng)絡的適應能力較強。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社我班接到通知，我班接到通知，“明天早上到古平崗老校區(qū)集合！明天早上到古平崗老校區(qū)集合！”電路交換：公安封鎖道路，為我班提供電路交換：公安封鎖道路，為我班提供“專線專線”，等我班通過之后才撤，等我班通過之后才撤去。去。報文交換：全班同學集體行動，轉公交車到古平崗。報文交換：全班同學集體行動，轉公交車到古平崗。 仙林校區(qū)仙林校區(qū)-165-165路路-45-45

18、路路-古平崗校區(qū)古平崗校區(qū)分組交換之分組交換之“虛電路虛電路”：班長去：班長去“探路探路”，到目的地立即短信告知路線，到目的地立即短信告知路線，全班同學全班同學 依計行事。依計行事。分組交換之分組交換之“數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報”：全班同學各走各的，：全班同學各走各的，“殊途同歸殊途同歸”。（學號。（學號分組序號）分組序號）第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社異步轉移模式（異步轉移模式（ATM，Asynchronous Transfer Mode ） ATM交換方式屬于快速分組交換，但它不僅僅是簡化了控制，提高了速率的分組交換，同時為了滿足實時業(yè)務的要求，還使用了一些電路交換中的方法。ATM改進了電路交換

19、的功能，使其能靈活地適配不同速率的業(yè)務；ATM改進了分組交換功能，滿足實時性業(yè)務的要求。所以ATM交換方式又可以看作是電路交換方式和分組交換方式的結合。 電路交換方式適用于電話業(yè)務；電路交換方式適用于電話業(yè)務； 分組交換適用于數(shù)據(jù)業(yè)分組交換適用于數(shù)據(jù)業(yè)務；而務；而ATM既適用于電話業(yè)務，又適用于數(shù)據(jù)業(yè)務，并既適用于電話業(yè)務，又適用于數(shù)據(jù)業(yè)務，并且還能適用于其他業(yè)務且還能適用于其他業(yè)務 。 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社7.3.2頻分多路復用（頻分多路復用（FDM，F(xiàn)requency Division Multiplex ） 基帶信號對載波進行調制后其頻譜被搬到了載波的兩邊，載頻不同，調制

20、后頻譜的位置也不同。利用調制的這一特點，我們可以將多個基帶信號（例如話音信號或數(shù)字我們可以將多個基帶信號（例如話音信號或數(shù)字基帶信號）對不同頻率的載波進行調制，使它們在頻率軸基帶信號）對不同頻率的載波進行調制，使它們在頻率軸上處于不同的位置，然后將它們疊加在一起進行處理（如上處于不同的位置，然后將它們疊加在一起進行處理（如調制、放大等）并在一個信道中傳輸。調制、放大等）并在一個信道中傳輸。在接收端，用不同中心頻率的帶通濾波器進行分離，再用各自的解調器解調后恢復原來的基帶信號。以這種方式實現(xiàn)多路信號在一個信道中傳輸?shù)募夹g稱為頻分多路復用（FDM）。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社有的信道有很

21、寬的頻率范圍，但用戶的信息帶寬卻很窄，用這樣的信道去傳輸一個用戶的信號顯然會造成頻率資源的浪費。這時可以將一個信道按頻率劃分成多個子信道，每個信道分配一個載波，傳送一個用戶的信號，這種方式稱為頻分多路復用（FDM）。采用頻分多路復用方式時數(shù)字基帶信號必須通過調制將采用頻分多路復用方式時數(shù)字基帶信號必須通過調制將頻譜搬到對應的子信道上。頻譜搬到對應的子信道上。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 fC 低通濾波器 調制器 帶通濾波器 合路器 載波發(fā)生器 低通濾波器 調制器 帶通濾波器 基帶信號 基帶信號 低通濾波器 調制器 帶通濾波器 基帶信號 N (a) f1 f2 fN 調制器 第7章 通信

22、網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 圖中N路基帶信號分別通過低通濾波器限制帶寬，然后送入相應的調制器對頻率為f1、f2、fN的載波進行調制。各載波之間有一定的頻率間隔，以保證已調波的頻譜不發(fā)生重疊。合路器將多個已調波混合成一路，并將這個多路復用信號當作一路基帶信號對高頻載波fC進行調制，最終送入信道。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社fC 低通濾波器 解調器 帶通濾波器 分路器 低通濾波器 解調器 帶通濾波器 基帶信號 基帶信號 低通濾波器 解調器 帶通濾波器 基帶信號 N (b) f1 f2 fN 解調器 信道 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 上述組成框圖與發(fā)送部分是對應的。解調器對接收到的信

23、號進行解調，得到頻分復用信號，由分路器將復用信號送入中心頻率分別為f1、f2、fN的帶通濾波器。帶通濾波器的中心頻率與發(fā)送端各載波的頻率是一致的，它將其它各路信號以及傳輸過程中引入的干擾濾除，輸出一個較為純凈的單路已調信號。最終各個解調器對每一路信號進行解調恢復原基帶信號。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 頻分多路復用更多地用于模擬通信系統(tǒng)中，并且可以頻分多路復用更多地用于模擬通信系統(tǒng)中，并且可以進行多層的頻分復用。進行多層的頻分復用。下圖表示用于衛(wèi)星通信的CCITT900路主群各級頻分復用的情況。一個CCITT900路主群由15個超群構成，每個超群又由5個基群構成，每個基群由12個語音基

24、帶信號復合而成，總的信號數(shù)為15512=900路。每一路信號的頻率范圍為3003400Hz，900路主群的頻率范圍從308kHz到4028kHz，帶寬約4MHz。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 300 3400 Hz 308 4028kHz 312 552kHz 60 108kHz 基群 超群 CCITT主群基群形成 超群形成 主群形成 基帶信號 60 108kHz 312 552kHz 308 4028kHz 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社2 2 時分多路復用時分多路復用(TDM)(TDM) 為什么要進行時分多路復用為什么要進行時分多路復用 一個大型的數(shù)字通信系統(tǒng)具有較高的信息傳

25、遞速率，而單個用戶一個大型的數(shù)字通信系統(tǒng)具有較高的信息傳遞速率，而單個用戶所需要的碼率卻往往并不很高，因此在數(shù)字通信中有時要將多路所需要的碼率卻往往并不很高，因此在數(shù)字通信中有時要將多路信號復合，在同一個通信系統(tǒng)（或傳輸信道）中進行傳輸。由于信號復合，在同一個通信系統(tǒng)（或傳輸信道）中進行傳輸。由于數(shù)字信號具有時間上離散的特點，因此可以將多路信號進行分時數(shù)字信號具有時間上離散的特點，因此可以將多路信號進行分時傳送。傳送。 什么是時分多路復用什么是時分多路復用 將信道的工作時間按一定的長度分段，每一段稱為一幀，一幀又將信道的工作時間按一定的長度分段，每一段稱為一幀，一幀又分為若干個時隙。用戶的信號

26、在每一幀中各自占用一個預先分配分為若干個時隙。用戶的信號在每一幀中各自占用一個預先分配的時隙。這樣就可以實現(xiàn)多路信號在同一個信道中的不同時間里的時隙。這樣就可以實現(xiàn)多路信號在同一個信道中的不同時間里進行傳輸。進行傳輸。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 圖中，圓弧表示導電片，箭頭表示簧片，左邊機構為復用器，右邊機構為解復用器，兩者以相同的速度旋轉。設a、b、c為三個發(fā)送信號的用戶，a、b、c為對應的接收用戶，與用戶相連的線路稱為用戶線路，復用器與解復用器之間的線路稱為中繼線路。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 MUX DEMUX 1 幀 125s 32

27、 個時隙 125s8bit 壓縮到 3.9s 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社寄存器寄存器寄存器寄存器1011001000110101101100101011001000110101001101010 11 0第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 復用后信號波形 復用前信號波形 解復用后信號波形 中繼線 發(fā)端用戶線 收端用戶線 a a b c a b c 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社取樣門取樣門取樣門取樣門取樣門取樣門保持電路保持電路編碼器編碼器時鐘時鐘選通電路選通電路第一路第一路取樣取樣第一路第一路保持保持第一路第一路編碼編碼第二路第二路取樣取樣第二路第二路保持保持第二路第二路編

28、碼編碼第三路第三路取樣取樣第三路第三路保持保持第三路第三路編碼編碼第二幀第二幀開始開始第一幀第一幀開始開始第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 在在30/32路路PCM系統(tǒng)中，每系統(tǒng)中，每32個時隙內只有個時隙內只有30個時隙用個時隙用于消息的傳送；于消息的傳送； 第第1個時隙（個時隙（TS0）在偶幀時傳送同步碼，碼組固定為）在偶幀時傳送同步碼，碼組固定為*0011011，其中，其中*作為備用碼元，奇幀時傳送監(jiān)測告警信作為備用碼元，奇幀時傳送監(jiān)測告警信號；號； 第十七個時隙（第十七個時隙（TS16）傳送信令，每個信令用）傳送信令，每個信令用4位碼組表位碼組表示，每幀的示，每幀的TS16可以傳送

29、兩個信令?？梢詡魉蛢蓚€信令。每16幀構成一個復幀，每個復幀的第16幀中的TS16的前4位碼組用來傳送復幀同步碼，碼組固定為0000。 30/32路數(shù)字通信系統(tǒng)的總碼率為路數(shù)字通信系統(tǒng)的總碼率為 fA=8000328=2048 kbit/s第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社TS0TS1TS2TS15TS16TS17TS29TS30TS31同 步時隙話 路時隙標志信號時隙1幀，32個時隙，256比特，125微秒第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社30/32路路PCM終端終端低 通濾波器放大器取樣器PCM編碼器匯總器碼 型變 換信令數(shù)據(jù)同步碼組定時信號各取樣器的開關頻率相同（各取樣器的開關頻率相同

30、（8kHz），但取樣時刻不同，它們分別在），但取樣時刻不同，它們分別在各自規(guī)定的時間內進行取樣和編碼，另外也可以在有些時隙內傳送數(shù)據(jù)各自規(guī)定的時間內進行取樣和編碼，另外也可以在有些時隙內傳送數(shù)據(jù)信號，如計算機數(shù)據(jù)或傳真；信號，如計算機數(shù)據(jù)或傳真；在在TS0時刻和時刻和TS16時刻插入同步信號和信令信號；時刻插入同步信號和信令信號；匯總器將各種信號匯合后，其輸出已是一個完整的匯總器將各種信號匯合后，其輸出已是一個完整的30/32路路PCM復用復用信號，經(jīng)碼型變換（如信號，經(jīng)碼型變換（如HDB3）后即可送入調制信道。）后即可送入調制信道。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社30/3230/32路路

31、PCMPCM終端終端放大器低 通濾波器分路器 PCM解碼器分離器碼型反變換再生器信令接收數(shù)據(jù)接收同步檢測收端定時信道輸出的信號經(jīng)再生整形后進行碼型反變換，然后信道輸出的信號經(jīng)再生整形后進行碼型反變換，然后由分離器將話音信碼與其他碼元分離。由分離器將話音信碼與其他碼元分離。話音信碼經(jīng)話音信碼經(jīng)PCM PCM 解調后由分路器分別送至各用戶。解調后由分路器分別送至各用戶。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社7.3.3擴頻技術（擴頻技術（Spread Spectrum ） 信道中不可避免地存在著干擾與噪聲，并且信道的頻帶寬度也總是有限的，因此信道傳送信碼的能力會受噪聲和帶寬的限制。 信道極限的傳輸能力

32、（也就是信道最大的信息傳輸速率）信道極限的傳輸能力（也就是信道最大的信息傳輸速率）稱為信道容量，當系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⑺俾食^信道容量時，稱為信道容量，當系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⑺俾食^信道容量時，系統(tǒng)誤碼率將會大大增加。系統(tǒng)誤碼率將會大大增加。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社香農(nóng)公式指出了信道容量C與信道帶寬B和信噪比S/N的關系： 上式表明，增加信道的傳輸帶寬或提高信號傳輸?shù)脑黾有诺赖膫鬏攷捇蛱岣咝盘杺鬏數(shù)男旁氡榷伎梢栽黾有诺廊萘?，或者說信道傳輸帶寬與傳信噪比都可以增加信道容量，或者說信道傳輸帶寬與傳輸信噪比之間可以互換。輸信噪比之間可以互換。從信號的角度看，如果將信號的頻帶展寬（當然傳輸系統(tǒng)要提供

33、相應的帶寬），就可以在信號功率較小而干擾或噪聲較大的情況下獲得較低的誤碼率。擴頻技術正是基于香農(nóng)公式而發(fā)展的一種通信技術。bps1log2NSBC第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 擴頻通信是將待傳送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機編擴頻通信是將待傳送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機編碼碼(擴頻序列：擴頻序列：Spread Sequence)調制，實現(xiàn)頻譜調制，實現(xiàn)頻譜擴展后再傳輸；接收端則采用相同的編碼進行解擴展后再傳輸；接收端則采用相同的編碼進行解調及相關處理，恢復原始信息數(shù)據(jù)。調及相關處理，恢復原始信息數(shù)據(jù)。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社擴頻通信的特點：擴頻通信的特點：（1 ） 易于重復使用頻率，提高了無線

34、頻譜利用率 （2） 抗干擾性強，誤碼率低 （3 ） 隱蔽性好，對各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小 （4） 可以實現(xiàn)碼分多址 （） 抗多徑干擾 （） 能精確地定時和測距 （7） 適合數(shù)字話音和數(shù)據(jù)傳輸，以及開展多種通信業(yè)務 （8 ） 安裝簡便，易于維護 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社1 PN（Pseudorandom Noise）碼）碼 擴頻技術是擴展頻譜技術的簡稱，它是一種偽噪聲編碼通信技術。擴頻可以直接對基帶信號進行，稱為直接擴頻；也可以對已調信號進行，稱為跳頻。無論是直接擴頻還是跳頻，都要用到一種特別的碼，即偽隨機（PN）碼。 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 PN碼序列是一種與白噪聲

35、類似的信號，它是一種具有特碼序列是一種與白噪聲類似的信號，它是一種具有特殊規(guī)律的周期信號。殊規(guī)律的周期信號。 這類碼序列最重要的特性是具有近似于隨機信號的性能。因為噪聲具有完全的隨機性，也可以說具有近似于噪聲的性能。但是，真正的隨機信號和噪聲是不能重復再現(xiàn)和產(chǎn)生的。我們只能產(chǎn)生一種周期性的脈沖信號來近似隨機噪聲的性能，故稱為偽隨機碼或PN碼。 PN碼的相關函數(shù)具有尖銳特性，因此易于從其它信號或碼的相關函數(shù)具有尖銳特性，因此易于從其它信號或干擾中分離出來，且有良好的抗干擾特性。干擾中分離出來，且有良好的抗干擾特性。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 PN碼的類型有多種，其中最大長度線性移位寄存

36、器序列（簡稱m序列）性能最好，在通信中普遍使用。m序列序列的最大長度決定于移位寄存器的級數(shù)的最大長度決定于移位寄存器的級數(shù)，若n為級數(shù)，則所能產(chǎn)生的最大長度的碼序列為2n-1位。m序列的碼結構決序列的碼結構決定于反饋抽頭的位置和數(shù)量。定于反饋抽頭的位置和數(shù)量。不同的抽頭組合可以產(chǎn)生不同長度和不同結構的碼序列，但也有的抽頭組合并不能產(chǎn)生最長周期的序列?，F(xiàn)在已經(jīng)得到3100級m序列發(fā)生器的連接圖和所產(chǎn)生的m序列的結構。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 下圖是一個周期為31的PN碼序列，在一個周期內“1”或“0”碼的出現(xiàn)似乎是隨機的。PN碼序列的這種特性稱為偽隨機性，因為它既具有隨機序列的特性，

37、又具有一定的規(guī)律，可以人為地產(chǎn)生與復制。 1111100110100100001010111011000111110011010010 一個周期 周期為 31 的 PN 碼序列 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 PN碼可以通過寄存器產(chǎn)生。下圖是由5級移位寄存器通過線性反饋組成的PN碼序列產(chǎn)生電路。圖中，每一級移位寄存器的輸入碼（1或0）在CP脈沖到來時被轉移到輸出端，而D1的輸入是D2輸出與D5輸出的模2加的結果。CP D1 D5 D4 D3 D2 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社上圖中各個CP脈沖周期內每一個移位寄存器的輸出狀態(tài)如下表所示PN序列產(chǎn)生器工

38、作狀態(tài)表CP周期移位寄存器輸出CP周期移位寄存器輸出CP周期移位寄存器輸出Q1Q2Q3Q4Q5Q1Q2Q3Q4Q5Q1Q2Q3Q4Q511111112001002310111201111130001024110113001111400001250110141001115100002600110511001160100027000116011001710100281000171011018010102911000801011191010130111009001012011010311111010100102111101111111110100122011102第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社

39、2直接序列擴頻直接序列擴頻 直接序列（DS）擴頻是一種應用較多的擴頻技術，簡稱直擴，它直接用具有高碼元速率的直接用具有高碼元速率的PN碼序列在發(fā)送端擴碼序列在發(fā)送端擴展基帶信號的頻譜，在接收端用相同的展基帶信號的頻譜，在接收端用相同的PN碼序列進行解擴，碼序列進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始的信息。把展寬的擴頻信號還原成原始的信息。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 圖中，數(shù)字基帶信號首先與PN碼序列相乘，得到被擴頻的信號（仍為數(shù)字基帶信號），隨后與正弦載波相乘并通過帶通濾波器，得到射頻寬帶信號。在接收端，信號經(jīng)帶通濾波器濾波后先與本地載波相乘進行相干檢波，得到基帶擴頻信號，然后再與PN

40、碼相乘解擴，恢復原始數(shù)字基帶信號。 帶通 濾波 帶通 PN碼 PN碼 載波 載波 信碼 信碼 干擾 （a） （b） （c） （e） （f） （d） 積分判決 載波同步 PN碼同步 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 信碼 PN 碼 擴頻碼 （a） Tb Tc （b） t t t （c） 1 -1 1 -1 1 -1 a c d f 信碼頻譜 PN碼頻譜 直擴后信號頻譜 fC f f f 調制后信號頻譜 b 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 從波形的角度看從波形的角度看，經(jīng)過擴頻的信碼每一個碼元由多個碼片構成（圖中是12個，實際上更多），從波形上看脈沖的寬度小了，因而信號的頻譜展寬，這也是

41、將這種技術稱為擴頻技術的原因。 從頻譜的角度看從頻譜的角度看，圖（a）是基帶信號的頻譜，這是一個窄帶信號；圖（b）是PN碼序列的頻譜，其帶寬要比信號寬得多；兩者相乘后信碼的頻譜被展寬，但頻譜密度大大降低，如圖（c）；正弦調制后基帶信號的頻譜被搬移到載波的兩邊，如圖（d）。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社擴頻系統(tǒng)的抗干擾原理擴頻系統(tǒng)的抗干擾原理 （a） fC f 其它用戶干擾 調制后信號頻譜 背景噪聲 窄帶干擾 （b） f 其它用戶干擾 解調后信號頻譜 背景噪聲 窄帶干擾 （c） 窄帶干擾 背景噪聲 其它用戶干擾 信號 積分器特性 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 用不同相位的 PN 碼

42、解擴的結果分析 積分器輸出 PN 碼 （與發(fā)端不同相位） 擴頻碼 （a） Tc （b） t t t A -A 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 相位相同時 相位不同時 一個碼元，24 個碼片 （c） 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社3 跳頻跳頻 在擴頻通信中，另一種最常用的擴頻方式是跳變頻率在擴頻通信中，另一種最常用的擴頻方式是跳變頻率(Frequency Hopping)工作方式，簡稱跳頻工作方式，簡稱跳頻(FH)方式。方式。 通常我們所接觸到的無線通信系統(tǒng)都是載波頻率固定的通信系統(tǒng)，如無線對講機，

43、汽車移動電話等，都是在指定的頻率上進行通信，所以也稱作定頻通信定頻通信。這種定頻通信系統(tǒng)，一旦受到干擾就將使通信質量下降，嚴重時甚至使通信中斷。 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 定頻通信系統(tǒng)容易暴露目標且易于被截獲，這時，采用定頻通信系統(tǒng)容易暴露目標且易于被截獲，這時，采用跳頻通信就比較隱蔽也難以被截獲。跳頻通信就比較隱蔽也難以被截獲。因為跳頻通信是“打一槍換一個地方”的游擊通信策略、使敵方不易發(fā)現(xiàn)通信使用的頻率，一旦被敵方發(fā)現(xiàn)，通信的頻率也已經(jīng)“轉移”到另外一個頻率上了。當敵方摸不清“轉移規(guī)律”時，就很難截獲我方的通信內容。 因此，跳頻通信具有抗干擾、抗截獲的能力，并能作到因此，跳頻通

44、信具有抗干擾、抗截獲的能力，并能作到頻譜資源共享。頻譜資源共享。所以在當前現(xiàn)代化的電子戰(zhàn)中跳頻通信已顯示出巨大的優(yōu)越性。另外，跳頻通信也應用到民用通信中以抗衰落、抗多徑、抗網(wǎng)間干擾和提高頻譜利用率。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 在二進制FSK系統(tǒng)中，1碼與0碼表現(xiàn)為兩個不同頻率的載波，分別計為f1和f2，跳頻系統(tǒng)在FSK的基礎上使f1和f2以相同的規(guī)律作隨機跳變，也就是說，實際的發(fā)送頻率是 ft= ft= f fN N + f1 + f1 當發(fā)送當發(fā)送1 1碼時碼時 ft= ft= f fN N + f2 + f2 當發(fā)送當發(fā)送0 0碼時碼時 這里fN是按偽隨機變化的頻率，通常可由PN

45、碼控制頻率合成器產(chǎn)生。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 功放 濾波 PN 碼 PN 碼 信碼 信碼 頻率 合成器 FSK 調制器 放大 濾波器 頻率 合成器 FSK 解調器 同步 干擾 混頻器 混頻器 PN碼 頻率 合成器 移位 寄存器 fN 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 圖中所用的頻率合成器是一種能產(chǎn)生多個頻率點的高穩(wěn)定度的正弦信號源，在通信系統(tǒng)中被廣泛地應用。頻率合成器的輸出頻率可以受并行輸入的二進制代碼控制。串行輸入的PN碼經(jīng)過移位寄存器后并行輸出，每輸入一位PN碼就有一組碼輸出，相應地控制頻率合成器輸出一個頻率。設頻率合成器的輸入碼組長度為4，其輸出頻率有16種，若用周期為

46、31的PN碼，則各個時鐘周期內PN碼與頻率合成器的輸出頻率fN對照如下表。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社PN碼與頻率合成器輸出對照表碼與頻率合成器輸出對照表時鐘周時鐘周期期移位寄存器輸出移位寄存器輸出fN時鐘周時鐘周期期移位寄存器輸出移位寄存器輸出fN時鐘時鐘周期周期移位寄存器輸出移位寄存器輸出fN11111f15120010f2231110f1421111f15130100f4241101f1331110f14141000f8251011f1141100f12150000f0260110f651001f9160001f1271100f1260011f3170010f2281000f87

47、0110f6180101f5290001f181101f13191010f10300011f391010f10200101f5310111f7100100f4211011f11321111f15111001f9220111f7331111f15周期為31的PN碼序列：1111100110100100001010111011000第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社f2 0 T1 T2 T3 T4 T5 1 0 1 1 1 f1ffNf0 +fN或f1 +fNf0f5f10f15f15t第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 圖中，在0T1時刻，信碼為1，BPSK信號的頻率為f1。在這段時間內，f

48、 N變化了8次（如圖中虛線段所示），所以實際發(fā)送的信號的頻率是分8段變化的頻率（圖中粗線段所示），每一小段的發(fā)送頻率都比f N高了f 1；在T1T2時刻，信碼為0，BPSK信號的頻率為f 2，f N又隨機變化了8次，這段時間內發(fā)送的信號頻率也是分8小段變化，每一小段的發(fā)送頻率比f N高了f 2。 圖中粗線段表示了跳頻系統(tǒng)發(fā)送信號的頻圖中粗線段表示了跳頻系統(tǒng)發(fā)送信號的頻率，這個圖稱為率，這個圖稱為跳頻圖案。跳頻圖案。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 從跳頻圖案中可以看到，發(fā)送的信號頻率變化似乎是隨機的，但實際上它有一定的規(guī)律，主要決定于控制f N產(chǎn)生的PN碼。經(jīng)過一個PN碼周期后，f N重復

49、變化，跳頻圖案也會重復出現(xiàn)（實際上，因為信碼的變化，一個PN碼周期后跳頻圖案還是與前一周期不同的）。 跳頻速率通常采用等于或大于信息碼速率。跳頻速率通常采用等于或大于信息碼速率。 如果每個碼有多次跳頻，稱為快跳頻，如果跳頻速率與如果每個碼有多次跳頻，稱為快跳頻，如果跳頻速率與碼率相同則稱為慢跳頻。碼率相同則稱為慢跳頻。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社跳頻技術指標跳頻技術指標考察一個系統(tǒng)的跳頻技術性能，應注意下列各項指標： 跳頻帶寬、跳頻頻率的數(shù)目、跳頻的速率、跳頻碼的長度跳頻帶寬、跳頻頻率的數(shù)目、跳頻的速率、跳頻碼的長度( (周期周期) )、跳頻系統(tǒng)的同步時間、跳頻系統(tǒng)的同步時間 一般說來

50、，希望跳頻帶寬要寬，跳頻的頻率數(shù)目要多，跳一般說來，希望跳頻帶寬要寬，跳頻的頻率數(shù)目要多，跳頻的速率要快，跳頻碼的周期要長，跳頻系統(tǒng)的同步時間頻的速率要快，跳頻碼的周期要長，跳頻系統(tǒng)的同步時間要短要短。 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社跳頻系統(tǒng)的主要特點跳頻系統(tǒng)的主要特點 由于它是瞬時窄帶系統(tǒng)，它易于與目前的窄帶通信系統(tǒng)兼由于它是瞬時窄帶系統(tǒng)，它易于與目前的窄帶通信系統(tǒng)兼容。容。 由于它是宏觀的寬帶系統(tǒng)，它具有擴展頻譜的抗干擾能力。由于它是宏觀的寬帶系統(tǒng)，它具有擴展頻譜的抗干擾能力。 由于它是按照跳頻圖案進行頻率跳變的，它具有碼分多址由于它是按照跳頻圖案進行頻率跳變的，它具有碼分多址和頻帶

51、共享的組網(wǎng)通信能力。和頻帶共享的組網(wǎng)通信能力。 由于它是載波頻率快速跳變的，它具有頻率分集的功能。由于它是載波頻率快速跳變的，它具有頻率分集的功能。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社跳時跳時(TH)(TH)方式方式 跳變時間(Time Hopping)工作方式，與跳頻相似，跳時跳時(TH(THTime Hopping)Time Hopping)是使發(fā)射信號在時間軸上跳變。是使發(fā)射信號在時間軸上跳變。首先把時間軸分成許多時片。在一幀內哪個時片發(fā)射信號由擴頻碼序列去進行控制?？梢园烟鴷r理解為：用一定碼序列進行選擇的多時片的時移鍵控。由于采用了窄得很多的時片去發(fā)送信號，相對說來，信號的頻譜也就展寬

52、了。 跳時也可以看成是一種時分系統(tǒng)，所不的地方在于它不是在一幀跳時也可以看成是一種時分系統(tǒng)，所不的地方在于它不是在一幀中固定分配一定位置的時片，而是由擴頻碼序列控制的按一定規(guī)律跳中固定分配一定位置的時片，而是由擴頻碼序列控制的按一定規(guī)律跳變位置的時片。變位置的時片。跳時系統(tǒng)的處理增益等于一幀中所分的時片數(shù)。 由于簡單的跳時抗于攏性不強，很少單獨使用。跳時通常都與其他方式結合使用，組成各種混合方式。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社寬帶線性調頻寬帶線性調頻寬帶線性調頻(Chirp Modulation)工作方式，簡稱Chirp方式。 如果發(fā)射的射頻脈沖信號在一個周期內，其載頻的頻率作如果發(fā)射的

53、射頻脈沖信號在一個周期內，其載頻的頻率作線性變化，則稱為線性調頻。線性變化，則稱為線性調頻。 因為其頻率在較寬的領帶內變化，信號的頻帶也被展寬了。因為其頻率在較寬的領帶內變化，信號的頻帶也被展寬了。這種擴頻調制方式主要用在雷達中，但在通信中也有應用。這種擴頻調制方式主要用在雷達中，但在通信中也有應用。 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社各種混合方式各種混合方式 在上述幾種基本的擴頻方式的基礎上，可以組合起來，構成各種混合方式。例如DSFH、DSTH、DSFHTH等等。 一般說來，采用混合方式看起來在技術上要復雜一些，實現(xiàn)起來也要困難一些。但是，不同方式結合起來的優(yōu)點是有時能得到只用其中一種方

54、式得不到的特性。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社7.3.57.3.5基于雙絞線的接入技術基于雙絞線的接入技術 目前世界上最長的通信線路（不只是一簡單的加）數(shù)字化終端（如計算機、傳真機、數(shù)字電話機、互聯(lián)網(wǎng)等）利用現(xiàn)有的雙絞線進行數(shù)字終端的接入。目前基于雙絞線的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)大致有三類：目前基于雙絞線的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)大致有三類：不改變電話網(wǎng)的結構，在用戶終端之間引入不改變電話網(wǎng)的結構，在用戶終端之間引入modemmodem將數(shù)據(jù)信號轉化為與將數(shù)據(jù)信號轉化為與話音信號類似的模擬信號（頻率范圍限制在話音信號類似的模擬信號（頻率范圍限制在300Hz300Hz3400Hz3400Hz）；）；利用現(xiàn)有的雙絞

55、線，對端局交換機的用戶電路部分作一些改造，數(shù)據(jù)利用現(xiàn)有的雙絞線，對端局交換機的用戶電路部分作一些改造，數(shù)據(jù)信號以數(shù)字方式在線路中傳輸，典型的例子是信號以數(shù)字方式在線路中傳輸，典型的例子是xDSLxDSL、ISDNISDN；用于局域網(wǎng)（用于局域網(wǎng)（LAN）內各終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。）內各終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社1 1雙絞線雙絞線 雙絞線(TP: Twisted Pair wire)是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質。雙絞線由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成。把兩根絕緣的銅導線按一定密度互相絞在一起,可降低信號干擾的程度,每一根導線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發(fā)

56、出的電波抵消。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 雙絞線的性能取決于雙絞線的各種參數(shù)，EIA/TIA-568-A（商用樓布線標準）將雙絞線分為兩種類型：屏蔽雙絞線（STP, Shielded Twisted Pair）與非屏蔽雙絞線（UTP, Unshielded Twisted Pair）。屏 蔽 箔屏 蔽 雙 絞 線非 屏 蔽 雙 絞 線第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 雙絞線雖不是最好的傳輸介質，但它價格低廉價格低廉且已被廣泛應用。 用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p絞線一般是四對封裝成一條電纜（一條電話電纜會包容更多對的雙絞線），每對雙絞線的特征阻抗都是100。

57、雙絞線的頻帶寬度與線規(guī)、線類及長度有關，3類線100m的傳輸帶寬為16MHz，而5類線的100m傳輸帶寬為100MHz。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社2 2利用模擬電話用戶線進行數(shù)據(jù)傳輸利用模擬電話用戶線進行數(shù)據(jù)傳輸電話網(wǎng)與模擬電話用戶線電話網(wǎng)與模擬電話用戶線 電話網(wǎng)通過交換機（exchange）和通信鏈路實現(xiàn)多個電話用戶的相互通信。 中繼線 用戶 用戶線 端局 交換機 匯接 交換機 第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 與用戶直接相連的交換機稱為市話交換機或端局交換機與用戶直接相連的交換機稱為市話交換機或端局交換機 。 電話網(wǎng)可以通過增加端局交換機來擴大服務區(qū)域電話網(wǎng)可以通過增加端局交

58、換機來擴大服務區(qū)域，各交換機之間可以互連形成網(wǎng)型網(wǎng)或用匯接交換機連接形成星型網(wǎng)。 匯接交換機是交換機的交換機，當距離很遠時匯接交換匯接交換機是交換機的交換機，當距離很遠時匯接交換機也稱為長途交換機。機也稱為長途交換機。 交換機之間的線路稱為中繼線交換機之間的線路稱為中繼線，一般采用同軸電纜或光纖作為傳輸介質。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社 電話用戶線是從普通電話用戶到電信網(wǎng)端局交換機之間傳送模擬信號的通信線路，它以雙絞線為傳輸介質，受交換機中用戶電路的限制，模擬電話用戶線所能傳輸?shù)男盘栴l率范圍為3003400Hz。 用戶電話機用一對雙絞線（雙線）接入電話網(wǎng)，另外用戶電話機用一對雙絞線（雙

59、線）接入電話網(wǎng)，另外用兩對線（四線）分別與話筒和耳機相連，因此在同一用兩對線（四線）分別與話筒和耳機相連，因此在同一對雙絞線上必須傳送雙向同頻的話音信號。對雙絞線上必須傳送雙向同頻的話音信號。在電話機中有一個混合回路（也稱為“二四”線轉換器）用于實現(xiàn)出入信號的合路與分路。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社模擬電話用戶線中的數(shù)據(jù)傳輸模擬電話用戶線中的數(shù)據(jù)傳輸 利用模擬電話用戶線進行數(shù)據(jù)傳輸時，首先必須將數(shù)據(jù)信號轉換成頻率范圍為3003400Hz的模擬信號，這個過程由調制解調器（Modem）完成。 （PSTN） IDN I Internet Modem模擬用戶線 端局交換機 第7章 通信網(wǎng)基礎大

60、連理工大學出版社 PSTN各交換機之間已完全實現(xiàn)了信號的數(shù)字化傳輸與處理，這部分稱為綜合數(shù)字網(wǎng)絡（IDN），它包含了各種數(shù)字交換設備、數(shù)字通信鏈路（局間中繼線路）； IDN與模擬用戶線相連的部分是這個通信網(wǎng)中端局交換機與模擬用戶線的接口電路，具有濾波、PCM編解碼等各種功能； 數(shù)據(jù)終端是指用戶的數(shù)字化終端，如計算機、傳真機等。第7章 通信網(wǎng)基礎大連理工大學出版社3 3 xDSLxDSL技術技術 用戶線的數(shù)字化已成為近年來的熱門技術，也是實現(xiàn)用戶端到端的全用戶線的數(shù)字化已成為近年來的熱門技術，也是實現(xiàn)用戶端到端的全數(shù)字式多媒體通信的關鍵。數(shù)字式多媒體通信的關鍵。與干線通信網(wǎng)不同的是，由于每個用戶