電力系統(tǒng)通信、網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)發(fā)展

1、電力系統(tǒng)通信、網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)發(fā)展12022/7/1622022/7/16主要內(nèi)容： 1.1 通信技術(shù)的發(fā)展 1.2 計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò) 1.3 我國電力系統(tǒng)通信的現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略一.概述通信的概念 從古至今通信的方式多種多樣，傳遞的內(nèi)容千差萬別，但有一個(gè)共性信息傳遞 因此，所謂通信就是信息的傳遞，這里的“傳遞”可以認(rèn)為是一種信息傳輸?shù)倪^程或方式。32022/7/16通信的發(fā)展史：簡單的說經(jīng)歷了三個(gè)階段語音和文字階段電通信階段電子信息時(shí)代值得人們紀(jì)念的10項(xiàng)重大通信技術(shù)：1、摩爾斯發(fā)明有線電報(bào)。2、馬克尼發(fā)明無線電報(bào)。3、載波通信。（它的出現(xiàn)改變了一條線路只能傳送一路 的局面，使一個(gè)物理介質(zhì)上傳送多路音

2、頻 信號(hào)成為可能）4、電視。（使傳輸和交流信息從單一的聲音發(fā)展到實(shí)時(shí)圖象）5、電子計(jì)算機(jī)。6、集成電路。7、光纖通信。8、衛(wèi)星通信。9、蜂窩移動(dòng)通信。10、因特網(wǎng)。42022/7/16通信系統(tǒng)的分類與構(gòu)成通信系統(tǒng)的定義與組成 用于進(jìn)行通信的設(shè)備硬件、軟件和傳輸介質(zhì)的集合叫做通信系統(tǒng)。 圖1-152022/7/16干擾信源發(fā)送設(shè)備傳輸介質(zhì)接收設(shè)備信宿源系統(tǒng)目的系統(tǒng)從硬件上看，通信系統(tǒng)主要由信源、信宿、傳輸介質(zhì)和收信、發(fā)信設(shè)備五部分組成。（如圖1-1） 信源:把各種可能消息轉(zhuǎn)換成原始的電信號(hào).發(fā)送設(shè)備:將信源產(chǎn)生的信號(hào)變換為適于信道傳輸?shù)男盘?hào).傳輸介質(zhì):也叫信道,是信號(hào)的傳輸媒介.接受設(shè)備:作用是

3、將從信道上接收的信號(hào)變換成信息接收者可以接收的信息.信宿:信息的接收者.噪聲:系統(tǒng)內(nèi)各種干擾影響的等效結(jié)果.62022/7/16通信系統(tǒng)的分類 (1) 按信號(hào)特征分類 根據(jù)信道中傳輸信號(hào)種類的不同,通信系統(tǒng)可分為兩大類: 模擬通信系統(tǒng)信道中傳輸模擬信號(hào) 數(shù)字通信系統(tǒng)信道中傳輸數(shù)字信號(hào)模擬與數(shù)字的概念: A、模擬信號(hào)-參量(因變量)取值隨時(shí)間(自變量)的連續(xù)變化而連續(xù)變化的信號(hào). 離散信號(hào)-在時(shí)間上取離散值的信號(hào)。 B、數(shù)字信號(hào)-自變量取離散值，參量取有限個(gè)經(jīng)過量化的離散信號(hào)。72022/7/16圖1-2即為數(shù)字通信系統(tǒng)模型；圖1-1為模擬通信系統(tǒng)模型；信源編碼：對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行編碼，去掉冗余信息

4、，得到數(shù)字信號(hào)信道編碼：對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行再次編碼，使得信號(hào)具有自動(dòng)檢糾錯(cuò)能力82022/7/16噪聲信源調(diào)制器信道解調(diào)器信宿信源編碼信道編碼信道譯碼信源解碼圖1-292022/7/16 數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)-抗噪聲（干擾）能力強(qiáng)-可以控制差錯(cuò)，提高了傳輸質(zhì)量-便于用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理-易于加密、保密性強(qiáng)-可以傳輸語音、數(shù)據(jù)、影像，通用、靈活102022/7/16112022/7/16 需要說明的是，自從有了數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)之后，這種以信道傳輸信號(hào)的種類為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行的分類就顯得不夠嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)閿?shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道可以是傳輸數(shù)字信號(hào)的信道，也可以是傳輸模擬信號(hào)的信道，或者說數(shù)據(jù)通信中的數(shù)據(jù)信號(hào)既可以以數(shù)字信號(hào)

5、的形式在數(shù)字信道中傳輸，也可以轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)在模擬信道中傳輸。 這樣我們可以把通信系統(tǒng)分為三種： 模擬通信系統(tǒng)-模擬通信 數(shù)字通信系統(tǒng)-數(shù)字通信 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)-數(shù)據(jù)通信122022/7/16 （2）按傳輸介質(zhì)分類： 按傳輸介質(zhì)的不同，通信系統(tǒng)又有無線通信系統(tǒng)和有線通信系統(tǒng)之分。無線通信系統(tǒng)-利用無線電波、紅外線、超聲波、激光進(jìn)行通信的系統(tǒng)有線通信系統(tǒng)-用導(dǎo)線作為介質(zhì)的系統(tǒng) 隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，單純的有線或無線通信系統(tǒng)越來越少 132022/7/16 （3）按調(diào)制方式分類 按調(diào)制與否可，分為基帶通信系統(tǒng)和調(diào)制通信系統(tǒng) （4）按通信的業(yè)務(wù)分類 按傳送信息的物理特征分為 通

6、信系統(tǒng)、電報(bào)通系統(tǒng)信、廣播通信系統(tǒng)、電視通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等。 （5）按工作波段分類 按使用波長可分為長波通信系統(tǒng)、中波通信系統(tǒng)、短波通信系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)。142022/7/16 綜上所述,通信系統(tǒng)的分類可表示為: 模擬基帶傳輸系統(tǒng) 模擬通信系統(tǒng)通信系統(tǒng) 模擬調(diào)制傳輸系統(tǒng) 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng) 數(shù)字調(diào)制傳輸系統(tǒng)152022/7/161.1.3 通信信道和噪聲信道的定義和分類定義：信道是指以傳輸媒質(zhì)為基礎(chǔ)的信號(hào)通道。分類：廣義信道、狹義信道。 有線信道、無線信道。 調(diào)制信道、編碼信道。 162022/7/16圖 13 調(diào)制信道和編碼信道172022/7/16(2)通信

7、噪聲的定義與分類 廣義上說，通信系統(tǒng)中不攜帶有用信息的信號(hào)就是噪聲。 根據(jù)來源不同，噪聲可分為人為噪聲、自然噪聲、內(nèi)部噪聲。 根據(jù)噪聲性質(zhì)，噪聲可分為： 單頻噪聲：以某一固定頻率出現(xiàn)的連續(xù)波噪聲 脈沖噪聲：一種隨機(jī)出現(xiàn)的無規(guī)律噪聲 起伏噪聲：主要是內(nèi)部噪聲，而且是一種連續(xù)波隨機(jī)噪聲182022/7/16（3）信道的容量 信道容量：單位時(shí)間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)淖畲笮畔⒘浚梢杂眯诺赖淖畲笮畔鬏斔俾蕘肀硎尽?香農(nóng)公式：C=Blog2(1+S/N) (bit/s) C 信道容量(b/s) B信道帶寬（Hz） S 信號(hào)功率 N噪聲功率192022/7/161.4 通信體統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)通信系統(tǒng)的主要性能指

8、標(biāo)是有效性和可靠性。有效性是指在給定信道內(nèi)所傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少，或者說是傳輸?shù)摹八俣取??？煽啃允侵附邮招畔⒌臏?zhǔn)確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”。202022/7/16模擬通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有效性可用有效傳輸頻帶來度量?？煽啃杂媒邮斩俗罱K輸出信噪比來度量。不同調(diào)制方式在同樣信道信噪比下所得到的最終解調(diào)后的信噪比是不同的。 如調(diào)頻信號(hào)抗干擾能力比調(diào)幅好，但調(diào)頻信號(hào)所需傳輸頻帶卻寬于調(diào)幅。212022/7/16數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有效性可用傳輸速率來衡量。碼元傳輸速率信息碼元傳輸速率可靠性可用差錯(cuò)率來衡量。誤碼率（碼元差錯(cuò)率）誤信率（信息差錯(cuò)率）222022/7/16碼元傳輸速率RB簡稱

9、傳碼率，又稱符號(hào)速率等。它表示單位時(shí)間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目，單位是波特（Baud），記為B。 例如，若1秒內(nèi)傳2400個(gè)碼元，則傳碼率為2400B。數(shù)字信號(hào)有多進(jìn)制和二進(jìn)制之分，但碼元速率與進(jìn)制數(shù)無關(guān)，只與傳輸?shù)拇a元長度T有關(guān):232022/7/16通常在給出碼元速率時(shí)，有必要說明碼元的進(jìn)制。由于M進(jìn)制的一個(gè)碼元可以用 log2 M個(gè)二進(jìn)制碼元去表示，因而在保證信息速率不變的情況下，M進(jìn)制的碼元速率RBM與二進(jìn)制的碼元速率RB2之間有以下轉(zhuǎn)換關(guān)系： RB2=RBMlog2 M (B)242022/7/16信息傳輸速率Rb簡稱傳信率，又稱比特率等。它表示單位時(shí)間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特?cái)?shù)，單位是比特

10、/秒，可記為bit/s ，或 b/s ，或bps。每個(gè)碼元或符號(hào)通常都含有一定bit數(shù)的信息量，因此碼元速率和信息速率有確定的關(guān)系，即 Rb=RBH (b/s) H為信源中每個(gè)符號(hào)所含的平均信息量（熵）。 等概傳輸時(shí)，有最大熵log2M，于是 Rb=RB log2 M (b/s)252022/7/16衡量數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)是差錯(cuò)率， 常用誤碼率和誤信率表示。誤碼率（碼元差錯(cuò)率）Pe是指碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，即 誤信率（信息差錯(cuò)率）Pb是指發(fā)生差錯(cuò)的比特?cái)?shù)在傳輸總比特?cái)?shù)中所占的比例， 即1.2 計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)的基本模型定義 計(jì)算機(jī)通信是面向計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)終端的一種通

11、信方式，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)信息的生成、存儲(chǔ)、傳遞和交換。用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)將地理位置不同，功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)互聯(lián)在一起，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)。262022/7/16計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)組成計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)組成。資源子網(wǎng)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息處理以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的計(jì)算機(jī)與終端。通信子網(wǎng)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的設(shè)備與通信線路。通信子網(wǎng)分為兩種類型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信子網(wǎng)：從信源端發(fā)出的信息經(jīng)過多個(gè)交換點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)指定的信宿端，一般用于廣域網(wǎng)。廣播式通信子網(wǎng)：所有計(jì)算機(jī)共享同一信道，必須有相應(yīng)的信道訪問控制技術(shù)分配信道使用權(quán)，一般用于局域網(wǎng)。272022/7/1

12、6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按覆蓋區(qū)域分：局域網(wǎng)、域域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。按網(wǎng)絡(luò)所有權(quán)分：公共網(wǎng)、專用網(wǎng)、私用網(wǎng)。按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分：總線形網(wǎng)、星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、樹形網(wǎng)、網(wǎng)狀形網(wǎng)及混合形網(wǎng)。按信息交換方式分：電路交換網(wǎng)、報(bào)文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)。按組網(wǎng)技術(shù)分：陸地網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、分組無線網(wǎng)、局域網(wǎng)。按網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分：工作組網(wǎng)、部門級(jí)網(wǎng)、企業(yè)級(jí)網(wǎng)、超企業(yè)級(jí)網(wǎng)、全球網(wǎng)。按網(wǎng)絡(luò)控制方式分：集中式控制網(wǎng)絡(luò)和分布式控制網(wǎng)絡(luò)。282022/7/16計(jì)算機(jī)通信的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)通信主要以數(shù)據(jù)通信為主，因此傳輸?shù)目煽啃砸蟾?。?jì)算機(jī)設(shè)備出自不同的廠商，又用于不同的目的，故需要具備靈活的通信接口，以適應(yīng)各類用戶需要。數(shù)據(jù)信息傳輸效率高。呼叫平均持續(xù)時(shí)間

13、短、效率高。業(yè)務(wù)參數(shù)隨應(yīng)用環(huán)境有較大差別。292022/7/161.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化組織計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)：法定標(biāo)準(zhǔn)、事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)目前國際上制定通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的幾個(gè)權(quán)威組織 ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織、CCITT國際 與電報(bào)咨詢委員會(huì)、ANSI美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)、EIA美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)、IEEE電氣與電子工程師學(xué)會(huì)。常用的體系結(jié)構(gòu)模型 ISO/OSI七層模型TCP/IP協(xié)議簇局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)集302022/7/161.3 我國電力系統(tǒng)通信的現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略電力系統(tǒng)通信的主要內(nèi)容按業(yè)務(wù)劃分：關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)、事務(wù)管理業(yè)務(wù)關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)是指遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、繼電保護(hù)信號(hào)和調(diào)度 。事務(wù)管

14、理業(yè)務(wù)包括行政 、會(huì)議 和會(huì)議電視、管理信息數(shù)據(jù)。電力通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：要求通信有較高的可靠性和靈活性實(shí)時(shí)性要求高通信范圍點(diǎn)多面廣無人值守機(jī)房多312022/7/16網(wǎng)局省局地區(qū)局發(fā)電廠發(fā)電廠變電站變電站電力系統(tǒng)的通信方式 電力系統(tǒng)通信幾乎包括了所有的通信方式，不僅采用普通的音頻 、明線載波、電纜載波、特高頻、數(shù)字微波等通信方式，而且還采用了擴(kuò)頻通信、光纖通信、衛(wèi)星通信等先進(jìn)的通信方式和手段，同時(shí)采用程控交換技術(shù)，把各種通信線路連接起來，進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)信息交換，形成一個(gè)完整的通信網(wǎng)，因此電力系統(tǒng)通信網(wǎng)是一個(gè)先進(jìn)的、綜合型的專業(yè)通信網(wǎng)。我國電力系統(tǒng)通信發(fā)展戰(zhàn)略 存在的問題：一、通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較

15、薄弱；二、干線傳輸容量偏??；三、現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尚不能滿足未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，網(wǎng)絡(luò)管理水平有待提高。322022/7/16智能電網(wǎng)通信信息解決方案332022/7/16信息應(yīng)用信息處理信息傳輸信息采集光纖接入網(wǎng)中壓PLC寬帶無線接入電力光纖傳輸網(wǎng)電力綜合信息交換平臺(tái)導(dǎo)線狀態(tài)分析桿塔狀態(tài)分析氣象條件分析一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測智能輸電線路智能變電站線路狀態(tài)視頻安全氣象條件一次設(shè)備二次設(shè)備FTUTTU電能質(zhì)量計(jì)量考核居民用電配電網(wǎng)自動(dòng)化電能質(zhì)量控制智能配電網(wǎng)精細(xì)用能管理信息雙向互動(dòng)智能用電系統(tǒng)智能電網(wǎng)通信信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)體系信息交換信息接入鏈?zhǔn)絺鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)惡劣電磁環(huán)境傳感網(wǎng)大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)寬

16、帶無線接入技術(shù)在智能配用電網(wǎng)中的應(yīng)用示范342022/7/16電力通信塔終端信道McWiLL基站電力通信塔McWiLL基站電力通信塔McWiLL基站居民電表遠(yuǎn)程集中抄表終端居民電表居民電表MEM 160配電自動(dòng)化終端FTUTTUDTUMEM 160負(fù)控開關(guān)負(fù)控開關(guān)臺(tái)區(qū)電表負(fù)荷管理終端MEM 160SAC及網(wǎng)管服務(wù)器其它工作站負(fù)控工作站配變監(jiān)控工作站LAN主站系統(tǒng)352022/7/16第二章 通信的技術(shù)基礎(chǔ)2.1 信號(hào)的種類與傳輸方式2.2 模擬信號(hào)的數(shù)字化編碼2.3 數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)2.4 調(diào)制解調(diào)器 多路復(fù)用技術(shù)2.6 信息交換技術(shù)2.7 通信網(wǎng)362022/7/162.1 通信的基本概念2

17、.1.1 信號(hào)的種類2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸模式372022/7/162.1.1 信號(hào)的種類一、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào) （一）模擬信號(hào) 模擬信號(hào)是指代表消息的電信號(hào)及其參數(shù)（幅度、頻率或相位）取值隨時(shí)間的變化而連續(xù)變化的信號(hào)，如圖。 f(t) f(nT) PAM信號(hào) (a) (b) 圖2.1 模擬信號(hào)波形 (a)連續(xù)模擬信號(hào)；(b)離散模擬信號(hào)382022/7/162.1.1 信號(hào)的種類 （二）數(shù)字信號(hào) 數(shù)字信號(hào)是由一系列的電脈沖所組成，時(shí)間上是離散的，幅度上也是離散的。如圖2.2. f(t) A t 0 T T+ nT nT+ 圖2.2 周期矩形脈沖信號(hào)392022/7/162.1.1 信號(hào)的種類二

18、、周期信號(hào)與非周期信號(hào) 周期信號(hào)是指信號(hào)在相同的時(shí)間間隔后，會(huì)重復(fù)前一次的波形。即滿足f(t)=f(t+kT),式中，T為信號(hào)周期；k為正整數(shù)；則稱該信號(hào)為周期信號(hào)（如圖）；否則為非周期信號(hào)。三、信號(hào)的表示方式 常用的表示方法有數(shù)學(xué)表達(dá)式法、時(shí)域波形圖法和頻譜表示法。402022/7/162.1.2 數(shù)據(jù)傳輸模式一、串行與并行傳輸 根據(jù)在傳輸介質(zhì)中的存在狀態(tài)和先后順序，數(shù)據(jù)傳輸方式分為并行傳輸和串行傳輸。 (a)并行傳輸 (b)串行傳輸 圖2.3 傳輸方式BABA412022/7/162.1.2 數(shù)據(jù)傳輸模式二、同步與異步傳輸 （一）同步傳輸 收發(fā)雙方統(tǒng)一時(shí)鐘節(jié)拍完成數(shù)據(jù)傳送。數(shù)據(jù)發(fā)送一般以幀

19、（群）為單位。 圖2.4 同步傳輸單元幀起始控制信息數(shù)據(jù)幀結(jié)束校驗(yàn)和0 n bit8bit8bit8-32m422022/7/162.1.2 數(shù)據(jù)傳輸模式 （二）異步傳輸 收發(fā)雙方位定時(shí)時(shí)鐘獨(dú)立，數(shù)據(jù)率雙方約定，收端利用數(shù)據(jù)本身進(jìn)行同步。 圖 異步傳輸單元起始位數(shù)據(jù)位停止位間隔, 不固定432022/7/162.1.2 數(shù)據(jù)傳輸模式三、單工、半雙工與全雙工 圖單工、半雙工與全雙工通信方式442022/7/162.2 信號(hào)的調(diào)制與編碼 數(shù)字?jǐn)?shù)字的轉(zhuǎn)換2.2.2 模擬數(shù)字的轉(zhuǎn)換2.2.3 數(shù)字模擬的轉(zhuǎn)換2.2.4 模擬模擬的轉(zhuǎn)換調(diào)制與解調(diào)452022/7/162.2.1 數(shù)字?jǐn)?shù)字的轉(zhuǎn)換 數(shù)字?jǐn)?shù)字編

20、碼或轉(zhuǎn)換是用數(shù)字信號(hào)來表示數(shù)字信息。 如果由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，直接或經(jīng)過波形形成電路后在其原始電信號(hào)所固有的頻帶上傳輸，稱為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的基帶傳輸。相應(yīng)的系統(tǒng)稱為基帶傳輸系統(tǒng)。這里的波形形成電路就是為了使信號(hào)的碼型與信道傳輸特性相匹配，一般有如下要求：如果傳輸線路中有電容耦合電路的設(shè)備，就要求信號(hào)不含直流和低頻分量；所選碼型所占頻帶要窄；信號(hào)本身包含位同步信息；具有差錯(cuò)檢測能力；編譯碼的電路應(yīng)盡量簡單便于實(shí)現(xiàn)。462022/7/162.2.1 數(shù)字?jǐn)?shù)字的轉(zhuǎn)換數(shù)字基帶信號(hào)常用的碼型有很多，下面是幾種常用的1.單極性不歸零碼（NRZ） 碼型基帶波形如圖(a)所示 。(a) t2.單極性歸零碼（RZ

21、） 碼型基帶波形如圖(b)所示。 (b) t3.雙極性不歸零碼（NRZ） 碼型基帶波形如圖(c)所示 。(c) t4.雙極性歸零碼（RZ） 碼型基帶波形如圖(d)所示。(d) t0 1 0 0 1 1 1 0 472022/7/162.2.1 數(shù)字?jǐn)?shù)字的轉(zhuǎn)換5.極性交替轉(zhuǎn)換碼（AMI） 碼型基帶波形如圖(e)所示。(e) t6.曼切斯特碼 碼型基帶波形如圖(f)所示。(f) t7.差分曼切斯特碼 碼型基帶波形如圖(g)所示。(g) t 圖 各種碼型基帶波形基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型對(duì)于傳輸碼型，有如下一些要求：無直流分量和只有很小的低頻分量；含有碼元的定時(shí)信息；傳輸效率高；最好有一定的檢錯(cuò)能力；適

22、用于各種信源，即要求以上性能和信源的統(tǒng)計(jì)特性無關(guān)482022/7/16AMI碼 傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼 編碼規(guī)則：“1” 交替變成“1”和“1”， “0” 仍保持為“0”， 例：消息碼： 0 1 0 1 1 0 0 0 1 AMI碼：0 +1 0 -1 +1 0 0 0 -1優(yōu)點(diǎn)：沒有直流分量 、譯碼電路簡單 、能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)碼缺點(diǎn)：出現(xiàn)長串連“0”時(shí)，將使接收端無法取得定時(shí)信息。又稱：“1B/1T”碼 1位二進(jìn)制碼變成1位三進(jìn)制碼。492022/7/16HDB3碼 3階高密度雙極性碼 編碼規(guī)則：首先，將消息碼變換成AMI碼，然后，檢查AMI碼中連“0”的情況：當(dāng)沒有發(fā)現(xiàn)4個(gè)以上（包括4個(gè)）連“0”時(shí)，則不

23、作改變，AMI碼就是HDB3碼。當(dāng)發(fā)現(xiàn)4個(gè)或4個(gè)以上連“0”的碼元串時(shí)，就將第4個(gè)“0”變成與其前一個(gè)非“0”碼元（“1”或“1”）同極性的碼元。將這個(gè)碼元稱為“破壞碼元”，并用符號(hào)“V”表示，即用“+V”表示“1”，用“V”表示“1”。為了保證相鄰“V”的符號(hào)也是極性交替： * 當(dāng)相鄰“V”之間有奇數(shù)個(gè)非“0”碼元時(shí)，這是能夠保證的。 * 當(dāng)相鄰“V”之間有偶數(shù)個(gè)非“0”碼元時(shí)，不符合此“極性交替”要求。這時(shí)，需將這個(gè)連“0”碼元串的第1個(gè)“0”變成“B”或“B”。B的符號(hào)與前一個(gè)非“0”碼元的符號(hào)相反；并且讓后面的非“0”碼元符號(hào)從V碼元開始再交替變化。502022/7/16例：消息碼:

24、1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI碼: -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1HDB3碼: -1 0 0 0 -V +1 0 0 0 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1 -1 -1 0 0 0 -1 +1 0 0 0 +1 -1 +1 -1 0 0 -1 +1 -1 譯 碼： -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 +1 -1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1譯碼：發(fā)現(xiàn)相連的兩個(gè)同符號(hào)的“1”時(shí)，后面的“1”及其前面的3個(gè)符號(hào)都譯為

25、“0”。然后，將“+1”和“-1”都譯為“1”，其它為“0”。優(yōu)點(diǎn)：除了具有AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還可以使連“0”碼元串中“0”的數(shù)目不多于3個(gè)，而且與信源的統(tǒng)計(jì)特性無關(guān)。 512022/7/16去掉V滿足交替，單獨(dú)V仍然滿足交替雙相碼 曼徹斯特碼編碼規(guī)則：消息碼“0” 傳輸碼“01” 消息碼“1” 傳輸碼“10” 例： 消息碼： 1 1 0 0 1 0 1 雙相碼：10 10 01 01 10 01 10譯碼規(guī)則：消息碼“0”和“1”交替處有連“0”和連“1”，可以作為碼組的邊界。 優(yōu)缺點(diǎn)：只有2電平，可以提供定時(shí)信息，無直流分量； 但是占用帶寬較寬。522022/7/16+E-E1 00 1密

26、勒碼 編碼規(guī)則：消息碼“1” 用中點(diǎn)處電壓的突跳表示，或者說用“01”或 “10”表示；消息碼“0” 單個(gè)消息碼“0”不產(chǎn)生電位變化， 連“0”消息碼則在邊界使電平突變，或者說用 “11”或“00”表示 特點(diǎn)：當(dāng) “1”之間有一個(gè) “0”時(shí)，碼元寬度最長（等于兩倍消息碼的長度）。這一性質(zhì)也可以用來檢測誤碼。產(chǎn)生：雙相碼的下降沿正好對(duì)應(yīng)密勒碼的突變沿。因此，用雙相碼的下降沿觸發(fā)雙穩(wěn)觸發(fā)器就可以得到密勒碼。532022/7/1600消息碼： 1 0 1 1 0 0 0 1雙相碼： 10 01 10 10 01 01 01 10 雙相碼波形： 雙相碼相位： 0 0 0 0密勒碼：CMI碼 傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼

27、 編碼規(guī)則：消息碼“1” 交替用“11”和“00”表示；消息碼“0” 用“01”表示， 542022/7/1600消息碼： 1 0 1 1 0 0 0 1雙相碼： 10 01 10 10 01 01 01 10 雙相碼波形： 雙相碼相位： 0 0 0 0密勒碼：0CMI碼：nBmB碼 這是一類分組碼，它把消息碼流的n位二進(jìn)制碼元編為一組，并變換成為m位二進(jìn)制的碼組，其中mn。后者有2m種不同組合。由于mn，所以后者多出(2m 2n)種組合。在2m種組合中，可以選擇特定部分為可用碼組，其余部分為禁用碼組，以獲得好的編碼特性。雙相碼、密勒碼和CMI碼等都可以看作是1B2B碼。在光纖通信系統(tǒng)中，常選

28、用m = n + 1，例如5B6B碼等。除了nBmB碼外，還可以有nBmT碼等等。nBmT碼表示將n個(gè)二進(jìn)制碼元變成m個(gè)三進(jìn)制碼元。552022/7/16返回562022/7/162.2.2 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換 模擬數(shù)字的轉(zhuǎn)換是將模擬信號(hào)數(shù)字化。典型的轉(zhuǎn)換方法為脈沖編碼調(diào)制（PCM）。將模擬信號(hào)經(jīng)過抽樣、量化、編碼三個(gè)處理步驟變成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換方式稱為脈沖編碼調(diào)治（PCM， Pulse Code Modulation）。572022/7/162.2.2 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換1.抽樣 低通信號(hào)抽樣定理： 如果模擬信號(hào)的最高頻率為fm，若采樣頻率fs大于或等于2 fm的采樣頻率，則采樣得到的離散信號(hào)序列就

29、能完整地恢復(fù)出原始信號(hào)。582022/7/162.2.2 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換2.量化 利用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平來表示模擬信號(hào)抽樣值的過程稱為量化。 量化電平：需要把取值無限的抽樣值劃分成有限的M個(gè)離散電平，此電平被稱為量化電平。均勻量化非均勻量化信號(hào)幅度越小，量化噪聲/信號(hào)幅度 就越大，解決辦法非均勻量化，幅度小的信號(hào)量化電平增加。 592022/7/162.2.2 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換3.編碼 把量化后的信號(hào)電平值變換成二進(jìn)制碼組的過程稱為編碼，其逆過程稱為解碼或譯碼。在PCM通信編碼中，折疊二進(jìn)碼比自然二進(jìn)碼和格雷二進(jìn)碼優(yōu)越，它是A律13折線PCM 30/32路基群設(shè)備中所采用的碼型。A律13折PCM原

30、CCITT所建議。602022/7/162.2.2 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換整個(gè)信號(hào)范圍內(nèi)共16段， 13個(gè)斜率的折線每一段再等分為16份， 每份均勻量化 圖2.9 A律特性在正域的近似612022/7/162.2.3 數(shù)字模擬的轉(zhuǎn)換 數(shù)字模擬的轉(zhuǎn)換是基于以數(shù)字信號(hào)（0、1）表示的信息來改變模擬（載波）特征的過程。有三種調(diào)制方法：振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）。622022/7/162.2.4 模擬模擬的轉(zhuǎn)換 模擬模擬的轉(zhuǎn)換，使用模擬信號(hào)來表示模擬信息的技術(shù)。模擬模擬之間的調(diào)制（調(diào)制是載波通信技術(shù)的基礎(chǔ)）可以通過三種方法實(shí)現(xiàn)：調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。63202

31、2/7/162.3 數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)2.3.1 誤碼的原因2.3.2 差錯(cuò)控制的基本方式2.3.3 糾錯(cuò)檢錯(cuò)碼基本原理2.3.4 常用差錯(cuò)控制編碼方法642022/7/162.3.1 誤碼的原因 1.干擾的影響：加性干擾和乘性干擾2. 信道的特性： 隨機(jī)信道：誤碼隨機(jī)出現(xiàn)，如白噪聲影響； 突發(fā)信道：錯(cuò)碼在一段時(shí)間成串出現(xiàn)，脈沖干擾和信道衰落 現(xiàn)象； 混合信道：即存在隨機(jī)錯(cuò)碼又有突發(fā)錯(cuò)碼.652022/7/162.3.2 差錯(cuò)控制的基本方式 在數(shù)據(jù)通信中，利用差錯(cuò)控制編碼進(jìn)行差錯(cuò)控制的基本工作方式一般分為三種：檢錯(cuò)重發(fā)、前向糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò)。一、前向糾錯(cuò)（FEC-Forward Error Cor

32、rection） 發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯(cuò)的碼，接收端收到后能檢錯(cuò)和糾錯(cuò)； 特點(diǎn)是無需反饋信道，譯碼實(shí)時(shí)性好，設(shè)備復(fù)雜。二、檢錯(cuò)重發(fā)（ARQ-Automatic Repeat Request） 發(fā)端發(fā)送具有檢錯(cuò)能力的碼，接收端判斷是否有錯(cuò)，如果認(rèn)為有錯(cuò)則發(fā)端重發(fā)，直到接收正確為止。 特點(diǎn)是設(shè)備簡單，需反饋信道，實(shí)時(shí)性差。662022/7/162.3.2 差錯(cuò)控制的基本方式三、混合糾錯(cuò)（HEC-Hybird Error Correction） 混合糾錯(cuò)是將前向糾錯(cuò)和檢錯(cuò)重發(fā)方式的結(jié)合。當(dāng)在該碼的糾錯(cuò)能力范圍內(nèi)時(shí)，自動(dòng)糾錯(cuò)；當(dāng)錯(cuò)誤過多，超出糾錯(cuò)能力時(shí)，反饋重發(fā)。672022/7/162.3.3 糾錯(cuò)檢錯(cuò)

33、碼基本原理一、糾錯(cuò)編碼的原理 糾錯(cuò)編碼原理：在信碼元后面增加監(jiān)督位，并選擇其中的組合作為禁用碼(不用的碼型)，利用碼的冗余性實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)或者檢錯(cuò)。二、分組碼的概念 將信息碼分組，為每組信息碼附加若干監(jiān)督碼的編碼，稱為分組碼。碼組重量：碼組中“1”的數(shù)目稱為碼組的重量；碼組距離d：對(duì)應(yīng)位上數(shù)字不同的位數(shù)成為碼組的距離；最小碼距d0：在(n, k)線性分組碼中，任兩個(gè)碼字之間的距離中最小的碼距稱為最小碼距；682022/7/162.3.3 糾錯(cuò)檢錯(cuò)碼基本原理檢錯(cuò)：設(shè)要檢測的錯(cuò)碼個(gè)數(shù)為e，則要求最小碼距d0e+1。糾錯(cuò)：設(shè)要糾正的錯(cuò)碼個(gè)數(shù)為t，則要求最小碼距d02t+1。同時(shí)糾錯(cuò)檢錯(cuò)： d0e+t+1（

34、et）。滿足條件3，可以同時(shí)糾正t個(gè)錯(cuò)，檢出e個(gè)錯(cuò)。692022/7/162.3.4 常用差錯(cuò)控制編碼方法1. 奇偶校驗(yàn)碼 現(xiàn)將數(shù)字序列分組，若干碼元為一組 在各組的數(shù)字信息后面附加1位監(jiān)督位，使得該碼組連監(jiān)督位在內(nèi)的“1”的個(gè)數(shù)位偶數(shù)(偶校驗(yàn))或奇數(shù)(奇校驗(yàn)).偶校驗(yàn) an-1 +an-2+a00奇校驗(yàn)an-1 +an-2+a01702022/7/162.3.4 常用差錯(cuò)控制編碼方法2.恒比碼每碼組均含有相同數(shù)目的1由于1和0的數(shù)目之比相同，因此得名這種碼在檢測時(shí)只要計(jì)算接收碼組中的1的數(shù)目是否正確如7中取3碼能檢測出全部單個(gè)錯(cuò)誤，因?yàn)閱蝹€(gè)錯(cuò)誤使得碼組中1的個(gè)數(shù)變?yōu)?或者4；同理奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤也

35、能檢測出來，如：0011100 變?yōu)?111100，1111110，1101111偶數(shù)個(gè)：0101100，1100100變?yōu)樵视么a組。712022/7/162.3.4 常用差錯(cuò)控制編碼方法3.漢明碼建立在代數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的編碼稱為代數(shù)碼，常見的是線性碼；線性碼中信息位和監(jiān)督位是由線性代數(shù)方程聯(lián)系著的，或者說，線性碼是按一組線性方程構(gòu)成的；漢明碼是一種能夠糾正1位錯(cuò)碼的編碼方式；r個(gè)監(jiān)督位構(gòu)造出r個(gè)監(jiān)督關(guān)系式來指示一位錯(cuò)碼的n個(gè)可能的位置，則要求：2r-1n或2rk+r+1。編碼效率：k/n=(2r-1-r)/(2r-1)=1-r/n。722022/7/162.3.4 常用差錯(cuò)控制編碼方法4.循環(huán)碼

36、線性分組碼中的一種；除具有線性碼的一般特性外，還具有循環(huán)性，即：循環(huán)碼中的任一碼組循環(huán)一位后仍為該碼中的一個(gè)碼；若（an-1 an-2 an-3 a2 a1 a0）是一循環(huán)碼組，則 （an-2 an-3 a2 a1 a0 an-1 ） （ an-3 a2 a1 a0 an-1 an-2 ） （ a1 a0 an-1 an-2 an-3 a2 ）也是該碼中的碼組。732022/7/162.4 調(diào)制解調(diào)器2.4.1 調(diào)制解調(diào)器的作用2.4.2 調(diào)制解調(diào)器的分類2.4.3 調(diào)制解調(diào)器的標(biāo)準(zhǔn)2.4.4 寬帶調(diào)制解調(diào)器 Modem742022/7/162.4.1 調(diào)制解調(diào)器的作用調(diào)制解調(diào)器的作用：在數(shù)據(jù)

37、終端與信道之間插入數(shù)字調(diào) 制解調(diào)器（Modem-Modulator and Demodulator）利用Modem在數(shù)據(jù) 發(fā)送端將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于通道 傳送 的模擬信號(hào)，而在接收端再將 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。752022/7/162.4.2 調(diào)制解調(diào)器分類按工作速率分：低速M(fèi)odem（9600bit/s）按調(diào)制方式分：頻移鍵控FSK，相移鍵控PSK，振幅鍵控ASK按結(jié)構(gòu)分：機(jī)箱式，獨(dú)立式，插卡式按應(yīng)用場合分：四線電路Modem,二線電路Modem按信號(hào)傳輸方式分：同步傳輸方式，異步傳輸方式762022/7/162.4.3 調(diào)制解調(diào)器的標(biāo)準(zhǔn)一、標(biāo)準(zhǔn)與建議 1.三種調(diào)制協(xié)議協(xié)議是9600bit

38、/s高速M(fèi)odem的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制協(xié)議。協(xié)議是14400bit/s高速M(fèi)odem的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制協(xié)議。協(xié)議采用四維TCM編碼調(diào)制方式等和V8協(xié)議握手等先進(jìn)手段先進(jìn)技術(shù)，使其傳輸速率達(dá)到。 2.差錯(cuò)控制協(xié)議兩個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：MNP和V.42 3.數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議兩個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：和MNP5 4.通信軟件 772022/7/162.4.3 調(diào)制解調(diào)器的標(biāo)準(zhǔn)二、AT命令 AT命令集的產(chǎn)生是為了調(diào)制解調(diào)器的兼容性。 AT命令集是衡量調(diào)制解調(diào)器和主機(jī)上的調(diào)制解調(diào)器軟件是否能流行，和是否被用戶所接受的重要指標(biāo)。782022/7/162.4.4 寬帶調(diào)制解調(diào)器Modem ISDN Modem ADSL Modem792022/7/

39、162.5 多路復(fù)用技術(shù)2.5.1 多路復(fù)用的基本概念2.5.2 頻分多路復(fù)用（FDM）2.5.3 時(shí)分多路復(fù)用（TDM）2.5.4 波分多路復(fù)用（WDM）802022/7/162.5.1 多路復(fù)用的基本概念多路復(fù)用技術(shù)：使多個(gè)信號(hào)沿同一信道傳輸而互相不干 擾的技術(shù) 頻分多路復(fù)用（FDM）多路復(fù)用技術(shù) 時(shí)分多路復(fù)用（TDM） 波分多路復(fù)用（WDM）812022/7/162.5.2 頻分多路復(fù)用（FDM） 原理：整個(gè)傳輸頻帶被劃分為若干個(gè)頻率通道，每路信號(hào)占用一個(gè)頻率通道進(jìn)行傳輸。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶以防相互干擾。圖2.10 頻分復(fù)用原理圖CH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬

40、MUXCH1CH2CH3帶寬復(fù)用信號(hào)f復(fù)用器822022/7/162.5.3 時(shí)分多路復(fù)用（TDM） 原理：把時(shí)間分割成小的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片分為若干個(gè)時(shí)隙，每路數(shù)據(jù)占用一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行傳輸。A2A1A3原始信號(hào)D2D1D3數(shù)字化信號(hào)MUX復(fù)用后的數(shù)據(jù)流時(shí)隙號(hào)1231D3D2D1時(shí)間片12時(shí)間片2D1時(shí)隙D2圖2.11 時(shí)分復(fù)用原理圖832022/7/162.5.3 時(shí)分多路復(fù)用（TDM）一、T1載波 T標(biāo)準(zhǔn)在北美和日本采用，T1載波是T標(biāo)準(zhǔn)的基群，由24路8kHz抽樣的信號(hào)復(fù)用而成。 幀125s（193bits） 7位數(shù)據(jù)1位控制信號(hào) 幀同步編碼圖2.12 T1載波幀結(jié)構(gòu)C23C1C2C2484

41、2022/7/162.5.3 時(shí)分多路復(fù)用（TDM）二、E1載波 E標(biāo)準(zhǔn)在歐洲和我國采用，E1載波是E標(biāo)準(zhǔn)的基群。又稱PCM30/32系統(tǒng)。 E1載波由32路組成，其中30路用來傳輸用戶語音信號(hào)，2路用作信令。每路話音信號(hào)抽樣速率為fs=8000Hz,一幀共有32個(gè)時(shí)間間隔，稱為時(shí)隙。852022/7/162.5.3 時(shí)分多路復(fù)用（TDM）3.91us 備用 比特復(fù)幀同步信號(hào)CH16CH29信令時(shí)隙幀同步時(shí)隙a b c da b c dCH15 CH30CH2 CH17CH1 CH16保留給國內(nèi)通信用CH3032路時(shí)隙 256bit 125usF0F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F1

42、1F12F13F14F15TS0TS1TS2 TS15TS16TS17 TS31x001101100001A211abcdabcd11111A1x1abcdabcd 16幀 2.0 ms 復(fù)幀結(jié)構(gòu)基本幀幀結(jié)構(gòu) 偶幀TS0話 路時(shí) 隙話 路時(shí) 隙 奇幀TS0F1F2F15 A1：幀失步對(duì)告碼 A2：復(fù)幀失步對(duì)告碼 同步時(shí)為0，失步時(shí)為1， 收信號(hào)中得不到幀同步 信號(hào)、復(fù)幀同步信號(hào)時(shí) 向?qū)Ψ桨l(fā)告警信號(hào)CH0CH15圖2.13 E1載波的幀結(jié)構(gòu)862022/7/162.5.3 時(shí)分多路復(fù)用（TDM）三、多級(jí)復(fù)用 在TDM系統(tǒng)中，將多個(gè)基群信號(hào)再按時(shí)分的方法多次匯接起來，以便形成更高速率的數(shù)據(jù)流的復(fù)接

43、方法，稱為多級(jí)復(fù)用。通常有三種復(fù)接方法：按位復(fù)接，按路復(fù)接，按幀復(fù)接。872022/7/162.5.4 波分多路復(fù)用（WDM） 波分多路復(fù)用是將頻分復(fù)用技術(shù)用于光纖信道。其基本原理與頻分復(fù)用FDM大致相同。882022/7/162.6 信息交換技術(shù)2.6.1 交換的概念2.6.2 電路交換2.6.3 報(bào)文交換2.6.4 分組交換2.6.5 異步轉(zhuǎn)移模式ATM2.6.6 交換技術(shù)的比較2.6.1 交換的概念什么是交換？交換就是按某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路資源,完成主叫和被叫之間的信息轉(zhuǎn)接。交換就是指各通信終端之間（比如計(jì)算機(jī)之間， 機(jī)之間，計(jì)算機(jī)與 機(jī)之間等），為交換信息所采用的一種利用交換設(shè)備

44、（交換機(jī)或節(jié)點(diǎn)機(jī)）進(jìn)行連接的工作方式。例如， 交換機(jī)在用戶呼叫時(shí)為用戶選擇一條可用的線路進(jìn)行接續(xù)。用戶掛機(jī)后則斷開該線路，該線路又可分配給其它用戶。為什么要采用交換技術(shù)？節(jié)省線路投資，提高線路利用率交換設(shè)備通信網(wǎng)中的重要設(shè)備，給任意的入線和出線之間建立連接892022/7/16902022/7/16交換設(shè)備終端設(shè)備傳輸設(shè)備由多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)912022/7/16交換分類 電路交換Circuit Switching 報(bào)文交換Message Switching 數(shù)據(jù)報(bào)Ditagram (面向非連接)信息交換 分組交換 虛電路Virtual Circuit (面向連接) Packet Swit

45、ching 快速分組交換 幀中繼 Frame Relay Fast Switching 信元中繼 Cell Relay ATM 922022/7/16空間交換單元的控制方式0 1 20 1 20 1 2TS12 TS8TS12 TS808121272TS8TS8輸入控制方式1TS12TS1220對(duì)應(yīng)出端號(hào)對(duì)應(yīng)TDM上時(shí)隙總數(shù)932022/7/16空間交換單元的控制方式0 1 20 1 20 1 2TS12 TS8TS12 TS808122TS8TS8輸出控制方式0TS12TS1220127對(duì)應(yīng)入端號(hào)對(duì)應(yīng)TDM上時(shí)隙總數(shù)942022/7/16時(shí)間接線器的控制方式SMCM011270111127S

46、MCM011112701127T接線器的控制方式：（CM是控制寫入，順序讀出）輸出控制方式：順序?qū)懭?，控制讀出輸入控制方式：控制寫入，順序讀出輸出控制方式輸入控制方式TS22TS1112TS2TS11121112.6.2 電路交換 目前公用 網(wǎng)上廣泛采用的就是電路交換方式。電路交換的優(yōu)點(diǎn)是傳輸可靠、實(shí)時(shí)、有序。缺點(diǎn)是建立拆除時(shí)間的存在，對(duì)傳輸量不大的間歇性通信而言，效率不高。電路交換的主要特點(diǎn)為：傳輸延遲??；實(shí)時(shí)交換，通信質(zhì)量有保障；網(wǎng)絡(luò)忙時(shí)建立線路所需時(shí)間較長，需1020s或更長時(shí)間；數(shù)據(jù)傳輸中真正使用線路的時(shí)間不過1%10%，系統(tǒng)消耗高，利用率低電路交換不具備差錯(cuò)控制的能力，也不具有數(shù)據(jù)存

47、儲(chǔ)能力，因此，很難滿足計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)要求的指標(biāo)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)使用電路交換技術(shù)時(shí)，可構(gòu)成公用 網(wǎng)（PSTN）、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）、移動(dòng)通信網(wǎng)等。952022/7/16962022/7/16呼叫請求呼叫應(yīng)答數(shù)據(jù)ABCD尋路延遲tAECBDA節(jié)點(diǎn)發(fā)信端收信段（a）（b）圖2-43 電路交換過程示意圖（a）電路交換節(jié)點(diǎn)示意圖（b）電路交換時(shí)序示意圖2.6.3 報(bào)文交換 報(bào)文交換是指以報(bào)文為單位進(jìn)行存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)的交換方式。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都先將報(bào)文存儲(chǔ)在該節(jié)點(diǎn)處，然后按目標(biāo)地點(diǎn)、按網(wǎng)絡(luò)的具體傳輸情況（忙、閑），尋找合適的通路將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。經(jīng)過這樣的多次存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)信宿，完成一次數(shù)據(jù)傳輸。報(bào)文交換的特

48、點(diǎn)：與電路交換相比，報(bào)文交換沒有電路接續(xù)所需的延時(shí)；在報(bào)文交換過程中不需要獨(dú)占信道，多個(gè)用戶的報(bào)文可以在一條線路上以報(bào)文為單位進(jìn)行多路復(fù)用，線路的利用率極高；用戶不需要叫通對(duì)方就可以發(fā)送報(bào)文，無呼損；要求節(jié)點(diǎn)具有足夠的報(bào)文數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力；數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)中，都進(jìn)行差錯(cuò)控制。 報(bào)文交換的缺點(diǎn)是：由于采用了對(duì)完整的報(bào)文的存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)，且對(duì)報(bào)文長度沒有限制，當(dāng)報(bào)文很長時(shí)就會(huì)長時(shí)間占用某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路，節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)延較大，不利于實(shí)時(shí)交互式通信。972022/7/16982022/7/16報(bào)文ABCD排隊(duì)延遲AECBDA節(jié)點(diǎn)發(fā)信端收信段（a）mmmm圖2-44 報(bào)文交換過程

49、示意圖（a）報(bào)文交換節(jié)點(diǎn)示意圖（b）報(bào)文交換時(shí)序示意圖t2.6.4 分組交換 分組交換即所謂的包交換，是針對(duì)報(bào)文交換的缺點(diǎn)而提出的一種改進(jìn)的交換方式。在分組交換中，要限制一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的大小，即要把一個(gè)大數(shù)據(jù)報(bào)分成若干個(gè)小數(shù)據(jù)包（俗稱打包），每個(gè)小數(shù)據(jù)包的長度是固定的。 數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)中有兩種傳輸方式，數(shù)據(jù)報(bào)DG（Datagram）和虛電路VC（Virtual Circuit）992022/7/161002022/7/16（一）數(shù)據(jù)報(bào) 在數(shù)據(jù)報(bào)方法中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用一個(gè)路徑選擇算法，為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一次路徑。一個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送多個(gè)發(fā)往同一地址的數(shù)據(jù)包時(shí)，可以根據(jù)線路的擁擠情況為各個(gè)包選擇不同的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)所

50、以一個(gè)大數(shù)據(jù)段的各個(gè)數(shù)據(jù)包可能是從不同的路徑到達(dá)接收端的，并且到達(dá)的先后順序也不一定是分組時(shí)的順序，這要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的擁擠情況而定。每個(gè)數(shù)據(jù)包都有相應(yīng)的分組信息，接收端可以根據(jù)這些信息把它們重新組合起來，恢復(fù)原來的數(shù)據(jù)塊。 1012022/7/16數(shù)據(jù)報(bào)特點(diǎn)：不需要呼叫，對(duì)于數(shù)據(jù)量小的通信，傳輸效率較高。分組傳輸延時(shí)大，且各組延時(shí)不定。各分組到達(dá)終端可能需要重新排序。對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞或故障適應(yīng)能力強(qiáng)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，可選擇另外的傳輸路徑。 1022022/7/16（二）虛電路 在虛電路方法中，發(fā)送方先發(fā)出一個(gè)請求數(shù)據(jù)包給接收方，在收到對(duì)方的應(yīng)答后，雙方在網(wǎng)絡(luò)中的一條路徑上建立起一種邏輯上的連接（虛電

51、路）分組需包含虛電路標(biāo)識(shí)符該路徑上各個(gè)節(jié)點(diǎn)都服從于這種邏輯上的安排，即按照邏輯連接的方向和接收的次序進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，就好像收發(fā)雙方有一條專用信道一樣。發(fā)送方依次發(fā)出的每個(gè)數(shù)據(jù)包經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)發(fā)，按順序到達(dá)接收方。雙方完成數(shù)據(jù)交換后，再以請求包的形式拆除虛電路。 與數(shù)據(jù)報(bào)的區(qū)別是節(jié)點(diǎn)不必為每個(gè)分組做路由選擇1032022/7/16虛電路交換虛電路、永久虛電路交換虛電路SVC是指：用戶通過呼叫建立連接，數(shù)據(jù)傳送完畢拆線。永久虛電路PVC：終端用戶之間建立固定的虛電路連接，無需呼叫。雙方的邏輯連接由網(wǎng)絡(luò)管理預(yù)先定義。 特點(diǎn)：有呼叫，對(duì)于數(shù)據(jù)量大的通信，傳輸效率較高。不必對(duì)每個(gè)分組做路由選擇，時(shí)延小。不需對(duì)到

52、達(dá)終端的各個(gè)分組進(jìn)行重新排序。節(jié)點(diǎn)或線路故障后，網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行重連接（不需要呼叫了，由網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重連接）。 1042022/7/16比較 數(shù)據(jù)報(bào)面向非連接，虛電路面向連接，更為可靠，實(shí)時(shí)性又好，所以分組交換主要采用虛電路方式 分組交換主要特點(diǎn)：傳輸質(zhì)量高，誤碼率低；能自動(dòng)選擇最佳路徑，節(jié)點(diǎn)利用率高；共享信道，資源利用率高；可在不同速率的通信終端之間傳輸數(shù)據(jù)；一般用于數(shù)據(jù)交換，也可用于分組話音業(yè)務(wù)；傳輸信息有一定的時(shí)延；技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜；對(duì)于長報(bào)文通信的傳輸效率較低。1052022/7/16分組1分組2分組3ABCD分組4分組交換時(shí)序圖1062022/7/16異步傳輸模式(Asynchronous Tr

53、ansfer Mode, 簡稱ATM)ATM是一種高速分組交換技術(shù)，采用了以固定長度短信元(Cell)為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，故又稱為信元交換。ATM將話音、數(shù)據(jù)和圖像等數(shù)據(jù)分解成長度固定的數(shù)據(jù)塊，并在各數(shù)據(jù)塊前加上地址、優(yōu)先級(jí)等控制信息構(gòu)成信元。信元由5字節(jié)的信元頭部和48字節(jié)的有效載荷構(gòu)成：信元頭部 有效載荷5Byte 48Byte信元2.6.5 異步轉(zhuǎn)移模式ATM1072022/7/161082022/7/16在ATM網(wǎng)絡(luò)中，空信元以一定的速率出現(xiàn)，發(fā)送站只要獲得空信元即可把信息插入到信元中發(fā)送。因信息插入位置無周期性，故稱這種傳送方式為異步傳輸模式。實(shí)際上就是統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用。ATM特點(diǎn)：面

54、向連接 (虛連接)，按序遞交；固定大小的信元，便于高速處理 (可用硬件實(shí)現(xiàn)) ；可以實(shí)時(shí)地傳送語音和活動(dòng)圖像。123456數(shù)據(jù)塊信元流2.7.6 交換技術(shù)的比較 技術(shù)特性電路交換分組交換ATM統(tǒng)計(jì)復(fù)用無是是吞吐量低低高時(shí)延小較大小時(shí)延可變不變是支持可變與不變服務(wù)類型面向連接面向連接面向連接/無連接用戶接入速率固定2400bit/s64kbit/sN*64Kbit/s622Mbit/s信息單元定長不固定不固定固定信息單元長度缺省128字節(jié)53字節(jié)開銷高較低較高提供的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)語音、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)圖像、多媒體視頻應(yīng)用信息量大的場合計(jì)算機(jī)、終端聯(lián)網(wǎng)、電子信箱、EDI等綜合的語音、高速數(shù)據(jù)多媒體視頻傳輸介

55、質(zhì)模擬/數(shù)字電路模擬/數(shù)字電路光纜2022/7/161092.7 通信網(wǎng) 通信網(wǎng)是指多用戶通信系統(tǒng)在一定的范圍相互連接構(gòu)成的通信系統(tǒng)。通信網(wǎng)以通信設(shè)備和交換設(shè)備為點(diǎn)，以傳輸設(shè)備為線，并按一定的順序點(diǎn)線相連構(gòu)成有機(jī)組合的系統(tǒng)。完成多個(gè)用戶對(duì)多個(gè)用戶的通信。1102022/7/162.7.1 通信網(wǎng)組成構(gòu)成通信網(wǎng)的基本要素是：終端設(shè)備、傳輸鏈路和轉(zhuǎn)接交換設(shè)備。其中終端設(shè)備是通信網(wǎng)中的源點(diǎn)和終點(diǎn)。終端設(shè)備的主要功能，是把輸入信息變換為適宜于在信道中傳輸?shù)男盘?hào)，并參與控制通信作用。對(duì)應(yīng)不同的業(yè)務(wù)有不同的終端。傳輸鏈路是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連接媒質(zhì)，是信息和信號(hào)的傳輸通路。它由傳輸介質(zhì)和各種通信裝置組成。轉(zhuǎn)接交換

56、設(shè)備是通信網(wǎng)的核心。其主要功能有交換、控制、管理和執(zhí)行等。1112022/7/162.7.2 通信網(wǎng)分類通信網(wǎng)有不同的分類方法，常見的有以下幾種：按照運(yùn)營方式分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。按照網(wǎng)絡(luò)服務(wù)范圍分為市內(nèi)網(wǎng)、長途網(wǎng)和國際網(wǎng)等。按照業(yè)務(wù)范圍分為 通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)。1122022/7/162.7.3 通信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）星型網(wǎng)（2）總線型網(wǎng)（3）環(huán)型網(wǎng)（4）樹型網(wǎng)（5）網(wǎng)型網(wǎng)（6）復(fù)合型網(wǎng)1132022/7/16星型網(wǎng)總線型網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)樹型網(wǎng)網(wǎng)型網(wǎng)復(fù)合型網(wǎng)2.7.4 電力系統(tǒng)通信中常用通信網(wǎng) 電力系統(tǒng)通信網(wǎng)中常見的通信網(wǎng)絡(luò)有 交換網(wǎng)絡(luò)、電力數(shù)據(jù)網(wǎng)、電視 會(huì)議網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等。 我國電力 網(wǎng)

57、有三級(jí)長途交換中心和一級(jí)本地網(wǎng)端局組成四級(jí)結(jié)構(gòu)。其中一、二、三級(jí)的長途交換中心構(gòu)成長途 網(wǎng)，由本地網(wǎng)端局和按需要設(shè)置的匯接局組成本地 網(wǎng)。一級(jí)交換中心是國家電力（國網(wǎng)）通信中心，二級(jí)交換中心是網(wǎng)（區(qū)域網(wǎng)公司）局交換中心，三級(jí)交換中心是?。ㄊ」荆┘?jí)交換中心。電力系統(tǒng)交換網(wǎng)是專用交換通信網(wǎng)，其作用是傳輸和交換電力調(diào)度人員的操作命令、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、處理事故、行政管理等信息，是確保電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指揮調(diào)度工具。1142022/7/161152022/7/16 會(huì)議電視系統(tǒng)是依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在異地的多個(gè)會(huì)場召開電視會(huì)議系統(tǒng)。其國際標(biāo)準(zhǔn)是H.32x。 在我國，會(huì)議電視系統(tǒng)的應(yīng)用有兩種形式

58、：一是中國電信經(jīng)營的以預(yù)約租用方式使用的公用會(huì)議電視系統(tǒng)，系統(tǒng)覆蓋所有省會(huì)及主要地級(jí)城市；二是組建專用網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)會(huì)議電視系統(tǒng)需要考慮這樣一些關(guān)鍵因素：需求分析采用何種制式（協(xié)議）系統(tǒng)，是H.320還是H.323；使用何種網(wǎng)絡(luò)類型，是電路交換網(wǎng)絡(luò)還是分組交換網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費(fèi)用是否可以承受。1162022/7/16（一）會(huì)議電視系統(tǒng)的制式H.320協(xié)議的系統(tǒng)類似于傳統(tǒng)廣播電視系統(tǒng)。1172022/7/16 H.323是支持在分組交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多媒體通信的協(xié)議。 基于H.323協(xié)議的系統(tǒng)技術(shù)特征是，允許在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延不確定的平臺(tái)上運(yùn)行。1182022/7/16（二）會(huì)議電視系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò) 原則上只要是提供電路

59、交換形式的網(wǎng)絡(luò)均可支持H.320。 基于H.323的視頻終端通常通過局域網(wǎng)絡(luò)經(jīng)IP（路由器）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。1192022/7/16三、電力數(shù)據(jù)網(wǎng)主要用于傳輸不同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如遠(yuǎn)動(dòng)、保護(hù)、IP數(shù)據(jù)流等。一般要求電力數(shù)據(jù)網(wǎng)具有較高的可靠性、開放性和實(shí)用性。1202022/7/16第三章 電力系統(tǒng)常用通信方式音頻電纜電力線載波通信光纖通信移動(dòng)通信數(shù)字微波中繼通信衛(wèi)星通信擴(kuò)頻通信1212022/7/16音頻電纜音頻電纜（又稱電力專線） 由多根相互絕緣的導(dǎo)體，按一定的方式絞合而成的線束，其外面包有密閉的外護(hù)套，必要時(shí)還有外護(hù)層進(jìn)行保護(hù)。音頻電纜是聯(lián)系調(diào)度所與載波終端站的中間環(huán)節(jié)，也是調(diào)度所與近距離發(fā)電廠

60、、變電所之間的主要通信方式。 1222022/7/16通信線路允許的最大衰耗bmax=10lgP1/P2兩個(gè)用戶話機(jī)之間的線路衰耗，對(duì)于頻率為800Hz的最大值不應(yīng)超過30db，實(shí)際中除了線路衰耗，還有因交換設(shè)備、中繼線路、用戶環(huán)節(jié)等的衰耗。實(shí)際中允許通信線路上的衰耗僅為12db。電話機(jī)A電話機(jī)B通信線路P1P2音頻電話通信1232022/7/16為了延長通信距離，采用二線制音頻通信，設(shè)置放大器，在放大器和通信線路連接處，插入插接系統(tǒng)，防止振鳴現(xiàn)象產(chǎn)生。1242022/7/16為了避免產(chǎn)生振鳴從而延長通信距離，可采用四線制音頻通信。1252022/7/16音頻電纜通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：音頻電纜