现代通信概论幻灯片.ppt

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1、现代通信概论第1页，共45页，编辑于2022年，星期日3.1基本概念电话交换技术的由来电话交换技术的由来如果有多个用户时，为保证任意两个用户间都能通话，很自然我们会想到每两个用户用一对线路连起来。在用户分布的密集中心，安装一个设备，这好比是一个开关接点，平时是打开的，当任意两个用户之间需要通话时，设备就把连接两个用户的电话线接通。用户多的时候怎么办用户多的时候怎么办?第2页，共45页，编辑于2022年，星期日电话交换技术的发展电话交换技术的发展1、人工电话交换2、机电式自动电话3、电子交换布线逻辑控制存储程序控制第3页，共45页，编辑于2022年，星期日程控交换机特点及技术动向程控交换机特点及

2、技术动向1、能灵活方便地向用户提供众多的服务功能 2、工作稳定可靠和便于自动维护3、便于采用公共信令4、便于向综合业务数字网方向发展5、体积小、重量轻、功耗低6、发展方向：集成模块化、分散控制 共路信令、综合信息交换 同步时分交换异步时分交换 电交换-光交换 窄带宽带 第4页，共45页，编辑于2022年，星期日程控交换机的服务性能程控交换机的服务性能播放有关的纪录片 数字程控交换机（时间约8分钟）将在站点上提供音像文件下载！第5页，共45页，编辑于2022年，星期日3.2程控数字交换基本原理1、关键特征：采用数字交换网络 网中传送与交换的是数字信息2、主要任务：实现用户间话路的接续3、基本构成

3、：控制设备（CPU+存储器+I/O设备）话路设备（用户线接口电路+交换 网络+中继线接口电路）第6页，共45页，编辑于2022年，星期日4、交换方式：时隙交换特点：时隙内容的搬移 可提高出入线时隙数实现扩展容量 适于容量小的交换复用线交换（空分交换）特点：多条输入/输出复用线 空分复用+时分复用 适于容量大的交换网络第7页，共45页，编辑于2022年，星期日信信 令令 系系 统统信令的概念：在通信网中，把用户与设备、设备与设备以及设备与用户之间为建立通道和拆除通道而传递的信号以及用于管理、维护和统计等方面信息统称为信令。第8页，共45页，编辑于2022年，星期日信令系统：各种信令方式和信令设备

4、构成了通信网的信令系统。信令分类：按工作区域划分：用户线信令、局间信令和交换机内部信令按传递方向划分：前向信令、后向信令按功能划分：监视信令、选择信令和维护管理信令按传递路径划分 随路信令、公共信道信令第9页，共45页，编辑于2022年，星期日3.3呼叫接续过程以打电话的通常过程来描述一次成功的通话信令的传递过程见图3.111呼出接续 扫描状态摘机记录查明类别空闲 选择拨号音分配存储2接受拨号 主叫拨号停止送音存储号码位数 判断3号码分析 呼叫类型分析限制权限占用示忙4选择通路 中继路由5被叫振铃 被叫振铃主叫回铃监测状态6 应答监视 摘机切断铃音启动计费接通路 由监测挂机7话终释放 释放通路

5、停止计费示闲忙音第10页，共45页，编辑于2022年，星期日3.4程控交换机基本原理用户电路用户电路 模拟话机与数字交换机接口，BORSCHT七大功能B Battery Feedingattery Feeding 向用户话机馈电 O Overvoltage Protectionvervoltage Protection过压保护R Ringing inging 振铃 S Sipervisionipervision 监视用户线变化C Codec&filtersodec&filters 编译码和滤波Hybridcircuit二/四线转换Test用户线与用户电路测试第11页，共45页，编辑于2022年

6、，星期日用户集线器用户集线器 话务量集中，即一个简单的数字交换网数字用户电路数字用户电路 数字用户终端与交换机接口。码型变换/回波消除/均衡/信令插入提取/多路复用与分路 中继接口中继接口 数字交换网络与局间中继间的接口电路信号设备信号设备 多频信号收发器、信号音发生器和共路信号部件的总和 第12页，共45页，编辑于2022年，星期日拨号信息可以由直流脉冲或多频信号来表示。双音频信号主要用于用户环路，基本思想是用一高一低两个不同频率信号的组合来表示字符或数字，双音频信号是两个正弦波信号的叠加，选定两个频率f1和f2后很容易得到这种信号的数学表达式：A*sin(2*Pi*f1*t)+A*sin(

7、2*Pi*f2*t)。双音频信号收发器来检测这个频率，然后解释成用户的号码。介绍介绍DTMFDTMF原理：原理：第13页，共45页，编辑于2022年，星期日现代通信概论现代通信概论现代通信概论现代通信概论 第四章第四章 数据通信数据通信第14页，共45页，编辑于2022年，星期日4.1基本概念关于数据通信数据通信定义的解释:l是以传输数据为业务的一种通信方式l是计算机和通信相结合的产物l是计算机与计算机，计算机与终端以及终端 与终端之间的通信；l 是按照某种协议连接信息处理装置和数据传输装置，进行数据的传输及处理。第15页，共45页，编辑于2022年，星期日数据通信特点数据通信特点(1)数据通

8、信是人机或机机通信，计算机直 接参与通信是数据通信的重要特征；(2)数据传输的准确性和可靠性要求高；(3)传输速率高，要求接续和传输响应时间快；(4)通信持续时间差异大；(5)灵活的接口功能满足各种计算机和终端间的 通信。第16页，共45页，编辑于2022年，星期日数据通信系统模型数据通信系统模型第17页，共45页，编辑于2022年，星期日数据信号传输的基本形式数据信号传输的基本形式1、基带信号传输、基带信号传输2、频带信号传输、频带信号传输3、宽带信号传输、宽带信号传输4、数据数据传输、数据数据传输第18页，共45页，编辑于2022年，星期日4.2差错控制1为什么数据通信中的可靠性要求要高？

9、2数据通信系统中可能产生差错的原因？3提高可靠性，降低误码率的途径？第19页，共45页，编辑于2022年，星期日差错控制的基本方式差错控制的基本方式第20页，共45页，编辑于2022年，星期日010011110111100001000101检差纠错的基本原理检差纠错的基本原理第21页，共45页，编辑于2022年，星期日差错编码的分类差错编码的分类第22页，共45页，编辑于2022年，星期日4.3数据交换方式 电路交换 报文交换 数据报 交换方式 分组交换 信息交换 虚电路 帧中继 快速分组交换 信元中继 1、电路交换(Circuit Switching)2、报文交换(Message Switc

10、hing)3、分组交换(Packet Switching)4、快速交换(Fast Switching)第23页，共45页，编辑于2022年，星期日三种交换方式的事件顺序三种交换方式的事件顺序呼叫请求呼叫应答数数据据ABCD分组分组1分组分组2分组分组3报文报文ABCDABCD寻路延迟排队延迟电路交换电路交换报文交换报文交换分组交换分组交换第24页，共45页，编辑于2022年，星期日4.4物理层接口物理层功能：物理层功能：物理层定义了为激活、保持和关闭物理连接所应提供的关于机械的、电气的、功能的和规程的特性及手段，通过合理的中间系统给数据链路层的实体之间进行传输提供了保证。第25页，共45页，编

11、辑于2022年，星期日物理层功能实现：物理层功能实现：1、在DTE和DCE接口处提供数据连接。2、在设备间提供控制信号和时钟信号，用以同步数据流和规定比特传输速率。3、提供机械连接器，以完成匹配。第26页，共45页，编辑于2022年，星期日对于物理层协议的研究，通常从对于物理层协议的研究，通常从机械、电气、机械、电气、功能与规程功能与规程四大特性入手。四大特性入手。机机械械特特性性 描述DCE和DTE之间连接器管脚莲县，插头插座等电电气气特特性性 描述DCE和DTE之间导线的连接方式，发送接收器电气特性以及电缆连接功功能能特特性性 每条导线的特定作用，即插针的交换电路功能规程特性 定义各种接口

12、电路之间的相互关系和操作要求。第27页，共45页，编辑于2022年，星期日4.5数据链路层协议链路和数据链路是等同的概念么？“链路”是指一条无源的点到点物理线路段，中间不存在交换节点；“数据链路”则是指除了具备一条物理线路外，还必须有一些必要的规程来控制这些数据的传输。数据链路就是把实现这些规程的硬件和软件加到链路上之后的总和。第28页，共45页，编辑于2022年，星期日数据链路层功能：数据链路层功能：数据链路层的功能是保证在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。第29页，共45页，编辑于2022年，星期日数据链路层功能实现：数据链路层功能实现：（1）链路管理 解决链路建立、拆除和数传 维持

13、，控制数据传输方向（2）信息传输 正确收发和识别信息帧（3）流量与差错控制 纠措检错机制（4）异常情况处理 规程要解决的问题：数据编码格式、传输控制字符、报文格式、呼叫应答方式、差错控制、通信方式、同步方式、信息传输速率等。第30页，共45页，编辑于2022年，星期日面向字符型面向字符型：依靠特殊含义的字符来界定用户信息及整个信息交换过程。传输的基本单位是字符 控制信息采用专用控制字符 差错控制ARQ方式 信息编码ASCII码 报文格式见图4.27。数据链路规程分析数据链路规程分析第31页，共45页，编辑于2022年，星期日面向比特型面向比特型：传输基本单位是比特 连续发送方式 可靠的CRC校

14、验 同步方式传送 透明性好 数据信息和控制信息格式统一 帧格式见图4.31第32页，共45页，编辑于2022年，星期日现代通信概论现代通信概论现代通信概论现代通信概论 第五章第五章 光纤通信光纤通信第33页，共45页，编辑于2022年，星期日5.1光纤通信概述1光纤是什么？光纤中传输的是什么？2为什么光纤可以用来做通信介质？3多模和单模光纤有什么特点？第34页，共45页，编辑于2022年，星期日1光纤是什么？光纤中传输的是什么？高密度多芯光缆剖面结构(只作了解无需掌握)芯芯封套封套外套加强芯光纤光纤外鞘外鞘加强芯加强芯光纤束光纤束第35页，共45页，编辑于2022年，星期日 光从一种介质入射到

15、另一种介质时会产生折射。光从一种介质入射到另一种介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角折射量取决于两种介质的折射率。当入射角临界临界值时产生全反射，不会泄漏。值时产生全反射，不会泄漏。光纤：纤芯光纤：纤芯-折射率高、玻璃包层折射率高、玻璃包层-折射率低折射率低光线就不再进入介质，而是由光线就不再进入介质，而是由光线就不再进入介质，而是由光线就不再进入介质，而是由界面全部反射回介质界面全部反射回介质界面全部反射回介质界面全部反射回介质I I I I，这种现，这种现，这种现，这种现象称为全反射。象称为全反射。象称为全反射。象称为全反射。注意注意注意注意，只有光线，只有光线，只有光

16、线，只有光线从光密媒从光密媒从光密媒从光密媒 质进入光疏媒质时才可能发生质进入光疏媒质时才可能发生质进入光疏媒质时才可能发生质进入光疏媒质时才可能发生全反射，如果光线是从光疏媒全反射，如果光线是从光疏媒全反射，如果光线是从光疏媒全反射，如果光线是从光疏媒质射向光质射向光质射向光质射向光 密媒质时是不可能发密媒质时是不可能发密媒质时是不可能发密媒质时是不可能发生全反射的。生全反射的。生全反射的。生全反射的。第36页，共45页，编辑于2022年，星期日2为什么光纤可以用来做通信介质？l以光波作为传输载体,频率高,能承载的信息量大l光纤作为传输介质随处可见的原材料l通信容量大l中继距离长,损耗低l免

17、除了电磁场干扰和抗腐蚀抗核幅射,绝缘l重量轻第37页，共45页，编辑于2022年，星期日3多模和单模光纤有什么特点？多模多模多模多模 MMFMMF 单模单模单模单模 SMFSMF 第38页，共45页，编辑于2022年，星期日5.2光纤通信系统组成光发射器光发射器光中继器光中继器光接收器光接收器光纤光纤基基本本工工作作原原理理:采用电脉冲信号对光载频进行数字调制，即直接利用电信号驱动光源，使产生的光强随电信号的变化而变化.或改变光波的可探测性质.第39页，共45页，编辑于2022年，星期日工作过程工作过程:1电端机输出电脉冲信号,调制光发射机的半导体光源2光信号以一定角度入射,传输到对端3接收机

18、光检测器通过定时再生还原电脉冲信号4为解决衰减问题加中继器(放大再生,光电光)第40页，共45页，编辑于2022年，星期日DWDMDWDM技术的产生技术的产生DWDM技术指在当前1.55m波段密集放置更多信道，在发送端采用光复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传播。在接收端，再由一个光解复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开，从而在一根光纤中可以实现多路光信号的复用传输(参看图)。第41页，共45页，编辑于2022年，星期日光发送机和光接收机光发送机和光接收机图5.10数字光发送机组成原理框图图5.11数字光接收机组成原理框图 思考:发送机的码型变

19、换目的？第42页，共45页，编辑于2022年，星期日5.4同步数字体系-SDHSDH SDH 的产生的产生次群以1.5Mbps为基础的系列以2Mbps为基础的系列日本体制北美体制欧洲体制0次群64.0kbps64.0kbps64.0kbps1次群1.554Mbps1.554Mbps2.048Mbps2次群6.312Mbps6.312Mbps8.448Mbps3次群32.064Mbps44.736Mbps34.368Mbps第43页，共45页，编辑于2022年，星期日SDH SDH 的特点的特点1、统一的网络节点接口、统一的网络节点接口 2、标准化的信息结构等级、标准化的信息结构等级 3、页面式帧结构、页面式帧结构 4、一次到位复用方式、一次到位复用方式 5、兼容现有、兼容现有PDH 6、帧信号结构设计、帧信号结构设计 7、自愈功能结构、自愈功能结构 第44页，共45页，编辑于2022年，星期日SDH SDH 的网络结构的网络结构1、数字交叉连接设备、数字交叉连接设备 Digital Cross Connect 2、分、分/插复用设备插复用设备 Add/Drop Multiplexer 3、同步复用设备、同步复用设备 Synchronous Terminal Multiplexer 4、同步再生器、同步再生器 Regenerator 第45页，共45页，编辑于2022年，星期日