現(xiàn)代通信技術(shù)概論

現(xiàn)代通信技術(shù)概論趙宏波卜益民陳鳳娟編著第1講教學(xué)大綱：二、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)現(xiàn)代通信技術(shù)概論是計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)選修課。目的是使學(xué)生對通信技術(shù)的體系框架有一個清晰的認(rèn)識，對各種常用現(xiàn)代通信技術(shù)的基本概念、基本原理、系統(tǒng)構(gòu)成和技術(shù)發(fā)展趨勢有較全面的理解和掌握。本課程的主要內(nèi)容有：數(shù)字通信技術(shù)、程控交換技術(shù)、光纖通信、數(shù)字微波、衛(wèi)星通信、移動通信、電話網(wǎng)、支撐網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)等技術(shù)及其新的發(fā)展參考文獻(xiàn)：趙宏波．現(xiàn)代通信技術(shù)概論．北京：北京郵電大學(xué)出版社李文海，現(xiàn)代通信技術(shù)， 北京：人民郵電出版社嚴(yán)曉華，現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)，

北京：清華大學(xué)出版社答疑：jiping@目錄第1章緒論第2章數(shù)字通信技術(shù)第3章

程控交換技術(shù)第4章

信息傳輸技術(shù)與系統(tǒng)第5章

通信網(wǎng)第6章

數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)第7章ISDN與ATM技術(shù)第8章

寬帶IP技術(shù)第9章

接入網(wǎng)與接入技術(shù)第1章緒論1.1基本概念1.2

通信發(fā)展趨勢1.1基本概念1.1.1通信系統(tǒng)圖1.1通信模型示意圖

通信系統(tǒng)有多種分類形式，如：可從通信內(nèi)容上、傳輸信號的性質(zhì)上、信道上等進(jìn)行劃分。

(1)根據(jù)通信內(nèi)容可分為：

語音通信(電話)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)圖像通信多媒體通信(2)根據(jù)傳輸信號的性質(zhì)可分為：

模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)

1.通信系統(tǒng)的分類(3)根據(jù)信道的不同可分為：有線通信:有線電通信:雙絞線、同軸電纜光纖通信無線通信:短波通信微波通信衛(wèi)星通信:同步衛(wèi)星、中低軌道衛(wèi)星紅外線通信2.通信系統(tǒng)的質(zhì)量要求

（1）有效性

①符號速率又叫信號速率，記為N。它表示單位時間內(nèi)(每秒)信道上實(shí)際傳輸?shù)姆杺€數(shù)或脈沖個數(shù)(可以是多進(jìn)制)。符號速率的單位是波特，即每秒的符號個數(shù)。②信息傳輸速率，簡稱傳信率，通常記為R。它表示單位時間內(nèi)系統(tǒng)傳輸(或信源發(fā)出)的信息量，即二進(jìn)制碼元數(shù)。（2）頻帶利用率用單位頻帶內(nèi)的符號速率描述系統(tǒng)的傳輸效率，即每赫的波特?cái)?shù)，符號速率用η表示。（3）可靠性可靠性可用差錯率來表示。常用的差錯率指標(biāo)有平均誤碼率、平均誤字率、平均誤碼組率等。1.1.2通信信號

1.模擬信號

模擬信號是指代表消息的電信號及其參數(shù)（幅度、頻率或相位）隨消息連續(xù)變化的信號。其特點(diǎn)是幅度連續(xù)變化，而在時間上可以連續(xù)，也可以不連續(xù)；前者是連續(xù)的模擬信號，后者是離散的模擬信號，如圖1.2所示。圖1.2模擬信號2.數(shù)字信號數(shù)字信號是一系列的電脈沖，時間上是離散的，信號參數(shù)（幅度）也不連續(xù)變化，如圖1.3所示。數(shù)字信號是指在時間上和幅度上均取有限離散數(shù)值的電信號，這類電信號常用電壓或電流的脈沖代表。數(shù)字信號與模擬信號的不同點(diǎn)在于數(shù)字信號不直接與消息對應(yīng)。圖1.3數(shù)字信號3.數(shù)字信號的基本形式最簡單的數(shù)字信號是二元碼(或稱二進(jìn)制碼)，這種碼的幅度只取兩種不同的瞬時值。這種二進(jìn)制碼分為單極性、雙極性和歸零、不歸零四種不同的基本形式。

圖1.4二元碼的四種基本形式在二進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)中，每個碼元或每個符號只能是“1”和“0”兩個狀態(tài)之一。實(shí)際通信中也可以有多信號電平系統(tǒng)即對應(yīng)多進(jìn)制碼。進(jìn)制越高，級差越小，抗干擾能力越差。但是進(jìn)制越高，每個符號所代表的信息量越大。在信息論中對符號所載荷的信息量有嚴(yán)格定義。在二進(jìn)制數(shù)字傳輸中，若數(shù)字序列里1和0的概率各占1／2，并且前后碼元是相互獨(dú)立的，序列中每個二進(jìn)制碼元所載荷的信息量就是1比特；而多進(jìn)制每個符號所含的信息量將要增加，四電平的符號包含log24=2bit的信息量，八電平的符號包含log28=3bit的信息量。

4.數(shù)字信號碼型基帶信號的碼型有如下幾種：

（1）二元碼：采用兩個電平編出來的碼型。主要有單極性不歸零碼、單極性歸零碼、雙極性歸零碼、雙極性非歸零碼、差分編碼、雙相脈沖編碼等。

（2）三元碼：信號的幅度取值為+1、0、-1。如：傳號交替反轉(zhuǎn)碼、HDBn碼等。

（3）偽雙極性碼。

（4）mBnB碼（分組碼）：把輸入的信息碼流按m個比特為一組然后變換為n個比特。且n＞m。如在光纖通信中常用的5B6B碼。由于傳輸信道中有許多電感、電容原件，因其直流截止特性，對線路傳輸碼型的要求如下：

頻譜中不存在直流成分； 盡量減少碼型頻譜中的高頻分量； 具有一定的抗干擾能力；

便于時鐘信號的提??；具有較好的傳輸效率； 碼型變換設(shè)備簡單，易于實(shí)現(xiàn)。1.1.3通信信道1.通信媒體(1）明線：(2）雙絞線(twistedpair)(3）同軸電纜(coaxialcable)(4）光纖(5）微波通信(6）衛(wèi)星通信2.通信方式(1）單工通信：信息只能單向傳送或某一時間內(nèi)只能使用發(fā)信機(jī)或收信機(jī)。其工作原理如圖1.9所示。(2）半雙工通信：可以雙向傳送數(shù)據(jù)，但兩個方向只能輪流分時發(fā)送，不能同時傳送?；蛑挥衅渲幸环娇赏瑫r使用收、發(fā)信機(jī)。其工作原理如圖1.10所示。圖1.9單工通信方式圖1.10半雙工通信方式(3）全雙工通信：信息可同時雙向傳送。通信雙方的收、發(fā)信機(jī)均可同時工作。其工作原理如圖1.11所示。圖1.11全雙工通信方式傳輸制式3.傳輸方式按照傳輸信號在通信信道中的時空順序分類，通信的傳輸方式可分為串行傳輸和并行傳輸。(1）串行傳輸：信號在一個信道上以按位依次傳輸?shù)姆绞絺鬏敗?2）并行傳輸：指信號數(shù)據(jù)以成組的方式在多條并行信道上同時傳輸。4.同步方式

(1）異步傳輸(2）同步傳輸5.復(fù)用方式(1）頻分復(fù)用：在頻率上把要傳輸?shù)膸茁沸畔⒑显谝黄?，形成一個合成的信號后進(jìn)行傳輸。(2）時分復(fù)用：采用分時技術(shù)，每路分配一個時隙起始位校驗(yàn)位停止位空閑位數(shù)據(jù)位低位高位字符0/10/10/10/110111…~~~~同步字符數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)字符1.1.4通信網(wǎng)1.通信網(wǎng)的組成通信網(wǎng)組成的基本要素（硬件）是：終端設(shè)備、傳輸鏈路、轉(zhuǎn)接交換設(shè)備。2.通信網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(1）星形網(wǎng)：每一個終端均通過單一的傳輸鏈路與中心交換節(jié)點(diǎn)相連，如圖1.12（a）所示。(2）樹形網(wǎng)：是一種分層結(jié)構(gòu)，適用于分級控制的系統(tǒng)，如圖1.12（b）所示。第2講(3）網(wǎng)狀網(wǎng)：點(diǎn)點(diǎn)相連，安全性高，鏈路數(shù)多，如圖1.12（c）所示。(4）環(huán)形網(wǎng)：三個以上的節(jié)點(diǎn)用閉合環(huán)路形式組成，如圖1.12（d）所示。(5）總線型網(wǎng)：總線把各節(jié)點(diǎn)連接起來，從而形成一條共享信道。結(jié)構(gòu)簡單、方便。如圖1.12（e）所示。(6）復(fù)合型網(wǎng)：該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是現(xiàn)實(shí)中最常見的一種形式。其特點(diǎn)是將網(wǎng)狀網(wǎng)和星形網(wǎng)結(jié)合。圖1.12電信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)3.通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)（1）縱向分層的觀點(diǎn)圖1.13垂直觀點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（2）水平描述水平描述是基于通信網(wǎng)實(shí)際的物理連接來劃分的，可分為核心網(wǎng)、接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)。1.1.5

通信協(xié)議1.協(xié)議概念和層次結(jié)構(gòu)協(xié)議是指系統(tǒng)間互換數(shù)據(jù)的一組規(guī)則，主要是關(guān)于相互交換信息的格式、涵義、節(jié)拍等。協(xié)議分層總括起來有以下好處：(1)各層之間是獨(dú)立的，任何一層不需知道下面一層是如何實(shí)現(xiàn)的，只需知道下一層所提供的服務(wù)和本層向上一層所提供的服務(wù)；(2)靈活性好，任何一層發(fā)生變化，只要接口關(guān)系保持不變，其他各層均不受影響；(3)結(jié)構(gòu)上可以隔開，各層都可采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)；(4)易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。2.開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型圖1.14OSI分層結(jié)構(gòu)(1）分層原則

①網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點(diǎn)具有相同的層次，而相同的層次具有相同的功能。②各個層次間的差別要明顯，層間交互作用盡可能少。③低層對高層要具有透明性。④在需要的地方可以設(shè)置子層，在不需要某層時允許數(shù)據(jù)穿越子層。⑤同一節(jié)點(diǎn)相鄰層間設(shè)置接口通信，不同節(jié)點(diǎn)的對等層間的通信采用相同的協(xié)議。⑥層次不能太多。

(2）

OSI/RM中各層的主要功能:①物理層(physicallayer)物理層處于OSI參考模型的最低層。物理層的主要功能是利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路提供物理連接，以透明地傳送比特流。②數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)在物理層提供比特流傳輸服務(wù)的基礎(chǔ)上，在通信實(shí)體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)，通過差錯控制、流量控制等方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。③網(wǎng)絡(luò)層（networklayer）網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)是通過執(zhí)行路由選擇算法，為報(bào)文分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂?。網(wǎng)絡(luò)層具有路徑選擇、擁擠控制與網(wǎng)絡(luò)互連等功能，它是OSI參考模型中最復(fù)雜的一層。④傳輸層（transportlayer）傳輸層的目的是向用戶提供可靠的端到端（endtoend）服務(wù)，透明地傳送報(bào)文。它向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)，因而是計(jì)算機(jī)通信體系結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的一層。⑤會話層（sessionlayer）會話層的主要目的是組織和同步兩個會話服務(wù)用戶之間的對話，并管理數(shù)據(jù)的交換。⑥表示層（presentationlayer）表示層主要用于處理兩個通信系統(tǒng)間信息交換的表示方式。它包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能。⑦應(yīng)用層（applicationlayer）應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層。主要提供OSI用戶服務(wù)，如文件傳送、電子郵件、EDI等。1.2通信發(fā)展趨勢1.2.1通信發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)1.微電子和微光學(xué)技術(shù)2.計(jì)算機(jī)技術(shù)3.信號與信息處理技術(shù)1.2.2通信業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢1.業(yè)務(wù)寬帶化2.業(yè)務(wù)IP化3.業(yè)務(wù)智能化4.業(yè)務(wù)移動化５.業(yè)務(wù)個人化IPv4地址即將告罄--全球加速進(jìn)入IPv6時代

2011-01-25

來源：作者：⊙記者溫婷○編輯王曉華阮奇

隨著全球IPv4地址即將在“未來幾個星期內(nèi)”用盡，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，IPv4地址的提前告罄將加速IPv6的發(fā)展，IPv6是目前唯一能解決IP地址短缺的可行途徑。

從去年開始，電信運(yùn)營商中國電信和中國移動已經(jīng)啟動了IPv6的試點(diǎn)工作。“互聯(lián)網(wǎng)之父”文頓·瑟夫目前是美國谷歌公司副總裁兼首席互聯(lián)網(wǎng)顧問，他在1977年創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議“IPv4”，讓全球電腦可以互相連線。而IP地址是分配給每臺電腦、網(wǎng)站或其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的一系列號碼，每個IP地址都是獨(dú)一無二的。此前，互聯(lián)網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機(jī)構(gòu)(ICANN)曾預(yù)計(jì)，IPv4地址會在2011年8月耗盡。對此有專家認(rèn)為，如今世界各國對于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的強(qiáng)調(diào)，以及各種智能終端的普及是IPv4地址加速枯竭的重要原因，而唯一的解決途徑是更換新一代IP協(xié)議：IPv6。

上海證券分析師張濤表示，以目前國內(nèi)的電腦和手機(jī)用戶保有量來看，IPv4還可以支撐，但隨著物聯(lián)網(wǎng)對于網(wǎng)絡(luò)要求的提高，IPv4地址顯然已經(jīng)不夠，發(fā)展IPv6也可以認(rèn)為是為未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)行必要的網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備。而世界范圍內(nèi)由IPv4向IPv6的協(xié)議轉(zhuǎn)型已經(jīng)啟動。據(jù)悉，自格林尼治時間2011年6月8日零時1分開始的24小時將是IPv6協(xié)議系統(tǒng)的第一個試用日。屆時，網(wǎng)絡(luò)搜索引擎谷歌公司和社交網(wǎng)站“臉譜”（Facebook）等網(wǎng)站將率先啟動IPv6協(xié)議系統(tǒng)，為用戶及工程師提供測試和分析平臺。而自去年，中國電信和中國移動已經(jīng)開始個別地區(qū)的IPv6試點(diǎn)工作，包括IPv6協(xié)議互通、基地建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)管理等方面的測試。華創(chuàng)證券分析師劉洪軍表示，從目前趨勢來看，IP地址提前枯竭將加速IPv4向IPv6協(xié)議的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而加速電信運(yùn)營商、企業(yè)和政府局域網(wǎng)將現(xiàn)有的路由器和以太網(wǎng)交換機(jī)，替換成支持IPv6的新品。目前國內(nèi)上市公司中興通訊和星網(wǎng)銳捷有提供相關(guān)設(shè)備。返回

1.2.3通信技術(shù)發(fā)展趨勢1.從電路交換向分組交換的轉(zhuǎn)變2.窄帶業(yè)務(wù)接入技術(shù)從銅線接入向移動接入轉(zhuǎn)變3.傳送技術(shù)從點(diǎn)到點(diǎn)通信向光聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變4.有線無線接入都將完成從窄帶向?qū)拵У霓D(zhuǎn)變電路交換在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)發(fā)展初期，人們根據(jù)電話交換原理，發(fā)展了電路交換方式。當(dāng)用戶要發(fā)信息時，由源交換機(jī)根據(jù)信息要到達(dá)的目的地址，把線路接到那個目的交換機(jī)。分組交換分組交換與報(bào)文交換都是采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，即首先把來自用戶的信息文電暫存于存儲裝置中，并劃分為多個一定長度的分組，每個分組的前邊都加上固定格式的分組標(biāo)題，用于指明該分組的發(fā)端地址、收端地址及分組序號等。以分組作為存儲轉(zhuǎn)發(fā)的單位，分組在各交換節(jié)點(diǎn)之間傳送比較靈活，交換節(jié)點(diǎn)不必等待整個報(bào)文的其他分組到齊，一個分組、一個分組地轉(zhuǎn)發(fā)。這樣可以大大壓縮節(jié)點(diǎn)所需的存儲容量，也縮短了網(wǎng)絡(luò)時延。另外，較短的分組比長的報(bào)文可大大減少差錯的產(chǎn)生，提高了傳輸?shù)目煽啃?。圖

分組交換的概念示意圖

1.2.4通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢1.融合將成為未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主旋律2.向新一代的全業(yè)務(wù)電信網(wǎng)方向發(fā)展電信網(wǎng)廣播電視網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合啟動國務(wù)院總理溫家寶2010年1月１３日主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，決定加快推進(jìn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合。會議提出了推進(jìn)三網(wǎng)融合的階段性目標(biāo)。２０１０年至２０１２年重點(diǎn)開展廣電和電信業(yè)務(wù)雙向進(jìn)入試點(diǎn)，探索形成保障三網(wǎng)融合規(guī)范有序開展的政策體系和體制機(jī)制。２０１３年至２０１５年，總結(jié)推廣試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，全面實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合發(fā)展，普及應(yīng)用融合業(yè)務(wù)，基本形成適度競爭的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)格局，基本建立適應(yīng)三網(wǎng)融合的體制機(jī)制和職責(zé)清晰、協(xié)調(diào)順暢、決策科學(xué)、管理高效的新型監(jiān)管體系。三網(wǎng)融合試點(diǎn)方案或5月實(shí)施將制定雙向進(jìn)入目錄時間：2010-03-0521:47來源：證券時報(bào)網(wǎng)友評論

工業(yè)和信息化部部長李毅中今天在列席十一屆全國人大三次會議間隙時表示，三網(wǎng)融合試點(diǎn)方案有望于今年五月通過并付諸實(shí)施。他說，從目前開始到2012年，都是試點(diǎn)階段。李毅中表示，目前工信部與廣電總局正在就三網(wǎng)融合制定試點(diǎn)方案。方案中，將制定具有操作性的雙向進(jìn)入目錄，即明確電信企業(yè)如何進(jìn)入廣電網(wǎng)絡(luò)，以及廣電機(jī)構(gòu)如何進(jìn)入電信網(wǎng)絡(luò)。他稱，目前各地對于三網(wǎng)融合表現(xiàn)得都很積極，試點(diǎn)期間，將先選擇試點(diǎn)地區(qū)，再選擇試點(diǎn)企業(yè)，最后確定相關(guān)試點(diǎn)細(xì)則。■背景資料

三網(wǎng)融合是一種廣義的、社會化的說法，在現(xiàn)階段它并不意味著電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)的物理合一，而主要是指高層業(yè)務(wù)應(yīng)用的融合。對于用戶來說，則意味著只要拉一條線、接入一張網(wǎng)，甚至可能完全通過無線接入的方式就能搞定通信、電視、上網(wǎng)等各種應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化生活。而電視、手機(jī)、電腦等終端的用途也將多樣化，用手機(jī)看電視、用電視打電話都將成為可能；甚至?xí)懈鲜鼙娦枰膭?chuàng)新型消費(fèi)終端的誕生。我國關(guān)于“三網(wǎng)融合”的討論始于1998年，但直到今年才取得最終突破?！叭W(wǎng)融合”取得實(shí)質(zhì)性推進(jìn)

2011-03-01

來源：上海證券報(bào)

作者：⊙記者梁敏○編輯阮奇

⊙記者梁敏○編輯阮奇國家廣電總局副局長張海濤昨日表示，目前12個試點(diǎn)城市已經(jīng)基本完成了IPTV集成播控平臺的建設(shè)，“三網(wǎng)融合”已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性的推進(jìn)。為推進(jìn)三網(wǎng)融合工作，去年國家確定了12個試點(diǎn)城市，包括北京、上海、哈爾濱、武漢、杭州、南京、深圳、青島、廈門、大連、綿陽和湖南長沙-湘潭城市群。張海濤指出，目前各項(xiàng)工作進(jìn)展順利，特別是12個試點(diǎn)城市和地區(qū)已經(jīng)基本完成了IPTV集成播控平臺的建設(shè)，并與中央總平臺實(shí)現(xiàn)對接，為開展“三網(wǎng)融合”的試點(diǎn)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。第1章作業(yè)Page24：2、5、11、12第2章數(shù)字通信技術(shù)2.1

模擬信號數(shù)字化2.2

時分多路復(fù)用及PCM30/32路系統(tǒng)2.3

數(shù)字復(fù)接技術(shù)傳輸數(shù)字信號的通信稱為數(shù)字通信。數(shù)字通信以其抗干擾能力強(qiáng)、便于存儲、處理和交換等特點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中的最主要的通信技術(shù)基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代通信網(wǎng)的各種通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)的框圖如圖2.1所示。圖2.1數(shù)字通信系統(tǒng)模型2.1

模擬信號數(shù)字化2.1.1模擬信號和數(shù)字信號1.模擬信號信號波形模擬著信息的變化而變化，如圖2.2所示的信號稱為模擬信號。其特點(diǎn)是幅度連續(xù)(連續(xù)的含義是在某一取值范圍內(nèi)可以取無限多個數(shù)值)。圖2.2模擬信號2.數(shù)字信號圖2.３是數(shù)字信號，其特點(diǎn)是幅值被限制在有限個數(shù)值之內(nèi)，它不是連續(xù)的而是離散的。稱這種幅度離散的信號為數(shù)字信號。圖2.3數(shù)字信號2.1.2數(shù)字通信的特點(diǎn)(1)抗干擾能力強(qiáng)、無噪聲積累。(2)便于加密處理。(3)便于存儲、處理和交換。(4)設(shè)備便于集成化、微型化。(5)便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。(6)占用信道頻帶較寬。圖2.4兩類通信方式抗干擾性能比較2.1.3脈沖編碼調(diào)制（PCM）技術(shù)脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModulation，簡稱PCM）是先對信號進(jìn)行抽樣，并對每個樣值獨(dú)立地加以量化，然后通過編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。如圖2.5所示。圖2.5PCM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.抽樣信源發(fā)出的話音信號是模擬信號，它不僅在幅度取值上是連續(xù)的，而且在時間上也是連續(xù)的。要使話音信號數(shù)字化并實(shí)現(xiàn)時分多路復(fù)用，首先要在時間上對話音信號進(jìn)行離散化處理，這一過程叫抽樣。理論和實(shí)踐證明，只要抽樣脈沖的間隔T＜1/2fm(fm是話音信號的最高頻率)，則抽樣后的樣值序列可不失真地還原成原來的話音信號。這也稱作抽樣定律。圖2.6模擬信號與其對應(yīng)的樣值序列2.量化抽樣把模擬信號變成了時間上離散的脈沖信號，但脈沖的幅度仍然是連續(xù)的，還必須進(jìn)行離散化處理，才能最終用數(shù)字來表示。這就要對幅值進(jìn)行舍零取整的處理，這個過程稱為量化。（1）均勻量化均勻量化采用相等的量化間隔對采樣得到的信號作量化，這種量化也稱線性量化。圖2.7均勻量化（2）非均勻量化如果使小信號時量化級間寬度小些，而大信號時量化級間寬度大些，就可以使小信號時和大信號時的信噪比趨于一致，這種非均勻量化級的安排稱為非均勻量化或非線性量化。圖2.8非均勻量化框圖與壓縮擴(kuò)張?zhí)匦郧€我國規(guī)定采用A律13折線壓擴(kuò)特性。A律13折線是A律(A=87.6)函數(shù)量化曲線的折線逼近,也稱A87.6/13折線量化。圖2.9A律13折線壓縮特性3.編碼和解碼（1）編碼抽樣、量化后的信號還不是數(shù)字信號，需要把它轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼脈沖，這一過程稱為編碼。最簡單的編碼方式是二進(jìn)制編碼。

13折線A律采用8位編碼：

﹛a1a2a3a4a5a6a7a8﹜a1:極性碼

樣值為正時，a1

=1

樣值為負(fù)時，a1

=0a2a3a4：段落碼，表示8個折線段之一a5a6a7a8：段內(nèi)碼，表示折線段內(nèi)16個均分小段的值第3講表2.213折線A律電平范圍及段落碼量化段落碼電平范圍（△）段落碼段落起始電平（△）量化間隔△i（△）段內(nèi)碼權(quán)值(△)a2a3a4a5～a810～1600001216～32001161332～64010322464～1280116445128～25610012886256～512101256167512～10241105123281024～2048111102464a5a6a7a8100002000130010400115010060101701108011191000101001111010121011131100141101151110161111例：某抽樣量化后的樣值信號Is=445△

，按A律13折線編為8位二進(jìn)制碼極性碼

a1:因抽樣值Is=445△為正，故a1

=1

段落碼a2a3a4：因256△﹤Is=445△﹤

512△

，即信號在第六段，故a2a3a4=101段內(nèi)碼a5a6a7a8：

第六段的起始電平為256△

， 極差△

6=16△因Is=445△﹥

Ig=Ib6+8△6=256+8X16=384△

故信號在第六段的上8等分因Is=445△﹤

Ig=Ib6+（8△6）a5+4△6=256+8X16X1+4X16=448△

故信號在第六段的上8等分的下4等分因Is=445△﹥

Ig=Ib6+（8△6）a5+2△6=256+8X16X1+2X16=416△

故信號在第六段的上8等分的下4等分的上2等分因Is=445△﹥

Ig=Ib6+（8△6）a5+2△6+△6

=256+8X16X1+2X16+16=432△

故信號在第六段的上8等分的下4等分的上2等分的上1等分(第12等分)

故a5a6a7a8

=1011幅度編碼為：﹛1011011﹜，表示信號在第六段的第12等分信號Is=445△的最終編碼為：

﹛11011011﹜除了上述的自然二進(jìn)制碼，還有其他形式的二進(jìn)制碼，如格雷碼和折疊二進(jìn)制碼等，表2.1示出了這三種二進(jìn)制碼。這三種碼各有優(yōu)缺點(diǎn)：①自然二進(jìn)制碼和二進(jìn)制數(shù)一一對應(yīng)，簡單易行，它是權(quán)重碼，每一位都有確定的大小，從最高位到最低位依次排序，可以直接進(jìn)行大小比較和算術(shù)運(yùn)算。②格雷碼則沒有這一缺點(diǎn)，它在相鄰電平間轉(zhuǎn)換時，只有一位發(fā)生變化。③折疊二進(jìn)制碼沿中心電平上下對稱，適于表示正負(fù)對稱的雙極性信號。它的最高位用來區(qū)分信號幅值的正負(fù)。折疊碼的抗誤碼能力強(qiáng)。2）解碼解碼是編碼的逆過程，是把數(shù)字信號變?yōu)槟M信號的過程，即把一個8位碼字恢復(fù)為一個樣值信號的過程。幅度碼電平可由下式算出：

Ic=Ibi+（8a5+4a6+2a7+a8

)△

i例中的幅度碼為：﹛1011011﹜，由上式得：Ic=256△+（8X1+4X0+2X1+1)X16△

=432△2.2時分多路復(fù)用及PCM30/32路系統(tǒng)

2.2.1時分多路復(fù)用的基本概念時分多路復(fù)用通信，是各路信號在同一信道上占有不同時間間隙進(jìn)行通信。圖2.10時分多路復(fù)用模型2.2.2時分復(fù)用中的同步技術(shù)時分復(fù)用通信中的同步技術(shù)包括位同步(時鐘同步)和幀同步，這是數(shù)字通信的又一個重要特點(diǎn)。位同步是最基本的同步，是實(shí)現(xiàn)幀同步的前提。位同步的基本含義是收、發(fā)兩端機(jī)的時鐘頻率必須同頻、同相，這樣接收端才能正確接收和判決發(fā)送端送來的每一個碼元。為了達(dá)到收、發(fā)端頻率同頻、同相，在設(shè)計(jì)傳輸碼型時，一般要考慮傳輸?shù)拇a型中應(yīng)含有發(fā)送端的時鐘頻率成分。這樣，接收端從接收到PCM碼中提取發(fā)端時鐘頻率來控制收端時鐘，就可做到位同步。幀同步是為了保證收、發(fā)各對應(yīng)的話路在時間上保持一致，這樣接收端就能正確接收發(fā)送端送來的每一個話路信號，當(dāng)然這必須是在位同步的前提下實(shí)現(xiàn)。為了建立收、發(fā)系統(tǒng)的幀同步，需要在每一幀(或幾幀)中的固定位置插入具有特定碼型的幀同步碼。這樣，收端只要能正確識別出這些幀同步碼，就能正確辨別出每一幀的首尾，從而正確區(qū)分出發(fā)端送來的各路信號。2.2.3PCM30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)圖2.11PCM30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)2.2.4PCM30/32路系統(tǒng)介紹圖2.12PCM30/32路系統(tǒng)方框圖完成數(shù)字通信全過程，除對各個話路進(jìn)行編、解碼外，還必須有定時、同步等措施。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，各種信號都是嚴(yán)格按時間關(guān)系進(jìn)行的。這種嚴(yán)格的時間關(guān)系稱為幀結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)以PCM30/32路系統(tǒng)為例，說明時分復(fù)用的幀結(jié)構(gòu)，這樣形成的PCM信號稱為PCM一次群信號2.3

數(shù)字復(fù)接技術(shù)2.3.1數(shù)字復(fù)接的概念數(shù)字復(fù)接技術(shù)就是把兩個或兩個以上分支數(shù)字信號按時分復(fù)用方式匯接成為單一的復(fù)合數(shù)字信號。用于擴(kuò)大傳輸容量和提高傳輸效率。圖2.13數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的功能單元兩類數(shù)字速率系列一次群二次群三次群四次群第一類數(shù)碼率Mbit/s1.5446.31232.06497.728話路數(shù)2424x4=9696x5=480480x3=1440第二類數(shù)碼率Mbit/s2.0488.44834.368139.264話路數(shù)3030x4=120120x4=480480x4=19202.3.2

數(shù)字信號的復(fù)接方法數(shù)字復(fù)接的方法主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接三種。按幀復(fù)接是每次復(fù)接一個支路的一個幀(一幀含有256個比特)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是復(fù)接時不破壞原來的幀結(jié)構(gòu)，有利于交換，但要求更大的存儲容量。圖2.15按位復(fù)接與按字復(fù)接示意圖2.3.3數(shù)字復(fù)接中的碼速變換圖2.16不同支路數(shù)字碼復(fù)接將幾個低次群復(fù)接成高次群時，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧哉{(diào)整各低次群系統(tǒng)的數(shù)碼率使其同步，這種同步是系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的同步，稱為系統(tǒng)同步。系統(tǒng)同步的方法有兩種，即同步復(fù)接和異步復(fù)接。不論同步復(fù)接或異步復(fù)接，都需要碼速變換。碼速調(diào)整后的速率高于調(diào)整前的速率，稱正碼速調(diào)整。正碼速調(diào)整方框圖如圖2.17所示。每一個參與復(fù)接的數(shù)碼流都必須經(jīng)過一個碼速調(diào)整裝置，將瞬時數(shù)碼率不同的數(shù)碼流調(diào)整到相同的、較高的數(shù)碼率，然后再進(jìn)行復(fù)接。圖2.17正碼速調(diào)整方框圖圖2.18脈沖插入方式碼速調(diào)整示意圖2.4同步數(shù)字系列（SDH）2.4.1SDH的概念SDH是一套可進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號的結(jié)構(gòu)等級，而SDH網(wǎng)絡(luò)則是由一些基本的網(wǎng)絡(luò)單元（NE）組成的，在傳輸介質(zhì)上（如光纖、微波等）進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的傳送網(wǎng)絡(luò)，它具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）。SDH采用一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級，稱之為同步傳送模塊STM-N（N=1,4,16,64…），其中最基本、最重要的模塊為STM-1，其傳輸速率為155520kbit/s2.4.2SDH的特點(diǎn)SDH最為核心的三大特點(diǎn)是同步復(fù)用、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力和統(tǒng)一的光接口及復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)，并由此帶來了許多優(yōu)良的性能。（1）采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，使低階信號和高階信號的復(fù)用/解復(fù)用一次到位，大大簡化了設(shè)備的處理過程，省去了大量的有關(guān)電路單元、跳線電纜和電接口數(shù)量，從而簡化了運(yùn)營與維護(hù)，改善了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)透明性。（2）幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特，使網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)與配置能力大大加強(qiáng)，通過軟件下載方式，可實(shí)現(xiàn)對各網(wǎng)絡(luò)單元的分布式管理，同時也便于新功能和新特性的及時開發(fā)與升級，促進(jìn)了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和智能化設(shè)備的發(fā)展。（3）提出了一系列較為完整的標(biāo)準(zhǔn)，使各生產(chǎn)單位和應(yīng)用單位均有章可循，同時也使各廠家的產(chǎn)品可以直接互通，使電信網(wǎng)最終工作于多廠家的產(chǎn)品環(huán)境中。另外也便于國際互通。2.4.3SDH的幀結(jié)構(gòu)SDH技術(shù)中采用塊狀幀結(jié)構(gòu)，并以字節(jié)為基礎(chǔ)。它由縱向9行和橫向270×N列字節(jié)組成，傳輸時由左到右、由上而下順序排成串形碼流依次傳輸，傳輸一幀的時間為125μs，每秒傳8000幀，對STM-1而言，傳輸速率為8×9×270×8000=155520kbit/s。圖2.20STM-N幀結(jié)構(gòu)（1）段開銷（SOH）區(qū)域所謂SOH是指為保證信息正常、靈活、有效地傳送所必須附加的字節(jié)，它主要用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)及配置（OAM&P）。（2）STM-N的凈負(fù)荷（payload）區(qū)域所謂信息凈負(fù)荷指的是可真正用于電信業(yè)務(wù)的比特。另外在該區(qū)域內(nèi)還存放了少量可用于通道維護(hù)管理的通道開銷（POH）字節(jié)（3）管理單元指針（AU-PTR）區(qū)域AU-PTR位于幀結(jié)構(gòu)左邊的第4行，為一組特定的編碼，其作用是用來指示凈負(fù)荷區(qū)域內(nèi)的信息首字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，以便接收時能正確分離凈負(fù)荷。開銷類型為實(shí)現(xiàn)SDH網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)和配置，SDH幀結(jié)構(gòu)中設(shè)置了段開銷（SOH）和通道開銷（POH），段開銷中又包含有再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH），通道開銷中包含有低階通道開銷（LPOH）和高階通道開銷（HPOH）。幀結(jié)構(gòu)中的這些開銷字節(jié)主要解決：同步問題，包括幀定位和同步狀態(tài)；通信問題，包括音頻和數(shù)據(jù)通信；性能監(jiān)視問題，包括誤碼特性等；國際與地區(qū)使用分區(qū)問題等。圖2.21STM-1SOH字節(jié)的安排2.4.4SDH的復(fù)用原理圖2.22SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)圖2.22所說明的問題實(shí)際上是如何將PDH的標(biāo)準(zhǔn)速率信號、ATM信元及其他新業(yè)務(wù)信號復(fù)用成符合SDH幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的信號。圖中所涉及的各單元的名稱及定義介紹如下。（1）容器容器（C）是一種用來裝載各種速率業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu)。容器的基本功能是完成適配，即碼速調(diào)整。（2）虛容器虛容器（VC）是用來支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)。它是SDH通道的信息終端，由安排在重復(fù)周期為125μs或500μs的塊狀幀結(jié)構(gòu)中的信息凈負(fù)荷（容器的輸出）和POH組成，即VC-n=C-n+VC-nPOH（3）支路單元支路單元（TU）是一種提供低階通道層和高階通道層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)，可表示為TU-n(n=11,12,2,3)，TU-n由一個相應(yīng)的低階VC-n和一個相應(yīng)的支路單元指針（TU-nPTR）組成，即TU-n=VC-n+TU-nPTR式中，TU-nPTR是指VC-n凈負(fù)荷幀起點(diǎn)相對于高階VC幀起點(diǎn)間的偏移量。（4）支路單元組支路單元組（TUG）是由一個或多個在高階VC凈負(fù)荷中占據(jù)固定的、確定位置的支路單元組成。實(shí)現(xiàn)時可把一些不同大小的TU組合成一個TUG，從而增加傳送網(wǎng)絡(luò)的靈活性。（5）管理單元管理單元（AU）是提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)，可表示為AU-n(n=3,4)，它是由一個相應(yīng)的高階VC-n和一個相應(yīng)的管理單元指針（AU-nPTR）組成，即AU-n=VC-n+AU-nPTR式中，AU-nPTR是指VC-n凈負(fù)荷起點(diǎn)相對于復(fù)用段幀起點(diǎn)間的偏移，而其自身相對于STM-N幀的位置總是固定的。（6）管理單元組管理單元組（AUG）由一個或多個在STM-N凈負(fù)荷中占據(jù)固定的、確定位置的管理單元組成。1個AUG是由1個AU-4或3個AU-3按字節(jié)間插組合而成。（7）同步傳送模塊同步傳送模塊（STM-N）的幀結(jié)構(gòu)如前所述，基本模塊STM-1的信號速率為155520kbit/s，更高階的STM-N模塊（N=4，16，64，…）由N個STM-1信號以同步復(fù)用方式構(gòu)成?；緩?fù)用映射步驟（1）映射（mapping）映射是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處，把支路信號適配裝入相應(yīng)虛容器的過程。例如將各種速率的PDH信號先分別經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器，再加進(jìn)低階或高階通道開銷，以形成標(biāo)準(zhǔn)的虛容器。（2）定位（alignment）定位是一種當(dāng)支路單元或管理單元適配到支持層的幀結(jié)構(gòu)時，幀偏移信息隨之轉(zhuǎn)移的過程。它依靠TU-PTR和AU-PTR功能加以實(shí)現(xiàn)。這里所說的指針（Pointer，PTR）是一種指示符，其值定義為虛容器相對于支持它的傳送實(shí)體的幀參考點(diǎn)的幀偏移。（3）復(fù)用(multiplex)復(fù)用是一種使多個低階通道層信號適配進(jìn)高階通道或?qū)⒍鄠€高階通道層信號適配進(jìn)復(fù)用段層的過程，其基本方法是字節(jié)間插。我國采用的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)圖2.23我國SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)2.4.5SDH網(wǎng)絡(luò)一般來說，SDH規(guī)范下的設(shè)備（網(wǎng)元）可劃分為三大類，即交換設(shè)備、傳送設(shè)備和接入設(shè)備。交換設(shè)備包括配有SDH標(biāo)準(zhǔn)光接口和電接口的交換機(jī)或ATM設(shè)備；傳送設(shè)備包括終端復(fù)用器（TM）、分插復(fù)用器（ADM）和數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）及再生器（REG）；接入設(shè)備包括數(shù)字環(huán)路載波（DLC）、光纖環(huán)路系統(tǒng)（OLC）、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（BISDN）、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）、分布式排隊(duì)雙總線（DQDB）業(yè)務(wù)接入單元等。利用以上這些設(shè)備，并根據(jù)適宜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)即可構(gòu)成SDH網(wǎng)絡(luò)。下面將重點(diǎn)講述SDH光傳送設(shè)備中的分插復(fù)用器（Add/DropMultiplexer，ADM）。第2章作業(yè)Page54：2、5、6、8第3章程控交換技術(shù)3.1

概述3.2

程控?cái)?shù)字交換的基本原理3.3

程控?cái)?shù)字交換機(jī)的構(gòu)成3.4

呼叫接續(xù)過程分析與控制原理3.1

概述3.1.1電話交換技術(shù)的發(fā)展歷史電話交換機(jī)：人工、自動、電子1878：貝爾、格雷設(shè)計(jì)的第一臺人工電話交換機(jī)投入使用。1891：美國，斯特羅申請了第一個自動電話交換機(jī)專利，是步進(jìn)式自動交換系統(tǒng)。1919：瑞典，帕爾姆格倫、貝塔蘭德發(fā)明“縱橫制接線器”；1929，第一個大型縱橫制電話局，3500用戶。20世紀(jì)60年代：進(jìn)入電子交換時代。晶體管代替電磁繼電器。1965：第一部開通使用的程控電話交換機(jī)-----美國貝爾系統(tǒng)1號電子交換機(jī)?！翱辗帧?970：法國開通了第一部程控?cái)?shù)字交換機(jī)，采用時分復(fù)用技術(shù)。進(jìn)入80年代，開始普及。3.1.2程控交換機(jī)的特點(diǎn)

程控電話交換機(jī)就是由電子計(jì)算機(jī)控制的電話交換機(jī)。它是利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，用預(yù)先編好的程序來控制電話的接續(xù)工作。程控交換機(jī)的主要特點(diǎn)有：（1）靈活性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)（2）能方便地向用戶提供眾多的服務(wù)功能和新業(yè)務(wù)（3）易于實(shí)現(xiàn)維護(hù)自動化與集中化（4）便于采用公共信道信令（5）便于向綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)方向發(fā)展（6）體積小、重量輕、功耗低3.1.3交換技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著電信業(yè)務(wù)從以話音為主向以數(shù)據(jù)為主轉(zhuǎn)移，交換技術(shù)也相應(yīng)地從傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)逐步轉(zhuǎn)向基于分組（或信元）的數(shù)據(jù)交換和寬帶交換，以及適應(yīng)下一代網(wǎng)絡(luò)基于IP的業(yè)務(wù)綜合特點(diǎn)的軟交換方向發(fā)展。下面簡單介紹一下幾種新的交換技術(shù)。1.分組交換技術(shù)2.ATM交換技術(shù)3.光交換技術(shù)4.軟交換技術(shù)3.2

程控?cái)?shù)字交換的基本原理3.2.1數(shù)字交換的原理1.時隙交換在PCM傳輸系統(tǒng)中加入數(shù)字交換網(wǎng)，相當(dāng)于將時分復(fù)用線（PCM線）分成輸入側(cè)和輸出側(cè)，如圖3.1所示。其中，輸入復(fù)用線和輸出復(fù)用線各具有32個時隙，如果輸入復(fù)用線上任一時隙的內(nèi)容可以在輸出復(fù)用線上任一個時隙輸出，這就稱為時隙交換。第4講圖3.1時隙交換的概念2.復(fù)用線之間交換（空分交換）在一個數(shù)字交換網(wǎng)上，為加大交換容量，輸入復(fù)用線和輸出復(fù)用線都不止一條，如圖3.2所示。這就必然出現(xiàn)任一輸入線與任一輸出線之間的交換，這就是復(fù)用線之間交換的概念，而各復(fù)用線在空間是分割開的，因而常稱為空分交換。圖3.2復(fù)用線交換3.2.2

接線器1.時分接線器時分接線器又稱T型接線器，用來實(shí)現(xiàn)時隙交換。圖3.3時分接線器時分接線器的工作方式有兩種：一種是時鐘寫入、控制讀出；一種是控制寫入、時鐘讀出。(1)時鐘寫入，控制讀出這種工作方式是在各輸入時隙到達(dá)時，把信息依次寫入話音存儲器的各相應(yīng)的存儲單元中，而其讀出的順序受控制存儲器的控制。(2)控制寫入，時鐘讀出在這種工作方式下，輸入信息的寫入是受到控制存儲器控制的，而不再像前一方式那樣按時隙的順序依次寫入，輸入信息的寫入內(nèi)容由控制存儲器的內(nèi)容決定，其存儲單元中的內(nèi)容即為話音存儲器中的地址。2.空分接線器空分接線器又稱為S型接線器，用來實(shí)現(xiàn)復(fù)用線之間的交換圖3.4空分接線器結(jié)構(gòu)3.2.3

數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)圖3.5T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)工作原理3.3

程控?cái)?shù)字交換機(jī)的構(gòu)成3.3.1程控?cái)?shù)字交換機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)圖3.6程控?cái)?shù)字交換機(jī)的一般結(jié)構(gòu)第5講1.話路設(shè)備程控?cái)?shù)字交換機(jī)話路設(shè)備的基本功能部件是：用戶線、中繼線的接口、提供連通通路的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)以及信號設(shè)備，此外，還有話務(wù)臺、測量臺等一些外圍設(shè)備。

①用戶電路七大功能：向用戶話機(jī)饋電、過壓保護(hù)、振鈴、監(jiān)視用戶線變化、編譯碼和濾波、二/四線轉(zhuǎn)換、用戶線與用戶電路的測試。將其代表字母組合起來，就稱之為BORSCHT功能。②用戶集線器它的主要功能是完成話務(wù)量集中的任務(wù)。用戶電路和用戶集線器統(tǒng)稱為程控?cái)?shù)字交換機(jī)的數(shù)字用戶級。（1）用戶電路與用戶集線器（2）數(shù)字用戶電路為了對數(shù)字信號進(jìn)行可靠的發(fā)送與接收，數(shù)字電路要具有以下功能：①碼型變換將數(shù)字終端發(fā)來的不適宜傳輸?shù)拇a型變成適宜在線路上做長距離傳輸?shù)拇a型。②回波消除為了在普通的一對用戶線上進(jìn)行數(shù)字雙向傳輸，需要采用傳輸控制技術(shù)，如時間壓縮復(fù)用法和回波消除等。③均衡實(shí)際的傳輸信道不可能具有理想的頻率特性，因此可能引起傳輸信號的碼間干擾而影響信號的正確接收。解決這個問題的最好思路是對信道進(jìn)行頻率特性補(bǔ)償，其補(bǔ)償?shù)姆椒ǚQ之為均衡。④信令的插入及提取信令的插入及提取為數(shù)字用戶終端和交換機(jī)之間的控制信號提供了傳送接口⑤多路復(fù)用與分路交換網(wǎng)絡(luò)所接的信道是64kbit/s的數(shù)字信道，而環(huán)線的傳輸速率則依據(jù)終端的特性有所不同。因此，在交換網(wǎng)絡(luò)與接口之間就存在需要進(jìn)行速率匹配的問題。（3）中繼接口

中繼接口是在數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)和局間中繼線之間所設(shè)的接口電路。根據(jù)中繼線的類型，分為模擬中繼和數(shù)字中繼兩類。①模擬中繼器②數(shù)字中繼器圖3.7模擬中繼器功能框圖圖3.8數(shù)字中繼器功能框圖（4）信號設(shè)備信號設(shè)備是指多頻信號收發(fā)器、信號音發(fā)生器和共路信號部件等的總和。2.控制系統(tǒng)（1）控制系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)一般交換機(jī)廠家的控制系統(tǒng)可以分為三級，即用戶處理級、呼叫處理級和測試維護(hù)處理級。①用戶處理級：主要處理一些比較簡單的但需頻繁執(zhí)行的工作，與中央處理機(jī)配合，完成對用戶的控制，檢測用戶發(fā)出的呼叫請求。②呼叫處理級：用于控制它所屬的數(shù)字交換單元的交換業(yè)務(wù)處理，如呼叫處理、尋找空閑時間時隙、填寫控制存儲器、登記通話時間、定期對話路狀態(tài)進(jìn)行導(dǎo)通測試以及完成信令轉(zhuǎn)換等等。③測試維護(hù)級：這是最高級的管理控制，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的資源管理、運(yùn)行和維護(hù)等方面的功能（2）控制系統(tǒng)的控制方式①集中控制方式所謂集中控制是用一臺中央處理機(jī)負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)的運(yùn)行工作進(jìn)行直接控制，并執(zhí)行交換系統(tǒng)的全部功能。②分散控制方式分散控制就是采用多個處理機(jī)以一定的分工方式來完成整個交換機(jī)的控制功能，所以又稱為多機(jī)系統(tǒng)。圖3.9集中控制方式3.3.2

程控?cái)?shù)字交換機(jī)的軟件組成1.程序交換機(jī)的程序有系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序之分，它是程控交換機(jī)運(yùn)行時所必需的程序。（1）系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序主要是指操作系統(tǒng)，它的內(nèi)容主要包括進(jìn)程管理、作業(yè)管理、存儲管理、文件管理和輸入/輸出設(shè)備管理等，同時要解決進(jìn)程間的通信和系統(tǒng)的故障診斷。（2）應(yīng)用程序應(yīng)用程序關(guān)系到交換處理與維護(hù)等工作，是直接面向用戶、為用戶服務(wù)的程序。它主要由以下幾部分組成。

①呼叫處理程序②維護(hù)與管理程序2.數(shù)據(jù)（1）局用數(shù)據(jù)一般只限于在本局應(yīng)用，并以表格形式存放在存儲器的數(shù)據(jù)區(qū)，反映了交換局在交換網(wǎng)中的地位和級別或本交換局與其他交換局的中繼關(guān)系，包括硬件配置、編號方式、中繼線信號方式等，內(nèi)容常隨不同交換局而異。（2）用戶數(shù)據(jù)指交換局中用戶類別、用戶設(shè)備號碼等數(shù)據(jù)，它描述了全部用戶的信息，并為每一個用戶所特有。（3）交換系統(tǒng)數(shù)據(jù)其內(nèi)容來源于廠家，主要根據(jù)交換局設(shè)備數(shù)量、交換網(wǎng)絡(luò)組成、存儲器地址分配、交換局的各種信號和編號等有關(guān)數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品出廠前由廠家編寫。3.4

呼叫接續(xù)過程分析與控制原理3.4.1呼叫接續(xù)的一般過程在電話交換中，分析用戶打電話的過程，可用主叫摘機(jī)、撥被叫號碼、被叫應(yīng)答、開始通話、話畢掛機(jī)這樣五個階段來描述一次成功的通話概括地說，不外乎有以下的幾個步驟：(1)呼出接續(xù)①檢測主叫摘機(jī)呼出②查明主叫類別③選擇空閑的收號器④送撥號音⑤分配存儲區(qū)(2)接收撥號(3)號碼分析處理機(jī)在接收完全部被叫號碼后將進(jìn)行內(nèi)部分析處理(4)為被叫用戶選擇連接通路在主叫與被叫之間選擇一條空閑通路，該通路包括中繼線和交換網(wǎng)絡(luò)路由，同時通過驅(qū)動命令使硬件動作(5)向被叫振鈴交換機(jī)在測到被叫為空閑后，找到一空閑振鈴中繼器、回鈴音中繼器，然后向被叫用戶振鈴，向主叫用戶回送回鈴音，同時監(jiān)視主被叫用戶的狀態(tài)變化。(6)應(yīng)答監(jiān)視①應(yīng)答識別；②切斷鈴流及回鈴音；③啟動計(jì)費(fèi)系統(tǒng)開始計(jì)費(fèi)；④通話接續(xù)；⑤監(jiān)測掛機(jī)信號(7)話畢釋放主被叫任何一方話畢掛機(jī)，線路的狀態(tài)都會有所改變，交換機(jī)檢測到其變化后即送出拆線信息，釋放通話通路，并停止計(jì)費(fèi)3.4.2

呼叫接續(xù)過程中的狀態(tài)遷移為了更好地對呼叫接續(xù)的控制原理進(jìn)行分析，有必要引入事件、狀態(tài)和狀態(tài)遷移的概念。所謂事件，是指交換機(jī)外部的一些變化狀態(tài)則是指在一次接續(xù)過程中，交換機(jī)的所有動作可以被劃分為若干較長時間的穩(wěn)定狀況，而每一個穩(wěn)定不變時態(tài)就叫做穩(wěn)定狀態(tài)狀態(tài)遷移是指交換機(jī)由一個穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的過程三者之間的關(guān)系是，交換機(jī)從一個穩(wěn)定狀態(tài)向另一個穩(wěn)定狀態(tài)變化就產(chǎn)生了狀態(tài)遷移，而事件正是引起狀態(tài)遷移的激勵，沒有事件的產(chǎn)生，就不會有新狀態(tài)的出現(xiàn)，交換機(jī)在不斷接收激勵事件、處理狀態(tài)遷移的過程中，就完成了接續(xù)的任務(wù)，因此可以說，交換系統(tǒng)的工作過程是以狀態(tài)和狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移為基礎(chǔ)的。

3.4.3

呼叫接續(xù)程序的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)1.呼叫接續(xù)程序的結(jié)構(gòu)圖3.10呼叫接續(xù)程序結(jié)構(gòu)框圖2.呼叫接續(xù)程序的特點(diǎn)(1)及時收集用戶輸入信息。(2)實(shí)時地處理呼叫接續(xù)中每一個階段，包括輸入、內(nèi)部處理和輸出。(3)協(xié)調(diào)多個呼叫的建立過程。3.用狀態(tài)遷移圖表示呼叫接續(xù)過程

從一個呼叫處理過程可以看出，整個呼叫處理分成若干階段，每個階段就是一個穩(wěn)定狀態(tài)，某一穩(wěn)定狀態(tài)只有在輸入信息的激勵下，才能由該穩(wěn)定狀態(tài)向另一個穩(wěn)定狀態(tài)遷移。呼叫處理過程的各個階段對應(yīng)的程序及狀態(tài)轉(zhuǎn)移的情況可以用圖3.11來描述。圖3.11用狀態(tài)遷移圖表示呼叫處理過程3.4.4呼叫接續(xù)程序的控制原理1.輸入處理

輸入處理是用來及時識別話路系統(tǒng)中新的處理請求，并分別送到各種隊(duì)列或相應(yīng)的存儲區(qū)，以便由內(nèi)部分析處理程序進(jìn)行分析。輸入處理一般是通過各種掃描程序來進(jìn)行的。（1）用戶掃描（識別主叫用戶摘機(jī)）第6講圖3.12主叫摘機(jī)識別原理（2）接收號盤話機(jī)的撥號號碼圖3.13脈沖前沿識別原理①撥號脈沖的識別脈沖前沿的識別公式應(yīng)為：（SCN⊕LL）∧LL∧ACT=1②撥號脈沖的計(jì)數(shù)圖3.14脈沖計(jì)數(shù)原理（3）按鈕話機(jī)撥號的接收圖3.15按鈕話機(jī)號盤示意圖圖3.16按鈕收號器收號原理圖2.分析處理分析處理就是對產(chǎn)生的事件進(jìn)行分析，以決定接續(xù)過程的流向，按照要分析的信息，分析處理可分為去話分析、號碼分析、來話分析和狀態(tài)分析等幾類。(1)去話分析去話分析就是根據(jù)發(fā)起呼叫的用戶的信息進(jìn)行分析，以確定接續(xù)過程的流向。圖3.17去話分析流程圖(2)號碼分析號碼分析是對用戶所撥的號碼進(jìn)行分析處理的過程。圖3.18號碼分析流程圖(3)來話分析來話分析是根據(jù)號碼分析的結(jié)果對被叫用戶進(jìn)行進(jìn)一步處理。(4)狀態(tài)分析狀態(tài)分析的數(shù)據(jù)來源是穩(wěn)定狀態(tài)和輸入信息。圖3.19狀態(tài)分析流程圖3.任務(wù)執(zhí)行通過執(zhí)行分析處理，就明確了所需執(zhí)行的任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行階段就是具體地執(zhí)行這些任務(wù)。4.輸出處理輸出處理主要是完成命令的輸出工作第3章作業(yè)Page81：3、4、5、

10、111、下列哪一類介質(zhì)不屬于有線通信（）。A、雙絞線

B、同軸電纜C、紅外線 D、光纖2、在PCM30/32路系統(tǒng)中，一復(fù)幀有（）幀，一幀有（）路時隙，其中話路時隙有（）路。A、30 B、32 C、18 D、16CDAB3．電話網(wǎng)采用的是（）交換方式。A．電路 B．報(bào)文C．分組 D．信元4．在程控?cái)?shù)字交換機(jī)的話路設(shè)備中（）用來產(chǎn)生數(shù)字化的信號音，如撥號音等。A．用戶電路 B．用戶集線器C．?dāng)?shù)字用戶電路 D．信號設(shè)備DA5．模擬信號是指代表

的電信號及其參數(shù)（幅度、頻率或相位）隨消息

變化的信號。其特點(diǎn)是

連續(xù)變化，而在

上可以連續(xù)，也可以不連續(xù)。6．脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModulation，簡稱PCM）是先對信號進(jìn)行

，并對每個樣值獨(dú)立地加以

，然后通過

轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

消息

時間

幅度

編碼

連續(xù)

抽樣

量化

7．根據(jù)某抽樣量化的樣值信號IS=-434△，按A律l3折線將其變?yōu)?位二進(jìn)制碼。

抽樣值為負(fù)值，故a1＝0IS=434△＞128△,故a2＝１IS=434△﹤512△,故a3＝0IS=434△＞256△,故a4＝１IS=434△＞Ib6+8△6=256+8*16=384△,故a5＝１IS=434△﹤Ib6+(8△6)a5+4△6=256+8*16*1+4*16=448△,故a6＝0IS=434△＞Ib6+(8△6)a5+(4△6)*a6+2△6=256+8*16*1+4*16*0+2*16=416△,故a7＝1IS=434△＞Ib6+(8△6)a5+(4△6)*a6+(2△6)*a7+△6=256+8*16*1+4*16*0+2*16*1+16=432△,故a8＝1信號IS=-434

△的最終編碼為:01011011第4章信息傳輸技術(shù)與系統(tǒng)4.1光纖通信4.2數(shù)字微波中繼通信4.3衛(wèi)星通信4.4移動通信4.5圖像通信4.1光纖通信4.1.1光纖通信概述圖4.1電磁波譜1.光纖通信技術(shù)簡史

（１）最初是光在大氣中傳播，由于受雨、雪、霧等氣候影響，能量衰減大，傳播極不可靠。（２）第二階段是光通過一系列透鏡在管道中傳播，這樣雖然克服了氣候的影響，但也涉及到許多問題（３）第三階段是利用玻璃纖維傳輸光。①２０世紀(jì)60年代中期以前，光導(dǎo)纖維的每公里衰減達(dá)1000dB以上。②1966年華裔科學(xué)家高錕(C.K.Kao)博士等人，經(jīng)嚴(yán)格論證提出：從玻璃材料中去除雜質(zhì)，可以制成衰減為20dB/km的光導(dǎo)纖維。③1970年美國康寧(Corning)玻璃公司根據(jù)高氏理論首先制造出衰減為20dB/km的光纖。高錕:2009年諾貝爾物理獎得主。1933年出生于上海的書香世家，父親是國際法庭的律師；1957年獲得英國倫敦大學(xué)理學(xué)士、1965年取得哲學(xué)博士；曾任職于英國國際電話電報(bào)公司，1970至1974年為香港中文大學(xué)電子學(xué)系教授及講座教授，1987至1996年擔(dān)任香港中文大學(xué)校長。高錕的成就為，1966年時，33歲的他任職于美國國際電話電報(bào)公司（ITT）的英國子公司標(biāo)準(zhǔn)電話與電報(bào)公司的標(biāo)準(zhǔn)通訊實(shí)驗(yàn)室時，以一根玻璃棒當(dāng)作光學(xué)訊號的傳輸載體，提出“光纖每公里傳輸耗損率是二十分貝”的理論假設(shè)，在“英國電機(jī)工程師學(xué)會學(xué)報(bào)”上發(fā)表了重要的論文“介電波導(dǎo)管的光波傳送”，從此開啟了光纖網(wǎng)路的新紀(jì)元。

高錕的理論在4年后被美國康寧公司證實(shí)；1982年康寧還進(jìn)一步改良耗損程度，把光纖通訊效率拉到極限，為訊號傳遞帶來革命，高錕也因此被冠上“光纖之父”美名。高錕的發(fā)明對現(xiàn)代人類生活的影響已經(jīng)隨處可見，四通八達(dá)的網(wǎng)絡(luò)、信息的高速傳播、地球村的實(shí)現(xiàn)等都有賴于光纖的普及。“目前，沒有其他物質(zhì)可以代替光纖。我認(rèn)為，如果有，起碼要一千年之后。但是，請不要相信我說的話，因?yàn)槲易约壕蛷膩矶疾幌嘈攀裁磳＜业脑??！雹?973年美國貝爾研究所使用化學(xué)泛相沉積法(CVD法)，穩(wěn)定生產(chǎn)出衰減為1dB/km的低損耗光纖。⑤1976年日本電報(bào)電話公司(NTT)制造出0.5dB/km(準(zhǔn)確講是0.47dB/km）的低損耗光纖。

⑥至今，利用高度精煉提純的石英材料，人們先后開發(fā)使用在0.85μm、1.31μm和1.55μm三個波長段的光纖，其中0.85μｍ波長段的衰減為2dB/km、1.31μｍ波長段的衰減為0.35dB/km、1.55μｍ波長段的衰減為0.2dB/km，甚至更低，接近理論極限值。2.光纖通信的特點(diǎn)(1)頻帶寬，通信容量大。(2)損耗低，中繼距離長。(3)具有抗電磁干擾能力。(4)線徑細(xì)，重量輕。(5)其他優(yōu)點(diǎn)。光纖本身也有缺點(diǎn)：如光纖質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度低；光纖的切斷和接續(xù)需要一定的工具設(shè)備和技術(shù)；分路耦合不靈活方便；光纖光纜的彎曲半徑不能過??；在偏僻地區(qū)存在供電困難。但總的來說，光纖技術(shù)比其他通信方式優(yōu)越，大力發(fā)展光纖通信已成趨勢。3．光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成

光纖通信系統(tǒng)由三部分組成：光發(fā)送端機(jī)、光纜傳輸線、光接收端機(jī)。圖4.2光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成（１）光發(fā)送端機(jī)：光發(fā)送部分是把從發(fā)送電端機(jī)來的電信號，經(jīng)調(diào)制電路驅(qū)動光源，使電信號調(diào)制到光波上，把電信號電流變?yōu)楣庑盘柟β?，即電／光轉(zhuǎn)換。（２）光接收端機(jī)：主要由光檢測器、放大器和均衡器等電路組成。光電檢測器把光信號還原成電信號，即光／電轉(zhuǎn)換。光纖通信依據(jù)傳輸信號形式分為數(shù)字方式和模擬方式。它們的調(diào)制解調(diào)均為IM/DD方式。IM/DD是目前實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)，其光源大多采用半導(dǎo)體注入式激光器，調(diào)制方式采用強(qiáng)度調(diào)制(Intersity

Modulution，IM)方式圖4.3光強(qiáng)度調(diào)制的概念4.1.2光纖和光纜（１）光纖的分類①按材料成分分類：石英系光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層光纖、全塑料光纖②按制造方法分類：MCVD(改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法)光纖、PCVD(等離子化學(xué)汽相沉積法)光纖、VAD(汽相軸向沉積法)光纖。③按折射率分布分類:

階躍型、漸變型④按傳輸模式數(shù)量分:

多模光纖和單模光纖。⑤按工作波長分：短波長光纖（0.8～0.9μｍ）波段和長波長光纖（1.3～1.6μｍ）波段。⑥

ITU-T建議的通信光纖有五種（２）光纖的結(jié)構(gòu)

目前通信用的光纖大多采用石英玻璃（SiO2）制成的橫截面很小的雙層同心圓柱體，未經(jīng)涂覆和套塑時稱為裸光纖，如圖4.4所示。由于石英玻璃質(zhì)地脆，易斷裂，為保護(hù)不受損害，提高抗拉度，一般需在裸光纖外面進(jìn)行兩次涂覆。經(jīng)涂覆后的光纖稱為涂覆光纖或被覆光纖，也可稱為光纖芯線。圖4.4光纖的結(jié)構(gòu)2.光在光纖中的傳輸（１）光纖中光波傳輸原理①光波在兩介質(zhì)交界面的反射和折射

②光的全反射當(dāng)光波從光密(n值大的)介質(zhì)入射到光疏(n值小的)介質(zhì)時，且光線入射角θ1≥θＣ時，將發(fā)生全反射。圖4.5光的折射與反射（２）光纖導(dǎo)波形成的概念

這里僅以階躍型多模光纖為例進(jìn)行說明。只要在光纖內(nèi)，光射線與光纖軸線(或與纖芯包層界面)所形成的角度θＺ≤θＣＺ，就可以在纖芯和包層的交界面得到全反射(在光纖內(nèi)又稱全內(nèi)反射)。圖4.6階躍型多模光纖中的兩種射線3．光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性主要包括損耗特性和色散特性。（１）光纖的損耗特性光纖損耗產(chǎn)生的原因有二:一是光纖本身的損耗；二是成纜、敷設(shè)以及作為系統(tǒng)傳輸線引起的附加損耗。主要包括:吸收損耗、瑞利散射損耗、彎曲損耗、微彎損耗、接續(xù)損耗。（２）光纖的色散特性色散就是因群速不同，輸入信號到達(dá)終端有先有后，造成的脈沖展寬的現(xiàn)象。色散的大小用時延差表示，符號為Δτ。色散的單位是ｐｓ/（ｋm·ｎm），是指由單位長度（１?ｋｍ）的光纖和在光源的單位譜線寬度（１?ｎｍ）作用下所產(chǎn)生的群時延差。4．光纜結(jié)構(gòu)與分類

（１）光纜的基本結(jié)構(gòu)①纜芯

緊套結(jié)構(gòu)：(直接涂)在光纖與套管之間有一個緩沖層，其目的是為了減小外面壓力對光纖的作用。緩沖層一般采用硅樹脂，二次涂覆用尼龍。這種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。松套結(jié)構(gòu):將一次涂覆后的光纖放在一個塑料松套管中，管中填充油膏，形成松套結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)機(jī)械性能好，便于成纜，有較好的防水性能和溫度性能。第7講②強(qiáng)度元件

由于光纖材料比較脆，容易斷裂，為了使光纜便于承受敷設(shè)安裝時所加的外力等，因此在光纜內(nèi)中心或四周要加一根或多根加強(qiáng)元件。③護(hù)套

光纜的護(hù)套主要是對形成纜的光纖芯線起保護(hù)作用，使之避免受外部機(jī)械力和環(huán)境損壞。（２）光纜的種類

圖4.7光纜的基本結(jié)構(gòu)4.1.3光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)1．光發(fā)送機(jī)光發(fā)送機(jī)將電端機(jī)產(chǎn)生的電脈沖信號變換成適于光纖傳輸?shù)墓饷}沖信號，其組成原理框圖如圖4.8所示。圖4.8光發(fā)送機(jī)組成原理框圖2．光接收機(jī)光接收機(jī)的構(gòu)成框圖如圖4.9所示。圖4.9光接收機(jī)的構(gòu)成框圖4.1.4光纖通信系統(tǒng)

圖4.10強(qiáng)-直光纖通信系統(tǒng)組成框圖1.系統(tǒng)設(shè)備組成光纖通信系統(tǒng)中的光通信設(shè)備主要包括：

(1)光線路終端設(shè)備(OLT)，簡稱光端機(jī)。安裝于光纖傳輸數(shù)字段終端站。(2)光線路再生中繼器(O-REP)，簡稱光中繼器。當(dāng)光信號在傳輸中衰耗和失真超過限度時，在中間使用O-REP使光信號再生，繼續(xù)傳輸，目前采用的是“光電光”再生方式。(3)線路保護(hù)倒換設(shè)備(L-SW)，可提高可靠性和可利用率(一主一備，1∶1)(4)監(jiān)測與控制設(shè)備SV，簡稱監(jiān)控設(shè)備。其作用是：性能工作狀態(tài)監(jiān)測、故障時的自動告警和處理。(5)公務(wù)聯(lián)絡(luò)設(shè)備(OW)，連接中繼站—終端站，維護(hù)業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)用公務(wù)電話。(6)光纖分配架(ODF)，通過光纖活動連接器，將光纖分配到中各光端機(jī)。在上述光通信設(shè)備中，光端機(jī)和光中繼器為主要設(shè)備，其余為輔助設(shè)備。2.光中繼器（１）中繼器的作用光脈沖信號從光發(fā)送機(jī)輸出經(jīng)光纖傳輸若干距離以后，由于光纖損耗和色散的影響，光脈沖信號的幅度受到衰減，波形出現(xiàn)失真，這樣就限制了光脈沖信號在光纖中作長距離的傳輸。為此就需要在光信號傳輸一定距離時，加設(shè)一個中繼器，以放大衰減的信號，恢復(fù)失真的波形，使光脈沖得到再生。（２）中繼器的構(gòu)成目前采用的一般為光-電-光中繼器。它是由能夠完成光／電變換的光接收端機(jī)和能夠完成電／光變換的發(fā)送端機(jī)組成，只不過在光接收機(jī)中沒有碼型變換部分，在光發(fā)送機(jī)中沒均放和碼型變換部分。（３）中繼器的結(jié)構(gòu)型式中繼器有的是機(jī)架式的，設(shè)在機(jī)房中；有的是箱式或罐式的，直埋在地下或在架空光纜中架在桿上。3.光纖通信中線路碼型（１）CMI碼(編碼信號反轉(zhuǎn)碼，偽雙極性碼)和DMI碼（２）mBnB碼（３）插入比特碼①

mB1P碼②

mB1C碼③

mB1H碼4.1.5光纖通信新技術(shù)1.光放大器光纖通信在進(jìn)行長距離傳輸時，由于光纖中存在損耗和色散，使得光信號能量降低、光脈沖發(fā)生展寬。因此每隔一定距離就需設(shè)置一個中繼器，以便對信號進(jìn)行放大和再生，然后送入光纖繼續(xù)傳輸。2.光波分復(fù)用技術(shù)光波分復(fù)用技術(shù)（WavelengthDivisionMultipexer，ＷＤＭ）是在一根光纖中同時傳輸多波長光信號的一項(xiàng)技術(shù)。3.光孤子通信技術(shù)光孤子（soliton）傳輸技術(shù)是利用光纖（負(fù)色散區(qū)）中“自相位調(diào)制”現(xiàn)象（亦稱為非線性“克爾效應(yīng)”）導(dǎo)致光脈沖脈寬收縮，當(dāng)其恰好與光纖色散引起的脈沖展寬抵消時，可形成在傳輸中“保形”的光孤子波，實(shí)現(xiàn)無脈沖畸變的光傳輸。

圖4.11光孤子通信系統(tǒng)組成框圖4.2數(shù)字微波中繼通信4.2.1概述微波中繼通信是無線電通信手段中的一種。它適用于城市與城市之間、地區(qū)與地區(qū)之間、部門與部門之間信息的傳輸。通常根據(jù)傳輸信號的波形，微波中繼通信系統(tǒng)可分為兩大類。一類是模擬微波中繼通信系統(tǒng)，最典型的系統(tǒng)為FDMFM制模擬微波中繼通信系統(tǒng)，該類系統(tǒng)主要傳輸電話信號與電視信號。它較廣泛地應(yīng)用于除電信部門以外的電力、鐵路、石油等系統(tǒng)，主要用來建立專線，供傳輸遙控、遙測及遙訊信號。

另一類是數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)，其基帶信號的幅度是離散的，并且只能取有限個數(shù)值。與模擬微波傳輸相比，數(shù)字微傳輸具有如下的特點(diǎn)：（１）數(shù)字信號可以“再生”，因此中繼段上的噪聲、干擾等引起的信號失真在再生時可以消除，線路噪聲不會隨中繼站數(shù)的增加而積累。（２）由于數(shù)字微波傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，便于數(shù)字程控交換機(jī)連接，不需數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，可組成傳輸與交換一體化的綜合數(shù)字通信網(wǎng)。（３）數(shù)字微波的終端設(shè)備便于采用大規(guī)模集成電路，因而體積小、重量輕、功耗低、設(shè)計(jì)調(diào)整方便，價格也比模擬微波終端設(shè)備便宜。（４）保密性強(qiáng)，易于進(jìn)行加密處理。（５）傳輸話音信號時，數(shù)字微波系統(tǒng)占用頻帶較寬。4.2.2微波中繼通信的特點(diǎn)（１）微波波段的頻帶寬（２）適于傳輸寬頻帶信號（３）天線增益高、方向性強(qiáng)（４）外界干擾?。ǎ担┩顿Y少、建設(shè)快、通信靈活性大（６）中繼傳輸方式4.2.3數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的組成1.數(shù)字微波中繼通信線路圖4.12數(shù)字微波中繼通信線路示意圖圖4.13數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)組成2.數(shù)字微波發(fā)信設(shè)備

圖4.14數(shù)字微波發(fā)信設(shè)備方框圖3.數(shù)字微波收信設(shè)備圖4.15數(shù)字微波收信設(shè)備的組成方框圖4.中繼站的轉(zhuǎn)接方式圖4.16中繼站的轉(zhuǎn)接方式4.2.4數(shù)字微波中常用的調(diào)制技術(shù)1．基本概念和模擬信號調(diào)制一樣，數(shù)字信號調(diào)制也有三種基本方式：調(diào)幅、調(diào)相和調(diào)頻。在數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，目前較常用的是數(shù)字調(diào)相數(shù)字調(diào)相又稱移相鍵空（PSK），這種調(diào)制方式具有頻帶利用率較高、抗干擾能力較強(qiáng)（優(yōu)于ASK、FSK）等優(yōu)點(diǎn)，因而在數(shù)字通信中得到廣泛利用。移相鍵控是利用載波的相位變化來傳遞信息的，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為Ｓ（ｔ）＝Ａ·ｃｏｓ［ω０＋φ（ｔ）］（4.5）其中φ（ｔ）是載波的相位，它隨碼元而變化。數(shù)字調(diào)相又分為絕對移相和相對移相兩種。利用未調(diào)載波相位作為基準(zhǔn)的調(diào)相，稱為絕對移相；利用前后兩個碼元的載波相位的相對變化（即它們的差）來傳送數(shù)字信息的調(diào)相稱為相對移相。相對移相要求在發(fā)送端采用差分碼，