通信基础知识完整版课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《通信基础知识完整版课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 通信 基础知识 完整版 课件
- 资源描述:
-
1、 第一章 通信系统模型 第二章 通信系统相关概念 第三章 交换技术介绍 2022-6-7通信系统的组成-通信系统的一般模型描述了消息由发送至接收的流程1. 经典模型+ 模拟信号和数字信号 模拟信号:代表消息的信号参量取值连续,例如麦克风输出电压:通信系统的组成-模拟通信系统模型和数字通信系统模型话音信号 (b) 抽样信号 通信系统的组成数字信号:代表消息的信号参量取值为有限个,例如电报信号、计算机输入输出信号: 什么是数字信号?什么是模拟信号? 一般来说,数字信号必须满足在时间和信号幅值上是离散的,相反模拟信号在幅值上是连续的。+ 模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系
2、统: 两种变换: 模拟消息 原始电信号(基带信号) 基带信号 已调信号(带通信号)模拟通信系统模型和数字通信系统模型天线、变频、天线、变频、放大、解调等放大、解调等调制、放大、调制、放大、天线等天线等模拟通信系统模型模拟通信系统模型通信系统的组成+ 模拟通信的主要特点 抗干扰能力差 不易于保密通信 设备不易于大规模集成 不适应飞速发展的计算机通信的要求 简单、易于实现+ 数字通信系统模型数字通信系统模型+抗干扰能力强。+传输差错可控。+易于与各种数字终端接口,用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储,从而形成智能网。+易于集成化,从而使通信设备微型化。+易于加密处理,且保密强度高。+需要
3、较大的传输带宽,对同步要求高。数字通信的主要特点+ 按通信业务分:话务通信和非话务通信。 非话务通信主要是分组数据业务、计算机通信、数据库检索、电子信箱、电子数据交换、传真存储转发、可视图文及会议电视、图像通信等。+ 按调制方式分类:基带传输和频带(调制)传输+ 按信号特征分类:模拟信号还是数字信号+ 按传输媒质分类:有线通信系统和无线通信系统+ 按工作波段分类:长波通信、中波通信、短波通信、微波通信、红外线通信 + 按信号复用方式分类:频分复用、时分复用和码分复用。通信系统的分类通信系统的分类常见调制方式及用途常见调制方式及用途通信系统的分类续表续表1-1+ 单工、半双工和全双工通信 单工通
4、信:消息只能单方向传输的工作方式 半双工通信:通信双方都能收发消息,但不能同时收发的工作方式通信方式+ 单工、半双工和全双工通信 全双工通信:通信双方可同时进行收发消息的工作方式通信方式+有效性:指传输一定信息量时所占用的信道资源(频带宽度和时间间隔),或者说是传输的“速度”问题。+可靠性:指接收信息的准确程度,也就是传输的“质量”问题。16+国际标准化组织 国际标准化组织(ISO) 电气电子工程师协会(IEEE) +Internet标准化组织 因特网协会(Internet Society,ISOC) 因特网体系结构研究委员会(Internet Architecture Board,IAB)
5、因特网工程任务部(Internet Engineering Task Force,IETF) 因特网工程指导组(Internet Engineering Steering Group,IESG) 因特网研究指导组(Internet Research Steering Group,IRSG) 因特网编号管理机构(Internet Assigned Number Authority,IANA) 17+电信标准化组织 国际电信联盟ITU(International Telecommunication Union) 国际电报电话咨询委员会CCITT (Consultative Committee In
6、ternational Telegraph and Telephone) +其它标准化组织 欧洲计算机制造协会(ECMA European Computer Manufactures Association ) 美国国家标准协会(ANSI American National Standards Institute ) 美国电子工业协会 (EIA Electronic Industries Association ) 第一章 通信系统模型 第二章 通信系统相关概念 第三章 交换技术介绍 第四章 SP30 系统介绍v 时分复用技术(PCM) Pulse-code modulation),即脉冲编码
7、调制)v 数字交换原理v 信令系统v 路由设计v 计费系统v 编号计划v 系统同步通信系统概念-电路交换原理语音信号抽样量化编码译码低通语音信号模/数转换数/模转换传输fs2BwBw为输入信号带宽,语音信号的能量主要集中在3003400Hz频率范围内。所以抽样频率至少为6800Hz,国际标准确定为fs=8000Hz,即每秒抽样8000次,或者说每隔125us 抽样一次数字化时分复用技术时分复用技术A/D取样(Sampling)是将时间和幅度都连续的模拟信号变换成时间离散的幅度连续的另一种模拟信号(脉冲幅度调制PAM信号),为了使取样后的PAM 信号能在接收端完全无失真地恢复为原始信号,取样周期
8、应该满足如下所述的奈奎斯特定理(Nyquist Theorem): 一个频带受限于BHz的信号可以唯一地用周期为的样值系列确定,只要fs2B。 话音信号频率范围为300-3400Hz,国际统一规定取样频率为8KHz。采样波形+0.3 +0.2 -0.4 +0.1 0 +0.1 -0.4 +0.2 -0.55.3 10.2 7.6 2.1 5.0 8.1 13.6 14.2 7.5 5 10 8 2 5 8 14 14 8 量化就是对取样后的PAM信号的幅值转换成数字的过程。量化产生量化噪声,分均匀量化和非均匀量化。 均匀量化:由于对量化范围内的大小信号均采用相等的量化阶距进行量化,造成大信号的
9、信噪比SNR(信号功率与量化噪声功率之比)有富俗,而小信号的SNR又嫌不足( SNR值越大,音质越好)。 为了提高小信号的SNR,采用非均匀量化,即对大小信号分别采用不等的量化阶距,对小信号采用小的量化阶距,对大信号采用大的量化阶距,从而使大小信号具有基本相同的SNR。量化 常用的压缩特性有A律(欧洲和中国采用)和律(北美和日本采用)对数压缩。 实现上述连续压扩特性需无穷多个量化级, 实际上无法加以实现, 为此通常采用数字电路分段进行压扩。这样,不仅实现容易, 而且成本低。 A律压缩采用的就是十三折线法,一象限分8段(在时间轴以1/2递减规律分成8大段,分段点是1、1/2、1/4、1/8、1/
10、16、1/32、1/64、1/128;幅度轴分8均匀段),1-8段斜率分别为1/4、1/2、1、2、4、8、16、16,7、8段斜率一样;一、三象限对称,故共13折线段。A律A律压扩特性13折线近似图A律13折线编码就是把量化的幅度信号变成二进制数据的过程,中国采用A律13折线压缩编码,规则如下: 信号样值有正有负, 要用一位码来表示,这一位码叫极性码。正极性以比特“1”表示,负极性以比特“0”表示。 13折线压缩律在第一象限有8大段,每一段斜率不同,故需要用3位码表示8个不同的段落,这3位叫段落码,它们也表示各段的起始电平。 在每段落内再均匀分为16个小段,这4位叫段内码。由于各段长度均不同
11、,均分后各段内的小段的长度也不等。 D1 D2D3D4 D5D6D7D8 极性码 段落码 段内码在PCM32系统中,采用8位码来表示一个样值,最高位是极性码,剩下的7位对应128个量化级。编码取样、量化、编码后的波形取样速率8KHz,每路信号编码后速率64KHz译码为了从数字信号恢复原模拟信号,需要对数字信号进行译码和滤波。译码是编码的逆过程,即将接收的PCM编码信号转换成与发端一样的量化信号。这可以根据码组中的段落码所对应的量化阶距值及四位段内码所对应的段序号值,求出对应的原量化值(绝对值)。 译码器是一个积分过程,其充电速度快放电速度慢,其输出是一个非平滑的模拟信号,用低通滤波器对其滤波,
12、滤除其高频分量,可使其平滑成模拟信号。 尽管模拟信号的数字化及其逆过程经过很多步骤但实现起来很简单。随着大规模集成技术的发展,一片芯片可完成上述功能。译码1帧1个TS二进制码元.N1ttttt125usabcdePCM形成8000*8*32=2048000bit/s (125us/8/32=0.488us)第N帧第N+1帧同步 话路或数据 信令 话路或数据Ts0Ts1Ts2Ts15Ts16Ts17Ts31Ts0Ts1PCM 的帧结构话音信号数字化 话音模拟信号(连续时间信号) 低通滤波器 采样 器 量化 器 编码 器 再生中继器 再生中继器 再生 电路 译码 器 低通滤波器 接受 器发送端接受
13、端PCM系统的基本单元码速64kb/s 人类语声的基本频率范围是801200Hz,但是泛音和子音都包含有大量的比基频高的各种频率成分。试验证明,要正确的重发同样的语言,则频带必须在808000Hz范围。在电话传输中,为了减少频带,提高线路利用率,将语声的频带限制在3003400Hz,便可保证能够听清讲话内容和讲话者的语音特征。因此语声的抽样频率fS 选为8000Hz,其抽样周期TS 1/8000125uS。语音信号数字化-抽样定理抽样定理是数字复接的最基本的系统,它由30话路组成。构成的基群帧结构包含个时隙,通常将作为帧同步时隙。 中国一号信令:为话路时隙,作为本基群线路信号时隙,30个话路只
14、有8bit线路信号,这显然是不够的。为此采用复帧结构,即由16个单帧组成一个复帧(Multi-frame)这样安排就可以保证在2ms时间内为每个话路分配到4个信息比特,即信令速率为2Kb/s, 这就是30/32PCM 复帧结构中的随路信令的线路信号速率。 中国七号信令:可从时隙中1个时隙为信令时隙,其它时隙为话路时隙。PCM基群的主要技术参数基群的主要技术参数16帧,2ms复帧结构012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10F11
15、F12F13F14F1532时隙,256bit,125us帧结构X0011011X0A111111帧同步时隙帧同步信号 保留给国内通信用偶帧TS0奇帧TS0CH3000001A211信令时隙abcdabcdabcdabcdabcdabcd 话路 时隙(CH1 CH15) 话路 时隙(CH16 CH29)复帧同步信号备用比特F1F2F15CH1CH16CH2CH17CH15CH30488ns3.91usPCM E1复帧结构图复帧结构图1个取样周期为个取样周期为125s,1个个复帧有复帧有16个子帧,其中个子帧,其中TS0为帧同步时隙,偶帧为帧同步时隙,偶帧TS0用用于传送帧同步码,奇帧于传送帧同
16、步码,奇帧TS0的比特的比特3为帧失步告警。为帧失步告警。一次群复接器四次群复接器二次群复接器三次群复接器123264Kb/s2.048Mb/s8.448Mb/s34.368Mb/s139.264Mb/sPCM 的高次群常用的传输与接口 应用系统 速率提供话路码型 T1 1.544 Mbit/s 24AMIPCM 基群 E1 2.048 Mbit/s 30HDB3 T2 6.312 Mbit/s 96AMIPCM 二次群 E2 8.448 Mbit/s 120HDB3 T344.736 Mbit/s 672AMIPCM 三次群 E334.368 Mbit/s 480HDB3 T4274.176
17、 Mbit/s 4032CMIPCM 四次群 E4139.264 Mbit/s 1920CMI SDHSTM1155.52 Mbit/sCMI SDHSTM4622.08 Mbit/sCMI+每秒传送8000帧,每帧32个时隙,每个时隙8比特串行码,16帧构成一个复帧,其时间长度为125s162ms。传送码率为8比特/时隙32时隙/帧8000帧/秒2048kb/s,而每一路信号的速率为64kb/s 数字交换原理时隙交换TS12 BTS10 BTS25 A数字交换网络PCM1PCM2PCM3PCM4PCM1PCM2PCM3PCM4TS8 A将某数据流中的时隙信息转移到另一信息流中的某时隙上,这个
18、过程称为时系隙交换。时隙交换是由数字接线器完成的。数字接线器有两种,一种叫T接线器,另一种叫S接线器。网络通常由这两者组合。1 在程控数字交换机中两个用户通话连接示意图 将A用户的话音从上行通路的HWlTS2经过数字交换网络后传送到交换网络下行通路HW3TS31后传送给B用户 将B用户的话音从上行通路的HW3TS31经过数字交换网络后,传送到交换网络的下行通路的HWlTS2后传送给A用户 数字交换网络的基本功能是完成不同复用线之间不同时隙内容的交换。 数字交换网络一般由T接线器和S接线器组成ABT接线器的基本功能 T接线器的基本功能是完成在同一条复用线(母线)上的不同时隙之间的交换。 即将T接
19、线器中输入复用线上某个时隙的内容交换至输出复用线的指定时隙。 T接线器主要由话音存贮器SM,控制存贮器CM,以及必要的接口电路(如串/并,并/串转换等)组成。 SM和CM都包含若干个存储器单元,其数量等于复用线的复用度。 SM用来存贮话音信号,也可以用来存贮用户的数据信息,以及信号音设备提供的数字化的信号音等。由于SM是用来存放话音信号的PCM编码的,所以每个单元的位元数至少为8位。 控制存贮器CM的作用是用来存贮处理机的控制命令字,控制命令字的主要内容是用来指示写入或读出的话音存储器的地址。设控制存储器的位元数为i,复用线的复用度为j,则应满足2ij。 T接线器可以有两种控制方式:输出控制和
20、输入控制方式。 两种控制方式下,话音存储器SM的写入和读出地址按照不同的方式确定。 控制读出顺序写入 输出控制方式也叫做顺序写入,控制读出方式。 T接线器的输入线的内容按照顺序写入话音存储器SM的相应单元; 输出复用线某个时隙应读出话音存储器的哪个单元的内容,则由控制存储器的相应单元的内容来决定。 控制存储器的第j个单元存放的内容k,就是输出复用线第j个时隙应读出的话音存储器的地址。 控制存储器的内容是在呼叫建立时由计算机写入的 顺序读出控制写入实现不同PCM之间相同时隙交换的S接线器原理图输入控制,CM对应入线S接线器:由交叉接点距阵与控制存储器(CM)组成交叉接点分类:(1)有实线圈的交叉
21、接点(2)没有实线圈的交叉接点CM对交叉接点的两种控制方式:(1)输入控制方式:每条入线有一个CM(2)输出控制方式:每条出线有一个CMS接线器的工作过程:当需要交换的时隙到来时,在时隙所在入(出)线对应的CM控制下,使CM存储的实线圈内交叉接点闭合,就实现了入线到出线相同时隙的交换123。49A话音存储器话音存储器SM数据入数据入TS49AA数据出数据出TS58AA4958控制存储器控制存储器CM时钟时钟处理机处理机控制写控制写写地址写地址读地址读地址CM读数据读数据T型接线器4 3 2 11322414317CMAAAAS型接线器T接线器既可以实现时隙交换,又可以完成路间(PCM)交换,因
22、此,一些小型系统的交换机常采用单T 接线器构成交换网络。T接线器容量的大小取决与大规模集成电路的发展。128TS*128TS 4096TS*4096TS甚至很大当网络容量增加时,必须采用若干个T接线器和S接线器组成一个多级的交换网络。如TST、STS、TSST、TTTT等。交换网络初级T接线器采用输入控制方式,即控制写入,顺序读出方式。 S接线器采用输出控制方式。 次级T接线器采用输出控制方式,即顺序写入,控制读出方式。 下一页信源信令设备话路信令设备信源信令设备话路信令设备终端 交换机 交换机 终端任何通信网都必须有一个信令系统。信令是网络中终端与交换机,交换机与交换机之间通信的语言。信令系
23、统用户信令局间信令用户信令用户信号和局间信号用户信号是指用户话机和交换机之间进行“对话”所使用的语言。局间信号是指交换机和交换机之间进行“对话”所使用的语言。用户信号直流脉冲和双音多频接收器(DTMF)局间信号随路信号和共路信号随路信号包括局间直流信号、局间带内单频脉冲线路信号(2600HZ)、局间数字型线路信号、局间多频互控信号(MFC)。共路信号主要是N0.7信号系统。信令系统信号过程:呼叫建立消息传递释放摘机 呼叫信号 听拨号音拨号 地址信号 占用信号选择信号回铃音信号 振铃信号应答信号 应答信号 摘机通话忙音信号 反向拆线 挂机信号 挂机挂机 挂机信号 正向拆线信号拆线证实用户信号局间
24、信号用户信号呼叫建立消息传递释放 按工作区域分 用户线信令:用户与交换间的信令; 局间信令:交换局间的信令;按功能分: 线路信令:反映线路工作状态的信令,如空闲、占用、释放等。 路由信令:提供接续信息的信令,如被叫号码、主叫类别等。 管理信令:传递网络管理信息,如测试、维护等。 按信道分 随路信令(CAS):e.g. 中国1号 共路信令(CCS): e.g. No.7信令网按网络结构的等级可分为无级信令网络和分级信令网络;v无级信令网是指未引入信令转接点、信令点间都采用直联方式的信令网,所有的信令点均处于同一等级级别。 无级信令网按照拓扑结构,有直线型网、环形网、格子型网、蜂窝状网、网状网等几
25、种结构类型 ;v分级信令网也称为水平分级信令网,是引入信令转接点的信令网。 分级信令网的一个重要特点是每个信令点发出的信令消息一般需要经过一级或N级信令转接点的转接。只有当信令点之间的信令业务量足够大时,才设置直达信令链路,以便使信令消息快速传递并减少信令转接负荷。我国No.7信令网的网路等级分为三级。第一级是高级信令转接点(HSTP),第二级是低级信令转接点(LSTP),第三级是信令点(SP),信令点为各种交换系统和特种服务中心。HSTPLSTPLSTPLSTPHSTPHSTPSPSPSP63+OSI/RM和TCP/IP相结合的5层结构原理体系结构: 应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理
展开阅读全文