【正文】 數(shù)字隨機(jī)序列 數(shù)字隨機(jī)序列 {?k} 模擬隨機(jī)信號 2022/2/2 31 通信網(wǎng)的硬件平臺 （ 1）交換系統(tǒng) 交換機(jī)是通信系統(tǒng)的核心和控制設(shè)備； 用于交換的設(shè)備，其發(fā)展：步進(jìn)制－縱 橫制－電子式－程控（程控式交換機(jī)、移動(dòng) 交換機(jī)、 ATM寬帶交換機(jī)）－路由器，軟交 換設(shè)備等。 2022/2/2 32 交換方式： 電路交換 報(bào)文交換 分組交換 混合交換 第二層、第三層交換、第四層交換－適應(yīng)計(jì)算 機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的交換方式 2022/2/2 33 （ 2）終端 完成各種信號與通信信號的轉(zhuǎn)換 電話機(jī)：完成撥號、呼叫、收聽、通話功能； 傳真機(jī)：產(chǎn)生和接受信號，保持同步； 數(shù)字式通信設(shè)備：各種信號以數(shù)字信號形 式代表。如各種計(jì)算機(jī)終端； 圖像終端：圖像攝取和顯示終端； 2022/2/2 34 （ 3）傳輸 傳輸網(wǎng)絡(luò)：普通明線 電纜 同軸電纜 光纖光纜 數(shù)字線 無線信道（無線接入、 微 波、衛(wèi)星等） 2022/2/2 35 通信網(wǎng)的軟件平臺 通信協(xié)議：支撐通信的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定 模擬通信、數(shù)字通信、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)通信，各有其不同的協(xié)議； 通信協(xié)議多稱為建議，計(jì)算機(jī)通信多稱為協(xié)議。 管理系統(tǒng)：各種網(wǎng)管協(xié)議和軟件、系統(tǒng)管理軟件 服務(wù)系統(tǒng)：各種業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng) BSS、 OBSS、客戶管理系統(tǒng) CRM等。 通信網(wǎng)協(xié)議的制定機(jī)構(gòu)是國際電聯(lián) ITU－ T； 近來由于互聯(lián)網(wǎng)越來越用于通信，因此互聯(lián)網(wǎng)協(xié) 議的制定和批準(zhǔn)機(jī)構(gòu) IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）在 網(wǎng)絡(luò)和通信中越來越顯示出更大的力量。 2022/2/2 36 充分利用資源的通信技術(shù) ? 頻分復(fù)用 FDM、頻分多址 FDMA：傳輸使用的頻道分割成多個(gè)子頻道，供不同用戶使用。 ? 時(shí)分復(fù)用 TDM、時(shí)分多址 TDMA：傳輸使用的時(shí)間分割成多個(gè)時(shí)隙，供不同用戶使用。 ? 碼分復(fù)用 CDM、碼分多址 CDMA：多個(gè)碼分信道供享載頻頻道的多址連接方式。 ? 波分復(fù)用 WDM、波分多址 WDMA：光纖中的不同窗口傳送不同波長的激光。 ? 正交頻分復(fù)用 OFDM：由并行的多分頻子載波來傳輸信息，低數(shù)碼率傳輸，各分頻載波之間相互正交。 2022/2/2 37 光纖巨大的傳輸能力 ? 相應(yīng)的傳輸技術(shù)－ DWDM密集波分復(fù)用技術(shù)允許在一根光纖上，利用不同的波長（窗口）傳輸不同的光信號。 ? 光纖的傳輸能力還在不斷地提高； ? 僅就目前的水平，光纖的傳輸能力已經(jīng)驚人： 以單模光纖為例：其傳輸能力約 40Gbit/S 160波， 若 2Mb/S為 30個(gè)話路， 1G約 500個(gè) 2Mb/S； 故 1G可容納 30 500＝ 15000個(gè)話路， 40G約為 600000個(gè)話路，一根光纖約 96000000個(gè) 話路，或者采用 MPEG2編碼，若 2Mb/S為一路圖像 可以傳送視頻圖象 40 160 1000/2＝ 500 40 160 ＝ 3202200路圖像。 2022/2/2 38 光纖巨大的傳輸能力 ? 信息傳輸?shù)哪芰Γ? ? Kb/s（每秒千比特）： 10E+3 ? Mb/s（每秒兆比特）： 10E+6 ? Gb/s（每秒吉比特）： 10E+9 ? Tb/s（每秒梯比特）： 10E+12 ? Pb/s： 10E+15 2022/2/2 39 2022/2/2 40 通信技術(shù)的發(fā)展方向： ? 5W： who(誰 )， what（什么）， when（什么）， where（何處）， witch（哪個(gè)）； ? 8W： whence（從何處）， whenever（無論何時(shí)）， whereto（向何處）； 2022/2/2 41 對于通信網(wǎng)絡(luò)的基本要求： ? 連接的任意性； ? 接通的快速性； ? 運(yùn)行的可靠性； ? 信息的透明性； ? 質(zhì)量的一致性； ? 方法的靈活性； ? 經(jīng)濟(jì)的合理性； 2022/2/2 42 二、當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀 固定電話網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)組織及發(fā)展 電話交換網(wǎng)絡(luò)的形成 電話與交換 本地電話與長途電話 公眾電話交換網(wǎng)絡(luò) PSTN 2022/2/2 43 2022/2/2 44 公眾電話網(wǎng)－固定電話網(wǎng) 全國電話網(wǎng)（含固定、移動(dòng)電話）分為三級交換網(wǎng)絡(luò)： 全國 8大樞紐（北京、沈陽、西安、成都、武漢、廣州、南京、上海）為一級轉(zhuǎn)接中心 C1，不過，除京、滬、穗以外，其余的C1局的地位和作用已經(jīng)大大降低； 每省的省會(huì)為二級轉(zhuǎn)接中心 C2； 地級市和地區(qū)為三級轉(zhuǎn)接中心 C3，其所轄范圍稱為“本地網(wǎng)”，使用同一個(gè)長途區(qū)號； 2022/2/2 45 公眾電話網(wǎng) PSTN ? 一級中心局之間互相相連： 例如：北京、上海、南京、沈陽、西安、武漢、成都、廣州之間均有長途光纜信道相連； ? 一級中心局至附近的省會(huì)局互連： 例如：上海、南京均與附近的杭州、合肥、南昌、濟(jì)南、福州之間有長途光纜相連； ? 各省會(huì)城市與省轄市、地區(qū)之間有省內(nèi)的長途光纜相連； 2022/2/2 46 圖 2 電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu) 2022/2/2 47 公眾電話網(wǎng) PSTN ? 各省轄市之間有省內(nèi)的骨干網(wǎng)相連； ? 按照我國電信運(yùn)營體制，省轄市、地區(qū)之內(nèi)通話為市話，之間為長途； ? 長途電話的識別： 國際長途字冠為 00，國家代號為 1－ 3位數(shù) 字； 國內(nèi)長途字冠為 0，地區(qū)長途代號為 2－ 3位 數(shù)字； 2022/2/2 48 公眾電話網(wǎng) PSTN ? 例如：北京， 國際上 00－ 86－ 10－ ； 國內(nèi)撥 010－ ； 香港： 00852，澳門： 00853，臺灣： 0088 日本： 0081， 美、加： 001， 英國： 0044 德國： 0049， 法國： 0033， 俄羅斯： 007 ? 市話和移動(dòng)用戶，凡是 0開頭的電話，將直接送長途局； ? 移動(dòng)電話為識別地區(qū)，規(guī)定固話撥非本地區(qū)的移動(dòng)電話時(shí)，需加撥 0；移動(dòng)電話之間通信不必加 0； 2022/2/2 49 長途電話 目前我國的長途電話以 C3局（地、市）為中心，設(shè) 1個(gè)或多個(gè)長途局，電話終端通過市話端局、中心局接入長途局，按照路由接通長途電路； 經(jīng)過長途電路到達(dá)對方以后，由長途局、中心局，至端局，最后到達(dá)被叫用戶終端。 2022/2/2 50 電話號碼的兩種形式 長途區(qū)號＋電話號碼，例如： 010－ 66213456； 025－ 83492205； 前面還可以加上國家號， 如中國是 0086－ 10－ 66213456； 營運(yùn)商號段＋長途區(qū)號＋電話號碼，例如：13905180001， 18901500001； 好處是可以區(qū)分營運(yùn)商；目前在中國大陸： 130－ 132； 15 18 186 中國聯(lián)通 GSM； 134－ 139； 188； 中國移動(dòng) GSM； 13 15 189； 中國電信 CDMA； 2022/2/2 51 2022/2/2 52 2022/2/2 53 圖 2 電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu) 2022/2/2 54 2022/2/2 55 電話網(wǎng) ? 省轄市（地級市）內(nèi)各縣之間，光纜相連； ? 大城市的中心局按照地域設(shè)置，中心局之間互連； ? 中心局之下為匯接局或端局，相互之間光纜相連； ? 市話用戶的通信：主叫用戶－端局（－ 可能經(jīng) 中心局）－端局－被叫用戶； 2022/2/2 56 端局：面向和連接用戶的電話局 模塊局：端局的一部分，通常設(shè)在稍遠(yuǎn)處 匯接局：連接若干個(gè)端局的電話局 中心局：地區(qū)中心具有核心地位的電話局 長途局：面向長途干線的電話局 關(guān)口局：與其它營運(yùn)商網(wǎng)絡(luò)連接的電話、數(shù)據(jù)局 市話網(wǎng)：傳輸市內(nèi)電話的網(wǎng)絡(luò) 長途網(wǎng)：傳輸長途電話的網(wǎng)絡(luò) IP網(wǎng)絡(luò)：以 IP分組的形式傳輸信息的網(wǎng)絡(luò) 互聯(lián)網(wǎng)：專指 Inter（因特網(wǎng)） 用戶線：聯(lián)結(jié)用戶和電話局的饋線； 中繼線：各類電話局交換機(jī)之間的連線 2022/2/2 57 2022/2/2 58 2022/2/2 59 IP電話網(wǎng)絡(luò)： 傳統(tǒng)的電話網(wǎng)是通過電路交換網(wǎng)傳 送電話信號，采用的是電路交換技術(shù)。 IP電話是通過分組交換網(wǎng)傳送電話信 號，采用的是分組交換技術(shù)，同時(shí)在話音 信號傳輸前，采用了話音信號的壓縮編碼 技術(shù)。 2022/2/2 60 傳統(tǒng)電話網(wǎng)一般采用的 A律 13折線 PCM編 碼技術(shù)，一路電話的編碼速率為 64kbit/s，或 者采用 μ律 15折線編碼方法，編碼速率為 52kbit/s或者更低， IP電話采用的編碼技術(shù)節(jié) 省了帶寬資源。 整個(gè) IP電話網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)守 (也稱網(wǎng)閘 )、電話網(wǎng)管中心等組成。 IP電話與普通電話分別在不同的網(wǎng)絡(luò)傳 輸，但是相互之間可以互連互通，互相撥 叫。 2022/2/2 61 IP電話的基本過程 ? 語音的數(shù)字化 ? 如果用戶使用的是計(jì)算機(jī)，數(shù)字化在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行； ? 如果用戶使用的是模擬電話，則通過接入網(wǎng)絡(luò)將語音傳到交換設(shè)備上，然后再利用 PCM之類的設(shè)備來對語音進(jìn)行數(shù)字化。 ? 數(shù)據(jù)壓縮 ? 主要用來剔除無用的信號，并對數(shù)字化后面的語音信號進(jìn)行壓縮。這一步又分兩個(gè)階段： ? 系統(tǒng)分析數(shù)字化后的信號，丟掉噪聲和語音間隙信號； ? 由 CODEC(編解碼器 )用相關(guān)算法將去掉無用信號后的語音數(shù)字信號進(jìn)行壓縮及編碼。 2022/2/2 62 IP電話的基本過程 ? 數(shù)據(jù)打包 ? 數(shù)據(jù)被壓縮后，需要對其進(jìn)行打包并加進(jìn)一些協(xié)議信息。語音數(shù)據(jù)的處理過程 (壓縮、編碼、緩沖等 )會(huì)產(chǎn)生一定的時(shí)延，協(xié)議信息加入包中是為了更好地保障數(shù)據(jù)的傳輸過程。 ? 解包及解壓縮 ? 數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地主機(jī) (網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器或用戶計(jì)算機(jī)終端 )后，主機(jī)要完成的工作是： ? 校驗(yàn)數(shù)據(jù)包正確性； ? 將數(shù)據(jù)包放入抖動(dòng)存儲(chǔ)器里緩沖一段時(shí)間，等待足夠的后達(dá)到的包并將其組裝成原始數(shù)據(jù)包 (等待時(shí)間的長短要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況而定 )。 ? 用解壓縮算法盡量恢復(fù)原始信號數(shù)據(jù)。 2022/2/2 63 IP電話系統(tǒng)的組成 ? 電信級 IP電話系統(tǒng)一般由 IP電話終端、網(wǎng)關(guān) (Gateway)、網(wǎng)閘 (Gatekeeper)、網(wǎng)管系統(tǒng)、認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 等幾部分組成。 傳 真電 話P S T N網(wǎng) 關(guān)I P 網(wǎng) 絡(luò)傳 真電 話網(wǎng) 關(guān)P S T N網(wǎng) 閘網(wǎng) 管系 統(tǒng)計(jì) 費(fèi)系 統(tǒng)P C P C2022/2/2 64 IP電話系統(tǒng)的組成 ? 終端 ? IP電話終端包括傳統(tǒng)的語音電話機(jī)、 PC、 IP電話機(jī)，也可以是集語音、數(shù)據(jù)和圖像于一體的多媒體業(yè)務(wù)終端。 ? 網(wǎng)關(guān) ? 完成電話數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的互相轉(zhuǎn)換。 ? 網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把各地區(qū)電話區(qū)號映射為相應(yīng)的地區(qū)網(wǎng)關(guān) IP地址。在用戶撥打 IP電話時(shí)， 網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號數(shù)據(jù)庫資料，確定對方網(wǎng)關(guān)的 IP地址，并完成數(shù)據(jù)打包、路由選擇等工作。這些信息存放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中。上述呼叫處理、數(shù)字語音打包、路由管理等功能由網(wǎng)關(guān)中的處理軟件完成。 ? 對于因特網(wǎng)未延伸到或暫時(shí)未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的地區(qū)，可設(shè)置路由，由最近的網(wǎng)關(guān)通過長途電話網(wǎng)轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù)。 2022/2/2 65 IP電話系統(tǒng)的組成 ? 網(wǎng)關(guān)的構(gòu)成 ? 網(wǎng)關(guān)通常由 PSTN中繼接口、數(shù)字信號處理板、主處理器、全局 RAM以及 以太網(wǎng)接口 等設(shè)備組成。 ? PSTN中繼接口連接電話網(wǎng)，利用中繼線 (如 E1或 T1)承載用戶數(shù)據(jù)，主要接續(xù)呼叫信息及承載用戶的語音信息。 ? DSP處理實(shí)時(shí)的語音信號壓縮、 DTMF信號的檢測與產(chǎn)生、回波消除等工作，分擔(dān)主 CPU的負(fù)載。 ? 全局 RA