【正文】 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 現(xiàn)代通信終端 （不講移動(dòng)電話） 數(shù)字通信技術(shù) （ AD轉(zhuǎn)換等） 現(xiàn)代傳輸技術(shù) （ SDH與 PDH體制） 現(xiàn)代交換技術(shù) （概述） 課次 2： 固定電話機(jī)和 PCM幀結(jié)構(gòu) 課次 3： 復(fù)接傳輸技術(shù)概述 課次 4： 交換技術(shù)概述 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 固定電話機(jī) 1．組成原理 按照電話機(jī)各部分的功能分，它由三個(gè)基本部分組成：通話設(shè)備、信號(hào)設(shè)備 和 轉(zhuǎn)換設(shè)備 。電話機(jī)的基本組成示意圖如圖 。 現(xiàn)代通信終端 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 圖 固定電話機(jī)的基本組成 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 1) 通話設(shè)備 通話設(shè)備包括送話器、受話器及其相關(guān)電路 ，是電話機(jī)達(dá)到電話通信目的的主要設(shè)備。 送話器是把聲音轉(zhuǎn)換成電流的器件，按使用材料可分為炭精送話器、壓電陶瓷送話器和駐極體式送話器等。 受話器是把語音電流轉(zhuǎn)換成聲音的器件，一般有電磁式、動(dòng)圈式和壓電式等類型。電磁式受話器主要由永久磁鐵、振動(dòng)膜片、鐵芯和線圈等零件組成。 目前，電話機(jī)的通話電路多數(shù)由集成電路芯片實(shí)現(xiàn)，芯片內(nèi)已集成了電話變量器、平衡網(wǎng)絡(luò)等功能，不再需要感應(yīng)線圈和平衡網(wǎng)絡(luò)電路。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 2) 信號(hào)設(shè)備 信號(hào)設(shè)備包括發(fā)信設(shè)備和收信設(shè)備 。發(fā)信設(shè)備即發(fā)號(hào)電路，用戶通過號(hào)盤或鍵盤撥打出被叫用戶的號(hào)碼或其他信息。發(fā)信時(shí)，話機(jī)處于摘機(jī)狀態(tài)。收信設(shè)備即振鈴電路，其任務(wù)是接收交換機(jī)送來的鈴流電流，通過話機(jī)中的電鈴或揚(yáng)聲器發(fā)出振鈴聲。 轉(zhuǎn)盤撥號(hào)盤 (或按鍵盤 )用于 向交換機(jī)發(fā)送被叫用戶號(hào)碼 。按鍵盤里的脈沖通斷裝置將表示被叫號(hào)碼的直流脈沖信號(hào)發(fā)往交換機(jī)，按鍵盤與相應(yīng)的發(fā)號(hào)集成電路配合發(fā)出直流脈沖信號(hào)或雙音多頻 (DTMF)信號(hào)。按鍵盤一般由 12個(gè)按鍵和開關(guān)接點(diǎn)組成，其中 10個(gè)為數(shù)字鍵， 2個(gè)為特殊功能鍵，分別為 “ *” 、 “ ” 鍵。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 電話與交換機(jī)連接關(guān)系示意圖 中繼線 用戶線 用戶線 用戶線傳送的信號(hào)： 話音業(yè)務(wù)信號(hào) +用戶線信令信號(hào) 話音業(yè)務(wù)信號(hào) ：模擬話音信號(hào) 用戶線信令信號(hào) ：撥號(hào)音回鈴音 、 振鈴信號(hào) 、 饋電電壓等 中繼線傳送的信號(hào)： PCM30/32中繼信號(hào) +局間信令信號(hào) PCM30/32中繼信號(hào) ： 局間信令信號(hào) ：控制業(yè)務(wù)交換連接的信息 用戶線 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) DTMF 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 撥號(hào)盤的脈沖要求 脈沖速度： 表示撥號(hào)盤每秒鐘發(fā)生的脈沖個(gè)數(shù)，按照我國電話交換設(shè)備用戶信令的相關(guān)規(guī)定，入網(wǎng)電話機(jī)的脈沖速度應(yīng)為 814個(gè) /s。 脈沖斷續(xù)比： 表示在一個(gè)脈沖周期里，斷開電流的時(shí)間和接通電流的時(shí)間之比，按照我國電話交換設(shè)備用戶信令的相關(guān)規(guī)定，入網(wǎng)電話機(jī)的脈沖斷續(xù)比 t斷 /t續(xù) =（ ） :1。 位間隔： 用戶每撥一個(gè)數(shù)字，撥號(hào)盤就發(fā)出一串脈沖，脈沖個(gè)數(shù)與撥號(hào)數(shù)字相同（ 0為 10個(gè)脈沖）。在撥兩個(gè)數(shù)字之間，也就是在發(fā)兩個(gè)脈沖串之間應(yīng)有一個(gè)時(shí)間間隔，以使交換機(jī)能正確區(qū)分所撥數(shù)字，這個(gè)間隔就叫做位間隔。按照我國用戶信令的相關(guān)規(guī)定 位間隔應(yīng) ≥350ms。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 振鈴器用于 接收交換機(jī)送來的呼叫振鈴信號(hào) 。老式話機(jī)采用電磁式交流鈴，其結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁式受話器的結(jié)構(gòu)和原理相似。新式電子電話機(jī)的振鈴裝置為音調(diào)式振鈴器，由振鈴集成電路和電聲換能器件組成。振鈴集成電路的功能是把 15～ 25 Hz 、 90?V左右振鈴電壓 轉(zhuǎn)換為幾百到上千赫茲的兩種音頻電壓，并且按一定周期 (如每秒 10次 )輪流送出。振鈴集成電路內(nèi)部包含有轉(zhuǎn)換器和放大器，放大器可直接帶動(dòng)高阻的電聲換能器。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 3) 轉(zhuǎn)換設(shè)備 轉(zhuǎn)換設(shè)備也稱叉簧，它主要起轉(zhuǎn)換作用。電話機(jī)的 摘機(jī)狀態(tài) 和 掛機(jī) 狀態(tài) 依靠轉(zhuǎn)換設(shè)備交替工作，并經(jīng)過用戶線使交換機(jī)識(shí)別。掛機(jī)狀態(tài)即處于 收信狀態(tài) ，這時(shí)的話機(jī)可作為被叫，可以接收交換機(jī)送來的鈴流電流；而用戶摘機(jī)后，叉簧往上彈，話機(jī)狀態(tài)得到轉(zhuǎn)換，由收信狀態(tài)變?yōu)?通話狀態(tài) (作為被叫 )或聽撥音、撥號(hào)、通話 (作為 主叫 )等狀態(tài)。轉(zhuǎn)換設(shè)備的兩種狀態(tài)是互不相容的。 叉簧開關(guān)的作用是掛機(jī)時(shí)將 振鈴電路 接在外線上，摘機(jī)時(shí)斷開振鈴電路，將 通話電路 接在外線上，并完成直流環(huán)路，向交換機(jī)發(fā)出表示要打電話的用戶啟呼信號(hào)。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 2．種類和功能 到目前為止，絕大多數(shù)電話機(jī)屬于模擬電話機(jī) 。數(shù)字電話機(jī)除了具有模擬電話機(jī)的功能外，還具有發(fā)送、接收及處理文字、數(shù)據(jù)和圖像等信息的功能。 按照使用方式，電話機(jī)可分為桌式、墻式、墻桌兩用式和攜帶式電話機(jī)等。 按照制式電話機(jī)可分為 磁石式 、 共電式 和 自動(dòng)式 等。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) (1) 磁石式電話機(jī) 是通話電源和呼叫信號(hào)電源完全自備的電話機(jī)。通話電源一般采用 ～ 3 V的原電池 ，呼叫信號(hào)裝置采用手搖發(fā)電機(jī)，向?qū)Ψ接脩?(另一磁石電話機(jī) )或磁石交換機(jī)發(fā)送 90?V左右、 16～ 25 Hz的交流信號(hào)作為呼叫信號(hào)。 磁石式電話機(jī)對傳輸線路要求低，不經(jīng)交換機(jī)轉(zhuǎn)接就可直接通話，適用于 野戰(zhàn)條件 下或無供電情況下的電話通信。 (2) 共電式電話機(jī) 是由共電交換機(jī)集中供給通話電源和呼叫信號(hào)電源的電話機(jī)。電源電壓通常為 直流 24?V。信號(hào)部分采用交流電鈴與電容器串聯(lián)跨接在線路上，隨時(shí)接收交換機(jī)送來的呼叫信號(hào)。利用叉簧接點(diǎn)的斷開與閉合，向交換機(jī)發(fā)送直流呼叫信號(hào)。共電式電話機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適用于 團(tuán)體內(nèi)部 的電話通信。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 磁石式電話機(jī)和共電式電話機(jī)都沒有自動(dòng)選擇被叫用戶的功能。僅在一些特殊場合中使用。 (3) 自動(dòng)式電話機(jī)有轉(zhuǎn)盤撥號(hào)式和按鈕 (鍵 )式兩種 。轉(zhuǎn)盤撥號(hào)式自動(dòng)電話機(jī)通過撥號(hào)轉(zhuǎn)盤向自動(dòng)交換機(jī)發(fā)出表示被叫號(hào)碼的直流脈沖信號(hào)，按鈕 (鍵 )式自動(dòng)電話機(jī)上的按鈕 (鍵 )與相應(yīng)的發(fā)號(hào)集成電路配合，發(fā)出直流脈沖信號(hào)或雙音多頻(DTMF)信號(hào)給自動(dòng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇被叫用戶的功能。自動(dòng)電話機(jī)使用的電源也是自動(dòng)電話交換機(jī)集中供給的，電源電壓 通常為 48 V或 60 V。自動(dòng)電話機(jī)使用方便， 應(yīng)用廣泛 。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 圖 多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng) 通信網(wǎng)匯 接 交 換 機(jī)市 話 交 換 機(jī)用 戶 交 換 機(jī)中繼線用戶線第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 傳輸介質(zhì) 所謂傳輸介質(zhì)，是指傳輸信號(hào)的物理通信線路。任何數(shù)據(jù)在實(shí)際傳輸時(shí)都會(huì)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或光信號(hào)的形式在傳輸介質(zhì)中傳輸。數(shù)據(jù)能否成功傳輸則依賴于兩個(gè)因素：被傳輸信號(hào)本身的質(zhì)量和傳輸介質(zhì)的特性。 有線介質(zhì)目前常用的有雙絞線、同軸電纜和光纖； 無線傳輸常用的電磁波段主要有無線電、微波、紅外線等。 現(xiàn)代傳輸技術(shù) 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 1．有線介質(zhì) 1) 架空明線 架空明線是最早的有線信道 (信道由架在一系列豎立電桿上的絕緣子上的導(dǎo)線而構(gòu)成 )。這種信道容易建設(shè)，低頻信號(hào)的衰減也較小，但高頻部分易于發(fā)射出去，衰耗較大； 允許傳輸信號(hào)的頻帶受限，通信容量很小 。此外，由于架設(shè)在室外，易受外界因素的破壞，干擾大且可靠性差，容易被竊聽。為了減小費(fèi)用和擴(kuò)大容量，會(huì)在一系列電桿上架設(shè)多對信道，但這樣會(huì)帶來串音問題。由于架空明線存在的干擾大、易損壞、可利用的頻帶過窄等缺點(diǎn)，因此，在現(xiàn)代通信網(wǎng)中基本不再使用這種方式。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 2) 平衡電纜 平衡電纜又稱 雙絞線 ，其中每對信號(hào)傳輸線間的距離比明線小，而且包扎在絕緣體內(nèi)。容量也不能太大。這類平衡電纜通常制成多芯電線，就是很多對線路包扎成一條電線。從兩對四芯起，直到 200對，形成多層結(jié)構(gòu)，包成一條電纜，外面還有鎧裝，保護(hù)芯線和絕緣體不被侵蝕和破壞，也起著屏蔽外界干擾的作用?，F(xiàn)代通信網(wǎng)中 雙絞線廣泛使用在用戶環(huán)路，即從用戶終端至復(fù)接設(shè)備或交換機(jī)之間 ，如現(xiàn)代電話通信網(wǎng)中，電話機(jī)至交換機(jī)，計(jì)算機(jī)至集線器。目前經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的雙絞線，短距離的數(shù)字傳輸速率可達(dá) 100?Mb/s。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 3) 同軸電纜 同軸電線是容量較大的有線信道。常用的同軸電纜有兩種：一種是管外徑為 ?mm的 小同軸 ；另一種是管外徑為?mm的 中同軸 。在同軸電線中，電磁波在外管和內(nèi)芯之間傳播，基本上與外界隔開，因而無發(fā)射損耗，也較少受外界干擾，可靠性和傳輸質(zhì)量都很好。這類線路每公里衰減的分貝數(shù)大致與頻率的平方根成正比，所以在高頻端可傳輸足夠的信號(hào)能量，帶寬可以做得較大，傳輸容量也較大。其缺點(diǎn)是 造價(jià)很高，施工復(fù)雜 。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 4) 光纖 光纖是一種很細(xì)的可傳送光信號(hào)的有線介質(zhì)，它可以用玻璃、塑料或高純度的合成硅制成。目前使用的光纖多為石英光纖，它以純凈的二氧化硅材料為主，為改變折射率，中間摻有鍺、磷、硼、氟等。 光纖主要有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 大容量。 (2) 體積小、重量輕。 (3) 低衰減、抗干擾能力強(qiáng)。 目前常用的有 850?nm、 1310?nm和 1550?nm為中心的三個(gè)低損耗窗口，在這三個(gè)窗口中，信號(hào)具有最優(yōu)的傳輸特性。在局域網(wǎng)中較常采用 850?nm波長，而在長距離和高速率傳輸條件下的城域網(wǎng)和長途網(wǎng)中均采用 1550?nm波長。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 2．無線介質(zhì) 無線傳輸介質(zhì)中的信息主要是以無線電波的形式在空間自由傳輸。根據(jù)無線電波的頻率范圍，一般可把無線電波分為長波、中波、短波、超短波和微波。 1) 長波 長波所使用的頻率是在 300?kHz以下，波長在 1000?m以上。這種電磁波沿著地面，尤其是沿海平面的傳播損耗較小，并具有 較好的對海水滲透性 。但可用的帶寬較小，不宜用作傳送大容量的通信系統(tǒng)之用，而且由于波長和發(fā)、收天線的大小成正比，因此，使用長波通信手段進(jìn)行通信所使用的發(fā)射天線和接收天線都很龐大，難于架設(shè)。故此， 長波方式傳輸信息一般只用于航海導(dǎo)航和對潛通信系統(tǒng)。 第 2 章 現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 2) 中波信道 中波的頻率在 ～ 3?MHz或波長在 100～ 1