【正文】 對y軸在O~1（歸一化）范圍內(nèi)以均勻分段方式分成8個均勻段落，它們的分段點是：7/6/5/4/3/2/8和1/8。而A律壓縮特性基本上是一條平滑變化的曲線，由此決定的橫坐標(biāo)量化間隔的劃分不可能嚴格地成2的倍數(shù)關(guān)系，所以，用若干段折線去逼近A律壓縮特性，由此得出了A律13折線。目前常用的是A律13折線壓縮特性。(2) 要求擴張?zhí)匦砸獓栏竦嘏c壓縮特性相反，以使壓縮一一擴張的總傳輸系數(shù)為1，否則會產(chǎn)生失真。收信采用擴張加均勻量化：與上相反。壓縮信道均勻量化編碼擴張解碼 模擬壓擴法方框圖發(fā)信采用壓縮加均勻量化：小信號的放大倍數(shù)大。為了達到這一目的，非均勻量化大、小信號的量化間隔不同。所以引出了非均勻量化。在N大小適當(dāng)時，均勻量化小信號的量化信噪比太小，不滿足要求（數(shù)字通信系統(tǒng)中要求量化信噪比大于26dB），而大信號的量化信噪比較大，遠遠滿足要求。由于存在量化誤差就好比有一個噪聲疊加在原來的信號上起干擾作用，這種噪聲稱為量化噪聲。 emx（t）= 2/Δ （量化區(qū)） emx（t）=≥2/Δ （過載區(qū)）考慮采用四舍五入量化方法不易實現(xiàn)，所以在工程中采用舍去法。由此可見，量化后將取值無限的PAM值變?yōu)槿≈涤邢薜姆戎?，量化值的?shù)目等于量化級N。由于量化級數(shù)為8級，因此把4Δ~4Δ中無限個連續(xù)值量化成有限個（8個）離散值。N稱為量化級數(shù)，每一小間隔稱為量化間隔Δ： Δ=2U/N例如：、量化值為：、設(shè)：N=8U=4Δ，均勻量化間隔為Δ，則量化級數(shù)N=2U/Δ=8級。我們將U與+U這個區(qū)域稱為量化區(qū)，而將（U，+U）之外的范圍稱為過載區(qū)。1．均勻量化uP（u）uu。三、量化量化的意思是將時間域上幅度連續(xù)的樣值序列變換為時間域上幅度離散的樣值序列信號（即量化值）。應(yīng)當(dāng)指出，抽樣頻率fs不是越高越好，fs太高時，將會降低信道的利用率（因為隨fs的升高，fb也增大，則數(shù)字信號帶寬變寬，導(dǎo)致信道利用率降低）。”這就是著名的抽樣定理。當(dāng)fs=8000Hz時，取樣周期Ts=1/f1=1/8000=125μs。否則產(chǎn)生重疊而產(chǎn)生失真，這種失真所產(chǎn)生的噪聲稱為折疊噪聲。設(shè)原始話音信號的頻帶限制在0－fm（fm：話音信號的最高頻率），在接收端，只要用一個低通濾波器把原始話音信號（頻帶為0－fm）濾出，就可獲得原始話音信號的重建。抽樣處理后不僅便于量化、編碼，同時對話音信號進行了時域壓縮，為時分復(fù)用創(chuàng)造條件。，樣值序列的頻譜被擴大了（即頻率成分增多了），但樣值序列中含原始話音的信息?，F(xiàn)分析理想抽樣時的樣值序列S（t）的頻譜S（ω）與原始模擬話音信號m（t）的頻譜M（ω）之間的關(guān)系。采用理想的單位沖激脈沖序列作為抽樣脈沖（即用沖激脈沖近似表示有一定寬度的抽樣脈沖）時，稱為理想抽樣。為了了解在什么條件下，接收端能從解碼后的樣值序列中恢復(fù)出原始模擬信號，有必要分析樣值序列的頻譜。抽樣后所得出的一串在時間上離散的樣值稱為樣值序列或樣值信號，它是PAM信號，由于其幅度取值仍然是連續(xù)的，它仍是模擬信號。抽樣是由抽樣門來完成的，在抽樣脈沖S（t）的控制下，抽樣門閉合或斷開。要使話音信號數(shù)字化，首先要在時間上對話音信號進行離散化處理，這一處理過程是由抽樣來完成的。下面分別詳細介紹有關(guān)抽樣、量化、編碼與解碼等知識。數(shù)/模變換包括解碼和低通兩部分。再生中繼器可消除噪聲，所以數(shù)字通信系統(tǒng)中每隔一定的距離加一個再生中繼器以延長通信距離。..編碼用二進制碼表示N個量化值，每個量化值編n位碼，則N=2 n。抽樣是把模擬信號在時間上離散化，變?yōu)槊}沖幅度調(diào)制（PAM）信號。一、脈沖編碼調(diào)制的構(gòu)成對模擬信號抽樣，分別對每個樣值量化，再對其量化值進行編碼，這一過程稱為脈沖編碼調(diào)制（PCM）。 PCM的基本原理將模擬信號經(jīng)過數(shù)字化處理后形成數(shù)字信號，從而使模擬傳輸變?yōu)閿?shù)字傳輸。實際的應(yīng)用中，雖然每端PDH設(shè)備所傳業(yè)務(wù)不多，但都是銀行、政府等重要部門。這就增加了網(wǎng)絡(luò)成本，影響了光纖系統(tǒng)的互聯(lián)，與目前光纖通信飛速發(fā)展的形勢不符。同為歐州體制的4次群系統(tǒng)，光接口就可能有幾種。中國采用的是歐洲體制。相應(yīng)的比特系列稱為準(zhǔn)同步數(shù)字系列。10. 波長、波速和頻率的關(guān)系？第2章 PDH課程目標(biāo)：初級l 了解準(zhǔn)同步數(shù)字體系中級l 熟悉準(zhǔn)同步數(shù)字體系l 掌握PCM30/32路系統(tǒng)l 熟悉網(wǎng)絡(luò)性能標(biāo)準(zhǔn)高級l 熟悉準(zhǔn)同步數(shù)字體系l 掌握PCM30/32路系統(tǒng)l 熟悉數(shù)字復(fù)接技術(shù)l 了解數(shù)字傳輸技術(shù)l 熟悉PDH接口標(biāo)準(zhǔn)l 熟悉網(wǎng)絡(luò)性能標(biāo)準(zhǔn) 準(zhǔn)同步數(shù)字體系 何謂準(zhǔn)同步數(shù)字體系為了將低速信號復(fù)接成高速信號并使復(fù)接方便，規(guī)定了各信道比特流之間的各速率等級標(biāo)稱值和容差范圍。6. 常用的數(shù)字復(fù)接技術(shù)有哪些？7. 簡述PDH和SDH的各自特點和區(qū)別。4. 列舉常用的物理拓撲結(jié)構(gòu)，并敘述其優(yōu)缺點。2. 列舉說明ASON光同步傳送網(wǎng)的特點。(I1(V1(P1采用對數(shù)后，還可以將乘除運算簡化為加減運算。如果用以10為底的對數(shù)，即貝爾（Bell）表示時，又因單位過大而不很方便。順著電磁波的傳播方向看去，當(dāng)矢量旋轉(zhuǎn)方向為逆時針時，則為左旋極化波，順時針時為右旋極化波。當(dāng)E與地面平行時，稱為水平極化波。按照極化方式的不同，電磁波可分為線極化波和圓極化波等各種不同的類型。在均勻無限空間中傳播的電磁波是一種橫波，其電場矢量E、磁場強度矢量H和波的傳播方向三者之間，兩兩互相垂直，常用電場強度矢量E的變化來代表電磁波的變化。最適合衛(wèi)星通信的頻率是1～10GHz頻段，但為了滿足越來越多的需求，新的頻段如12GHz，14GHz，20GHz及30GHz已開始研究應(yīng)用。在衛(wèi)星通信中，不同的衛(wèi)星，或者同一顆衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器所使用的頻率范圍不同，不同頻率范圍有不同的代號。按照波長和用途不同，人們把無線電波又分成許多波段，頻段劃分、。由于利用頻率可以計算出波長，一個頻率范圍將對應(yīng)一個波長范圍，所以頻段與波段具有同樣的意思。頻率在31011Hz41014Hz之間的波稱為紅外線，它的顯著特點是給人以“熱”的感覺，常用于醫(yī)學(xué)上的物理治療或紅外線加熱，探測等；1014Hz之間的波為可見光，它能引起人們的視覺；頻率在81014Hz31017Hz之間的波稱為紫外線，具有較強的殺菌能力，常用于殺菌，消毒；頻率在31017 Hz51019Hz之間的波稱為X射線（或倫琴射線）它的穿透能力很強，常用于金屬探測，人體透視等； 在原子核物理中還有頻率為1018Hz1022Hz以上的射線，其穿透能力就更強了。波長TＯ 波長和頻率示意圖不同的頻率的（或不同波長）電磁波具有不同的性質(zhì)用途。波速是指電磁波在單位時間內(nèi)傳播的距離，通常用v表示。頻率是指在單位時間內(nèi)電場強度矢量E（或磁場強度矢量H）進行完全振動的次數(shù)，通常用f表示。現(xiàn)代人類的生活越來越離不開電磁波：收音機收到的無線電廣播信號、電視機收到的高頻電視信號、醫(yī)院里物理治療用的紅外線、消毒和殺菌用的紫外線、透視照相用的X射線……以及各種可見光，都屬于電磁波。純光中繼器其實是一個光的放大器，由于目前光放大器已趨于成熟，它可作為lR中繼器(僅僅放大)代替3R或2R中繼器，構(gòu)成全光光纖通信系統(tǒng)，或與3R中繼器構(gòu)成混合中繼方式，可大大簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，是發(fā)展方向。光中繼器又分為光電中繼器和純光中繼器。三、 對已均衡放大的接收信號進行抽樣判決，并進行脈沖形成，形成與發(fā)端一樣形狀的脈沖。它的主要功能是：一、 將接收的輸入信號予以放大和均衡。 再生中繼系統(tǒng)框圖再生中繼器由三部分基本電路組成，即均衡放大、定時提取和判決再生。再生中繼器的目的是：經(jīng)過一段距離傳輸后，當(dāng)信道信噪比不太大時，及時識別判決，以防止信道誤碼。隨著傳輸距離的加長，這種影響也愈顯著，當(dāng)傳輸達到一定距離后，接收端就無法識別出收到的信碼是“1”碼還是“0”碼，這樣通信就失去了意義。APE主要應(yīng)用在跨段數(shù)比較多的情況。三、 自動功率均衡（APE）當(dāng)傳送距離超過一定程度時，DWDM系統(tǒng)的各通道功率出現(xiàn)嚴重不平坦，影響系統(tǒng)接收性能。在波分復(fù)用的系統(tǒng)里，還有如下的幾種均衡的方式：一、自動功率控制（ALC）實現(xiàn)DWDM鏈路的功率控制，當(dāng)DWDM鏈路中某一段光纖由于老化等原因?qū)е鹿饫|衰減增大時，利用ALC（Automatic Level Control）功能，通過調(diào)節(jié)光放大器的輸出功率，使其保持在正常水平，避免鏈路光功率波動，提高傳輸信號質(zhì)量和設(shè)備的可維護性。數(shù)字傳輸系統(tǒng)中在選擇波形均衡方式時應(yīng)考慮以下幾個方面的因素。 均衡技術(shù)數(shù)字信號經(jīng)過具有理想低通特性或等效滾降特性的網(wǎng)絡(luò)傳輸時，若信號序列速率與傳輸網(wǎng)絡(luò)截止頻率滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則時，就可做到無符號間干擾的傳輸。三、三階高密度碼－HDB3碼HDB3(High Density Bipolar)碼是將連“0”碼限制在3個以內(nèi)，以克服AMI碼對連“0”碼個數(shù)無法限制的缺點。由于上述的優(yōu)點，AMI碼被使用于數(shù)字信號系統(tǒng)的傳輸碼型中，它是CCITT建議采用的碼型之一。4． 碼型頻譜中，雖無定時時鐘頻率成分，但AMI碼經(jīng)過非線性處理（全波整流）變換成單極性碼后，就會含有定時時鐘成分。3． 提供一定的檢錯能力。它有下列優(yōu)點：1． 無直流成分，低頻成分也少，有利于采用變量器進行遠端供電的隔離，而且對變量器的要求也可以降低。二、三元線路碼型AMI碼：AMI碼是Altemate Mark Inversion (傳號交替反轉(zhuǎn))碼的縮寫。，規(guī)定CMI碼為四次群接口碼型。信道相位反轉(zhuǎn)后仍有此性質(zhì))。一、二元線路碼型CMI碼：CMI碼是Code Mark Inversion(編碼傳號反轉(zhuǎn))碼的縮寫。從質(zhì)量要求出發(fā)，當(dāng)然希望這個數(shù)值越小越好。線路碼中高、低頻能量在傳輸中均有較大的衰減，且低頻時要求的元件尺寸大，高頻能量對鄰近線對造成串音。l 設(shè)備簡單、可靠。l 低的誤碼增殖。l 易于定時提取。l 線路編碼信號有唯一可解性，可還原出原來的二進制序列。對線路編碼的要求主要有:l 編碼方案對發(fā)送消息類型不應(yīng)有任何限制，適合于所有的二進制信號。傳輸碼型是研究數(shù)字通信傳輸系統(tǒng)的一項重要課題，正確的選擇傳輸碼型不但可以改善傳輸性能，提高通信質(zhì)量，而且可以延長中繼段的距離，使中繼器結(jié)構(gòu)簡單，從而獲得顯著的經(jīng)濟效果。 數(shù)字傳輸常用碼型及均衡技術(shù) 選擇線路碼型的條件從信源或編碼器輸出的信號，一般來說是“1”，“0”兩種狀態(tài)的單極性碼，但在進行數(shù)字傳輸時，不管是低通型信道的基帶傳輸還是帶通型信道的頻帶傳輸，都必須考慮到傳輸信道的特點，使終端信息比特與信道相匹配，亦即把信息比特變換為適合于信道傳輸?shù)臄?shù)字信號，這個過程稱為線路編碼。SDH和PDH原理完全不同，SDH采用的是管理式，而PDH是以物理形式控制數(shù)據(jù)。五、 兼容性 傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)是建立在點到點傳輸基礎(chǔ)上，數(shù)字信道利用率很低，有的需要多次轉(zhuǎn)接，無法提供最佳傳輸路由，也難以滿足不斷出現(xiàn)的各種新業(yè)務(wù)。這種先天不足，使PDH網(wǎng)絡(luò)無法適應(yīng)飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，也難以支持新一代電信傳輸網(wǎng)。凈負荷與網(wǎng)絡(luò)又是同步的，因此只需利用軟件控制指針，便可以從高速信號中一次提取所需信號，上下業(yè)務(wù)十分方便。三、 上下業(yè)務(wù)能力 傳統(tǒng)的PDH復(fù)用結(jié)構(gòu)逐級復(fù)用，除了幾個低速率級信號采用同步復(fù)用外，其它級采用異步復(fù)用，即靠塞入一些額外比特使各支路信號與復(fù)用設(shè)備同步并復(fù)用成高速信號，因此很難從高速信號中提取低速信號。而在SDH網(wǎng)內(nèi)用一個光接口代替大量電接口，省去了大量相關(guān)電路單元和光跳線，提高了網(wǎng)絡(luò)靈活性和可靠性，節(jié)約了成本。二、 接口規(guī)范 PDH網(wǎng)不存在世界統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的光接口規(guī)范，而是由各廠家自行開發(fā)的光接口。而SDH網(wǎng)使兩大數(shù)字體系和三個地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)在SDH基本傳輸模塊STM1上獲得了統(tǒng)一。SDH技術(shù)與PDH技術(shù)相比，有如下明顯優(yōu)點：一、 數(shù)字體系方面 。因此，這種同步方式嚴格來說不是真正的同步，所以叫做“準(zhǔn)同步”。盡管每個時鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。 準(zhǔn)同步和同步數(shù)字體系在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，有兩種數(shù)字傳輸系列，一種叫“準(zhǔn)同步數(shù)字系列”（Plesiochrous Digital Hierarchy），簡稱PDH；另一種叫“同步數(shù)字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），簡稱SDH。可以預(yù)想在不久的將來，數(shù)字通信系統(tǒng)中光復(fù)用技術(shù)將全面取代電復(fù)用技術(shù)，在今后的實際應(yīng)用中，幾種光復(fù)用技術(shù)的混合應(yīng)用(如OWDM+OTDM技術(shù))將在各種光通信系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。 復(fù)用技術(shù)的展望商品化的單波長10Gb/s(STM64)，更需要光復(fù)用技術(shù)的不斷應(yīng)用。OFDM適用于多業(yè)務(wù)、高靈活性的通信系統(tǒng)，頻譜利用率高，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。而在OFDM中，子信道間不加保護間隔，因此可有效地提高頻帶的利用率。采用離散反變換實現(xiàn)調(diào)制和傳統(tǒng)的FDM技術(shù)有很大的不同。頻分多路復(fù)用以前多用于模擬通信，但是正交頻分復(fù)用OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation)可用于數(shù)字通信中，它是頻分復(fù)用技術(shù)的一種，是一種多個正交子載波的調(diào)制技術(shù)。只要復(fù)合信號的總帶寬小于信道帶寬，復(fù)合信號就可以在該信道傳輸。利用光空分交換或交叉連接，可以用非網(wǎng)狀物理光纜網(wǎng)絡(luò)組成全網(wǎng)狀物理光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供了組網(wǎng)的靈活性。若每芯傳輸速率為1Tb/s(1012b/s)，考慮到冗余自愈保護，則每纜至少傳送的速率為1000Tb/s。光空分復(fù)用OSDM(Optical Spatial Division Modulation)是一種新型技術(shù)，它在光網(wǎng)絡(luò)中的作用如同分組交換在專用線路中的作用一樣。隨著器件性能不斷提高，成本不斷降低，