【正文】 pporting work）是現(xiàn)代電信網(wǎng)運(yùn)行的支撐系統(tǒng)。 交換網(wǎng) 圖 141 各種交換方式及發(fā)展關(guān)系 83 ?電路交換是最早實(shí)現(xiàn)的一種交換方式，這要求輸入線與輸出線建立一條物理通道，其原理是直接利用要切換的物理通信線路連接通信雙方。任何一個(gè)主叫信息都可通過(guò)交換節(jié)點(diǎn)發(fā)送給所需的一個(gè)或多個(gè)被叫用戶。 82 ?概念：交換即轉(zhuǎn)接，是通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋夭豢缮俚募夹g(shù)。 接入網(wǎng) 80 ?接入網(wǎng)分類： 接入網(wǎng) 接入網(wǎng) 有線 無(wú)線 銅線 光纖 H F C x D S L 技術(shù) 以太網(wǎng)接入 有源 A O N 無(wú)源 P O N 固定無(wú)線 移動(dòng)接入 蜂窩移動(dòng)電話 無(wú)繩電話 集群調(diào)度系統(tǒng) E P O N G P O N 81 ?作用：在設(shè)備（結(jié)點(diǎn)）間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞 ?概況：在傳輸技術(shù)中 以前 最常用的是準(zhǔn)同步數(shù)字系列（ Plesiochronous Digital Hierarchy） , 簡(jiǎn)稱 PDH； 而 目前 最常用的傳輸技術(shù)是“同步數(shù)字系列”（ Synchronous Digital Hierarchy），簡(jiǎn)稱 SDH。 如下圖： 79 圖 140 接入網(wǎng)的一般物理結(jié)構(gòu) ?連接業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和局端設(shè)備之間的部分稱為 饋線段 ； ?連接局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備之間的部分稱為 配線段 ； ?遠(yuǎn)端設(shè)備到用戶之間的部分稱為 引入線 。俗稱“最后一公里”。 78 接入網(wǎng) ?基本概念 接入網(wǎng)在通信網(wǎng)中介于本地交換機(jī)和用戶之間 ,主要完成使用戶接入到核心網(wǎng)的任務(wù)，起到承上啟下的作用，通過(guò)接入網(wǎng)將核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)提供給用戶。 通信系統(tǒng)性能指標(biāo) 76 全程全網(wǎng)概念 信息在發(fā)起端通過(guò)終端接入設(shè)備、傳輸鏈路、交換設(shè)備以及相應(yīng)的信令系統(tǒng)、通信協(xié)議和運(yùn)行支撐系統(tǒng)的共同協(xié)作，到達(dá)接收端，完成通信全過(guò)程，在此過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的各個(gè)具體網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、協(xié)議的總和被稱為全程全網(wǎng)。有效性越 高，可靠性越差；可靠性越高，有效性越差。 常用的有誤碼（比特）率、誤字符率和誤碼組率等指標(biāo)。 74 ?可靠性指接收信息的準(zhǔn)確程度，即傳輸信道傳輸信 息的質(zhì)量。Hz ）。 ?衡量系統(tǒng)有效性的主要指標(biāo)是頻帶利用率。 ?有效性指標(biāo)用于衡量系統(tǒng)的傳輸效率。 71 71 纖 芯 直 徑 2 a包 層 直 徑 2 b涂 敷 層包 層5 ~ 1 0 μ m1 2 5 μ m單 模 光 纖 多 模 光 纖2a2b纖 芯2a2b包 層5 0 ~ 7 0 μ m1 2 5 μ m纖 芯( a ) 裸 纖 的 結(jié) 構(gòu) ( b ) 光 纖 的 尺 寸圖 光纖結(jié)構(gòu)與尺寸 3. 光纖 72 通信系統(tǒng)性能指標(biāo) 通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)包括有效性、可靠性、適應(yīng)性、 經(jīng)濟(jì)性、保密性、標(biāo)準(zhǔn)性、維護(hù)性等，其中最主要的性能 指標(biāo)是有效性與可靠性。主要用于要求傳輸距離較長(zhǎng)主干網(wǎng)連接。 纖芯和包層是高純度石英材料， 包層折射率略低于纖芯，與纖芯一起形成光的全反射通道，使光波的傳輸被限制在纖芯內(nèi)。光纖的核心部分是纖芯、包層，稱為裸纖。同軸電纜傳輸帶 寬較大，大量用于有線電視網(wǎng) 。 68 1. 雙絞線電纜（ TP） 圖 135 UTP 圖 136 STP 69 2. 同軸電纜 結(jié)構(gòu)：由一根空心的外圓柱導(dǎo)體和一根位于中心軸線的 內(nèi)導(dǎo)線組成，內(nèi)導(dǎo)線和圓柱導(dǎo)體之間以及圓柱導(dǎo)體與外 界之間用絕緣材料隔開。 雙絞線分為分為非屏蔽雙絞線（ UTP）和屏蔽雙絞線 （ STP）。 1. 雙絞線電纜 (TP) 將一對(duì)以上的雙絞線封裝在一個(gè)絕緣外套中。 ( a ) 網(wǎng)狀網(wǎng) ( b ) 星型網(wǎng) ( c ) 復(fù)合型網(wǎng) ( d ) 環(huán)型網(wǎng) ( e ) 總線型網(wǎng) 67 傳輸介質(zhì) 通信系統(tǒng)的中的傳輸介質(zhì)是用來(lái)傳遞信號(hào)的某種介質(zhì)。 （ 3）交換系統(tǒng) 交換系統(tǒng)用于把點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)連接成通信網(wǎng)，完成網(wǎng)內(nèi)選路功能，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)任意用戶之間都能相互交 換信息。如：電話機(jī)、傳真機(jī)、計(jì)算機(jī)等。 鏈路 D E F C B 1 4 5 7 6 3 用戶線 節(jié)點(diǎn) 電路 用戶終端 干線 用戶線 A 圖 133 通信網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖 65 1. 通信網(wǎng)的組成 通信網(wǎng)絡(luò)在組成結(jié)構(gòu)上包括用戶終端設(shè)備、傳輸線路、交換系統(tǒng)三個(gè)部分。 各部分的作用如下： 64 通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1. 通信網(wǎng)的組成 通信網(wǎng)是由若干用戶終端 A， B， C， ? ，并通過(guò)傳輸 系統(tǒng)鏈接起來(lái)。 ?噪聲：噪聲不是通信模型中的一部分，但通信模型中傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)被噪聲所干擾，從而產(chǎn)生誤碼。 ?變換器：將信源產(chǎn)生的信號(hào)變換成 適合在信道傳輸?shù)男盘?hào)。 ?信宿：收信息端，將接收到的信號(hào)還原成消息。 ? 采用自適應(yīng)陣列天線； ? 一般不單獨(dú)使用； 圖圖圖圖62 通信模型 具體通信系統(tǒng)中涉及大量具體設(shè)備，而且不同的通信系統(tǒng)又具有不同的具體設(shè)備，但所有通信系統(tǒng)可以抽象為一個(gè)通信模型，其涵蓋了所有通信系統(tǒng)的特征。 4. CDMA 系統(tǒng)容量： CDMATDMAFDMA 圖 130 TDMA系統(tǒng)工作示意圖 圖 系統(tǒng)工作示意圖圖 系統(tǒng)工作示意圖圖 系統(tǒng)工作示意圖圖 系統(tǒng)工作示意圖圖 系統(tǒng)工作示意圖61 （ SDMA） 圖 131 概念：以不同空間方向性區(qū)分不同的用戶信號(hào)，每個(gè) 用戶占用不同的空間波束。 圖 129 TDMA系統(tǒng)工作示意圖 ?3. TDMA GSM中采用FDMA/TDMA方式 圖圖圖圖60 概念：以不同編碼特征區(qū)分不同的用戶信號(hào)，每個(gè)用 戶、信息、基站采用不同的編碼調(diào)制。 FDMA具有如下特點(diǎn)： 59 概念：以傳輸時(shí)間區(qū)分不同的用戶信號(hào)，每個(gè)用戶占用 一個(gè)頻道的不同時(shí)間段傳輸信息。 原理：在發(fā)送端將每個(gè)用戶的信息調(diào)制到不同載頻上傳 輸；在接收端接收并解調(diào)獲取自己的信息。多址技術(shù)根據(jù)特征的不同可以分為：FDMA（頻率區(qū)分）、 TDMA（時(shí)間區(qū)分）、CDMA（編碼區(qū)分）、 SDMA（空間方向區(qū)分），示意圖如下： 多址技術(shù) 56 不同類型的 多址技術(shù) 可組合使用。 ?1. 概念 ?發(fā)端：給用戶信息賦予不同的特征，然后向空中發(fā)射，自然 ? 合路； 收端：根據(jù)不同的特征，從空中提取自己的信號(hào)。復(fù)接單元將幾個(gè)低次群合成高次群。 ?按字復(fù)接：每次復(fù)接各低次群（支路）的一個(gè) 碼字 形成高次群 按位復(fù)接和按字復(fù)接如圖 124所示。 ? 圖 123 數(shù)字復(fù)接的原理示意圖 51 數(shù)字復(fù)接技術(shù) 2. 數(shù)字復(fù)接分類 數(shù)字復(fù)接技術(shù)分為兩類：按位復(fù)接和按字復(fù)接?，F(xiàn)在要對(duì) 120 路電話進(jìn)行時(shí)分復(fù)用， 即把 4個(gè)這樣的2048 kb/s的 數(shù)字流合成為一個(gè)高速數(shù)字流，就必須采用數(shù)字復(fù)接技 術(shù)才能完成。它是進(jìn)一步提高線 路利用率、擴(kuò)大數(shù)字通信容量的一種有效方法。 每一幀由 32個(gè)路時(shí)隙組成 （每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)一個(gè)抽樣值，一個(gè)樣值編8位碼）， 包括以下三個(gè)部分 ：① 30個(gè)話路時(shí)隙 (TS1～ TS15， TS17～ TS31)，② 幀同步時(shí)隙 (TS0)，③ 信令與復(fù)幀同步時(shí)隙(TS16)。 PCM30/32路系統(tǒng)稱為基群，又叫一次群。在PCM 30/32路系統(tǒng)中抽樣頻率為 8000次 /s，每次抽樣間隔為 125微秒。 2. 幀 ：由若干個(gè)時(shí)隙所組成的結(jié)構(gòu)，在 PCM 30/32路系統(tǒng)中每個(gè)幀的時(shí)間長(zhǎng)度是 125微秒，每幀中有 32個(gè)時(shí) 隙。 在我國(guó)所使的 PCM30/32路系統(tǒng)中， 30路用于傳輸語(yǔ)音 信號(hào)， 2路用于傳輸控制信號(hào)。 PCM30/32路系 統(tǒng)實(shí)際就是 TDM的一個(gè)典型例子。 （ 7）可實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，并可組成全 光網(wǎng)。 （ 5）充分利用成熟的 TDM技術(shù)，且對(duì)光纖色散無(wú)過(guò)高要求。 （ 3） WDM技術(shù)使 N個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用起來(lái)在單根光纖中傳輸，并且可以實(shí)現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸，以節(jié)省大量的線路投資。 （ WDM） 42 ? 圖 120 WDM單纖雙向原理示意圖 （ WDM） 43 WDM技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)如下： （ WDM） （ 1）充分利用了光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長(zhǎng)傳輸增加幾倍至幾十倍。 另一類是在 1550nm波段的密集波分復(fù)用 (DWDM)。 分類： WDM系統(tǒng)按工作波長(zhǎng)的波段不同可以分為兩類。 缺點(diǎn)：想一想是什么？ 40 圖 119 TDM與 STDM的基本原理的比較示意圖 （ STDM） 41 多路復(fù)用技術(shù) 定義： WDM是在一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的 一項(xiàng)技術(shù)。 （ STDM） 優(yōu)點(diǎn)：線路傳輸?shù)睦寐矢摺Ｒ簿褪钱?dāng) 某一路用戶有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)才給它分配資源，若用戶暫停 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，就不給其分配線路資源，線路的傳輸能力可 用于為其他用戶傳輸更多的數(shù)據(jù)，從而提高了線路利用率。 缺點(diǎn)：時(shí)隙是預(yù)先分配的，且是固定的，每個(gè)用戶獨(dú)占時(shí) 隙，時(shí)隙的利用率較低，線路的傳輸能力不能充分利用。 通過(guò)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，多路低速數(shù)字信號(hào)可復(fù)用到一條 高速數(shù)據(jù)速率的信道。 （ FDM） 36 圖 117 FDM原理示意圖 （ FDM） 37 多路復(fù)用技術(shù) 定義： TDM采用固定時(shí)隙分配方式，即一條物理信道按時(shí) 間分成若干個(gè)時(shí)間片（稱為“時(shí)隙”），輪流地分配給多個(gè) 信號(hào)使用，使得它們?cè)跁r(shí)間上不重疊 。 優(yōu)點(diǎn)：多個(gè)用戶共享一條傳輸線路資源。 FDM主要適用于傳輸模擬信號(hào)的頻分制信道，主要用于電 話、電報(bào)和電纜電視（ CATV）。 多路復(fù)用的 原理示意圖如下： 多路復(fù)用器多路分路器1n21n2 最常用的多路復(fù)用技術(shù)是頻分多路復(fù)用和時(shí)分多路復(fù)用，另 外還有統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用和波分多路復(fù)用技術(shù)。 ?每個(gè)量化級(jí)別可編碼為 8個(gè)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，即 8bit。 一路模擬信號(hào)在經(jīng)過(guò)抽樣、量化、編碼以后所形成的 PCM數(shù)字信號(hào)帶寬為： 8000個(gè)抽樣值 /s 8bit/每個(gè)抽樣值＝ 64Kbit/s ?編碼即是將量化后的信號(hào)抽樣幅值以二進(jìn)制數(shù)值來(lái)表示。量 化級(jí)數(shù)共有 256個(gè)。 非均勻量化克服了均勻量化的缺點(diǎn)。若量化間隔是均 勻的 ,稱為均勻量化 。 f ( t )t輸 入 信 號(hào)u ( t )oofu( t )t抽 樣 脈 沖ot樣 值 序 列32 脈沖編碼調(diào)制（ PCM） ：量化的意思是將時(shí)間域上幅度連續(xù)的樣值序列 變換為時(shí)間域上幅度離散的樣值序列信號(hào)(即量化值）。抽取的樣值為 8000個(gè)抽樣值 /s 。 抽樣頻率 fs取多大合適呢？應(yīng)滿足抽樣定理。 PCM信號(hào)的形成是模 擬信號(hào)經(jīng)過(guò)“抽樣、量化、 編碼 ”三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的。如常見的脈沖信號(hào) 29 通信基本概念 數(shù)字信號(hào)在性能方面優(yōu)于模擬信號(hào)，但是很多原始信號(hào)產(chǎn) 生時(shí)是模擬信號(hào)，所以要想使用數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)通信就需要 先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 信號(hào)類型 28 信號(hào)類型 ：是指在幅值和時(shí)間兩個(gè)方面都離散的信號(hào)。 ?其特點(diǎn)是幅