通信基础知识Word文档格式.docx
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用模拟信号传递消息的系统。
●数字通信系统：
用数字信号传递消息的系统。
由于光纤通信的普及和集成工艺的发展，数字通信系统具有抗干扰能力强，数字信号可再生，可综合各种业务，便于和计算机系统连接，易于集成等优点，所以逐渐取代了模拟通信系统。
1.3标准化组织
标准可以被看作是将不同厂商制造的硬件和软件连接起来以便协调工作的“粘接剂”。
在美国和其他许多国家，全国的标准化组织定义了多种物理特性和操作特性的规范，以便厂商生产与通信公司的线路设施及其他制造商的产品兼容的设备。
在全球范围内，标准化组织颁布了一系列与通信有关的建议。
这些建议虽不是强制性的，但在全球的通信设备和设施的开发过程中具有很强的影响力，并已被数百个大型企业和通信公司采纳。
下面介绍几个重要的组织。
1．ITU
ITU——InternationalTelecommunicationsUnion国际电信联盟。
ITU的前身是CCITT（国际电报电话咨询委员会），1994年更名，它由联合国的一个机构主办，属政府间组织。
总部设在日内瓦，直接负责制定数据通信标准，由15个工作组组成。
ITU-T是其电信标准局。
2．ISO
ISO——InternationalOrganizationforStandardization国际标准化组织。
它是联合国经济和社会理事会下的咨询性非政府组织。
3．ANSI
ANSI——AmericanNationalStandarsInstitute美国国家标准化组织。
它是美国最主要的标准制定机构，是非营利性非政府组织。
4．IEEE
IEEE——InstituteofElectricalandElectronicEngineers电气和电子工程师协会。
它是美国的工程师社团组织。
第二章传输基础知识
2.1传输基本概念
传输的基本模型如图1.2.1所示。
1.信道
信道一般分为模拟信道和数字信道。
模拟信道传输模拟信号；
数字信道传输数字信号。
●模拟信号的传输
在模拟信道上的传输一般为实线传输或频分多路复用。
模拟信号数字化为数字信号便可以在数字信道上传输。
●数字信号的传输
数据传输是一种特殊的数字信号传输，它是计算机终端之间的通信。
数据传输模型如图所示。
DTE为数据终端设备，对数据进行处理。
DCE是数据通信设备，如MODEM等。
数字信号在这两种信道上传输，不同的传输信道采用不同的信号变换设备。
对模拟信道，变换设备为MODEM，把数字信号变为模拟信号再传输。
对数字信道，信号变换器即接口设备，其作用是实现信号码型与电平的转换等。
☞注释
DTE
DCE
信道
噪声源
图1.2.2数据传输模型
数据传输模型如图1.2.2所示。
2.数据传输方式
●并行传输
数据的每一位在多条并行信道上同时传输，传输速率较高，但并行信道实现较为困难，不适合远距离传输。
●串行传输
数据流以串行方式在一条信道上传输，为了在收方识别发方信息，需要保持发、收方信号同步。
这种方式易于实现，经济适用。
所以大部分采用串行通信。
3.数据同步方式
同步系统是数字通信系统的重要主成部分，同步是将通信系统的发送端和接收端的收发信息的时间统一在规定的时间节拍内，使收发系统步调一致。
●异步传输
以字符为单位实现同步，也称位同步。
该种方式需要在每个字符前后加起止位，故不要求双方时钟严格同步，但开销大，效率低。
●同步传输
以固定的时钟节拍发送数据信号。
数据发送以帧为单位。
同步传输开销小，传输效率高，但实现复杂，必须有收发定时信号。
4.数据传输速率与带宽
数据传输速率是衡量传输系统传输能力的主要指标。
主要有比特速率和码元速率。
●比特率：
在单位时间内传送的比特数，单位是bit/s。
●码元速率：
在单位时间内传送的码元（波形）数，单位是band（波特）。
通常，我们也用传输速率表示信道的通信能力——带宽。
5.数据传输差错率
一般用误码率表示。
误码率=接收出现的差错比特（字符、码元）数/总的发送比特（字符、码元）数×
100%
6.基带与频带传输
●基带传输
没有经过调制的信号称为基带信号，这种信号在某些有线信道上可直接传输，这种传输叫做基带传输。
●频带传输
在很多时候，基带信号必须经过调制，将信号频谱搬移到高频率处，才能在信道中传输。
这种称为载波传输或频带传输。
频带传输又分为调频、调幅和调相。
2.2传输介质
传输系统按传输介质的不同可分为有线传输系统和无线传输系统。
有线传输的介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤等。
无线传输的主要介质有长波、短波、超短波、地面微波和卫星等。
1.双绞线
双绞线属于平衡电缆，主要用于基带传输。
电话用户线一般用一对；
数字电话（ISDN电话）用1~4对；
以太网10BASE-T用2对。
2.同轴电缆
同轴电缆属于不平衡电缆，它的两种基本形式是基带和宽带。
基带用于以太网的连接，宽带用于CATV系统，正逐渐被光纤所取代。
光纤和卫星传输系统我们将在后面有关章节做详细介绍。
2.3复用技术
复用技术一般有：
●频分多路复用FDM
●时分多路复用TDM
●统计时分复用
1.频分多路复用
一般多适用于模拟通信，它把信道频带划分成若干逻辑信道，每个用户独占某些频段。
2.时分多路复用
在时分复用系统中，各路信号共用一个信道，轮流在不同的时刻进行传输。
其特点是各路信号在时间上互不重叠，但将占据全部带宽。
3.统计时分多路复用
动态地分配集合信道的时隙，只给那些确实要传输信息的终端分配线路，大大提高了线路利用率。
时分复用多用于数字通信中。
2.4脉冲编码调制PCM
PCM是实现模拟信号数字化的最常用的一种方法。
将时间连续、取值连续的模拟信号转换成为时间离散、取值离散的数字信号，并按一定规律组合编码，形成PCM信号序列。
它的基本过程是抽样、量化和编码。
●抽样：
以一定频率的取样信号将信号在时间上进行离散。
取样频率应大于2倍的信号带宽。
●量化：
将信号在幅度上离散。
●编码：
把量化后的取值用一定位数的二进制码来表示。
●常用传输码型：
在基带传输中，主要的码型有传号反转码（CMI码）、传号极性交替码（AMI码）、三阶高密度双极性码（HDB3码）。
以语音信号为例，声音信号从300Hz—3.3kHz，带宽为3kHz，取样频率为8kHz，每个抽样的编码为8bit。
因此每秒8000个抽样将产生64kbit的数据流，即抽样后的话路速率为64kbit/s。
2.5时分复用系统
帧（Frame）：
一个取样周期定为一帧，用F表示。
对同一信号相邻两次抽样的时间间隔为帧长。
每个样值编码所占的时间宽度叫时隙TS，各路时隙之和为一帧。
1.帧结构
根据时分多路复用的原理和各种传输媒介的特点，在数字通信系统中，常将多路信源信号组合成具有不同数码率的群路信号，以适应各种传输条件和不同介质的传输。
ITU-T为了便于国际通信电路的发展，推荐了两类群路数码率系列和数字复接等级。
并建议
●24路基础群（T1）为美国和日本采用。
●30/32路基础群（E1）为欧洲和中国等地区采用，其码率为2048kbit/s，简称基群或一次群。
帧结构如表1.2.1所示。
表1.2.1基本帧结构
2
3
4
5
6
7
8
9
31
一共32个时隙，从TS0~TS31。
每时隙8bit，传送一路信号为64Kbit/s的PCM信号。
每帧8bit×
32=256bit，抽样频率为8kHz，所以速率为256bit×
8kHz=2048kbit/s。
在基本帧中，TS0传送帧同步码，TS16传送信令信号。
在话音传输中，有CRC（循环冗余校验）复帧和信令复帧，一个复帧由16个基本帧组成。
2.数字复接
在通信系统中，为扩大传输容量和提高传输效率，通常需要将若干个低速数字信号合并成一个高速数字信号流，以便在高速信道中传输，数字复接就是解决PCM信号由低次群到高次群的合成技术。
按时分复用方式将两个或两个以上的分支数字信号汇接成为单一复合数字信号的过程称为数字复接。
表1.2.2所示为不同制式的复接群速率。
表1.2.2复接速率
速率
北美、日本
欧洲、中国
基群
1.5Mbit/s
2.048Mbit/s
二次群
6.312Mbit/s
8.448Mbit/s
三次群
32.064Mbit/s
34.368Mbit/s
2.6光纤通信系统
1．光纤通信的特点
●用高频率的高频作为载频传输信号；
●用光导纤维构成的光缆作为传输线路。
●优点
Ø
传输频带宽，通信容量大；
损耗低，通信距离远。
2．光纤的种类
光纤按传输的总模数来分可分为
●单模光纤
●多模光纤
所谓模式，实际上是电磁场的一种分配形式，模式不同，分布也不同。
单模光纤传输一种模式。
单模光纤传输频带较宽，传输容量大。
适用于大容量、长距离的光纤通信，但是，费用较高。
多模光纤是多个模式在光纤中传输。
多模光纤带宽较窄，容量也较少，上限在1G以下。
3．光纤通信系统
光纤通信系统一般由电端机、光端机和光纤传输等组成。
主要技术是数字编码强度调制——直接检波通信系统。
电端机指PCM多路复用设备。
光端机主要完成光电转换。
目前，很多是将光端机和电端机合为一体。
2.7PDH/SDH/SONET数字体系
数字复接方式一般有三种：
同步复接方式、异步复接方式和准同步复接方式。
●同步复接——如果复接器输入支路信号与本机定时信号是同步的，那么调整单元只需调整相位，有时连相位也无需调整。
●异步复接——如果输入各支路信号与本机定时信号是非严格同步关系，那么调整单元要对各支路信号实施频率和相位调整，使之成为同步数字信号。
●准同步复接——如果输入各支路信号与复接器复接的各支路数字信号的时钟由不同的时钟源提供，但码速率在一定容差范围内为标称相等情况。
这时两个信号为准同步信号。
2.7.1准同步数字系列PDH
PDH是靠从外界添加帧同步码组的方法实现从低阶到高阶的同步复用，这种同步是不完整的、不精确的，所以叫做准同步。
在2.5节中所介绍的时分复用系统即为PDH。
PDH的特点：
●属异步复用；
●上下电路需要一级级地对整个码流拆开并重组；
●各厂家PDH设备的光接口标准不同，所以光信号无法直通。
2.7.2S
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