通信网的组成部.ppt

第二章第二章  通信网的组成部件通信网的组成部件§1  终端设备终端设备 功能：把待传信息转化为可在信道上传送的电信号功能：把待传信息转化为可在信道上传送的电信号包括：传感器包括：传感器 / 匹配匹配 / 信令协议的产生，识别信令协议的产生，识别 传感器传感器   匹配匹配 信令信令 端机端机数据终端数据终端图像终端图像终端   网络中传信号为一维信号网络中传信号为一维信号f(t)   图像：平面黑白图像：平面黑白—亮度与坐标亮度与坐标—二维二维f(x,y)——        转为一维转为一维——扫描扫描       x, y均为均为t的函数的函数x(t)，，y(t)   则则f(x,y)=f(x(t), y(t))=g(t)   最常见的：线性扫描最常见的：线性扫描x(t)=k1t,  y=k2t          (k1，，k2分别为分别为x, y轴上的扫速轴上的扫速) 智能终端智能终端§2  信道与传输信道与传输  信道：电磁波（载荷信息）的通路信道：电磁波（载荷信息）的通路                           自由空间自由空间——无线无线                       沿导线沿导线——有线有线 基本要求：低损耗基本要求：低损耗                     低串扰低串扰                     低噪声低噪声                     带宽（容量）带宽（容量）一、无线信道与传输一、无线信道与传输  长波（低频为长波（低频为<300KHz））  中波（中频为中波（中频为300KHz 3000KHz））  短波（高频为短波（高频为3MHz 30MHz））  超短波（甚、特高频超短波（甚、特高频30MHz 3000MHz））       甚高频甚高频(30MHz 300MHz））       特高频特高频(300MHz 3000MHz））   微波（微波（1G 12G））f —地面损耗地面损耗 ，穿透能力，穿透能力 ，可用带宽，可用带宽 f —地面损耗地面损耗 ，穿透能力，穿透能力 ，可用带宽，可用带宽 超短波：超过超短波：超过30MHz，，不发生发射与折射，不发生发射与折射，      视距：光学水平距离视距：光学水平距离             (d:英里英里; h:英尺英尺,天线高度天线高度)             电波水平距离电波水平距离 >d, 用用于于近近距距通通信信：：100km，，移移动动通通信信(150M, 450M, 900M）），电视，对讲，电视，对讲   UHF：：对流层散射通信，超视距离对流层散射通信，超视距离微波：（微波：（1-12G））通常分为分米波，厘米波，通常分为分米波，厘米波，              毫米波，毫米波， 亚毫米波，亚毫米波，C波段，波段，K波段，波段，               X波段，波段，                     视距中继方式视距中继方式卫星通信网：卫星通信网：规划卫星网（链路）的需求：规划卫星网（链路）的需求： 国际电路日益频繁国际电路日益频繁 发达国，距离发达国，距离500，卫星作为无线接力与同轴之，卫星作为无线接力与同轴之  补充补充 边远地区，卫星为唯一好用方式边远地区，卫星为唯一好用方式（国际无线电咨询委员会）定义：（国际无线电咨询委员会）定义：              地面站（地球站）地面站（地球站）              陆地站（无线中继站，地面上）陆地站（无线中继站，地面上）基本问题：基本问题： 超长距通信，传播时延大，回音，超长距通信，传播时延大，回音， 更大的损耗更大的损耗 拥挤拥挤(赤道轨道上赤道轨道上)频段分配：频段分配：   上行：上行：5925MHz 6425 MHz            (军用军用7900 8400 MHz)   下行：下行：3700 4200 MHz           (军用军用7250 7750 MHz)   发展：上行发展：上行: 14 14.5G    27.5 30G         下行：下行：11.7 12.2G  17.7 21.26G多址连接：多址连接：  按半永久或临时考虑：预分配，按需分配按半永久或临时考虑：预分配，按需分配  按频，时域考虑：频分多址按频，时域考虑：频分多址 、时分多址、时分多址FDMA：：500M带宽，传带宽，传1200个双向话个双向话        用用12个转发器划分带宽，每个转发器个转发器划分带宽，每个转发器36MHz        带宽（子群）提供带宽（子群）提供132路路TDMA：：时域多址联接时域多址联接    时隙，顺序分给地面站时隙，顺序分给地面站    每每 地地 面面 站站 在在 相相 应应 时时 隙隙 内内 独独 占占 整整 个个 转转 发发 器器 带带 宽宽                               （（10-1000M））    数字调制，同步为关键数字调制，同步为关键按需分配多址按需分配多址DAMA    轮询式：主站询，不宜轮询式：主站询，不宜    中央控制：主站设中央控制机中央控制：主站设中央控制机    分散控制：每站对所有站监视分散控制：每站对所有站监视 FDMA与与TDMA混合，混合，SPADE系统系统                   （（4相相PCM，，专用信道）专用信道） SPADE方式：方式：   单路单载波单路单载波—一路话相调制一路话相调制   每每转转发发器器安安排排800个个载载波波（（路路话话）），，各各站站公公共使用共使用一个共用信号信道一个共用信号信道   地地面面站站装装一一个个终终端端装装置置（（含含的的）），，共共用用信信道道忙闲表忙闲表e.g.: A站用户呼叫站用户呼叫B站用户站用户A用用户户—长长话话局局—地地面面站站 SPADE装装置置—选选空空闲闲载载波波                                    呼叫站呼叫站                               发布此载波被占用发布此载波被占用 B站站SPADE应应答答—控控制制频频率率合合成成器器—长长话话局局通通知知用户用户全过程建立约全过程建立约600ms二、有线信道二、有线信道 架空明线架空明线 平衡电缆平衡电缆 同轴电缆同轴电缆  三、光纤三、光纤四、信道的复用四、信道的复用 任何传输线路的带宽任何传输线路的带宽>>一路话的带宽一路话的带宽 充分利用信道资源充分利用信道资源——复用复用 线路两端均附加多路复用设备和分路设备线路两端均附加多路复用设备和分路设备1、话音频分复用标准（、话音频分复用标准（FDM））—载波系统载波系统 前群前群 3路路 占占12 24KHz 基群基群 12路路   60 108KHz  下边带下边带 超群超群 60路路   312 552KHz          5个基群由个基群由5个载波变换个载波变换 主群主群   300路路  812 2044KHz  5个超群个超群 超主群超主群 900路路  8516 12388KHz  巨群巨群   3600路路 42612 59684KHz  主群（主群（30路）以上，占带宽路）以上，占带宽>路数路数 4KHz 某些群路规定与信道有关某些群路规定与信道有关  如同轴电缆如同轴电缆 主群已上主群已上 1800路，路，18000路等路等                   微波微波              600路，路，960，， 27002、话音的时分复用（、话音的时分复用（TDM））数字话数字话 PCM一路一路64Kbit/s 一次群（基群）一次群（基群）32路路       （（30路话，路话，1路勤务，路勤务，1路同步）路同步）   2.048M 二次群二次群       120路路                                     8.448M 三次群三次群       480路路                                     34.368M    四次群四次群      1920路路                                    139.264M 中国，欧洲标准不同于美国、日本标准中国，欧洲标准不同于美国、日本标准 一次群一次群二次群二次群三次群三次群四次群四次群五次群五次群北美北美24路路1.544M966.312M67244.7634032274.176 日本日本241.544966.312M67232.064144097.7285760400.352欧欧 洲洲 /中国中国322.048M1208.44848032.3681920139.2647680560M 64Kbit/s—PCM, A律，并非最节约律，并非最节约 32 Kbit/s—增量调制（增量调制（ ））—可传二路可传二路 相关建议：相关建议：G.733, G.7113、其他复用方式、其他复用方式如多址方式：如多址方式：       FDMA—频分多址（多元接入）频分多址（多元接入）      TDMA—时分多址时分多址      DAMA—按需按需      AHOLA方式方式—共用总线，分散控制共用总线，分散控制                    CSMA—载波监听载波监听                 CSMA/CD—载波监听载波监听(冲突检测）冲突检测）      Polling方式方式——轮询方式轮询方式       Token Passing——令牌方式（环形网）令牌方式（环形网）统计时分复用统计时分复用 §3  交换设备交换设备 要求：准确，快速，管理功能要求：准确，快速，管理功能一、电路转接一、电路转接二、信息转接二、信息转接三、多址随机接入方式三、多址随机接入方式 电路转接：信道利用不充分电路转接：信道利用不充分           拒绝方式拒绝方式          通话空隙较大（通话空隙较大（>50%））          数据传输实时性不要求太高数据传输实时性不要求太高 信息转接信息转接——存储转发及包交换存储转发及包交换                 （数据交换的两种形式）（数据交换的两种形式）存储转发：交换点存储存储转发：交换点存储——等空路传等空路传          缺点：报文延时长，缺点：报文延时长，                       网络（并非链路）资源利用率低网络（并非链路）资源利用率低                           缺乏灵活性缺乏灵活性分组交换（包交换）分组交换（包交换）数据分包（短小报文），编号，编组数据分包（短小报文），编号，编组包不按顺序，不同路径到达宿端交换节点包不按顺序，不同路径到达宿端交换节点节点之间多路径选择时，包交换效率相当高节点之间多路径选择时，包交换效率相当高§4  通信网的规约通信网的规约——信令，协议，标准信令，协议，标准保证通信网有秩序的工作：保证通信网有秩序的工作：Ø互通性：网的语言，协调网的工作互通性：网的语言，协调网的工作Ø互控性：应答，重发互控性：应答，重发Ø互换性：通用标准接口，终端的互换互换性：通用标准接口，终端的互换一、信令一、信令内容：局间信令，用户线信令内容：局间信令，用户线信令要求：完整性要求：完整性  节约性节约性二、数据网协议二、数据网协议ISO的的OSI参考模型参考模型     物理层物理层     链路层链路层     网络层网络层     传输层传输层     会话层会话层     表示层表示层     应用层应用层§5  通信网的标准通信网的标准 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