通信基础知识

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PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 引入 l

您知道通信系统的组成吗？ l

您知道两个用户如何通信吗？ l

您知道通信的未来发展吗？

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 学习目标

学习完本课程，您应该能够： l

熟悉通信系统的组成 掌握通信相关的基本概念 了解通信技术的发展方向 l l

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第一章 通信系统模型 第二章 通信相关基本概念 第三章 常用通信技术介绍 PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 通信系统模型

通信系统基本模型图 ?模拟通信系统基本组成图 ?数字通信系统基本组成图 PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 通信系统基本模型图 信 源 信 息

发 送 变 换 器 信 号 信 道 信 号

接 收 变 换 器 信 息 信 宿 噪 声

信息：声音，图形，图像，文字等 信号：随信息做相应变化的电压或电流（也可以是光） PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 模拟通信系统基本组成图 发 信 源 调 制 器 信 道 解 调 器

收 信 者 噪 声

调制：按被传输的基带信号的变化规律去改变被调载波的某一参数， 如幅度，频率，相位等 解调：调制的逆过程

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 数字通信系统基本组成图 发 信 源

信 源 编 码 器 信 道 编 码 器 调 制 器 信 道 解 调 器

信 道 译 码 器 信 源 译 码 器 收 信 者 噪 声 源

编码：将量化后的信号用二进制代码表示的过程 解（译）码：编码的逆过程 PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 课程内容

第一章 通信系统模型 第二章 通信相关基本概念 第三章 常用通信技术介绍 PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 通信相关基本概念

信号 ?模拟信号的数字化 ?数字信号的码型 ?PCM编码原理 ?同步 ?PCM基群幀结构 ?复用技术 ?TDM基本原理

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 信号

电压 1 时间 0 0 （1）模拟信号

模拟信号：连续变化的信号 数字信号：离散的信号 （2）数字信号

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 模拟信号的数字化（1） 电压 电压 时间 时间

（1）模拟信号 （2）信号采样

00000001 00000010 00000011 11101010

（3）信号量化 （4）信号编码

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 模拟信号的数字化（2） l

抽样：将连续变化的信号变成离散的信号 奈奎斯特准则抽样频率8KHz，每秒样值为：8000个 l

量化：使抽样出来的样值归为某一临近的“整数”采用“四舍五入”的 办法 l

编码：8000×8=Kbit/s

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 数字信号的码型（1）

1 01 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 （a）NRZ （b）AMI （c）HDB3

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 数字信号的码型（2） l

NRZ：单极性不归零码 NRZ是简单的二进制数字信号，其频谱包含有直流分量与较多的低频分量， 只能用于设备内部传输及交换，不能作为在电缆信道上进行基带传输的码 型 l

AMI：极性交替反转码 AMI码又称伪三元码，有“0”码，“＋1”码和“－1”码（三元）。二进制码中 的“0”码对应AMI中的“0”码，而二进制码中的“1”码则对应AMI中交替变化 的“＋1”和“－1” ，解决了多个连“1”的直流分量问题 l

HDB3：三阶高密度双极性码 将连“0”码给予，使之不超过3个，它既保持了AMI码的优点（无直流分 量，低频分量少），又克服了AMI码的连“0”码所引起的缺点，因此，在 PCM中它被广泛采用 ，在AMI基础上，又解决了多个连“0”的直流分量问题 PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 30/32 PCM A律13折线非线性编码原理（1） D2 D3 D4 111 110 101 100 011 010 001 000 1632 D1

1:正电压 0:负电压

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D5 D6 D7 D8 24=16 128256 512 1024mv 2048mv

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 30/32 PCM A律13折线非线性编码原理（2） l

为什么采用非线性编码？ 为什么叫A律13折线？ l

量化误差：采样值（真实值）与量化结果的差值 误差的后果产生“量化噪声” 信噪比：表示通信质量的一个重要指标 信噪比=10lg信号/噪声=10lg信号/（信号-采样值） 采用均匀（线性）量化法：由于量化误差对大小信号一样，使小信号信噪比较大， 通信质量较差 A

率13折线：中国与欧洲采用的一种非线性量化编码法，保证大小信号通信质量 不变 PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 同步

数字通信的同步：是指收、发两端的数码率及各种定时标志都步调一致，不仅 要求频率相同，而且要求相位一致。接收端和发送端在时间上的同步是正确接 收、识别信息和分出每一路的信息码和信令码的保证

同步包括：比特同步、帧同步、复帧同步和网同步 比特同步：比特同步也称位同步，又称码元同步 帧同步：接收端每帧的起止时间与发送端一致 复帧同步：接收端每复帧的起止时间和发送端一致

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn PCM基群帧结构（30/32） 16个子帧 复帧 结构

F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 T=（2ma）

F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F0 F1 F2 F3 „„ „„

32个时隙，256比特，T=125 TS 0 1 2 3 4 5 6 s u

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 信令时隙 帧同步时隙 偶帧 1 0 0 1 1 0 1 1 TS0 国内留用 奇帧 1 0 A1 1 1 1 1 1 TSO A1：正常为0，失步告警为1 F0 0 0 0 0 a b c d 复帧同步 备用 488ns s T=3.9u

F1 a b c d CH1 F2 a b c d CH2 a b c d CH17

„ a b c d „ CH18 F15 a b c d CH15 a b c d CH31

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn PCM 基本原理 l

抽样频率为8000Hz（周期为125us），对每一话路每抽样一次经过量化可以编 成8位码组，占用一个时隙。30/32路PCM系统中，32路复用125us。这32路时 隙构成一个“帧”。而16帧又合成一个复帧。 计算几个数据： l l l l l

1帧时长为125μS，1时隙的时长为125/32=3.9μS，一个复帧占用2ms。 1帧的位长：8×32=256位。 信道的速率：256位/帧 × 8000帧/秒 =2048KBPS 话路的速率：8位/路 ×8000 路/秒=KBPS 一个模拟信号的带宽最大为4K(300~3000HZ).数字信号的优点靠牺牲带宽获得 的。

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 复用技术

频率 频率 频分复用 （1）FDM 频率

时间

码分复用 时分复用 时间 （3）CDM （2）TDM 时间 扩频码

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn TDM基本原理 1 5 10 20 31 路

5 1 0 31

脉冲定时控制单元 抽样和编码

帧码插入 信令插入 32TS T=125us TS

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

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第一章 通信系统模型 第二章 通信相关基本概念 第三章 常用通信技术介绍 PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 常用通信技术介绍

SDH ?单模光纤与多模光纤 ?TCP/IP ?ATM ?HDLC

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn SDH传输基本概念

SDH：Synchronous Digital Hierarchy l

同步数字体系（SDH）传输网由SDH网络单元组成。在光纤线路或其它传输媒 体上，SDH传输网可以完成同步信息的传输，复用和交叉连接。 l

SDH 的 基 础 模 块 被 称 为 STM-1 叫 同 步 传 输 模 块 （ Synchronous Transport Module）。更高等级的模块有STM-4、STM-16、 STM-。 l

SDH网络单元主要有同步光缆线路系统，终端复用器（TM）分/插复用器 （ADM）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。 l

STM-1：155520kbit/s STM-16：2488320kbit/s STM-4：622080kbit/s STM-：995328kbit/s

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 终端复用器TM STM-N TM

TM：Terminal Multiplexer

TM 用 作 线 路 终 端 设 备 ， 主 要 功 能 是 将 准 同 步 信 号 （ 1 . 5 、 2 、 6 、 3 4 、 或 140Mbit/s）复接成STM-N信号，并完成电-光转换及其逆过程，也可以将准同 步支路，同步支路（电的或光的）或将若干个同步支路（电的或光的），复接 成STM-N信号，并完成电光转换及其逆过程。

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 分/插复用器ADM

S T M -N ADM S T M -N

ADM：Add Drop Multiplexer是一个三端口设备，它的输入和输出均为STM-N 光信号，支路信号可以是准同步的，也可以是同步的。 ADM的特点是可以从主流信号中分出一些信号并接入另外一些信号。如，可从 STM-4中分出一个2Mbit/s和接入另一个2Mbit/s的信号 PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 同步数字交叉连接设备（SDXC）

STM-N 复接 分接 STM-M 复接 分接 STM-M STM-N SDXC

SDXC：Synchronous Digital Cross Connect的功能是在监控单元控制下完 成接入端信号间的交换。一般，参与交叉连接的信号速率等于或低于接入信号 的速率，需要复接和分接来完成分叉连接信号速率和接入信号速率之间的转换， 既每个输入信号被分接成若干个交叉连接信号，交叉连接网络按照预先存放的 交叉连接图对这些交叉连接信号进行重新安排，最后将这些重新安排后的信号 复接成高速率信号输出。

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 单模光纤与多模光纤

单模光纤： SINGLE MODE FIBRE/monomode fiber 单模光纤是在指定波长下只可能传播一种模式的光纤 多模光纤： MULTIMODE FIBRE 在特定的波长上能传播两个以上束缚模式的光纤 ?多模传输距离近，一般在200M-2KM ?单模的传输距离比较远，范围可以在10KM-70KM ?多模光纤纤芯要比单模光纤纤芯粗 ?单模光纤可以传输的数据量比较大 ?多模光纤的光波长为850NM ?单模的有 1310NM 1550NM 两种：其中1310NM更适于远距离传输 ?多模光纤是可见光，光源为红外发光二极管 ?单模是激光

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn TCP/IP — TCP/IP分层模型

ó|ó?2? ′?ê?2? í???2? á′?·2? ??àí2? ???μí3 í???2? á′?·2? ??àí2? ?·óé?÷ í???2? á′?·2? ??àí2? ?·óé?÷ á′?·2? ??àí2? í??? ó|ó?2? ′?ê?2? í???2? á′?·2? ??àí2? ???μí3

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IP是TCP/IP体系中最重要 的协议之一 与IP协议配套的三个协议： 地址转换协议ARP 反向地址转换协议RARP Internet控制报文协议ICMP TELNET, FTP„„ UPD, TCP ICMP IP

ARP RARP

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IP协议提供了一种全球统一的编址方式，屏蔽 了物理网络地址的差异，使路由查找成为可能 IP协议提供了一种全球统一的报文格式，屏蔽 了网络链路层差异，使网络互联成为可能

高层协议 TCP/IP Ethernet Token Ring X.25

FR ATM PPP/SDH

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn TCP/IP — IP数据包的格式

0 1 优先级 2 3 D 4 T 5 R 6 C 7 未用 比特 0 版本 20 个 字节 固定 长度 4 首度 标 寿 命 8 服务类型 识 协 议 16 19

24 总 长 度 31 标志

段 偏 移 首 部 检 验 和

源 站 IP 地 址 目 的 站 IP 地 址 长度 可变

长 度 可 变 的 任 选 字 段 数 „„ 据 填 充

PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn TCP/IP — IP地址的格式和类型

0 1 2 3 4 A类 B类 0 1 0 net-id net-id 8 16 host-id host-id 24 31 C类 110 net-id host-id D类 1110 组播地址 E类 11110

保留为今后使用

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全0的网络号码：表示“本网络”或“我不知道号码的这个网络” 全1的网络号码 全0的主机号码：表示该IP地址就是网络的地址 全1的主机号码：表示广播地址，即对该网络上所有的主机进行广播 全0的IP地址：即0.0.0.0 网络号码为1本文由sjy2190贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第一章 概 述

通信的目的是为了信息的传递。携带信息的信号可分为模拟信号（如话音）和数字信号 （计算机输出的信号） 。信息的传递由通信系统来完成。 1.1 通信系统的组成

通信系统由硬件和软件组成。硬件包括终端、传输和交换三大部分。 终端：包括普通电

话、移动电话、计算机、数据终端、可视电话、会议电视终端等。 传输系统：信息传递的通道，一般叫信道。 交换系统：完成接入交换节点链路的汇集、转接和分配。 通信系统软件：为能更好完成信息的传递和转接交换所必须的一整套协议、标准， 包括网络结构、网内信令、协议和借口以及技术、接口标准等。 注释 区分交换和传输的概念，有助于我们对一些概念的理解。但随着通信的发展， 区分交换和传输的概念，有助于我们对一些概念的理解。但随着通信的发展，它 们之间的界限越来越不明显，很多新的标准已经把传输和交换融合到一起。 们之间的界限越来越不明显，很多新的标准已经把传输和交换融合到一起。 1.2 通信系统的分类

按照系统所传输的信号来分类，则系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。 模拟通信系统：用模拟信号传递消息的系统。 模拟通信系统 数字通信系统：用数字信号传递消息的系统。 数字通信系统 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——International Telecommunications Union 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 ITUITU 是其电信标准局。 2． ISO ISO——International Organization for Standardization 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组织。 3． ANSI ANSI——American National Standars Institute 美国国家标准化组织。 它是美国最主要的标准制定机构，是非营利性非组织。 -1-

4． IEEE IEEE——Institute of Electrical and Electronic Engineers 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 噪声源 信源 变换器 信道 反变换器 信宿

图 1.2.1 传输模型 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 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， 为数据终端设备， 对数据进行处理。 DCE 是数据通信设

备， MODEM 等。 是数据通信设备， 图所示。 对数据进行处理。 如 数据传输模型如图 1.2.2 所示。 噪声源 DTE DCE 信道 DCE DTE

图 1.2.2 数据传输模型 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。 -2-

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： bit/s。 比特率：在单位时间内传送的比特数，单位是 bit/s 码元速率： band（波特） 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 带宽。 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 调频、 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 宽带 基带和宽带 基带 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 -3-

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 抽样 号带宽。 量化：将信号在幅度上离散。 量化 编码： 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： 、传号极性交替 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） 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 kbit 的数据流，即抽样后的话路速率 为 kbit/s。 2.5 时分复用系统 ：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 帧（Frame） 为帧长 帧长。每个样值编码所占的时间宽度叫时隙 TS 帧长 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 -4-

0 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 Kbit/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 速率 基群 二次群 三次群 复接速率 北美、 北美、日本 1.5Mbit/s 6.312 Mbit/s 32.0 Mbit/s 欧洲、 欧洲、中国 2.048 Mbit/s 8.448 Mbit/s 34.368 Mbit/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 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 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。 模式 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 单模光纤 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。 多模光纤 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。 2.7

PDH/SDH/SONET 数字体系 -5-

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 同步复接 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 异步复接 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 准同步复接 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。 的特点： 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。 2.7.2 SONET/SDH 随着光纤通信的发展， 为了提供统一的光传输接口， 全世界的标准化组织致力于形成一 套规范， 使所有厂商的传输系统互连。 于是同步光网络 SONET 和同步数字系列 SDH 标准应运 而生。 SONET 是为美国和加拿大规定的，SDH 是对欧洲和其他国家规定的，二者很接近，但不 完本文由0501130110贡献

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1、电信基础知识 2、通信电源技术 3、配线设备结构、原理与防护 配线设备结构、 4、防雷基础知识 5、EMC基础知识 EMC基础知识 6、防腐蚀原理与技术 7、产品安全基础 8、ESD原理与防护 ESD原理与防护 通信基础知识

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学习完本课程，您应该能够： 学习完本课程，您应该能够： 熟悉通信系统的组成 掌握通信相关的基本概念 了解通信技术的发展方向 课程内容

第一章 通信系统模型 第二章 通信相关基本概念 第三章 常用通信技术介绍 通信系统模型

通信系统基本模型图 通信系统基本模型图 模拟通信系统基本组成图 模拟通信系统基本组成图 数字通信系统基本组成图 数字通信系统基本组成图 通信系统基本模型图 发 信 源 信 息 接 信 号

送 变 换 器 信 道 信 号

收 变 换 器 信 息 信 宿

信息：声音，图形，图像， 信息：声音，图形，图像，文字等 信号：随信息做相应变化的电压或电流（也可以是光） 信号：随信息做相应变化的电压或电流（也可以是光） 模拟通信系统基本组成图

发 信 源 调 制 器 信 道 解 调 器 收 信 者 噪 声

调制：按被传输的基带信号的变化规律去改变被调载波的某一参数， 调制：按被传输的基带信号的变化规律去改变被调载波的某一参数， 如幅度，频率， 如幅度，频率，相位等 解调： 解调：调制的逆过程 数字通信系统基本组成图 信 发 信 源 源 编 码 器

信 道 编 码 器 调 制 器 信 道 解 调 器 信 道 译 码 器

信 源 译 码 器 收 信 者 噪 声 源

编码： 编码：将量化后的信号用二进制代码表示的过程 解（译）码：编码的逆过程 课程内容

第一章 通信系统模型 第二章 通信相关基本概念 第三章 常用通信技术介绍 通信相关基本概念

信号 模拟信号的数字化 数字信号的码型 PCM编码原理 PCM编码原理 同步 PCM基群幀结构 PCM基群幀结构 复用技术 信号

电压 1 时间 0 0 （1）模拟信号 ）

模拟信号： 模拟信号：连续变化的信号 数字信号： 数字信号：离散的信号 （2）数字信号 ）

模拟信号的数字化（1） 模拟信号的数字化（ ） 电压 电压 时间 时间

（1）模拟信号 ） （2）信号采样 ）

00000001 00000010 00000011 11101010

（3）信号量化 ） （4）信号编码 ）

模拟信号的数字化（2） 模拟信号的数字化（ ）

抽样： 抽样：将连续变化的信号变成离散的信号 奈奎斯特准则抽样频率8KHz，每秒样值为：8000个 ，每秒样值为： 奈奎斯特准则抽样频率 个 量化：使抽样出来的样值归为某一临近的“整数” 量化 ： 使抽样出来的样值归为某一临近的“ 整数” 采用 “四舍五入”的办法 四舍五入” 编码： 编码：8000×8=Kbit/s × 数字信号的码型（1） 数字信号的码型（ ）

1 01 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 （a）NRZ ）

（b）AMI ） （c）HDB3 ）

数字信号的码型（2） 数字信号的码型（ ）

NRZ： NRZ：单极性不归零码 NRZ是简单的二进制数字信号 NRZ 是简单的二进制数字信号 ， 其频谱包含有直流分量与 是简单的二进制数字信号， 较多的低频分量，只能用于设备内部传输及交换， 较多的低频分量 ，只能用于设备内部传输及交换， 不能作为 在电缆信道上进行基带传输的码型 AMI： AMI：极性交替反转码 AMI码又称伪三元码 AMI码又称伪三元码，有“0”码，“＋1”码和“－1”码（三 码又称伪三元码， 码和“ 二进制码中的“ 码对应AMI 中的 中的“ 元 ） 。 二进制码中的 “ 0” 码对应 AMI中的“ 0” 码 ， 而二进制 码中的“ 码则对应AMI中交替变化的 中交替变化的“ 码中的“1”码则对应AMI中交替变化的“＋1”和“－1” ，解 决了多个连“ 决了多个连“1”的直流分量问题 HDB3 HDB3：三阶高密度双极性码 将连“ 码给予，使之不超过3 它既保持了AMI码的 将连“0”码给予，使之不超过3个，它既保持了AMI码的 优点（无直流分量，低频分量少） 又克服了AMI码的连 码的连“ 优点（无直流分量，低频分量少），又克服了AMI码的连“0” 码所引起的缺点，因此， PCM中它被广泛采用 AMI基 码所引起的缺点，因此，在PCM中它被广泛采用 ，在AMI基 础上，又解决了多个连“ 础上，又解决了多个连“0”的直流分量问题

30/32 PCM A律13折线非线性编码原理（1） 折线非线性编码原理（ ） 律 折线非线性编码原理

D2 D3 D4 111 110 101 100 011 010 001 000 1632 D1

1:正电压 0:负电压

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D5 D6 D7 D8 24=16 128256 512 1024mv 2048mv

30/32 PCM A律13折线非线性编码原理（2） 折线非线性编码原理（ ） 律 折线非线性编码原理

为什么采用非线性编码？ 为什么采用非线性编码？ 为什么叫A 13折线 折线？ 为什么叫A律13折线？ 量化误差：采样值（真实值） 量化误差：采样值（真实值）与量化结果的差值 误差的后果产生“量化噪声” 误差的后果产生“量化噪声” 信噪比： 信噪比：表示通信质量的一个重要指标 信噪比=10lg信号 噪声=10lg信号 信号-采样值） 信号/ 信号/ 信噪比=10lg信号/噪声=10lg信号/（信号-采样值） 采用均匀（线性）量化法：由于量化误差对大小信号一样， 采用均匀 （线性） 量化法： 由于量化误差对大小信号一样 ， 使小信号信噪比较大， 使小信号信噪比较大，通信质量较差 A 率 13折线 ： 中国与欧洲采用的一种非线性量化编码法 ， 保 13 折线 中国与欧洲采用的一种非线性量化编码法， 折线： 证大小信号通信质量不变 同步

数字通信的同步：是指收 、 发两端的数码率及各种定时标 数字通信的同步 ： 是指收、 志都步调一致，不仅要求频率相同 而且要求相位一致 频率相同， 相位一致。 志都步调一致，不仅要求频率相同，而且要求相位一致。接 收端和发送端在时间上的同步是正确接收、 收端和发送端在时间上的同步是正确接收、识别信息和分出 每一路的信息码和信令码的保证

同步包括：比特同步、帧同步、复帧同步和网同步 同步包括：比特同步、帧同步、 比特同步：比特同步也称位同步， 比特同步：比特同步也称位同步，又称码元同步 帧同步： 帧同步：接收端每帧的起止时间与发送端一致 复帧同步： 复帧同步：接收端每复帧的起止时间和发送端一致

PCM基群帧结构（30/32） 基群帧结构（ 基群帧结构 ） 16个子帧 复帧 结构

F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 T=（2ma）

F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F0 F1 F2 F3 „„ „„

32个时隙，256比特，T=125 s u

TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1

信令时隙 帧同步时隙 偶帧 1 0 0 1 1 0 1 1 TS0 国内留用 奇帧 1 0 A1 1 1 1 1 1 TSO A1：正常为0，失步告警为1 F1 a b c d CH1 F2 a b c d CH2 a b c d CH17 a„ b c d CH18 F0 0 0 0 0 a b c d 复帧同步 备用 488ns s T=3.9u „

F15 a b c d CH15 a b c d CH31 PCM 基本原理

抽样频率为8000Hz（周期为125us） 抽样频率为 8000Hz （ 周期为 125us ） ， 对每一话路每抽样一次经过量 化可以编成8 位码组，占用一个时隙。30/32 路 PCM系统中 32 路复用 系统中， 化可以编成 8 位码组 ， 占用一个时隙 。 30/32路PCM系统中 ， 32路复用 路时隙构成一个“ 16帧又合成一个复帧 帧又合成一个复帧。 125us。 32路时隙构成一个 125us。这32路时隙构成一个“帧”。而16帧又合成一个复帧。 计算几个数据： 计算几个数据： 1 帧时长为 125S ， 1 时隙的时长为 125/32=3.9S ， 一个复帧占用 2ms 。 帧时长为125S， 时隙的时长为125/32= S，一个复帧占用2ms。 1帧的位长：8×32=256位。 帧的位长： 32=256位 信道的速率：256位 8000帧 2048KBPS 信道的速率：256位/帧 × 8000帧/秒 =2048KBPS 话路的速率： KBPS 话路的速率：8位/路 ×8000 路/秒=KBPS 一个模拟信号的带宽最大为4K(300~3000HZ). 一个模拟信号的带宽最大为4K(300~3000HZ).数字信号的优点靠牺牲带 宽获得的。 宽获得的。 复用技术（ ） 复用技术（1） 频率 频率 频分复用 频率

（1）FDM ） 时间

码分复用 时分复用 时间 （3）CDM ） （2）TDM ） 时间 扩频码 复用技术（ ） 复用技术（2） TDM基本原理 基本原理 路

5 1 0 31 1 5 10 20 31

脉冲定时控制单元 抽样和编码

帧码插入 信令插入 32TS T=125us TS

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

课程内容

第一章 通信系统模型 第二章 通信相关基本概念 第三章 常用通信技术介绍 常用通信技术介绍

SDH 单模光纤与多模光纤 TCP/IP ATM HDLC

SDH传输基本概念（1） 传输基本概念（ ） 传输基本概念

SDH：Synchronous Digital Hierarchy ： 同步数字体系（ 网络单元组成。 同步数字体系 （ SDH）传输网由 ） 传输网由SDH网络单元组成。 在光纤线路或其 网络单元组成 它传输媒体上， 传输网可以完成同步信息的传输， 它传输媒体上，SDH传输网可以完成同步信息的传输，复用和交叉连接。 传输网可以完成同步信息的传输 复用和交叉连接。 SDH 的 基 础 模 块 被 称 为 STM-1 叫 同 步 传 输 模 块 （ Synchronous Transport Module）。更高等级的模块有 ） 更高等级的模块有STM-4、STM-16、 STM-。 、 、 。 SDH网络单元主要有同步光缆线路系统， 终端复用器 （ TM）分 /插复 网络单元主要有同步光缆线路系统，终端复用器（ ） 插复 网络单元主要有同步光缆线路系统 用器（ 用器（ADM）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。 ）和同步数字交叉连接设备（ ） STM-1：155520kbit/s ： STM-16：2488320kbit/s ： STM-4：622080kbit/s ： STM-：995328kbit/s ：

SDH传输基本概念（2） 传输基本概念（ ） 传输基本概念 终端复用器TM 终端复用器TM

STM-N TM

TM：Terminal Multiplexer

TM用作线路终端设备，主要功能是将准同步信号（1.5、2、 用作线路终端设备，主要功能是将准同步信号 准同步信号（ 、 、 用作线路终端设备 6、34、或140Mbit/s）复接成 信号， 、 、 ）复接成STM-N信号，并完成电 光转 信号 并完成电-光转 换及其逆过程，也可以将准同步支路，同步支路（ 换及其逆过程，也可以将准同步支路，同步支路（电的或光 或将若干个同步支路（ 电的或光的） 复接成STM-N 的 ） 或将若干个同步支路 （ 电的或光的 ） ， 复接成 信号，并完成电光转换及其逆过程。 信号，并完成电光转换及其逆过程。

SDH传输基本概念（3） 传输基本概念（ ） 传输基本概念 分/插复用器ADM 插复用器ADM

S T M -N ADM S T M -N ADM： ADM：Add Drop Multiplexer是一个三端口设备，它的输入和输出均为 Multiplexer是一个三端口设备， 是一个三端口设备 STMSTM-N 光信号，支路信号可以是准同步的，也可以是同步的。 光信号，支路信号可以是准同步的，也可以是同步的。 ADM的特点是可以从主流信号中分出一些信号并接入另外一些信号 ADM的特点是可以从主流信号中分出一些信号并接入另外一些信号。如， 的特点是可以从主流信号中分出一些信号并接入另外一些信号。 可从STM- 中分出一个2Mbit/s和接入另一个 和接入另一个2Mbit/s的信号 可从STM-4中分出一个2Mbit/s和接入另一个2Mbit/s的信号

SDH传输基本概念（4） 传输基本概念（ ） 传输基本概念 同步数字交叉连接设备（ 同步数字交叉连接设备（SDXC） ）

STM-N 复复 分复 STM-M 复复 分复 STM-M STM-N SDXC

SDXC： SDXC：Synchronous Digital Cross Connect的功能是在监控单元控 Connect的功能是在监控单元控 制下完成接入端信号间的交换 一般， 接入端信号间的交换。 制下完成接入端信号间的交换。一般，参与交叉连接的信号速率等于或 低于接入信号的速率， 低于接入信号的速率，需要复接和分接来完成分叉连接信号速率和接入 信号速率之间的转换，既每个输入信号被分接成若干个交叉连接信号， 信号速率之间的转换，既每个输入信号被分接成若干个交叉连接信号， 交叉连接网络按照预先存放的交叉连接图对这些交叉连接信号进行重新 安排，最后将这些重新安排后的信号复接成高速率信号输出。 安排，最后将这全一样，新的 SDH 正被世界范围内所接受。 1. 基本概念 SONET SONET 标准以 51.84Mbit/s 作为新的复用系列的基本信号，称为第一级同步传送信号 STS-1。其在光纤线路传输的映射信号称为第 1 级光载波 OC-1。SONET 复用系列及其线速如 表 1.2.3 所示。 表 1.2.3 SONET 复用系列及线速 光级号 电级号 OC1 STS-1 OC3 STS-3 OC12 STS-12 OC24 STS-24 OC48 STS-48 OC192 STS-192 速率 51.84 Mbit/s 155.52 Mbit/s 622.08 Mbit/s 1.244Gbit/s 2.488 Gbit/s 9.6 Gbit/s SDH SDH 基本模块信号是 STM-1，速率为 155.520Mbit/s。高阶 STM-N 由 N 个 STM-1 信号经 同步复用而成。目前，N 只能取 4、16、。详见表 1.2.4 SONET 和 SDH 的速率在 155.52Mbit/s 上得到统一。它们的优点也是相似的。 2. SDH 标准 ITU-T 对 SDH 的接口、 速率和帧结构等做了一系列的建议， 1.2.5 列出了部分关于 SDH 表 的建议。 -6-

表 1.2.4

SDH 等级速率 SDH 等级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-

速率 155.52 Mbit/s 622.08 Mbit/s 2488.32 Mbit/s 9953.28 Mbit/s 表 1.2.5 建议号 G502 G503 G505 G508 G509 G955

ITU 关于 SDH 的建议 名称 数字系列比特率 数字系列接口的物理/电气特性 同步数字系列的比特率 用于同步数字系列的网络节点接口 NNI 同步复用结构 同步数字系列的用户设备和系统的光接口

3. 优点 统一了速率和接口 把 E1 和 T1 两种数字传输融合在统一的标准之中，即在 STM-1 等级 （155.52Mbit/s）上得到统一。同时兼容 PDH 系统；并统一了光接口。 采用同步复用方式 由于采用同步复用方式，使得复用/解复用一次到位，各支路信号能直接复用 到更高速率的 SDH 信号中，而不经过中间级别的复用，分插信号方便。图 1.2.3 为 PDH 系统上下电路图；图 1.2.4 为 SDH 上下电路图。

34/8Mbit/s 8/2Mbit/s 34Mbit/s 解 复 用 解 复 用 2/8Mbit/s 8/34Mbit/s 34Mbit/s 复 用 复 用

2Mbit/s 电信号 图 1.2.3 PDH 系统上下电路图

统一的网络接口标准 具有全世界统一的网络节点接口 NNI。 网管能力强 SDH 帧结构中规定了丰富的网管字节，专门安 排了 5%的带宽分配用来支持网络管理和维护。 具有强大的组网能力和网络自愈能力 采用先进的分插复用器（ADM）和数字交叉连 接（DXC）等设备使组网能力和自愈能力大大 增强，同时也降低了网络的维护管理费用。 4． SDH 网络设备 155Mbit/s 分插复用器 光接口 155Mbit/s 光接口

2Mbit/s 图 1.2.4 SDH 系统的上下电路示意图 -7-

SDH 网络是由一些网络单元（复用器、数字交叉连接设备等）组成，在光纤（或微波） 网进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 分插复用设备 ADM ADM 的主要任务是将各种 PDH 支路信号或 STM-1 信号分插到 STM-N 的光信号中。同 时具有内部交叉连接功能。 数字交叉设备 DXC DXC 是一种用软件控制的数字配线系统，它可以对各种端口速率进行可控制的连接 和再连接。主要功能是进行业务分流并提供路由。 终端复用设备 TM 将各种接口与速率的信号复用到 STM-N 上 。 网络管理系统 进行网络配置、性能、安全、故障等管理。 5. SDH 的自愈混合环形网 自愈网就是无须人为的干预，网络就能从失效的故障中实时地自动恢复所携带的业 务。 常见的自愈网是环形， 即由首尾相接的 DXC 和 ADM 组成， 如图 1.2.5 所示。 正常工作时， 信息是同时沿顺时针和逆时针两个方向在环上传送。 在接收节点， 两个方向收到的信号都是 有效的，只需选择其一作为主信号，另一个作为备用信号即可。一旦光缆切断，上述环形网 就变成了线形网。 既主备信号在光缆切断处两侧的节 点中 主用 6. SDH 网同步 SDH 网同步结构采用主从同步方式，要求所有的 网络单元时钟都能最终跟踪到全网的基准时钟。 ADM ADM ADM 备用 ADM

2.8波分复用系统 WDM

ADM 单模光纤通信系统的带宽利用率约为 1%左右。 ADM 传统增加容量的方法是采用高速时分复用系统 TDM。理论上，基于 TDM 的高速系统还有望进一步 提高到 40Gbps，但是 40Gbps 的 TDM 系统从性能价 图 1.2.5 自愈混合环形网结构 格比上看，需大规模的替换整个系统，不易升级以及 在技术上存在一些问题。在实用中是否能成功还是个未知数。 1. 基本原理 WDM 是在一根光纤中能同时传输多波长信号 同时传输多波长信号的一种技术。 在发送端将不同波长的光信 同时传输多波长信号 号组合（复用） ，在接收端，又将组合的光信号分开（解复用） ，并送到不同的终端。单通道 速率可 10Gbps，在乘上通道数，可达到更高。目前已有的产品可达 80Gbps 或 160bps。 2. 优势及发展 由于每个通道都可以传送不同格式、不同码率、不同业务的信息流，而互不相关。所以 扩容方便。并且可以在 WDM 基础上提供一个多业务平台，以很高的速率支持不论是话音、 数据，还是未来可能的新业务。这个平台的出现相当于在传统的 SDH/SONET 传送网底层增 加了一个光核心传送层。在这一层，可以通过波长来作为路由选择标记。例如，无论是 ATM 交换机， 还是 IP 路由器， 都可以在核心网的基础上传送各自的业务。 其演变如图 1.2.6 所示。 -8- IP SDH ATM IP 其它 ATM

电路交换 其它

开放式光接口

SDH（可能与 WDM 结合） 光纤 WDM 光纤

图 1.2.6 光纤传送网的演化趋势 2.9 卫星通信

1. 概述 卫星是利用地球卫星作为中继站转发微波信号， 在两个或多个地球站之间进行通信。 地 球同步轨道卫星是与地球相对静止的。 覆盖区 在通信由卫星发往地球的过程中使用了 17 度的波束， 则卫星至地球两切线夹角之间为 电磁波覆盖区。如在卫星的圆形轨道上，以 120 度的相等间隔配 3 颗卫星，则除了南北极之 外，其余部分可全部覆盖。如图 1.2.7 所示。 卫星 特点 17.34 度 覆盖区域大，通信距离远； 便于实现多址连接； 工作频带宽，通信容量大，适合于多种业务传 地球 输。 通信质量好，可靠性高。 卫星 卫星

系统组成 图 1.2.7 卫星覆盖 地球站 其由天线、发射系统、接收系统、通信控制系统、终端系统和电源系统组成。 通信卫星 其由天线、通信（转发器） 、遥测与指令、控制和电源五个分系统。 2. 技术 频段分配 6/4G 频段：上行（5.925—6.425）GHz；下行（3.7—4.2）GHz。 14/11 频段：上行（14—14.5）GHz；下行（10.7—11.2）GHz。 每个频段的总宽为 500MHz，转发器标称带宽 36MHz，转发器中心频率之间间隔为 40MHz。 卫星使用的频段正在向更高的频段发展，30/20GHz 频段已开始使用。 调制和多址方式 调制 模拟卫星调制主要采用 FM 制，数字卫星主要采用相移键控方式（PSK） 。 模拟 多址方式 FDMA—— ——网内各地球站共用一个转发器，将带宽分割成若干互不重叠的的部 —— 分，分配给各地球站使用。 TDMA—— ——每个地球站分配一个特定的时隙，各地球站只在指定的时隙内发射 —— 信号。 3. -9-

CDMA—— ——将要传送的信号用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码去调 —— 制它。使原数据信号被扩频，再经载波调制后发射出去。 CDMA 方式是靠不同的地址码来区分地球站。 4. VSAT 系统 VSAT 为甚小天线地球站，其天线口径小，用软件控制。所以有很大的灵活性和适应性， 适合于覆盖范围广，通信业务量不大的稀疏路由网络使用。 VSAT 网由中心站、小型站、和微型站组成。中心站配置全网的控制和管理中心。 5. 应用 目前卫星已广泛应用于广播电视信号传输、数据传输等业务领域。 第三章 3.1 概述 交换基础知识 在通信系统中，由传输系统提供了若干条通路，那么同时必须实现从源节点到目的节 点间找到一条快捷、高效的通道，这种技术称为交换技术。从本质上讲，交换的目的是为 了提高网络性能，减少网络阻塞。同时，交换技术能够加快数据的移动速度。 交换系统的主要设备是交换机。 交换系统的主要设备是交换机。 交换机 交换技术起源于电话网络的电路交换，先后出现了报文交换、分组交换、帧中继、ATM、 多层交换等交换技术。 注释 在本章我们主要介绍基本概念， 在本章我们主要介绍基本概念，每种技术的具体应用将在第二部分的通信网中具 每种技术的具体应用将在第二部分的通信网中具 体介绍。多层交换将在第三部分中介绍。 体介绍。多层交换将在第三部分中介绍。 3.2 电路交换

1. 基本原理 在用户终端之间建立一条临时的专用物理通道（时间或空间） 。主要特点是接续采用物 理连接，在通道接通后数据透明传输。 2. 优点 信息传输延时小。 信息透明传输，实时性好。 3. 缺点 双方独占电路资源，电路利用低。 透明传输要求双方具有完全兼容的速率、 格式， 因此了不同速率及格式的 用户之间的互通。 目前的电话交换网都是使用电路交换原理。 3.3 报文交换 1. 基本原理 - 10 -

基本思想是存储—转发。当双方通信时，不必在双方之间建立通道，只需发送方与交 换机接通，由交换机接收并保存，并根据接收方的地址，等待线路空闲时，再将报文发送 出去。 2. 优点 由于交换机可存储信息，可实现不同速率、格式的相互通信，并可实现一点对 多点通信。 可提高线路利用率。 3. 缺点 延时较大，不利于实时通信 需要交换机有高速的处理能力和较大的存储容量，否则会出现阻塞现象。 3.4 分组交换

1. 基本原理 也属“存储—转发”方式，但其不以报文为单位，而是将报文分成被规格化了的包 （Packet）进行交换和传输。 主要特点是更短的具有统一规格的分组包，而且每个分组都带有控制信息和地址信息， 因此，分组更利于交换机存储和处理，还可在网内的传输，以分组进行流量控制、路由 选择和差错控制等处理。 2. 优点 由于采用差错控制等措施，所以传输质量高。 线路利用率高，采用动态统计时分复用技术。 可靠性高。 互通性好。 3. 缺点 传输开销大，所以效率低。 技术实现复杂。 最典型的应用是 X.25 分组交换网。

3.5 帧中继

1. 基本原理 帧中继是在分组交换技术基础上， 随着光纤传输广泛应用以及用户终端处理能力的增强 而发展的。 帧中继也称快速分组交换技术，保留了分组交换的统计复用的优点。去掉了差错控制、 流量控制， 把其留给用户终端处理， 提高了传输速率， 同时取消了分组层， 增加了路由功能， 即在第二层以帧为单位进行路由选择。 2. 优点 对帧中继包统计复用，简化协议，所以效率高。 组网灵活，由于帧中继协议简单，在现有数据网上稍加改造，便可实现。 可动态分配带宽，解决突发数据。 帧中继技术目前已经被广泛应用。 3.6 ATM 1. 基本原理 - 11 -

ATM 的基本原理是分割与封装 分割与封装。处理大量信息的最好办法是把信息分割成尽可能小的 分割与封装 单元以便易于处理。 ATM 采用固定长度的分组——信元进行交换。信元的长度是固定的，为 53 个字节，其 中 48 个字节携带信息负荷， 个字节为信头。 5 信头带有足够的信息为信元在 ATM 网中指示 路径。 ATM 交换对信元的发送采用统计时分复用， 允许收发时钟异步工作。 所以 ATM 为异步 传输模式。 2. 优点 与分组交换相比，缩短了包头，简化了控制格式，可以更快地完成路由选择，增 加、去除、复用 ATM 信元，易于处理。 可支持多种业务，不关心信息的内容和形式。 与传统同步时分复用的固定带宽相比，ATM 分配带宽是动态的。资源利用率高。 基于 ATM 的网络与服务将在后面介绍。 3.7 小结

几种不同的交换方式体现在对信息的处理方法上： 电路交换 交换——在物理层数据透明传输。 电路交换 分组交换——在分组层（第三层）数据以分组形式被存储—转发。 分组交换 帧中继——在链路层数据以帧的形式传输。 帧中继 ATM 交换——在链路层数据以信元的形式传输。 交换 对应于不同的信息格式，其寻址方式也不同。 第四章

分层通信体系结构 随着通信的发展，为了将使用不同传输介质、传输技术、交换技术、用户终端，传送不 同业务的通信网互连，允许系统之间透明的通信和数据转换，ISO 建立了一个通信系统标准 化框架——开放系统互连模型 OSI（Open System Interconnection） 。 OSI 是一个七层结构。通信过程被分割成七个不同的层次，每一层均包含了一组功能， 以便提供一组确定的服务。同层之间用相同的协议通信，层间通过接口来传递信息。这种分 层结构使得当给定的某层做了改动以后， 只要该层提供的服务不变， 系统中的其它部分就不 受影响。 OSI 与现存的

许多通信网并不完全兼容，因为许多技术是先于 OSI 的。尽管如此，许 多通信厂商以不同的方式实现 OSI 兼容性。 应用层 表示层 会话层 各层功能描述

1. 物理层 传输层 规范设备间电气和物理连接的一组规则， 包括物理设备 网络层 间的电气、机械和规程方面的协议和接口。如 V.24 接口， 数据链路层 其控制 DCE 和 DTE 之间的连接。 物理层 2. 数据链路层 负责访问物理层规定的介质，包括相邻节点间帧的构 图 1.2.8 OSI 七层参考 成，差错控制、流量控制及链路控制等。 这里的帧是指通过通信线路被传输信息的基本单位。与 PCM 时分复用系统中的帧不同。 数据链路是两个相邻节点间经双方确认后可开始传输数据的逻辑连接， 它是建立在物理 连接基础之上的。链路控制包括数据链路的建立、数据传送和拆除链路等。 典型的数据链路层协议是高级数据链路控制 HDLC。 3. 网络层 - 12 -

7 6 5 4 3 2 1

负责从源节点到目的节点间路由选择（包括寻址、选路和交换） ，对数据进行分割和组 合，并进行流控和差错控制。 在网络层已经有多种协议，如 X.25 分组交换协议，X.75 网关协议和 IP 协议等。 4. 传输层 提供端到端的数据管理，包括差错和流量控制，保证端到端的可靠传输。 下三层主要负责传送数据，属通信子网。上三层负责数据处理，主要在用户端到端之间 进行。 5. 会话层 负责不同用户和系统间连接的建立和维护。 6. 表示层 对数据进行转换，包括格式和代码转换，数据表示、压缩和加密等。 7. 应用层 和应用的直接接口，应用程序获得服务的窗口，包括文件传输、数据共享和数据库访问 等。 在这七层中，最低的四层是严格定义好的，但最高的三层是值得考虑的，他们取决于用 何种网络协议。在很多通信网中，只有底下的几层，并不是严格的七层。 第二部分 通信网络

在第一部分我们主要介绍了通信系统中传输、 交换等基本技术。 在这一部分我们将重点 介绍目前应用较广泛的几种网络。这些网络按业务可分为电话网、数据通信网、移动通信网 电话网、 电话网 数据通信网、 和多媒体业务网等。但是，随着技术的发展，目前的网络和业务正不断的交叉、融合。 和多媒体业务网 基础传送网 电话网、ISDN、DDN 等业务网均依赖于基础传送网。我国传送网传输媒介以光纤 为主，采用 SDH 技术，目前也正在发展 WDM 技术。其次是卫星和数字微波。 支撑网 支撑网是为保证电信基础网和业务网正常运行，增强网路功能，提高服务质量。 包括： 信令网——为 7 号公共信道信令系统的一个或多个使用者传送信令的专用数据 信令网 网。 同步网——为电信网中所有电信设备的时钟提供同步控制信号，使它们同步工作 同步网 在共同速率上的一个同步基准参考信号的分配网络。 管理网——电信管理网（TMN）是建立在基础电信网络基础上的管理网络。支撑电 管理网 信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织。 第一章 电话网 2.1 概述

为公众用户提供电话业务而建立和经营的电信网称为公众电话网，即 PSTN。它是最基 本的应用最广泛的电信业务网。 1. 交换方式 电话网采用电路交换方式。由时分或空分交换机完成。 2. 电话网组成 电话网由用户终端设备（如电话机） 、用户小交换机、局间电话交换机、用户线和中继 线及信令网等组成。 - 13 -

用户线——用户电话机到端局之间的通信线路。 一般为模拟线路。 用户小交换机与 用户线 端局之间也有数字线路，如 E1 线路。 中继线——交换局之间的通信 中继线 线路。 长

途交换局之间有时会通 过传送网组成。 交换机——完成任意两个电话 交换机 C1 长 C1 用户的连接。 途 网 信令网——7 号公共信道信令系 信令网 统。 C2 C2 信令网是于电话网的支撑 网络。 3. 我国电话网等级结构 C3 C3 我国的电话网采用五级汇接的 等级结构，结构图如图 2.2.1 所示。 分级划分原则是：根据业务流量和 C4 C4 行政区划。 C1——大区 一级交换中心 C1 共有 8 个，分别是北京、 沈阳、上海、南京、广州、 武汉、西安、成都。 有 3 个国际出口，分别是北京、 上海、广州。 C2——省 二级交换中心 C2 C3——地区 三级交换中心 C3 C4——县 四级交换中心 C4 五级端局 C5 汇接局 Tm 本 地 网 C5 Tm C5 A 用户

B 用户 图 2.2.1 电话网路等级结构 2.2 电话交换机

1. 发展 电话交换机经历了从人工到自动，空分到时分，模拟到数字等几个阶段的发展。目前所 使用的大部分为数字程控交换机。 2. 功能 程控交换机是把各种控制功能、步骤、方法编成程序，防入存储器，用存储器所存储的 程序来控制整个交换机的工作。 3. 数字程控交换机的结构组成 话路系统 数字交换网络——完成交换功能。 中继器——中继线与交换网络的接口电路。 模拟——模拟中继线的接口电路。 数字——数字中继线的接口电路。 用户电路——用户线与交换机接口电路。 用户集线器 控制系统——采用多处理机分散控制。 控制系统 - 14 -

数字交换 时分交换采用时分（T）接线器，通过话音存储器和控制存储器完成时隙交换。 空分交换采用空分（S）接线器，通过交叉矩阵和控制存储器完成 PCM 线之间 的交叉连接。 时间接线器的容量不大，还必须进行空间交换，以扩大其容量。 在实际应用中，多采用 T-S 结合方式。 软件结构 程控交换机软件由运行软件和支援软件组成。 运行软件——程控交换机在运行中直接使用的软件，包括运行程序和数 据。 支援软件——用于开发和生成交换局的软件和数据。 4. 接口 交换机可以可以提供多种信令方式的用户和中继接口。 模拟接口 Z 接口——两线模拟用户接口。 C 接口——两线或四线模拟中继接口 数字接口 V 接口——用户线侧的数字接口。 A 接口——速率 2Mbit/s 数字中继接口。 B 接口——速率 8Mbit/s 数字中继接口。 2.3 信令系统

信令是通信网中各个交换局在完成各种呼叫接续时所采用的一种通信语言。 1. 信令种类 按功能 功能分 功能 线路信令——监视设备和线路状态。 路由信令——对于主叫所拨的电话号码进行路由选择。 管理信令——用于电话网的管理和维护。 按工作区域 工作区域分 工作区域 用户线信令——用户和交换机之间的信令，在用户线上传送。 局间信令——交换机和交换机之间的信令，在局间中继线上传送。 按信令的信道 信令的信道分 信令的信道 随路信令——信令和话音在同一条话路中传送信令的方式。 公共信道信令——以时分复用方式在一条高速链路上传送一群话路的信令的 信令方式，一般用于局间。 2. 随路信令 随路信令目前在我国电话网上广泛使用，称为中国一号信令 中国一号信令。 中国一号信令 由于信令和话音在同一条话路上传送，所以其具有如下特点。 - 15 -

特点 信令传送速度慢； 信令容量有限； 传送与呼叫无关的信令信息能力有限，更不能传送非话业务和管理信息； 有些系统在通话期间不能传送信令。 线路信号 前向信号——发

端局发向收端局的信号 后向信号——收端局发向发端局的信号 记发器信号 采用多频互控方式 MFC 多频互控方式 3. 公共信道信令 在我国，公共信道信令称为中国 7 号信令 中国 号信令。它是在 ITU-T 7 号信令的基础上，结合我国 通信网情况制定的。 特点 信令的传送和交换与语音分开，改变、增加信令灵活； 信令传送速度快，缩短了呼叫建立时间； 信令容量大，便于增加各种管理功能，能在国际、国内电话网、数据网和 ISDN 同时并存时使用； 统一了信令系统， 不再像随路信令系统是针对某一网络的专用信号， 可以设计 成一个通用的信令系统； 信令网与语音网分离，不存在互相干扰问题，便于维护和管理； 信道利用率高。 在随路信令中， 个 TS16 时隙只为 30 个话路服务， 30 而在 NO.7 中一个 kbit/s 信令链路最多能传送 1 万多个中继话路信令。

功能级结构 如图 2.2.2 所示。 消息传递部分 MTP（Message Transfer Part） 包括 L1 到 L3 用户部分 UP(User Part) 电话用户部分 TUP 数据拥护部分 DUP ISDN 用户部分 ISUP 信令网等级结构 我国采用三级信令网结构。将在第十一章信令网部分进行具体介绍。 L4 L3 L2 L1 图 2.2.2 用户级 信令网功能级 信令链路控制级 信令数据链路级 7 号信令等级结构

MTP

第二章 ISDN 综合业务数字网 3.1 基本概念

ISDN 是由数字传输和数字交换综合而成的数字电话网，它提供端到端的数字连接，用 来支持包括话音和非话音在内的多种电信业务。 用户能够通过有限的一组标准的多用途用户 —网络接口接入网内。 3.2

ISDN 的特点 - 16 -

1. 提供端到端的数字连接，包括用户线部分。传统上用户线为模拟，需要用调制解调 器，速率受。 2. 提供标准的用户—网络接口，将各类不同的终端纳入 ISDN 网络中，使一对普通电 话线连接 8 个终端。 3. 接入灵活。可提供永久连接、半永久连接，也能够提供可交换的数据。 4. 是一个开放式的网络结构，采用 OSI 的分层结构。 用户— 3.3 ISDN 用户—网络接口

通路类型和接口结构 通路类型 B 通道——Kbit/s 信道，供用户传递信息。 D 通道——16kbit/s 或 Kbit/s 信道，传输信令或分组信息。 接口结构 基本速率接口——2B+D，最高传输速率为 ×2+16=144bit/s。 基群速率接口——30B+D，最高传输速率为 2.048Mbit/s。 2. ISDN 用户—网络接口参考配置 用户— ISDN 用户—网络接口参考配置如图 2.3.1 所示。 1. TE1 S TE2 R 功能组 TA S 接口 NT2 T NT1 传输线

用户— 图 2.3.1 ISDN 用户—网络接口参考配置 每个功能组可以分别作为一种设备实现，或者将某些或全部功能组组合在一个设备中实 现。 S、T、R 是参考点。 TE1——ISDN 标准终端，是具有 ISDN 功能的数字电话机或传真机等； TE1 TE2——ISDN 非标准终端，如模拟话机； TE2 TA—— 适配器，将 ISDN 非标准终端适配为 ISDN 标准终端； TA NT1——一类网络终端，用户传输线路终端装置，向用户提供 2B+D 的二线双向传输能 NT1 力，完成线路传输码型的转换，即将 S 接口的 AMI 码变换为 2B1Q 线路码，并实现回 波抵消数字传输技术。 NT2——二类网络终端指如用户交换机或具有 ISDN 接口的局域网。 NT2 3.4IISDN 交换机

ISDN 交换机在原有数字程控交换机基础上改造而成的，完成传递和交换用户信息、信 令功能，定时、同步和互通维护管理功能。信令采用 7 号信令。 ISDN 交换机在结构上与数字程控交换机相似，可以提供模拟用户线接口。但 ISDN 交 换机可以提供数字用户接口。数字

用户接口包括线路终端和交换机终端两个功能块，如图 用户线 ET LT

B PCM 接口 至交换网络 2B+D 30B+D 或

D 信道信令处理 至控制部分 D

图 2.3.2 数字用户接口 - 17 -

2.3.2 所示。 LT 负责用户线的传输，完成线路编码、定时、同步和供电等功能。同时完成用户线数 字传输功能。ET 负责数字用户接口的接入控制。一方面将 B 通道中的信息通过 PCM 接口 复用到 PCM 总线上，接入交换网络；另一方面将 D 通道中的控制信令进行处理，将用户的 请求和响应经过翻译后送到交换机的控制部分，并将控制部分的命令转换成 D 通道信令送 往用户。 3.5

用户接入

1. 用户接入线 用户接入示意图如图 2.3.3 所示。 用户线又称用户环路，把用户终端连接到距离最近的交换局的线路设备。 用户线 数字段完成 B 通道和 D 通道的传输功能。 数字段 用户线 NT1 数字段

TE：终端设备 LT：线路终端 NT1：网络终端 ET： 交换端口 T TE V LT ET 图 2.3.3

用户接入示意图

2. 用户线的数字传输技术 用户线的数字传输技术主要有两种：乒乓传输法 回波抵消法 乒乓传输法和回波抵消法 乒乓传输法 回波抵消法。 乒乓传输法——将连续比特流分割成等长的数据块，压缩成高速脉冲串后，些重新安排后的信号复接成高速率信号输出。 单模光纤与多模光纤

单模光纤： 单模光纤： SINGLE MODE FIBRE/monomode fiber 单模光纤是在指定波长下只可能传播一种模式的光纤 多模光纤： 多模光纤： MULTIMODE FIBRE 在特定的波长上能传播两个以上束缚模式的光纤 多模传输距离近 一般在200M-2KM 传输距离近， 多模传输距离近，一般在 单模的传输距离比较远，范围可以在 单模的传输距离比较远 单模的传输距离比较远，范围可以在10KM-70KM 多模光纤纤芯要比单模光纤纤芯粗 多模光纤纤芯要比单模光纤纤 多模光纤纤芯要比单模光纤纤芯粗 单模光纤可以传输的数据量比较大 单模光纤可以传输的 单模光纤可以传输的数据量比较大 多模光纤的光波长为 多模光纤的光波长为 多模光纤的光波长为850NM 单模的有 1310NM 1550NM 两种：其中 单模的有 两种：其中1550NM更适于 单模 更适于 远距离传输 多模光纤是可见光，光源为红外发光二极管 多模光纤是可见光， 多模光纤是可见光 单模是激光 单模是激光 光纤

一、光纤结构 二、裸纤尺寸 三、光纤涂覆及尺寸 四、光纤的抗拉力和弯曲半径和温度特性 光纤的折射率、 五、光纤的折射率、模式与传光过程 六、光纤的损耗与色散 七、光

纤的形状参数 包层(n2) 纤芯(n1) n1>n2 折射率

一、光纤结构示意图 折射率

真空中的光速 C 材料的折射(n) = = —— 材料的折射 材料中的光速 v 例：单模光纤中纤芯与包层的折射率： 单模光纤中纤芯与包层的折射率： n1=1.4675 n2=1.4580 n1—n2＝0.0095 ＝ n1—n2 n1 0.0095 = 1.4675 = 0.0065 二、裸纤尺寸

单 模 125 9-10 10 裸 纤 纤 裸 多 模 125 50 （单位：m） 单位： 三、光纤涂覆及尺寸

一次涂覆光纤 素线） （素线） 二次涂覆光纤（芯线） 二次涂覆光纤（芯线） 250m 0.9mm 0.9

涂覆的优点： 涂覆的优点： 1、增强抗拉抗压能力。2、便于区分 增强抗拉抗压能力。 涂覆的缺点： 涂覆的缺点： 温度特性变差，引起微弯损耗。 温度特性变差，引起微弯损耗。 微弯的缺点： 微弯的缺点： 引起光泄漏，导致信号衰减。 引起光泄漏，导致信号衰减。 微弯的优点： 微弯的优点： 判断故障等。 判断故障等。 四、光纤的抗拉力和弯曲半径和温度特性 一次涂覆光纤：800Kg/mm2 一次涂覆光纤： 裸纤：7Kg /mm2 裸纤： 铜线：30Kg/mm2 铜线： 裸纤弯曲半径>5mm 裸纤弯曲半径>5mm 光纤与涂覆层的物理特性差异很大， 光纤与涂覆层的物理特性差异很大，涂覆 层热胀冷缩的系数比纤芯大10 层热胀冷缩的系数比纤芯大103 ，温度变化将 导致光纤的衰减发生变化。 导致光纤的衰减发生变化。所以光缆不宜采用 架空敷设 (39KG) (86G) 五、光纤的折射率、模式与传光过程 光纤的折射率、 （色散较大） （色散较小） （色散小） 传光过程 临 界 角

θ0 3 2 1 θ12 θ11 θ21 θ22 包层 n2 反射光 纤芯 n1 光从大气中 以θ0的角度 进入光纤纤 芯，在纤芯 与包层介面 引起反射， 引起反射， 同时可能进 入包层引起 折射， 折射，若折 射角等于90 射角等于900 时， θ0叫临 界角。 界角。 包层 n2

折射定理： 折射定理：n1.sin θ1= n2.sin θ2 第一节 光纤

六、光纤的损耗与色散 1、光纤的损耗 材料的固有损耗：包括紫外和红外吸收、瑞利散 材料的固有损耗：包括紫外和红外吸收、 射，固有损耗是不可克服的，但是在0.85、1.31、 固有损耗是不可克服的，但是在0.85、1.31、 1.55um处有低损耗窗口 其中，1.55um处损耗最 1.55um处有低损耗窗口，其中，1.55um

处损耗最 处有低损耗窗口， 可达0.2dB/km。 低，可达0.2dB/km。

不完善引起的损耗：包括金属正离子、OH-负离子 不完善引起的损耗：包括金属正离子、 吸收和生产工艺不完善(可通过改善工艺加以克服) 吸收和生产工艺不完善(可通过改善工艺加以克服)。

附加损耗：施工过程当中引起的损耗(只有通过 附加损耗：施工过程当中引起的损耗( 提高技术水平加以改善) 提高技术水平加以改善) 第一节 光纤 2、光纤的色散

色散是指脉冲波形展宽，将引起码间串扰， 色散是指脉冲波形展宽，将引起码间串扰， 进而导致误码， 进而导致误码，光纤的色散直接影响到光 纤的传输带宽。色散包括： 纤的传输带宽。色散包括： 模式色散(限于多模光纤) 模式色散(限于多模光纤) 材料色散(多模和单模光纤均有) 材料色散(多模和单模光纤均有) 结构色散(一般限于单模光纤) 结构色散(一般限于单模光纤) 单模光纤在1.31um附近色散为 单模光纤在1.31um附近色散为0，色散位移光 附近色散为0 纤即是将0色散波长从1.31um移到 移到1.55um 纤即是将0色散波长从1.31um移到1.55um

3、常见的几种代号的光纤及特点和应用 A、G.652光纤：标准光纤（常规光纤） G.652光纤 标准光纤（常规光纤） 光纤： 1310um处色散为 1310um处色散为0 处色散为0 1550um处损耗最小 1550um处损耗最小 用于10 G以下信号传送 用于10 G以下信号传送 B、G.653光纤：色散位移光纤 G.653光纤 光纤： 1310um处的 色散移到1550um处 1310um处的0色散移到1550um处，使1550um处损 处的0 1550um处损 耗最小，色散为0 不利于波分复用即DWDM。 耗最小，色散为0 。不利于波分复用即DWDM。 C、G.655光纤：非0色散位移光 纤1550um处损耗 G.655光纤 光纤： 1550um处损耗 最小， 散不为0 最小，但附近色 散不为0 。利于波分复用 DWDM（密集型波分复用）。 DWDM（密集型波分复用）。 第二节、光缆 第二节、 二、光缆的种类 第二节 光缆

加强芯 光 纤 松套管 内护层 多 芯 光 缆 结 外护套 构

第二节 光缆 一、光缆的结构 （一）、缆芯 ）、缆芯 （二）、护套 ）、护套 （三）、加强元件 ）、加强元件 第二节 光缆 （一）、缆 ）、缆 常用的缆芯基本结构

1、层绞式结构光缆； 层绞式结构光缆； 2、骨架式结构光缆； 骨架式结构光缆； 3、束管式结构光缆； 束管式结构光缆； 4、带式结构光缆。 带式结构光缆。 芯

我国及欧亚各国用得最多的有传统结构 的层绞式和骨架式。 的层绞式和骨架式。 第二节 光缆

光纤 包层 加强元件 内护层 松套管或填充棒

1、 层绞式结构光缆 第二节 光缆 骨架 加强元件 槽口

光纤 内护层

2、骨架式光缆结构 第二节 光缆 填充油膏 光纤

大束管 3、束管式光缆结构 第二节 光缆

加强元件 护 层 光纤 4、带状光缆结构 第二节 光缆 （二）、护 ）、护 套

护套除了为缆芯提供机械保护外， 护套除了为缆芯提供机械保护外，还可以阻止潮气或水进入 缆芯。护套位于缆芯外围，由内护层和外护套组成。 缆芯。护套位于缆芯外围，由内护层和外护套组成。 目前光缆通信工程中常用的光缆护套材料有聚乙烯(PE)、 目前光缆通信工程中常用的光缆护套材料有聚乙烯(PE)、铝 箔聚乙烯粘接护套(PAP)和双面涂塑皱纹钢带 箔聚乙烯粘接护套(PAP)和双面涂塑皱纹钢带(PSP)，在缆芯 和双面涂塑皱纹钢带(PSP)， 外纵包粘接构成。 外纵包粘接构成。 架空、管道光缆使用PAP护套比例较大 直埋光缆用PSP比 架空、管道光缆使用PAP护套比例较大；直埋光缆用PSP比 护套比例较大； 例较大；多数光缆的外护套均为PE材料 。 例较大；多数光缆的外护套均为PE材料 第二节 光缆 外 护 套

外护套能为光缆提供进一步的保护。 外护套能为光缆提供进一步的保护。 通常在直埋、爬坡、 通常在直埋、爬坡 、水底及防鼠啃咬等场合需要 对光缆铠装。铠装如同光缆穿上金属铠甲， 对光缆铠装。铠装如同光缆穿上金属铠甲， 使光 缆坚不可摧。 缆坚不可摧。 铠装可使光缆强度大大增加。 铠装可使光缆强度大大增加 。但光缆的某些特点 如重量轻、抗干扰特性等则会相应减弱。 如重量轻、抗干扰特性等则会相应减弱。 第二节 光缆

目前常用的光缆外护套有： 目前常用的光缆外护套有：

1 2 3 4 5 无铠装光缆 皱纹钢带铠装光缆 钢丝铠装光缆 皱纹钢带铠装防蚁光缆 双钢线铠装光缆

第二节 光缆 （三）、加 强 元 件 ）、加 由于光纤脆弱容易断裂，光缆对任何拉伸、压 由于光纤脆弱容易断裂，光缆对任何拉伸、 缩、侧压等等的承受能力差。因此，在光缆中必须 侧压等等的承受能力差。因此， 设有一根或多根加强元件(亦称加强芯) 设有一根或多根加强元件(亦称加强芯)。从机械上保 证光纤的安全， 证光纤的安全，使光缆具有承受施工安装时拉伸负 荷的能力。 荷的能力。 第二节 光缆

加强元件一般用金属丝，它可以是单根高强度钢线， 加强元件一般用金属丝 ， 它可以是单根高强度钢线 ， 也可以 是多股钢绞线，亦可由非金属的纤维增强塑料(FRP)或玻璃纤 是多股钢绞线，亦可由非金属的纤维增强塑料(FRP)或玻璃纤 维制成。 维制成。 加强元件的外面通常都挤包或绕包塑料， 加强元件的外面通常都挤包或绕包塑料 ， 以保证加强元件与 光纤接触的表面光滑并且有一定的弹性。 光纤接触的表面光滑并且有一定的弹性。 加强元件的放置方式: 加强元件的放置方式:

放置在缆芯的，称为“中心加强元件” 放置在缆芯的，称为“中心加强元件” 常用于层绞式、骨架式、单位式结构； 。常用于层绞式、骨架式、单位式结构； 放置在护层内，称为“外周加强元件” 放置在护层内，称为“外周加强元件”。多 用于带式和束管式结构。 用于带式和束管式结构。 第二节 光缆 综上所述

护层：其作用是进一步保护光纤 ， 使光 纤能适应在各 护层 ： 其作用是进一步保护光纤， 种场地敷设； 种场地敷设； 加强元件：其作用是承受光缆敷设时的拉力，以增强光 加强元件：其作用是承受光缆敷设时的拉力， 缆的机械强度； 缆的机械强度； 油膏：具有可靠的防潮特性，防止潮气在缆芯中的扩散。 油膏：具有可靠的防潮特性，防止潮气在缆芯中的扩散。 缆芯与护层材料之间除了油膏填充， 缆芯与护层材料之间除了油膏填充，还可以用阻水带填 充。

TCP/IP — TCP/IP分层模型 分层模型

应应 应 传传 应 网网 应 链链应 物 物应 端 端端 网网 应 链链应 物 物应 链路 路 网网 应 链链应 物 物应 链路 路 链链应 物 物应 网网 应应 应 传传 应 网网 应 链链应 物 物应 端 端端

TCP/IP — TCP/IP的体系结构（1） 的体系结构（ ） 的体系结构

IP是TCP/IP体系中最重要 IP是TCP/IP体系中最重要 的协议之一 与IP协议配套的三个协议： IP协议配套的三个协议： 协议配套的三个协议

地址转换协议ARP 地址转换协议ARP 反向地址转换协议RARP 反向地址转换协议RARP Internet控制报文协议ICMP Internet控制报文协议ICMP 控制报文协议 TELNET, FTP„„ UPD, TCP ICMP IP

ARP RARP

TCP/IP — TCP/IP的体系结构（2） 的体系结构（ ） 的体系结构

IP协议提供了一种全球统一的编址方式， IP协议提供了一种全球统一的编址方式，屏蔽 协议提供了一种全球统一的编址方式 了物理网络地址的差异， 了物理网络地址的差异，使路由查找成为可能 IP协议提供了一种全球统一的报文格式， IP协议提供了一种全球统一的报文格式，屏蔽 协议提供了一种全球统一的报文格式 了网络链路层差异， 了网络链路层差异，使网络互联成为可能 高层协议 TCP/IP Ethernet Token Ring X.25 FR ATM

PPP/SDH

TCP/IP — IP数据包的格式 数据包的格式 0 1 优先级 2 3 D 4 T 5 R 6 C 7 未用 比特 0 版本 20 个 字节 固定 长度 4 首度 标 寿 命 8 服务类型 识 协 议 16 19

24 总 长 度 31 标志

段 偏 移 首 部 检 验 和

源 站 IP 地 址 目 的 站 IP 地 址 长度 可变

长 度 可 变 的 任 选 字 段 数 „„ 据 填 充

TCP/IP — IP地址的格式和类型 地址的格式和类型

0 1 2 3 4 A类 B类 0 1 0 net-id net-id 8 16 host-id host-id 24 31 C类 110 net-id host-id D类 1110 组播地址 E类 11110

保留为今后使用

TCP/IP —保留的 地址 保留的IP地址 保留的 全0的网络号码：表示“本网络”或“我不知道号码的这个网络” 的网络号码：表示“本网络” 我不知道号码的这个网络” 全1的网络号码 IP地址就是 全0的主机号码：表示该IP地址就是网络的地址 的主机号码：表示该IP地址就是网络的地址 全1的主在一对 乒乓传输法 平衡线上分时交替传输。 回波抵消法——使用回波消除器来抵消本端发送信号对接收远端信号的干扰。 回波抵消法 3. 用户接入交换机接口 图 2.3.3 中 V 为用户接入交换机的接口，共有 5 种类型，如表 2.3.1。 表 2.3.1 接口 V1 V2 V3 V4 V5 V 接口分类 接入种类 基本接入数字段 一般数字段 一般的用户接入数字段 数字接入链路 接入网络

应用 ISDN 基本接入 2B+D PCM 一次群 30B+D 接入 多个 ISDN 基本接入 多个 2.048Mbit/s 接入 3.6 1.

ISDN 提供的业务

承载业务—— 说明了通信网的通 承载业务——网络向用户提供的只是一种低层的信息传递能力。 —— 信能力。而与终端无关。因此各类终端可以使用相同的承载业务。 电路交换方式 分组交换方式 帧中继方式

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2. 用户终端业务 包括网络提供的通信能力和终端本身所具有的通信能力。终端业务包含了承载业务。 3. 补充业务 补充业务不能向用户提供，随基本通信业务一起提供。 第四章 DDN 4.1 基本概念

DDN 是一种利用数字通道提供半永久性连接电路， 以传输数据信号为主的数字传输网络， 它为用户提供数字数据业务。

DDN 复用器， 的低二层，没有交换功能， DDN 实际上是采用 PCM 制式的 TDM 复用器，属于 OSI 的低二层，没有交换功能，采用 E1 帧结构。关键技术是数字交叉连接和复用。 帧结构。关键技术是数字交叉连接和复用。

半永久连接指 DDN 所提供的信道是非交换型的，用户之间的通信是固定的。 4.2 特点

1. 传输质量高 与老式的模拟相比，数字信道传输质量高。 2. 传输速率高 传输速率可达 kbit/s 到 2Mbit/s。 3. 透明性好 无软件协议要求，由硬件实现。 4. 用户接入方便 接口范围广泛。 4.3 关键技术

复用 数字交叉连接 同步 1. 复用 DDN 在 PCM 数字通道上工作，采用 TDM。这些复用都用硬件实现，无需软件协议，透明 传输。硬件实现使得处理速度快，时延很小。 2.048M 8Mbit/s 2.048Mbit/s 的复用 复用速率为 N×kbit/s(N=1~31)，即完整的 E1 或部分 E1（N 小于 31） 。 子速率复用 的用户速率为子速率。各种子速率一般先复用到 kbit/s 数字通道上， 低于 kbit/s 的用户速率为子速率 才可以交叉连接到其它时隙或直接进入 E1 通道连接到远端节点，然后通过解复用还原到原 先的子速率。 建议——2.4、4.8、9.6kbit/s 的子速率的复用应符合 X.50 建议的要求。 X.50 建议 建议——19.2kbit/s 的子速率的复用应符合 X.58 建议的要求。 X.58 建议 - 19 -

2. 交叉连接 DCS（Digital Cross_connect System）是指具有一个或多个 G.702（准同步）或 G.707 （同步）标准的数字端口设备，可对任一端口信号（或其子速率信号）与其它端口信号（或 其子速率信号）进行可控的连接或再连接。数字交叉连接实际上相当于时隙交换机。 大容量的数据交叉连接设备常采用时分—空分-时分的方案。 3. 同步 我国 DDN 采用全同步网方式，由数字同步网给出同步信号。在数字同步网中设置一个基 准时钟作为主时钟，其余各节点的时钟都与主时钟保持同步，即主从同步方式。DDN 国际间 互联的数字通道采用的准同步方式。 4.4网络结构

DDN 结构如图 2.4.1 所示。 N

NAU DTE 用户线 用户环路 本地传输系统 网络管理中心 N N N

局间中继 节点 N NAU DTE

DDN 节点 网络接入单元 用户数据终端 NAU DTE

图 2.4.1 DDN 结构 DDN 由节点、节点间数字中继通道、本地传输通道和网络管理四大部分。 我国的 DDN 为三级网络结构，即一级干线网、二级干线网和本地网。 DDN 节点 DDN 节点的主要功能是通过用户接入系统把用户的业务 （数据） 复用到中继数字通道 （同 时完成交叉连接） ，传输到目标节点后，通过解复用，把业务传送到目标用户。即复用、解 复

用，交叉连接，提供各种数字通道接口和用户接口，接入各种业务，保持网络同步。 本地传输系统部分将在第八章介绍。 4.5

DDN 业务

TDM 专用电路——DDN 的基本业务，点对点或点对多点的数字专用电路。 帧中继——通过安装帧中继服务模块（FRM）提供永久性虚电路（PVC）方式的 帧中继业务。 话音业务/G3 传真——通过添加话音模块来实现。 虚拟专用网 VPN——相对的逻辑子网。 4.6

用户接入和接口

1. 话音接口和接入 模拟话音接口 四线， 二/四线，E/M 信令接口 通过该接口可与 PBX 的模拟用户接口连接或模拟话机连接。 - 20 -

LGS 接口 LGS（loop/ground start subscriber）是二线环路用户接口，其等效的 LGS DDN 功能设备是 FXS FXS(foreign exchange subscriber)越区交换用户话机， 为模拟用户话机提供二线接入。 LGE 接口 LGE（loop/ground start exchange）是二线环路交换机接口，其等效的 LGE DDN 功能设备是 FX0 FX0(foreign exchange office)越区交换局，可与 PBX 的 模拟用户线连接，它仿真话机用户。 数字话音接口 DDN 数字话音的接口标准是 G.732，使用 E1 接口，通过 E1 接口与 PBX 相连。 2. 数据接口和接入 有关数据接口和接入在第八章介绍。 第五章

X.25 分组交换网

我们在第一部分的 3.3 中介绍了分组交换的基本原理和特点，下面主要介绍以 X.25 规 程建议为基础的分组交换网的构成和应用。

分组交换网的基本协议—— ——X.25 5.1 分组交换网的基本协议——X.25 建议 X.25 建议是 DTE 和 DCE 之间的接口规程。 X.25 建议在任何可编程的用户设备和分组交换网之间提供了有效的接口。它为分组交 换网定义了 OSI 的下三层。其分层结构如图 2.5.1 所示。 高层协议 分组级协议 帧级协议

分组层 X.25 数据链路层 物理层 分组层 数据链路层 物理级协议 物理层 DTE

物理连接 2.5.1 图 2.5.1 X.25 分层结构 DCE

物理层——定义了 DTE 和 DCE 之间的电气和功能特性。 可采用 X.21 建议或 X.21bis 物理层 建议。 数据链路层——规定了 DTE 和 DCE 之间的线路上交换分组的过程。 采用 HDLC 的帧结 数据链路层 构。 分组层——利用链路层提供的服务在 DTE-DCE 接口交换分组 交换分组。 分组层 交换分组 逻辑信道——在数据链路被划分为若干个逻辑信道供不同的用户使用， 把逻辑 信道进行统计复用，以提高线路的利用率。 虚电路——由源节点到目的节点间的若干逻辑通道组成。分为永久虚电路 （PVC）和交换虚电路（SVC） 。 - 21 -

5.2 网络设备组成

X.25 分组交换网由如下设备组成 分组交换机——路由选择。 分组交换机 PAD——把非

分组终端接入到分组交换网。 分组装拆设备 PAD 分组或非分组终端 网络管理中心 传输线路

5.3 业务功能

基本业务功能 PVC—— 两个数据终端之间的需电路永久连接， 不需要拨号及拆线释放电路等过 PVC 程，两端用户可以随时使用该逻辑信道。 SVC——两个数据终端之间建立的临时连接， 这种连接需要用户通过数据终端的拨 SVC 号建立虚电路。在通信结束时，任一方都可发出拆线信号，释放虚电路。 任选业务功能 5.4 网络互连与用户接入

分组交换网可以与其它的电信服务网互联。 分组交换网之间通过 X.75 协议互联。 用户终端接入方式如表 2.5.1 所示 表 2.5.1 X.25 用户终端接入方式 终端类型 入网方式 接口协议 PT（X.25） 租用专线 X.25 PT（X.25） 电话网 X.32 NPT（X.28） 租用专线 X.28 NPT（X.28） 电话网 X.28 NPT（SDLC） 租用专线 SDLC NPT（TELEX） 用户报网 X.28 速率 1.2~kbit/s 1.2~9.6kbit/s 1.2~19.2kbit/s 0.3~9.6kbit/s 1.2~kbit/s 50bit/s

物理接口 V.24/V.35 V.24 V.24 V.24 V.24/V.35 V.24 5.5 中国的分组交换网及应用

中国的分组交换网有中国电信的中国公用分组交换网 CHINAPAC，铁道部的专用分组交 换网，以及其它部门的专网。 第六章 帧中继网

在前面的章节介绍了帧中继交换的基本概念和特点，本章重点介绍以这种交换方式为 主的帧中继服务网络的结构和应用。 6.1 帧中继协议

的第二层上用简化的方式传送和交换数据单元—— ——帧 帧中继是在 OSI 的第二层上用简化的方式传送和交换数据单元——帧。 - 22 -

它仅完成物理层和数据链路层的主要功能。 它仅完成物理层和数据链路层的主要功能。 在数据链路层上它完成 Q.922 的核心 功能。根据帧头中的地址信息和帧中继路由表对每个帧寻址。 功能。根据帧头中的地址信息和帧中继路由表对每个帧寻址。 帧中继在链路层采用 LAPD 协议。 帧格式如图 2.6.1 所示。 帧格式 F 帧中继头 信息字段 FCS F F：标志字段 FCS：帧检验序列

图 2.6.1 帧中继的帧格式 帧中继采用面向连接的虚电路方式，一般为 PVC。 6.2 帧中继网络的构建

1. 在 DDN 网上开通帧中继业务 在 DDN 节点上增加 FRM（帧中继模块）和 FAD（帧中继拆装模块） FRM（帧中继模块） FAD（帧中继拆装模块） ，构成逻辑上的 帧中继子网。 开辟的某个带宽内通过虚电路方式（PVC） DDN 上的帧中继实际上是在 DDN 开辟的某个带宽内通过虚电路方式（PVC） 帧进行统计时分复用。 帧进行统计时分复用。 这种方式已经得到广泛应用。 2. 基于 X.25 分组交换网开通帧中继业务 在 X.25 分组交换机上直接增加帧中继控制软件即可以。 但存在两个问题： 但存在两个问题： 分组交换机仍有分组层，所以效率仍低； 对于分组交换网上中继线路为 Kbit/s 时， 则在其上开展帧中继业务的意义不 大。 3. 专门组建帧中继网 利用专门的帧中继交换设备、利用高速的中继线组建专门的帧中继网络。

6.3 用户接入和帧中继设备

1. 用户接入电路 其接入方式与 DDN 的接入方式相似，可直接接入或通过 MODEM、ISDN

线路方式或 PCM 数字线路接入。 2. 用户接入设备 帧中继终端——具有帧中继用户—网络接口规程的用户终端，可直接与帧中继交 帧中继终端 换机连接。 FRAD——将非帧中继终端进行转换，接入帧中继交换机。 帧中继拆装设备 FRAD 路由器和网桥——完成 LAN 通过帧中继网络互联，其应具有帧中继用户—网络接 路由器和网桥 口规程。 3. 帧中继交换机 提供用户接入接口，完成中继、路由管理，具有信令处理能力和网络互通能力。 - 23 -

6.4 帧中继的应用

帧中继的主要特点是帧长度比分组长，适合封装大数据，并且能够按需分配带宽，解决 突发数据，所以适合于 LAN 与 LAN 互连，LAN 与 WAN 互连，大吞吐量的实时数据。 第七章 ATM

在前面我们介绍了 ATM 作为交换方式的基本概念和特点。

作为综合交换和传输的一种技术， 这里我们把 ATM 作为综合交换和传输的一种技术，并产生基于 ATM 技术提供高层端到 服务。作为一种技术，它可以完成信息的转换和信息路由的选择 以完成信息的转换和信息路由的选择， 端服务的 ATM 服务。作为一种技术，它可以完成信息的转换和信息路由的选择，起到交换 复用器和交叉连接的作用。 机、复用器和交叉连接的作用。 7.1 ATM 信元格式

ATM 信元为 53 个字节， 5 个字节为信头， 前 用于寻址。 其余 48 个字节为要传送的信息。 信头的格式如图 2.7.1 所示。 比特 GFC——一般流量控制 8 7 6 5 4 3 2 1 VPI——虚通路标识码 VCI——虚通道标识码 PT——负荷类型 CLP——信元丢失优先级 HEC——信头差错控制 1 2 3 4 5 字节

GFC VPI VCI VCI HEC VPI VCI PT CLP

7.2 ATM 功能结构及协议参考模型

协议参考模型如图 2.7.2 所示。 1. 物理层 主要任务是传输信息。 物理媒体子层 将 ATM 信元流转换成能在物理媒体上传输的比特 流。 传输会聚子层 在适当的物理媒体上正确的发送和接收数据。 2. ATM 层 信元的复用与交换，于物理媒体。 一般流量控制 信头的产生与提取 信元 VPI、VCI 翻译 信元复用与解复用 图 2.7.1 ATM 信头格式 高层应用层 AAL 层 ATM 层 传输会聚子层 拆装子层 会聚子层 物理层

物理媒体子层

图 2.7.2 ATM 协议参考模型 3. AAL 层 它介于 ATM 层和高层之间，使 ATM 层能适应不同类型的业务的需要而设置，称为 ATM - 24 - 适配层。 会聚子层（CS） 会聚子层（CS）——在业务接入点 AAL 服务。 拆装子层（SAR） 拆装子层（SAR）——将进入高层的 PDU 分割为 ATM 信元信息字段大小，其逆过 程将 ATM 信元信息字段重组为 CS 层的 PDU。 AAL 层根据不同种类的业务，分为 5 种规程，即 AAL1~AAL5。 4. 高层 高层协议负责对信息进行编码。具有的服务功能特性。

7机号码：表示广播地址，即对该网络上所有的主机进行广播 的主机号码：表示广播地址， 广播地址 地址： 全0的IP地址：即0.0.0.0 的 地址 网络号码为127.X.X.X：用于

本地软件回送测试（loopback test） ：用于本地软件回送测试（ 网络号码为 ） 地址255.255.255.255：表示“向我的网络上的所有主机广播”，原先是使用 全1地址 地址 ：表示“向我的网络上的所有主机广播” 0.0.0.0 TCP/IP —私网 地址 私网IP地址 私网

私网IP地址不能够出现在internet上 私网IP地址不能够出现在internet上 IP地址不能够出现在internet 10. 10.255.255. 10.0.0.0 — 10.255.255.255 172.16. 172.31.255. 172.16.0.0 — 172.31.255.255 192.168. 192.168.255. 192.168.0.0 — 192.168.255.255 TCP/IP —子网掩码 子网掩码

TCP/IP体系规定用一个32bit的子网掩码来表示 TCP/IP体系规定用一个32bit的子网掩码来表示 体系规定用一个32bit的子网掩码 子网号字段的长度 子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成 子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成 和一连串的 “1”对应于网络号码和子网号码字段 1”对应于网络号码和子网号码字段 “0”对应于主机号码字段 0”对应于主机号码字段 “1”和“0”不能交叉出现 1”和 0”不能交叉出现 异步转移模式ATM（1） （ ） 异步转移模式

ATM信元： 信元： 信元 在ATM中，数字化的语音、数据图像都被分割成固定长度的数字块，每小块数据附加 中 数字化的语音、数据图像都被分割成固定长度的数字块， 一些与用户有关的数据，再加上一个识别路由的信头，就构成信息的转送单元， 一些与用户有关的数据，再加上一个识别路由的信头，就构成信息的转送单元，简称信 把信头叫信元头，其它部分叫信息域。 元。把信头叫信元头，其它部分叫信息域。 信元： 元头： 信息： 信元：424 bit 元头：40bit 信息：48*8=384bit 876321 信信信 1 5 6

UNI 876321 1 GFC VPI VPI VCI VCI VCI PT RES CLP

NNI 876321 VPI 1 VCI VCI VCI VCI PT RES CLP 信信信 53 HEC 5 HEC 5

GFC Generic Flow Control VPl Virtual Path ldentifier VCl Virtual Channel ldentifier PT Payload Type RES Reserved CLP Cell Loss Priority HEC HeaderError Control 异步转移模式ATM（2） （ ） 异步转移模式 ATM的特点 的特点 统计复用 信元长度固定

ATM可以作为广域网（WAN）或局域网（LAN）的无缝网络 可以作为广域网（ ）或局域网（ ） 可以作为广域网

ATM能综合多种业务， 可以在一个光纤以不同的速率传播话音、 能综合多种业务，可以在一个光纤以不同的速率传播话音、 能综合多种业务 数据、 数据、图像等不同类型的信号

ATM 的 带 宽 可 以 动 态 分 配 ， ATM 的 速 率 范 围 可 以 从 2Mbit/s 到 5Gbit/s

异步转移模式ATM（3） （ ） 异步转移模式

ATM的发展前景 的发展前景 ATM交换机可把多媒体工作站、 服务器、高档微机等连接起来， 交换机可把多媒体工作站、 服务器、 高档微机等连接起来， 交换机可把多媒体工作站 形成一个资源共享， 形成一个资源共享，并能提供多种功能的综合系统

可利用ATM交换机作为骨干网， 通过网桥 、路由器 、服务器等设 交换机作为骨干网，通过网桥、路由器、 可利用 交换机作为骨干网 备高速互连， 备高速互连，可以覆盖较大本地网范围

ATM可用于 可用于LAN-LAN，LAN-WAN互连， 提供宽带多媒体业务 ， 互连， 可用于 ， 互连 提供宽带多媒体业务， 如高分辨医疗图像传送，远端教学， 如高分辨医疗图像传送，远端教学，视频点播等

LAN Local Area Network WAN Wide Area Network VOD Video On Demands HDLC（1） （ ）

HDLC（High_level Data Link Control）：高级数据链路规程 （ ） 面向比特的同步数据控制协议的典型 面向比特的同步数据控制协议的典型 特点： 特点： 协议不依赖于任何一种字符编码集 数据报文可透明传输，用于透明传输的“0比特插入法 比特插入法” 数据报文可透明传输，用于透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现 全双工通讯，不必等待确认可连续发送数据， 全双工通讯，不必等待确认可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率 所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重收，传输 校验， 信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重收， 所有帧均采用 校验 可靠性高 传输控制功能与处理功能分离， 传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性和较完善的控制功能 由于以上特点，目前网络设计及整机内部通讯设计普遍使用HDLC数据链路控 由于以上特点，目前网络设计及整机内部通讯设计普遍使用 数据链路控 制协议 HDLC（2） （ ） HDLC的幀格式 的幀格式

标志F 标志 01111110 地址字段A 控制字段 控制字段C 地址字段 8bit 8bit 信息字段I 信息字段 N bit 幀校验字段FCS 幀校验字段 16 bit 标志F 标志 01111110

标志字段（ ） 标志字段为01111110的比特模式，用以标志帧的开始与结束，也可 的比特模式， 标志字段（F） ： 标志字段为 的比特模式 用以标志帧的开始与结束， 以作为帧与帧之间的填充字符 地址字段（ ） 地址字段的内容取决于所采用的操作方式，有主节点、从节点、 地址字段 （ A） ： 地址字段的内容取决于所采用的操作方式 ， 有主节点 、 从节点 、 组 合节点之分。每个从节点与组合节点都被分配一个唯一的地址，命令帧中的地址字段 合节点之分。每个从节点与组合节点都被分配一个唯一的地址 命令帧中的地址字段 携带的是对方节点的地址，而响应帧中的地址字段所携带的地址是本节点的地址 携带的是对方节点的地址， 控制字段（ ） 控制字段用于构成各种命令及响应， 控制字段（C）：控制字段用于构成各种命令及响应，以便对链路进行监视与控制 信息字段：信息字段可以是任意的二进制比特串， 信息字段：信息字段可以是任意的二进制比特串，长度未作限定 帧校验序列字段（ 帧检验序列字段可以使用16位 帧校验序列字段（FCS）： 帧检验序列字段可以使用 位CRC，对两个标 ） ， 志字段之间的整个帧的内容进行校验 HDLC（3） （ ） HDLC的应用特点（1） 的应用特点（ ） 的应用特点

应用场合： 应用场合： 就系统结构而言，HDLC适用于点到点或点到多点式的结构 就系统结构而言 适用于点到点或点到多点式的结构 就工作方式而言，HDLC适用于半双工或全双工 适用于半双工或全双工 就工作方式而言 就传输方式而言，HDLC只用于同步传输 只用于同步传输 就传输方式而言 在传输速率方面考虑，HDLC常用于中高速传输 常用于中高速传输 在传输速率方面考虑

传输效率： 开始发送一帧后， 传输效率 ： HDLC开始发送一帧后， 就要连续不断地发完该帧 ； HDLC可以 开始发送一帧后 就要连续不断地发完该帧； 可以 同时确认几个帧；