现代通信网及数字通信系统基础.doc

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1、现代通信网及数字通信系统基础现代通信网概念及质量要求通信网的基本概念：通信网是由一定数量的节点（Node）和连接节点的传输链路(Link)组成，以实现两个或多个规定点之间信息传输的通信体系。质量要求：一般通信网的质量要求对通信网一般提出三个要求：接通的任意性与快速性、信号传输的透明性与传输质量的一致性、网路的可靠性与经济合理性。电话通信网的质量要求对电话通信网是从以下三个方面提出的要求：接续质量、传输质量、稳定质量。现代通信网-构成和分类通信网的构成：一个完整的通信网包括硬件和软件。通信网的硬件一般由终端设备、传

2、输系统和转接交换系统等三部分电信设备构成，是构成通信网的物理实体；为了使全网协调合理地工作，还要有各种规定，如信令方案、各种协议、网路结构、路由方案、编号方案、资费制度与质量标准等，这些均属于软件。①按电信业务的种类分为：电话网、电报网、用户电报网、数据通信网、传真通信网、图像通信网、有线电视网等。②按服务区域范围分为：本地电信网、农村电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等。③按传输媒介种类分为：架空明线网、电缆通信网、光缆通信网、卫星通信网、用户光纤网、低轨道卫星移动通信网等。④按交换方式分为：电路交换网

3、、报文交换网、分组交换网、宽带交换网等。⑤按结构形式分为：网状网、星形网、环形网、栅格网、总线网等。⑥按信息信号形式分为：模拟通信网、数字通信网、数字/模拟混合网等。⑦按信息传递方式分为：同步转移模式（STM）的综合业务数字网（ISDN）和异步转移模式（ATM）的宽带综合业务数字网（B-ISDN）等。通信网的拓扑结构及各自特点(1)星型结构星型网的辐射点就是转移交换的中心，其余节点之间相互通信都要经过转换交换中心的交换设备来完成，因而交换设备的交换能力和可靠性会影响到网内所有用户。特点是N个节点的星形网需要（N-

4、1）条传输线路，所用传输链路较少，线路利用率较高，所以当交换设备的费用低于相关传输链路的费用时，星形网的经济效益较好；缺点是一旦中心节点故障，就会造成全网瘫痪，故安全性较差。(2)网状结构其结构特点：如果网内由N个节点，全网就有N(N-1)/2条传输链路。显然，当节点数增加时，传输线路必将迅速增加。这样的网络结构冗余度较大，稳定性好，单行路利用率不高，经济性较差，适用于局间业务量较大或分局业务量较少的地区。(1)环型结构N个节点的环网需要N条传输链路。特点：结构简单，实现容易，由于可以采用自愈环对网络进行自动保护

5、，所以稳定性比较高。但当节点较多时，转接延时难以控制，不便扩容。(2)树型结构树型网可以看成星型拓扑结构的扩展。应用：主要用于用户接入网或用户线路网中。(3)总线结构它属于共享传输介质型网络，网中所有的节点都连接在一个公共传输总线上，任何时候只允许一个用户占用总线发送或接收数据。特点：这种网络结构需要的传输链路少，增减节点比较方便，但稳定性较差，网络范围也受到限制。应用：主要用于计算机局域网、电信接入网等网络等。数字通信系统基础数字通信系统的组成在网络通信中，任何两台计算机之间的数据交换都是经过多次的点到点的数据

6、传输和交换来完成的。因此，点到点的数据传输即是数据通信所要完成的工作。一个数据通信系统由5个部分组成：1）消息（Message）：是被交换的信息（或称数据）。2）发送设备。3）接收设备。4）传输媒体。5）协议。1.数据与信号物理层把比特流变成信号在媒体上传输。媒体的类型不同，其上的信号也不同，媒体对信号传输的影响也必然对物理层的性能有影响。此外，物理层的比特1和0用什么样的信号来表示才能更好地有利于比特的正确传输？所有这些问题的解决都要求我们必须研究物理层的数据和媒体上信号的特性。数据：数据是信息的表示形式，它是

7、计算机处理的对象。数据的类型有：文本、图像、音频和视频。文本表示文字信息，世界上有各种不同的语言和文字，采用一个或多个字节的比特序列编码来代表文字。举例：ASCII、汉字、Unicode分别1、2、4字节表示。图像是视觉信息的表示形式，它是由许多称为像素的点在行和列上排列而成的二维信息结构，每个像素点的值代表该像素点的亮度或颜色，全部像素点的集合就表示一幅图像。例如：400×600=24万像素。如果是数字图像，若每像素量化为8比特，则该图像的大小是1.92Mb。音频数据是由人说话或播放音乐而产生的。这种数据与前两

8、种数据不同，前面的各个数据元素是不依赖于时间的，在传输中每个字符延迟的变化不影响文本的正确性。而语音是连续的数据流，每个语音的样本若延迟时间不同，则收听的语音就会失真，磁带录放机的转速变化会导致语音的畸变就是这个原理。视频数据是影像信息的表示形式，可由摄像机拍摄获得也可以由图像序列组合而成。例如，电视信号就是由每秒25帧的图像序列组合而成的。视频信号的特点是数据量大，如果