计算机网络技术及应用（第2版）课件.ppt

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1、计算机网络技术及应用（第2版）第五章第5章广域网本章主要内容公共电话交换网－PSTN；同步数字体系－SDH；异步传输模式－ATM。数字通信的优势PSTN数字链路PCMPSTN复用机制时隙交换电路交换的缺陷虚电路分组交换ATM信元交换过程第5章广域网5.1公共电话交换网本讲主要内容PSTN结构；呼叫连接建立过程；PCM和时分复用；转接表和时隙交换。5.1公共交换电话网主叫和被叫之间语音信道的建立过程。语音数据经过语音信道的传输过程。主叫和被叫之间语音通信交换方式，需要呼叫连接建立过程：路由和信令协议交换机间高带宽链路必须被多路语

2、音信道共享：PCM和复用技术交换与电路连接交换是和固定连接对应的，很显然，任何电话的通话对象都是不断变化的，固定连接的方法是行不通的。交换机端口之间建立动态连接的过程称为交换。两两相连交换交换机一、PSTN结构PSTN由各级交换机和互连交换机的物理链路组成。交换机各端口间不是固定连接关系，因此，需要根据主叫和被叫位置动态建立端口间连接。根据主叫和被叫位置动态建立各级交换机端口间连接的过程称为呼叫连接建立过程。一、PSTN结构二、呼叫连接建立过程交换机必须配置路由表。交换机根据被叫号码和路由表确定输出端口。信令消息，由信令协议规范

3、。路由多个语音信道共享交换机间链路带宽针对主叫和被叫之间完成语音通信的过程，PSTN必须解决两个问题：一是主叫话机如何把用户输入的被叫号码送给每一跳交换机。语音信道如何占用交换机间链路的带宽。第一个问题涉及PSTN的路由和信令协议，后一个问题涉及PSTN的PCM和复用问题。二、呼叫连接建立过程三、PCM和时分复用早期电话一旦建立主叫和被叫之间的的呼叫连接，呼叫连接所经过的交换机间线路就被该呼叫连接占用。这会带来问题。一是如北京和南京之间同时进行的呼叫连接不计其数，如何设置南京长话局和北京长话局之间线路。二是随着线路的改进，如同轴

4、电缆和光纤，其传输带宽到达几百兆，甚至更高，而语音信号带宽只需4kHz。这好比用5m直径的水管来流淌线一样细的水流。浪费！复用的本质是用一条宽带链路来传输多路窄带模拟信号，或用一条高速数字链路传输多路低速的数字信号。一条马路多个车道三个小区，每个小区每秒R人，公交车K人，公交车发车间隔（K/3R)秒。三、PCM和时分复用模拟通信和频分复用技术假定线路带宽为M，语音信号带宽为X，则将M带宽分割为N个语音信道，N=M/X。第I路语音信道被放入频带（I-1)X∽IX中。三、PCM和时分复用频分复用用于模拟信号传输方式，随着光纤的应

5、用和计算机技术的开展，以及数字信号良好的再生性，目前普遍使用数字传输系统。数字传输系统采用时分复用技术。三、PCM和时分复用数字传输的优势数字信号和模拟信号传输过程中都可能失真。数字信号容易再生。三、PCM和时分复用语音信号是模拟信号，通过A/D转换成为数字信号。A/D转换经过采样、量化和编码三步将模拟信号变为数字信号。采样频率＝2最大谐波频率。量化用有限种幅值近似无限种幅值，编码用若干位二进制数表示有限种幅值。三、PCM和时分复用假定信号幅值范围为0～5伏，如果用2位二进制数来表示采样后的幅值，可用00表示0伏，01表示1.

6、25伏，10表示2.5伏，11表示3.75伏。如果采样后的幅值Vi<1.25伏，就用00表示。1.25≤Vi<2.5就用01表示，2.5≤Vi<3.75就用10表示，3.75≤Vi就用11表示。由于用2位二进制数只能表示4种幅值，连续幅值的信号只能用这4种幅值进行拟合，拟合后的幅值与采样后得到的原始幅值的最大误差为5伏/22＝1.25伏三、PCM和时分复用8位二进制数，可以有256种编码，则当采样后的幅值V符合(5/28)X≤V≤(5/28)(X+1)(X：0255)，用编码X表示电压幅值V。由于语音信号频带＝4kHz，采

7、样频率＝24kHz＝8kHz。由此可以得出语音信号数字化后需要的传输速率＝8b8kHz=64kbps，或8b/125s。三、PCM和时分复用假定中间链路的传输速率＝256kbps，A、B、C、D四路输入的速率＝64Kbps，确定一个时间片，这里为125s，中间链路在以该时间片里可以传输25610312510-6=32b，而四路输入在一个时间片内分别输入6410312510-6=8b，因此，可以将125s的时间片分割成4个小时间片，每个小时间片刚好传输8b，分配给一路输入，这个小时间片成为时隙，而由四个小时间

8、片组成的时间片称为物理帧。如果确定物理帧的时间长度T和每一路输入速率X，则物理帧中的时隙数N取决于链路的传输速率M，N=M/X。每一时隙的二进制位数＝（T/N）X三、PCM和时分复用E1的传输速率＝2.048Mbps，每125s能够传输2.0471061