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1、从计算机网络角度 看电信传输系统引子电信系统一、电信系统所谓电信系统是指为完成通信工作的各种协调工作的电信设备的集合。电信系统模型组成1.发信终端设备及收信终端设备2.传输信道3.交换设备4.噪声5.信源和信宿噪声交换设备发信终端收信终端信宿信源第一部分传输系统第一节 传输基本概念及技术第二节电信传输标准第一节 传输基本概念及技术传输系统：信源提供的语声、数据、图像等待传递信息由用户终端设备变换成电信号，经传输终端设备进行调制，将其频谱搬移到对应传输媒质的传输频段内，通过媒质传输至对方后，再经解调等逆变换，恢复成信宿适用的信息形式，这一全过程信息所
2、通过的通信设备的总和称传输系统。凡连接两个终端设备的传输系统称信道，凡连接网络节点上两个交换设备的传输系统称链路。1.模拟信号与数字信号图 模拟信号与数字信号(a)模拟信号(b)数字信号2.数字通信系统无论信源产生的是模拟数据还是数字数据,在传输过程中都要变成适合信道传输的信号形式。在模拟信道中传输的是模拟信号,在数字信道中传输的是数字信号。如果信源产生的是模拟数据并且以模拟信道传输则叫做模拟通信如果信源发出的是模拟数据而以数字信号的形式进行传输,那么这种通信方式叫数字通信。数字通信系统模型图数字通信系统模型3.数字信号的频谱和信道带宽1.傅立叶分
3、析任何周期信号都是由一个基波信号和各种高次谐波信号合成的,按照傅立叶分析法可以把一个周期为T的复杂函数g(t)表示为无限个正弦和余弦函数之和:其中a0是常数,代表直流分量,且为基频,an,bn分别是n次谐波振幅的正弦和余弦分量:2.周期矩形脉冲信号的频谱所谓频谱是指组成周期信号的各次谐波的振幅按频率的分布图,这样的频谱图以频率f为横坐标,相应的各种谐波分量的振幅u为纵坐标,如图所示。信号带宽图中谐波的最高频率fh与最低频率fl之差(fh-fl)叫做信号的频带宽度,简称带宽。信道带宽图 信道带宽4.数字信道的特性1.波特率和信道容量早在1924年,贝
4、尔实验室的研究员亨利·尼奎斯特(HarryNyquist)就推导出了有限带宽无噪声信道的极限波特率,称为尼奎斯特定理。若信道带宽为W,则尼奎斯特定理指出最大码元速率为香农(Shannon)的研究表明,有噪声信道的极限数据速率可由下面的公式计算:5.脉冲编码调制模拟数据通过数字信道传输有效率高、失真小的优点,而且可以开发新的通信业务,例如,数字电话系统可提供语音信箱的功能。把模拟数据转化成数字信号,要使用一种叫编码解码器(Codec)的设备。常用的数字化技术就是所谓的脉冲编码调制技术PCM(PulseCodeModulation),简称脉码调制。PC
5、M的原理如下:(1)取样。每隔一定时间间隔,取模拟信号的当前值作为样本。尼奎斯特(Nyquist)取样定理告诉我们:如果取样速率大于模拟信号最高频率的二倍,则可以用得到的样本空间恢复原来的模拟信号。(2)量化。取样后得到的样本是连续值,这些样本必须量化为离散值,离散值的个数决定了量化的精度。图2.15中我们把量化的等级分为16级。每个样本都量化为它附近的等级值(图2.15(a))。(3)编码。把量化后的样本值变成相应的二进制代码。按照图2.15(b)的编码方案,我们得到相应的二进制代码序列,其中每个二进制代码都可用一个脉冲串(4位)来表示。这4位一
6、组的脉冲序列就代表了经PCM编码的原模拟信号6.多路复用技术多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道的技术。图多路复用频分多路复用(FDM)FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)是在一条传输介质上使用多个频率不同的模拟载波信号进行多路传输,这些载波可以进行任何方式的调制:ASK,FSK,PSK以及它们的组合。每一个载波信号形成了一个子信道,各条子信道的中心频率不相重合,子信道之间留有一定宽度的隔离频带时分多路复用(TDM)TDM(TimeDivisionMultiplexing)要求各个子通道按时间片轮流地占用整
7、个带宽(图2.23)。时间片的大小可以按一次传送一位,一个字节或一个固定大小的数据块所需的时间来确定。图 时分多路复用第三节 电信传输标准在介绍脉码调制时(第2.7节)曾提到,对4kHz的话音信道按8kHz的速率采样,128级量化,则每个话音信道的比特率是56kb/s。为每一个这样的低速信道敷设一条通信线路是太不划算了,所以在实用中要利用多路复用技术建立更高效的通信线路。在北美和日本使用很广的一种通信标准是贝尔系统的T1载波T1载波原理图图2.25贝尔系统的T1载波T1载波也叫一次群,它把24路话音信道按时分多路的原理复合在一条1.544Mb/s的
8、高速信道上。CCITT有一个类似1.544Mb/s的标准。CCITT还有一个2.048Mb/s脉冲编码调制载波标准。CCI
