第二章电话通信简介

1、第二章电话通信简介2.1电话通信基础电话通信基础2.1.1简单电话通信系统简单电话通信系统 电话通信是通过声能与电能相互转换、并电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用利用“电电”这个媒介来传输语言的一种通这个媒介来传输语言的一种通信技术。信技术。 两个用户要进行通信，最简单的形式就是两个用户要进行通信，最简单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。将两部电话机用一对线路连接起来。发发话话者者声声电电信信道道电电声声收收话话者者噪噪声声源源发发端端收收端端i i ( (t t) )S S ( (t t) )S S( (t t) )i i( (t t) )n n( (t t) ) 从上述可知，

2、电话通信的传输对象就是语从上述可知，电话通信的传输对象就是语声，为便于了解电话机的通信原理，以下声，为便于了解电话机的通信原理，以下介绍一些声学的基本知识。介绍一些声学的基本知识。2.1.2声学基础及人类的听觉特性声学基础及人类的听觉特性1声音的产生声音的产生 声音是由振动着的物体产生的。声音是由振动着的物体产生的。 电话通信基本过程中都有哪些振动呢？电话通信基本过程中都有哪些振动呢？ 首先，人发声是由于声带振动的结果；首先，人发声是由于声带振动的结果；受话器（听筒）能发出声音，是由于受话器内受话器（听筒）能发出声音，是由于受话器内有一膜片有一膜片2声音的描述声音的描述(1)振动的振幅、周期和

3、频率振动的振幅、周期和频率 为了描述物体振动的特性，常常使用一些参数，为了描述物体振动的特性，常常使用一些参数，即：振幅、周期和频率。即：振幅、周期和频率。 声波的振幅越大，听到的声音也就越大；声波的振幅越大，听到的声音也就越大； 频率高的声音则音调高，频率低的声音则音调频率高的声音则音调高，频率低的声音则音调低。低。2.1.3语声信号的特性语声信号的特性 这里我们主要从电话通信的角度来讨论语这里我们主要从电话通信的角度来讨论语声信号的基本特性。声信号的基本特性。 1.语声信号的频谱和能量语声信号的频谱和能量 语声的频率范围语声的频率范围 纯音纯音:如果声波的疏密变化符合正弦规律，就如果声波的

4、疏密变化符合正弦规律，就 称这种声音为纯音。称这种声音为纯音。 复音复音:如果一种声音是由很多纯音组成，则叫如果一种声音是由很多纯音组成，则叫 复音。复音。 人的说话声音就是复音，一般话音的频率人的说话声音就是复音，一般话音的频率范围为范围为80Hz8kHz。歌唱声的频谱要宽的多，大概为歌唱声的频谱要宽的多，大概为828210KHz10KHz，各种乐器发声的频谱范围一般要到各种乐器发声的频谱范围一般要到202020KHz20KHz。 话音频率包括基频及较基频为高的各种频话音频率包括基频及较基频为高的各种频率成分率成分( (音色音色) )。 基频或基音：人类嗓音的基本频率。基频或基音：人类嗓音的

5、基本频率。 人耳辨别不同声音时，除了从它的强度和人耳辨别不同声音时，除了从它的强度和基音外，还根据它的音色。基音外，还根据它的音色。音色：指话音频率范围内除了基频外，还包含音色：指话音频率范围内除了基频外，还包含的较基频为高的各种频率成分。的较基频为高的各种频率成分。通常基频部分表征信息，而由音色则可辨认每通常基频部分表征信息，而由音色则可辨认每一种声音。一种声音。正因为不同声源有不同的音色，所以人们才能正因为不同声源有不同的音色，所以人们才能辨别出不同乐器等声音。辨别出不同乐器等声音。能量分布能量分布 语声的能量用语声的能量用dB表示表示 图图2-2 2-2 语声信号的能语声信号的能量分布量

6、分布0.20.20.80.81.61.63.23.20.70.7dBdBf(kHz)f(kHz) 图示曲线说明图示曲线说明虽然不同的发声者其语声信号能量分布因人而虽然不同的发声者其语声信号能量分布因人而异，但总的变化趋势是相同的：异，但总的变化趋势是相同的： 其低频部分包含的能量大，高频部分包含能量其低频部分包含的能量大，高频部分包含能量小。小。2.语声信号幅度分布特性语声信号幅度分布特性统计分析表明，若用高质量统计分析表明，若用高质量话筒作长时间（几十秒以上）话筒作长时间（几十秒以上）统计，可近似认为语声信号统计，可近似认为语声信号幅度分布具有如图幅度分布具有如图2-3所示所示特性。特性。

7、图图2-3语声语声信号幅度分布特性信号幅度分布特性1 12 23 3-1-1-2-2-3-3P(x)P(x)x x0 03.3.对语声还原的评价对语声还原的评价 清晰度清晰度(可懂度可懂度)：指能正确听懂发话人讲话内：指能正确听懂发话人讲话内容的程度，是发话端发出声音（无连贯意义的容的程度，是发话端发出声音（无连贯意义的字母、音节或单字），在受话端可听懂的百分字母、音节或单字），在受话端可听懂的百分数（准确程度）。数（准确程度）。自然度：是指能否辨别发话人是谁，即原语声自然度：是指能否辨别发话人是谁，即原语声和恢复语声的近似程度。和恢复语声的近似程度。 4.4.电话系统中的语声传输频带电话系统

8、中的语声传输频带 语声（语音）的频率范围通常是语声（语音）的频率范围通常是80Hz8kHz。 如果电话通信中将此频带原封不动的传输，如果电话通信中将此频带原封不动的传输，第一使线路利用率降低，第一使线路利用率降低，第二会使通信硬件设备复杂，成本提高，实际通信也第二会使通信硬件设备复杂，成本提高，实际通信也没有必要。没有必要。只要通信设备能把语声频带中主要的一段传输即可，只要通信设备能把语声频带中主要的一段传输即可，即收话人能比较清楚听懂发话人的语声就可以了。即收话人能比较清楚听懂发话人的语声就可以了。 至于传送那一段频带好，通常从兼顾清晰度和能至于传送那一段频带好，通常从兼顾清晰度和能量两方面

9、来考虑。量两方面来考虑。 从清晰度来看，通过大量实验表明，从清晰度来看，通过大量实验表明，语声频带范围中的高频成分对清晰度比较重要。语声频带范围中的高频成分对清晰度比较重要。特别是特别是10002000Hz是保证清晰度必须传输是保证清晰度必须传输的部分，的部分，但保留但保留2500Hz以上的频率对清晰度的影响不以上的频率对清晰度的影响不大。大。 从能量分布来看，从能量分布来看，低频部分包含能量大，所以低频部分比高频部低频部分包含能量大，所以低频部分比高频部分重要。分重要。 兼顾清晰度和能量两个方面，又考虑到提兼顾清晰度和能量两个方面，又考虑到提高线路利用率和简化通信设备高线路利用率和简化通信设

10、备 1938年国际电联的前身国际电报电话咨询年国际电联的前身国际电报电话咨询委员会（委员会（CCITT）建议采用）建议采用3003400Hz的频带范围。的频带范围。因该频段为低频信号部分，包含的能量大，且因该频段为低频信号部分，包含的能量大，且清晰度可达到清晰度可达到90。从此以后，这一建议被世界各国普遍采用，我从此以后，这一建议被世界各国普遍采用，我国各种制式的电话机，工作频带均采用国各种制式的电话机，工作频带均采用300Hz3400Hz。 现在的问题是：现在的问题是：每个人发出的语声频率范围平均为每个人发出的语声频率范围平均为808000Hz但电话传输时只传输但电话传输时只传输300340

11、0Hz这一段，这一段，如何取出呢？如何取出呢？ 这可借助于电话机中的低通滤波器（这可借助于电话机中的低通滤波器（LFPLFP）来实现。）来实现。 2.2 电话机的专用部件电话机的专用部件 电话机要想正常工作，电话机要想正常工作，必须有送话器、受话器进行电信号与语音的互必须有送话器、受话器进行电信号与语音的互相转换。相转换。发话时需要拨号盘，受话时要有振铃器，发话时需要拨号盘，受话时要有振铃器，当然还有一些叉簧、开关、接插件和线绳等辅当然还有一些叉簧、开关、接插件和线绳等辅助器件。助器件。 下面分别对各主要器件的作用和原理加以下面分别对各主要器件的作用和原理加以简要介绍。简要介绍。 送话器：送话

12、器：在声波的作用下，能按照声压变化规律，产生在声波的作用下，能按照声压变化规律，产生相应的变化电流，是一种把声能转换成电能的相应的变化电流，是一种把声能转换成电能的声电转换器。声电转换器。送话器原理简介：送话器原理简介： 受话器：受话器： 电电/声转换部件。声转换部件。 受话器原理简介：受话器原理简介： 拨号盘又称发号器或选呼设备。拨号盘又称发号器或选呼设备。 选择信号的发送是通过拨号盘来实现的。选择信号的发送是通过拨号盘来实现的。选择信号被送给交换机以供交换机识别被叫用户，进选择信号被送给交换机以供交换机识别被叫用户，进而将两个电话线路接通。而将两个电话线路接通。 按送出选择信号方式的不同，

13、拨号盘可分为两种，按送出选择信号方式的不同，拨号盘可分为两种，一种是机械旋转式拨号盘，一种是机械旋转式拨号盘，另一种是按键式拨号盘。另一种是按键式拨号盘。目前普遍使用的拨号盘是按键式拨号盘目前普遍使用的拨号盘是按键式拨号盘1）旋转式拨号盘）旋转式拨号盘 旋转式拨号盘外表面有十个指孔，分别标有数字旋转式拨号盘外表面有十个指孔，分别标有数字09。 在拨号盘下面（拆开电话才能看到），有一个带在拨号盘下面（拆开电话才能看到），有一个带有十个齿的的轮子，这个轮子紧挨着一个小开关，有十个齿的的轮子，这个轮子紧挨着一个小开关，当轮子从挡指片往回转动时，它的齿碰击这个开当轮子从挡指片往回转动时，它的齿碰击这个

14、开关，每转过一个齿，这个开关就断合一次，而流关，每转过一个齿，这个开关就断合一次，而流过该电话机和交换机之间的直流也断续一次。过该电话机和交换机之间的直流也断续一次。 电流每断续一次就送出一个断续电流称为直流拨电流每断续一次就送出一个断续电流称为直流拨号脉冲，从而将由交换机供给电话机的直流电流号脉冲，从而将由交换机供给电话机的直流电流变成与拨号数字相对应的拨号脉冲，达到把对方变成与拨号数字相对应的拨号脉冲，达到把对方电话号码告诉交换机的目的。电话号码告诉交换机的目的。 例如你要给电话号码为例如你要给电话号码为32763276的某人打电话，的某人打电话，当你拨当你拨3 3时，这时拨号盘的齿轮在往

15、回旋转的时，这时拨号盘的齿轮在往回旋转的过程中，有三个齿相继撞击开关三次，送出三过程中，有三个齿相继撞击开关三次，送出三个直流脉冲传给交换机，个直流脉冲传给交换机，当你拨当你拨2 2，7 7，6 6时则先后送出时则先后送出2 2，7 7，6 6个直流脉个直流脉冲传给交换机。冲传给交换机。 这种以脉冲个数表示对方电话号码的拨号这种以脉冲个数表示对方电话号码的拨号方式称为脉冲拨号方式。方式称为脉冲拨号方式。（2）按键式拨号盘）按键式拨号盘 旋转式拨号盘由于是机械旋转，存在着两旋转式拨号盘由于是机械旋转，存在着两个主要问题：个主要问题： 一是容易出故障，拨号盘因卡住不转或回一是容易出故障，拨号盘因卡

16、住不转或回转速度不合标准常常出现错号；转速度不合标准常常出现错号； 二是回转需要一段时间，尤其是拨二是回转需要一段时间，尤其是拨8 8、9 9、0 0等高位号码时，更费时间。这样，占用了等高位号码时，更费时间。这样，占用了线路，降低了电话交换设备的有效利用率。线路，降低了电话交换设备的有效利用率。 为了简化拨号操作和提高发送速度，为了简化拨号操作和提高发送速度， 随着电子技术的发展，在随着电子技术的发展，在2020世纪世纪6060年代初，年代初，出现了双音多频式按键式拨号盘。出现了双音多频式按键式拨号盘。 它用按键代替拨号盘。它用按键代替拨号盘。 打电话时，根据自己所要的电话号码，分打电话时，

17、根据自己所要的电话号码，分别按下别按下“1 1”“0 0”中的相应按键，便可中的相应按键，便可接通电话，大大简化了拨号操作。接通电话，大大简化了拨号操作。振铃器振铃器 振铃器的用途是接收交换机（或对端）送来的振铃器的用途是接收交换机（或对端）送来的铃流，转换成铃声，起呼唤被叫用户接听电话铃流，转换成铃声，起呼唤被叫用户接听电话的作用。的作用。叉簧叉簧 完成通话电路和振铃电路与外线的接通、断开完成通话电路和振铃电路与外线的接通、断开转换功能，它实际上也是一种开关。转换功能，它实际上也是一种开关。 手柄、开关、接插件、线绳手柄、开关、接插件、线绳 手柄又叫听柄，是电话机主要组成部分。它起手柄又叫听

18、柄，是电话机主要组成部分。它起着声电和电声转换作用。它是装送、受话器的着声电和电声转换作用。它是装送、受话器的地方。地方。 手柄用线绳与机座连为一体，完成通话任务。手柄用线绳与机座连为一体，完成通话任务。2.3 电话交换与复用电话交换与复用 2.3.1电话交换的概念电话交换的概念1交换的引入交换的引入 前面几节里，介绍了两个用户进行电话通信时，用一前面几节里，介绍了两个用户进行电话通信时，用一对电话线，将通信双方的终端直接连接起来就可以了。对电话线，将通信双方的终端直接连接起来就可以了。 如果用户数增加了，如三个、四个或更多的用户时，如果用户数增加了，如三个、四个或更多的用户时，为保证任意两个

19、用户间都能通话，很自然我们会想到为保证任意两个用户间都能通话，很自然我们会想到每两个用户用一对线路连起来。每两个用户用一对线路连起来。 那么随着电话用户数量的增多，采用直接连通的办法，那么随着电话用户数量的增多，采用直接连通的办法，所需的线路对数将如何呢？所需的线路对数将如何呢？ 图图2-11示意了电话线直接连接方式。示意了电话线直接连接方式。 A AB BA AB BC CA AB BC CD D(a)二个用户通话，需用一对线(a)二个用户通话，需用一对线(b)三个用户通话，需用三对线(b)三个用户通话，需用三对线(c)四个用户通话，需用六对线(c)四个用户通话，需用六对线可见，直接连通方式

20、当用户数为可见，直接连通方式当用户数为n时，需用线对数为：时，需用线对数为： 对。对。 所以当用户数增加后，为使任意两个用户可以进行通话，通话的所以当用户数增加后，为使任意两个用户可以进行通话，通话的线对数将急剧增加，而线路利用率却很低。线对数将急剧增加，而线路利用率却很低。21)-n(n 例如有例如有1000部电话机，就需要有部电话机，就需要有499500对对电话线路！线路的数量惊人，而且每部电电话线路！线路的数量惊人，而且每部电话机要连接这么多的线路也是不可能的。话机要连接这么多的线路也是不可能的。试想，对每个用户来说，如果家中需接入试想，对每个用户来说，如果家中需接入n-1对线，打电话前

21、还需将自己话机和被叫线连起对线，打电话前还需将自己话机和被叫线连起来，岂不太麻烦了！来，岂不太麻烦了！ 那么如何实现任意两个用户之间的通话，那么如何实现任意两个用户之间的通话，而且所用电话线路最少呢？而且所用电话线路最少呢？ 解决的办法是在用户分布的密集中心，安装一个解决的办法是在用户分布的密集中心，安装一个公共设备，由这个设备来完成连接两部电话机之公共设备，由这个设备来完成连接两部电话机之间的接续式工作。间的接续式工作。 这好比是一个开关接点，平时是打开的，当任意这好比是一个开关接点，平时是打开的，当任意两个用户之间需要通话时，设备就把连接两个用两个用户之间需要通话时，设备就把连接两个用户的

22、电话线接通。户的电话线接通。 可见，该设备可根据发话者的要求，完成与另外可见，该设备可根据发话者的要求，完成与另外一个用户之间交换信息的任务，所以这种公共设一个用户之间交换信息的任务，所以这种公共设备就叫做电话交换机。备就叫做电话交换机。 优点：当优点：当N个用户通话时，仅需要个用户通话时，仅需要N条线路，条线路，节省了线路投资，提高了设备利用率。节省了线路投资，提高了设备利用率。 交换机的接续作用如交换机的接续作用如图图2-12所示。设置交所示。设置交换机的意义：当多个换机的意义：当多个用户需要打电话时，用户需要打电话时，通过交换机，可实现通过交换机，可实现任意两个用户之间的任意两个用户之间

23、的无干扰通话，而且所无干扰通话，而且所用电话线路最少。用电话线路最少。 连接线连接线交换机交换机2电话交换的概念电话交换的概念指根据电话用户（发起呼叫请求的用户称为主指根据电话用户（发起呼叫请求的用户称为主叫用户，接收呼叫的用户称为被叫用户）的要叫用户，接收呼叫的用户称为被叫用户）的要求，用一条传递语音信号的电路将电话的主叫求，用一条传递语音信号的电路将电话的主叫用户与被叫用户连接起来；用户与被叫用户连接起来；在通话过程中，这条电路由他们独占使用，在通话过程中，这条电路由他们独占使用，在通话结束后，将原来连通的电话断开，并准在通话结束后，将原来连通的电话断开，并准备分配给其他用户使用备分配给其

24、他用户使用3、交换机设置的意义和作用 为什么要设置交换机：任意两个用户可以无干扰通话，而且用的电话线数最少。 作用：一、能及时发现哪个用户有请求。二、能记录被叫用户号码。三、能判断被叫用户当前忙闲状态。四、若被叫用户空闲，能选择一条空闲线路将主被叫用户接通，使双方进入通话状态。五、通话结束时，交换机必须能进行拆线处理。六、同一时间要允许多方无干扰通话。多用户构成的电话网则必须具备多用户构成的电话网则必须具备“三要素三要素”：终：终端设备、传输设备、交换设备端设备、传输设备、交换设备 （1）发送和接收话音的终端设备）发送和接收话音的终端设备电话机；电话机； （2）远距离传输语声信号的传输设备）远

25、距离传输语声信号的传输设备各种类型的各种类型的传输设备，包括最简单地金属线对、载波设备、微传输设备，包括最简单地金属线对、载波设备、微波设备、光缆和卫星设备等；波设备、光缆和卫星设备等； （3）对话音信号进行交换接续的交换设备）对话音信号进行交换接续的交换设备各种类各种类型的电话交换机。型的电话交换机。 这三者缺一不可，而电话交换机在整个电这三者缺一不可，而电话交换机在整个电话通信网中起着枢纽的作用，构成网中的话通信网中起着枢纽的作用，构成网中的各级节点。各级节点。 如果没有电话交换机就不可能组成电话通如果没有电话交换机就不可能组成电话通信网，也不会出现一个电话用户可以随时信网，也不会出现一个

26、电话用户可以随时同世界上任何地方的另一个电话用户进行同世界上任何地方的另一个电话用户进行通话的方便环境。通话的方便环境。4、通信网简介一 通信网种类（业务）电报网 电话网 电视网 传真网 会议网 计算机网 移动电话网 综合业务数字网 二、通信网的拓扑结构三、通信网发展趋势随着科技的发展，现代通信网正向着数字化、综合化、智能化和个人化方向发展ISDN简介ISDN（Integrated Service Digital Network）的中文名称是综合业务数字网，俗称“一线通”。它除了可以用来打电话，还可以提供诸如可视电话、数据通信、会议电视等多种业务，从而将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一

27、个统一的数字网络中进行传输和处理。这也就是“综合业务数字网”名字的来历 。2.3.2 长途电话与载波通信长途电话与载波通信 前面我们介绍了短距离的电话通信，若进前面我们介绍了短距离的电话通信，若进行长距离电话通信行长距离电话通信即长途通信都需要哪即长途通信都需要哪些设备，其长途通信系统又是如何构成的些设备，其长途通信系统又是如何构成的呢？下面就介绍一下最简单的长途电话通呢？下面就介绍一下最简单的长途电话通信系统。信系统。1最简单长途电话通信系统的组成最简单长途电话通信系统的组成 现假设甲、乙两地的两个用户需要长途电话通现假设甲、乙两地的两个用户需要长途电话通信，其通信构成的最简单方框示意图可见

28、图信，其通信构成的最简单方框示意图可见图212 B城市长途中继线路A城市市内交换机长途交换机复用设备载波机中继器长途交换机市内交换机复用设备载波机 中继器（增音机）：中继器（增音机）：电信号在传输过程中，会受到线路衰减，中继电信号在传输过程中，会受到线路衰减，中继器是用来补偿信号能量的。器是用来补偿信号能量的。早期用来放大模拟语音信号的中继器被称为增早期用来放大模拟语音信号的中继器被称为增音机，其主要部件是放大器，从甲地到乙地之音机，其主要部件是放大器，从甲地到乙地之间，每隔一定距离设置一个增音机。间，每隔一定距离设置一个增音机。 长途电话交换机：长途电话交换机：用来接通市话用户的长途电路设备

29、。用来接通市话用户的长途电路设备。 复用设备（载波机）：复用设备（载波机）：打电话时从用户话机所在地到市内交换机之间的线路打电话时从用户话机所在地到市内交换机之间的线路称为双绞线用户线路，是用户单独使用的传送线路。称为双绞线用户线路，是用户单独使用的传送线路。而在交换局之间的线路称中继线路，包括市中继和长而在交换局之间的线路称中继线路，包括市中继和长途中继线路或长途干线，可为同轴电缆、光缆、微波途中继线路或长途干线，可为同轴电缆、光缆、微波等线路，是多用户共同使用的传送线路。等线路，是多用户共同使用的传送线路。 在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需在通信系统中，信道所能提供的

30、带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的 双绞线：双绞线：1MHz 1MHz 、同轴电缆：、同轴电缆：1GHz1GHz、光纤：超过、光纤：超过200THz200THz 例如，例如，19701970年同轴电缆的带宽能力就可以做到年同轴电缆的带宽能力就可以做到100MHzkm100MHzkm，如，如果用如此宽的宽带信道传送带宽仅为果用如此宽的宽带信道传送带宽仅为3.1kHz3.1kHz的一个用户电话，的一个用户电话，简直浪费惊人。简直浪费惊人。2多路复用技术多路复用技术 多路复用：多路复用： 为了提高中继线路

31、的利用率，在一对传输线路上，同为了提高中继线路的利用率，在一对传输线路上，同时传送多路信号这就是多路复用，时传送多路信号这就是多路复用， 指多路信号复用同一信道。指多路信号复用同一信道。 通过复用技术和复用设备来实现。通过复用技术和复用设备来实现。 通过复用技术可在同一信道中传输多路信号而互不干扰，因此通过复用技术可在同一信道中传输多路信号而互不干扰，因此可以提高信道的利用率。可以提高信道的利用率。 多路复用的关键：多路复用的关键： 如何把许多输入信号结合起来，一起传送。如何把许多输入信号结合起来，一起传送。 保证多路信号互不干扰的复用传输。保证多路信号互不干扰的复用传输。 按照区分多路信号方

32、式的不同，常用的多按照区分多路信号方式的不同，常用的多路复用技术或复用方法可分为：路复用技术或复用方法可分为：频分复用频分复用FDM（Frequency Division Multiplexing）时分复用时分复用TDM（Time Division Multiplexing） 又根据在传输线路中信号的种类，可以把又根据在传输线路中信号的种类，可以把复用方式分为模拟复用和数字复用两种。复用方式分为模拟复用和数字复用两种。（1）频分多路复用（）频分多路复用（FDMFDM） 频分多路复用：利用各路信号在信道上占有不同频分多路复用：利用各路信号在信道上占有不同的子频（信）道，来分开各路信号的。的子频（

33、信）道，来分开各路信号的。频分复用是按频率分割多路信号的方法。频分复用是按频率分割多路信号的方法。 具体来说：将信道的可用频带资源按频率分成具体来说：将信道的可用频带资源按频率分成N部分，每一个部分均可作为一个独立的传输子信部分，每一个部分均可作为一个独立的传输子信道使用。如图道使用。如图2-12 FDM2-12 FDM子信道示意图所示。子信道示意图所示。例如：例如：无线电广播、无线电视、有线电视等。无线电广播、无线电视、有线电视等。 该方式中，多个用户信号按频率的高低不该方式中，多个用户信号按频率的高低不同排列（组合）起来，便组成了互不交叠同排列（组合）起来，便组成了互不交叠的多个用户的多路

34、信号。而每一路所占用的多个用户的多路信号。而每一路所占用的只是信道中的某一频段。的只是信道中的某一频段。 FDMFDM方式特点方式特点: :频分复用的所有用户可在同频分复用的所有用户可在同样的时间占用总带宽的某一频段。样的时间占用总带宽的某一频段。 频分复用通信又称载波通信，它是模拟信频分复用通信又称载波通信，它是模拟信号复用通信的主要手段。号复用通信的主要手段。 最普遍的应用是在电视和无线电传输中。最普遍的应用是在电视和无线电传输中。 比如，用于播送电视的带宽比如，用于播送电视的带宽 （5 4M H z 8 0 6M H z ）被分成）被分成6 8 个信道，个信道，每个信道每个信道6 M H

35、 z 。 V H F （甚高频）信道（甚高频）信道2 1 3 对应对应5 4M H z 2 1 5M H z 之间的之间的6 M H z 波段。波段。 U H F（特高频）（特高频） 信道信道1 4 6 9 对应对应4 7 0M H z 8 0 6M H z 之间的之间的6 M H z 波段。每个信道对应多路复用波段。每个信道对应多路复用器的一个输入信号。器的一个输入信号。 为防止相邻的信道中的信号频率覆盖造成干扰，为防止相邻的信道中的信号频率覆盖造成干扰，在相邻的频率段之间设立一定的隔离频带。在相邻的频率段之间设立一定的隔离频带。 载波机：实现频分多路电话复用的设备，载波机：实现频分多路电话

36、复用的设备，利用载波机，一个同轴电缆传输信道，可以传输由上利用载波机，一个同轴电缆传输信道，可以传输由上万个用户电话组成的频分复用多路电话信号。万个用户电话组成的频分复用多路电话信号。通道（1）通道（2）通道（3）通道（4）通道（5）通道（6）多路复用器MUXMUX源 1源 2源 3源 4源 5源 6目标 1目标 2目标 3目标 4目标 5目标 6多路复用器2）时分复用（）时分复用（TDM） 时分多路复用：利用各路信号在信道上占时分多路复用：利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔，以把各路信号分开。有不同的时间间隔，以把各路信号分开。 时分复用是按时间分割多路信号的方法。时分复用是按时间分割多

37、路信号的方法。 每一路信号被分配的时间间隔称为每一路信号被分配的时间间隔称为“路时隙路时隙”，简称简称“时隙时隙” TDM子信道示意图如图子信道示意图如图2-14所示。所示。 可 用 频 段 频时图 2.28 TDMA B C D A B C D A B C D A B C D 组成子信时分图 2.29 2 多 路 复 用 器 M源源源源源源多 路 复 用 器 M目目目目目目3 4 5 6 1 2 3 4 5 1 6 每个时分复用帧中某一固定序号的时隙便每个时分复用帧中某一固定序号的时隙便组成一个子信道。组成一个子信道。 TDMTDM方式的特点：时分复用的所有用户可在方式的特点：时分复用的所有

38、用户可在不同的时间占用信道的全部带宽资源。不同的时间占用信道的全部带宽资源。 时分复用通信也称时间分割通信，常用于时分复用通信也称时间分割通信，常用于数字信号的复用传输。数字信号的复用传输。 本节我们主要介绍模拟信号的频分复用方式，数本节我们主要介绍模拟信号的频分复用方式，数字信号的时分复用方式在下一章中介绍。字信号的时分复用方式在下一章中介绍。通道（1）通道（2）通道（3）通道（4）通道（5）通道（6）多路复用器MUXMUX源 1源 2源 3源 4源 5源 6目标 1目标 2目标 3目标 4目标 5目标 6多路复用器1载波通信的基本过程载波通信的基本过程 由于每一路语音信号的频率范围为由于每

39、一路语音信号的频率范围为3003400Hz， 为使各路语音信号按频分多路复用方式来传输，为使各路语音信号按频分多路复用方式来传输， 发送端复用器必须使各路信号的频率进行变换，以占发送端复用器必须使各路信号的频率进行变换，以占据同一信道的不同频段（子信道）；据同一信道的不同频段（子信道）； 接收端复用器必须能使变频后的每路电话信号再分别接收端复用器必须能使变频后的每路电话信号再分别还原成音频信号（还原成音频信号（3003400Hz）。）。 为保证各路信号的频带间不发生重叠，各通道之间通为保证各路信号的频带间不发生重叠，各通道之间通常用保护频带隔离（常用保护频带隔离（900HZ）。）。 下面将以三

40、路语音信号复用传输为例来介绍三个下面将以三路语音信号复用传输为例来介绍三个基本过程。基本过程。 （1）频率变换过程）频率变换过程 调制过程调制过程 将音频信号的频率（将音频信号的频率（3003400Hz）变换为高频）变换为高频信号，然后将多路信号合在一起送传输线路。信号，然后将多路信号合在一起送传输线路。 原理上该过程称为调制过程原理上该过程称为调制过程由载波机中的调制由载波机中的调制器完成。器完成。 方法：方法： 第一路信号第一路信号“加上加上”4kHz：4.37.4 kHz； 第二路信号第二路信号“加上加上”8kHz：8.311.4 kHz； 第三路信号第三路信号“加上加上”12kHz：1

41、2.315.4 kHz 因各路信号在频率上各自占用相应的子信道，所因各路信号在频率上各自占用相应的子信道，所以能够实现互不干扰地并行传输。以能够实现互不干扰地并行传输。（2）接收端将各路高频信号分开过程）接收端将各路高频信号分开过程 上述高频复用信号（占用带宽：上述高频复用信号（占用带宽：4.34.315.4KHz15.4KHz）到达收端后，为使各路语音信号与各自要求的对到达收端后，为使各路语音信号与各自要求的对方进行通话而互不干扰，必须在收端将各路信号方进行通话而互不干扰，必须在收端将各路信号分开，这就是所谓的分开，这就是所谓的“二分二分”。原理上该过程称为滤波过程，是由载波机中的滤波器原理

42、上该过程称为滤波过程，是由载波机中的滤波器（带通滤波器，（带通滤波器，BPF）完成的。）完成的。 具体说，要想从复用的信号中取出某一路高频话具体说，要想从复用的信号中取出某一路高频话路信号，只要选用一个与该路高频信号相对应的路信号，只要选用一个与该路高频信号相对应的滤波设备对复用信号进行滤波即可滤波设备对复用信号进行滤波即可该种滤波器该种滤波器属于带通滤波器。属于带通滤波器。 有几路信号就相应地有几个带通滤波器，且每个有几路信号就相应地有几个带通滤波器，且每个带通滤波器的带通为带通滤波器的带通为4kHz。 如本例中：如本例中： 第一路带通滤波器带通设为：第一路带通滤波器带通设为：48 kHz，

43、只允，只允许许4.37.4 kHz的第一路信号通过。的第一路信号通过。 第二路带通滤波器带通设为：第二路带通滤波器带通设为：812 kHz，只，只允许允许8.311.4 kHz的第二路信号通过。的第二路信号通过。 第三路带通滤波器带通设为：第三路带通滤波器带通设为：1216 kHz，只，只允许允许12.315.4 kHz的第三路信号通过。的第三路信号通过。（3）音频信号的还原过程）音频信号的还原过程 分开后的各路信号仍是高频信号分开后的各路信号仍是高频信号 （如（如4.37.4KHz），）， 对方仍听不懂，还应通过对方仍听不懂，还应通过“反频率变换反频率变换”过程过程把高频信号恢复成原来的低频

44、信号（把高频信号恢复成原来的低频信号（0.33.4KHz)，而后送各自对应端，这就是最后的，而后送各自对应端，这就是最后的一步一步“三还原三还原”。 原理上该过程称为解调过程，由接收端复用器原理上该过程称为解调过程，由接收端复用器中的解调器来完成。中的解调器来完成。 载波通信的基本过程：载波通信的基本过程： 可概括为：可概括为：“一变、二分、三还原一变、二分、三还原”一变：指低频一变：指低频“变变”高频的变换过程；高频的变换过程；二分：指将复用的高频信号分开过程；二分：指将复用的高频信号分开过程；三还原：指将高频信号还原为低频语音信号的过程三还原：指将高频信号还原为低频语音信号的过程 载波机：

45、在发端能将多路电话信号集中到一条线载波机：在发端能将多路电话信号集中到一条线路上传输，在接收端能使各路电话信号分开传输，路上传输，在接收端能使各路电话信号分开传输，以实现频分多路复用的设备。以实现频分多路复用的设备。 原理上它主要由调制器、滤波器、解调器三部分组成。原理上它主要由调制器、滤波器、解调器三部分组成。 3频分复用过程中的基本概念频分复用过程中的基本概念 （1 1）调制过程：）调制过程：调制过程是由调制器完成的。调制器又称变频器，其调制过程是由调制器完成的。调制器又称变频器，其作用是实现低频信号频带的作用是实现低频信号频带的“搬移搬移”。 调制信号调制信号指需要传送的低频信号（如指需

46、要传送的低频信号（如3003400Hz的音频信号）的音频信号）载波载波指用来装载待传输信号的更高的频率信号。指用来装载待传输信号的更高的频率信号。 由于它由于它“载着载着”希望传送的信号实现了传送，因此被希望传送的信号实现了传送，因此被称为载波。称为载波。 如上例中的如上例中的4kHz、8kHz、12kHz信号即为信号即为载波。通常以单一频率的高频正弦信号载波。通常以单一频率的高频正弦信号（正弦型、余弦型均称正弦波）来作载波，（正弦型、余弦型均称正弦波）来作载波，载波具有振幅、频率、相位三要素，形如：载波具有振幅、频率、相位三要素，形如： Acos(ct+(t)= Acos(2ct+(t) 调制调制 上例中所谓上例中所谓“加加”的过程，原理上是指将要传送的低频信的过程，原理上是指将要传送的低频信号号“加载加载”（骑）到载波上的过程称为调制。（骑）到载波上的过程称为调制。 调制：通过让载波的某一要素随调制信号的规律变化而变调制：通过让载波的某一