程控交换与综合业务通信网第二章信息交换与传输技术基础

第二章信息交换与传输技术基础

2.1信息交换技术电路交换、报文交换和分组交换是目前信息网络技术中主要的交换技术。

2.1.1电路交换

电路交换的特点：（1）在进行通信时必须先建立连接。（2）连接建立成功后，双方就占用了某一电路（通路或信道），直到拆线为止。电路交换具有实时、双向和交互性等优点。

图2-1电路交换2.1.2报文交换

报文交换：报文作为一个整体，逐结点进行存贮与转发。报文交换主要应用于电报通信，适于单向、非实时、低速信息传输和交换。

图2-2报文交换分组交换分组交换属于存储转发交换方式，它把信息分成若干个分组，按分组进行传送，到目的地再将分组重新装成完整地报文。分组交换分为数据报（datagram)和虚电路（virtualcircuit）方式。

1.数据报方式：在每个分组中携带详细地目的地址，可以选择不同路由传送到目的终点。2.虚电路方式：在发送报文前先请求建立一条双方用户之间的虚电路，建立成功后，属于同一报文的分组都沿该虚电路传送。但是当用户没有分组传送时，虚电路可以供别的用户使用。

图2-3分组交换2.2语音信号的数字话方法

目前的电话网主要传送话音信号，话音信号的数字化技术主要采用脉冲编码调制（PCM)。脉冲编码调制：将模拟信号的抽样量化值变成代码的过程。包括三个过程：抽样、量化、编码。（1）抽样：话音信号的频率一般在300－3400Hz，根据抽样定理，采样频率为8kHz。如图2-4所示。

图2-4模拟信号的抽样（2）量化：为了解决线性量化时小信号音质差的矛盾，采用不均匀量化，即小信号时量化间隔小，大信号时间隔大，如图2-5所示。通常采用两种对数形式的压缩特性，我国采用A律。图2-5压压扩扩法基基本原原理（3））编码码：采采用非非线性性逐次次反馈馈编码码。我我国主主要采用用A律律13折线线8比比特编编码。。除了PCM外，，语音音信号号的数数字化化方法法还有有增量量调制、、自适适应差差分脉脉码调调制。。图2-6PCM系系统的的构成成与原原理图图2.3信信道共共享与与多路路复用用技术术（1））频分分复用用（FDM,frequencedivisionmultiplex)频分复复用：：主要要用于于模拟拟信号号，将将信道道的可可用频带带分割割成若若干个个互不不重叠叠的频频段，，每路路基带带信号被被调制制在不不同的的载频频上，，使其其频谱谱占用用某一一频段，，以实实现多多路相相加的的FDM信号号在同同一信信道中中传输。。如图图2-7所所示。。图2-7频频分分多路路复用用（2））时分分复用用（TDM,timedivisionmultiplex)时分复复用：：多个个用户户在不不同的的时间间段（（时隙隙）占用或或共享享信道道。分分为同同步时时分复复用（（STDM)和和异步时分分复用用（ATDM)。同步时时分复复用：：采用用静态态分配配，即即将信信道各各时隙固定定地分分配给给用户户。异步时时分复复用：：采用用动态态分配配，即即按用用户的的需要将信信道时时隙动动态地地分配配给用用户。。STDM的的典型型应用用时PCM基群群复用用。图2-8时时分多多路复复用2.4数数字信信号的的基带带传输输技术术只进行行码型型变换换而未未经调调制的的数字字信号号所占占据的频带带与原原数字字脉冲冲的相相同，，一般般从直直流或或低频频开始，因因而称称为数数字基基带信信号。。下面介介绍几几种典典型基基带信信号的的波形形与特特点。。（1））差分分码差分码码又称称作相相对码码，利利用电电平跳跳变或或不跳变来来表示示数字字1或或0。。这种种码型型利用用电平平的相相对关系系来传传递信信息，，可以以解决决数据据通信信中相相位键控解解调时时相位位模糊糊问题题。如如图2-9所示示。图2-9差分分码的的波形形（2））曼曼彻斯斯特码码曼彻斯斯特码码（Manchester））又称称数字字双相相码或或分相码码。它它利用用一个个半占占空对对称方方波（（如01））表示示数据1，而而用其其反相相波（（如10））表示示数据据0。。利用差差分码码的概概念和和特点点，可可以构构成差差分曼曼彻斯特码码。曼曼彻斯斯特码码不含含有直直流分分量。。如图图2-10所示图2-10曼曼彻彻斯特特码的的波形形（3））传号号交替替反转转码传号交交替反反转码码(AMI,alternativemarkinversive)码中中，原原输入入数据据0变变换为为三电电平中中的0；数据1则交交替地地变换换为＋＋1或或－1电平平。显显然，，AMI码码不含有直直流分分量。。（5））传号号反转转码传号反反转码码（CMI,codedmarkinversion)码与与曼彻斯斯特码码类似似，也也是一一种二二电平平码。。如图图2-11所示示。图2-11CMI的的波形形（6））三阶阶高密密度双双极性性码三阶高高密度度双极极性码码（HDB3)码是是三电电平码码，与AMI码码不同同之处处：HDB3码码流中中的连连0个个数应应保证证不多于3。当当出现现4个个连0时，，就用用特点点码组组来替替代。。如图2-12所所示。。图2-12AMI与与HDB3码的的波形形（7））密勒勒码密勒码码（Miller））是数数字双双相码码的一一种变变形，，实际上上是数数字双双相码码经触触发器器后等等到的的波形形。当当两个1之间间有一一个0时，，密勒勒码中中呈现现最大大宽度度，即两个个码元元周期期。如如图2-13所所示。。图2-13密密勒勒码的的波形形2.5数数字字信号号的载载波传传输技技术在信息息网络络和通通信系系统中中，除除了基基带传传输方方式外，常常常采采用载载波传传输技技术，，即将将数字字或数数据进进行载波波调调制制，，以以调调制制信信号号方方式式传传送送。。典型型数数据据通通信信系系统统如如图图2-14所所示示。。图2-14典典型型数数据据通通信信系系统统（1））频频率率键键控控（（FSK））频率率键键控控以以两两个个不不同同的的频频率率来来表表示示二二进进制制数数据据中的的1和和0，，其其波波形形调调制制如如图图2-15所所示示。。图2-15FSK信信号号的的波波形形（2））差差分分相相位位键键控控（（DPSK））多用用4相相和和8相相DPSK（（记记做做4DPSK,8DPSK)。。4DPSK分为为A类类调调制制方方式式和和B类类调调制制方方式式。。8DPSK的的相相位位如如图图2-16所所示示。。图2-168DPSK的的载载波波相相移移矢矢量量图图作业业1.简简述述常常用用的的三三种种信信息息交交换换技技术术，，它它们们有有什什么么特特点点？？2.什什么么是是PCM？？熟熟悉悉PCME