Mo块1 通信系统的组成（ZY3200101001）

【模块描述】本模块包含通信系统的基本组成。通过对通信系统模型、模拟通信和数字通信Xi统的模型及其优缺点的介绍，掌握通信系统De基本组成及特点。

Ben模块还介绍了电力系统通信设备连接情况。 【正文】

一、通信系统模型

Tong信的目的是传输消息。消息包括符号、文字、话音、音乐、图片、数据、影像等形式。基Ben的点对点通信都是将消息从发送端通过某种Xin道传递到接收端。这种通信系统可由图ZY3200101001-1中的模型加以概括。发送端的作用是把各种消息转换成原始电信Hao。为了使原始信号适合在信道上传输，需要Dui原始信号进行某种变换，然后再送入信道。Xin道是信号传输的通道。接收端的作用是从接Shou到的信号中恢复出相应的原始信号，再转换Cheng相应的消息。图中所示的噪声源是信道中的Zao声以及分散在通信系统其他各处的噪声的集Zhong表示。

TuZY3200101001-1通信系统的Jian化模型

Er、模拟通信和数字通信

Ke以将各种不同的消息分成数字消息（离散消Xi）和模拟消息（连续消息）两大类。数字消Xi是指消息的状态是可数的或离散型的，如：Fu号、文字或数据等。模拟消息是指消息的状Tai是连续变化的，如：连续变化的语音、图像Deng。

Wei了传递消息，各种消息需要转换成电信号，Xiao息和电信号之间必须建立单一的对应关系，Zhe样在接收端才能准确地还原出原来的消息。Tong常，消息被载荷在电信号的某一参量上，如Guo电信号的该参量携带着离散消息，则该参量Shi离散取值的，这样的信号就称为数字信号。Ru果电信号的该参量是连续取值的，这样的信Hao就称为模拟信号。按照信道中传输的是模拟Xin号还是数字信号，把通信系统分成模拟通信Xi统和数字通信系统。

Zai通信过程中，也可以先将模拟信号变换成数Zi信号，经数字通信方式传输到接收端，再将Shu字信号反变换成模拟信号。数字通信与模拟Tong信相比，更加适应对通信技术越来越高的要Qiu。数字通信的优点主要表现在以下几个方面：数字传输抗干扰能力强，尤其在中继时可以Xiao除噪声的积累；传输差错可以控制，改善了Chuan输质量；便于使用现代数字信号处理技术对Shu字信号进行处理；数字信号易于做高保密性De加密处理；数字通信可以综合传递各种消息，增强通信系统的功能。

TuZY3200101001-2 模拟通信Xi统模型

San、模拟通信与数字通信系统模型

Mo拟通信系统需要两种变换。首先，发送端的Lian续消息需要变换成原始电信号，接收端收到De信号需要反变换成原连续消息。第二种变换Shi将原始电信号变换成适合信道传输的信号，Jie收端需进行反变换。这种变换和反变换通常Bei称为调制和解调。调制后的信号称为已调信Hao或频带信号，将发送端调制前和接收端解调Hou的信号（即原始电信号）称为基带信号。模Ni通信系统模型如图ZY3200101001-2所示。

Shu字通信中强调已调参量与基带信号之间的一Yi对应；数字信号传输差错可以控制，这需要Tong过差错控制编码等手段来实现，因此在发送Duan需要增加一个编码器，而在接收端需要一个Xiang应的解码器；当需要保密时，需要在发送端Jia密，在接收端解密。

Dian对点的数字通信系统模型如图ZY3200101001-3所示。

TuZY3200101001-3数字通信系Tong模型

Shu字通信的许多优点都是用比模拟通信占据更Kuan的系统频带换来的。以电话为例，一路模拟Dian话通常只占据4kHz 带宽，而一路传输Zhi量相同的数字电话要占用数十千赫兹的带宽。

TuZY3200101001-4电力通信信Hao流程图

Si、电力系统通信设备连接

TuZY3200101001-4表示出电力Xi统通信中常用设备的连接情况。通过音配架Shi现音频信号的连接；PCM 的主要功能是Jiang音频信号汇接成2M 信号或将2M 信号Jie复用成音频信号；通过数配架实现2M 信Hao的连接；光端机的主要功能是将2M 信号Huo以太网信号汇接成光信号或将光信号解复用2M 信号或以太网信号；通过光配架实现光Xin号的连接。远动、继电保护等设备可能分别Ti供64K 、2M 、以太网（RJ45）Huo光接口。

【思考与练习】

1．什么是模拟通信？什么是数字通信？ 2．什么是频带信号？什么是基带信号？ 3．Dian力系统设备提供通信端口有哪些类型？

通信系统的组成

Di一章 概论 通信系统的组成 可以把通信Xi统概括为一个统一的模型。这一模型包括有Xin源、变换器、信道、噪声源、反变换器和信Su六个部分。 通信网的基本概念 通信网是You一定数量的节点包括终端设备和交换设备和Lian接节点的传输链路相互有机地组合在一起以Shi现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。也就是说通信网是由相互依存、相互制约的Xu多要素组成的有机整体用以完成规定的功能。 通信网的构成要素 通信网在硬件设备方Mian的构成要素是终端设备、传输链路和交换设Bei。为了使全网协调合理地工作还要有各种规Ding如信令方案、各种协议、网路结构、路由方An、编号方案、资费制度与质量标准等这些均Shu于软件。终端设备是用户与通信网之间的接Kou设备。 传输链路是信息的传输通道是连接Wang路节点的媒介。 交换设备是构成通信网的He心要素它的基本功能是完成接入交换节点链Lu的汇集、转接接续和分配。 通信网的基本Jie构 通信网的基本结构主要有网形、星形、Fu合形、总线形、环形、树形和线形 通信网De质量要求 对通信网一般提出三个要求 Jie通的任意性与快速性 信号传输的透明性Yu传输质量的一致性 网路的可靠性与经济He理性。 对电话通信网是从以下三个方面提Chu的要求 接续质量电话通信网的接续质量是Zhi用户通话被接续的速度和难易程度通常用接Xu损失呼损和接续时延来度量。 传输质量用Hu接收到的话音信号的清楚逼真程度可以用响Du、清晰度和逼真度来衡量。 稳定质量通信Wang的可靠性其指标主要有失效率设备或系统投Ru工作后单位时间发生故障的概率、平均故障Jian隔时间、平均修复时间发生故障时进行修复De平均时长等等。 现代通信网的构成 一个Wan整的现代通信网除了有传递各种用户信息的Ye务网之外还需要有若干支撑网以使网络更好Di运行。 业务网 业务网也就是用户信息网Ta是现代通信网的主体是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种电信业务的Wang络。 业务网按其功能又可分为用户接入网、交换网和传输网三个部分。 支撑网 支撑Wang是使业务网正常运行增强网络功能提供全网Fu务质量以满足用户要求的网络。 现代通信Wang的发展 未来的通信网正向着数字化、综合Hua、智能化、个人化的方向发展。 第二章 Dian话网及SDH传输网的网络结构 第一节电Hua网的网路结构 电话网的等级结构 等级结Gou就是把全网的交换局划分成若干个等级低等Ji的交换局与管辖它的高等级的交换局相连、Xing成多级汇接辐射网即星形网而最高等级的交Huan局间则直接互连形成网形网。所以等级结构De电话网一般是复合形网。 等级结构的级数Xuan择 等级结构的级数选择与很多因素有关主Yao有两个 全网的服务质量例如接通率、接续Shi延、传输质量、可靠性等 全网的经济性即Wang的总费用问题。 长途网 组成、作用 长Tu电话网简称长途网由长途交换中心、长市中Ji和长途电路组成用来疏通各个不同本地网之Jian的长途话务。 四级长途网的网路结构 在Wu级制的等级结构电话网中长途网为四级一级Jiao换中心C1之间相互连接构成网状网以下各Ji交换中心以逐级汇接为主辅以一定数量的直Da电路从而构成一个复合形的网路结构。 多Ji网路结构存在的问题 就全网的服务质量而Yan表现为 转接段数多 可靠性差。 二级长Tu网 DC1构成长途两级网的高平面网省际Ping面DC2构成长途两级网的低平面网省内平Mian。 DC1的职能主要是汇接所在省的省际Chang途来话、去话话务以及所在本地网的长途终Duan话务。 DC2的职能主要是汇接所在本地Wang的长途终端话务。 本地网 组成、作用 Ben地电话网简称本地网指在同一编号区范围内You若干个端局或者由若干个端局和汇接局及局Jian中继线 、用户线和话机终端等组成的电话Wang。 扩大本地网的类型 特大和大城市本地Wang 中等城市本地网 本地网的交换中心及职

Neng 本地网内可设置端局和汇接局。端局通过Yong户线与用户相连它的职能是负责疏通本局用Hu的去话和来话话务。汇接局与所管辖的端局Xiang连以疏通这些端局间的话务汇接局还与其他Hui接局相连疏通不同汇接区间端局的话务。 Ben地网的网路结构 网形网网中所有端局个个Xiang连端局之间设立直达电路。当本地网内交换Ju数目不太多时采用这种结构。 二级网当本Di网中交换局数量较多时可由端局和汇接局构Cheng两级结构的等级网端局为低一级汇接局为高Yi级。 二级网的结构有分区汇接和全覆盖两Zhong。 分区汇接分区汇接的网路结构是把本地Wang分成若干个汇接区在每个汇接区内选择话务Mi度较大的一个局或两个局作为汇接局分区汇Jie有分区单汇接和分区双汇接两种方式。 全Fu盖全覆盖的网路结构是在本地网内设立若干Ge汇接局汇接局间地位平等均匀分担话务负荷。汇接局间以网状网相连。各端局与各汇接局Jun相连。两端局间用户通话最多经一次转接。 第二节路由及路由选择 路由的定义 路由Shi网路中任意两个交换中心之间建立一个呼叫Lian接或传递信息的途径。它可以由一个电路群Zu成也可以由多个电路群经交换局串接而成。 路由的分类 基干路由是构成网路基干结构De路由由具有汇接关系的相邻等级交换中心之Jian以及长途网和本地网的最高等级交换中心之Jian的低呼损电路群组成。基干路由上的低呼损Dian路群又叫基干电路群。电路群的呼损指标是Wei保证全网的接续质量而规定的应小于或等于1且基干路由上的话务量不允许溢出至其他路You。 低呼损直达路由直达路由是指由两个交Huan中心之间的电路群组成的不经过其他交换中Xin转接的路由。任意两个等级的交换中心由低Hu损电路群组成的直达路由称为低呼损直达路You。电路群的呼损小于或等于1且话务量不允Xu溢出至其他路由上。 高效直达路由任意两Ge交换中心之间由高效电路群组成的直达路由Cheng为高效直达路由。高效直达路由上的电路群Mei有呼损指标的要求话务量允许溢出至规定的You回路由上。 路由选择结构 路由选择结构Fen为有级分级和无级两种结构。 有级选路结Gou如果在给定的交换节点的全部话务流中到某Yi方向上的呼叫都是按照同一个路由组依次进Xing选路并按顺序溢出到同组的路由上路由组中De最后一个路由为最终路由呼叫不能再溢出这Zhong路由选择结构称为有级选路结构。 无级选Lu结构如果违背了上述定义如允许发自同一交Huan局的呼叫在电路群之间相互溢出则称为无级Xuan路结构。 路由选择计划 动态选路的方法Shi间相关选路TDR、状态相关选路SDR和Shi件相关选路EDR。 路由选择基本原则 Lu由选择的基本原则是 确保传输质量和信令Xin息传输的可靠性 有明确的规律性确保路由Xuan择中不出现死循环 一个呼叫连接中的串接Duan数应尽量少 能在低等级网络中流通的话务Jin量在低等级网络中流通等。 不同等级电话Wang与选路方式的关系 我国四级制长途网采用Gu定分级选路方式二级制长途网采用动态无级Xuan路方式而在过渡期采用固定无级的选路方式。 第三节传输链路及SDH传输网的结构 Chuan输链路方式的分类 传输链路是信息传输的Tong道它不仅包含了具体的传输媒介而且包含了Xin号发送、接收及变换的设备。 按照有无复Yong及复用的方式传输链路可分为三类 实线传Shu链路无复用 频分载波传输链路FDM 时Fen数字传输链路TDM SDH传输网 SDH传输网是由一些SDH网络单元NE组成的Zai光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接De网路。 SDH的基本网络单元 终端复用QiTM 分插复用器ADM 数字交叉连接设BeiSDXC 我国SDH传输网的网络结构 Xian阶段我国的SDH传输网分为四个层面省际Gan线层面、省内干线层面、中继网层面、用户Jie入网层面。 第三章 通信网路设计基础 Di一节图论简介 一、图论简介 图的定义 Zhe里所说的图是点线图点线图是由若干个点和Dian间的

Lian线所组成。 图的定义为设有点集V和边集E如果任一边ke都属于该边集E并有点集中De一个点对jivv与之对应则图可用有序二Yuan组VE表示。 链路、路径与回路的概念 Lian路图中边和与之关联的端点依次排成点和边De交替序列则称该序列为链路。边的数目k称Wei链路的长度。 路径无重复的边和点的链路Cheng为路径。 回路如果路经的起点和终点重合Ze称为回路。 子图的概念 若图A的点集和Bian集分别为图G的点集和边集的子集那么称AShiG的子图。 图的分类情况 有向图和无向Tu如果图EVG每一边ke都对应于一个有序Dian对jivv则称图G为有向图。 有权图如Guo图EVG中的每一条边ke都赋给一个实数kp则称图G为有权图或者加权图。 连通图Yu非连通图图中任何两点之间至少存在一条路Jing则称为连通图否则称为非连通图。 图的权Zhi矩阵 无向简单图的权值矩阵是对称的对角Yuan素为零有向简单图的权值矩阵不一定对称但Dui角元素全为零。 树的定义与性质 树的定Yi一个无回路的连通图称为树。树中的边称为Shu枝。 树的性质 具有n个点的树共有n-1个树枝。 树中任意两个点之间只存在一条Lu径。 树是连通的但去掉任一条边便不连通Ji树是最小连通图。 树无回路但增加一条边Bian可得到一个回路。 任一棵树至少有两片树Ye也就是说树至少有两个端点的度数为1。 Er、路径选择 图的支撑树 包含图中所有点De树称为该图的支撑树又叫生成树。 最小支Cheng树及求最小支撑树的方法 若连通图本身不Shi一棵树其支撑树不止一个但满足一定条件的Quan值之和为最小的支撑树至少存在一个。寻找Zui小支撑树是一个常见的优化问题。 K方法Bu骤 K0将连通图G中所有的边e按权值非Jian次序排列。 K1取权值最小的边作树枝再AnK0的次序选边为树枝使不与已选边形成回Lu。若形成回路则删去这条边。 K2直到nGe点的图选出n-1条边结束。 三、站址选Ze 实际通信网中我们可能设立新的交换局或Zhe在某些交换局之间设立汇接局或高等级的交Huan局它的位置选择应能使得路径最短或网的总Fei用最小。 距离测度 欧氏距离测度为 这Zhong距离测度适用于无线发射站点位置的选择 Ju形线距离测度即这种距离测度适用于固定电Hua考虑到用户线、中继线沿街道铺设的情况。 单中位点 为使线路费用最小所寻求的单中Wei点应有 为最小。 设中位点为 中位点的Xuan择应能使 左边所有点的加权系数之和等于 冶吒鞯慵尤ㄏ抵汀?上边所有点的加权系数Zhi和等于 下边各点加权系之和。 最佳服务Qu 当距离测度为欧氏距离时最佳服务区为圆Xing。 当最佳服务区为矩形线时最佳服务区为Zheng方形。 中位点数目的确定 最佳交换局数De确定可如图3.21所示图中曲线表示的是Dian话通信网的局所数目m与总费用L之间的关Xi。那么找到总费用曲线最低点就确定了最佳Ju所数目。 第三节可靠性理论基础 通信网De可靠性定义 通信网的可靠性定义为在人为Huo自然破坏作用下通信网在规定条件下和规定Shi间内的生存能力。这里最重要的是通信网的Gui定功能和生存能力指的是什么。从图论来看Tong信网是由节点和链路组成的当任何原因造成Mou些节点或链路失效时首先会使全网的连通性Bian差其次由于连通性变差会导致网路余存部分De性能指标下降。因此通信网的生存或规定功Neng应从连通性和性能指标两方面考虑。 通信Wang的连通性 研究通信网的连通性通常是根据Tu论中的连通性来研究的。连通性越好可靠性Yue高。 是图的连通度它是使图成为不连通图Zhi少需去掉的节点数。 是图的结合度它是使Tu成为不连通图至少需去掉的边数。 对n个Dian、m条边的连通图可证明下式成立 我们称 为网路的抗毁性又称网路的冗余度。要求连Tong性好或通信网的可靠性高常希望F大一些因Wei点数一定时边数越多任意两点之间的路径才Yue多。 要使F增大在点数一定的情况下意味Zhuo增加m即要增加网的传输链路数才能使

He增加。 第四章 通信网的规划设计 第一Jie概述 通信业务预测的内容 通信业务预测Zhu要包括三项内容 用户预测对用户的数量、Lei型和分布等进行预测。 各局业务量预测对Ge交换局的电话业务或其他业务量而进行预测。电话业务量通常以爱尔兰、忙时呼叫次数和Hua单张数等单位来表示。 局间业务流量预测Dui本地或长途局间的话务或其他业务的流量与Liu向进行预测。 第二节通信业务预测 用户Yu测和业务量预测的常用方法—几何平均数预Ce法 时间序列分析法时间序列是将预测对象De历史发展状况按时间顺序排列的统计数据。 时间序列分析法假定预测对象未来的发展趋Shi与过去发展趋势相一致并且不考虑外界因素De影响找出这些统计数据与时间的函数关系并Xuan用相应的数学模型进行预测。 几何平均增Chang率法 1??0bkyytt 局间业务流Liang的预测方法 局间业务流量是通信网中两交Huan局间通信业务的数量可分为来流量和去流量。在电话网中业务流量是指局间的话务流量。 局间业务流量的预测方法 吸引系数法 通Xin网内各局间的吸引系数表示各局间用户实际Lian系的密切程度。吸引系数法是在已知各局话Wu量的基础上通过吸引系数求得各局间话务流Liang。 吸引系数的计算要求有较完整的历史话Wu量数据适于容量比较小的城市进行短期预测。 重力法 当已知某局的总发话话务量的预Ce值但缺乏相关各局的历史数据和现状数据时Wei了将其总发话话务量分配到各局去可采用重Li法得到局间话务量的预测值。 重力法适于Hua务量变化比较大的本地网话务预测。 第三Jie 局所规划 用户线长度的计算 假定理想Gui划区是矩形区域其边长为a和b并假定区内Yong户均匀分布时且理想的交换局址是位于矩形Qu域的几何中心时用户线的平均长度为 当局Zhi偏离几何中心如位于 这时用户线的平均长Du为 由上式可见局址偏离几何中心将导致用Hu线平均长度增加而且随偏离值的平方而增加。 例题。 中继线的平均长度 假定在一规Hua区内设置多个交换局并假定规划区为矩形区Yu并设其边长为A和B则中继线平均长度为 You上式可以看出中继线的平均长度仅与规划区De边长有关而与具体局所数量无关。 最经济Ju所容量的确定 由P135的图4.3可以Kan出网的总费用曲线与用户密度和局所容量有Guan而且曲线最低点即对应该用户密度下最经济Ju所容量。 第四节中继路由的选择与计算 Yi般中继路由的选择与计算 本地网中继路由De类型 本地网的网路结构类型大致有网形网He二级网两种在网形网中只有端局一级两端局Jian采用直达中继方式。 在二级网中交换局有Hui接局和端局两级两端局间中继电路可以采用San种方式 汇接路由T、髙效直达路由H和低Hu损直达路由D 局间中继路由选择的决定因Su 话务量和费用比 中继路由的选择方法 Cai用图解法话务量、费用比和路由类型的T.H.D图。由于原来的T.H.D图话务范围Xiao而且有阴影区给实际使用带来困难经推导得Dao修正的T.H.D图。 数字中继路由的选Ze与计算 模量化对中继路由的影响 在全数Zi化本地网中由于传输线路全部采用了数字化Dian路PCM最小传输系统一次群就拥有30条Hua路。因此按中继路由的数量计算方法计算出De电路数至少应按30路为单位取模。 对基Gan路由的影响 由于基干路由为最终路由在模Liang化过程中为保证全网呼损要求只能采用增加Dian路的方式以达到30路的整倍数。 对高效Zhi达路由的影响 对高效电路进行模量化过程Zhong可使得路由类型发生变化其模量化过程可采Yong增加或减少电路的两种方式进行。减少电路Shu量可能使路由类型由H变为T或不变增加电Lu数量可能使路由类型由H变为D或不变。 Dui低呼损直达路由的影响 对此类电路模量化Ke采用增加或减少电路的方式进行。采用增加Dian路方式路由类型不变采用减少电路方式路由Lei型由D变为H。 全数字化本地网中继路由De选择与计算 在全数字化本

Di网中其路由类型将分为三种 汇接路由T、Gao效直达路由H和全提供电路群F 两局间的Zhong继路由类型和电路数可以通过图解法和费用Bi较法确定。其中图解法使用T.H.F曲线Tu如4.10。 第五节 交换设备的选择与Ji算 程控交换机的选型原则 应符合国家有Guan交换机入网相关标准 满足功能和容量的需Qiu 满足宽带业务发展的需求 便于维护和管Li。 具体应从技术先进性、适用性、可靠性、可维护性等方面考虑。 交换机的话务处理Neng力 交换机的话务处理能力是指处理机在忙Shi能及时处理的最多呼叫次数也称忙时试呼数YongBHCA表示。 在设备选型时需根据需要DeBHCA数值进行核算交换机处理的呼叫有Liang大部分本局用户的发话呼叫和其他局对本局De呼叫。 BHCA的具体计算公式为 第六Jie 用户线路设计 用户线路网的构成、结构 用户环路也称用户线路它的作用是将用户终Duan连接到交换局的配线架。 用户线路一般由San部分组成 主干电缆或称馈线电缆主干电缆Ju有干线的性质不直接连接用户通过一定的方Shi与配线电缆连接。 配线电缆配线电缆根据Yong户分布将芯线分配到分线设备上再通过用户Yin入线接至用户终端。 用户引入线。 用户Xian路网一般采用树型结构 对用户线路网的基Ben要求 通融性、使用率、稳定性、整体性和Yin蔽性五个方面其中使用率有两种芯线使用率Zhi电缆实用线对数所占总线对数的百分数线程Shi用率指电缆实用芯线总长度所占芯线总长的Bai分数。 配线方式及特点 1直接配线 直Jie配线是把主干电缆的芯线通过配线电缆直接Fen配至各个分线设备上。直接配线的分线设备Zhi间不复接因此施工简单、维护方便但通融性Jiao差。只适应于用户发展比较稳定的地区。 2复接配线 复接配线是将一对电缆芯线接到Liang个或两个以上的分线设备中有两种 电缆复Jie和分线设备复接。 复接配线可以提高电缆Xin线的使用率增加用户线路的通融性但对话音Hui产生附加衰减且不利于电气测试和障碍查修。 3交接配线 交接配线是在主干电缆与配Xian电缆之间或在出局一级主干电缆与二级主干Dian缆之间安装交接箱使双方电缆的任何线对均Neng相互换接。 交接配线使线路的灵活性更大Zhu干电缆线对利用率高并且不会降低通话质量Bian于维护管理查找障碍线方便。交接配线是一Zhong技术上和经济上都比较有利的配线方式。 Yong户线路的传输设计—交、直流设计 用户环Lu设计的一项重要内容是确定电缆的线径电缆Xian径必须满足通信中各种信号从交换局至用户De传输要求。 电话用户线中传输的是各种信Ling信号和话音信号电缆线径的选择既要满足交Huan机对用户环路电阻的要求使交换机的机件能Gou正常工作又要满足传输损耗的要求保证一定De通话质量。因此用户环路的传输设计可以分Wei直流设计和交流设计两个方面。 直流设计 用户环路的直流设计是使用户环路电阻满足Jiao换机对信令信号传输的要求以使交换机能够Zheng常工作。 交流设计 用户环路的交流设计Yao根据用户线的传输损耗和用户线长度来进行。设计规范规定用户环路传输损耗限值为7dB当用户线路采用复接配线时将会引入0.5dB的损耗在已知用户线长度后可计算出线路Mei公里损耗值通过查各种规格电缆的损耗即可Que定满足损耗限值的电缆芯径。 确定电缆线Jing 交流设计和直流设计的结果会出现不一致De情况需要综合考虑确定电缆线径。为了同时Man足用户环路的传输损耗限值和交换机直流电Zu限值应该选择二者中线径较大的电缆。 第Wu章 NISDH 第一节ISDN的基本概Nian IDN和ISDN的概念 IDN是数字Chuan输与数字交换的综合在两个或多个规定点之Jian提供数字连接以实现彼此间通信的一组数字Jie点指交换节点与数字链路。IDN实现从本Di交换节点至另一端本地交换节点间的数字连Jie但并不涉及用户接续到网络的方式。 ISDN是以电话IDN为基础发展演变而成的通Xin网能够提供

Duan到端的数字连接支持包括话音和非话在内的Duo种电信业务用户能够通过一组有限的标准的Duo用途用户—网络接口接入网内。 ISDNDe三个基本特征 端到端的数字连接 综合的Ye务 标准的多用途用户—网络接口 第二节 ISDN的网络功能及ISDN业务 ISDN的网络功能体系结构 由ISDN网络功Neng体系结构图可以看出ISDN包含了七个主Yao功能 本地连接功能 64kbit/s电Lu交换功能 64kbit/s专线功能 中Gao速电路交换功能 中高速专线功能 分组交Huan功能 实现分组交换功能有两种方法 由ISDN本身提供分组交换功能 由分组交换数Ju网提供ISDN分组交换功能。 公共信道Xin令功能。 ISDN业务 ISDN业务的Gai念 所谓ISDN业务是指由ISDN网络He接在ISDN上的终端提供的用户可能利用De通信能力。也就是说ISDN业务除了ISDN网络向用户提供的通信能力之外还包括了Li用这种能力即数字连接和网络智能的终端的Neng力。 ISDN业务的分类 CCITT将ISDN业务划分为三大类 承载业务是单纯De信息传送业务由网络提供具体说是在用户——网.

通信系统的组成

通信系统的组成

Cong古到今，人类的社会活动总离不开消息的传Di和交换， 古代的消息树、烽火台和驿马传Ling，以及现代社会的文字、 书信、电报、电Hua、广播、电视、遥控、遥测等，这些都是消Xi传递的方式或信息交流的手段。人们可以用Yu言、文字、 数据或图像等不同的形式来表Da信息。但是这些语言、文字、 数据或图像Ben身不是信息而是消息，信息是消息中所包含De人们原来不知而待知的内容。因此，通信的Gen本目的在于传输含有信息的消息，否则，就Shi去了通信的意义。基于这种认识， “通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。

Shi现通信的方式很多，随着社会的需求、生产Li的发展和科学技术的进步， 目前的通信越Lai越依赖利用“电”来传递消息的电通信方式。由于电通信迅速、准确、可靠且不受时间、Di点、距离的限制，因而近百年来得到了迅速De发展和广泛的应用。当今，在自然科学领域She及“通信”这一术语时，一般均是指“电通Xin”。广义来讲，光通信也属于电通信，因为Guang也是一种电磁波。 本书中的通信均指电通Xin。

1.1.1通信系统的一般模型

Tong信是从一地向另一地传递和交换信息。 实Xian信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的Zong和称为通信系统。基于点与点之间的通信系Tong的模型可用图 1 - 1 来描述。

Xin源是消息的产生地， 其作用是把各种消息Zhuan换成原始电信号，称之为消息信号或基带信Hao。电话机、电视摄像机和电传机、计算机等Ge种数字终端设备就是信源。前者属于模拟信Yuan，输出的是模拟信号；后者是数字信源，输Chu离散的数字信号。

Fa送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道Zhong传输的信号。变换方式是多种多样的，在需Yao频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式。对数字通信系统来说， 发送设备常常又可Fen为信源编码与信道编码。

Xin道是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，信道可以是大气（自由空间）， 在有线信Dao中，信道可以是明线、 电缆或光纤。有线He无线信道均有多种物理媒质。媒质的固有特Xing及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。根据研究对象的不同， 需要对实际的物理Mei质建立不同的数学模型， 以反映传输媒质Dui信号的影响。这一点将在第3章中讨论。

Zao声源不是人为加入的设备，而是通信系统中Ge种设备以及信道中所固有的，并且是人们所Bu希望的。噪声的来源是多样的，它可分为内Bu噪声和外部噪声，而且外部噪声往往是从信Dao引入的，因此，为了分析方便，把噪声源视Wei各处噪声

De集中表现而抽象加入到信道。

Jie收设备的基本功能是完成发送设备的反变换， 即进行解调、译码、解码等。它的任务是Cong带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原Shi基带信号来，对于多路复用信号，还包括解Chu多路复用，实现正确分路。

Xin宿是传输信息的归宿点， 其作用是将复原De原始信号转换成相应的消息。

Tu 1 - 1 概括地描述了一个通信系统De组成， 它反映了通信系统的共性，因此称Zhi为通信系统的一般模型。根据研究的对象以Ji所关注的问题不同， 图 1 - 1 模Xing中的各小方框的内容和作用将有所不同，因Er相应有不同形式的更具体的通信模型。今后De讨论就是围绕着通信系统的模型而展开的

1.1.2模拟通信模型和数字通信模型

Tu 1 - 1 中， 信源发出的消息虽然You多种形式， 但可分为两大类： 一类称为Lian续消息；另一类称为离散消息。连续消息是Zhi消息的状态连续变化或是不可数的，如语音、活动图片等。离散消息则是指消息的状态是Ke数的或离散的， 如符号、数据等。

Xiao息的传递是通过它的物质载体——电信号来Shi现的， 即把消息寄托在电信号的某一参量Shang（如连续波的幅度、频率或相位； 脉冲波De幅度、宽度或位置）。按信号参量的取值方Shi不同可把信号分为两类，即模拟信号和数字Xin号。

Fan信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号，均称为模拟信Hao，如电话机送出的语音信号、电视摄像机输Chu的图像信号等。模拟信号有时也称连续信号，这个连续是指信号的某一参量可以连续变化，或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值，而不一定在时间上也连续，如图 1 - 2(b)所示的抽样信号。

Fan信号参量只能取有限个值，并且常常不直接Yu消息相对应的信号，均称为数字信号，如电Bao信号、计算机输入/输出信号、PCM 信Hao等。数字信号有时也称离散信号，这个离散Shi指信号的某一参量是离散变化的，而不一定Zai时间上也离散，如图 1 - 3(b)所Shi的2PSK 信号。

Yin此，按照信道中传输的是模拟信号还是数字Xin号， 可相应地把通信系统分为模拟通信系Tong和数字通信系统。

1. 模拟通信系统模型

Mo拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通Xin系统。 我们知道，信源发出的原始电信号Shi基带信号，基带的含义是指信号的频谱从零Pin附近开始，如语音信号为300~3400Hz， 图像信号为0~6MHz。由于这种Xin号具有频率很低的频谱分量， 一般不宜直Jie传输，这就需要把基带信号变换成其频带适He在信道中传输的信号，并可在接收端进行反Bian换。完成这种变换和反变换作用的通常是调Zhi器和解调器。经过调制以后的信号称为已调Xin号。已调信号有三个基本特征：

Yi是携带有信息，二是适合在信道中传输，三Shi信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零Pin，因而已调信号又称频带信号。

Xu要指出，消息从发送端到接收端的传递过程Zhong，不仅仅只有连续消息与基带信号和基带信Hao与频带信号之间的两种变换，实际通信系统Zhong可能还有滤波、放大、天线辐射、控制等过Cheng。由于调制与解调两种变换对信号的变化起Jue定性作用，而其他过程对信号不会发生质的Bian化，只是对信号进行了放大或改善

Liao信号特性，因而被认为是理想的而不予讨论。

Mo拟通信系统模型可由图 1 - 1 略加Yan变而成， 如图 1 - 4 所示。图中De调制器和解调器就代表图 1 - 1 中De发送设备和接收设备。

2． 数字通信系统模型

Shu字通信系统是利用数字信号来传递信息的通Xin系统， 如图 1 - 5 所示。数字通Xin涉及的技术问题很多，其中主要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、Shu字复接、 同步以及加密等。下面对这些技Shu作简要介绍。

1) 信源编码与译码

Xin源编码的作用之一是设法减少码元数目和降Di码元速率，即通常所说的数据压缩。码元速Lv将直接影响传输所占的带宽，而传输带宽又Zhi接反映了通信的有效性。作用之二是，当信Xi源给出的是模拟语音信号时，信源编码器将Qi转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化Chuan输。第6章中将讨论模拟信号数字化传输的Liang种方式：脉冲编码调制(PCM)和增量调Zhi(ΔM) 。信源译码是信源编码的逆过程。

2） 信道编码与译码

Shu字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及Ren为干扰等，将会引起差错。为了减少差错，Xin道编码器对传输的信息码元按一定的规则加Ru保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编Ma”。接收端的信道译码器按一定规则进行解Ma，从解码过程中发现错误或纠正错误，从而Ti高通信系统抗干扰能力，实现可靠通信。

3） 加密与解密

Zai需要实现保密通信的场合，为了保证所传信Xi的安全， 人为将被传输的数字序列扰乱， 即加上密码，这种处理过程叫加密。在接收Duan利用与发送端相同的密码复制品对收到的数Zi序列进行解密，恢复原来信息，叫解密。

4） 数字调制与解调

Shu字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高Pin处， 形成适合在信道中传输的频带信号。Ji本的数字调制方式有振幅键控ASK 、频Yi键控FSK 、绝对相移键控PSK 、相Dui（差分）相移键控DPSK 。对这些信号Ke以采用相干解调或非相干解调还原为数字基Dai信号。对高斯噪声下的信号检测，一般用相Guan器接收机或匹配滤波器实现。数字调制是本Jiao材的重点内容之一，将在第7章中讨论。此Wai，第9章还将介绍一些现代调制技术。

5） 同步与数字复接

Tong步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工Zuo的不可缺少的前提条件。同步是使收、发两Duan的信号在时间上保持步调一致。按照同步的Gong用不同，可分为载波同步、位同步、群同步He网同步，这些问题将集中在第11章中讨论。 数字复接就是依据时分复用基本原理Ba若干个低速数字信号合并成一个高速的

Shu字信号，以扩大传输容量和提高传输效率。 复用与复接概念将在第10章中介绍。

Xu要说明的是， 图 1 - 5 是数字通Xin系统的一般化模型， 实际的数字通信系统Bu一定包括图 1 - 1中的所有环节。 Ru在某些有线信道中，若传输距离不太远且通Xin容量不太大时， 数字基带信号无需调制，Ke以直接传送，称之为数字信号的基带传输，Qi模型中就不包括调制与解调环节，详见第5Zhang。 应该指出的是，模拟信号经过数Zi编码后可以在数字通信系统中传输，数字电Hua系统就是以数字方式传输模拟语音信号的例Zi。

当然，

Xian路传输，但这时必须使用调制解调器（Modem ）将数字基带信号进行正弦调制，以Shi应模拟信道的传输特性。可见，模拟通信与Shu字通信的区别仅在于信道中传输的信号种类。

3. 数字通信的主要特点

Mu前，无论是模拟通信还是数字通信，在不同De通信业务中都得到了广泛的应用。但是，数Zi通信的发展速度已明显超过模拟通信，成为Dang代通信技术的主流。与模拟通信相比，数字Tong信更能适应现代社会对通信技术越来越高的Yao求， 其特点是：

（1） 抗干扰能力强。以二进制为例，信号De取值只有两个，这样接收端只需判别两种状Tai。信号在传输过程中受到噪声的干扰，必然Hui发生波形畸变，接收端对其进行抽样判决，Yi辨别是两个状态中的哪一个。只要噪声的大Xiao不足以影响判决的正确，就能正确接收。而Mo拟通信系统中传输的是连续变化的模拟信号，它要求接收机能够高度保真地重现信号波形，如果模拟信号叠加上噪声后，即使噪声很小，也很难消除它。此外，在远距离传输，如微Bo中继通信时，各中继站可利用数字通信特有De判决再生接收方式，对数字信号波形进行整Xing再生而消除噪声积累。

2） 差错可控。 可以采用信道编码技术使Wu码率降低， 提高传输的可靠性。

（3） 易于与各种数字终端接口，用现代计Suan技术对信号进行处理、加工、变换、存储，Cong而形成智能网。

（4） 易于集成化， 从而使通信设备微型Hua。

（5） 易于加密处理， 且保密强度高。

Dan是， 数字通信的许多优点都是用比模拟通Xin占据更宽的系统频带为代价而换取的。以电Hua为例，一路模拟电话通常只占据4kHz Dai宽，但一路接近同样话音质量的数字电话可Neng要占据 20～60kHz 的带宽，因此Shu字通信的频带利用率不高。另外，由于数字Tong信对同步要求高，因而系统设备比较复杂。Bu过，随着新的宽带传输信道（如光导纤维）De采用、 窄带调制技术和超大规模集成电路De

Fa展，数字通信的这些缺点已经弱化。随着微Dian子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用，数字通信在今后的通信方式中必将逐步取代Mo拟通信而占主导地位。

1.2.1通信系统的分类

1 ．按通信业务分类

An通信业务分， 通信系统有话务通信和非话Wu通信。 电话业务在电信领域中一直占主导Di位，它属于人与人之间的通信。 近年来，Fei话务通信发展迅速， 非话务通信主要是分Zu数据业务、计算机通信、数据库检索、电子Xin箱、电子数据交换、传真存储转发、可视图Wen及会议电视、图像通信等。 由于电话通信Zui为发达，因而其他通信常常借助于公共的电Hua通信系统进行。

通信系统的基本组成

Tong信系统的基本组成 通信是指发送者与接Shou者之间的信息传递;利用电信号或光信号实Xian信息传递的系统称为通信系统。通信系统的Ji本组织结构如图1所示。

图1 通信系统的基本组成结构

一、输入换能器

输入换能器主要任务是将发信者提Gong的非电量消息(如声音、景物等)变换为电Xin号，它应能反映待发的全部消息，通常具有”低通型”频谱结构，故称为基带信号。当输Ru消息本身就是电信号时(如计算机输出的二Jin制信号)，输入换能器可省略而直接进入发Song设备。

二、发送设备(包括调制和放大)

调制:用基带信号去控制高频信号De某一参数，使该参数按照基带信号的规律变Hua的过程，称为调制。

基带信号也称为调制信号;未调制De高频信号称为载波信号; 经调制后的高频Xin号称为已调信号。用基带信号去控制高频信Hao的振幅，称为调幅，简称AM;去控制高频Xin号的频率，称为调频，简称FM;去控制高Pin信号的相位，称为调相，简称PM。几种方Shi的调制时域波形如动画1所示。点击即可观Kan动画

Fang大:是指对调制信号和已调信号的电压利功Lv放大、滤波等处理过程，以保证送入信道足Gou大的已调信号功率。

调制的必要性:

1(常用基带信号频率范围

图像信号 :   0~6MHz

语音   300Hz ~ 3.4kHz

音乐  16Hz ~ 20kHz

根据天线理论的知识，天线尺寸大Yu信号波长的十分之一，信号才能有效发射。Zhi接对这些频率较低的基带信号进行传输，所Xu要的天线尺寸非常庞大，是不现实的。

2. 实现信道的复用

如果同时将基带信号进行传输，则Hui发生频谱混叠现象，接收端就不能正确的接Shou所需要的信息;而通过调制，将不同的信号Diao制到不同的频率段上，则接收端就可以正确De接收信息。

三、信道

信道是连接发、收两端的信号通道，又称传输媒介。通信系统中应用的信道可分Wei两大类:有线信道(如架空明线、电线、波Dao、

Guang纤等)和无线信道(如海水、地球表面、自You空间等)。不同信道有不同的传输特性，相Tong媒介对不同频率的信号传输特性也是不同的。

四、接收设备

接收设备的任务是将信道传送过来De已调信号进行处理，以恢复出与发送端相一Zhi的基带信号。这种从已调波中恢复基带信号De处理过程，称为解调。显然解调是调制的反Guo程。又由于信道的衰减特性，经远距离传输Dao达接收端的信号电平通常是很微弱的(微伏Shu量级)，需要放大后才好解调。同时，在信Dao中还会存在许多干扰信号，因而接收设备还Bi须具有从众多干扰信号中选择有用信号、抑Zhi干扰的能力 。

通信系统的基本组成

通信系统的基本组成

1.2.1 通信系统的一般模型

Shi现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质De总和称为通信系统。以基本的点对点通信为Li，通信系统的组成（通常也称为一般模型）Ru图 1-1 所示。

Tu 1-1 通信系统的一

般模型

图中，信源（信息

Yuan，也称发终端）的作

Yong是把待传输的消息转

Huan成原始电信号，如电

Hua系统中电话机可看成是信源。信源输出的信Hao称为基带信号。所谓基带信号是指没有经过Diao制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，Qi特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通Xing式，。根据原始电信号的特征，基带信号可Fen为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，Xin源也分为数字信源和模拟信源。

Fa送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变Huan成适合在信道中传输的信号。变换方式是多Zhong多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最Chang见的变换方式；对传输数字信号来说，发送She备又常常包含信源编码和信道编码等。 信道是指信号传输的通道，可以是有线De，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设Bei。图中的噪声源，是信道中的所有噪声以及Fen散在通信系统中其它各处噪声的集合。 在接收端，接收设备的功能与发送设备Xiang反，即进行解调、译码、解码等。它的任务Shi从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始Dian信号来。

Xin宿（也称受信者或收终端）是将复原的原始Dian信号转换成相应的消息，如电话机将对方传Lai的电信号还原成了声音。

Tu 1-1 给出的是通信系统的一般模型，An照信道中所传信号的形式不同，可进一步具Ti化为模拟通信系统和数字通信系统。

1.2.2 模拟通信系统

Wo们把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通Xin系统。模拟通信系统的组成可由一般通信系Tong模型略加改变而成，如图 l-2 所示。Zhe里，一般通信系统模型中的发送设备和接收She备分别为调制器、解调器所代替。

Dui于模拟通信系统，它主要

Bao含两种重要变换。一是把连续

Xiao息变换成电信号（发端信息源

Wan成）和把电信号恢复成最初的

Lian续消息（收端信宿完成）。由

Xin源输出的电信号（基带信号）

You于它具有频率较低的频谱分

Liang，一般不能直接作为传输信号而送到信道中Qu。因此，模拟通信系统里常有第二种变换，Ji将基带信号转换成其适合信道传输的信号，Zhe一变换由调制器完成；在收端同样需经相反De变换，它由解调器完成。经过调制后的信号Tong常称为已调信号。已调信号有三个基本特性：一是携带有消息，二是适合在信道中传输，San是频谱具有带通形式，且中心频率远离零频。因而已调信号又常称为频带信号。

Bi须指出，从消息的发送到消息的恢复，事实Shang并非仅有以上两种变换，通常在一个通信系Tong里可能还有滤波、放大、天线辐射与接收、Kong制等过程。对信号传输而言，由于上面两种Bian换对信号形式的变化起着决定性作用，它们Shi通信过程中的重要方面。而其它过程对信号Bian化来说，没有发生质的作用，只不过是对信Hao进行了放大和改善信号特性等，因此，这些Guo程我们认为都是理想的，而不去讨论它。

1.2.3 数字通信系统

Xin道中传输数字信号的系统，称为数字通信系Tong。数字通信系统可进一步细分为数字频带传Shu通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信Hao数字化传输通信系统。

1. 数字频带传输通信系统

Shu字通信的基本特征是，它的消息或信号 具You “离散”或“数字”的 特性，从而使数Zi通信具有许多特殊的问题。例如前边提到的Di二种变换，在模拟通信中强调变换的线性特Xing，即强调已调参量与代表消息的基带信号之Jian的比例特性；而在数字通信中，则强调已调Can量与代表消息的数字信号之间的一一对应关Xi。

Ling外，数字通信中还存在以下突出问题：第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的Cha错，原则上是可以控制的。这是通过所谓的Cha错控制编码来实现的。于是，就需要在发送Duan增加一个编码器，而在接收端相应需要一个Jie码器。第二，当需要实现保密通信时，可对Shu字基带信号进行 人为 “扰乱”（ 加密），此时在收端就必须进行解密。第三，由于Shu字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送De数字信号，因而接收端必须有一个与发端相Tong的节拍，否则，就会因收发步调不一致而造Cheng混乱。另外，为了表述消息内容，基带信号Du是按消息特征进行编组的，于是，在收发之Jian一组组的编码的规律也必须一致，否则接收Shi消息的真正内容将无法恢复。在数字通信中，称节拍一致 为 “位同步”或“码元同步”，而称编组一致为“群同步”或“帧同步”，故数字通信中还必须有“同步”这个 重要Wen题。 综上所述，点对点的数字通Xin系统模型一般可用图 1-3 所示。

Xu要说明的是，图中调制器

/ 解调器、加密器 / 解密器、

Bian码器 / 译码器等环节，在具

Ti通信系统中是否全部采用，这

Yao取决于具体设计条件和要求。

Dan在一个系统中，如果发端有调

Zhi / 加密 / 编码，则收端必须

You解调 / 解密 / 译码。通常把

You调制器 / 解调器的数字通信系统称为数Zi频带传输通信系统。

2. 数字基带传输通信系统

Yu频带传输系统相对应，我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输Tong信系统，如图 1-4 所示。

图中基带信号形成器

Ke能包括编码器、加密器以

Ji波形变换等，接收滤波器

Yi可能包括译码器、解密器

等。

3. 模拟信号数字化传

输通信系统

Shang面论述的数字通信系统中，信源输出的信号Jun为数字基带信号，实际上，在日常生活

Zhong大部分信号（如语音信号）为连续变化的模Ni信号。那么要实现模拟信号在数字系统中的

传输，则必须在

发端将模拟信

号数字化，即进

Xing A/D 转换；在接收端需进行相反的转Huan，即 D/A 转换。实现模拟信号数字化Chuan输的系统如图 1-5 所示。

1.2.4 数字通信的主要特点

Mu前，无论是模拟通信还是数字通信，在不同De通信业务中都得到了广泛的应用。但是，数Zi通信的发展速度已明显超过模拟通信，成为Dang代通信的主流。与模拟通信相比，数字通信Geng能适应现代社会对通信技术越来越高的要求。

1. 数字通信的主要优点

（ 1 ） 抗干扰能力强

You于在数字通信中，传输的信号幅度是离散的，以二进制为例，信号的取值只有两个，这样Jie收端只需判别两种状态。信号在传输过程中Shou到噪声的干扰，必然会使波形失真，接收端Dui其进行抽样判决，以辨别是两种状态中的哪Yi个。只要噪声的大小不足以影响判决的正确Xing，就能正确接收（再生）。而在模拟通信中，传输的信号幅度是连续变化的，一旦叠加上Zao声，即使噪声很小，也很难消除它。

Shu字通信抗噪声性能好，还表现在微波中继通Xin时，它可以消除噪声积累。这是因为数字信Hao在每次再生后，只要不发生错码，它仍然像Xin源中发出的信号一样，没有噪声叠加在上面。因此中继站再多，数字通信仍具有良好的通Xin质量。而模拟通信中继时，只能增加信号能Liang（对信号放大），而不能消除噪声。

（ 2 ） 差错可控

Shu字信号在传输过程中出现的错误（差错），Ke通过纠错编码技术来控制，以提高传输的可Kao性。

（ 3 ） 易加密

Shu字信号与模拟信号相比，它容易加密和解密。因此，数字通信保密性好。

（ 4 ） 易于与现代技术相结合

You于计算机技术、数字存贮技术、数字交换技Shu以及数字处理技术等现代技术飞速发展，许Duo设备、终端接口均是数字信号，因此极易与Shu字通信系统相连接。

2. 数字通信的缺点

Xiang对于模拟通信来说，数字通信主要有以下两Ge缺点：

（ 1 ） 频带利用率不高

Xi统的频带利用率，可用系统允许最大传输带Kuan（信道的带宽）与每路信号的有效带宽之比Lai表征，即

（1-1 ）

Shi中， 为系统允许最大频带宽度； 及为每Lu信号的频带宽度； 为系统在其带宽内最多Neng容纳（传输）的话路数。 值愈大，系统利Yong率愈高。

Shu字通信中，数字信号占用的频带宽，以电话Wei例，一路模拟电话通常只占据 4kHz Dai宽，但一路接近同样话音质量的数字电话可Neng要占据 20 ～ 60kHz 的带宽。Yin此，如果系统传输带宽一定的话，模拟电话De频带利用率要高出数字电话的 5 ～ 15 倍。

（ 2 ） 系统设备比较复杂

Shu字通信中，要准确地恢复信号，接收端需要Yan格的同步系统，以保持收端和发端严格的节Pai一致、编组一致。因此，数字通信系统及设Bei一般都比较复杂，体积较大。

Bu过，随着新的宽带传输信道（如光导纤维）De采用、窄带调制技术和超大规模集成电

Lu的发展，数字通信的这些缺点已经弱化。随Zhuo微电子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛

Ying用，数字通信在今后的通信方式中必将逐步Qu代模拟通信而占主导地位。

Tong信系统是传递信息所需的一切技术设备的总He，包括信息源、发送设各、传输介质、信息Jie收者和接收设备。数字通信系统传输的数据Shi数字化了的信息。单向数字通信系统的结构，如图所示

Xin息源中，模拟信息源（如模拟式电话机、电Shi摄像机）输出的是幅度连续变化的信号，离San信息源（如计算机）输出的是离散的符号序Lie或文字。通过采样和量化可以将模拟信息变Huan为离散信息。

Fa送设各的基本功能是使不同种类和速率的信Xi源与传输媒介相匹配，通常是将信息源产生De信息经过编码，并变换为便于传送的信号形Shi，送往传输介质。

Bian码包括信源编码与信道编码两部分。信源编Ma把连续消息变换为数字信号，信道编码则使Shu字信号与传输介质匹配，提高传输的可靠性He有效性。调制是多种变换方式中最常见的一Zhong。

Fa送设各还包括为达到某些特殊要求所进行的Ge种处理，如多路复用、保密处理、纠错编码Chu理等。

Chuan输介质是发送设备到接收设备之间信号传递Suo经过的媒介，例如：电磁波、红外线等无线Chuan输介质，各种电缆、光缆、双绞线等有线传Shu介质。传输过程中必然会引入热噪声、衰减、脉冲等干扰。介质的固有特性和干扰特性直Jie关系到编码方式的选取。

Jie收设备的基本功能是完成对发送的反变换（Jie调、译码、解密等），从带有干扰的信号中Hui复出正确的原始信息；对于多路复用信号还Bao括解除多路复用和实现正确分路（或称输出Sao描）。

Shuang向通信要求通信双方都有发送设备和接收设Bei，如果两个方向共用一个传输媒介，则必须Cai用分频或分时的办法。信息的传输系统和交Huan系统组成完整的通信系统，直至构成复杂的Tong信网络。

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