3-现代通信系统1

*,*,东北大学秦皇岛分校,计算机工程系通信工程教研室,通信工程专业概论,通信工程专业概论,主讲 邱新芸,11/29/2024,东北大学秦皇岛分校,计算机工程系通信工程教研室,通信工程专业概论,11/29/2024,1,通信工程专业概论,第三讲,现代通信系统（1）,11/29/2024,2,1 现代通信基本概念,信源数字编码技术,现代数字交换技术,数字通信系统概述,5,数字光纤通信系统,11/29/2024,3,1 现代通信基本概念,1.1 人类科技进步的产物现代通信,1.2 现代通信的基本特征数字化,1.3 现代通信的特点及主要内容,11/29/2024,4,1 现代通信基本概念,1.1 人类科技进步的产物现代通信,模拟通信与数字通信,现代通信技术的基础,微电子技术,现代通信技术的核心,计算机技术,光通信的基础,光子技术,卫星通信技术的基础,空间技术,11/29/2024,5,1 现代通信基本概念,1.2 现代通信的基本特征数字化,现代通信系统与数字化,数字信号及数字通信的特点,11/29/2024,6,两类通信方式抗干扰性能比较,(a)模拟信号；(b)数字信号,11/29/2024,7,1 现代通信基本概念,1.3 现代通信的特点及主要内容,综合化,宽带化,智能化,个人化,网络全球化,11/29/2024,8,2 信源数字编码技术,2.1 模拟信号时域离散化与抽样定理,2.2 语音数字编码技术,2.3 数字音频编码标准,2.4 图像编码技术,2.5 图像压缩编码标准,11/29/2024,9,3 现代数字交换技术,3.1 数字程控交换技术,3.2 分组交换技术,3.3 ATM交换技术,11/29/2024,10,4 数字通信系统概述,4.1 数字通信系统模型和主要性能指标,4.2 数字复接技术,4.3 数字传输信号帧结构,4.4 数字传输信号的处理,4.5 数字信号的调制与解调,11/29/2024,11,4 数字通信系统概述,4.1 数字通信系统模型和主要性能指标,4.2 数字复接技术,数字复接，就是利用时间的可分性，采用时隙叠加的方法把多路低速的数字码流（支路码流）在同一时隙内合并成为高速数字码流的过程。,11/29/2024,12,按位复接和按字复接示意图,(a)一次群(基群)；(b)二次群(按位数字复接)；(c)二次群(按字数字复接),11/29/2024,13,4 数字通信系统概述,4.3 数字传输信号帧结构,帧结构一般都采用由世界电信组织建议的统一格式，为保证数字通信系统正常工作，在一帧的信号中应有以下基本信号:,帧同步信号(帧定位信号)及同步对告信号;,信息信号;,其他特殊信号(地址、信令、纠错等信号);,勤务信号。,11/29/2024,14,PCM30/32制式帧结构,11/29/2024,15,4 数字通信系统概述,4.4 数字传输信号的处理,信道编码变换,扰码与解扰码,差错控制(纠错编码),数字加密技术,11/29/2024,16,4 数字通信系统概述,4.5 数字信号的调制与解调,数字信号的无线传输,数字信号的调制与解调,三种基本调制方式,幅移键控、频移键控、相移键控,组合调制方式,MQAM,调制,11/29/2024,17,二进制基带码的三种调制方式,(a)2ASK；(b)2FSK；(c)2PSK,11/29/2024,18,二进制基带信号的调制波形,11/29/2024,19,16QAM和16PSK点群图,(a)16QAM；(b)16PSK,11/29/2024,20,5 数字光纤通信系统,5.1 数字光纤通信系统概述,数字光纤通信,:,是以光波运载数字信号,以光导纤维为传输媒介的一种通信方式。1996年，英籍华人“光通信之父”高锟()博士根据介质波导理论提出了光纤通信的概念。,11/29/2024,21,5 数字光纤通信系统,5.1 数字光纤通信系统概述,特点,：,线径细、重量轻；,损耗极低；,传输的频带宽、信息容量大；,不受电磁干扰、防腐和不会锈蚀；,不怕高温，防爆、防火性能强；,光纤通信保密性好,11/29/2024,22,5 数字光纤通信系统,5.1 数字光纤通信系统概述,数字光纤通信系统的组成,光纤通信系统组成原理方框图,数字光纤通信传输系统结构方框图,11/29/2024,23,5 数字光纤通信系统,5.1 数字光纤通信系统概述,光纤：,是导光的玻璃纤维的简称,是石英玻璃丝,它的直径只有0.1 mm,如同人的头发丝粗细。在通信中,它和原来传送电话的明线、电缆一样,是一种新型的信息传输介质,但它比以上两种方式传送的信息量要高出成千上万倍,可达到上百千兆比特/秒,而且衰耗极低。,11/29/2024,24,5 数字光纤通信系统,5.1 数字光纤通信系统概述,光纤,裸光纤结构,示意图,(a)阶跃型多模光纤(SI);,(b)梯度型多模光纤(GI);,(c)单模光纤,11/29/2024,25,5 数字光纤通信系统,5.1 数字光纤通信系统概述,光缆,为了使光纤能在工程中实用，能承受工程中拉伸、侧压和各种外力作用，还要具有一定的机械强度才能使性能稳定。因此，将光纤制成不同结构、不同形状和不同种类的,光缆,以适应光纤通信的需要。,根据不同的用途和条件,制成的光缆种类很多,但其基本结构是相同的，主要由缆芯、护套和加强元件组成。,11/29/2024,26,5 数字光纤通信系统,5.1 数字光纤通信系统概述,光缆,光缆的基本结构,(a)层绞式；,(b)单位式；,(c)骨架式；,(d)带状,11/29/2024,27,5 数字光纤通信系统,5.2 PDH数字光纤传输系统,5.3 SDH光同步数字传输系统,5.4 SDH传送网,5.5 SDH系统同步与定时,11/29/2024,28,5 数字光纤通信系统,5.6 光波分复用系统,为进一步挖掘光纤传输的频带资源,以满足多种宽带业务(会议电视、高清晰度电视等)对传输容量的要求,克服传统的点到点单个波长的光纤通信方式的局限性,现已将,波分复用系统,投入了商用。,它使光纤上单个波长(一个波长为一个光信道)的传输变为多个波长同时传输(多个光信道),从而大大提高了信息传输容量。,11/29/2024,29,5 数字光纤通信系统,5.6 光波分复用系统,光波分复用系统组成,11/29/2024,30,5 数字光纤通信系统,5.6 光波分复用系统,WDM传输原理图,11/29/2024,31,5 数字光纤通信系统,5.6 光波分复用系统,主要技术：,光源技术,滤光技术,色散补偿技术,光纤放大器的增益平坦技术,系统的监控技术,11/29/2024,32,5 数字光纤通信系统,5.7 全光通信系统,全光通信系统,：,是一个全新的事物,它是数字通信、波分复用系统的更高阶段发展。是指从数字信源节点到目的点之间的传输过程都在光域内。全光通信系统又称全光网。,11/29/2024,33,5 数字光纤通信系统,5.7 全光通信系统,特点,:,最佳性；,透明性；,系统网络结构的扩展性；,可重构性；,可操作性等。,11/29/2024,34,5 数字光纤通信系统,5.7 全光通信系统,关键技术,以光波分复用系统的技术为基础；,光交换技术；,光分插复用技术(OADM）；,光交叉连接技术(ODXC）；,全光通信系统技术。,11/29/2024,35,5 数字光纤通信系统,5.7 全光通信系统,全光通信网及光网拓扑,有较强保护功能,有较强恢复功能,有较高的生存性,自身具有自愈功能,利用OADM组成的环,11/29/2024,36,5 数字光纤通信系统,5.7 全光通信系统,全光网的管理,全光网管理系统结构,11/29/2024,37,