程控交换_第2章复用与交换基本原理

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同步时隙 标志信号时隙 F0 0 0 0 0 1 0/1 1 1 复帧 复帧 定位码组 对告码和备用 F1 a b c d a b c d 1路 16路 路 路 a b c d a b c d 2路 17路 路 路 a b c d a b c d 15路 30路 路 路 话路时隙 1 2 3 4 5 6 7 8
每个用户只能在自己的时隙内发送数据 当某用户无数据发送时, 当某用户无数据发送时,分配给该用户的时隙只能处于 空闲状态, 空闲状态,不能作为他用
可能造成线路资源的浪费
5
统计时分复用原理
用户 A B C D
a b b c c d a t t t t
统计时分复用
① ② ③ ④ #1 #2 #3
a
Hale Waihona Puke Baidu
b
b
c
偶帧
1 0 0 1 1 0 1 1 帧定位码组
奇帧
区别偶帧 帧对告码 10
1 1 0/1 1 1 1 1 1 F2 保留 F15
局间线路信令
帧结构描述
帧重复频率=抽样频率= 帧重复频率=抽样频率=8kHz 抽样周期= 抽样周期=125us 时隙数= ,时隙编号TS0-TS31 时隙数=32,时隙编号 - 每路时隙= 每路时隙=3.91us 每路时隙传送8位码组,位时间= 每路时隙传送 位码组,位时间=488ns 位码组 每帧传送位数= × 每帧传送位数=32×8=256 每路数码率= 每路数码率=8bit/125us=64kbit/s = 总码率= 总码率=256bit/125us=2048kbit/s =
信令时隙TS16 信令时隙
传送信令信号(如摘机、挂机、振铃等) 传送信令信号(如摘机、挂机、振铃等) 一帧中只传送8位码组 每路占4位 每帧只能传2路 位码组, 一帧中只传送 位码组,每路占 位,每帧只能传 路 提高信道利用率,一个基群有30个话路 个话路, 提高信道利用率,一个基群有 个话路,一个信令信号控 个话路, 制2个话路,故引入复帧概念 个话路 信令信号必须按复帧传送( 帧组成一个复帧 帧组成一个复帧) 信令信号必须按复帧传送(16帧组成一个复帧) 信令4位码组含义 位码组含义a、 、 、 ,目前只用了前3位 信令 位码组含义 、b、c、d,目前只用了前 位
8
011 010 001 000 000 001 010 011
9 10 11 12 13 14 15
16
100 101 110 111 111 110 101 100
量化
将时间离散、 将时间离散、 幅度连续的抽样信 号转换成时间离散、 号转换成时间离散、 幅度离散的数字信 号。
编码
量化后的信号通 过编码器变成一 组码元
第2章 复用与交换基本原理 章
2.1 PCM基本原理 基本原理 2.2 电路交换 2.3 分组交换 2.4 ATM交换 交换
1
2.1 PCM基本原理 基本原理
时分复用
多路复用的概念 时分复用原理 异步时分复用原理
PCM基本原理 基本原理 32路PCM 路 PCM的高次群 的高次群
2
多路复用的概念
第1路 路 第2路 路 传输介质 第n路 路
4
接收
第1路 路 第2路 路 第n路 路
时分复用原理( ) 时分复用原理(2)
用户 A B C D
a b b c c d a t t t t
③ ④ #1 #2 #3 #4
时分复用
① ②
a b
b c
c
a
d t
四个时分复用帧
TDM按帧结构(固定时长,时隙个数固定)传送 按帧结构(固定时长,时隙个数固定) 按帧结构 每个用户分配固定时隙(在帧结构中占固定位置) 每个用户分配固定时隙(在帧结构中占固定位置)
18
电路交换的工作过程
呼叫请求
建立连接
呼叫接受
数据传输
报文
确认
释放连接
A
19
B
C
D
2.3 分组交换
分组交换概念 分组交换的形式
虚电路 数据报
20
分组交换概念
分组交换( 分组交换(Packet Switching)
分组交换是利用存储 转发的方式进行交 分组交换是利用存储――转发的方式进行交 存储 转发 换的。分组交换机先将收到的报文接收、 换的。分组交换机先将收到的报文接收、存储 , 然后将报文划分为分组, 然后将报文划分为分组,并以分组为单位进行 传输和交换。 传输和交换。
11
帧结构描述
各时隙内容
TS1-TS15:话路时隙,传送 -15路话音信号编码 - :话路时隙,传送1- 路话音信号编码 TS17-TS31:话路时隙,传送 -30路话音信号编码 - :话路时隙,传送16- 路话音信号编码 TS0:帧同步时隙,传送同步码组 :帧同步时隙, TS16:信令时隙,传送 路话路的信令码和复帧码 :信令时隙,传送30路话路的信令码和复帧码
16
电路交换的概念
电路交换方式是指用户在相互通信时使 用一条实际的物理链路(一对实线、 用一条实际的物理链路(一对实线、时隙或 频段), ),在通信过程中自始至终使用该条链 频段),在通信过程中自始至终使用该条链 路进行信息传输, 路进行信息传输,并且不允许其它用户同时 共享该链路, 共享该链路,通信结束后拆除这条物理链路 的通信方式。 的通信方式。
分组交换的形式
虚电路交换 数据报交换
21
分组交换——虚电路方式 虚电路方式
面向连接的方式,但为虚连接(逻辑连接) 面向连接的方式,但为虚连接(逻辑连接) 信道不独占,采用统计复用方式,实现信道共享 信道不独占,采用统计复用方式, 所有分组通信路径相同, 所有分组通信路径相同,故通信有序 一个用户可与多个用户建立虚连接 虚电路分为两种: 虚电路分为两种: 永久性虚电路PVC 永久性虚电路
信号: 信号:
模拟信号:是数值上连续变化的信号。例如话音信号, 模拟信号:是数值上连续变化的信号。例如话音信号, 图象信号等。 图象信号等。 数字信号:是离散的信号 数字信号:
多路复用
将多个信号源发出的信号组合,并由一个信道传输,传 将多个信号源发出的信号组合,并由一个信道传输, 输中各信号之间彼此独立 多路复用的基础是分割原理, 多路复用的基础是分割原理,信号分割的依据是信号差 异 复用的目的是为了节省介质, 复用的目的是为了节省介质,提高线路利用率 根据不同的参量, 根据不同的参量,多路复用的类型有
两个用户一直占用端到端的固定带宽 即使这两个用户并没有通信, 即使这两个用户并没有通信,别的用户也不能占用
优点:传输可靠、实时, 优点:传输可靠、实时,不乱序 缺点: 缺点:信道利用率低 使用场合:特别适合实时业务, 使用场合:特别适合实时业务,不适合突发性强的 数据传输和频繁更换通信对象的场合。 数据传输和频繁更换通信对象的场合。
模拟 信宿
7
低通 滤波器 接收端
解码 器
PCM基本原理(2) 基本原理( ) 基本原理
1 4 5 3 2 1 6 7
8
2 3 4 5
9 10 11 12 13 15 14 8 16
6 7
抽样
将时间连续的模拟 信号转换成时间离散、 信号转换成时间离散、 幅度连续的抽样信号。 幅度连续的抽样信号。 带限信号连续抽样, 带限信号连续抽样, 要求抽样频率不小于所 传信号的最高频率的2倍 传信号的最高频率的 倍。
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
1帧=32时隙 帧 时隙 TSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 2223 2425 26 27 28 29 30 31
17
电路交换的特点
一定是面向连接的, 一定是面向连接的,且是实连接
必须有建立连接、数据传输、释放连接三个过程 必须有建立连接、数据传输、释放连接三个过程 建立连接 连接后占用的是实际物理链路
所有信息传输沿着同一路径(建立连接的路径) 所有信息传输沿着同一路径(建立连接的路径) 信道独占
在释放连接以前
数码率
群路
基群 二次群 三次群 四次群 五次群
14
Mbps 1.544 6.312
话路数 数码率 Mbps 24 96 2.048 8.448 34.368 139.264 565
32.064 480
PCM高次群 高次群
高次群是由低次群通过数字复用设备汇接而成
2048kbit/s
一 次 群 复 用 设 备
32路PCM 路
几个基本概念: 几个基本概念:
时隙:每路话路抽样所花的时间。 时隙:每路话路抽样所花的时间。 个时隙组成一个帧。 帧:每32个时隙组成一个帧。 个时隙组成一个帧 复帧:16个帧合成一个复帧。 个帧合成一个复帧。 复帧: 个帧合成一个复帧
9
32路PCM的帧结构 路 的帧结构
1复帧 复帧=16帧 复帧 帧
二次群
8448kbit/s 8448kbit/s 8448kbit/s 8448kbit/s
次群 一 次 群 复 用 设 备
34.368Mbit/s
基群 次群
2048kbit/s 2048kbit/s 2048kbit/s
15
2.2 电路交换
电路交换的概念 电路交换的特点 电路交换示意图 电路交换的工作过程
频分复用FDM:各路信号频率分开,时间重叠 :各路信号频率分开, 频分复用 时分复用TDM:各路信号时间分开,频率重叠 时分复用 :各路信号时间分开, 码分复用CDM:各路信号时间、频率重叠,特征码不同 码分复用 :各路信号时间、频率重叠,
3
时分复用原理( ) 时分复用原理(1)
时分复用TDM(通常指同步时分复用) (通常指同步时分复用) 时分复用 把传输信道按时间分割成若干时隙,以传送若干路信号。 把传输信道按时间分割成若干时隙,以传送若干路信号。 发送方,在抽样脉冲的控制下,时隙 时将第 时将第1路信号 发送方,在抽样脉冲的控制下,时隙1时将第 路信号 打入信道,时隙2是将第 路信号打入信道, 是将第2路信号打入信道 打入信道,时隙 是将第 路信号打入信道, 依此类推 接收方,在发送方同步信号的作用下,在时隙 时接收 接收方,在发送方同步信号的作用下,在时隙1时接收 路信号, 时接收第2路信号 第1路信号,时隙 时接收第 路信号 路信号 时隙2时接收第 路信号………. 发送
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分组交换——数据报方式 数据报方式
面向无连接方式
通信前无需建链, 通信前无需建链,通信后也无需拆链
组帧按收到数据的先后顺序进行 一个用户可以连续占用多个时隙
能显著提高信道的利用率
6
PCM基本原理(1) 基本原理( ) 基本原理
PCM:Pulse Code Modulation 脉冲编码调制 :
PCM是一种将模拟信号变换成数字信号的编码方式 是一种将模拟信号变换成数字信号的编码方式 PCM发送端包括:抽样、量化和编码 发送端包括: 发送端包括 抽样、 PCM 接收端包括:解码、量化样值解调 接收端包括:解码、 发送端 模拟 信源 低通 滤波器 抽样 器 量化 器 编码 器
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32 PCM帧的传输与处理 帧的传输与处理
逐帧传输 按复帧处理
因为每帧只能传送2个话路的信令 因为每帧只能传送 个话路的信令 30路话路的信令在一个复帧内才能包含完 路话路的信令在一个复帧内才能包含完
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PCM高次群 高次群
制式 北美
日本
欧洲
中国 话路数 30 120 480 1920 7680
c
d
a
t
3个STDM帧 个 帧
STDM:Statistic TDM,统计时分复用,又叫异步时分复用 : ,统计时分复用, 每个用户不分配固定时隙, 每个用户不分配固定时隙,按需动态分配时隙 STDM按帧结构进行传送,且帧长度固定(不同系统帧长可 按帧结构进行传送, 按帧结构进行传送 且帧长度固定( 能不同) 能不同)
事先已建立连接,可直接进行通信, 事先已建立连接,可直接进行通信,通信后不需拆 链
交换性虚电路SVC 交换性虚电路
通信前建立连接, 通信前建立连接,通信后拆除连接
22
虚电路方式
主机1 1
2 3 7 4
通信网络
6
主机4
5
主机3
主机2 主机3与主机 之 主机 与主机4之 与主机 间的通信也类似
主机1与主机 之间的通信 主机 与主机2之间的通信 与主机 通信前建立连接 所有主机1到主机 到主机2的的分组都按同 所有主机 到主机 的的分组都按同 一虚电路(路径)到达主机2 一虚电路(路径)到达主机 通信结束后拆除连接( 除外) 通信结束后拆除连接(PVC除外) 除外
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