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1、铁道通信概论王 金 兰2传输系统 信息的高架桥The artery of railway transportation .目 录从“模拟”到“数字”“模拟”“数字”可变脸从 ” 独木桥 ” 到 ” 立交桥“从“准同步”到“同步”传输设备展示1 从“模拟”到“数字” 广州铁路职业技术学院 光缆数字信号 架空明线、电缆、载波等模拟信号模拟了原始数据的变化形态每一位数的不确定性前后数值是连续性变化模拟量的特点1 从“模拟”到“数字” 广州铁路职业技术学院 光缆数字信号 架空明线、电缆、载波等模拟信号与原来的波形不再一一对应每一位数的确定性值都是离散的，不连续的数字量的特点1 从“模拟”到“数字” 广
2、州铁路职业技术学院 通信中的电信号（电压或电流）如果取数字量，就是数字信号数字信号 通信中的电信号（电压或电流）如果取模拟量，就是模拟量模拟信号与原来的波形不再一一对应每一位数的确定性值都是离散的，不连续的模拟了原始数据的变化形态每一位数的不确定性前后数值是连续性变化1 从“模拟”到“数字” 广州铁路职业技术学院 数字信号在时间上是离散的，时有时无； 它在幅度值上也是离散的，是跳跃式的 取值规定为有限个离散值，例如最常见的二进制，取值只有两个，或者是 0或者是 1。数字信号数字信号数字信号经过一系列的变换，成为了一串“ ”、“ ”码，也原来的消息的波形已不再对应；模拟信号模拟信号之所以叫“模拟
3、”信号，是因为它模拟了原始消息的变化形态；1 从“模拟”到“数字” 广州铁路职业技术学院 采用二进制，“ 0”或“ 1”，单位“比特”， bit。 比特率：在数字通信中用来表示信息传输速率（码速）的单位叫“比特率”，即每秒钟所传的二进制码元，比特 /秒， bit/s,读作每秒比特 取值规定为有限个离散值，例如最常见的二进制，取值只有两个，或者是 0或者是 1。数字信号的特点数字信号数字信号经过一系列的变换，成为了一串“ ”、“ ”码，也原来的消息的波形已不再对应；模拟信号模拟信号之所以叫“模拟”信号，是因为它模拟了原始消息的变化形态；1 从“模拟”到“数字” 广州铁路职业技术学院 抗干扰能力强
4、、能自动发现和控制差错 设备集成化、小型化 便于加密处理 利于实现多路通信 便于与计算机连接。数字信号的优点数字信号数字信号经过一系列的变换，成为了一串“ ”、“ ”码，也原来的消息的波形已不再对应； 数字信号唯一 的缺点就是占用频带较宽。一路数字电话要占用 64千赫，而一路模拟电话所占频道只有 4千赫。数字信号的缺点2 模拟、数字可“变脸” 广州铁路职业技术学院 模拟信号转变为数字信号的一种方法，简称脉码调制； 包括三个过程：抽样、量化和编码脉冲编码调制（ PCM）抽样 也叫取样，就是把连续变化的音频模拟信号，每秒抽样8000次，变成在时间上不连续的离散信号，即每隔125微秒抽取一次。抽样原
5、理 对抽样的要求就是用时间离散的抽样序列来代替原来时间连续的模拟信号后，能不失真地恢复原来时间连续的模拟信号；抽样定理 抽样频率不小于被抽样的连续信号最高频率的 2倍，就可以保证抽样序列不失真地重建原始信号。 PCM采用的抽样频率为80002 模拟、数字可“变脸” 广州铁路职业技术学院 开关 S在输入电压 U1和接地点之间周期地开闭，使输出信号变成一段、一段不连续的电压值 U2.抽样2 模拟、数字可“变脸” 广州铁路职业技术学院 把抽样信号的幅度值按四舍五入的原则，分成有限个量化级，使之在幅度上也不连续。 归并：将抽样得来的分散的、庞杂的幅度制进行规范化，归并的方法是四舍五入。量化如右图所示：
6、 ， ， ， ， ， ， ， 归并为， ， ， ， ， ， ， ， ， ，只包括 个量级的整数了。2 模拟、数字可“变脸” 广州铁路职业技术学院 把量化后的信号幅度大小，用二进制编码（“ 1”或“ 0”）序列来表示，也就是将每个数值变成二进制代码。编码整个转换过程叫模 数变换，也就（ 转换）3 从“独木桥”到“立交桥” 广州铁路职业技术学院多路复用技术频分多路复用（ FDM）：是模拟通信中广泛使用的方式，是在一条通信线路上同时似送不同频率的信号。时分多路复用（ TDM），数字信号常采用的方式。采用时间分割的方法，将时间划分为基本时间单位，叫做 1帧，每帧占用一 定的时间长度3 从“独木桥”到“
7、立交桥” 广州铁路职业技术学院频分多路复用在同一条通信线路上同时传送不同频率的信号。载波机能够把每一对用户的话音频率分别调制到不同的高频载波频率（载频）上，然后传向对方；载波频带一般每隔 4千赫划分一个话路通道，载波机话路越多，占用的频带越宽。3 从“独木桥”到“立交桥” 广州铁路职业技术学院时分多路复用分为同步时分复用和统计时分复用；帧：将时间划分为基本时间单位，叫做 1帧，每帧占用一定的时间长度，比如 125微秒；时隙：将每帧分成若干个时隙，并按顺序编号；PCM通信系统就是典型的时分多路通信系统。PCM时分复用系统1. 将话音信号转变为数字信号时抽样频率为 8000赫兹，也就是 1秒内要旋
8、转 8000次；2.1帧的时间就是抽样开关旋转 1周的时间，为 1秒的 1/8000，也即 125微秒；3.将这 125微秒再分成 N个时隙，分别传送 N路信号。 .目前世界上的 PCM数字时分复用系统主要有 30/32,即划分 32路时隙，但是只传送 30路话音。3 从“独木桥”到“立交桥” 广州铁路职业技术学院4 从“准同步”到“同步” 广州铁路职业技术学院问题提出 可以将 路信号复用在一起传输，那么要是将 路信号或更多信号也用 脉码调制的办法复用在一起传输，行不行呢？；实现方法要对 120路话音信号进行复用，只需旋转开关在 1周内对 120路话音轮流抽样一次，为了不失真，每秒必须抽样 8
9、000次，也就是说旋转开关转一周 125微秒，在 125微秒内对 120路话音进行量化与编码，对每路信号的抽样、量化和编码的处理时间只有 1微秒。如此高的精度，实现起来就太难了理论上可行 解决办法数字复接是在已经复用了 30路模拟信号的 PCM30/32脉冲编码数字信号的基础上，来进行时分复用，以产生合成了更多路信号的高次群信号。4 从“准同步”到“同步” 广州铁路职业技术学院可以产生合成更多路信号在复用过程中，不需要抽样、量化与编码是对现成的数字信号而不是对原始的话音模拟信号问题同步的问题同步复接：各支路所使用的时钟信号都听从一个总时钟信号指挥，其码速都相等，因而能保证严格的同步。 SDH准同步复接：各支路信号的时钟信号由不同的时钟信号源提供。 PDHSDH光传输设备，是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一 网管 系统操作的综合信息传送网络5 MSTP 广州铁路职业技术学院SDH的多业务传送节点，是指基于 SDH平台、同时实现 TDM、以太网、 ATM等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点5 常用公司传输设备 广州铁路职业技术学院高速铁路通信传输网THANKYOU
