通信中的几个基本概念.doc

通信中的几个基本概念给新同事的培训教材。 草于2003年传输带宽/传输速率（波特率/比特率）这是两个容易让大家忽略的概念，其中带宽是一个信道传输占用频带宽度的概念，它的单位是Hz，而传输速率则是另外不同一个概念，表示单位时间内经过传输信道的码元的数量，又叫波特率，如果传送的码元是二进制的，那么该码元携带的信息量为1个比特（假设1、0出现同概率）所以传输速率又可以称作比特率或信道容量，单位为bps。两者之间可以通过香农公式进行换算。其中 C信道比特率（比特/秒）；N高斯噪声功率；W信道带宽（单位为：Hz）；S信道内所传信号的平均功率。比如：56k的modem，传输带宽为模拟语音信号的带宽4kHz，而其传输速率可以达到56kbps。分贝（db）分贝是一个通信中非常重要的概念，尤其是在表示传输信道损耗性能时更加重要，它是一个输入信号和输出信号之间的比值。由于人耳对信号的感知不是与信号的能量成线性关系，而是成一个对数关系，所以为了方便，人们用电话的发明者Bell来表示这个比值，功率放大10倍称为一个贝尔。贝尔数 lg功率比由于这个比值太大，人们就常用bell的10分之一来表示，这就是分贝。比如：一个一分为二（均分）的分光器，每个支路信号比原来信号衰减了3个db。Dbm规定1mw的信号为0dbm，基于这个数值的其他的信号，就有了一个唯一的数值。Dbm不在是一个比值，而是一个功率数。分贝毫瓦（dbm）：分贝毫瓦即是相对于1毫瓦的功率。Dbm值10lg(某点功率值/1mW)显然10mW的信号表示为Dbm就是10dbm。100mW就是20dbm。PCM30/32时分复用这就是大家平时常说得2M数字电路。ABC123412341234111222333444pcm30/32的实际应用PCM30：用户时隙30个，TS0同步时隙，TS1-TS15 TS17-TS31业务时隙， TS16传信令 无CRC校验。PCM31（略）PCM30C（略）PCM31C（略）PCM30/32帧结构l TS0是同步时隙l 偶帧1 0 0 1 0 1 1 后7位为帧定位码组（FAS） 留给国际上使用 l 奇帧 1 1 0/1 1 1 1 1 后5位保留给国内使用l 帧对告码 1表示告警l 区别偶帧的0Table 5A/G.704 Allocation of bits 1 to 8 of the frameBit numberAlternate frames12345678Frame containing the frame alignment signalSi0011011(Note 1)Frame alignment signalFrame not containingthe frame alignment signalSi1ASa4Sa5Sa6Sa7Sa8(Note 1)(Note 2)(Note 3)(Note 4)NOTE1Si = Bits reserved for international use. One specific use is described in 2.3.3. Other possible uses may be defined at a later stage. If no use is realized, these bits should be fixed at 1 on digital paths crossing an international border. However, they may be used nationally if the digital path does not cross a border.NOTE2The bit is fixed at 1 to assist in avoiding simulations of the frame alignment signal.NOTE3A = Remote alarm indication. In undisturbed operation, set to 0; in alarm condition, set to 1.Table 5A/G.704 Allocation of bits 1 to 8 of the frame (concluded)NOTE4Sa4 to Sa8 = Additional spare bits whose use may be as follows:i)Bits Sa4 to Sa8 may be recommended by ITU-T for use in specific point-to-point applications (e.g.transcoder equipments conforming to Recommendation G.761).ii)Bit Sa4 may be used as a message-based data link to be recommended by ITU-T for operations, maintenance and performance monitoring. If the data link is accessed at intermediate points with consequent alterations to the Sa4 bit, the CRC-4 bits must be updated so as to retain the correct end-to-end path termination functions associated with the CRC-4 procedure (see 2.3.3.5.4). The data-link protocol and messages are for further study.iii)Bits Sa5 to Sa7 are for national usage where there is no demand on them for specific point-to-point applications seei) above.iv)One of the bits Sa4 to Sa8 may be used in a synchronization interface to convey synchronization status messages, as described in 2.3.4.Bits Sa4 to Sa8 (where these are not used) should be set to 1 on links crossing an international border.编码方式hdb3 cmi等（略）数字调制方式（略）同步（以后再写）同步分为Bit同步，帧同步和网同步。滑码数字通信网中，当一个数字交换设备接受另外的数字交换设备的信号流时，从接受到的信号流中提取时钟信息（HDB3码携带时钟分量），并以这个时钟控制写入弹性存储器中，而弹性存储器仅能存储有限的bit。而弹性存储器的读出受交换机本身的时钟控制。如下图所示弹性存储器数字网写入外时钟内时钟读出假设两个交换设备的时钟完全一致，那么两个设备之间就能够正常的进行不间断的信息交换，但当两个时钟存在差异的时候，信息交换就会出现差错，比如写入时钟频率高于读出时钟时，弹性存储器写得快读得慢，就会越来越满，最后出现旧数据来不及读出，新数据又写入，此时只好丢掉一些信息，反之写入时钟频率低于读出时钟频率时，就会出现空读存储器，表现为信号流中插入一些伪信息，引起失真，这种由于两个时钟差值超过某一定值时导致丢失或插入一些信息的过程称为“滑码”。（信号自带时钟与本地时钟校准锁相）在平时的传输维护中，如果用户端（交换机、DDN节点机等）单条系统出现滑码，我们可以发现至少一边信号的速率偏离20480000较大，可以判断为该段电路上游（包括本地）的问题，多数为焊接头或者压线槽问题。如果是同一个交换局大量的电路出现滑码，可以考虑交换局的时钟问题。同时SDH设备由于时钟问题出现大量指针调整引起交换设备滑码的可能性也很大，详述如下。抖动和漂移所谓抖动是指一下含义，数字信号的特定时刻（例如最佳抽样时刻）相对其理想时间位置的短时间偏离。一个信号由于系统的时钟芯片的门限等的影响因此引起了输出数据的前后移动当前后移抖动的频率大于10HZ时我们就认为这一种现象是一种抖动，抖动不能很大否则会使收端出现信号溢出或取空，从而导致信号滑动损伤，产生很不利的影响。在SDH网中除了具有其他传输网的共同抖动源各种噪声源，定时滤波器失谐，再生器固有缺陷（码间干扰、限幅器门限漂移）等，还有两个SDH网特有的抖动源：1）在将支路信号装入VC时，加入了固定塞入比特和控制塞入比特，分接时需要移去这些比特，这将导致时钟缺口，经滤波后产生残余抖动-脉冲塞入抖动。2）指针调整抖动。此种抖动是由指针进行正/负调整和去调整时产生的。对于脉冲塞入抖动，与PDH系统的正码脉冲调整产生的情况类似，可采用措施使它降低到可接受的程度，而指针调整（以字节为单位，隔三帧调整一次）产生的抖动由于频率低、幅度大，很难用一般方法加以滤除。抖动的单位为UIp-p 所谓UI指UNIT INTERVAL光传送比特率的倒数。p-p(pear-pear)STM-1 UI= 1/155M=6.43ns STM-4 UI= 1/622M =1.61ns STM-16 UI= 1/2500M=0.40ns 特征阻抗（50Coaxial pair，75Coaxial pair，和120Symmetrical pair中的ohm是怎么回事？）阻抗的概念：阻抗是评测电路、元件以及元件材料的重要参数。阻抗（Z）定义为在给定频率下对流经电路（或元件）的交流电流的总的抵抗能力。它在矢量平面图上用复数表示，一个阻抗矢量包括实部（电阻R）和虚部（电抗X）。如下图所示为一个阻抗ZR+jX。R实轴X虚轴Z=R+jXZZ=R+jX R=Zcos X=Zsin 其中，1/Z1/(R+jX)Y=G+jB，Y表示导纳，G表示电导，B表示电纳。阻抗的单位是欧姆（），导纳的单位是西门子（S）。电抗有两种情况，一种是容抗（XC），一种是感抗（XL）。平衡线 Symmetrical pair非平衡线存在电容耦合、磁感耦合等，导致Crosstalk（串扰），线路信号质量差传输距离短，这里单从电容耦合的角度来浅述一下这个问题，如下图所示，两根信号传输导线之间存在耦合电容，当一条导线有正电荷（+q）出现时，另一条导线就会耦合出负电荷（-q），尽管一般情况下两个电量不等，但是第一条导线电荷的周期性变化会导致第二条导线电荷的周期性变化。导线间的电容耦合12C12balanced line: A transmission line consisting of two conductors in the presence of ground, capable of being operated in such a way that when the voltages of the two conductors at all transverse planes are equal in magnitude and opposite in polarity with respect to ground, the currents in the two conductors are equal in magnitude and opposite in direction. Note: A balanced line may be operated in an unbalanced condition. Synonym balanced signal pair.红字部分就可以解决电容耦合引起的串扰。2MHz/2Mbps时钟同步信号在时钟信号中，有两种时钟信号最常见，一般传输设备多用2MHz信号，而交换设备多用2Mbps信号。2MHz一般不进行传输，当进行主从同步时，主站时钟以2Mbps的形式进行传输，帧结构为pcm30/32。应当注意的是，在传输时钟的时候不能用sdh传输，而要用pdh传输，比如广州电信的时钟信号多数用UT来传输。由于sdh中指针调整的原因，产生较大幅度的抖动和漂移，对时钟信号的损伤很大。（详见抖动和漂移）2048Mbps General characteristicsBit rate: 2048 kbit/s 50 ppmCode: High density bipoler of order 3 (HDB3) Specifications at the output portsPulse shape(nominally rectangular)All marks of a valid signal must conform with the mask (see Figure15/G.703) irrespective of the sign. The valueV corresponds to the nominal peak value.Pair(s) in each directionOne coaxial pair(see 6.4)One symmetrical pair(see 6.4)Test load impedance75 ohms resistive120 ohms resistiveNominal peak voltage of a mark (pulse)2.37 V3 VPeak voltage of a space (no pulse)0 0.237 V0 0.3 VNominal pulse width244 nsRatio of the amplitudes of positive and negative pulses at the centre of the pulse interval0.95 to 1.05Ratio of the widths of positive and negative pulses at the nominal half amplitude0.95 to 1.05Maximum peak-to-peak jitter at an output portRefer to 2 of Recommendation G.823Pulse shape2