通信概论 教案 第3章 电话通信

知识点数字电话通信过程一、教学目标：理解发送端的模数变换、信道及再生中继、接收端的数模变换。二、教学重点、难点：重点掌握发送端模数变换中抽样、量化、编码的概念。三、教学过程设计：1.知识点说明数字电话通信过程包括发送端的模数变换、信道及再生中继和接收端的数模变换三个过程。发送端的模数变换包括抽样、量化、编码三个过程，抽样将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号，量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列，编码是把抽样并量化的量化值编为8位二进制码组。2.知识点内容发送端模数变换包括抽样、量化、编码桑过程。抽样将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号，量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列，编码是把抽样并量化的量化值编为8位二进制码组。量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列。量化分为均匀量化和非均匀量化两种。编码是把抽样并量化的量化值编为8位二进制码组。码位安排分别为1位极性码、3位段落码、4位段内码。3.知识点讲解结合图片讲解发送端模数变换抽样、量化、编码的具体过程。结合电话通信实际过程，讲解抽样及其奈奎斯特抽样定理。话音信号频率为300～3400Hz，根据乃奎斯特抽样定理，考虑防卫带，抽样频率fs＝8KHz，抽样周期T＝125μs。均匀量化把整个幅度区间均匀划分为若干份；非均匀量化把整个幅度区间非均匀划分为若干份。均匀量化带来的问题是大信号时信噪比大，小信号时信噪比小，对小信号不利，故实际中都采用非均匀量化。编码是把抽样并量化的量化值编为8位二进制码组。码位安排分别为1位极性码、3位段落码、4位段内码。PCM编码器输出的信号码型不符合长距离传输，通过码型变换转换成适合信道传输的线路码型。PCM数字信号在信道上传输的过程中会受到衰减和噪声干扰的影响，使得波形失真。在信道上每隔一段距离就要对数字信号波形进行一次“修整”，再生出与原发送信号相同的波形，然后,再进行传输。接收端的数/模转换包括译码和低通滤波两部分。数/模变换，它把PCM信号还原为PAM信号，即把二进制码元还原成与发送端抽样、量化后的PAM近似的重建信号。解码后的PAM信号送入低通滤波器，输出PAM信号的包络线，即还原为（或称重建）为原始话音的模拟信号，送给收端用户。四、课后作业或思考题：1、模拟信号数字化的基本方法是采用_________________技术，包括抽样、___________和____________。2、我国PCM编码位数为_____位。3、奈奎斯特抽样定理：要从样值序列无失真地恢复原时间连续信号，其抽样频率应选为（）A、≤2倍的信号的最高截止频率B、≥信号的最高截止频率C、≥2倍的信号的最高截止频率D、≤信号的最高截止频率4、我国PCM语音编码采用的压缩标准是（）A、A律B、B律C、μ律D、β律5、数字电话通信过程包括哪些过程？五、本节小结：数字电话通信过程包括发送端的模数变换、信道及再生中继和接收端的数模变换三个过程。发送端的模数变换包括抽样、量化、编码三个过程。知识点多路复用技术一、教学目标：理解多路复用技术的概念、分类和应用。二、教学重点、难点：重点掌握各种多路复用技术的概念。三、教学过程设计：1.知识点说明多路复用技术指为了提高线路利用率，使多路信号沿同一信道传输而互不干扰的通信方式。多路复用技术分为频分多路复用技术FDM、时分多路复用技术TDM和波分多路复用技术WDM。频分多路复用技术FDM应用于模拟传输，时分多路复用技术TDM应用于数字传输，波分多路复用技术WDM应用于光纤通信。2.知识点内容频分多路复用FDM指在同一信道上利用频率分割技术把多路信号调制在不同的载波频率上，实现多路信号的同时传送而互不干扰。时分多路复用TDM指各路信号在同一信道上占有不同时间间隙（简称时隙），把各路信号分开而互不干扰。波分多路复用WDM指将多种不同波长的光载波信号在同一根光纤中进行传输的技术。3.知识点讲解结合图片讲解多路复用技术的概念及应用。在介绍多路复用技术概念的基础上，进一步讲解多路复用技术的具体实现方式，包括频分多路复用FDM、时分多路复用TDM和波分多路复用WDM三种方式。结合图片讲解频分多路复用FDM的原理、复用和解复用的过程。结合电话通信讲解时分多路复用TDM的原理、时隙的概念、收发端的同步、复用和解复用的过程。结合图片讲解波分复用的概念。在介绍多路复用分类的基础上，讲解各种多路复用技术的主要应用。四、课后作业或思考题：1、以终端设备、设备为点，以设备为线，点、线相连就构成了一个通信网，即电信系统的硬件设备。2、下列设备中负责把话音信号转换为电信号的是（）。A.电话机B.交换机C.传输设备D.电话线3、计算机属于（）。A.交换设备B.传输设备C.终端设备D.其它4、电信系统有哪三大硬件设备，请分别举例说明。五、本节小结：FDM是通过不同的频段区分不同的信道；TDM是通过不同的时隙区分不同的信道；WDM是通过不同的波长区分不同的信道。知识点PCM原理一、教学目标：理解PCM数字通信过程中发送端的模数变换、信道及再生中继、接收端的数模变换三个过程。二、教学重点、难点：重点掌握PCM数字通信过程。三、教学过程设计：1.知识点说明数字电话通信过程包括发送端的模数变换、信道及再生中继和接收端的数模变换三个过程。发送端的模数变换包括抽样、量化、编码三个过程，抽样将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号，量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列，编码是把抽样并量化的量化值编为8位二进制码组。2.知识点内容发送端模数变换包括抽样、量化、编码桑过程。抽样将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号，量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列，编码是把抽样并量化的量化值编为8位二进制码组。量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列。量化分为均匀量化和非均匀量化两种。编码是把抽样并量化的量化值编为8位二进制码组。码位安排分别为1位极性码、3位段落码、4位段内码。3.知识点讲解结合图片讲解发送端模数变换抽样、量化、编码的具体过程。结合电话通信实际过程，讲解抽样及其奈奎斯特抽样定理。话音信号频率为300～3400Hz，根据乃奎斯特抽样定理，考虑防卫带，抽样频率fs＝8KHz，抽样周期T＝125μs。均匀量化把整个幅度区间均匀划分为若干份；非均匀量化把整个幅度区间非均匀划分为若干份。均匀量化带来的问题是大信号时信噪比大，小信号时信噪比小，对小信号不利，故实际中都采用非均匀量化。编码是把抽样并量化的量化值编为8位二进制码组。码位安排分别为1位极性码、3位段落码、4位段内码。PCM数字信号在信道上传输的过程中会受到衰减和噪声干扰的影响，使得波形失真。在信道上每隔一段距离就要对数字信号波形进行一次“修整”，再生出与原发送信号相同的波形，然后,再进行传输。接收端的数/模转换包括译码和低通滤波两部分。数/模变换，它把PCM信号还原为PAM信号，即把二进制码元还原成与发送端抽样、量化后的PAM近似的重建信号。解码后的PAM信号送入低通滤波器，输出PAM信号的包络线，即还原为（或称重建）为原始话音的模拟信号，送给收端用户。四、课后作业或思考题：1、PCM数字通信技术使用复用技术。2、我国PCM编码位数为_____位。3、PCM编码的一路的编码位数是（）A、3位B、8位C、10位D、12位4、判断：PCM的中文含义是脉冲编码调制，是把模拟信号转换为数字信号的一种方式。（）5、简述PCM数字通信过程。五、本节小结：PCM数字通信过程包括发送端的模数变换、信道及再生中继和接收端的数模变换三个过程。知识点PCM一次群系统一、教学目标：理解PCM30/32系统帧结构及应用。二、教学重点、难点：重点掌握PCM30/32帧结构。三、教学过程设计：1.知识点说明我国采用典型的时分复用设备是PCM30/32路系统，称为一次群或基群。在PCM30/32系统中，最多可以有30路话音同时在一条PCM复用线上传输。PCM30/32路设备最初用于市话中继线的扩容。2.知识点内容PCM30/32系统帧周期125us，包含32个时隙，其中30个时隙分别用来传送30路话音信号，另外两个时隙中时隙0用来传送帧同步码，时隙16用来传送信令码，称为E1信道，用于北美和日本以外地区，包括中国。PCM30/32系统中，每个时隙包含8位二进制码。PCM30/32路系统的总数码率是：fb=8000帧/秒×32路时隙/帧×8比特/路时隙＝2048kbit/s（即2.048Mbit/s），而每一时隙的数码率则为：8bit×8000/s=64kbit/s。在PCM30/32系统中，最多可以有30路话音同时在一条PCM复用线上传输。PCM30/32路设备最初用于市话中继线的扩容。3.知识点讲解结合PCM30/32帧结构图片讲解PCM30/32的含义，分别介绍32个时隙的安排。PCM30/32路设备最初用于市话中继线的扩容。一个话路要占用一对中继线，若拿出两对中继线开通一套PCM30/32路系统，在这两对线上就可以同时传送30个话路，线路的利用率为原来的15倍。在PCM30/32系统中，最多可以有30路话音同时在一条PCM复用线上传输。四、课后作业或思考题：1、PCM30/32帧周期是________μs，帧长是_________bit。2、PCM基群帧结构中共有________个时隙，其中包含路话音通路，每路话音的抽样频率为Hz，基群信息传输速率为_________bit/s。3、PCM30/32帧周期是（）A、80usB、100usC、125usD、200us4、简述PCM30/32的含义。五、本节小结：PCM30/32系统帧周期125us，包含32个时隙，其中30个时隙分别用来传送30路话音信号，另外两个时隙中时隙0用来传送帧同步码，时隙16用来传送信令码，称为E1信道，用于北美和日本以外地区，包括中国。PCM30/32路设备最初用于市话中继线的扩容。知识点数字复接一、教学目标：理解数字复接的概念及复接方式。二、教学重点、难点：重点掌握数字复接方式。三、教学过程设计：1.知识点说明将两路或两路以上的低速数字信号合并成一路高速数字信号的过程称为数字复接。数字复接方式有按位复接、按字节复接和按路复接三种。2.知识点内容将两路或两路以上的低速数字信号合并成一路高速数字信号的过程称为数字复接。数字复接方式有按位复接、按字节复接和按路复接三种。按位复接依次接通多路信号的每一位比特，按字节复接依次接通多路信号的每一个字节，按路复接依次接通多路信号的每一路信号。3.知识点讲解结合多路复用技术概念讲解数字复接概念。结合实际车流讲解数字复接方式。四、课后作业或思考题：1、将多个低速数字码流合并成一个高速的数字码流的技术是_____________技术。2、（多项选择）数字复接的方式有（）A、按字节复接B、按业务复接C、按功能复接D、按位复接E、按路复接五、本节小结：将两路或两路以上的低速数字信号合并成一路高速数字信号的过程称为数字复接。数字复接方式有按位复接、按字节复接和按路复接三种。知识点数字程控交换机组成一、教学目标：理解数字程控交换机的硬件组成。二、教学重点、难点：重点掌握话路子系统各部分功能。三、教学过程设计：1.知识点说明数字程控交换机由硬件系统和软件系统组成，硬件系统包括话路子系统和控制子系统。话路子系统主要包括用户电路、用户集中级、数字用户电路、数字中继电路、信令设备以及数字交换网络等部件。控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。2.知识点内容数字程控交换机由硬件系统和软件系统组成，硬件系统包括话路子系统和控制子系统。话路子系统主要包括用户电路、用户集中级、数字用户电路、数字中继电路、信令设备以及数字交换网络等部件。用户电路是用户线与交换机的接口电路，根据用户线连接的终端是模拟话机还是数字话机，又分为模拟用户电路和数字用户电路，现多用模拟用户电路。数字中继电路是连接数字局之间的数字中继线与数字交换网络的接口电路。信号设备是用于产生各种类型的信号音，如忙音、拨号音、回铃音等。控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。3.知识点讲解结合图片讲解程控交换机硬件组成。画图解释程控交换机个组成部分功能。四、课后作业或思考题：1、程控交换机的硬件系统包括话路部分、_____________。2、空间（S）接线器的作用是完成不同的________之间的交换，时间（T）接线器的作用是完成不同的________之间的交换。3、在模拟用户电路七大功能中，C指的是（）A、馈电B、过压保护C、振铃D、编译码五、本节小结：数字程控交换机由硬件系统和软件系统组成，硬件系统包括话路子系统和控制子系统。话路子系统主要包括用户电路、用户集中级、数字用户电路、数字中继电路、信令设备以及数字交换网络等部件。控制部分是程控交换机的核心。知识点程控交换机的用户服务功能一、教学目标：理解程控交换机提供的各种用户服务业务。二、教学重点、难点：重点掌握呼叫转移等常用程控服务功能。三、教学过程设计：1.知识点说明程控交换机的用户服务功能包括缩位拨号、热线服务、转移呼叫、免打扰服务、三方通话等。2.知识点内容热线服务，又叫免拨号接通，这是一种用户不用拨号，只要拿起听筒5秒钟后，就会自动接通所登记的热线电话的功能。如果用户拨叫其他用户，须在摘机后5秒钟内拨出第一位号码。转移呼叫业务又称电话跟踪，当用户外出时，可将打给该用户的电话转移到临时去处的电话机，而避免接不到电话，包括无应答转移、遇忙转移和无条件转移等。三方通话业务指在两方使用者进行通话时，如需要第三方也加入通话，一方使用者可不中断与对方通话而拨叫出第三方使用者。达成三方共同通话或分别与两方通话。呼叫等待业务指在一使用者与另一方使用者通话时，遇到第三方使用者呼叫而进入时，被呼叫的使用者可以根据自己的需要，保留原通话方，而与第三方使用者进行通话。通话完毕，根据使用者需要，又可以与原保留方继续通话。3.知识点讲解结合实际打电话过程讲解各种电话业务。四、课后作业或思考题：1、免拨号接通服务指的是（）A、免打扰服务B、缩位拨号C、热线服务D、呼叫等待2、暂不受话服务指的是（）A、免打扰服务B、缩位拨号C、热线服务D、呼叫等待五、本节小结：程控交换机的用户服务功能包括缩位拨号、热线服务、转移呼叫、免打扰服务、三方通话等。知识点数字程控交换原理一、教学目标：理解程控交换机提供的各种用户服务业务。二、教学重点、难点：重点掌握呼叫转移等常用程控服务功能。三、教学过程设计：1.知识点说明程控交换机的用户服务功能包括缩位拨号、热线服务、转移呼叫、免打扰服务、三方通话等。2.知识点内容热线服务，又叫免拨号接通，这是一种用户不用拨号，只要拿起听筒5秒钟后，就会自动接通所登记的热线电话的功能。如果用户拨叫其他用户，须在摘机后5秒钟内拨出第一位号码。转移呼叫业务又称电话跟踪，当用户外出时，可将打给该用户的电话转移到临时去处的电话机，而避免接不到电话，包括无应答转移、遇忙转移和无条件转移等。三方通话业务指在两方使用者进行通话时，如需要第三方也加入通话，一方使用者可不中断与对方通话而拨叫出第三方使用者。达成三方共同通话或分别与两方通话。呼叫等待业务指在一使用者与另一方使用者通话时，遇到第三方使用者呼叫而进入时，被呼叫的使用者可以根据自己的需要，保留原通话方，而与第三方使用者进行通话。通话完毕，根据使用者需要，又可以与原保留方继续通话。3.知识点讲解结合实际打电话过程讲解各种电话业务。四、课后作业或思考题：1、免拨号接通服务指的是（）A、免打扰服务B、缩位拨号C、热线服务D、呼叫等待2、暂不受话服务指的是（）A、免打扰服务B、缩位拨号C、热线服务D、呼叫等待五、本节小结：程控交换机的用户服务功能包括缩位拨号、热线服务、转移呼叫、免打扰服务、三方通话等。知识点电话交换的呼叫接续过程一、教学目标：理解呼叫接续过程主要包括呼叫建立、双方通话和话终释放。二、教学重点、难点：重点掌握呼叫建立、双方通话和话终释放的过程。三、教学过程设计：1.知识点说明呼叫接续过程主要包括呼叫建立、双方通话和话终释放。2.知识点内容主叫摘机：用户A摘机，交换机A识别主叫、向用户A送拨号音接收主叫拨号：用户A拨打被叫号码，交换机A识别被叫号码；分析号码：如果收到的号码是本局号码，则为局内接续；如果收到的号码是他局号码，则为出局接续；测试被叫忙、闲：如被叫空闲，向被叫送振铃并向主叫送回铃音；如被叫忙，则向主叫送忙音；被叫应答：主被叫双方通话；话终拆线：主、被叫挂机，通话结束。3.知识点讲解结合实际打电话过程讲解电话交换的呼叫接续过程。四、课后作业或思考题：1、判断：电话用户拨打被叫电话号码后，如被叫闲，向被叫送振铃并向主叫送回铃音。2、交换机分析号码时，如果收到的号码是号码，则为局内接续五、本节小结：电话交换的呼叫接续过程包括呼叫建立、双方通话和话终释放等三个过程。知识点市话呼叫信令流程一、教学目标：理解呼叫接续过程主要包括呼叫建立、双方通话和话终释放。二、教学重点、难点：重点掌握呼叫建立、双方通话和话终释放的过程。三、教学过程设计：1.知识点说明市话呼叫接续过程主要包括呼叫建立、双方通话和话终释放。2.知识点内容主叫用户摘机时，摘机信号送到发端交换机；发端交换机收到用户摘机信号后，立即向主叫用户送出拨号音；主叫用户拨号，将被叫用户号码送给发端交换机；发端交换机根据被叫号码选择局向及中继线，发端交换机在选好的中继线上向收端交换机发送占用信号，并把被叫用户号码（路由信号）送给收端交换机；收端交换机根据被叫号码，将呼叫连接到被叫用户，向被叫用户发送振铃信号，同时向主叫用户送回铃音信号；当被叫用户摘机应答时，收端交换机收到应答信号，收端交换机将应答信号转发给发端交换机；用户双方进入通话状态，这时线路上传送话音信号；话终挂机复原：如果被叫用户先挂机，则被叫用户向接收端交换机传送复原信号，接收端交换机向发送端交换机发送后向挂机信号；如果主叫用户先挂机，则主叫用户向发送端交换机发送挂机信号，发送端交换机向接收端交换机发送前向拆线信号。收端交换机收到前向拆线信号后，回送一个拆线证实信号，一切设备复原。3.知识点讲解结合实际打电话过程讲解市话呼叫信令流程。四、课后作业或思考题：1、判断：话终挂机复原时，如果被叫用户先挂机，则主叫用户向发送端交换机传送复原信号，发送端交换机向接收端交换机发送后向挂机信号；2、交换机分析号码时，如果收到的号码是号码，则为出局接续五、本节小结：市话呼叫信令流程包括呼叫建立、双方通话和话终释放等三个过程。知识点信令概念及分类一、教学目标：理解信令概念并了解信令分类方式。二、教学重点、难点：重点掌握信令的概念。三、教学过程设计：1.知识点说明信令，就是指在通信网上为完成某一项通信服务而建立一条信息传送通道，通信网中相关节点之间要相互交换和传送的控制信息。2.知识点内容信令系统的主要功能就是指导终端设备、交换系统、传输系统协同运行，在指定的终端之间建立和拆除临时的通信连接，并维护通信网络的正常运行。按工作区域划分为用户线信令和局间信令。按使用信道划分为随路信令和公共信道信令。按信令功能划分为管理信令、线路信令和路由信令。3.知识点讲解结合交通运输系统的信号灯、交警解释信令的概念及重要性。介绍信令的三种分类方式。四、课后作业或思考题：1、根据信令与话音信道的关系，可分为随路信令和_____________，我国的No.7信令属于_____________。2、下列一定属于用户线信令的是（）A、拨号音B、应答信号C、拆线信号D、占用信号五、本节小结：信令，就是指在通信网上为完成某一项通信服务而建立一条信息传送通道，通信网中相关节点之间要相互交换和传送的控制信息。信令按工作区域划分为用户线信令和局间信令，按使用信道划分为随路信令和公共信道信令，按信令功能划分为管理信令、线路信令和路由信令。知识点NO.7信令系统一、教学目标：理解NO.7信令系统特点。二、教学重点、难点：重点掌握NO.7信令网的结构。三、教学过程设计：1.知识点说明No.7信令网是指专门用于传送No.7信令消息的数据网，是具有多种功能的业务支撑网。它由信令点SP、信令转接点STP以及连接它们的信令链路组成。2.知识点内容No.7信令特点包括：最适合采用64kbit/s的数字信道、多功能的模块化系统、有高可靠性、具有完善的信令网管理功能、采用不定长消息信令单元的形式。No.7信令网是指专门用于传送No.7信令消息的数据网，是具有多种功能的业务支撑网。它由信令点SP、信令转接点STP以及连接它们的信令链路组成。我国No.7信令网采用三级结构。第一级为高级信令转接点HSTP，省级信令转接点，是信令网的最高级；负责转接它所汇接的LSTP和SP的信令消息。第二级为低级信令转接点LSTP，市级信令转接点；负责转接它所汇接的SP的信令消息。第三级为信令点（SP）。3.知识点讲解结合交通运输系统中的指挥系统讲解信令系统的概念。结合电话网讲解信令网的概念及分级情况。四、课后作业或思考题：1、我国固定电话网常用的信令系统是（）A、No.1信令系统 B、No.2信令系统C、No.6信令系统 D、No.7信令系统2、我国信令网分为级。3、简述我国NO.7信令网的组成。五、本节小结：我国No.7信令网采用三级结构。第一级为高级信令转接点HSTP，省级信令转接点，是信令网的最高级；负责转接它所汇接的LSTP和SP的信令消息。第二级为低级信令转接点LSTP，市级信令转接点；负责转接它所汇接的SP的信令消息。第三级为信令点（SP）。知识点电话业务一、教学目标：理解本地电话业务和长途电话业务的特点及拨打方式。二、教学重点、难点：重点掌握长途电话的拨打方式。三、教学过程设计：1.知识点说明本地电话业务是指在同一个长途编号区内电话用户相互通话的电信业务。本地电话业务由区内电话业务和区间电话业务组成。长途电话是指处于两个不同长途编号区内电话用户。长途电话业务分为国内长途电话业务和国际长途电话业务。2.知识点内容本地电话业务是指在同一个长途编号区内电话用户相互通话的电信业务。同一个长途编号区是以行政地区为界划分的。区内电话业务指同一城市（含县级市）营业区内的电话互通业务。区间电话业务指不同城市（含县级市）营业区间的电话互通业务。长途电话业务分为国内长途电话业务和国际长途电话业务。国内不同长途编号区间电话互通属于国内长途业务。不同国家或地区之间电话互通属于国际长途电话业务。3.知识点讲解结合行政区域划分讲解本地电话业务的概念及分类。结合国内、国际行政区域划分讲解长途电话业务的概念及分类。四、课后作业或思考题：1、判断：使用400业务时主叫用户不需要付费。2、石家庄市和石家庄地区平山县间电话互通属于（）。A、区内电话业务B、区间电话业务C、国内长途电话业务D、国际长途电话业务3、简述电话业务的分类。五、本节小结：本地电话业务是指在同一个长途编号区内电话用户相互通话的电信业务。本地电话业务由区内电话业务和区间电话业务组成。长途电话是指处于两个不同长途编号区内电话用户。长途电话业务分为国内长途电话业务和国际长途电话业务。知识点认知交换机一、教学目标：理解程控交换机的硬件包括话路子系统和控制子系统两部分。二、教学重点、难点：重点掌握数字程控交换机各模块功能。三、教学过程设计：1.知识点说明程控交换机的硬件包括话路子系统和控制子系统两部分，话路子系统主要是以交换网络为核心组织起来的，是以话音信号为主的用户信息的传送和交换通路，控制子系统是程控交换机的指挥中心，包括中央处理机、存储器、外围设备和远端接口等部件。2.知