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第1章概述-基层图书馆数字资源提升活动PDF

发布时间:2019-06-07 07:15 来源:未知 编辑:admin

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  第 1 章 概 述 军事通信网, 是指为保卫国家主权、领土完整 , 抵御外来武装侵 略和颠覆而建立的通信系 统( 或通信网络) 。军事通信网通常是指 由军队自行建立的或 由军民合建的用于军事通信的各 种通信网。它既包括军事通信干线网( 军事通信公用网) , 也包括 由各军、兵种 自建的专用通信 网; 既包括固定通信系统, 也包括各种野战通信系统。 从军事通信的发展趋势上看 , 军事通信网与 民用通信网正走 向融合 , 以减少投入、共享信 息、增加迂 回路 由。这虽然在一定程度上给军事通信网的安全带来一些影响, 但从总体上讲 , 系统的整体效能有了较大的提高。因此 , 各国的军事通信网络都只有少数核心部分完全独立 , 其余部分则通过各种方式与民用通信网相联。例如, 美军通信网有 95 % 的网络与 民用通信 网 相连。 就军事通信网的所有关系属性而论 , 狭义的军事通信网属于专用通信网, 国家公用通信网 才是国家公共通信网。国家通信网就是 由国家公用通信网、军事通信网以及其他专用通信 网 如 电力、交通、公安通信网等组成。军事通信网是国家通信 网中 旨在直接保证军事需要 的、特 殊而重要的组成部分。 当前条件下, 明确军事通信网与国家公用通信网的概念及其关系, 对推进军事通信网的现 代化建设, 加快军民结合建设和发展国家通信与军事通信的步伐 , 有着极其重要的现实意义。 1 .1 军事通信网的组成与结构 1 .1 .1 军事通信网的组成 传递信 息所需 的一切技术设备 的总和称为通信系统, 通信系统 的一般模 型如 图 1 1 所示。 图 1 1 通信系统的一般模型 信息源( 信源) 发出的信息, 先送至发送设备进行发送前的必要处理, 再经发送设备输出至 传输媒介 , 接收设备接收到经 由传输媒介传输来 的信息后 , 先进 行与发送设备相对的处理, 再 将其送至信息宿( 信宿) , 即完成单方 向的通信全过程 。图 1 1 中, 通信双方都拥有信源与信 宿 , 且具有双 向传送设备, 这就是一个基本的可实现双 向通信 的通信系统。通常, 将用于信 号 传输的发送设备、接收设备及传输媒介合称为信息传输系统。具有信息源及信 息宿功能的设 备称为终端设备。当两个终端设备间相距较近 , 且发送、接 收设备较简单时, 可将发送 设备与 接收设备置于终端设备中, 这时的信息传输系统就只是传输媒介 。终端设备则包括有信息源、 信息宿、发送设备及接收设备。 2 军事通信 网络基础教程 图 1 1 表示的仅是一个点对点的通信系统, 如 需实现 多点通信 , 不能简单地使用两点 间 直接相连的办法。如图 1 2 所示 , 这是一个有 4 个终端设备的通信系统, 若采用直接相连 的 方式实现 4 个终端设备间通信 , 需要 6 条连接线路 ( 即信息传输系统。为了简化 图示 , 用一条 直线代表信息传输系统, 并简称为连接线路) 。请思考 , 如果终端设备 的数 目为 1 万, 10 万或 更多时, 需要多少连接线路 ? n ! / [ 2 ( n - 2 ) !] 条 , 这是一个惊人的数字 , 也是一个实际上不 易 实现的通信系统。 图 1 2 直接相连的通信系统 针对这种情况 , 引入交换设备, 如图 1 3 ( a) 所示。 引入交换设备后 , 所有的终端设备都接至交换设备。交换设备 即承担 了为终端设备间的 通信提供连接通路的任务。在这种情况下, 整个通信系统所需要的连接线路大大减少 , 所用连 接线路数与终端设备数相 同; 但当终端设备较多、不 同区域终端 间的距离较远时, 可 以增加交 换设备, 额外增加的线路数也只是交换设备与交换设备间的连接线 ( b ) 所示。 图 1 3 增加交换设备后的通信系统 从这个通信系统的构成上看 , 它们就形成了一个 由终端设备、连接线路、交换设备组成 的通信 网。由于终端设备一般置于用户处, 故终端设备与交换设备 间的连接线, 叫做“用户线”, 而将 交换设备与交换设备间的连接线叫做“中继线”; 由于交换设备承担用户终端设备的汇接及转 接任务 , 在通信网络中成为关键点, 故在网络的结构图中, 常将含交换设备的点称为“节点”。 第 1 章 概 述 3 从图 1 3 ( b ) 中可 以看出, 通信网由三大部分组成 : 一是 由各种终端设备组成 的用户终端 系统; 二是在 图 1 3 中用连接线路来代表的各种信 息传输 系统; 三是 由各种交换设备组成 的 信息交换系统。这三大系统便构成了, 通信网的三个基本组成要素。 1 . 用户终端系统 用户终端系统 由支持各种通信业务的终端设备组成。用户终端系统是通信网中的源点和 终点, 它除对应于模型中的信源和信宿之外, 还可 以包括一部分变换和反变换装置 。 用户终端系统, 在发送时, 须将待传送的信息转换成能在信 息传输 系统 中传送的信 号; 接 收时, 须将信息传输系统送来的信号还原成用户终端系统能够处理的信息。这就需要发送传 感器来感受信息和接收传感器将信号恢复成能被利用的信 息, 需要处理信 号的装置 以便能与 信息传输系统匹配 , 还需要能产生和识别通信网内所需的信令信号或规约的装置 , 以便能相互 联系和应答 。这样 , 一个终端设备中的核心装置就是信息转换装置 。 由于信息种类是多种多样的, 所 以, 有不同的信源和信宿与之相对应 , 即有各种终端设备 与之相对应 。例如, 对应语音信息的终端设备有 电话机 ; 对应静止图像信息的终端设备有传真 机 ; 对应数据信息的终端设备有数据终端等。 2 . 信息传输系统 信息传输系统是网络节点的连接媒介 , 是信 息和信号的传输通路。信 息传输系统 的实现 方式很多, 最简单的信息传输系统就是使用简单的线路 , 如军用被复线、架空明线( 裸铜线等) 。 信息传输系统的关键 , 是利用有限的频带资源 , 有效传输尽可能多的信息。 根据信息传输系统中所使用的传输媒介 , 可分为有线传输系统和无线传输系统; 根据信息 传输系统中所传输的信息类型, 可分为模拟传输系统及数字传输系统; 根据信息传输系统中多 路信息的复用方式, 可分为频分复用传输系统及时分复用传输系统。目前, 军用通信网中常用 的信息传输系统有载波传输系统、数字微波传输系统、数字光纤传输系统、卫星传输系统等。 3 . 信息交换系统 信息交换系统是通信网的核心, 它对所有接入 交换节 点的链路进行汇集、转接接续和分 配 。对于不同信息种类 , 交换设备的要求也是不同的, 例如, 对于语音信息, 交换节点的要求是 不允许对话音 电流的传输产生时延 , 故主要采用直接接续通话 电路的电路交换方式; 对于主要 用于计算机通信的数据信息, 由于数据终端或计算机终端可有各种不同速率 , 同时为了提高传 输链路的利用率 , 可将流入的信息流进行存储 , 然后再转发到所 需要的链路上去, 即采用存储 转发的交换方式。 目前, 军事通信网中使用较广泛的交换技术有 电路交换、分组交换、帧中继, 宽带网中广泛 使用异步转移模式( A T M ) 亦正在引入 中。 1 .1 .2 军事通信网的拓扑结构 通信网拓扑结构是指网络的形状 , 或者更确切地说, 是网络在物理上的连通性 问题 。建立 网络拓扑, 主要达到三个具体 目标 : 一是为终端设备 间的信 息流选择一条最经济 的路 由, 即尽 量减小两个终端设备之间的信道的实际长度 , 选择中间节点最少的路 由; 二是为终端用户提供 最短的响应时间和最大的信息通过量 ; 三是具有最大的可靠性, 保证信息流能准确地到达 目的 地 。但这三个 目标之间是有矛盾的, 例如, 增加节 点数 目, 可 以加大通过量 , 缩短用户线长度 , 可是却增加了传输时延 , 加大了投资。 4 军事通信 网络基础教程 因此 , 在网络建设中, 需对网络的业务性质、网络的大小( 覆盖面、节 点数和业务量) 、技术 状况等各种因素进行综合考虑 , 选择最能满足要求的网络拓扑结构。 根据节点互联的不 同方法 , 可构成 多种类 型 的图络拓扑, 比较 常见 的网络拓扑 有 以下 5 种 : 1 . 树形拓扑 树形拓扑如图 1 4 ( a) 所示。树形拓扑像树一样逐层分支 , 越往 下, 树枝越 多。因此 , 是 一种具有顶点的分层或分级结构。由顶点执行全 网的控制功能, 控制较简单。但存在所谓 的 “瓶颈”效应 , 即一旦某一节点发生故障, 将波及其 下层节点, 致使其不能正常工作。如若顶 点 发生故障, 又无备用设备, 就会使全网瘫痪 。但是, 由于树形网增减节点方便 , 随着技术的不断 提高, 可靠性增加 , 它是大型通信网的常选结构。 2 . 星形拓扑 星形拓扑如图 1 4 ( b ) 所示。这也是经常选用的结构之一。全网由中心节点①执行交换 和控制功能。它的结构简单 , 需要的连接线路数少 , 网络建设投 资和维护费用低 , 线路利用率 高, 故障容 易隔离和定位 。但 也存在“瓶颈”效应 , 一旦 中心节点出现故 障, 将导致全网失效。 设立备用中心便可大大提高其可靠性。 3 . 总线 ( c) 所示 , 所有节点全部接至一个公共线路 , 这一公共线路担负所有节 点间的信息传递 , 公共线路即是“总线”。由于总线上的所有节点皆可接收到总线上的信息, 易 于控制信息流动。但因采用单一信道提供所有服务 , 信道若失效, 将影响全网工作。 4 . 环形拓扑 环形拓扑如图 1 4 ( d) 所示。它的控制逻辑简单。信息流沿环形信道流动 , 通常是单 向 的。一个节点接收到数据后 , 先判断该数据是否传给本节点, 若不是, 则将其传送到环上的下 一节点。每个节点的任务就是接收数据 , 并将该数据或者送到与其直接相连的终端上去, 或者 传送到环上的下一节点上去。一旦某一节点或某一段信道失效, 将会影 响全 网工作 , 所 以, 实 际应用中常设置备份的第二环路 , 以旁路故障节点。 5 . 网状拓扑 网状拓扑如图 1 4 ( e ) 所示。各个节点之间都有连接线路 , 其结构较上述各种结构复杂。 该 结构信 息传递迅速 , 质量好 。任意两个节点之间存在多条可能路径 , 以供选择路 由, 大大提 图 1 4 常见的网络拓扑结构 高了其可靠性。当任意两个节点之间的连接线路发生故障时, 可 以迂 回沟通 , 可靠性高。不存 在“瓶颈”效应和局部失效的影响。但它需要的链路多, 电路利用率低 , 网络建设投资和维护费 用 比较高。另外, 网络协议在逻辑上相当复杂。这种结构形式 的通信网通 常用于各地之间交 换量较大的情况。 第 1 章 概 述 5 1 .1 .3 开放系统互联参考模型 随着数据通信、计算机通信的广泛应用 , 为保证多种设备、多种网络的互通、互联 , 1978 年 国际标准组织( I SO ) 设定了开放系统互联( OSI———Open Sy st em s In t erconnection ) 参考模型。 设定 O SI 参考模型的基本 目的是使系统互联 中的互连规则标准化。使用“开放”这个词 , 清楚地表 明一个遵守这些国际标准的系统, 将对所有其他遵守同样标准的通信设备开放 , 而且 只是要求开放系统的外部特性须符合 O SI 体系结构, 而开放系统的内部组织体系结构 以及各 自的功能可在 O SI 标准的范围之外。OSI 模型将通信过程分为 7 个层 次, 每一层次都包围着 它的下一层 , 使之与更高层分隔开。分层( 法) 将整个通信过程分成很多小的功能, 通过给每一 层对下一层的服务下定义来保证每一层的独立 , 以及这些服务在执行过程 中的独立性。 图 1 5 显示了分层的概念 。我们将任意一层称为 N 层 。比它低的和高的层分别称为 N - 1 层和 N + 1 层 。每一层有一个或者更多的实体 。一个 N 实体执行 N 层功能及协议 , 以便 与其它系统中的 N 实体进行通信 。与给定层的上一层或下一层中的实体进 行通信 , 是通过接 口进行的。 图 1 5 分层的概念 图 1 6 中表示了 O SI 7 层参考模型, 最低 的 3 层 ( 物理层、数据链路层和 网络层) 提供远 距离通信的功能和网络功能。最高的 3 层( 会话层、表示层和应用层) 提供处理和对话 的功能 ( 会话层和表示层) 以及应用控制功能( 应用层) 。中间层( 传送层) 则像是架在面 向通信的层和 面 向处理的层之间的一座桥梁 。 1 . 物理层 物理层位于 O SI 7 层参考模型的最底层 , 它为信息流提供物理介质。换句话说, 它覆盖 了 通信设备之间的物理接 口, 并与通信信道上传送 的未经处理的 比特相关, 但不是物理媒体本 身, 它只是开放系统中利用物理媒体实现物理连接的功能描述和执行连接的规程 。物理层提 供用于建立、保持和断开物理连接的机械的、电气的、功能的和过程的条件 。 2 . 数据链路层 O SI 7 层参考模型的第 2 层是数据链路层 。数据链路层用于建立、维持或拆除链路连接 , 实现无差错传输的功能, 在点到点或点到多点的链路上 , 保证信息可靠传递。该层对连接相邻 开放系统的通路进行差错控制、数据成帧、同步控制等。 6 军事通信 网络基础教程 图 1 6 OSI 参考模型结构 3 . 网络层 O SI 7 层参考模型的第 3 层是网络层 。网络层的主要功能是利用数据链路层所保证的邻 接节点间的无差错数据传输功能, 通过路 由选择和中继功能, 实现两个端系统之间的连接 。在 计算机网络系统中, 网络层还具有多路复用的功能。网络层规定了网络连接的建立、维持和拆 除的协议。不同的通信网有不同的网络层协议。 4 . 传送层 O SI 7 层参考模型的第 4 层是传送层 。传送层提供终端系统之间独立 的数据转移 , 这样 就避免在上面各层进行可靠而有效的数据传送 。因此 , 传送层是一个端到端 的层 。源终端系 统的一个过程与同等的 目的终端系统相反。 5 . 会线 层是会话层 。会话层最关心的是会话连接的特征。它提供共 同 操作的实体来组织它们 同时对话并管理它们的数据交换。会话层是用户进入网络的接 口。 6 . 表示层 O SI 7 层参考模型的第 6 层是表示层 。表示层的主要功能是 以一种 收发双方 的规程和设 置都能明白的方式提供一种数据传送机制。这种在表示层中提供的机制允许在两个可应用的 过程之间组织和构造接 口。 7 . 应用层 应用层是 O SI 7 层参考模型的最高层 。应用层协议直接通过给适当的申请人及其管理者 以及系统的管理者提供分类的信息, 来为终端 的用户服务。它在应用过程 中为面 向连接及无 连接的通信提供灵活性。面 向连接的应用例子是大批文件 的传送、实际终端的使用 以及用来 分配系统各组成部分的面 向流的通路。无连接应用的例子有 内向的数据采集 ( 大量数据源 的 周期性活动或被动的取样) 、外向数据传播( 把一个信息 的分配给大量的 目的地 ) 、广播 多模 式 通信 以及各种 申请应答 , 即信号应答跟随信号 申请 。 图 1 6 中也显示了信息流在 O SI 7 层参考模型 中的流动路径 。用户 的数据信息 向下穿 第 1 章 概 述 7 过 7 层模型, 每次都在消息中加入控制和通信 的功能 以及协议报 头。协议层将控制信 息带到 目的地节点所对应的那一层 , 然后通过物理线 个节 点( 交换站) 并向上穿过 开始的 3 个层返回, 控制头也沿此路返回。这个过程在网络交换 中沿信息路径反复进行。信 息沿层式体系结构向上直至最终的用户 , 而控制报头也沿此路径移动。按照协议的规则, 每一 层只检查它 自己的协议报头。 1 .2 军事通信网的分类 军事通信网从系统工程观点看是一个大系统, 它下面有许多子系统, 也就是说通信网分设 有许多子网。对于通信网及其子网有不同的分类方法 , 如按承载业务划分, 有 电话通信 网、数 据通信网和综合通信网; 按信息特点划分, 有模拟通信网和数字通信网; 按照网的活动形式划 分, 有固定通信网和移动通信网等 , 下面择要进行说明。 1 .2 .1 按军事地位及作用分类 1 . 战略通信网 战略通信网一般指为国家最高指挥当局、各军兵种和战区级指挥系统服务的、提供长途定 点通信的固定通信系统。它是实施战略级指挥控制的手段。其主要特点是覆盖广大的地域 以 组成军事通信公用网。 现代战略通信网一般可分为 自动 电话网、自动数据网和 自动保密 电话网。在战略通信 网 中用户配置于固定的地理位置 , 传输线路连接方案基本固定, 交换机也是固定的。网络平时采 用的线路有地下电缆、光缆、微波接力线路、固定 的对流层散射和卫星通信线路。战时还可 以 采用可搬移的对流层散射设备、可搬移的交换机等手段来 改变 网路 的结构。此外, 它还为陆、 海、空军的移动战术部队提供干线 . 战术通信网 战术通信网是为保障战役军团、战术兵团、部队( 分队) 指挥而组织的通信网络。战区通信 有时也属于战役通信范畴。 战术通信网包括单工无线 电网、地域通信网及 自动数据分发系统等。 1 .2 .2 按承担的任务分类 通信网络不全是直接面 向用户的, 一般对于直接面 向用户的通信网络称为通信业务网, 包 括 电话通信网、电报通信网、数据通信网等 ; 对于不直接面 向用户的通信网络称为支撑网, 包括 信令网、同步网、管理网等。 1 . 通信业务网 通信业务网是直接面 向用户的通信网络 , 可 以根据其为用户提供的业务种类来划分, 包括 有 电话通信网、电报通信网、数据通信网、会议 电视网及综合业务 网等。军事通信网中常用 的 是 电话通信网、数据通信网及会议 电视网。 ( 1) 电话通信网 电话通信网是最早建立起来的一种通信网。 自从 1875 年 贝尔发明电线 年史端乔 发明自动交换机 以来 , 随着通信技术的不断更新和发展 , 电话网 已成为世界上覆盖最广、应用 8 军事通信 网络基础教程 最广泛的通信业务网。 电话网也是 由用户终端系统、信息传输系统及信 息交换系统三大基本组成要素组成。用 户终端系统包括 电话机、调制解调器、应答器、用户交换机等。信息传输系统包括用户线环路 及干线系统, 用户线环路是把用户终端设备和交换设备连接起来的传输线路。目前, 大部分还 是采用用户线缆 , 但正走向光纤化 ; 干线系统主要是指将交换设备相连的传输系统, 如前所述 , 可 以采用多种方式, 如数字微波传输系统、光纤传输系统、卫星传输系统等。目前的信 息交换 系统多是采用数字程控交换机 , 按照它们在军用 电话通信网中的地位 , 有长途交换机、汇接 交 换机、终端交换机等。 (2 ) 数据通信网 凡是在终端 以编码方式表示信息, 用脉冲形式在信道上传送 的通信都叫做数据通信 。现 代数据通信就是为计算机之间以及各计算机和各种终端之间提供传输、交换信息 的手段。从 广义而言, 数据通信也就是计算机通信 , 从而形成的数据通信网也就是计算机通信网。 数据通信网当然也包括用户终端系统、信息传输系统及信息交换系统三大基本组成要素。 用户终端系统 由以计算机为代表的数据终端组成 ; 信息传输系统则广泛采用各种数字传输 系 统; 信息交换系统有分组交换机、具有帧中继交换功能的程控数字交换机等。 数据通信网大致包括 以下几种 : 数字数据 网( DDN ) 、分组交换网 ( X .25 网) 、帧 中继 网、 A T M 网。 ? 数字数据网( DDN ) DDN 网是利用数字信道提供半永久性连接 电路传输数据信号 的 数字传输网, 它 向用户提供专 用 的数字 数据传输 信道 , 为用户 建立专用 数据 网提 供条件 。 DDN 网具有传输质量高, 误码率低 , 传输时延小, 支持 多种业务 , 提供 高速数据专线等优点。 它不仅能够提供高质量数字专线, 而且具有数据信道带宽管理功能, 对于要求较高的电路具有 自动倒换功能。 ? 分组数据网(X .2 5 网) 分组数据网是一种吸收了电路交换低时延及 电文交换的路 由 选择功能, 数据传输可靠性较高的一种数据通信方式。分组交换网能够 向用户提供不同速率、 代码及通信规程的接入 。我国及我军的分组数据网与用户的接 口规程主要采用 CCI T T X .25 协议 , 它包括 I SO 公布的开放系统互联 OSI 7 层协议的下 3 层 , 分别 由网络终端和通信网完成 这些功能。由于线路采用动态统计时分复用 , 线路利用率较高, 但通信协议开销较大。 ? 帧中继网 帧中继网采用的是快速分组交换技术 , 它是在数字光纤线路 替代模拟线 路 , 用户终端 日益智能化的基础上发展起来的。帧中继网只完成 OSI 参考模型的物理层和数 据链路层核心层的功能, 不负责数据的纠错、重发、流量控制等 , 因此 , 它具有网络吞吐量高、传 送时延低、经济、可靠、灵活的特点, 可 以作为 X .25 网的中继网( 骨干网) , 大大提高 X .25 网的 网络吞吐能力, 降低网络时延。 ? A T M 网 异步转移模式 ( A T M ) 是一种用于宽带网内传输、复用、交换信元的技术 , 可 以支持高质量的语音、图像和高速数据业务。它是一种简化的面 向连接的高速分组交换 , 是未 来宽带综合业务数字网的基础和核心。 ( 3 ) 会议 电视网 会议 电视网是利用 电视和通信网召开会议的一种通信网络形式。在召开 电视会议 时, 处 于两地或多个不同地点的与会代表 , 既可 以实时听到对方的声音 , 又能实时看到对方的形象, 同时还能看到对方会议室的场景, 以及在会议 中展示 的实物、图片、表格、文件等 ,“缩短”了与 第 1 章 概 述 9 会代表的距离, 增强了会议的气氛 , 使大家就像在 同一处参加会议一样 。然而 , 由于这类业务 中的信息主体是活动的电视 图像和实时的语音信 号, 信 息量很大, 而且要求是双 向、多点之 间 的通信 , 传输信道与传输质量之间的矛盾就成为值得注意的突出焦点。必须在信息处理和传 输上开展大量的研究工作 , 才能均衡协调这一矛盾 。 会议 电视网的主体是会议 电视系统, 是集通信、计算机技术、微 电子技术于一体的远程异 地 图像通信系统。在通信的发送端 , 将 图像和声音信号变成数字化信号, 在接收端再把它重现 为视觉、听觉可获取的信息, 它与 电话会议相 比, 具有直观性强、信息量大的特点。 会议 电视系统主要 由终端设备、传输信道 ( 通信网) 以及多点控制单元 ( M CU ———Mult i- p oin t Cont r ol U nit ) 三部分组成。 (4 ) 综合通信网 综合业务数字网( I SDN ) 是通信网络的先进技术 , 它是通过 网络为用户提供包括数据、话 音、图像和传真等各类业务的技术手段。 I SDN 业务有两个显著的特点: 一是使用一对传 统的 电话线 个不同的终端 进网, 其关键技术是标准化的 I SDN 用户 网络接 口。该接 口可 以提供两个 64 kb/ s 及一个 16 kb/ s 的带宽或 2 Mb/ s 的带宽; 二是 ISDN 能够为用户提供端 端的数字连接 , 终端设备不经 过调制解调器就可 以直接进网。 2 . 支撑网 不直接面 向用户的通信网络是支撑网。支撑网是为保证通信业务 网正常运行, 增强网络 功能, 提高全网服务质量而形成的网络。支撑网中传递的主要是相应的监测、控制及信令等信 号。按照支撑网所具有的不同功能, 可分为信令网、同步网和管理网。 ( 1) 信令网 信令网是在程控数字交换技术和 PCM 传输技术发展的基础上为提供更多的业务服务而 提出的。信令网实际上是一个专 门传递各种业务节点间信令消息的数据网。这些节点可 以是 程控数字交换局、专用数据库、智能中心、网络管理中心, 它不受 电话网和其它通信业务网的约 束 , 是一个独立的网络体系, 从而使得信令的传送不受通信业务 的限制和影 响, 以提供许多增 值业务。 (2 ) 同步网 在数字通信网中传递的是对信息进行编码后得到的离散脉冲 , 如果任何两个数字设备之 间的时钟频率或相位不一致 , 或者 由于数字 比特流在传输 中受到的相位漂移和抖动的影响, 会 在系统的缓冲存储器中产生上溢或下溢 , 导致在传输的比特流中出现误码 , 即滑动损伤 。为了 满足在网中传输各类信息的要求 , 应有效地控制或减少滑动 , 使 网络中所有局、站的设备同步 工作在相 同的平均频率上 , 故需要 向网络中的设备统一提供 同步基准参考信号。 同步网是为通信网中所有通信设备的时钟提供 同步控制信 号, 以使它们 同步工作在共 同 速率上的一个 同步基准参考信号的分配网络。同步网的功能是准确地将 同步信息从基准时钟 传递给同步网的各节点, 从而调节网中的各时钟 以建立并保持信 号同步。同步 网可分为数字 同步网和模拟 同步网。目前, 多使用 由基准时钟源、基准信 号传送链路、大楼综合定时供给系 统( BI T S) 和同步节点( 时钟) 等组成的数字同步网。 ( 3 ) 管理网 管理网是对通信网络实施管理的网络。它是建立于业务网之上的管理 网络 , 是实现通信 10 军事通信 网络基础教程 网业务管理的载体 , 是通信支撑网的一个重要组成部分, 为此 , 国际 电信联盟专 门制定 了管理 网的国际标准——— 电信管理网( T MN ) 的 M .30 建议。 电信管理网是一个有组织、标准化的网络体系, 可 以提供一系列的管理功能如故障管理、 性能管理、配置管理、计费管理 以及安全管理, 并能使各种类型 的操作系统之间通过标准接 口 进行通信联络 , 还能够使操作系统与 电信网络各部分之间通过标准接 口进行通信联络。在本 书的第 5 章, 将对 电信管理网进行详细叙述 。 1 .2 .3 按信息特点分类 按照通信网中信息的表现形式, 可将通信网分为模拟通信网与数字通信网 2 种 。 1 . 模拟通信网 模拟通信网中的主要组成要素是模拟系统, 传输和处理的信号是模拟信号, 如传统的载波 通信系统。模拟信号是指在时间上或幅度取值上连续的信号, 如语音信号、图像信号和频分复 用信号( FDM ) 等。 模拟通信网具有信道利用率较高、原理简单、易于实现 的优 点, 在历史上 曾经有过迅速 的 发展。但模拟通信也有 以下缺点: ? 模拟通信采用信号的波形来传递消息, 在传输过程 中信号波形会产生畸变 并被叠加上 噪声, 尽管信号可 以被放大却无法清除噪声, 所 以信号不能再生 , 系统抗干扰能力差; ? 在 电子计算机出现后 , 模拟通信系统必须通过数/ 模和模/ 数转换才能和计算机系统 匹 配 , 所 以增加了投资成本 ; ? 模拟 电路难 以大规模集成 , 设备难 以小型化 , 成本亦不易进一步降低 。 由于模拟通信的缺点限制了它的发展 , 通信系统的数字化 已成为必然趋势。 2 . 数字通信网 数字通信网中的主要组成要素是数字系统, 传输和处理的信号是数字信号, 如光纤数字传 输系统、程控数字交换机等。数字信号是指在时间取值上和幅度取值上离散的信号, 如 电报信 号、计算机数据信号和时分复用信号( T DM ) 等。 用数字信号构成的数字通信系统与用复杂波形传递信息的模拟系统相 比有 以下优点: ? 抗干扰能力强 在数字通信系统中, 消息是通过脉冲的有无来传递 的, 而不是用信 号波形传递的, 只要 噪 声干扰不超过判决门限, 就不会判错 , 所 以抗干扰能力强。 ? 数字信号可 以再生 在传输过程 中, 当干扰达到一定程度 , 但又不致错判时, 可 以通过正确判决再生 ( 恢复) 信 号, 干净的再生信号可 以继续传输 。多次再生 中继就可 以实现高质量的远距传输 ( 噪声不积 累) 。 ? 数字信号可 以综合各种业务 各种不同业务的消息, 例如图像 , 电话、数据都可 以变为统一 的数字信号进行传输、处理, 便于综合和加密。 ? 便于和计算机系统连接 ? 易于集成 , 有利于小型化 , 成本低 , 可靠性高 数字通信网也存在着下面一些 问题 : 第 1 章 概 述 11 ? 占用传输带宽多 一个话路的模拟信号的传输 带宽是 4 M H z ; 但 一路标准 的数字化线 kb/ s , 即使按理想低通传输数字化线 k H z 带宽。 当前, 虽然光纤传输 已较普及 , 频带资源 已不很紧张, 而且压缩编码技术 已比较成熟, 信道 带宽问题也已基本解决, 但在无线传输时, 信道带宽资源仍十分紧张, 因此 , 在选用数字技术时 必须慎重考虑带宽问题 。 ? 技术复杂 数字化技术远 比模拟技术复杂 , 但在超大规模集成 电路广泛使用的今天, 这个 问题也不那 么重要了。因为集成工艺使数字设备在体积、功耗、可靠性和经济性方面都可 以比模拟系统更 好了。事实上 , 数字通信在 2 0 世纪 30 年代就提 出了, 但它 的飞速发展却是在大规模、超大规 模集成 电路广泛使用后才开始的。 1 .3 军事通信网的发展 1 .3 .1 军事通信网的发展历程 在战争年代 , 我军的固定通信与移动( 野战) 通信没有明确的区分。无线 电通信 以小功率 双边带 电台为主 ; 有线 电通信只有在各根据地架设的少量明线和被 复线。建国以后 , 在党 中 央、国务院和的领导下, 通信装备不断更新 , 通信手段和通信方式不断增多, 基本构成 以各级指挥所通信枢纽为中心, 以地下光缆、电缆为骨干 , 综合运用无线 电单边带电台, 无线 电 微波接力、卫星、散射与有无线 电相结合 , 军事通信与 民用通信相 结合 的军事通信 网。从建 国 初期到现在 , 从军事通信装备的发展来看 , 大体经历了如下 4 个阶段 : 1 . 第 1 阶段(2 0 世纪 50 年代~20 世纪 60 年代初) 新中国成立 以后 , 党中央、非常重视军事通信建设, 2 0 世 纪 50 年代初 , 成立了军 委通信部, 50 年代 中期改建为中国人民解放军通信兵部, 总部和各军区相继成立 了通信枢 纽 部和通信团。有线 电通信建设, 从租杆挂线到 自行建线, 由局部线路到连通各大军区长途架空 明线线路 , 并为部分岛屿建设了海底 电缆连通线路。无线 电以双边带电台为主 , 开始建设无线 电战略通信网。通信业务 以普通人工报话为主 , 城市驻军 以步进制交换设备为主 , 开始建设单 局制军用市话网, 军委领导及高级机关首长开始使用模拟保密 电话通信 。这一 阶段军事通信 建设的特点是 : 长途通信 以自行建立的架空明线为主 , 租杆挂线为辅 ; 通信业务 以普通人工报、 话为主 , 自动 电话业务和保密话业务为辅 ; 通信手段 以架空明线、短波无线 电台为主 , 其它手段 为辅。 2 . 第 2 阶段(2 0 世纪 60 年代中期~20 世纪 70 年代中期) 从 20 世纪 60 年代 中期开始 , 陆续研制出半导体调频 电台、短波 电台、舰用调频 电台、空军 信标机、导航机 以及轻型、超轻型被复线等轻小型通信设备。随着传输线路 由架空明线向地下 电缆的发展 , 提出建立全军地缆通信网的宏伟设想, 开始全军长途大通路地缆网的建设, 到 20 世纪 70 年代 中期即基本建成了连接全 国若干个省、市、自治区的地下电缆网, 相继开通了高频 对称 电缆路数和增加了小同轴 电缆载波设备, 使军事通信有了比较稳定可靠的长途地缆传输 网, 为改变我军通信的落后面貌 , 建设现代化军事通信系统奠定了基础 。在此阶段 , 军事通信 12 军事通信 网络基础教程 业务 , 由早期 的人工报、话业务发展到采用会议 电话、保密 电话、电传数字报和传真等通信业 务 ; 无线 电台通信 由传统的人工手键报发展到电传印字报 , 由双边带通信发展到单边带通信 , 初步形成了以地下为主 , 地面为辅 , 遍布全 国的短波 电台通信网, 这一阶段军事通信建设的主 要特点是 : 传输干线地缆化 ; 通信业务 由单一种类 向多种类发展 , 提高了通信质量 , 扩大了通信 容量 。 3 . 第 3 阶段(2 0 世纪 70 年代末~20 世纪 80 年代末) 这一阶段军事通信建设的重点是 : 新建和续建了部分重要干线和迂 回线路 , 对主要战役方 向和重要防御地域、守备要点、预设战场及陆、海、空基地、机场 的通信系统进行建设和支线 引 接 , 以及某些重点保卫 目标的反空袭通信系统的完善 ; 继续新建大通路地缆传输 系统, 并对部 分小同轴干线进行了扩容改造 ; 无线 电台通信大力发展单边带通信技术 , 部分试用 自适应 电台 和跳频 电台以及无线 电台自动收报系统; 建成无线 电微波、卫星通信系统, 使军事通信系统增 添了新手段 ; 建成和开通军用长途 电话 自动交换网、人工数字保密 电话网以及部分城市驻军的 市内自动 电话网, 提高了电话通信的自动化水平 ; 部分交换局初步安装程控 交换设备, 为实现 电话交换的程控化制造了条件 。经过近十年的努力, 初步建成了全军 自动化指挥 网。野战通 信系统的建设, 随着通信装备的小型化 , 大部分通信设施实现 了车载机动化。这一时期, 由于 通信技术的快速发展和通信装备 的不断更新 , 新 的通信手段和新技术装备得到广泛应用 , 各 军、兵种的专用通信系统也得到很大的发展 , 通信保障能力普遍得到提高。 4 . 第 4 阶段(2 0 世纪 90 年代初~现在 ) 进入 20 世纪 90 年代 , 我军的军事通信在军民结合建设军事通信的战略思想指导下, 在 国 家公用网的大力支持下, 朝着现代化 目标迈出了可喜的一步。由于光缆传输技术、程控交换技 术和计算机技术的广泛应用 , 加速了通信技术 向数字化、高速率、自动化方 向发展 的进程 。这 一阶段 , 军民结合建设了主要方 向的重要光缆干线, 自行建设了部分地 区的光缆干线或支线; 无线 电卫星的通信开通为边远地区和重要保障单位提供了新的通信手段 ; 建立 了无线 电移动 通信系统, 为部队机动通信、应急通信提供了新手段 ; 开通了全军公用数据通信网, 为实现网内 用户间的数据通信、资源共享提供了条件 ; 全军长途 自动 电话交换网和大部分城市驻军市话网 基本实现了程控化 , 并增加了长途 电话 自动交换 网的中继线数量 , 使上 网用户增 多, 降低了呼 损率。 尽管我军通信网络建设已有了较好的基础 , 但 与打赢现代技术特别是高技术条件 下的 电 子战、信息战的要求相 比, 还相差甚远 。与发达 国家的军事通信相 比仍然落后。还需正视困难 和差距 , 坚定不移地走军民结合建设和发展军事通信之路 , 深化军事通信改革 , 加强军事通信 科研工作 , 重视质量建军, 跟踪世界先进技术水平 , 力争缩小与发达 国家军队的差距 , 努力建成 适应新世纪军事通信需要的现代化军事通信网。 1 .3 .2 军事通信网的发展方向 人类 已迈入 2 1 世纪, 随着现代化信息时代的到来 , 我军对信息服务、信息量的需求不断增 大。根据这种形势, 军事通信网正加速采用现代通信技术、以计算机为基础的各种智能终端技 术和数据库技术积极使通信 网在数字化、综合化 的基础上朝宽带化、智能化和个人化 的方 向 发展。 第 1 章 概 述 13 1 . 宽带化 宽带化即高速化 , 指的是 以每秒几百兆 比特 以上的高速传输和交换从话音到数据直至 图 像的各种信息。宽带化是为适应人们对视觉信息和高速数据信 息的需求而 出现 的, 只有通过 宽带化构成高速信道 , 才能传送质量达到演播室水平的话音信号、高清晰度 电视与高速数据等 宽带信号。宽带化是通过宽带综合业务数字网( B I SDN ) 来实现它的宽带传输、宽带交换和 用户环路光纤化 , B I SDN 中的传输将 以光纤系统为主 , 辅 以卫星通信和微波通信 ; 交换将采 用 以异步转移模式( A T M ) 为基础的 A T M 交换 ; 用户环路将采用单模光纤和波分复用技术。 2 . 智能化 智能化指的是在通信网中引进更多 的智能部件 , 形成所谓 的智能网( IN ) , 从而提高网路 和业务应变能力, 它可 以对网路资源进行动态分配 , 随时提供满足各类用户需要的业务。智能 网将改变传统的网路结构, 在网路元件之间重新分配网路功能, 把大部分功能以基本功能单元 形式集中在少数结点上 , 而不是分配在各个交换局 内, 从而简化交换机的功能和软件 。一旦用 户需要增加或改变业务时, 只要重新组配功能单元 , 而不需要改造交换机 , 从而大大节省时 间 和费用。 3 . 个人化 个人化的基本概念是任何人、在任何时候、任何地点都能 自由地与世界上其它任何人进行 通信 。实现个人通信时用户只需携带可放在衣服 口袋 内的轻便手持机 。这种手持机 电源简便 耐用 , 能提供优 良的通信质量 。用户无论在室 内户外, 在行进 中都能通话 , 用户无论到何处 只 要进行位置登记就可 以个人身份号进行呼叫或被呼叫。 此外, 战略、战役、战术网络将走向融合。未来局部 战争, 战略、战役、战术界限模糊 , 使得 战场网、战役网和战略网的区分更加困难 , 战略性信 息、战役性信息和战术性信 息在集成化 网 络环境中有序流动 , 呈现出紧密互联、相互融合的特点。一体化将是网络发展的必然归宿。 第 2 章 军 事通 信 网的组 成 要 素 在第 1 章的概述中, 已经知道通信网的三大基本组成要素是用户终端系统、信息传输系统 和信息交换系统, 也把握了这三大系统的主要作用。这一章中, 将会深入介绍这三大基本要素 的表现形式、系统组成、工作方式、工作原理等 , 从而为军事通信网的学习奠定基础 。 2 .1 用户终端系统 用户终端系统是军事通信网的重要组成部分, 是军事通信网中信息的源点和终点, 它除了 具有信源和信宿的作用外, 还具有变换和反变换作用。用户终端的主要功能是把待传输的“信 息”和在信道上传输的“信号”相互转换 , 这就需要发送装置来感受信息和接收装置将信号恢复 成能被利用的“信息”; 需要能处理信号的装置 以便能与信道匹配 ; 需要能产生和识别网内所需 的信令信号和约定的装置 , 以便相互联系和应答 。对应于不同的信息有不同的信源和信宿 , 有 着不同的变换和反变换装置 , 也就有不同的用户终端设备。例如, 对应于语音信息的终端设备 有 电话机 ; 对应于文字信息的有 电传机( 由于文字信息的处理及传输 已逐渐 由计算机通信终端 承担 , 本书不再对 电传机进行介绍) ; 对应于图文信息的有传真机 ; 对应于数据信息的有数据通 信终端。 2 .1 .1 语音通信终端 语音通信终端是通信系统中实现语音通信的终端设备, 通常是指 电话机 , 是 目前最重要的 通信工具。电话机的作用是 : 发送方将声音转换成相应的电信号送往信道 , 接收方则将 电信号 转换成能被人耳所接收的声音。电话机从其发展历史来看经历了 4 个阶段 : 人工 电线 代) 、号盘式 自动 电线 代) 、电子 自动 电线 代) 、数字 电线 代) 。本书主要 以第 3 代 电子 自动 电话机为例介绍语音终端设备, 并直接简称为 电线 . 语音终端的基本组成 电子 自动 电话机是语音终端设备的主流设备, 其基本组成如图 2 1 所示。包括有通信部 分、信号部分及保护部分三大部分。 图 2 1 电子 自动线 军事通信 网络基础教程 ( 1) 通信部分 通信部分, 主要 由送话器、受线 个部件来承担声/ 电( 电/ 声) 信号转换及信 号分离的工作。 ① 送话器 送话器在 电话机 中起着声/ 电转换的作用。常用的送话器种类主要有 电磁送话器、动圈送 话器、炭精送话器、驻极体送话器和压 电送话器 。 送线 个 , 即灵敏度、频率响应和动态 电阻。其中灵敏度反映了送话 器声/ 电转换的效率。频率响应指送话器对不同频率声音的灵敏度 。送话器的声/ 电转换效率 与交换机的供 电电流有关, 对应不同供 电电流 , 有低阻、中阻和高阻 3 种不同的送话器 。 ② 受话器 受话器在 电话机 中起着 电/ 声转换的作用。目前主要有 电磁受话器、动圈受话器和压 电受 话器 。 受线 个 , 即阻抗、灵敏度和频率响应 。受话器的标称阻抗定义为当受 线 mW 的正弦 电信号时, 其输入 电压与 电流的 比值 。受话 器的灵敏度表征了受话器把 电信号转换为声音的能力, 受话器的平均灵敏度一般不小于 10 dB 。受话器的频率响应是指在输入各种频率的信 号时, 受话器的灵敏度变化情况。受话器 的 频率响应对 电话机的频率响应有重要的作用 , 为了保证 电话机的频率响应 , 理想的受线 H z 的频率范围内灵敏度是相 同的。 ③ 通话 电路 通话 电路 , 一方面具有放大作用 , 放大送话器送来的声音 电信号, 并将之发送到用户线上 ; 放大用户线送来的信号, 并利用该信号驱动受话器发声。另一方面要实现收、发信号的隔离, 减弱 电话机受话器中所接收的本方送话信号干扰( 消侧音) 。 电子 自动 电话机的通话 电路一般使用通话集成 电路来实现通线 ) 信号部分 信号部分, 主要 由叉簧、振铃 电路和拨号电路 3 个部件来承担 电话机的呼入/ 呼出工作。 ① 叉 簧 叉簧主要担负用户线与通话 电路或振铃 电路的通/ 断转换任务 , 是保障电话机能够可靠地 发送、接收信号的装置 。 实际上 , 叉簧就是一组开关, 交换机通过叉簧的断开与闭合来识别用户的挂机与摘机 。当 用户挂机时, 叉簧把通往交换机的用户线与 电话机 内的振铃 电路相连 , 交换机对用户的直流供 电因振铃 电路的隔直通交而使用户线环路上无直流 电流 ; 用户摘机后 , 叉簧则将用户线与振铃 电路断开 , 并将用户线连至 电话机通话 电路 , 交换机对用户 的直流供 电回路导通 , 用户线环路 上有直流 电流。这样 , 交换机即可根据用户线环路上的电流有无来判断电话机用户的摘/ 挂机 动作。 ② 振铃 电路 振铃 电路是提醒用户 电话呼入 的部件 。当有 电话呼入时, 交换机即给 电线 H z 的铃流信号, 由电话机的振铃 电路发出声音 以提醒用户。目前, 电话机的振铃 电路主要使用音 调振铃 电路。 音调振铃 电路 由振铃集成 电路和 电/ 声换能器件组成。振铃集成 电路 内部包括有转换器 第 2 章 军事通信 网的组成要素 3 和放大器 , 转换器把交换机送来的 2 5 H z 铃流转换成 2 种音频信号 ( 几百或上千 H z ) , 并按一 定的周期轮流送出, 放大器放大该音频信号, 或直接驱动压 电陶瓷振铃器等高 阻抗的 电/ 声换 能器 , 或通过音频变压器驱动小 口径的扬声器 , 发出快速交替的 2 种频率声音。音调振铃 电路 产生的 2 种频率信号以及 2 种信号的交替频率是 由集成 电路的外围元件数值确定的, 因此 , 改 变音调十分方便。 ③ 拨号电路 拨号电路是 电话机的呼叫设备, 其功能是将被叫号码送给交换机 。主要有脉冲式 ( Pu lse) 和双音频式( D T M F ) 拨号电路。 脉冲拨号方式是 : 快速通、断电话机的用户线环路 以发出拨号信号。拨“1”时, 环路短暂断 路 1 次, 发出 1 个脉冲信号; 拨“2 ”时, 环路快速断路 2 次, 以发出 2 个脉冲信号……; 拨“0 ”时, 环路快速断路 10 次, 以发出 10 个脉冲信号。 双音多频拨 号方式是 : 拨 号 电路按 预先约定 的频率编 码信 号来 发 出拨 号信 号。根 据 CCI T T 的建议 , 7 个频率信号分成高、低 2 个频率组, 每个 号码是 由 1 个高频组信号和 1 个低 频组信号构成的频率组合信号。双音多频信号的编码如表 2 1 所示。 表 2 1 双音多频信号编码表 高频组/ Hz 1 20 9 1 3 36 1 4 77 低频 组/ Hz 69 7 1 2 3 77 0 4 5 6 852 7 8 9 94 1 * 0 # 当用户拨出某个号码时, 拨号电路发出与该号码对应的两个频率信 号, 如拨“1”时, 发 出 697 Hz 及 1 209 H z 的组合信号。 电子 自动 电话机的拨号电路多由拨号集成 电路组成 , 且一个集成 电路芯片 即可实现两种 拨号方式, 故通常使用的电话机多为脉冲/ 双音多频兼容式拨号电话机 , 利用脉冲/ 音频 ( P/ T ) 转换开关来选择拨号方式。 ( 3 ) 保护部分 保护部分是保障电话机可靠、安全工作 , 免受损坏的必不可少部分。 由于用户线上的直流供 电电压极性是不确定的, 极性保护 电路 的作用就是将极性不确 定 的直流 电压变换为正、负极性确定的直流 电压 , 以保证拨号电路、通话 电路的安全、可靠工作 , 不会因反 向电压输入而造成损坏 。极性保护 电路大多采用 4 个二极管组成的桥式整流 电路。 除了极性保护 电路外, 为防止来 自用户线的过高电压对 电话机的危害, 电话机的用户线接 入端通常还设有高压保护 电路。 2 . 语音终端的工作原理 人与人之间的交流语言有语种及方言之分, 只有语种及方 言相 同才能使对话双方完全沟 通 。设备与设备、人与设备之间也必须有共 同约定的语 言才 能正常工作 , 这种语 言就是信令。 要了解 电话机的工作方式, 就必须先了解 电线 军事通信 网络基础教程 ( 1) 电话机的信令 电话机的信令通常亦称为用户线信号, 它是 电话机与交换机间相互沟通 以实现通信连接 的通信语言。包括有监视信令、选择信令和操作信令 3 类 。 ① 监视信令 监视信令 由电话机发出, 包括主 叫摘机信令、主 叫挂机信令、被叫摘机信令、被 叫挂机信 令。监视信令是 由直流环路信号构成的, 摘机信令为接通直流环路 , 即为有直流环路信 号; 挂 机信令为断开直流环路 , 即为无直流环路信号。交换机根据直流信号的有、无判断电话机的摘 / 挂机状态 。 通常情况下, 程控交换机的直流环路供 电电压为 - 48 V , 馈 电电流要求不低于 18 m A , 一 般为 20~50 m A 。 ② 选择信令 选择信令是 由电话机发 出的号码信号。前面 已经叙述过 , 拨号方式有脉冲、双音多频两 类 , 则对应的信令亦有 2 类 。 ? 直流脉冲信令 直流脉冲信令的基本结构是直流脉冲 , 具有脉冲速度、脉冲断续 比、脉冲串间隔 3 项指标。 这里 以图 2 2 为例介绍这 3 项指标的含义。 如图 2 2 所示 , 是 电线”的拨号脉冲信号。 图 2 2 “4 2312 ”的拨号脉冲信号 连续发 出的脉冲 串 的频率 即为脉冲速度 , 图 中脉冲周期为 100 m s , 则脉 冲速度为 10 脉冲/ s ; 每个脉冲的断开时间与接续时间之 比为脉冲断续 比, 图中为 1 .5 ∶1; 每个 号码间的脉 冲串间隔一般取决于用户拨出每个号码的时间间隔, 但 是, 为了正确分开每个脉冲串, 电话机 发出的号码必须有一定的最低要求 , 这个最小的时间间隔即为脉冲串间隔。 根据指标要求 , 用户直流脉冲信令的脉冲速度应为 10 ±1 脉冲/ s , 脉冲 断续 比为 ( 1 .6 ± 0 .2 ) ∶1, 脉冲串间隔应 ≥300 m s 。 ? 双音多频信令 如前所述及表 2 1 所列, 双音多频信令的每个号码是一个高频率组信号及一个低频率组 信号的组合。双音多频信令要求 电话机发出的信号频率频偏不得超过 ±1 .5 % 。 与直流脉冲信令相 比, 双音多频信令是用两个单音频来代表一个数字 , 因此 , 采用双音 多 频拨号传送的速度快, 它发出的每位号所用的时间都是相 同的, 而直流脉冲信令发出的每位号 所用时间与号码本身有很大关系; 由于双音多频信令采用音频信 号, 故抗干扰能力强, 可 以减 少交换机接续的差错 , 从而提高了交换机的接续率。另外, 使用双音多频信令的电话机可 以进 行一些简单的数据通信 , 并配合交换机开拓一些新的电线 章 军事通信 网的组成要素 5 ③ 操作信令 操作信令是 由交换机发出的, 用于提示用户操作的铃流及信号音。 ? 铃 流 铃流是用于通知用户有 电话呼入的信号。 铃流是 25 ±3 H z 的正弦波 , 谐波失线 % , 电压有效值为 90 ±15 V , 采用 5 s 断续 的 方式传送 , 其中 1 s 送 , 4 s 断, 断续时间各允许偏差不能超过 10 % 。 ? 信号音 信号音的形式有多种 , 其组成主要有 4 50 ±2 5 H z , 950 ±50 H z 两种正弦波 , 有时还使用 1 4 00 ±50 Hz 或 1 800 ±50 H z 正弦波 , 要求谐波失线 % 。常用信号音的含义及其结构如 表 2 2 所列。 表 2 2 常用信号音的含义及其结构 信 号音 信 号音 电 平/ dBm 含 义 时 间结 构 频率/ Hz 名 称 - 10 ±3 - 10 ±3 0 ~ + 25 通 知 主 叫用 户 可 以开 拨 号音 √ 始 拨号 忙 音 表 示被 叫用户 忙 √ 拥 塞音 表 示机 线 表 示 被 叫用 户 处 在 被 回铃音 √ 振 铃状 态 用 于 话 务 员长 途 呼 叫 长 途 市 忙 的 被 叫用 户 时 的 √ 通 知音 自动插 入通知 音 用 于“呼叫等 待 ”服 务 , 呼入 表 示 有 第 三 者 等 待 呼 √ 等 待音 入 用 于 三 方 通 话 的接 续 三方 通话 状 态( 仅指 用 户 ) , 表示 √ 提 醒音 接 续 中存在第 三者 9 50 催 挂音 用 于催 请用户 挂机 √ 注 : 表 中 电平值 为信 号的绝 对功 率 电平 值( 在 电路 的相 对零 电平点测量 ) 。 (2 ) 电话机的基本工作原理 电线 所示。 挂机时, 叉簧将用户线与振铃 电路相连 , 用户线与通话 电路不连接 , 直流环路断, 用户线上 无直流供 电电流 , 无直流环路信号。 当有 电话呼入时, 交换机送来的铃流经振铃 电路 , 振铃 电路使 电话机发 出铃声, 提示用户 有 电话呼入 。 用户摘机后 , 叉簧将用户线与振铃 电路的连接断开 , 并将用户线与通信 电路相连。交换机 6 军事通信 网络基础教程 图 2 3 电话机的工作框图 送来的直流供 电电流流经通话 电路 , 给 电话机的通话集成 电路及送话器供给 电源 , 用户线上有 直流 电流 , 产生直流环路信号, 使交换机识别用户摘机动作 , 并停止送铃流 , 为通话双方接通通 话路 由。 通话过程 中, 本地语音经送话器转换后 , 由通话 电路送往用户线; 对方送来的语音信号, 经 通话 电路送至受话器转换为声音。 通话完毕后 , 用户挂机 , 叉簧断开用户线与通话 电路的连接 , 将用户线与振铃 电路相连 , 用 户线上无直流 电流 , 无直流环路信号, 交换机即可识别用户挂机 , 对通话路 由进行相应的处理。 当用户发起呼叫时, 交换机首先识别用户 的摘机动作 , 再根据交换机 内部忙/ 闲情况来 决 定是否接受用户的呼叫申请 。如果不空闲( 忙) , 即向用户送机线拥塞音 ; 如果空 闲, 就准备好 相应的部件及路 由, 并给用户送拨号音信号。拨号音信号经用户线及通话 电路到受话器并发 出声音 , 用户听到拨号音后 , 可 以开始拨号, 用户所拨的号码 , 由拨号电路转换成脉冲号码信号 或双音多频号码信号, 通过用户线送给交换机 。如果被 叫用户忙 , 交换机 向用户送忙音信号, 忙音信号经用户线及通话 电路到受话器并发出忙音 ; 如果被叫用户闲, 交换机 向用户送 回铃音 信号, 并向被叫用户送铃流 , 回铃音信号经用户线及通话 电路到受话器并发出回铃音。 被叫用户摘机后的通话过程与前述相似 , 这里不再详述 。 3 . 几种特殊的电话机 电子式 自动 电话机可充分利用现代 电子技术 , 增加许多附属功能, 从而形成多种类型的多 功能电话机 。下面列举几种军事通信网中常用的多功能电线) 录音 电话机 最基本的录音 电话机是录音机 电话机 , 它是 电话机与磁 带录音机 的组合。用户在通话过 程 中, 如需录下双方通话 内容, 按下录音键即可用录音磁带保存通话 内容; 当需要重放时, 按下 放音键 , 即可重放双方的通话 内容。录音磁带可 以保存下来作为资料或档案备查。 经过改进的录音 电话机有 自动应答录音 电话机 , 它是 自动应答和 自动录音相结合 的电话 机 。当有 电话呼叫自动应答录音 电话机时, 若用户不在 , 电话机可 自动启动 , 将用户预先录入 磁带或存储器中的留言告诉对方 , 然后启动磁带录音装置或存储器 , 记录对方留言。录音结束 方式有 2 种 : 一是定时结束 ; 一是 自动识别对方停止讲话数秒后停录并挂机 , 用户回来后可用 放音键收听留言。 还有一种改进是遥控式 自动录音 电话机 , 这种 电话机 自动应答和 自动录音过程与 自动应 答录音 电话机基本相 同, 不同点在于用户检查来话留言可 以遥控 实现。用户在远地用另一部 电话机呼叫该遥控式 自动录音 电话机 , 当遥控式 自动录音 电话机被启动后 , 用户再输入一个预 先设定的密码 , 密码信号通过 电话线路送给遥控 式 自动录音 电话机 , 经识别无误后 , 遥控式 自 第 2 章 军事通信 网的组成要素 7 动录音 电话机 自动将 已存的留言通过 电话线 ) 保密 电话机 众所周知, 语音通信是一种 比其它任何通信方式都方便和实时的通信手段。但是它的保 密性能极差。在 电话通信过程 中, 话音 电流从主叫电话机经主叫用户线进入 电话通信网, 再经 被叫用户线到被叫电话机 , 在长距离的话音 电流传输过程 , 信号被截收就会造成失密。为了防 止失密 , 可 以采用保密 电话机 。 所谓保密 电话机就是在普通 电话机加上保密装置 , 使话音 电流经过加密后再送到用户线 上 , 被叫电话机( 必须是同类型 的保密 电话机 ) 收到信 号后 , 先进 行解密 以还原成原始话音 电 流 , 再经过普通 电话机 电路还原成声音 , 如图 2 4 所示。由于 电话通信是双 向的, 所 以保密 电 话机上的保密装置也是双 向的, 包含了加密和解密两个功能。这样如果信号被截收, 也仅是加 密后的电信号, 从而达到了保密的 目的。 图 2 4 保密电话机通信过程示意图 保密 电话机在不需要保密功能时, 只需拨动开关, 就可变成普通 电话机 , 用来与其它普通 电话用户通话 。目前保密 电话机的加密方法有很多种 , 如频谱置乱、频带分割延时、幅度变换、 噪声掩蔽、加伪随机码等。因为话音信号的特性, 尤其是它 的可懂度是 由它 的频谱、幅度和 时 间关系所决定的, 所 以改变其中一项要素就会改变其可懂度 , 达到保密的 目的。 ( 3 ) 数据 电话机 数据 电话机是为了增加按键拨号式 电话机的数据输入、输 出功能而附加有简易的数据输 入、输出装置的电话机 。数据 电话机属于特殊情况下所使用的一种 电话机 , 数据处理功能不是 很强, 但可 以基本应付紧急情况下的数据处理任务或要求不高的数据处理任务。如表 2 3 所 列的是 2 种数据 电话机的基本功能一览表 。 表 2 3 数据电话机 功 能 Ⅰ型 Ⅱ型 类 型 固定 数据 — 磁 穿孔 卡片读 入 可变 数据 4 ×4 按钮 4 ×4 按钮 数 据输 入 控制 数据 功 能按 钮 6 个 功 能按钮 7 个 功能 监 视器 数字监 视器 ( 10 位 ) 数 字监 视器 ( 10 位 ) 选 择 磁 穿孔 卡片读 入 、键控 键控 数 据输 出 基本 功能 声 音、表示灯 声音、数字 监视 器 功能 选 择 — 简易 印字机 当然 , 这种 电话机 同时具备普通 电线 ) 可视 电话机 可视 电话( V ideoph on e) 是既能听到声音 , 又能见到对方 图像 的电话 。可视 电线 军事通信 网络基础教程 通 电话机的缺陷, 使得打 电话就像面对面谈话一样 。 通常, 可视 电话分为准动态或活动图像可视 电话和静止图像可视 电话 。 静止图像可视 电话是在普通 电话线上传输一路静止的图像 。传输一幅图像的时间由几秒 钟到几分钟不等。静止图像可视 电话端机 由摄像机、图像监视器和各种信 号处理 电路组成。 摄像机 以普通 电视的扫描速率摄取图像 , 被摄取的图像送入帧存储器 , 发送时再从帧存储器中 慢速读出送往线路。所 以, 发送端帧存储器要完成快速存储 , 再慢速读出的功能。接收端把收 下的慢速数据存储在收端存储器中, 显示时, 再从存储器中以普通 电视 的扫描速率快速读出。 所 以, 接收端存储器要完成慢速存储快速读出的功能。 准动态( 活动) 图像可视 电话能够在一条用户线上同时传输语音和简单的动态( 或准动态) 图像 。该设备图像帧频一般约为 1~15 帧/ s 左右 , 采用低分辨 , 传输速率为 14 .4 kb/ s、19 .2 kb/ s、64 k b/ s 、128 k b/ s 等。当在模拟 电话线上传送 图像信息时, 将信息经调制解调器调制后 进行收发。若在综合业务数字网上传输 , 可 以使用 3 种传输速率 : ? 速率 1: 使用一个 B 信道 ( 64 kb/ s) 来传输语音信号 ( 16 kb/ s) 和视频信号(4 8 kb/ s) 。 ? 速率 2 : 使用两个 B 信道 (2 ×64 kb/ s) 。一个 B 信道用于视频信号, 另一个 B 信道用于 音频信号。 ? 速率 3 : 使用 2B + D 信道( 2 ×64 k b/ s + 16 k b/ s ) 。视频信号 占据一个 以上的 B 信道 。 在速率 1 的情况下, 使用最为经济 ; 在速率 3 情况下, 图像质量较好 。 除以上几种 电话机外, 基于包交换的 IP 电话机也 已处于运行阶段。IP 电话 显著 降低 了 所 占用的带宽资源 , 其低廉的成本和丰富的多媒体通信方式已经引起人们的高度关注 。 2 .1 .2 数据通信终端 数据终端设备( D T E ) 是用户与数据通信系统进行对话所必须采用 的接 口设备, 它包括输 入设备和输出设备及传输控制器 , 输入设备的作用是把用户送来的信息变换为数据信 号送入 通信网络 , 输出设备的作用是将接收到的数据信息转换成所需要的形式输出出来 , 传输控制器 的作用是进行 自动呼叫、应答、自动接通、暂停通信拆线 . 数据终端设备的分类与功能 数据终端的种类很多, 按其使用场

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