《高速公路機(jī)電系統(tǒng)集成與維護(hù)》課件-02.高速公路通信系統(tǒng)

1.認(rèn)識(shí)高速公路通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)模型信源發(fā)射器信道接收器信宿公共電話網(wǎng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)光纖傳輸網(wǎng)管接入網(wǎng)網(wǎng)管維護(hù)終端軟件錄音電話軟件光纖數(shù)字傳輸設(shè)備程控交換設(shè)備接入網(wǎng)設(shè)備高頻開(kāi)關(guān)電源錄音電話設(shè)備硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件與硬件通信的四大關(guān)鍵技術(shù)上海南京你我他交換技術(shù)Internet傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)深圳路車(chē)之間的通信（RVC）車(chē)車(chē)之間的通信（IVC）區(qū)（局）域內(nèi)的通信：交通控制中心與車(chē)輛的通信蜂窩網(wǎng)無(wú)線電話FM調(diào)頻廣播以紅外線為為媒體進(jìn)行雙向通信車(chē)輛與路測(cè)單元的專用通信：利用車(chē)輛所裝傳感器進(jìn)行車(chē)輛識(shí)別、協(xié)調(diào)行駛中的車(chē)倆：交通監(jiān)控系統(tǒng)與收費(fèi)系統(tǒng)的內(nèi)部通信同步數(shù)字序列（SDH）異步傳遞方式（ATM）智能交通系統(tǒng)的通信方式通信系統(tǒng)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的作用：通信監(jiān)控系統(tǒng)中心管理系統(tǒng)路側(cè)單元RSU車(chē)載單元OBU賬戶系統(tǒng)通信2.編碼技術(shù)及設(shè)備編碼技術(shù)1、為什么要編碼？2、編碼標(biāo)準(zhǔn)有哪些？編碼技術(shù)為什么要編碼？移動(dòng)通信系統(tǒng)中，寬帶寶貴；比特率越低，在一定的寬帶內(nèi)就能傳更多的高質(zhì)量語(yǔ)音。編碼的本質(zhì)是壓縮編碼技術(shù)的核心就是研究壓縮編碼的算法，用盡可能低的碼率獲得盡可能好的語(yǔ)音和圖像質(zhì)量。編碼技術(shù)編碼技術(shù)壓縮編碼的方法：概率匹配編碼變換編碼識(shí)別編碼編碼技術(shù)圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)編碼技術(shù)音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)途通信網(wǎng)語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)G.723.1雙速率語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)5.3kb/s6.3kb/s數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)：碼分多址（CDMA)----IS-96標(biāo)準(zhǔn)保密電話語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)：窄帶保密電話應(yīng)用于寬帶受限信道編碼設(shè)備音頻編碼過(guò)程3.交換技術(shù)及設(shè)備用戶間通過(guò)交換設(shè)備連接交換系統(tǒng)多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)交換系統(tǒng)交換機(jī)的功能交換系統(tǒng)電話交換機(jī)的發(fā)展人工交換機(jī)1878步進(jìn)制交換機(jī)1892縱橫制交換機(jī)1919空分模擬程控交換機(jī)1965時(shí)分?jǐn)?shù)字程控交換機(jī)1970交換系統(tǒng)交換機(jī)的發(fā)展過(guò)程人工

自動(dòng)機(jī)電式

電子模擬

數(shù)字布控

程控電

光電路交換

包交換交換系統(tǒng)特點(diǎn)：集中式管理模塊間全分散模塊內(nèi)分級(jí)控制LANZXJ10CSNSSPSTPISDNMSCCC現(xiàn)代數(shù)字交換機(jī)交換系統(tǒng)交換分類1、電路交換2、報(bào)文交換3、分組交換4、快速分組交換交換分類高速公路系統(tǒng)中的交換技術(shù)4.傳輸技術(shù)及設(shè)備傳輸技術(shù)基帶傳輸：信號(hào)未經(jīng)調(diào)制的傳輸頻帶傳輸：信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后傳輸信號(hào)源調(diào)制器信道解調(diào)器信宿調(diào)制，實(shí)現(xiàn)了頻譜的搬移。頻譜搬移是指在發(fā)射端將調(diào)制信號(hào)從低頻端搬移到高頻端。f(Hz)fsfc我是信道干擾我是帶通濾波器，除了指定的頻段，全都濾除。傳輸網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置接入網(wǎng)接入網(wǎng)CPNCPN

用戶駐地網(wǎng)交換機(jī)交換機(jī)傳輸網(wǎng)用戶駐地網(wǎng)傳輸網(wǎng)是由傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備和傳輸介質(zhì)等共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)位于交換節(jié)點(diǎn)之間及基站與基站控制器之間傳輸網(wǎng)服務(wù)于各業(yè)務(wù)網(wǎng)和電信支持網(wǎng)，能對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行安全的、長(zhǎng)距離、大容量地傳輸傳輸網(wǎng)絡(luò)按照所服務(wù)的范圍不同分為：骨干層一級(jí)干線二級(jí)干線城域網(wǎng)核心層匯聚層接入層城域傳輸網(wǎng)的層次核心層匯聚層接入層傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展PDH準(zhǔn)同步數(shù)字系列（窄帶傳輸）SDH

同步數(shù)字體系（寬帶傳輸）WDM波分復(fù)用PTN/OTN

分組傳送網(wǎng)/光傳送網(wǎng)ASON

自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)PDH采用比特填充和碼位交織的方法將低速率等級(jí)的信號(hào)復(fù)合成高速信號(hào)，能夠獨(dú)立傳送國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途和市話網(wǎng)業(yè)務(wù)；只有地區(qū)性的數(shù)字信號(hào)速率和幀結(jié)構(gòu)，不存在世界性的標(biāo)準(zhǔn)；沒(méi)有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范；只支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，進(jìn)行區(qū)段保護(hù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一工作的多種路由的環(huán)狀保護(hù)；復(fù)用解復(fù)用需要逐級(jí)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，硬件數(shù)量龐大；傳統(tǒng)PDH的運(yùn)行、管理和維護(hù)靠人工的數(shù)字信號(hào)交叉連接和停業(yè)務(wù)測(cè)試。SDH為克服PDH的缺點(diǎn)而產(chǎn)生的，它是先有目標(biāo)再定規(guī)范，然后研制設(shè)備；使北美、日本和歐洲標(biāo)準(zhǔn)在STM-1及其以上等級(jí)獲得了統(tǒng)一；統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口，允許不同廠家的設(shè)備在光路上互通；采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，利用軟件即可將高速信號(hào)直接分出低速支路信號(hào)；豐富的開(kāi)銷字節(jié)，大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理能力；具有前向和后向兼容性，兼容PDH和ATM、IP等業(yè)務(wù)。DWDM能在一根光纖上同時(shí)傳送多個(gè)攜帶有信息（模擬或數(shù)字）的光載波，只需通過(guò)增加波長(zhǎng)（信道）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)容；

DWDM系統(tǒng)與SDH系統(tǒng)均屬于傳送網(wǎng)層，都采用光纖傳輸媒質(zhì)；解決了光纜資源不足的問(wèn)題，OAM功能較弱，保護(hù)手段少。IPATMSDHDWDM光纖物理層OpenOpticalInterfaceSDHATMIP其它DWDM在傳輸網(wǎng)中的地位傳輸設(shè)備5.接入技術(shù)及設(shè)備接入網(wǎng)研究的是通信的“最后一公里”。光接入：FTTB、FTTD、FTTH等無(wú)線接入：WLAN、5G等

協(xié)議：OSI，OpenSystemInterconnect，開(kāi)放式互聯(lián)參考模型。由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定，實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，解決各種體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問(wèn)題。OSI的層次結(jié)構(gòu)42TCP/IP協(xié)議——TransmissionControlProtocol/InternetProtocol傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議它是英特網(wǎng)所有主機(jī)間的共同協(xié)議。3層7層

TCP/IP與OSI的對(duì)比

封裝與解封裝

應(yīng)用層應(yīng)用層對(duì)應(yīng)OSI參考模型的上三層；為用戶提供數(shù)據(jù)處理、認(rèn)證、壓縮等功能，并告訴傳輸層哪個(gè)數(shù)據(jù)流由哪個(gè)應(yīng)用程序發(fā)出；應(yīng)用層常見(jiàn)協(xié)議：FTP、TFTP、SMTP、SNMP、Telnet、DNS、HTTP等。傳輸層包含兩個(gè)協(xié)議——TCP和UDP。主要功能：分割（發(fā)送時(shí)）與重組（接收時(shí)）上層應(yīng)用程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并添加頭部信息；為通信雙方建立端到端的連接。TCP或UDP傳輸傳輸層TCP與UDP的對(duì)比接入設(shè)備——調(diào)制解調(diào)器（Modem）調(diào)制解調(diào)器，其作用是實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)。一種基于MAC地址識(shí)別，能夠完成數(shù)據(jù)幀封裝、轉(zhuǎn)發(fā)功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；類似計(jì)算機(jī)，由中央處理器（CPU）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和接口組成；用于連接工作站、服務(wù)器、路由器、集線器和其他交換機(jī)，作用是快速交換、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀；可分為二層交換機(jī)和三層交換機(jī)。接入設(shè)備——交換機(jī)（Switch）一種連接局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備；根據(jù)信道情況自動(dòng)選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號(hào)；交換機(jī)工作在OSI參考模型第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由器工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。接入設(shè)備——路由器（Router）6.數(shù)據(jù)通信技術(shù)及設(shè)備52IP協(xié)議TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)層主要功能是編址（IP地址）、路由、數(shù)據(jù)打包。IP賦予主機(jī)IP地址，以便完成尋址；IP尋找目的網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)路徑，還能對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分片和重組。IP協(xié)議不關(guān)心數(shù)據(jù)報(bào)文的內(nèi)容，提供無(wú)連接的、不可靠的服務(wù)。IP主要功能：編址和尋徑

IP包頭IP包頭分為兩個(gè)部分：固定長(zhǎng)度部分和可選性部分。固定長(zhǎng)度部分是20字節(jié)，每個(gè)IP包必須包含這20字節(jié)?？蛇x項(xiàng)最長(zhǎng)32字節(jié)。IP地址互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址（InternetProtocolAddress），縮寫(xiě)為IP；IP地址是一種統(tǒng)一的地址格式，它為互聯(lián)網(wǎng)上的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)和每一臺(tái)主機(jī)分配一個(gè)邏輯地址，以此來(lái)屏蔽物理地址的差異。十進(jìn)制IP地址二進(jìn)制IP地址10101100.00010000.00100100.00000001位數(shù)87654321二進(jìn)制11111111十進(jìn)制1286432168421八位二進(jìn)制與十進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

IP地址分類

特殊IP地址地址特殊用途主機(jī)位全為0主機(jī)位全為0的地址是網(wǎng)絡(luò)地址，一般用于路由表中的路由主機(jī)位全為1某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址，可向指定的網(wǎng)絡(luò)廣播~55127開(kāi)頭的整段地址都是保留地址，其中可以用來(lái)做測(cè)試，作為設(shè)備的環(huán)回地址，意思是“我自己”。用于默認(rèn)路由55本地廣播，可向本網(wǎng)段內(nèi)廣播~55私網(wǎng)地址~55私網(wǎng)地址~55私網(wǎng)地址57

子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的三種表示方法：1、二進(jìn)制表示：子網(wǎng)掩碼與IP地址一樣，也是32位二進(jìn)制數(shù)。前半部分是連續(xù)的“1”，代表網(wǎng)絡(luò)位，后半部分是連續(xù)的“0”，代表主機(jī)位，1和0不能交叉。2、十進(jìn)制表示：為了方便記憶，也可以用十進(jìn)制表示，每8位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)十進(jìn)制數(shù)。3、前綴表示：用“/”加上網(wǎng)絡(luò)位的位數(shù)來(lái)代表，叫做前綴長(zhǎng)度。比如，可表示成“/16”。

交換機(jī)基本功能以太網(wǎng)交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，基本功能：

1、端口帶寬獨(dú)享2、MAC地址學(xué)習(xí)3、數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)在記錄源MAC地址之后，會(huì)嘗試查詢MAC地址表中是否存在目的MAC關(guān)聯(lián)的端口，如果有則從該端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。如果沒(méi)有，則采取洪泛（廣播）的做法，向除了接收端口之外的其他所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。VLAN概念與作用VLAN，VirtualLocalAreaNetwork，虛擬局域網(wǎng)，是一種在邏輯上分割局域網(wǎng)的技術(shù)。VLAN的主要作用是隔離二層廣播播。VLAN劃分方式基于端口劃分（最常見(jiàn)）基于MAC地址劃分基于協(xié)議劃分基于IP地址子網(wǎng)劃分基于應(yīng)用劃分基于端口的VLAN劃分

交換機(jī)根據(jù)MAC地址進(jìn)行有針對(duì)性地轉(zhuǎn)發(fā)，避免了其他主機(jī)接收無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)，既降低了被監(jiān)聽(tīng)的風(fēng)險(xiǎn)，也減少了其他主機(jī)的資源占用。交換機(jī)的傳送效率非常高，能實(shí)現(xiàn)線速交換。

路由器路由器工作在OSI模型的第三層——網(wǎng)絡(luò)層。主要功能：路由表的建立和維護(hù)；最優(yōu)路徑的選??；IP包的轉(zhuǎn)發(fā)。路由器轉(zhuǎn)發(fā)流程

路由交換機(jī)主要功能：MAC地址表的建立，二層轉(zhuǎn)發(fā)；路由表的建立，三層轉(zhuǎn)發(fā)。特點(diǎn)：采用ASIC硬件芯片，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)與路由器的區(qū)別7.緊急電話系統(tǒng)使用方便，接續(xù)迅速單向呼叫，雙向通話呼叫顯示，中心控制免提通話，話音清晰遇忙等待，順序通話呼叫記錄，顯示打印運(yùn)行