內容簡介
《通信工程專業基本理論與工程實踐係列叢書:現代通信係統實訓教程》是為適應高等院校通信專業課程教學和改革的需要而編寫。
《通信工程專業基本理論與工程實踐係列叢書:現代通信係統實訓教程》以現代交換原理和光縴通信技術為理論指導,以工程實踐為主綫。內容安排如下:第一部分理論基礎,簡單介紹實踐過程中與通信有關的基本概念;第二部分儀器設備,描述華為程控交換設備和光傳輸設備硬件結構及功能等;第三部分軟件使用,介紹實訓過程中涉及的軟件及其功能特點和基本使用方法;第四部分應用與實踐,選取典型的12個實訓單元深入詳細地描述交換設備及傳輸設備的配置方式。
《通信工程專業基本理論與工程實踐係列叢書:現代通信係統實訓教程》可作為高等院校通信和信息類專業的本科教材,也可供從事通信工程方麵的技術人員參考。
內頁插圖
目錄
第一部分 理論基礎
第1章 交換技術
1.1 交換的引入
1.2 各種交換方式
1.2.1 電路交換
1.2.2 多速率電路交換
1.2.3 快速電路交換
1.2.4 分組交換
1.2.5 幀交換
1.2.6 幀中繼
1.2.7 ATM交換
1.2.8 IP交換
1.2.9 光交換
1.2.10 軟交換
1.3 通信網的組成
1.3.1 星形網
1.3.2 環形網
1.3.3 網狀網
1.3.4 樹狀網
1.3.5 總綫型網
1.3.6 復閤型網
1.3.7 通信網的分類
1.4 電話網的基本結構
1.5 交換係統的基本結構
1.5.1 控製子係統
1.5.2 話路子係統
1.5.3 交換係統的基本功能
1.6 PCM 基本原理
1.6.1 數字傳輸係統模型
1.6.2 脈衝編碼調製
1.7 電話呼叫處理的基本原理
1.7.1 呼叫接續的處理過程
1.7.2 狀態轉移圖
1.8 信令係統
1.8.1 信令的基本概念
1.8.2 信令的分類
1.8.3 NO.1 信令係統
1.8.4 NO.7 信令係統
1.8.5 信令網
1.9 軟交換與下一代網絡
1.9.1 軟交換産生的背景
1.9.2 什麼是軟交換
1.9.3 軟交換的體係結構
1.9.4 軟交換的主要功能
1.9.5 軟交換的業務
1.9.6 軟交換的相關構件
1.9.7 軟交換的優點
1.9.8 性能及可靠性指標
1.9.9 軟交換的相關協議
第2章 光縴通信技術
2.1 光導縴維
2.1.1 引言
2.1.2 光縴的結構和分類
2.2 光縴通信係統的組成
2.3 衰減和色散對中繼距離的影響
2.4 SDH
2.4.1 光同步數字傳輸網
2.4.2 復用、映射、結構
2.4.3 SDH網元
2.4.4 SDH光傳輸係統
2.4.5 SDH的網同步
2.4.6 SDH的網絡保護
第二部 分儀器設備
第3章 程控交換機
3.1 C&C08;交換係統
3.1.1 C&C08;係統概述
3.1.2 C&C08;係統特點
3.2 C&C08;的基本硬件結構
3.3 各模塊結構組成及功能
3.3.1 中心模塊
3.3.2 交換模塊
3.3.3 通信控製單元
3.3.4 模塊交換網絡
3.3.5 接口單元
3.3.6 通信方式
3.4 程控交換實訓平颱
3.4.1 實訓平颱硬件配置
3.4.2 各框單闆功能簡介
3.5 C&C08;的軟件結構
3.5.1 主機軟件
3.5.2 終端OAM軟件
第4章 光傳輸設備
4.1 OSN2000産品功能
4.2 組網能力
4.3 業務接口
4.4 機櫃
4.4.1 子架結構
4.4.2 槽位分布
4.5 單闆
4.5.1 單闆類型
4.5.2 實訓中心傳輸設備
4.5.3 SDH單闆
4.5.4 PDH單闆
4.5.5 以太網單闆
4.5.6 其他功能單闆
第三部分 軟件應用
第5章 Ebridge平颱
5.1 Ebridge平颱簡介
5.2 Ebridge的基本操作
5.2.1 程控實訓中Ebridge的使用
5.2.2 傳輸實訓中Ebridge的使用
第6章 C&C08;操作維護終端
6.1 終端係統簡述
6.2 人機操作環境
6.3 各子係統
6.4 MML命令行簡介
6.4.1 MML的特點
6.4.2 MML命令格式
6.4.3 MML命令的命名規則
6.4.4 常用命令動作統計
第7章 T2000網管軟件
7.1 T2000網管軟件簡介
7.1.1 概述
7.1.2 T2000網管的特點
7.1.3 T2000網管的缺點和不足
7.2 登錄T2000網管服務器
第8章 Navigator軟件
8.1 概述
8.2 命令行軟件的優勢
8.3 軟件操作界麵
8.4 命令的格式
8.4.1 格式
8.4.2 分隔符說明
8.4.3 數組的重復輸入
8.4.4 命令名字
8.4.5 查詢各個命令的使用
8.5 命令行書寫規範
第四部分 應用與實踐
第9章 程控交換機配置實訓
實訓單元1 交換機硬件配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓驗證
八、 課後問答
實訓單元2 本局業務配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓驗證
八、 課後問答
實訓單元3 新業務實訓配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓驗證
八、 課後問答
實訓單元4 NO.1 中繼業務配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓驗證
八、 課後問答
實訓單元5 NO.7 ISUP中繼業務配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓驗證
八、 課後問答
實訓單元6 NO.7 TUP中繼業務配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓驗證
八、 課後問答
第10章 光傳輸設備配置實訓
實訓單元7 SDH設備硬件配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓數據
實訓單元8 點對點2M業務配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓數據
八、 實訓驗證
實訓單元9 鏈型2M業務配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓數據
八、 實訓驗證
實訓單元10 環形2M業務配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 知識要點
五、 數據準備
六、 實訓步驟
七、 實訓數據
八、 實訓驗證
實訓單元11 網絡維護配置實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 實訓步驟
第11章 綜閤 通信組網實訓
實訓單元12 程控傳輸組網實訓
一、 實訓目的
二、 實訓器材
三、 實訓內容說明
四、 實訓步驟
五、 實訓數據
六、 實訓驗證
參考文獻
前言/序言
進入21世紀的人類已經邁進瞭一個全新的信息化時代,交換技術、光縴通信技術作為通信網的核心技術,其實習實踐也是通信與信息專業中有特色、必不可少的重要課程。本教程是編著者結閤近年來在高校從事該門課程的教學與研究經驗,藉鑒華為通信設備手冊精心編撰而成。
本教程在內容選取和編寫上有以下特點:
1. 教程所構建的知識基礎平颱內容豐富,覆蓋瞭程控交換、光縴通信等技術。
2. 教程以華為應用廣泛、技術成熟的C&C08;係列程控交換機和OSN係列傳輸設備為學習對象,係統地講述瞭兩種通信設備的使用和調試方法。
3. 本教程含有大量的圖文和圖錶,使理論知識更加直觀,容易理解和掌握,更具有係統性。
4. 在傳授知識的同時,注重培養學生在工程實踐領域中闡述、分析和解決問題的方法和思路,具有前沿性和時代性。
本教程由伊學君和劉磊編著。其中,劉磊編寫第14章,伊學君編寫第511章。本書的齣版得到瞭清華大學齣版社的大力支持,在此錶示衷心感謝。另外,在編寫過程中,作者查閱瞭大量資料,鑒於某些資料是設備手冊,無法確認原始作者,參考文獻未能全部列齣,在此也錶示感謝!
由於時間緊迫,編著者學識有限,書中難免存有錯誤和問題,懇請廣大讀者批評指正。
作者
2013.9
現代通信係統實訓教程 書籍簡介 本書是一部麵嚮通信工程專業學生,集理論指導與工程實踐於一體的實訓教程。它旨在係統性地闡述現代通信係統的基本原理,並深入剖析其實際工程應用中的關鍵技術與方法,幫助讀者構建紮實的理論基礎,同時掌握解決實際通信工程問題的能力。本教程以“學以緻用,知行閤一”為核心理念,緊密結閤當前通信技術的發展前沿與行業需求,為通信工程領域的未來建設者提供一條清晰的學習路徑。 第一部分:通信係統基礎理論迴顧與深化 本部分旨在鞏固和深化通信工程專業學生對通信係統基本理論的理解。不同於一般的理論教材,本部分將結閤大量實例和思考題,引導讀者從工程應用的視角重新審視這些經典理論,理解其在現代通信係統中的實際價值和局限性。 信號與係統分析 revisited: 時域與頻域分析的工程意義: 深入探討傅裏葉級數、傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換在分析通信信號特性(如頻譜、帶寬)以及係統響應(如濾波、失真)中的核心作用。我們將通過實際通信信號的頻譜分析案例,例如AM/FM調製信號的頻譜展寬,來直觀展示理論工具的強大。 綫性時不變(LTI)係統的特性: 強調係統衝激響應、頻率響應以及傳遞函數在描述和設計通信係統中的重要性。我們將分析不同濾波器(低通、高通、帶通)的頻率響應麯綫,並探討它們在信號整形和乾擾抑製中的應用。 抽樣理論與量化: 詳細講解奈奎斯特抽樣定理的物理意義,並討論實際應用中的過抽樣和欠抽樣技術。同時,介紹量化誤差的産生及其對數字通信質量的影響,引齣多種量化器(均勻量化、非均勻量化)的設計思路。 傅裏葉變換在通信中的應用: 重點分析傅裏葉變換如何用於理解調製的頻譜特性,例如調製信號如何將基帶信號的頻譜搬移到更高的載波頻率,以及帶寬的概念如何影響信息傳輸速率。 信息論基礎與編碼原理: 信息熵與信源編碼: 闡述信息熵作為衡量信息不確定性的基本概念,並介紹香農第一定理(信源編碼定理)的意義。本部分將重點介紹霍夫曼編碼、算術編碼等變長編碼方法,並通過實際數據壓縮的例子,展示如何有效地減少信息冗餘,提高傳輸效率。 信道容量與信道編碼: 講解信道容量的概念,理解其作為通信係統理論極限的意義。重點介紹檢錯碼(如奇偶校驗碼、海明碼)和糾錯碼(如捲積碼、BCH碼、LDPC碼)的基本原理和構造方法。我們將通過模擬信道噪聲環境,演示糾錯碼在提高數據可靠性方麵的顯著效果。 香農第二定理(信道編碼定理): 深入理解信道編碼定理錶明,隻要信息速率低於信道容量,就存在可靠的編碼方式,使得錯誤率任意小。這將激勵讀者思考如何設計更強大的糾錯編碼方案。 調製與解調技術: 模擬調製: 詳細介紹幅度調製(AM)、頻率調製(FM)和相位調製(PM)的原理、時域波形、頻譜特性以及優缺點。我們將通過實例分析AM和FM信號的頻譜,並討論其在廣播通信中的應用。 數字調製: 深入講解各種數字調製方式,包括移頻鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK,如BPSK、QPSK)、正交幅度調製(QAM,如16-QAM、64-QAM)的原理、星座圖、功率譜密度和誤碼率性能。我們將通過星座圖的對比,直觀展示不同調製方式下的抗噪聲能力和頻譜效率。 解調器的設計: 介紹相乾解調、非相乾解調等基本解調方法,並分析它們在不同調製方式下的實現方式和性能差異。 多路復用與多址技術: 頻分復用(FDM)與時分復用(TDM): 闡述FDM和TDM的基本原理,並分析其在固定網絡和移動通信中的應用。我們將通過實例說明如何利用FDM實現不同頻率的信號共享同一傳輸介質,以及TDM如何將一個高速信道劃分給多個用戶。 碼分復用(CDMA): 深入講解CDMA的原理,包括擴頻序列、正交性以及用戶隔離的機製。我們將通過簡單的CDMA係統模型,演示不同用戶信號如何通過不同的擴頻碼在同一頻率和時間內進行傳輸,而互不乾擾。 正交頻分復用(OFDM): 詳細介紹OFDM的原理,包括將高速數據流分割成多個低速數據流,並在多個子載波上並行傳輸。重點分析OFDM如何剋服多徑衰落,並討論其在Wi-Fi、LTE/5G等現代通信係統中的關鍵作用。 第二部分:現代通信係統工程實踐 本部分將聚焦於現代通信係統的實際構建和工程實現,通過理論指導和仿真實驗相結閤的方式,幫助讀者掌握通信係統設計的關鍵流程和常用工具。 通信係統建模與仿真: 仿真軟件介紹: 介紹MATLAB/Simulink、Python (SciPy/NumPy/Matlab Engine) 等常用的通信係統仿真工具,並講解其基本語法和功能。 建立通信係統模型: 指導讀者如何根據通信係統框圖,在仿真軟件中搭建完整的通信係統模型,包括信號源、調製解調模塊、信道模型、編碼解碼模塊等。 性能指標分析: 講解如何利用仿真工具計算和分析通信係統的關鍵性能指標,如誤碼率(BER)、信噪比(SNR)、頻譜效率、吞吐量等。我們將通過仿真實驗,對比不同調製方式和編碼方案在不同信噪比下的BER性能。 聯閤仿真與協同設計: 介紹如何通過聯閤仿真,將不同模塊(如硬件描述語言HDL)的仿真結果集成,實現更復雜的係統設計和驗證。 數字信號處理在通信中的應用: 濾波器設計與實現: 講解數字濾波器(FIR、IIR)的設計原理、設計工具(如MATLAB的Filter Designer),以及如何在通信係統中實現噪聲抑製、信號整形等功能。我們將通過實例,演示如何設計一個帶通濾波器來提取目標信號。 自適應信號處理: 介紹自適應均衡器、自適應濾波器在解決通信係統中信道不確定性、噪聲乾擾等問題中的重要作用。 FFT與IFFT在OFDM中的應用: 深入解析快速傅裏葉變換(FFT)和逆快速傅裏葉變換(IFFT)如何在OFDM係統中實現高效的並行傳輸和接收。 信道建模與仿真: 常見信道模型: 介紹各種無綫和有綫通信信道模型,如加性高斯白噪聲(AWGN)信道、瑞利衰落信道、萊斯衰落信道、多徑傳播模型等。 信道估計與均衡: 講解在存在衰落和失真的信道中,如何進行信道估計,並設計均衡器來恢復原始信號。我們將討論時域均衡和頻域均衡的區彆和應用。 無綫通信係統關鍵技術實訓: 蜂窩移動通信係統(以LTE/5G為例): OFDM/SC-FDMA在下行/上行鏈路中的應用: 結閤仿真,理解OFDM和SC-FDMA在LTE/5G中的具體實現細節,以及它們如何支持高數據速率和低延遲。 MIMO(多輸入多輸齣)技術: 講解MIMO的原理,如空間復用、分集閤束、發射分集等,並通過仿真展示MIMO如何提升信道容量和頻譜效率。 信道編碼與調製方案(如Turbo碼、LDPC碼、QAM): 深入分析LTE/5G係統中使用的先進編碼和調製技術,並通過仿真驗證其性能。 乾擾管理技術(如ICIC、CoMP): 探討LTE/5G中用於緩解小區間乾擾的各種技術。 Wi-Fi技術(IEEE 802.11係列): OFDM在Wi-Fi中的應用: 分析OFDM在Wi-Fi中的具體實現,包括子載波分配、保護間隔(GI)等。 MAC層協議(CSMA/CA): 講解Wi-Fi中的載波偵聽多路訪問/衝突避免(CSMA/CA)協議,並通過仿真模擬其工作過程。 Wi-Fi標準演進: 介紹Wi-Fi技術從802.11b/g/n到802.11ac/ax的演進,以及各項關鍵技術(如MIMO、MU-MIMO、1024-QAM)的應用。 有綫通信係統關鍵技術實訓: 光縴通信係統: 光信號調製與解調: 介紹光信號的調製方式,如強度調製、相位調製等。 光縴傳輸特性: 分析光縴的損耗、色散(模式色散、色度色散)等對信號傳輸的影響,以及補償方法。 光網絡中的關鍵技術(如WDM): 講解波分復用(WDM)技術在光通信中的應用,包括單通道與多通道係統的設計。 高速數據接口與總綫: 串行通信接口(如USB、PCIe): 介紹高速串行通信接口的設計原理和關鍵技術,如差分信號傳輸、編碼(如8b/10b)、時鍾恢復等。 局域網(LAN)技術(如以太網): 講解以太網的工作原理,包括幀格式、MAC地址、衝突檢測與避免機製,以及高速以太網(如韆兆以太網、萬兆以太網)的關鍵技術。 第三部分:通信係統設計與優化 本部分將引導讀者從係統整體的角度齣發,學習如何根據需求進行通信係統的設計、性能評估和優化。 通信係統設計流程: 需求分析與規格定義: 如何根據應用場景和性能要求,確定通信係統的關鍵參數。 係統架構設計: 選擇閤適的通信技術和模塊,構建最優的係統架構。 關鍵模塊設計與實現: 深入設計和實現各個子模塊,如信源編碼、信道編碼、調製解調、多址接入等。 係統集成與測試: 將各個模塊集成,並進行全麵的功能和性能測試。 通信係統性能評估與優化: 性能瓶頸分析: 識彆通信係統中影響整體性能的關鍵因素。 參數調優: 如何通過調整係統參數(如編碼速率、調製階數、功率分配等)來優化性能。 抗乾擾與魯棒性設計: 學習如何設計能夠抵禦噪聲、乾擾和衰落的通信係統。 資源管理與效率提升: 探討如何在有限的資源下,最大化係統的吞吐量和頻譜效率。 新興通信技術展望: 6G願景與關鍵技術: 簡要介紹6G通信的潛在技術方嚮,如太赫茲通信、人工智能在通信中的應用、量子通信等。 物聯網(IoT)通信: 探討物聯網通信的特點和挑戰,以及相應的通信技術(如NB-IoT、LoRa)。 衛星通信與天地一體化網絡: 介紹低軌衛星通信的發展趨勢及其與地麵網絡的融閤。 附錄: 常用通信術語錶 參考文獻 本書內容豐富,理論與實踐並重,旨在培養具備創新精神和實踐能力的高素質通信工程人纔。通過本書的學習,讀者將能夠從宏觀到微觀,全麵掌握現代通信係統的設計、實現、優化與應用,為未來在通信領域的深造和職業發展奠定堅實基礎。