程控交换与综合业务通信网第二章信息交换与传输技术基础
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11程控数字交换与交换网(第二版)
幻灯片1程控数字交换与交换网（第二版）叶敏编著幻灯片2目录●第1章绪论●第2章话音信号的数字化基础●第3章数字交换机的话路部分●第4章程控交换系统控制部件的组成特点●第5章程控交换机软件概况●第6章呼叫处理的基本原理●第7章交换技术基础●第8章电话通信网●第9章信令方式●第10章部分有关通信网简介幻灯片3第1章绪论● 1.1 自动电话交换机的发展●史端乔交换机●西门子式自动交换机●旋转制和升降制交换机●纵横制交换机●电子交换机●程序控制交换机●数字交换机● 1.2 自动电话交换机的分类●模拟交换机●数字交换机●布线逻辑控制交换机●存储程序控制交换机幻灯片4● 1.3 程控交换机的基本概念●图中所示的中继器和用户电路包括收号器都受中央处理机控制。
这样就可以得出结论：程控交换机实质上是数字电子计算机控制的交换机。
幻灯片5● 1.4 程控交换机的优越性●技术上的优越性●能提供许多新的用户服务性能●维护管理方便，可靠性高●灵活性大●便于向综合业务数字网方向发展●有可能采用公共信号系统●便于利用电子器件的最新成果，使整机技术的先进性得到发挥●经济上的优越性●交换设备方面●线路设备方面●维护和生产方面幻灯片6● 1.5 程控交换机的服务性能●给一般用户的服务●给各种用户交换机用户的服务●在管理和维护上的新业务● 1.6 程控交换技术的发展幻灯片7● 1.7 当前世界通信的发展● 1.7.1 当前世界通信产业发展的特点●世界通信技术进步越来越快●世界通信市场竞争日趋激烈● 1.7.2 当代通信技术综观●传送网技术●接入网技术●ISDN技术和ATM技术●移动通信和个人通信技术●智能网技术●多媒体通信技术●支撑网技术●因特网技术●下一代的通信技术幻灯片8第2章话音信号的数字化基础● 2.1 时间分割多路复用原理幻灯片9幻灯片10● 2.2 模拟信号的抽样和抽样定理●抽样定理是这样规定的：传送限带连续信号时，只要传送信号的单个抽样值（脉冲）的序列就足够了。
第八节课 通信网与交换
集线器(Hub)、网桥、 共享介质、 随机 交换机 竞争式 路由器、服务器 ATM 交换机 分组交换 信元交换
2) 传送网 传送网是随着光传输技术的发展，在传统传输系统的 基础上引入管理和交换智能后形成的。传送网独立于具体 业务网，负责按需为交换节点/业务节点之间的互连分配电 路，在这些节点之间提供信息的透明传输通道，它还包含 相应的管理功能，如电路调度、网络性能监视、故障切换 等。构成传送网的主要技术要素有：传输介质、复用体制、
整个通信网中最具智能的部分。已形成的网络管理标准有： 电信管理网标准TMN系列，计算机网络管理标准SNMP等。 因此，从功能的角度看，一个完整的现代通信网可分为 相互依存的三部分：业务网、传送网、支撑网，如图1.4所
示。
电话网
Internet ATM 网 FR 网
移动网 支撑网
业务网
信令网 管理网
“交换”概念背后的思想是：按需分配
让网络根据用户实际的需求为其分配通信所需的网 络资源，即用户有通信需求时，网络为其分配资源，通信 结束后，网络再回收分配给用户的资源，让其他用户使用， 从而达到网络资源共享，降低通信成本的目的。 从资源分配的角度来看，不同的网络技术之间的差 异，主要体现在分配、管理网络资源策略上的差异，它们 直接决定了网络中交换、传输、控制等具体技术的实现方 式。 简单的控制策略——资源利用率不高 提高资源利用率——提高网络控制复杂度
表 1.1 主要业务网的类型
业务网 公共电话网 移动通信网 智能网 IN 分组交换网(X.25) 帧中继网 数字数据网 DDN 计算机局域网 Internet ATM 网络 基本业务 普通电话业务 移动话音、数据 以普通电话业务为基础的增值 业务和智能业务 低速数据业务(≤64 kb/s) 局域网互连(≥2 Mb/s) 数据专线业务 本地高速数据(≥10 Mb/s) Web、数据业务 综合业务 交换节点设备 数字程控交换机 移动交换机 业务交换节点、 业务 控制节点 分组交换机 帧中继交换机 DXC 和复用设备 交换技术 电路交换 电路/分组交换 电路交换 分组交换 帧交换 电路交换
通信系统与技术基础-交换技术与网络
2.2.3 程控电话交换网络
15
程控电话交换机的实质，就是电子计算机控制的电话 交换机。它以预先编好的程序来控制交换机的接续动作， 优点非常明显。
我国的PSTN为例，它分为本地电话网（市话网）和长 途电话网（长途网）两种。
我国的PSTN从建立之初起，很长一段时间采取的是5 级结构，如图2-6（a）所示。
制器。
2.3.3 软交换网络的特点
23
软交换的特点： 1．基于分组 2．开放的网络结构 3．业务与呼叫控制 分离，与网络分离 4．业务与接入介质 分离 5．快速提供新业务
软交换网络是多种逻辑功 能实体的集合。它提供综 合业务的呼叫控制、连接 和部分业务功能，相对于 传统程控交换技术，软交 换网络是新一代电信网语 音/数据/视频业务的核心 设备。
2.3.2 软交换网络结构
软交换网络是一个可以 同时向用户提供语音、 数据、视频业务的开放 网络。它采用一种分层 的网络结构，使得组网 更加灵活和方便。软交 换网络一共分为4层，从 下往上依次为接入层、 传送层、控制层、业务 层，如图2-8所示。
21
图2-8 软交换网络结构
2.3.2 软交换网络结构
18
WCDMA分为终端、（无线）接入网、3G核心网三部 分，如图2-7所示。
图2-7 WCDMA网络架构
2.2.4 移动电话交换网络
19
终端： 终端即用户终 端设备（User Equipment， UE），它主要 包括射频处理 单元、基带处 理单元、协议 栈模块及应用 层软件模块
接入网：
3G核心网：
步进制自动电 话交换机 自动接续 可靠性差，易 损坏，动作慢， 结构复杂，体 积大，机械噪 声大
纵横制自动电话 交换机 自动接续 不管是“纵横制” 还是“步进制”， 都是利用电磁机 械动作接线的， 所以它们同属于 “机电式自动电 话交换机”。
程控数字交换技术第2章ppt课件解读
相比传统的模拟交换技术，程控数字 交换技术具有更高的通话质量和更强 的抗干扰能力。
程控技术的引入
计算机技术的普及使得程控交换成为 可能，提高了交换设备的灵活性和自 动化水平。
技术发展历程
01
02
03
早期数字交换技术
20世纪70年代，程控数字 交换技术开始出现，主要 用于大中型城市的电话网 络。
技术成熟与普及
程控数字交换技术第2 章ppt课件解读
contents
目录
• 程控数字交换技术概述 • 程控数字交换技术原理 • 程控数字交换技术的实现 • 程控数字交换技术的优势与挑战 • 程控数字交换技术的应用案例
01
程控数字交换技术概述
技术背景
数字通信技术的兴起
程控数字交换技术的优势
随着数字信号处理和微电子技术的进 步，数字通信逐渐取代模拟通信。
呼叫中心
电信运营商利用程控数字交换机建立呼叫中心，提供客户服务、技 术支持和销售代表等业务，提高客户满意度和忠诚度。
移动通信
移动通信网络中的交换机采用程控数字交换技术，实现移动设备的语 音和数据交换，支持移动设备的通信需求。
企业内部通信的应用案例
企业电话系统
01
企业内部电话系统采用程控数字交换机，提供高效、可靠的电
实现过程中的关键技术问题
实时性
程控数字交换机需要处理大量实时数据，因此需要保证硬件和软 件的实时性，以满足通信系统的要求。
可靠性
程控数字交换机是通信系统中的关键设备，需要具备高可靠性，以 保证通信的稳定性和不间断性。
可扩展性
随着通信技术的发展，程控数字交换机需要具备可扩展性，以适应 新的业务需求和技术变化。
智能农业
程控交换与综合业务通信网程控交换机的组网方式课件
智能程控交换机
现代的智能程控交换机集成了语音 、数据和多媒体等多种通信功能， 能够提供更加丰富的业务和服务。
程控交换的优势与局限性
优势
程控交换机具有高度的自动化和智能化，能够提供灵活的业务和服务，提高通 信网络的效率和可靠性。
局限性
程控交换机的建设和维护成本较高，需要专业的技术人员进行管理和维护。同 时，随着通信技术的发展，程控交换机的升级和改造也面临一定的挑战。
SDH网络具有灵活的组网结构和强大的网络管理功能，可以方便地进行网络扩展和 升级。
基于IP的组网方式
IP（Internet Protocol）是一种 网络层协议，广泛应用于互联网
和局域网中。
基于IP的组网方式利用IP网络将 程控交换机与其他网络设备连接 起来，实现数据的快速传输和交
换。
IP组网方式具有灵活性和可扩展 性，可以支持多种业务类型，并 且能够实现全球范围内的互联互
通。
基于ATM的组网方式
ATM（Asynchronous Transfer Mode）是一种面向 分组的交换技术，用于高速数 据传输和多媒体通信。
基于ATM的组网方式利用ATM 网络将程控交换机与其他设备 连接起来，实现高速、可靠的 数据传输和交换。
ATM组网方式适用于需要支持 多媒体业务和实时通信的网络 ，如视频会议和远程教育等。
原理
程控交换机采用存储程序控制技术， 将交换逻辑编成程序，存放在存储器 中，利用存储器中的程序对输入的呼 叫信号进行处理，完成交换动作。
程控交换的发展历程
模拟程控交换机
早期的程控交换机采用模拟技术 ，主要功能是实现简单的电话交
换。
数字程控交换机
随着数字技术的发展，数字程控交 换机逐渐取代模拟程控交换机，具 有更高的可靠性和稳定性。
现代的智能程控交换机集成了语音 、数据和多媒体等多种通信功能， 能够提供更加丰富的业务和服务。
程控交换的优势与局限性
优势
程控交换机具有高度的自动化和智能化，能够提供灵活的业务和服务，提高通 信网络的效率和可靠性。
局限性
程控交换机的建设和维护成本较高，需要专业的技术人员进行管理和维护。同 时，随着通信技术的发展，程控交换机的升级和改造也面临一定的挑战。
SDH网络具有灵活的组网结构和强大的网络管理功能，可以方便地进行网络扩展和 升级。
基于IP的组网方式
IP（Internet Protocol）是一种 网络层协议，广泛应用于互联网
和局域网中。
基于IP的组网方式利用IP网络将 程控交换机与其他网络设备连接 起来，实现数据的快速传输和交
换。
IP组网方式具有灵活性和可扩展 性，可以支持多种业务类型，并 且能够实现全球范围内的互联互
通。
基于ATM的组网方式
ATM（Asynchronous Transfer Mode）是一种面向 分组的交换技术，用于高速数 据传输和多媒体通信。
基于ATM的组网方式利用ATM 网络将程控交换机与其他设备 连接起来，实现高速、可靠的 数据传输和交换。
ATM组网方式适用于需要支持 多媒体业务和实时通信的网络 ，如视频会议和远程教育等。
原理
程控交换机采用存储程序控制技术， 将交换逻辑编成程序，存放在存储器 中，利用存储器中的程序对输入的呼 叫信号进行处理，完成交换动作。
程控交换的发展历程
模拟程控交换机
早期的程控交换机采用模拟技术 ，主要功能是实现简单的电话交
换。
数字程控交换机
随着数字技术的发展，数字程控交 换机逐渐取代模拟程控交换机，具 有更高的可靠性和稳定性。
程控交换复习
复习第一章电信交换概论1通信三要素：交换、传输和终端2、(电信)交换的概念：在通信网上，负责在通信的源和目的终端之间建立通信信道传送通信信息的机制，也就是根据目的地，在源和目的终端之间传送通信信息。
3、交换节点的接续类型：本局接续：指在本局范围内各用户线之间的接续。
出局接续：指用户线与出中继线之间的接续。
入局接续：指中继线与用户线之间的接续。
转接接续：指入中继线与出中继线之间的接续。
4、交换节点必须具备的功能：能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号、地址信号；能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号；能控制连接的建立与拆除。
5、各交换方式可分三种传送模式：电路传送模式、分组传送模式、异步传送模式6、电路交换的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除7、报文交换、分组交换：本质----存储转发交换报文交换(Message Switching )又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。
报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址。
公用电信网的电报自动交换是报文交换的典型应用，有的专用数据网也采用报文交换方式。
分组交换的思想是从报文交换而来的，采用存储转发( store and forward )方式的分组交换(PS： Packet Switching )与报文交换的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组(packet)，每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。
8、分组交换的两种连接方式：虚电路(永久虚电路、交换虚电路)、数据报虚电路：在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端到端之间的虚连接；一旦虚连接建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚连接传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚连接。
它不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接虚电路的两种方式：交换虚电路(SVC : Switched Virtual Circuit):用户通过发送呼叫请求分组来建立虚电路的方式。
通信技术基础第二单元
接收器
负责接收电磁波信号并将其还 原为原始信息。
处理单元
对接收到的信号进行必要的处 理，如解调、解码等。
无线电波的传播方式
直射波
无线电波直接从发射天线传播到接收天线，不受障碍物阻挡。
反射波
无线电波遇到障碍物时发生反射，改变传播方向。
折射波
无线电波在传播过程中遇到不同介质的分界面时发生折射，改变传播方向。
5G通信技术还面临一些挑战，如网络安全、频谱资源短缺等问题，需要不 断研究和改进。
量子通信技术
量子通信技术是一种基于量子力学原理的通信 方式，具有高度安全性、可靠性和保密性，是 未来通信技术的重要发展方向之一。
量子通信技术可以实现无条件安全的信息传输 ，保护国家安全和商业机密，具有广阔的应用 前景。
多径传播
无线电波在传播过程中经过多个反射或折射路径到达接收端，形成多径效应。
无线通信的频谱资源管理
频谱分配
将无线频谱划分为不同的频段，分配给不同 的无线通信系统使用。
频谱监测
监测无线频谱的使用情况，确保各通信系统 不会相互干扰。
频谱共享
通过先进的信号处理技术实现多个通信系统 在相同频段内的共存。
动态频谱接入
帧同步
02
03
网同步
使接收端正确识别数字信号中的 帧结构，以便正确地解码和传输 数据。
使各个通信网络节点之间的时钟 保持一致，以便实现各个网络之 间的无缝连接和通信。
03
CATALOGUE
无线通信技术
无线通信系统的基本组成
发射器
负责将信息转换为电磁波信号 。
信道
传输电磁波信号的媒介，可以 是空气、水或空间。
国际通信
卫星通信可以实现跨国界的通信，促进国际交流 与合作。
现代通信网第2章-2程控交换技术1028
测试子系统: 负责软件的规范性检测。包括测试 与仿真。
生产子系统: 生成交换局运行所需的软件。包括 局数据、用户数据和局程序文件的生成。 维护子系统: 负责对现场修改或补丁存档与管理。
《交换技术 》
软件组成
3、交换局数据
局数据
用户数据 系接口电路（SLIC）
分为模拟用户电路和数字用户电路。 模拟用户电路：提供交换机与模拟话机之间的 接口。数量多，投资大。 数字用户电路：提供与数字用户终端的接口。
《交换技术 》
话路系统
（一）本地用户级（用户模块）
1、模拟用户电路功能 B（Battery feed）馈电；
O（Over-voltage protection）过压保护；
《交换技术 》
话路系统 （二）远端用户级（Remote
Module）
远端用户级是部署在距离电话局较远的用
户点上，其基本功能与局内用户级相似，
包括用户电路和话务集中器。
远端用户级不再进行D/A转换，直接经数
字中继接口进入数字交换网络进行交换。
《交换技术 》
话路系统
（三）选组级（数字交换网络）
2.1.1 程控交换机的硬件组成
2.1.2 程控交换机的软件组成
《交换技术 》
2.1.2 程控交换机的软件组成
话路部分
输入/输出设备
系统软件
执行管理程序 系统监视和 故障处理程序 故障诊断程序 I/O和人机 通信程序
应用软件
呼叫处理程序 维护管理程序
《交换技术 》
2.1.2 交换机的软件组成
呼叫处理程序 执行管理程序 故障处理程序 故障诊断程序 维护管理程序 设计子系统 支援程序 局数据 数据 用户数据 系统数据
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2.4 数字信号的基带传输技术 只进行码型变换而未经调制的数字信号所占据
的频带与原数字脉冲的相同，一般从直流或低频开 始，因而称为数字基带信号。
下面介绍几种典型基带信号的波形与特点。
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
（1）差分码 差分码又称作相对码，利用电平跳变或不
跳变来表示数字1或0。这种码型利用电平的相 对关系来传递信息，可以解决数据通信中相位 键控解调时相位模糊问题。如图2-9所示。
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
•图 2-9差分码的波形
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
（2） 曼彻斯特码 曼彻斯特码（Manchester）又称数字双相码或
分相码。它利用一个半占空对称方波（如01）表示 数据1，而用其反相波（如10）表示数据0。
利用差分码的概念和特点，可以构成差分曼彻 斯特码。曼彻斯特码不含有直流分量。如图2-10所 示
与AMI码不同之处：HDB3码流中的连0个数应保证不 多于3。当出现4个连0时，就用特点码组来替代。 如图2-12所示。
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•图 2-12 AMI与HDB3码的波形
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
（7）密勒码 密勒码（Miller）是数字双相码的一种变形，
外，常常采用载波传输技术，即将数字或数据进行 载波调制，以调制信号方式传送。
典型数据通信系统如图2-14所示。
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
•图 2-14 典型数据通信系统
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（1）频率键控（FSK） 频率键控以两个不同的频率来表示二进制数据
中的1和0，其波形调制如图2-15所示。
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•
•图 2-15 FSK信号的波形
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
（2）差分相位键控（DPSK） 多用4相和8相DPSK（记做4DPSK,8DPSK)。 4DPSK
分为A类调制方式和B类调制方式。 8DPSK的相位如图 2-16所示。
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•图 2-7 频分多路复用
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（2）时分复用（TDM,time division multiplex) 时分复用：多个用户在不同的时间段（时隙）
占用或共享信道。分为同步时分复用（STDM)和异 步时分复用（ATDM)。
，根据抽样定理，采样频率为8kHz。如图2-4所示
。
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•图 2-4 模拟信号的抽样
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（2）量化：为了解决线性量化时小信号音质 差的矛盾，采用不均匀量化，即小信号时量化间 隔小，大信号时间隔大，如图2-5所示。通常采 用两种对数形式的压缩特性，我国采用A律。
非实时、低速信息传输和交换。
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•
图 2-2 报文交换
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
2.1.3 分组交换 分组交换属于存储转发交换方式，它把信息
分成若干个分组，按分组进行传送，到目的地再 将分组重新装成完整地报文。
分组交换分为数据报（datagram)和虚电路 （virtual circuit）方式。
实际上是数字双相码经触发器后等到的波形。当 两个1之间有一个0时，密勒码中呈现最大宽度， 即两个码元周期。如图2-13所示。
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•图 2-13 密勒码的波形
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2.5 数字信号的载波传输技术 在信息网络和通信系统中，除了基带传输方式
•图2-6 PCM系统的构成与原理 图
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2.3 信道共享与多路复用技术 （1）频分复用（FDM,frequence division
multiplex) 频分复用：主要用于模拟信号，将信道的可
用频带分割成若干个互不重叠的频段，每路基带 信号被调制在不同的载频上，使其频谱占用某一 频段，以实现多路相加的 FDM信号在同一信道中 传输。如图2-7所示。
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•图 2-5 压扩法基本原理
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（3）编码：采用非线性逐次反馈编码。我国主 要采用A律13折线8比特编码。
除了PCM外，语音信号的数字化方法还有增量 调制、自适应差分脉码调制。
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（5）传号反转码 传号反转码（CMI,coded mark inversion)码与
曼彻斯特码类似，也是一种二电平码。如图2-11所示。
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•图 2-11 CMI的波形
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（6）三阶高密度双极性码 三阶高密度双极性码（HDB3)码是三电平码，
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•
图 2-3 分组交换
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2.2 语音信号的数字话方法 目前的电话网主要传送话音信号，话音信号的
数字化技术主要采用脉冲编码调制（PCM)。 脉冲编码调制：将模拟信号的抽样量化值变成
代码的过程。包括三个过程：抽样、量化、编码。 （1）抽样：话音信号的频率一般在300－3400Hz
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
1.数据报方式：在每个分组中携带详细地目 的地址，可以选择不同路由传送到目的终点。
2.虚电路方式：在发送报文前先请求建立一 条双方用户之间的虚电路，建立成功后，属于同 一报文的分组都沿该虚电路传送。但是当用户没 有分组传送时，虚电路可以供别的用户使用。
程控交换与综合业务通 信网第二章信息交换与
传输技术基础
2020/11/24
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
•
图 2-1 电路交
换
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
2.1.2 报文交换 报文交换：报文作为一个整体，逐结点进
行存贮与转发。 报文交换主要应用于电报通信，适于单向、
同步时分复用：采用静态分配，即将信道各时 隙固定地分配给用户。
异步时分复用：采用动态分配，即按用户的需 要将信道时隙动态地分配给用户。
STDM的典型应用时PCM基群复用。
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•图 2-8 时分多路复用
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•图 2-16 8DPSK的载波相移矢量图
程控交换与综合业务通信网第二章信 息交换与传输技术基础
3rew
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再见，see you again
2020/11/24
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•图 2-10 曼彻斯特码的波形
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（3）传号交替反转码 传号交替反转码(AMI,alternative mark
inversive)码中，原输入数据0变换为三电平中的0； 数据1则交替地变换为＋1或－1电平。显然，AMI码不 含有直流分量。