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主讲教师：李新宇北京科技大学通信工程系第二章信息应用技术第二章第二章信息应用技术信息应用技术2主要内容主要内容2.1通信业务2.2通信终端3主要内容主要内容通信系统中的各种通信业务及各种业务涉通信系统中的各种通信业务及各种业务涉及的基本技术原理；及的基本技术原理；不同业务所需的终端类型，以及各类通信不同业务所需的终端类型，以及各类通信终端的组成和工作原理。终端的组成和工作原理。学习要点学习要点：：1.1.掌握视频技术的基本原理掌握视频技术的基本原理2.2.了解各种通信业务的种类及特点了解各种通信业务的种类及特点3.3.了解通信终端的类型及其特点了解通信终端的类型及其特点4.4.掌握机顶盒具有的功能掌握机顶盒具有的功能4模拟与数字视音频业务数据通信业务多媒体通信业务通信业务2.1通信业务2.1通信业务52.1.1模拟与数字视音频业务2.1.1模拟与数字视音频业务普通电话IP电话移动电话数字电话可视电话会议电话广播电视数字视频广播视频点播62.1.1模拟与数字视音频业务2.1.1模拟与数字视音频业务1、视音频信息基本特征2、视音频信息数字化3、视音频业务种类71、视音频信息基本特征音频信息主要是指由自然界中各种音源发出的可闻声和由计算机通过专门设备合成的语音或音乐。¾音频信息按照表示媒体的不同主要分为三类：语音、音乐声和效果声等。¾音频信号是随时间变化的连续媒体，对音频信号的处理要求有较强的时序性——较小的延时和延时抖动。视频信息即活动或运动的图像信息，它由一系列周期呈现的画面组成，每幅画面称为一帧，帧是构成视频信息的最基本单元。8音频信号特性¾人的听觉频带为20Hz~20kHz，在此频率范围内的声音称为“可闻声”；高于20kHz的声音称为“超声”；低于20Hz的声音称为“次声”。¾人对3~5kHz频率的声音最为敏感。¾一般人讲话声音的主要能量分布较窄，大概为100Hz~5kHz，因此在电话通信中每一话路的频带一般限制在300Hz~3.4kHz。¾电声设备的频带下限一般要到20~40Hz，上限一般要到16~20kHz以上。9视频技术基础视频技术指的是利用光-电和电-光转换原理，将光学图像转换为电信号进行记录或远距离传输，然后再还原为光图像的一门技术。什么是视频技术？10视频技术中实现光学图像到视频图像信号转换的过程通常是在摄像机中完成的。当被摄景物通过摄像机镜头成像在摄像器件的光电导层时,光电靶上不同点随照度不同激励出数目不等的电子，从而产生不同的电位起伏，形成与光像相对应的电图像。电图像必须经过扫描才能形成可以被处理和传输的视频信号。在发送端将代表图像中像素的物理量按一定顺序一个一个地传送，而在接收端再按同样的规律重显原图像。在电视技术中，将这种传送图像的既定规律称为扫描。光学图像到视频信号的转换过程11电图像到光图像的转换过程12彩色电视系统的设计原理¾彩色电视系统是基于人眼的彩色视觉特性和三基色原理设计出了彩色摄像机和显示器。¾三基色原理指出，任何一种彩色都可以由红、绿、蓝三种彩色(三个基色分量)按不同的比例混合而成。彩色电视系统13彩色电视系统中传送的信号¾为了与黑白电视的兼容，在彩色电视系统中不是传送彩色电视信号中的红、绿、蓝三个基色分量，而是传送一个亮度分量和两个色差分量。¾在发送端，亮度分量通过对红、绿、蓝三个基色分量的矩阵变换得到；接收端再通过矩阵逆变换还原成三个基色分量显示。彩色电视系统14电视系统的亮度方程：BGRY114.0587.0299.0++=亮度信号三种基色两个色差信号蓝基色分量与亮度分量的差值信号：红基色分量与亮度分量的差值信号：)()(21YRkVYBkU−=−=加权系数彩色电视系统152、视音频信息数字化音频信息时间上的离散化和图像信息空间位置的离散化音频信息电平值的离散化和图像灰度电平值的离散化视音频信号的数字化需要三个步骤：采样、量化和编码。1612345607抽样量化000001010100101101101110111111111111110100010001编码量化误差-0.5+0.5模拟信号数字传输的基本原理173、视音频业务种类普通电话与智能网业务IP电话广播电视数字视频广播视频点播业务18a、普通电话与智能网业务z普通电话业务¾普通电话业务在基于电路交换原理的电话交换网络支持下,为用户提供最基本的点到点语音通信功能,提供来电显示、三方通话、转移呼叫、会议电话等增值功能,以及提供传真、互联网拨号接入等功能。¾电话业务可分为市话业务、国内长途业务和国际长途业务。19智能网业务9什么是智能网？智能网是在现有程控交换机的电话网上设置的一种附加网络，独立于现有的网络，它采用“控制与交换相分离”的思想，把新业务的提供、修改和管理等功能全部集中于智能网，程控交换机只提供交换功能，与业务提供无直接关联。9智能网提供的业务可分为单端点、单点控制的业务和多端点、多点控制的业务两大类。20¾自动电话记账卡业务（300）¾被叫集中付费业务（800）¾虚拟专用网业务（VPN）（600）¾通用个人通信（UPT）（700）¾广域集中用户交换机（WAC）¾电子投票（VOT）（181）¾大众呼叫（MAS）智能网业务类型21b、IP电话IP电话通常被称为Internet电话或网络电话，它利用基于路由器/分组交换机的IP数据网络进行传输。IP电话占用的带宽仅为8~10kbit/s，且分组计费的方式与距离的远近无关，大大节省了长途通信费用。22IP电话的工作原理A/D编码压缩解压译码D/AInternet语音信号打包拆包语音信号23IP电话通话质量的关键技术¾语音压缩技术¾静噪抑制技术（话音激活技术）¾回声抵消技术¾语音抖动处理技术¾语音优先技术¾IP包分割技术¾VoIP前向纠错技术24IP电话的通话方式PC到PC纯IP网中的话音业务PC到PHONE以太网电话机与普通电话机之间的通话PHONE到PHONE普通电话之间利用Internet传输进行的通话25电视信号在通过无线广播发射或有线传输时，对图像信号采用残留边带调幅，对伴音信号采用调频的发送方式，每一路电视节目所占的频带为8MHz。我国规定的开路电视信号一共分为68个频道，目前由广播电视使用的只有1~48频道，其中第5频道已分给调频广播使用。在广播电视各频段之间均留有一定的间隔，这些频率被分配给调频广播、电信业务和军事通信等应用。C、广播电视26d、数字视频广播采用现代的数字视频压缩技术和信道调制技术，可实现在一路模拟电视信号占用带宽内传送4~6路数字压缩电视节目，大大提高了信道利用率，降低了每路节目的传输费用，图像质量可达到广播级。275、视频点播(VOD)业务VOD从技术上来讲是一种受用户控制的视频分配和检索业务,观众可自由决定在何时观看何种节目。点播与广播的区别¾广播是对所有用户一视同仁，观众是被动接受者。¾点播则是把主动权交给了用户，用户可以根据需要点播自己喜欢的节目，包括电影、音乐、新闻等任何视听节目。VOD的最大特点是信息的使用者可根据自己的需求主动获得多媒体信息。与信息发布的最主要区别是主动性和选择性。282.1.2、数据通信业务数据通信业务是计算机与通信紧密结合的产物。数据通信网络根据网络覆盖的地理范围大小可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN），它们采用各自的技术和通信协议，在网络拓扑结构、传输速率和网络功能等方面均有差别。291、数据通信的特点数据业务比其他通信业务拥有更为复杂、严格的通信规程或协议；数据业务相对于视音频业务实时性要求较低，可采用存储转发交换方式工作；数据业务相对于视音频业务差错率较高，必须采取严格的差错控制措施；数据通信是进程间的通信，可在没有人参与的情况下自动完成通信过程。302、数据通信业务z数字数据网（DDN：DigitalDataNetwork）业务z帧中继（FR：FrameRelay）z综合业务数字网（ISDN：IntegratedServicesDigitalNetwork）业务z异步转移模式（ATM:AsynchronousTransferMode）业务z传真存储转发（FAXS&F）z虚拟专用网（VPN：VirtualPrivateNetwork）业务z电子数据交换（EDI：ElectronicDataInterchange）31基于DDN网，电信部门可以向用户提供永久性和半永久性连接的数据传输业务，既可用于计算机之间的通信，也可用于传送数字化传真、数字话音、数字图像信号或其他数字化信号。z永久性连接的数字数据传输信道是指用户间建立固定连接、传输速率不变的独占带宽电路。z半永久性连接的数字数据传输信道对用户来说是非交换性的，但用户可提出申请，由网络管理人员对其提出的传输速率、传输数据的目的地和传输路由进行修改。DDN业务32帧中继（FR：FrameRelay）¾FR在是传输线路数字化和用户终端智能化的趋势下，由X.25分组交换技术发展起来的一种传输技术，在用户-网络接口之间提供用户信息流的双向传送，并保持顺序不变。¾FR业务是以帧为单位在网络上传输，并将流量控制、纠错等功能全部交由智能终端设备处理的一种新型承载业务。主要应用在WAN中，支持多种数据型业务，如LAN互连、文件传送、图像监视、会议电视等。33ISDN业务¾ISDN俗称一线通，是以电话业务数字网为基础发展成的通信网，能提供端到端的数字连接，用来承载包括话音和非话音在内的多种电信业务。¾ISDN由两个B信道和一个D信道组成，即基本接口为2B+D。¾ISDN分为窄带ISDN（N-ISDN）和宽带ISDN（B-ISDN）。N-ISDN线路的传输速率为160kbit/s，B-ISDN用户线上的信息传输速率为155.52Mbit/s。34¾CCITT将ISDN业务划分为三大类：z承载业务z用户终端业务z补充业务ISDN业务分类35z承载业务9承载业务是网络提供的信息传送业务,它提供用户之间的信息传送而不改变信息的内容。9CCITT建议提供的承载业务（1）电路交换式承载业务（2）分组交换式承载业务（3）帧方式承载业务ISDN业务分类36z用户终端业务9用户终端业务是由网络和终端设备共同向用户提供的通信业务，这类业务是在相应的承载业务的基础上增加了高层功能而形成的，它包含了OSI1~7层的全部功能。9CCITT定义的用户终端业务有：电话、2/3类传真、4类传真、智能用户电报、可视图文、用户电报、可视电话、会议电视等。37z补充业务9补充业务是ISDN网络在承载业务和用户终端业务的基础上提供的其他附加业务，目的是为了给用户提供更方便的服务。9ITU-T标准化的补充业务有号码识别类、呼叫提供类、呼叫完成类、多方通信类、社团性、计费类、附加信息传递类业务等。ISDN业务分类38ATM业务¾ATM是一种全新的面向连接的快速分组交换技术。¾ATM网可提供光接口和电接口，标准接入速率为155Mbit/s或622Mbit/s。¾ATM业务类型zATM永久虚连接业务（ATMPVC业务）zATM交换虚连接业务（ATMSVC业务）z帧中继承载业务z电路仿真业务39ATM业务按照比特率的特点划分为五类：z恒定比特率业务（CBR）z实时可变比特率业务（rt-VBR）z非实时可变比特率业务（nrt-VBR）z可用比特率业务（ABR）z未定比特率业务（UBR）40z传真存储转发（FAXS&F）¾FAXS&F利用分组网的通信平台为电话网上的传真用户提供高速、优质、经济、安全、便捷的传真服务。通过传真存储转发系统，用户可以利用本地电话进行国内、国际传真通信，并能节省开支，提高传真质量和办公效率。¾电信部门经营的FAXS&F业务可以为国内所有传真用户提供服务；国内的FAXS&F业务网通过国际出入口局与其他国家电信公司经营的FAXS&F网互联，可为国际传真用户提供服务。41虚拟专用网业务（VPN：VirtualPrivateNetwork）¾VPN是指利用公共网络，如公共分组交换网、帧中继网、ISD