信息應用技術

信息應用技術第一頁，共九十二頁，2022年，8月28日第二章通信業(yè)務本章主要講述在通信系統(tǒng)中的各種通信業(yè)務，以及上述業(yè)務涉及的基本技術原理。從一定意義上說，正是不斷發(fā)展的業(yè)務需求驅動了現(xiàn)代通信技術和通信網絡的發(fā)展。模擬與數(shù)字視音頻業(yè)務數(shù)據(jù)通信業(yè)務多媒體通信業(yè)務第二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1模擬與數(shù)字視音頻業(yè)務

此類業(yè)務包括：

普通電話、

IP電話、移動電話、數(shù)字電話、可視電話、會議電視、廣播電視、數(shù)字視頻廣播、點播電視等第三頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1視音頻信息基本概念

音頻信息主要是指由自然界中各種音源發(fā)出的可聞聲和由計算機通過專門設備合成的語音或音樂。按表示媒體的不同，此類聲音主要有三類，即語音、音樂聲和效果聲等。

視頻信息即活動或運動圖像信息，它由一系列周期呈現(xiàn)的畫面所組成，每幅畫面稱為一幀，幀是構成視頻信息的最基本單元。

第四頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.1聽覺特性與音頻信號（1）人的聽覺特性人對聲音強弱的感覺人對聲音頻率的感覺人類聽覺的頻響特性人類聽覺的掩蔽效應第五頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.1聽覺特性與音頻信號（續(xù)）（2）音頻信號特性音頻信號是隨時間變化的連續(xù)媒體，對音頻信號的處理要求有比較強的時序性，即較小的延時和時延抖動。不同類型的發(fā)聲體其聲音信號的頻譜分布各不相同。語音的主要能量分布較窄，大概為100Hz～5kHz；歌唱聲的頻譜要寬的多，大概為82Hz～10kHz；各種樂器發(fā)聲的頻譜范圍一般要到20～20kHz。聲音信號的強度在一個范圍內隨時隨刻發(fā)生著改變，聲音信號的動態(tài)范圍：語音信號大概有20～40分貝的動態(tài)范圍；交響樂、戲劇等聲音的動態(tài)范圍可高達60～80分貝。

第六頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎視頻技術是利用光電和電光轉換原理，將光學圖像轉換為電信號進行記錄或遠距離傳輸，然后還原為光圖像的一門技術。視頻信號與圖像掃描彩色電視系統(tǒng)視頻信號頻譜特點第七頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)1）（1）視頻信號與圖像掃描

第八頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)2）（1）視頻信號與圖像掃描

第九頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)3）（1）視頻信號與圖像掃描為得到連續(xù)的、沒有跳躍感的重建活動圖像圖像幀頻＞

20Hz為得到沒有閃爍感的重建圖像圖像刷新速率＞

40Hz現(xiàn)有各種制式的電視系統(tǒng)均采用了隔行掃描方式。隔行掃描方式較好地解決了圖像連續(xù)感、閃爍感和電視信號帶寬的矛盾。

第十頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)4）（2）彩色電視系統(tǒng)

第十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)5）（2）彩色電視系統(tǒng)

BGR矩陣運算矩陣運算YYUUVV色度調制調制色度解調解調CC第十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)6）（2）彩色電視系統(tǒng)

Y=0.299R+0.587G+0.114BU=0.493(B–Y)V=0.877(R–Y)第十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)7）（3）視頻信號頻譜特點

靜止圖像頻譜第十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)8）（3）視頻信號頻譜特點

活動圖像頻譜第十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.1.2視頻技術基礎（續(xù)9）（4）廣播電視信號頻譜組成結構

廣播電視信號頻譜組成結構示意圖

6.06.58.01.250.75圖像載頻伴音載頻頻率MHz第十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.2視音頻信息數(shù)字化

視音頻信息的數(shù)字化包括兩方面的內容：音頻信息時間上的離散化和圖像信息空間位置的離散化。音頻信息電平值和圖像灰度值的離散化。上述過程涉及視音頻信號的采樣，量化和編碼。第十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.2視音頻信息數(shù)字化（續(xù)1）

音頻信號采樣是使音頻信號在時間軸上離散化，每隔一個時間間隔在模擬聲音波形上取一個幅度值，采樣的時間間隔稱之為采樣周期。

現(xiàn)代通信技術中通常選用的音頻采樣頻率有，8kHz，11.025kHz，16kHz，22.05kHz，32kHz，44.1kHz和48kHz等。經過抽樣后的視音頻信號，只是一系列時間或空間上的離散樣值，而每個樣值的取值仍是連續(xù)的，要想進行數(shù)字化表示必須將它轉換為有限個離散值，這個過程稱為量化。每個量化電平最終被賦予一個二進制碼字來表示，這一過程被稱為編碼。音頻信號通常采用8～20bit量化編碼第十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.2視音頻信息數(shù)字化（續(xù)2）

由于在形成視頻信號過程中已經在時間軸上完成了離散化過程，即將圖像表達成了一幀一幀的形式，因此視頻信號的采樣是使圖像信號進一步在空間位置上實現(xiàn)離散化。視頻信號通常采用6～10bit量化編碼第十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3視音頻壓縮編碼

視音頻信號數(shù)字化后所產生的數(shù)據(jù)速率相當大，例如一分鐘的雙聲道立體聲，采樣頻率為11.025kHz，8bit量化，其數(shù)據(jù)速率達176.4kbps，存儲容量需要1.323MB，而數(shù)字化激光唱盤的CD-DA紅皮書標準是采用44.1kHz采樣，16bit量化，雙聲道一分鐘其存儲容量達10.584MB。視頻信息數(shù)字化后數(shù)據(jù)量更大，以標準清晰度分量編碼數(shù)字視頻信號為例，其數(shù)據(jù)率高達216Mbps，在此情況下，1小時的電視節(jié)目需要近80GB的存儲容量，要遠距離傳送這樣一路高速率的數(shù)字視頻信號，通常要占用108~216MHz的信道帶寬，第二十頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.1數(shù)據(jù)壓縮的理論依據(jù)

在數(shù)據(jù)壓縮技術中Shannon所創(chuàng)立的信息論對數(shù)據(jù)壓縮有著極其重要的指導意義，它一方面給出了數(shù)據(jù)壓縮的理論極限，一方面指明了數(shù)據(jù)壓縮的技術途徑。根據(jù)信息熵的定義，信源概率分布越均勻其熵越大；反之，其熵越小。對離散無記憶信源，只要其概分布不均勻就存在著信息的冗余，因而就存在著數(shù)據(jù)壓縮的可能性。而信源壓縮編碼的基本途徑之一，就是在一定信源概率分布條件下，盡可能使編碼平均碼長接近于信源的熵，減少冗余信息。信源往往并不是無記憶的，其前后出現(xiàn)的信源符號常常具有一定的相關性。兩信源符號間的相關性越大，冗余也越大。因此，數(shù)據(jù)壓縮的另一個基本途徑則是去除信源中各信源符號間的相關性。

第二十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.2限失真壓縮編碼

限失真壓縮編碼即是在允許解碼后信號有一定失真的情況下，通過去除信源的自相關來達到壓縮數(shù)據(jù)的目的。在允許失真不超過某一限度時，壓縮編碼的比特率是受限的，存在著一個下限，這個下限由率失真函數(shù)來定義。率失真理論表明：在給定信號允許失真度的條件下，為了減少信號傳輸?shù)谋忍芈剩瑧M量減小傳輸信號的方差。其中：D為允許的均方誤差失真，δ2為信號的方差。第二十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.3無失真壓縮編碼

無失真壓縮編碼的基本原理是去除信源的概率分布不均勻性，使編碼后的數(shù)據(jù)接近其信息熵而不產生失真。無失真壓縮編碼的方法主要有：基于信號樣值概率分布特性的Huffman編碼、算術編碼和基于信號樣值相關性的游程編碼。變字長編碼的最佳編碼定理：在變字長編碼中，對于出現(xiàn)概率大的信息符號編以短字長的碼，對于概率小的符號編以長字長的碼。如果碼字長度嚴格按所對應符號出現(xiàn)概率大小逆順序排列，則平均碼字長度一定小于其它任何符號順序排列方式。

第二十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.3無失真壓縮編碼（續(xù)1）Huffman編碼：在給定符號集和概率模型時，沒有任何其它整數(shù)碼比Huffman碼有更短的平均碼長，也即它是一種最優(yōu)碼。由于Huffman構碼過程的最基本依據(jù)是信源的離散概率，如果信源的實際概率模型與構碼時所假設的概率模型有差異，實際的碼長將大于預期值，編碼效率將下降。

算術編碼：是另一種利用信源概率分布特性、能夠趨近熵極限的編碼方法，在信源概率分布比較均勻的情況下其編碼效率高于Huffman編碼。它和Huffman編碼的最大區(qū)別在于它不是使用整數(shù)碼。

游程編碼：在某個特定方向上將樣本值相同的若干像素或某一時間段內的聲音樣本用一個游程長度和一個樣本值來表示。第二十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.4音頻壓縮編碼技術波形編碼：在信號編解碼過程中盡可能使重建信號與原輸入信號波形保持一致。

全頻帶編碼(包括脈沖編碼調制PCM，瞬時、準瞬時壓擴PCM，自適應差分ADPCM等)；子帶編碼(包括自適應變換編碼ATC、心理學模型等)；矢量量化。

波形編碼的特點是在高碼率條件下可獲得高質量的音頻信號，適于高保真度語音和音樂信號的壓縮技術。第二十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.4音頻壓縮編碼技術（續(xù)1）參數(shù)編碼：是將音頻信號以某種模型表示，再抽出合適的模型參數(shù)和參考激勵信號進行編碼；聲音重放時，再根據(jù)這些參數(shù)重建即可，這就是通常講的聲碼器(vocoder)。

用此類方法構成聲碼器的有，線性預測(LPC)聲碼器、通道聲碼器(ChannelVocoder)、共振峰聲碼器(FormatVocoder)等。 參數(shù)編碼壓縮比很高，但計算量大，且不適合高保真度要求的場合。第二十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.4音頻壓縮編碼技術（續(xù)2）音頻信號壓縮編碼方法混合編碼：一種吸取波形和參數(shù)編碼的優(yōu)點，進行綜合的編碼方法。

如多脈沖線性預測MP-LPC，矢量和激勵線性預測VSELP，碼本激勵線性預測CELP，短延時碼本激勵線性預測編碼LD-CELP，長時延線性預測規(guī)則碼激勵RPE-LTP等。第二十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日2.1.3.5視頻壓縮編碼技術空間冗余時間冗余信息熵冗余結構冗余知識冗余視覺冗余

（1）視頻信息冗余第二十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.5視頻壓縮編碼技術（續(xù)1）預測編碼運動補償子帶編碼分層編碼模型編碼（2）視頻壓縮編碼變換編碼矢量量化小波變換分形編碼第二十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.5視頻壓縮編碼技術（續(xù)2）預測編碼預測編碼基于圖像數(shù)據(jù)的空間和時間冗余特性，用相鄰的已知像素(或圖像塊)來預測當前像素(或圖像塊)的取值，然后再對預測誤差進行量化和編碼。

第三十頁，共九十二頁，2022年，8月28日第三十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.5視頻壓縮編碼技術（續(xù)3）預測編碼第三十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.5視頻壓縮編碼技術（續(xù)4）變換編碼變換編碼通常是將空間域相關的像素點通過正交變換映射到另一個域上，使變換后的系數(shù)之間的相關性降低，能量集中于少數(shù)幾個系數(shù)上，采用適當?shù)牧炕挽鼐幋a可以有效地壓縮圖像的數(shù)據(jù)量。

第三十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.3.5視頻壓縮編碼技術（續(xù)5）變換編碼第三十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4視音頻業(yè)務種類

普通電話與智能網業(yè)務IP電話移動電話模擬廣播電視數(shù)字視頻廣播視頻點播業(yè)務第三十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.1普通電話與智能網業(yè)務（1）普通電話業(yè)務普通電話業(yè)務是發(fā)明最早和應用最為普及的一種通信業(yè)務，它在基于電路交換原理的電話交換網絡支持下，提供人們最基本的點到點語音通信功能。根據(jù)通信距離和覆蓋范圍電話業(yè)務可分為市話業(yè)務、國內長途業(yè)務和國際長途業(yè)務?；谶@樣一個電話交換網絡，除了可以提供基本的點到點語音通信之外，現(xiàn)在還可以為用戶提供來電顯示、三方通話、轉移呼叫、會議電話、短消息收發(fā)等增值功能。此外，還可以提供傳真、互聯(lián)網撥號接入等功能。第三十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.1普通電話與智能網業(yè)務（續(xù)1）（2）智能網業(yè)務

智能網是在現(xiàn)有程控交換機的電話網上設置的一種附加網絡。它采用全新的“控制與交換相分離”的思想，把網絡中原來位于各個端局交換機中的網絡智能集中到了若干個新設的功能部件上（如業(yè)務交換點、業(yè)務控制點、智能外設、業(yè)務生成環(huán)境和業(yè)務管理點等）。新業(yè)務的提供、修改以及管理等功能全部集中于智能網，程控交換機則提供交換這一基本功能，而與業(yè)務提供無直接關聯(lián)。第三十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.1普通電話與智能網業(yè)務（續(xù)2）（2）智能網業(yè)務自動電話計賬卡業(yè)務ACCS（300）被叫集中付費AFP（800）虛擬專用網業(yè)務VPN（600）通用個人通信UPT（700）廣域集中用戶交換機WAC

電子投票VOT（181）大眾呼叫MAS

第三十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.2IP電話業(yè)務IP電話是一種利用基于分組交換的IP數(shù)據(jù)網絡進行語音傳輸?shù)男聵I(yè)務。由于Internet中采用“存儲—轉發(fā)”的方式傳遞數(shù)據(jù)包，不獨占電路對語音信號進行了很大的壓縮處理，IP電話占用帶寬僅為8kbit/s～10kbit/s分組交換的計費方式與距離的遠近無關，大大節(jié)省了長途通信費用第三十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.2IP電話業(yè)務（續(xù)1）IP電話的通話方式

PC到PC、PC到PHONE和PHONE到PHONEPHONE到PHONEIP電話通信過程：語音信號通過公用電話網絡被傳輸?shù)絀P電話網關；然后網關再將話音信號轉換壓縮成數(shù)字信號傳遞進入Internet；而這些數(shù)字信號通過遍及全球而成本低廉的網絡將信號傳遞到對方所在地的網關，再由這個網關將數(shù)字信號還原成為模擬信號，輸入到當?shù)氐墓搽娫捑W絡，最終將語音信號傳給收話人。第四十頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.2IP電話業(yè)務（續(xù)2）IP電話的關鍵技術語音壓縮技術靜噪抑制技術回聲抵消技術延時抖動處理技術語音優(yōu)先技術

IP包分割技術前向糾錯技術第四十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.3模擬廣播電視業(yè)務

模擬電視信號在通過無線廣播發(fā)射或有線傳輸時，對圖像信號采用殘留邊帶調幅、對伴音信號采用調頻的發(fā)送方式。我國規(guī)定的開路電視信號每一路電視節(jié)目所占的頻帶為8MHz，一共劃分為68個頻道。

在無線電頻譜中48～958MHz的頻率范圍被劃分為五個頻段

Ⅰ頻段：為電視廣播的1～5頻道（48.5～92MHz）

Ⅱ頻段：為調頻廣播和通信專用

Ⅲ頻段：為電視廣播的6～12頻道（167～223MHz）

Ⅳ頻段：為電視廣播的13～24頻道（470～566MHz）

Ⅴ頻段：為電視廣播的25～68頻道（606～958MHz）

1～12頻道屬于“甚高頻段”，常用VHF表示；13～68頻道屬于“特高頻段”，常用UHF表示。

第四十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.3模擬廣播電視業(yè)務（續(xù)1）有線電視系統(tǒng)中的增補頻道

A1頻段：增補1～7頻道（111～167MHz）

A2頻段：增補8～16頻道（223～295MHz）

A3頻道：增補17～35頻道（295～447MHz）

第四十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.4數(shù)字視頻廣播業(yè)務

采用現(xiàn)代的數(shù)字視頻壓縮技術和信道調制技術，可實現(xiàn)在一路模擬電視信號占用帶寬內傳送4～6路數(shù)字壓縮標準清晰度電視節(jié)目或一路數(shù)字高清晰度電視節(jié)目。第四十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.4數(shù)字視頻廣播業(yè)務（續(xù)1）在數(shù)字視頻廣播的一系列標準中，其核心系統(tǒng)采用了對各種傳輸媒體（包括衛(wèi)星、有線電纜與光纜、地面無線發(fā)射等）均適用的通用技術。核心系統(tǒng)的設計采用如下方式：系統(tǒng)被設計成一個容器，能承載MPEG-2視頻和音頻或者其他數(shù)據(jù)的靈活組合；使用統(tǒng)一的MPEG-2傳輸流(TS)多路復用器；使用統(tǒng)一的業(yè)務信息(SI)系統(tǒng)給出廣播的節(jié)目的細節(jié)和其它信息；使用統(tǒng)一的Reed-Solomon(RS)前向糾錯編碼系統(tǒng)FEC；根據(jù)需要可選擇附加的通道編碼系統(tǒng)來滿足不同傳輸媒體的要求；使用統(tǒng)一的擾碼系統(tǒng)；使用統(tǒng)一的有條件接收系統(tǒng)接口。第四十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.1.4.5視頻點播業(yè)務VOD即視頻點播，是一種受用戶控制的視頻分配和檢索業(yè)務，觀眾可自由決定在何時觀看何種節(jié)目。

VOD的最大特點是信息的使用者可根據(jù)自己的需求主動獲得多媒體信息，它區(qū)別于信息發(fā)布的最大不同一是主動性、二是選擇性。在VOD應用系統(tǒng)中，信息提供者將節(jié)目存儲在視頻服務器中，服務器隨時應觀眾的請求通過傳輸網絡將用戶選擇的多媒體信息傳送到用戶端，然后由用戶計算機或機頂盒將多媒體信息解碼后輸出至顯示器或電視機供用戶收看。第四十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2數(shù)據(jù)通信業(yè)務

數(shù)據(jù)通信業(yè)務是隨著計算機的廣泛應用而發(fā)展起來的，它是計算機和通信緊密結合的產物。由于計算機與其外部設備之間，以及計算機與計算機之間都需要進行數(shù)據(jù)交換，特別是隨著計算機網絡互聯(lián)的快速發(fā)展，需要高速大容量的數(shù)據(jù)傳輸與交換，因而出現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信業(yè)務。與傳統(tǒng)的電信網絡不同，根據(jù)網絡覆蓋的地理范圍大小，數(shù)據(jù)通信網絡被分為局域網（LAN）、城域網（MAN）、廣域網（WAN），它們采用各自的技術和通信協(xié)議，在網絡拓撲結構、傳輸速率、網絡功能等方面均有差別。第四十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念

所謂數(shù)據(jù)，是指能夠由計算機或數(shù)字設備進行處理的、以某種方式編碼的數(shù)字、字母和符號。數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)通信：利用電信號或光信號的形式把數(shù)據(jù)從一端傳送到另外一端的過程稱作數(shù)據(jù)傳輸，而數(shù)據(jù)通信是指按照一定的規(guī)程或協(xié)議完成數(shù)據(jù)的傳輸、交換、儲存和處理的整個通信過程。

數(shù)據(jù)通信與數(shù)字通信的關系：第四十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念（續(xù)）數(shù)據(jù)通信的一些特點：數(shù)據(jù)業(yè)務比其它通信業(yè)務擁有更為復雜、嚴格的通信規(guī)程或協(xié)議數(shù)據(jù)業(yè)務相對于視音頻業(yè)務實時性要求較低，可采用存儲轉發(fā)交換方式工作數(shù)據(jù)業(yè)務相對于視音頻業(yè)務差錯率要求較高，必須采取嚴格的差錯控制措施數(shù)據(jù)通信是進程間的通信，可在沒有人的參與下自動完成通信過程第四十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2數(shù)據(jù)通信業(yè)務

DDN業(yè)務幀中繼FRISDN業(yè)務ATM業(yè)務傳真存儲轉發(fā)虛擬專網業(yè)務VPN電子數(shù)據(jù)交換EDI第五十頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2.1DDN業(yè)務

數(shù)字數(shù)據(jù)網DDN是一個利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)通信業(yè)務網絡。基于該網絡電信部門可以向用戶提供永久性和半永久性連接的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，既可用于計算機之間的通信，也可用于傳送數(shù)字化傳真，數(shù)字話音，數(shù)字圖像信號或其它數(shù)字化信號。永久性連接的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸信道是指用戶間建立固定連接，傳輸速率不變的獨占帶寬電路。半永久性連接的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸信道對用戶來說是非交換性的。但用戶可提出申請，由網絡管理人員對其提出的傳輸速率、傳輸數(shù)據(jù)的目的地和傳輸路由進行修改。第五十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2.1DDN業(yè)務（續(xù)）DDN網是一個全透明網絡，能提供多種業(yè)務來滿足各類用戶的需求：提供（128bit/s～2Mbit/s）任選的中高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務。如局域網互連、大中型主機互連、計算機互聯(lián)網接入等。為分組交換網、公用計算機互聯(lián)網等提供中繼電路。提供點對點、一點對多點的業(yè)務。適用于金融證券公司、科研教育系統(tǒng)、政府部門租用DDN專線組建自己的專用網或虛擬專用網。提供語音、G3傳真、圖像、智能用戶電報等通信。第五十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2.2幀中繼FR業(yè)務

幀中繼FR是在數(shù)字與光纖通信日益普及，用戶終端日益智能化的條件下發(fā)展起來的一種分組數(shù)據(jù)通信業(yè)務。幀中繼完成OSI物理層和鏈路層核心層的功能，它具有吞吐量高、時延低、適合突發(fā)性業(yè)務等特點。幀中繼技術主要應用在廣域網(WAN)中，支持多種數(shù)據(jù)型業(yè)務，如局域網(LAN)互連，遠程計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)，文件傳送，圖像查詢業(yè)務，圖像監(jiān)視，會議電視等。第五十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2.3ISDN業(yè)務

綜合業(yè)務數(shù)字網ISDN是以電話業(yè)務數(shù)字網（TSDN）為基礎發(fā)展成的通信網，能提供端到端的數(shù)字連接，用來承載包括話音和非話音在內的多種電信業(yè)務，用戶能夠通過有限的一組標準多用途用戶/網絡接口接入這個網絡，享用各種類型的網絡服務。

第五十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2.3ISDN業(yè)務（續(xù)）ISDN的基本速率業(yè)務是由兩個B通道和一個D通道組成，即基本速率接口為2B＋D，每個B通道可提供64Kbit/s傳輸速率，每個D通道可提供16Kbit/s傳輸速率。ISDN基本速率用戶不但可以同時進行兩路通話或同時綁定兩個通道以128K的速率上網，也可以在以64K上網的同時在另一個通道上打電話，或是進行可視電話及其它補充業(yè)務。

ISDN的主速率業(yè)務是由30個B通道和一個D通道組成，即主速率接口為30B＋D。第五十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2.4ATM業(yè)務ATM業(yè)務是一種全新的面向連接的快速分組交換數(shù)據(jù)通信業(yè)務。它綜合了分組交換和電路交換技術的優(yōu)點，采用異步時分復用的方法，將信息流分成53字節(jié)的固定長度的信元進行高速交換。由于采用固定信元交換技術，兼有分組交換的可調帶寬和高速度，以及電路交換和信元交換的低時延等特點，且由于信元字節(jié)固定，交換可以由硬件交換技術來實現(xiàn)路由的選擇。它具有傳輸速度快、距離不受限制等特點，其集語音、圖像和聲音傳輸于一體的特色，尤其適合多媒體業(yè)務的應用。第五十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2.4ATM業(yè)務（續(xù)）ATM的特點：統(tǒng)計復用、動態(tài)按需分配帶寬采用短的固定長度的信元交換，可用硬件邏輯完成對信元的接收、識別、分類和交換，保證數(shù)據(jù)的高速通信ATM網內不處理糾錯重發(fā)、流量控制等復雜的協(xié)議可承載不類同型的業(yè)務，如話音、數(shù)據(jù)、圖象和視頻等是面向連接的具有QoS（服務質量）保障第五十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.2.2.5虛擬專網VPN業(yè)務

虛擬專用網VPN是指用戶利用公共網絡，如公共分組交換網、幀中繼網、ISDN或Internet等的一部分來發(fā)送專用信息，形成邏輯上的專用網絡。

VPN綜合了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網絡的性能優(yōu)點（安全和QoS）以及共享數(shù)據(jù)網絡結構的優(yōu)點（簡單和低成本），能夠提供遠程訪問，外部網和內部網的連接，價格比專線或者幀中繼網絡要低。而且，VPN在降低成本的同時滿足了對網絡帶寬、接入和服務不斷增加的需求。第五十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3多媒體通信業(yè)務

多媒體技術是一種能同時綜合處理多種信息，在這些信息之間建立邏輯聯(lián)系，使其集成為一個交互式系統(tǒng)的技術。多媒體技術主要用于實時地綜合處理聲音、文字、圖形、圖像和視頻等信息，并把它們融合在一起的技術。多媒體的關鍵特性在于信息載體的多樣性，交互性和集成性。第五十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.1.1多媒體業(yè)務及其類型

多媒體通信業(yè)務融合了人們對現(xiàn)有的視頻、音頻和數(shù)據(jù)通信等多方面的需求。在多媒體通信業(yè)務中，信息媒體的種類和業(yè)務形式多種多樣，從不同的角度可以將其分成不同的業(yè)務類型。從所傳輸?shù)男畔⒚襟w類型這一角度來看，不同業(yè)務由不同的媒體構成，一種業(yè)務也可能由視頻、圖像、音頻、數(shù)據(jù)多種媒體組成，不同媒體有不同的統(tǒng)計特性，對網絡的要求也相差很大。研究網絡中不同媒體的業(yè)務特性，對提高網絡利用率、提高業(yè)務質量是很有利的。了解不同媒體的統(tǒng)計特性和服務質量QoS要求，可以在保證業(yè)務服務質量的情況下，通過合理分配資源實現(xiàn)較高的統(tǒng)計復用增益。第六十頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.1.1多媒體業(yè)務及其類型

（續(xù)1）多媒體通信業(yè)務主要分為兩大類：交互型業(yè)務是在用戶間或用戶與主機間提供雙向信息交換的業(yè)務，交互型業(yè)務又可分為會話型業(yè)務、消息型業(yè)務、檢索型業(yè)務；分配型業(yè)務是由網絡中的一個給定點向其它位置單向傳送信息流的業(yè)務，分配型業(yè)務又可分為不由用戶控制的分配型業(yè)務和可由用戶控制的分配型業(yè)務。

每種業(yè)務又包含視頻、圖像、音頻、數(shù)據(jù)多種媒體形式第六十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.1.1多媒體業(yè)務及其類型

（續(xù)2）（1）分配型業(yè)務

不由用戶個別參與控制的分配型業(yè)務是一種廣播業(yè)務，它提供從一個中央源向網絡中數(shù)量不限的有權接收器分配的連續(xù)信息流。用戶可以接收信息流，但不能控制信息流開始的時間和出現(xiàn)的次序。對用戶而言，信息并不總是從頭開始，而是和用戶接入的時刻有關。此類分配業(yè)務有：標準質量的模擬電視節(jié)目分配業(yè)務、數(shù)字電視分配業(yè)務、HDTV分配業(yè)務、正程圖文電視業(yè)務、音頻節(jié)目分配業(yè)務以及電子出版業(yè)務等。

第六十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.1.1多媒體業(yè)務及其類型

（續(xù)3）（1）分配型業(yè)務

由用戶個別參與控制的分配型業(yè)務也是自中央源向大量用戶分配信息，然而信息是作為一個有序的實體（如幀）周而復始地提供給用戶，用戶可以控制信息出現(xiàn)的時間和它的次序。由于信息重復傳送，用戶所選擇的信息實體總是從頭開始的。此種業(yè)務主要有逆程圖文電視、遠程教學、電子廣告、新聞檢索、軟件發(fā)布等。第六十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.1.1多媒體業(yè)務及其類型

（續(xù)4）（2）交互型業(yè)務會話型業(yè)務：以實時端到端的信息傳送方式提供用戶和用戶或用戶和主機之間的雙向通信。用戶信息流可以是雙向對稱或雙向不對稱的。信息由發(fā)送側的一個或多個用戶產生，供接收側的一個或多個通信對象專用。這類業(yè)務有POTS電話、可視電話、會議電視、Internet接入、高速數(shù)據(jù)通信以及交互式視頻娛樂如視頻點播、網上游戲、電視購物等。

POTS電話、可視電話、會議電視、高速數(shù)據(jù)通信等需要雙向通信能力，而Internet接入、交互式視頻娛樂等則需要典型的雙向不對稱通信能力，要求下行具有比上行寬的多的帶寬。第六十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.1.1多媒體業(yè)務及其類型

（續(xù)5）（2）交互型業(yè)務

消息型業(yè)務：消息型業(yè)務是個別用戶之間經過存儲單元的用戶到用戶通信，這種存儲單元具有存儲轉發(fā)、信箱、或消息處理功能（如信息編輯、處理和變換）。這方面的業(yè)務有電子信箱、語音信箱、視頻郵件、文件傳遞等。此類業(yè)務需要有雙向對稱通信能力的支持，但在一次具體業(yè)務實現(xiàn)時，可能只需要非對稱的通信能力。第六十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.1.1多媒體業(yè)務及其類型

（續(xù)6）（2）交互型業(yè)務

檢索型業(yè)務：檢索型業(yè)務是根據(jù)用戶需要向用戶提供存儲在信息中心供公眾使用的信息的一類業(yè)務。用戶可以單獨地檢索他所需要的信息，并且可以控制信息序列開始傳送的時間。傳送的信息包括文本、數(shù)據(jù)、圖形、圖像、聲音等。此類業(yè)務主要有可視圖文、圖形圖像檢索、文件檢索、數(shù)據(jù)檢索等。第六十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.1.2多媒體通信業(yè)務對網絡的要求具有足夠的傳輸帶寬，對信息采取必要的壓縮措施支持實時傳輸特性支持點到點、點到多點和廣播方式通信支持對稱和不對稱方式連接在一次呼叫過程中可修改連接的特性呼叫過程中可建立和釋放一個或多個連接，多個連接間應保持一定的同步關系第六十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.2多媒體通信技術規(guī)范與標準

（1）MPEG-1標準

MPEG-1規(guī)定了1.5～2.0Mbit/s數(shù)字存儲媒體的全活動視音頻信息的編解碼器和數(shù)據(jù)碼流的表示。標準主要由系統(tǒng)、視頻、音頻三部分組成。MPEG系統(tǒng)編碼層說明了各種基本碼流ES的復用語法，如壓縮后音頻、視頻以及其它輔助數(shù)據(jù)。第六十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.2多媒體通信技術規(guī)范與標準（續(xù)1）（2）MPEG-2標準

MPEG-2是為了適應數(shù)字視音頻的生成、編輯、存儲、恢復、傳輸和顯示的綜合要求而提出的。MPEG-2能夠處理標準清晰度電視SDTV、高清晰度電視HDTV，以及活動圖像電影。MPEG-2還支持數(shù)據(jù)傳輸，可用于向數(shù)字機頂盒發(fā)送控制信息，也能用于傳輸用戶數(shù)據(jù)。MPEG-2標準提供了一套視頻和音頻壓縮以及相關數(shù)據(jù)的復雜的復接傳輸方法。第六十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2.3.2多媒體通信技術規(guī)范與標準（續(xù)2）（2）MPEG-2標準

MPEG-2系統(tǒng)部分闡述了如何把一個或多個視頻和音頻基本碼流ES以及其它數(shù)據(jù)組合成為單路或復接的碼流，以適合存儲或傳輸。與MPEG-1相比，MPEG-2對系統(tǒng)層語法有了較大的擴充，包含了兩類數(shù)據(jù)碼流：傳輸碼流TS和節(jié)目碼流PS。節(jié)目碼流PS是一組音頻、視頻和數(shù)據(jù)基本分量，它們具有共同的相對時間關系，并且一般用于傳輸、存儲和回放。傳輸碼流TS是節(jié)目碼流PS或基本碼流ES的集合，它們可以以非特定關系復接到一起，一般用于傳輸目的。第七十頁，共九十二頁，2022年，8月28日

2.3.2多媒體通信技術規(guī)范與標準（續(xù)3）（3）MPEG-4標準

MPEG-4標準不僅是針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG-4的主要目標是提供新的編碼標準，支持數(shù)字AV信息通信、存取和操作的新方法，為各領域融合而成的交互式AV終端提供一般性的解決方案。

MPEG-4規(guī)定了數(shù)字AV場景用具有某種時空關系的“AV對象”加以描述。從這一結構出發(fā)，MPEG-4將能夠提供一種新的交互性，在編碼、解碼和物體合成階段均可與每一AV物體交互，同時也能夠集成不同性質的物體，例如自然視頻、圖形、文本等。第七十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日第七十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日第七十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日本章小結

現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，不管采用什么樣的物理傳輸媒介、傳輸網結構以及什么樣的交換方式，為用戶提供他們所需的各類通信業(yè)務，滿足他們對不同業(yè)務的服務質量需求，才是通信最終要達到的目的。因此，了解各種通信業(yè)務的特點、信號傳輸方式、以及服務質量需求，對于理解整個通信系統(tǒng)具有十分重要的作用。第七十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日第三章通信終端通信終端作為人們享用通信業(yè)務的直接工具，承擔著為用戶提供良好用戶界面、完成所需業(yè)務功能和接入通信網絡等多方面任務。本章主要講述不同業(yè)務所需的終端類型，以及各類通信終端的組成、簡單工作原理等內容。音頻通信終端圖形圖像通信終端視頻通信終端數(shù)據(jù)通信終端多媒體通信終端第七十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日

3.1音頻通信終端

音頻通信終端是通信系統(tǒng)中應用最為廣泛的一類通信終端，它可以是應用于普通電話交換網絡PSTN的普通模擬電話機、錄音電話機、投幣電話機、磁卡電話機、IC卡電話機，也可以是應用于ISDN網絡的數(shù)字電話機，以及應用于移動通信網的無線手機。此外，具備聲卡的計算機在軟件支持下，也可完成音頻通信終端的功能。

一般來講，具備最基本功能的電話機是由通話模塊、發(fā)號模塊、振鈴模塊以及線路接口組成的。第七十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日

3.2圖形圖像通信終端

傳真機是目前已被廣泛應用的一種圖形圖象通信終端，它是把紙質介質所記錄的文字、圖表、照片等信息，通過光電掃描方法變?yōu)殡娦盘?，經公共電話交換網絡傳輸后，在接收端以硬拷貝的方式得到與發(fā)端相類似的紙介質信息。目前應用最為廣泛的三類傳真機，是由CCD圖像傳感器、視頻處理電路、電機驅動電路、記錄控制電路、編碼解碼器、系統(tǒng)控制器、調制解調器、網絡控制器、操作面板及電源系統(tǒng)等部分組成。第七十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日

3.3視頻通信終端

目前，通信系統(tǒng)中使用的主要視頻通信終端為各種電視攝象機、多媒體計算機用攝像頭、電視接收機、視頻監(jiān)視器以及計算機顯示器。第七十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日

3.3.1彩色電視攝象機

彩色攝像機主要是由光學系統(tǒng)、攝像管（或固體成像器件）、視頻處理電路，同步信號發(fā)生器以及彩色信號編碼器組成。彩色攝象機組成方框圖

第七十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日

3.3.2多媒體計算機用攝像頭

多媒體計算機用攝像頭與彩色攝像機相比其結構簡單，但技術指標較低。其光學系統(tǒng)一般使用較為廉價的塑料鏡頭，成像器件采用單片CCD或CMOS固體成像器件。按照其信號輸出形式，可分為數(shù)字攝像頭和模擬攝像頭兩大類。目前電腦攝像頭被廣泛地運用在視頻會議上，或者當成網絡攝影機通過互聯(lián)網或局域網傳送視頻信號。也可利用它來捕捉靜態(tài)畫面，供多媒體展示或網頁設計使用。第八十頁，共九十二頁，2022年，8月28日

3.3.3視頻顯示終端

彩色電視接收機、視頻監(jiān)視器以及計算機顯示器是目前主要的視頻通信終端設備。彩色電視接收機主要用來接收顯示廣播電視信號、有線電視信號以及各種視頻播放設備輸出的視頻電視信號視頻監(jiān)視器主要用在各種專業(yè)領域，用于視頻圖像信號的監(jiān)示，其各項技術性能指標要高于電視接收機，但一般不具備高頻電視信號的接收功能計算機顯示器主要用于計算機圖形圖像的顯示，由于它沒有高頻解調和彩色全電視信號解碼電路，因此不能直接用來顯示電視信號。計算機顯示器在顯示分辨率、屏幕刷新速率等方面遠高于電視接收機，并工作在逐行掃描狀態(tài)。第八十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日彩色電視接收機原理方框圖

第八十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

3.4數(shù)據(jù)通信終端

各類調制解調器在數(shù)字通信系統(tǒng)中，要實現(xiàn)信源與信宿之間的數(shù)據(jù)通信，除了必要的信源編解碼設備和差錯控制設備以外，為了適應不同信道的傳輸特性還必須采用適當?shù)膫鬏敿夹g對數(shù)據(jù)進行必要的變換，以達到最佳的傳輸性能。因此，調制解調器便成為數(shù)據(jù)通信業(yè)務中最為常用的終端設備之一

ISDN終端設備

ISDN的終端設備品種繁多，常用的終端設備主要有：網絡終端、數(shù)字電話機、ISDN終端適配器、ISDN路由器等。第八十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日