【資通】CH2. 電話系統

【資通】CH2. 電話系統

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電話系統的架構主要分為三個部分

  1. 區域迴路(Local Loop):採用雙絞線傳送類比訊號
  2. 骨幹迴路(Backbone Line):採用光纖微波傳送數位訊號
  3. 交換局:負責電話線路交換,現下多為數位式交換機


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數位訊號與類比訊號比較


整體來說使用數位訊號較優

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傳輸線路的問題


一、訊號衰減(Attenuation):因為能量在傳遞的過程中損失所造成,隨著傳送距離越長影響越大,同時訊號水準必須高於雜訊才能正確的收到,因此通常會使用中繼器放大器增強訊號。衰減與頻率大小成正比


二、延遲干擾(Distortion):不同頻率所傳遞的訊號速率不同,因此不同頻率的訊號會在不同時間送達,對數位訊號特別有影響,因為當位元的成分散落到其他位元,會造成符際干擾,其中鬼影現象就和這種干擾有關。


鬼影現象

鬼影現象


三、雜訊(Noise):發送器與接收器之間插入的額外訊號,對傳輸造成的影響,分為以下4種

  1. 熱流雜訊:電子的熱擾動產生、均勻分布
  2. 互調變雜訊:系統中出現非線性元件(如放大器)時,兩信號互相調變產生新頻率成分
  3. 串音:一路信號干擾到另一條獨立通道(電磁耦合)
  4. 脈衝雜訊:外部干擾造成的短暫強烈電壓尖峰,是數位訊號主要的干擾來源,如:太陽黑子活動引發的磁暴


數據機


將數位訊號調變成類比訊號,將類比訊號解調變成數位訊號的裝置,其通訊協定是ITU制定的V系列通訊協定,包括

  1. 提高數據機傳輸速度的方法:根據Nyquist定理,提高每個取樣點所表示的位元數可以提升速度。
  2. QAM:利用相位偏移和波幅位準的變化,提供16種有效的組合,使每個鮑可以傳遞4位元。
  3. 群組樣本:使用波幅與相位的有效組合。


新興撥接技術


因為用數據機來撥接連上ISP的傳輸速率太慢,所以有以下兩種技術

一、數位用戶迴路家族(xDSL)


(1)DSL:所有DSL相關技術的統稱,比傳統撥接快100倍,基於原有電話線提供數據傳輸功能。


(2)ADSL:利用調變技術,關鍵在於切割上行和下行頻寬,且是不對稱的。支援語音與數據同時通話(使用頻分多工 FDM)。

(3)VDSL:距離是致命缺點,約只能傳輸幾百公尺,常用於FTTC(光纖到路邊)+ 銅線到戶的場景,是光纖與銅線混合佈建的重要技術。



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二、纜線數據機(Cable Modem)

分為雙向型撥接型


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上述的技術看起來很多很雜,但其實是根據不同時代的需求,逐漸演進,所以另用ChatGPT統整,依照時間軸各技術的產生及應用統整(請點這),供各位讀者閱讀,會更了解整體脈絡。


回音(echo)


發生在長距離傳輸時,訊號會從終點反射回來,造成原信號干擾,因此通常會裝上回音抑制器(Echo Suppressors),只要線路在進行某一方向的傳輸時,就會抑制另一個方向的訊號,
但這又會造成無法進行全雙工傳輸,且在抑制器切換方向時會造成延遲。其解決方法如下

  1. 頻帶內訊號(Inband Signaling):傳送2100Hz的純粹單音,就可以關掉回音抑制器。
  2. 回音消除器(Echo Canclers):可以估算回音大小,利用一組訊號傳送出去消除回音。


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實體層通訊協定


RS-232C:常用的實體層協定

RS-449:繼RS-232C之後的規定

感覺不太會考先寫這樣www



區域迴路的光纖


主要分為以下兩種

FTTH(Fiber to the home):將所有迴路都換成光纖迴路,價格高昂。

FTTC(Fiber to the curb):將光纖連到連接盒,連接盒連到家中仍用原來的雙絞線,速度無法滿足大家。


竹林裡的呢喃:

怎麼光是電話網路系統就這麼複雜QQ但仔細讀發現其實跟前面學到的很多東西都息息相關,整個讀通了就會簡單不少。

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