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  第11题      
  知识点:   ISND网络   信道   SD   声音   视频   语音   窄带ISDN
  关键词:   传输   声音   视频   数据   通信   信道   信令   语音   窄带        章/节:   广域网与接入       

 
基于模拟通信的窄带ISDN能够提供声音视频、数据等传输服务。ISDN有两种不同类型的信道,其中用于传送信令的是(11),用于传输语音/数据信息的是(12)。
 
 
  A.  信道
 
  B.  B信道
 
  C.  C信道
 
  D.  D信道
 
 
 

 
  第12题    2014年下半年  
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基于模拟通信的窄带ISDN能够提供声音、视频、数据等传输服务。ISDN有两种不同类型的信道,其中用于传送信令的是(11),用于传输..
 
   知识点讲解    
   · ISND网络    · 信道    · SD    · 声音    · 视频    · 语音    · 窄带ISDN
 
       ISND网络
        电话网在实现了数字传输和数字交换后,就形成了电话的综合数字网(Integrated Digital Network,IDN)。然后,在用户线上实现二级双向数字传输,以及将各种话音和非话音业务综合起来处理和传输,实现不同业务终端之间的互通。也就是说,把数字技术的综合和电信业务的综合起来,这就是综合业务数字网ISDN的概念。
               ISDN的网络接口标准
               实际上,ISDN是一种接入的结构形式,各组成部件按一定的规约、协议、标准相连接。下图所示是ISDN用户/网络间参考配置模型。
               
               ISDN用户/网络间参考配置模型
               在上图中,TE1是指ISDN标准终端,NT1是指端接U环路的网络接口,LT是指线路终端,TE2是指非ISDN标准终端,NT2是指多路ISDN接口,ET是指ISDN交换终端,TA是指终端适配器。
               ISDN采用标准的基本速率接口(Basic Rate Interface,BRI)或基群速率接口(Primary Rate Interface,PRI),使用户能接入多种业务。电话局采用一种国际标准格式,通过数字信号单元的形式,向ISDN用户提供所有的业务。
               BRI含有两个64kb/s的B信道(提供64kb/s带宽来传送语音或数据资料)和一个用做控制的16kb/s的D信道(在ISDN网络端与用户端之间传输旁带信号。D通道也可用于传输X.25资料,但交换机要能提供此项服务)。因此,BRI接口的容量可以为下列三者之一:
               (1)2个话路+16kb/s的数据包。
               (2)2路高速数据+16kp/s的数据包。
               (3)1个话路+1路高速数据+16kb/s的数据包。
               PRI支持23个(或30个)B信道和1个64kb/s的D信道作为信令用,也可支持64kb/s的B信道的联合使用。比如6个B信道联合组成384kb/s的H0信道,或者组成一个单独的1.536Mb/s的H11信道,或者组成一个单独的1.920Mb/s的H12信道。D信道总是需要的,D信道被用来传递信令及控制多重接口。
               ISDN的种类
               ISDN可分为窄带综合业务数字网(Narrow Integrated Services Digital Network,N-ISDN)和宽带综合业务数字网(Broadband Integrated Services Digital Network,B-ISDN)两种。
               N-ISDN常用于家庭及小型办公室,向用户提供两种接口,分别为基本速率,即BRI(2B+D,144kb/s,其中B为64kb/s速率的数字信道,D为16kb/s速率的数字信道)和基群速率,即PRI(30B+D,2Mb/s,B和D均为64kb/s的数字信道)。BRI包括两个能独立工作的B信道(运载信道),一般用来传输话音、数据和图像,一路话音暂用的数据传输率是64kb/s,占用户可用带宽的50%(一个B通道)。D通信是控制信道,用来传输信令或分组信息。PRI能够提供的最高速率就是E1的速率,即一次群速率。
               B-ISDN是从N-ISDN发展而来的,定义兆到千兆位的数据、声音、视频传输操作。B-ISDN用户接口连接在所有用户所在地的光缆上。B-ISDN的速率大大高于窄带ISDN服务。B-ISDN最初的速率在150~600Mb/s范围内。
 
       信道
        信道是数据传输的通路,在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。
        (1)物理信道。物理信道指用于传输数据信号的物理通路,由传输介质与有关通信设备组成。物理信道还可根据传输介质的不同而分为有线信道和无线信道,也可按传输数据类型的不同分为数字信道和模拟信道。
        (2)逻辑信道。逻辑信道指在物理信道的基础上,发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻辑联系,由此为传输数据信号形成的逻辑通路。逻辑信道可以是有连接的,也可以是无连接的。
        信道传输按信息传送的方向与时间可以分为单工、半双工、全双工三种传输方式。
        (1)单工通信。单工通信就是单向传输,传统的电视、电台就是单工传输。单工传输能够节约传输的成本,但是没有了交互性。现在传统的电视向可以点播的电视方向发展,这使得必须对原来的单工传输的有线电视网络进行改造才能支持点播。
        (2)半双工通信。半双工通信可以传输两个方向的数据,但是在一段时间内只能接受一个方向的数据传输,许多对讲机使用的就是半双工方式,当一方按下按钮说话时,不能听见对方的声音。这种方式也称为“双向交替”。对于数字通道,如果只有一条独立的传输通道,那么就只能进行半双工传输。对于模拟通道,如果接收和发送使用同样的载波频率,那么它也只能使用半双工的传输方式。
        (3)全双工通信。全双工通信意味着两个方向的传输能够同时进行,电话是典型的全双工通信。要实现全双工通信,对于数字通道,必须有两个独立的传输路径。对于模拟通道,如果没有两条独立的路径,双方使用的载波频率不同,那么也能实现。另外还有一种“回声抵消”的方法,也能实现全双工通信。下图所示是单工、半双工和全双工示意图。
        
        传输方式比较示意图
 
       SD
        SD卡(Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡,重量只有2g,但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。
        SD卡在24mm×32mm×2.1mm的体积内结合了SanDisk快闪记忆卡控制与MLC(Multilevel Cell)技术和Toshiba(东芝)0.16μ及0.13μ的NAND技术,通过9针的接口界面与专门的驱动器相连接,不需要额外的电源来保持其上记忆的信息。而且它是一体化固体介质,没有任何移动部分,所以不用担心机械运动的损坏。
 
       声音
               声音信号的数字化
               声音信号是一种模拟信号,计算机要对它进行处理,必须将它转换成为数字声音信号,即用二进制数字的编码形式来表示声音。最基本的声音信号数字化方法是取样-量化法,它有采样、量化和编码三个步骤。
               (1)采样。采样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的信号。在某些特定的时刻获取声音信号值叫做采样,由这些特定时刻采样得到的信号称为离散时间信号。一般都是每隔相等的一小段时间采样一次,其时间间隔称为取样周期,它的倒数称为采样频率。采样频率越高,可恢复的声音信号分量越丰富,其声音的保真度越好。
               (2)量化。量化处理是把在幅度上连续取值(模拟量)的每一个样本转换为离散值(数字量)表示,因此量化过程有时也称为A/D转换(模数转换)。量化后的样本是用二进制数来表示的,二进制数位数的多少反映了度量声音波形幅度的精度,称为量化精度,也称为量化分辨率。
               (3)编码。经过采样和量化处理后的声音信号已经是数字形式了,但为了便于计算机的存储、处理和传输,还必须按照一定的要求进行数据压缩和编码,即选择某一种或者几种方法对它进行数据压缩,以减少数据量,再按照某种规定的格式将数据组织成为文件。
               声音文件的格式
               数字声音在计算机中存储和处理时,其数据必须以文件的形式进行组织,所选用的文件格式必须得到操作系统和应用软件的支持。
               .Wave文件(.WAV)。Microsoft公司的音频文件格式,它来源于对声音模拟波形的采样。用不同的采样频率对声音的模拟波形进行采样可以得到一系列离散的采样点,以不同的量化位数(8位或16位)把这些采样点的值转换成二进制数,然后存入磁盘,这就产生了声音的WAV文件,即波形文件。利用该格式记录的声音文件能够和原声基本一致,质量非常高,但文件数据量大。
               .Module文件(.MOD)。该格式的文件里存放乐谱和乐曲使用的各种音色样本,具有回放效果明确,音色种类无限等优点。
               .MPEG文件(.MP3)。现在最流行的声音文件格式,因其压缩率大,在网络、可视电话、通信方面应用广泛,但与CD唱片相比,音质不能令人非常满意。
               .RealAudio文件(.RA)。该格式文件具有强大的压缩量和极小的失真,它也是为了解决网络传输带宽资源而设计的,因此主要目标是压缩比和容错性,其次才是音质。
               .MIDI文件(.MID/.RMI)。它是目前较成熟的音乐格式,实际上已经成为一种产业标准。MIDI文件是一种描述性的“音乐语言”,包括音符、控制参数等指令,指示MIDI设备要做什么、怎么做。例如将所要演奏的乐曲信息用数据进行描述,即演奏哪个音符、加什么伴奏、多大音量等。由于MIDI文件不包含波形数据,因此MIDI文件非常小巧。RMI格式文件可以包括图片标记和文本。
               .Voice文件(.VOC)。Creative公司波形音频文件格式,也是声霸卡(sound blaster)使用的音频文件格式。每个VOC文件由文件头块(header block)和音频数据块(data block)组成。文件头包含一个标识版本号和一个指向数据块起始的指针。数据块分成各种类型的子块。
               .Sound文件(.SND)。NeXT Computer公司推出的数字声音文件格式,支持压缩。
               .Audio文件(.AU)。Sun Microsystems公司推出的一种经过压缩的数字声音文件格式,是因特网上常用的声音文件格式。
               .AIFF文件(.AIF)。Apple计算机的音频文件格式。Windows的Convert工具可以把AIF格式的文件转换成Microsoft的WAV格式的文件。
               .CMF文件(.CMF)。Creative公司的专用音乐格式,与MIDI差不多,音色、效果上有些特色,专用于FM声卡,但其兼容性很差。
 
       视频
        视频是动态的画面序列,这些画面以超过每秒24帧的速度播放,便可以使观察者产生平滑、连续的视觉效果。视频类似于我们熟知的电影和电视,有声有色。电影采用了每秒24幅画面的播放速度,电视采用了每秒25幅或30幅画面的播放速度。视频图像可来自于录像带、影碟、电视、摄像机等,这些模拟视频信号可通过视频采集卡转换成数字视频信号,以便计算机进行处理和存储。
 
       语音
        在VR系统中,语音的输入、输出也很重要,这就要求虚拟环境能听懂人的语言,并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的,因为语音信号和自然语言信号具有多边性和复杂性。例如,连续语音中的词与词之间没有明显的停顿,同一词、同一字的发音受前后词、字的影响,不仅不同人说同一词会有所不同,同一人的发音也会受到心理、生理和环境的影响而有所不同。
        使用人的自然语言作为计算机输入目前存在两个问题,首先是效率问题,为便于计算机理解,输入的语音可能会相当烦琐。其次是正确性问题,计算机理解语音的方法是对比匹配,但没有人的智能。
 
       窄带ISDN
        窄带ISDN(N-ISDN)是一种基于电路交换网的技术,目的是以数字系统代替模拟电话系统,把音频、视频和数据业务在一个网络上一同传输。N-ISDN以固定的比特速率向用户提供电路交换服务、分组服务和其他服务。
        N-ISDN系统提供两种用户接口,即基本速率(2B+D)和一次群速率(30B+D)。其中,B信道是64kb/s的话音或数据信道,D信道是16kb/s的信令信道。用户最多在NT1总线上挂接8台设备,共享2B+D的144kb/s信道。大型用户通过NT2接入N-ISDN,享有30B+D达到2.048Mb/s的速率。N-ISDN采用的是时分多路复用技术。
        N-ISDN具有类似于OSI的3层结构。多路复用属于物理层的功能;ISDN的数据链路层采用LAPD协议;网络层主要支持电路交换和分组交换功能,与X.25的分组层协议极为相似。
        N-ISDN的缺点是数据传输速率太低,不适合传输视频信息等需要高带宽的应用。
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第11题    在手机中做本题