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第2章 电 话 概 论
本章主题: 模拟信号与系统 模拟网络组件 模拟信号发送 从模拟到数字的转换
2.1 简介
1 8 7 6年,苏格兰人亚历山大·格雷厄姆·贝尔最先研制出第一部实用的模拟电话.贝尔先 生以他那一句沙哑的话: "沃森先生,请到这里来,我需要你!"而著名,这句话使得他的助手 托马斯·沃森飞奔而至.贝尔先生的这句沙哑的话是由于最初那种不实用的电话的一个部件把 酸性物质溅入他的气管而造成的.沃森先生没有急着回应贝尔先生这句沙哑的话,但这主要是 因为贝尔先生的声音传输得很清晰,而且是由沃森先生办公室里的一台还比较原始的电话接收 机再生的.对了,第一个电话呼叫是一个求助电话.这种新出炉的技术不仅孕育了世界上最大 的公司, AT & T,而且还孕育了 M C I,L C I,S p r i n t,G T E,Bell South以及所有其他美国本土和 国际性电话公司.单是 AT & T就成长为一家拥有数亿美元资产的公司,它能够提供超过一百万部 电话并且雇佣超过一百万个员工. 现在,电信业中正在发生另外一种趋势,就是对语音和数据进行集成.本章对模拟信号和 基本电话系统操作的原理和概念进行详细介绍,并依此作为理解使用 C i s c o的核心 Vo I P产品: 2600,3600,AS5300,AccessPath-TS3和7200VXR实施VoIP的前奏.并且要特别注意 7200VXR C i s c o路由器模型.这些路由器是最新的多服务 Cisco 7200系列路由器.它们被设计成能够支持 千兆网络 ,并且通过能够提供在 DS-0与多通道T1或E1接口之间进行切换能力的 MIX(集成的多 服务交换)提高了数据,语音和视频的集成度. 在现在的公司环境中,大约 8 0 %的通信是语音, 2 0 %的通信是电子数据(例如:电子邮件, 数据库更新,文件传输, Web主页显示, telnet) .然而,随着我们进入新千年,你就会根据电子 电话这个词的改变而随之改变.语音和数据传输,它们的技术和为此负责的部门正在融合在一 起.在讨论为什么这些变化会发生以及怎样帮助客户从这种技术创新中获利之前,让我们通过 对模拟传输,信号发送以及电话系统运行原理的探索来为理解 VoIP打下坚实的基础.
2.2 模拟信号与系统
模拟是指通过为一给定频率的载波加入不同频率或振幅的信号而完成的电子信息传输.传统 的像收音机,电视机和 P ST N(公用交换电话网络)之类的广播使用的模拟技术,通常都是用一
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第2章 电 话 概 论
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系列正弦波来表示的.术语"模拟"可以上溯到在人的声波和"模拟的"或类似的载波调制之间 的相似点.人的声音的波段是 20Hz到20 KHz,并且能量大部分都集中在 300—3300Hz的范围内. 从图形(见图2-1)来看,人的声音和调制的载波很少或没有遵从行为周期.
典型的模拟正弦波
图2-1 模拟正弦波
2.2.1 基本系统操作 模拟信号是连续波,它能够描述无限的数值.通过把声波,即空气中的振动转换成电子信 号,电话系统使用模拟交换线路来提供语音通信.电话听筒包括一个发射机和一个接收机.其 中发射机通过振动膜来转换,接收机由附着在扬声器头上通过振动产生声音的线圈组成.当某 人那起电话听筒打电话时,钩键的触点闭合,从而接通一个继电器,该继电器就使得一个叫作 线路搜寻器的设备能够发现这条开着的线路.然后,就建立起一个从客户到电话中心的连接并 产生拨号音.线路搜寻器就让电话公司的交换设备准备接收电话号码. 当有人的声音进入电话听筒中时,由他或她的声音产生的声能就会给振动膜造成不同的压 力.随着说话时声音的自然升降,振动膜就依次把压力转换成不同的电流或电能.实际上,电 流中的这种变化,就是对人的声音变化的响应.这个过程产生的输出就是模拟电子信号.传输 的信号就通过这个人的电话听筒中的语音线圈来接收呼叫.附着在接收器中的扬声器头上的这 种线圈随着该信号振动,从而再现声波.这样,接听电话的人就会听到另外那个人再现的声音. 为了让打电话的人能够听到自己的声音,就让一个所谓的消隐音的小电流应用到发送方的接收 器上;这也有助于控制打电话时说话的声音大小. 早些时候,电话装置都有一个钩子用来悬挂接收器.尽管现在的电话不再用一个真正的钩 子来悬挂接收器,但是,术语钩键这个词还是保留下来了.标准的电话线是一个双绞铜线对. 电话网络终点是 R J-4 5插座.这种双绞线连接有两个引脚,分别叫作"顶端" i p)和"环" (t (ring) .在早期的老式手动插头型交换机中, "顶端"是指手动插入插头连接器的顶端, "环"指

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