中国通信网的发展和演进(1)

中国通信网的发展和演进2关于本课程‡授课人：李鲁湘‡联系方式：13801020933‡邮件：[e-mail]‡通信网„通信网是什么„通信网的发展方向„通信网能给我们什么„我们该怎么做3本次讲课的主要内容中国电信运营商发展过程及面临的问题4通信网概述1通信网的产生及发展2通信网发展中的问题3通信网发展的趋势5通信网发展中的几个方向64讲课前的测验一、基本问题1、电话通信是什么时候开始的，我国官方开办电话通信的时间？2、电信网络的基本结构？3、数据网络与电信网络的昀大不同是什么？4、移动通信3G网络要解决的关键问题是什么？二、综合问题1、在通信产业链中，大家共同服务的对象是谁？为什么？2、为什么在各运营商中，都在考虑FMC（固定与移动的融合）？3、通信网今后的发展方向是什么？5目录中国电信运营商发展过程及面临的问题4通信网概述1通信网的产生及发展2通信网发展中的问题3通信网发展的-FMC5通信网发展中的几个方向66什么是通信网？7通信网的基本定义‡电信通信网的定义：一个多用户电信通信系统互连的通信体系称为电信通信网，数学表达方式就是由一些点和线所组成网络‡电信通信系统的定义：以电信号作为传递和交换信息手段的通信方式所构成的通信系统称为电信通信系统8通信系统结构模型传输系统/信道变换/反变换装置变换/反变换装置信宿信源噪声交换与传输能够提供相互之间通信的网络——通信网点对点、一点对多点、多点对一点、多点对多点9电信系统模型‡信源：发出信息的信息源‡变换器：把信源发出的信息变换成适合于在传输信道上传输的信号‡信道：信号的传输媒介‡反变换器：把信道接收的信号变换成信宿可以接收的信息‡信宿：信息接收者10电信系统的网络模型一个电信网络，用抽象的方式来表示，可以表示成由点（表示网络中的节点）和边（表示网络中的链路）组成的图形。这种表示方法，可以很直观的反映网络的形态，同时容易使用相关的数学工具来处理。11通信网的结构形态网状网星状网复合网环状网总线网busringhybridstarmash栅格网grid12‡我们能够记住事务„10%所听到的„15%所看到的„20%所见并所闻„40%与他人讨论过的„80%所经历的„90%试图讲解给他人的‡人一生能记住的信息量？人对事物记忆的相关理论1390%10%20%80%人所能获得信息与目前电信服务能力的差距14移动宽带技术为我们提供了方便、灵活、随时随地的“面对面”交流的技术手段通信网要达到的目标15通信网的分类服务地域：国际、国内长途、本地、市话、农村、移动通信网、局域网、城域网、广域网…开放业务：电话、电报（公众、用户）、传真、数据、图像、信息网、多媒体网、电视传输网服务对象：专用、公用网……传输介质：有线明线、电缆、光缆、卫星、用户光缆、微波、无线、无线低轨卫星移动通信交换方式：电路交换、信息交换、分组交换、宽带交换网络功能：物理、业务、支撑网拓扑结构：网状、星型、环形、栅格、总线、以太信号形式：模拟网、数字网信息传递：同步转移（STM）、异步转移（ATM）活动形式：固定通信网、移动通信网16通信网的构成要素通信网络是由：交换系统、传输系统、终端系统组合而构成交换系统传输系统终端系统17电信网的构成要素‡终端设备：信息接发设备，同时把待传送的信息和信道上传送的信息相互转换，产生和识别网络内的信令信号和协议‡传输链路：是信息和信号的传输通路‡转接交换设备：具有对信号进行汇接、转接、交换的功能18交换系统电路交换信息交换分组交换宽带交换19传输系统实线传输系统（实线、载波）电缆传输系统（对称电缆、同轴电缆）微波传输系统（模拟、数字）卫星传输系统电缆数字传输系统光缆传输系统光传输系统无线传输系统20终端系统话音终端音响终端图像终端数据终端多媒体终端21‡网络的互通性：网内任意两个用户可以互通信息－互通的任意性‡网络的一致性：信号传输质量的一致性和信号传输的透明性‡网络的可靠性：能够安全、可靠有效的进行工作‡网络的经济性：使运营商和客户都能获得昀大的利益‡网络的应用性：客户使用方便，开发新业务容易对电信网的要求22目录中国电信运营商发展过程及面临的问题4通信网概述1通信网的产生及发展2通信网发展中的问题3通信网发展的-FMC5通信网发展中的几个方向623贝尔AlexabderAlexabderBellBellAgnerKrarupErlang18761876年美国的年美国的AlexabderAlexabderBellBell（贝尔）（贝尔）发明电话发明电话18771877年贝尔电话公司成立年贝尔电话公司成立24ABCDABCD交换机电话交换机1876年1904年1882年中国第一个电话局25‡中国的电信通信业起源于19世纪中叶：1871年丹麦大北电报公司出面，秘密从海上将海缆引出，沿扬子江、黄浦江敷设到上海市内登陆，并在南京路12号设立报房。于1871年6月3日开始通报。这是帝国主义入侵中国的第一条电报水线和在上海租界设立的电报局（1869年西电公司成立）‡中国引入电话通信是19世纪末期：1882年2月21日，丹麦大北电报公司在上海开通了第一个人工电话交换所。当时有用户二十多家，每个话机年租金为银元150元‡1900年8月16日，（光绪二十六年七月二十日）八国联军攻到了北京，慈禧太后挟光绪皇帝仓惶出逃。第二年，有一个叫璞尔生的丹麦商人，趁“庚子之乱”擅自把自己在天津租界里经营的电话延伸到了北京，私自在城里和东交民巷架设电话线路，并在东城船板胡同设立了“电铃公司”。这就是北京最早出现的电话，是外国人经营的26‡1904年1月2日（光绪二十九年十一月十五日），由清政府钦准的中国第一个官方部办电话局终于诞生了，当时安装了一台100门磁石式人工电话交换机，老北京的电话局发展史就此开始。奇怪的是大清官办的第一个电话局竟然在东单二条，租用清朝大学士—翁同龢的8间马厩开通的‡1906年9月成立了第一个中国电话机修理厂，在电话局成立了铜匠处，这就是中国通信制造第一家，也是现在的普天首信通信设备厂（集团）27‡丹麦商人的电话业务对当时清廷已经开办的电报局业务冲击很大。顿时激起了以李鸿章为代表的一部分洋务派的极力反对。堂堂大清国的通讯主权怎么能让外国人经营呢？‡就说虽然当时的皇家电话局只安装了一台100门电话交换机，但是完全可以满足需要了。因为当时主要开通的是各部衙署、朝廷大臣以及亲王官邸的电话‡此时，丹麦商人璞尔生擅自经营的“电铃公司”，在国人一片声讨声中经营规模越来越小，经过协商，1905年3月23日，清朝政府以5万两白银收购了“电铃公司”，并入大清北京电话局南苑分局网络28电话交换网的基本模型d交换机交换机中继线用户线电话电话d用户线特点：1、实现有连接的通信模式，用户线资源独享，实质就是将两个用户用一根线连接起来2、对通信质量有较高的保障能力，远程供电3、有较强的安全性29d交换机移动交换机中继线用户线电话电话d用户线移动电话网概念特点：1、实现有连接的通信模式，用户线资源共享2、用户可以在一定范围内移动通信3、移动设备相对复杂30固定电话系统演进1835S.Morse电报1876A.GBell电话1892步进式(stepbystep)交换机1938纵横式(stepbystep)交换机1939脉冲调制(PCM)1970程控数字交换机1988综合业务数字网(ISDN:IntegratedServiceDigitalNetwork)1989年异步传输模式(ATM:AsynchronousTransferMode,155Mbps)模拟300~3.4kHz数字n*64kbps空分交换(控制继电器)时分交换(交换时隙)分组交换IP网络1980X.25标准(64kbps)1988帧中继(FrameRelay2Mbps)电路交换无连接通信31固定网络与移动网络的比较固定网络与移动网络的比较汇接局端局接入网驻地网用户核心网MSCCN接入网BCS+BTSRNC+NodeB驻地网无线传输/室内覆盖用户BBU+RRU网络段的划分32窄带通信网：低速64Kbit/s支持中速64Kbit/s－1Mbit/s宽带通信网：支持高速≥1Mbit/s现代通信网的带宽划分33蜂窝移动通信系统发展历程第一代(80年代)模拟NMTAMPSTACS其他第三代(2000)宽带多媒体IMT-2000第二代(90年代)数字GSM900/1800/1900CDMAIS-95TDMAIS-136PDC34移动通信的发展史（1）‡1974年Bell实验室提出蜂窝移动通信概念„蜂窝小区系统设计解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾-复用‡1980s第一代移动通信系统（1G）„美国AMPS、北欧NMT、日本NAMTS、英国TACS„特点：模拟传输，话音业务，FM调制„多址方式：FDMA„大量不兼容制式并存35频率复用A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D336‡1990s第二代移动通信系统（2G）„GSM、IS-54、PDC、IS-95（N-CDMA或称cdmaOne）数字传输，话音业务与传真等低速率数据业务„多址方式：TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）„微蜂窝小区结构，频谱利用率高，系统容量大„新的调制方式GMSK、QPSK等„标准化提高„2.5G标准：GSM对应的GPRS/EDGEIS95对应的CDMA2000-1X移动通信的发展史（2）37‡2000s第三代移动通信（3G）„UMTS/IMT-2000：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMax„数字传输，移动多媒体业务、多速率、多种QoS要求„多址方式：CDMA为主„高速率：室内或静止（10km/h）：2.048Mbps；市内（60km/h）：384kbps；郊区（200km/h）：144kbps;„微蜂窝结构，QPSK/自适应调制，分组交换（IPv4/IPv6）„标准化正在进一步提高移动通信的发展史（3）38移动通信系统演进1982美国AMPS(AdvancedMobilePhoneSystem)英国TACS(TotalAccessCommunicationsSystem)日本MCS-11(MobileCellularSystem)D-AMPS(DigtalAMPS,IS-54/IS-136)PDC(PersonalDigitalCellular)1G模拟语音FDMFDM和TDMGSM(GlobalSystemforMobilecommunication)CDMA(CodeDivisionMultipleAccess,IS-95/cdmaone)2G9.6kbpsEDGE(EnhancedDataratesforGSMEvolution)GPRS(GeneralPacketRadioService)CDMA20001x-RTT数字语音数据2.5G170~384kbpsWCDMA(WidebandCDMAUMTS/FOMA)CDMA2000UTRA-TDDTD-SCDMACDMACDMA和TDMA混合数字语音数据3G(IMT-2000)2Mbps室内384kbps室外144kbps行车B3G、4G：全IP(IPv6)/新业务/100Mbps(室内)1Gbps(室外)/无融合各种无线技术VSF-OFCDM(可变扩散率正交频率码分复用)39NNI核核心心网网(CoreNetwork)(CoreNetwork)ISIS--4141核心网核心网(CDMA(CDMA网络网络))cdma2000cdma2000GSMMAPGSMMAP核心网核心网WCDMAWCDMATDTD--SCDMASCDMAUWCUWC--136136DECTDECT无无线线接接口口移动通信的发展40‡1985：FPLMTS（Futu