第1章 通信网络概论

FiberHomeTechnologies现代通信网概论Moderncommunicationnetworks2012.2.8请将手机关闭或调至无声FiberHomeTechnologies今日主要内容•前言本课简介如何教？如何学？•第1章通信网络概论开拓思路，重在创新FiberHomeTechnologies前言：《现代通信网》课程简介•本课程开设背景•本课程主要目的•本课程主要内容•本科程教学安排FiberHomeTechnologies本课程开设背景•进入21世纪，通信网络已成为人们信息沟通的基础平台。•IT包括：微电子、计算机及软件、通信、光电子、人工智能、信息获取与应用技术。•微电子是细胞，通信网络是神经网络，计算机是大脑、软件是灵魂。•——信息与通信的关系FiberHomeTechnologies本课程主要目的•了解并掌握现代通信网络架构。•加强对现代通信技术认知。•素质教育是当前教育的热点和趋势，本课程在传授知识的同时，着重给予分析问题的方法和思路。•为后续专业课程的学习打下扎实基础。FiberHomeTechnologies本课程主要内容电话通信网/宽带综合业务数字网数据通信网/计算机网络与Internet用户接入网通信网络概论软交换及下一代网络第1部分数字移动通信/有线电视网第2部分信息传输网/宽带IP网第3部分第4部分FiberHomeTechnologies本课程的教学安排•学时：36小时•教材：《现代通信网》人民邮电出版社•授课：郭连波•考试：期末考试（闭卷）70%平时成绩（作业和考勤）30%FiberHomeTechnologies通信的使命无论繁华的现代都市，还是经济高速发展的沿海地区；无论人潮如织的祖国内地，还是边陲口岸、广袤戈壁；无论春夏秋冬，还是风霜雨雪：“信息通信技术为全人类服务：帮助人们跨越数字鸿沟”！FiberHomeTechnologies光端机光端机OF电端机电端机微波收发信机微波收发信机电话交换机程控交换机移动交换机移动交换机分组交换机分组交换机传输系统交换设备交换系统终端设备终端设备通信网的构成FiberHomeTechnologies第1章通信网络概论FiberHomeTechnologies•目的要求：掌握通信网概念；通信网构成要素、功能；掌握通信网的基本结构、特点；理解现代通信网的构成部分；了解通信网的发展趋势；•重点：通信网的构成要素、功能；通信网的基本结构、特点；现代通信网的构成；•难点：通信网的构成要素、功能的理解；基本结构和主要功能，接续质量；通信网的质量要求。FiberHomeTechnologies内容提要1.1通信的组成与分类1.2通信网中的信息处理技术1.3通信网的体系与拓扑结构1.4通信的发展趋势FiberHomeTechnologies•通信：在空间上从一地向另一地传递和交换消息/信息。•通信系统：将用户（信源）要求传递的信息转移到另一个用户（信宿）的全部软硬件通信设施。信源噪声源信道解调接收系统信宿调制发射系统1.1通信网的组成与分类FiberHomeTechnologies通信系统基本模型1．信源信源是指发出信息的基本设施。2．调制发射系统or变换器负责将信源发出的信息转换成适合在传输系统中传输的信号，一般包括编码、调制、放大、加密等功能。3．信道信道是信号的传输媒介。传输媒介的种类可分为有线信道和无线信道；按传输信号的形式则可分为模拟信道和数字信道。FiberHomeTechnologies•4．解调接收系统or反变换器反变换器的工作过程是变换器的逆工作过程。主要功能包括信号的解码、解调、放大、均衡和解密等。•5．信宿信宿是信息传输的终点，也就是信息的接收者。6．噪声源噪声源是系统内各种干扰影响信息传输的等效结果。通信系统基本模型FiberHomeTechnologies通信系统与网络•通信系统到网络的演变转接节点FiberHomeTechnologies例1:引入交换机的通信网FiberHomeTechnologies例2:多级交换的通信网FiberHomeTechnologies通信网的组成硬件：用户终端传输设备及链路交换设备：电路交换/存储-转发交换软件：信令、协议和标准FiberHomeTechnologies1.1.2通信的分类分类功能划分•业务网•信令网•同步网•管理网业务类型划分•电话网•电报网•传真网•广播电视网•数据通信网FiberHomeTechnologies1.1.2通信的分类分类服务范围划分•本地网or局域网•长途网or城域网•国际网or广域网传输信号形式划分•数字网•模拟网传输介质划分•有线网•无线网运行方式划分•公用通信网•专用通信网FiberHomeTechnologies信源编码途径•解除相关性•概论均匀化1.2通信网中的信息处理技术提高有效性分类•语言信号编码•图像信号编码性质分类•波形编码•参量编码信号处理FiberHomeTechnologies差错控制技术•肯定应答：ACK•否定应答重发：NAK•超时重发1.2.2差错控制技术处理办法分类方式•差错重发：自动请求重发ARQ•前向纠错：自动纠错FEC•混合纠错：HECFiberHomeTechnologies1.3通信网的体系与拓扑结构总线型星型环型复合型网型复合型FiberHomeTechnologies1．网状网网状网的结构如图1-10所示。它是一种完全互连的网，网内任意两节点间均由直达线路连接，N个节点的网络需要N(N-1)/2条传输链路。其优点是线路冗余度大，网络可靠性高，任意两点间可直接通信；缺点是线路利用率低，网络成本高，另外网络的扩容也不方便，每增加一个节点，就需增加N条线路。网状结构通常用于节点数目少，又有很高可靠性要求的场合。FiberHomeTechnologies2．星型网星型网的结构如图1-11所示。星型网又称辐射网，该结构与网状网相比，增加了一个中心转接节点，其他节点都与转接节点有线路相连。N个节点的星型网需要N-1条传输链路。其优点是降低了传输链路的成本，提高了线路的利用率；缺点是网络的可靠性差，一旦中心转接节点发生故障或转接能力不足时，全网的通信都会受到影响。通常在传输链路费用高于转接设备，可靠性要求又不高的场合，可以采用星型结构，以降低建网成本。FiberHomeTechnologies3．复合型网复合型网的结构如图1-12所示。它是由网状网和星型网复合而成的。它以星型网为基础，在业务量较大的转接交换中心之间采用网状网结构，因而整个网络结构比较经济，且稳定性较好。由于复合型网络兼具了星型网和网状网的优点，因此目前在规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用分级的复合型网络结构，但应注意在设计时要以转接设备和传输链路的总费用最小为原则。FiberHomeTechnologies4．总线型网总线型网的结构如图1-13所示。它属于共享传输介质型网络，总线型网中的所有节点都连至一个公共的总线上，任何时候只允许一个用户占用总线发送或接送数据。该结构的优点是需要的传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单，增减节点也很方便；缺点是网络服务性能的稳定性差，节点数目不宜过多，网络覆盖范围也较小。总线结构主要用于计算机局域网、电信接入网等网络中。FiberHomeTechnologies5．环型网环型网的结构如图1-14所示。该结构中所有节点首尾相连，组成一个环。N个节点的环网需要N条传输链路。环网可以是单向环，也可以是双向环。该网的优点是结构简单，容易实现，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护；缺点是节点数较多时转接时延无法控制，并且环型结构不好扩容，每加入一个节点都要破环。环型结构目前主要用于计算机局域网、光纤接入网、城域网、光传输网等网络中。FiberHomeTechnologies6．树形网树形网的结构如图1-15所示。树形网可以看成是星形网点拓扑扩展。主要用于用户接入网或用户线路网中，主从同步方式的时钟分配网中也采用这种网络。FiberHomeTechnologies1.1.5通信网的业务目前各种网络为用户提供了大量的不同业务，业务的分类并无统一的方式，一般会受到实现技术和运营商经营策略的影响。业务应根据所依赖的技术、业务提供的信息类型、用户的业务量特性、对网络资源的需求特征等方面分类，如图1.6所示。好的业务分类有助于运营商进行网络规划和运营管理(例如对商业用户和个人用户制定不同的价格策略和资源分配策略)。这里我们借鉴传统ITU-T建议的方式，根据信息类型的不同将业务分为四类：话音业务、数据业务、图像业务、视频和多媒体业务。FiberHomeTechnologies1.3通信网的体系与拓扑结构1.3.2通信网的体系结构通信网的网络协议3要素•语法•语义•时序通常采用层次结构模式FiberHomeTechnologies邮政系统的分层协议模型FiberHomeTechnologies通信网体系结构FiberHomeTechnologies图1-5OSI/RM结构示意图FiberHomeTechnologies图1-9OSI与TCP/IP协议分层结构FiberHomeTechnologies图1-9OSI与TCP/IP协议分层结构FiberHomeTechnologies1.4现代通信网的发展趋势目标：基于软交换技术的下一代NGN网络信息融合•1语音•2数据•3图像•4视频技术融合•1数字技术•2IP技术•3光纤技术•4宽带接入技术FiberHomeTechnologies通信网的发展•通信网正在向下一代网络（NGN）的方向发展，下一代网络即泛指一个不同于当代网络体系结构，通常是指以数据为中心的融合网络体系结构。FiberHomeTechnologies1.4本章小结（1）•通信系统的定义、构成及功能（掌握）–6要素，各部分功能•通信网的定义及构成（掌握）–定义，构成3要素•通信网的分类（熟悉）主要了解按业务分类的网络名称。•通信网的结构（掌握）拓扑结构FiberHomeTechnologies本章小结（2）•现代通信网的构成（了解）4大特点（P7）•现代通信网的发展4大发展趋势（掌握）FiberHomeTechnologies预习•电话通信网（P18-31）•提示：该部分内容较难（要有一定的专业基础）。FiberHomeTechnologies提问：•1.通信系统有哪几个部分构成？简述各部分的功能，并能说出有关设备的名称。•2.什么是通信网？通信网有哪几个部分构成？能说出一些通信设备的名称。•3.有哪些业务网？•4.通信网如何分类？•5.通信网组网可以采用哪些拓扑结构？FiberHomeTechnologies•GSM-GlobalSystemforMobileCommunications全球移动通信系统•AMPS-AdvancedMobilePhoneSystem高级移动电话系统•N-AMPS-NarrowbandAMPS窄带高级移动电话系统•D-AMPS-DigitalAMPS数字高级移动电话系统•TACS-TotalAccessCommunicationSystem全向通信系统•JTAC-JapanTotalAccessCommunications日本全向通信系统•NMT-North-EuropeMobileTelephony北欧移动电话•JDC/PDC-Japan/PersonalDigitalCellular日本(个人)数字蜂窝系统•PCS-PesonalCommunicationSystem个人通信系统•IMT-InternationalMobileTelecommunications国际移动通信专用术语FiberHomeTechnologies谢谢！