第一章认识通信

第1章认识通信本章内容：–通信的基本概念–电信技术的发展–通信网络介绍–电信业务分类本章重点：电信的定义信号、信息和信息量的概念简单通信系统模型通信网络的分类电信业务分类1.1通信的基本概念通俗的讲通信就是人们在日常生活中相互之间传递信息的过程。通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒质进行的信息交流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另一方。通信是信息或其表示方式(表示媒体)的时/空转移。1.1.1什么是通信通信是人—人、人—机器、机器—机器之间进行信息的传递与交换。媒体的分类–感觉媒体：声音、文本–表示媒体：编码–表现媒体：显示器–存储媒体：数字化–传输媒体：传输介质1.信息和信息量关于人或事物情况的报道称为消息消息中有意义的内容称为信息。信息可理解为消息中的不确定部分，只有消息中不确定的内容才构成信息。信息量就是对消息中这种不确定性的度量可能性愈小，其信息愈多；可能性愈大，其信息愈少I=log21/p(bit)信息的表现形式有：数据、文本、声音、图像，这四种形态可以相互转化。烽火点亮表示敌人来犯烽火未点表示平安无事光通信古老的信息传递方式东南西北两个比特表示四个信息区分敌人的进攻方向可以传送２个消息可以传送４个消息可以传送８个消息可以传送１６个消息（０００００１０１０１０００１１１０１１１０１１１）（０００１１０１１）[phone]n比特可表示的信息数为2n2.信号信号是运载消息的工具，信息的物理载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。–古代人利用点燃烽火台而产生的滚滚狼烟，向远方军队传递敌人入侵的消息，这属于光信号；–当我们说话时，声波传递到他人的耳朵，使他人了解我们的意图，这属于声信号；–遨游太空的各种无线电波、四通八达的电话网中的电流等，都可以用来向远方表达各种消息，这属电信号。在通信系统中信号以电（或光）的形式进行处理和传输，电信号最常用的形式是电流信号或电压信号。消息、信息与信号消息话音、文字、数据、图形等具体形式信息–消息中不确定的部分信号–信息的物理载体3.信号类型模拟信号–如果信号的幅度随时间作连续的、随机的变化，称为模拟信号。话音信号就属于模拟信号。数字信号–如果信号的幅度随时间的变化只具有离散的、有限的状态，称为数字信号。模拟信号数字信号4.电信的定义国际电信联盟ITU对电信的定义：–利用导线、无线电、光学或其他电磁系统进行的，对于符号、信号、文字、图像、声音或任何性质信息的传输、发送或接收。–包括电报、电话等传统电信媒体，也包括光纤通信、数据通信、卫星通信等现代电信媒体。5.国际电信联盟国际电信联盟(InternationalTelecommunicationUnion--ITU)–是联合国的一个专门机构，下设无线电通信部、标准化部、发展部和电信展览部。–1865年5月17日成立的国际电报联盟，1934年改名为国际电信联盟，简称国际电联。–1969年5月17日，决定5月17日定为“世界电信日”。–中国于1920年加入ITU。国际电信联盟1865年5月17日，法、德、俄、意、奥等20个欧洲国家的代表在巴黎签订了《国际电报公约》，国际电报联盟（InternationalTelegraphUnion，ITU）也宣告成立。1932年，70多个国家的代表在西班牙马德里召开会议，将《国际电报公约》与《国际无线电报公约》合并，制定《国际电信公约》，并决定自1934年1月1日起正式改称为“国际电信联盟”（InternationalTelecommunicationUnion）。1.1.2简单通信系统模型信源发送设备信道接收设备信宿噪声源发送端接收端信源：产生信息的人或机器发送设备：将信源产生的信息变换成利于信道传输的信号信道：传输载体，包括电缆，光缆，无线电波等接收设备：将接收的信号转换为信宿可以识别的信息形式信宿：接收信息的人或机器噪声：客观存在的干扰1.1.3模拟通信系统信息源调制器信道解调器受信者噪声源发送端两次变换：–：发送端的连续消息变成原始电信号–：原始电信号经调制解调器变换成适合信道传输的信号接收端两次反变换模拟通信系统传输连续的模拟信号，系统的抗干扰能力较弱且不适于长距离信号传输。①②①②1.1.4数字通信系统通过再生中继消除噪声积累，实现远距离高质量传输；数字通信设备向着集成化、智能化、微型化、低功耗和低成本化发展。1.2电信技术的发展电信技术发展史电信的发展趋势我国电信的现状与发展趋势1.2.1电信技术发展史重要事件时间主要贡献者电报技术1837莫尔斯电话技术1876贝尔无线电通信技术（微波、卫星通信）1896马可尼、波波夫数据传输理论1928奈奎斯特时分复用技术(PCM)1930里夫斯数字通信理论(信噪比-传输速率)1948香农蜂窝移动通信系统1978贝尔实验室光纤通信1966高锟1、电报技术–1837年，莫尔斯人工电报诞生，1858年，惠司登发明快速自动电报机，目前这种技术已逐渐淡出。2、电话技术–1876年，美国科学家贝尔发明了电话机。1878年，在美国设立了最早的商用电话机，开通了20个用户的市内交换所，使用磁石交换机。1880年，美国许多城市间架设电话线，开通了长途电话。1882年，发明了共电式交换机。1888年，发明了共电式电话机。1891年，美国人史端乔设计出第一部步进制自动交换机。1919年，发明了纵横制交换机。1965年，开通了程控电话交换机。1970年，法国开通了程控数字电话交换机。1876年发明电话的是贝尔(1847—1922)，当时他还不到30岁。他还制造了助听器，改进了留声机，他一生获得30项发明专利。贝尔磁石式电话机磁石式电话交换机共电式电话机共电式电话交换机3．复用技术–1930年，出现了多路复用技术，可在一根同轴线上，同时传送成千上万个话路信号。1937年，英国人里夫斯发明了脉冲编码调制（PCM）技术，它是将模拟信号变换成数字信号进行传输的一种调制方式，用它可实现按时间分割的多路复用。4．数据通信–1928年奈奎斯特提出数据传输理论，我国已先后建成了公用分组交换数据网（PSPDN）、帧中继网（FRN）、数字数据网（DDN）、ATM（异步传输模式）网等。而IP网络以其开放性、简单性、灵活性、扩展性和丰富多彩的网上应用，逐渐取代其他各种数据通信网。5．无线电通信技术–1927年，美国和英国之间开通了商用无线电话通信。1947年，美国在纽约、波士顿间建立了宽带模拟微波中继系统。20世纪70年代后期，数字微波通信系统投入使用。1957年10月4日，苏联发射了人造地球卫星。1960年，美国发射了“回声一号”卫星，利用人造天体进行通信。1965年，世界上第一颗商业同步卫星“晨鸟”升空，标志着卫星通信进入实用阶段。6．移动通信技术–第一代是公众蜂窝式模拟移动通信，已淘汰出局。–第二代是公众数字蜂窝移动电话系统，有全球通（GSM）和码分多址（CDMA）两种制式，主要提供语音业务，数据业务的速率较低。–第三代移动通信都采用了CDMA技术，能全球无缝覆盖，全球漫游，并可提供各种宽带信息业务，具有多媒体功能，可满足个人通信化要求。–第四代或超四代移动通信系统，可以提供比第三代移动通信更高的数据传输速率。1920年,美国匹兹堡建立了第一座面向公众的无线广播电台7．光纤通信技术–光纤通信是利用光导纤维（简称光纤）传送信息的光波通信技术，1960年，美国休斯公司发明了世界第一个红宝石激光器，1970年，美国康宁公司研制出低损耗光纤。–1977年世界上第一个光纤通信系统在芝加哥投入运行，目前光纤通信已成为现代传输网的主体。我国近年来光纤通信已得到了快速发展，目前光缆长度累计近几千万公里。我国已不再敷设同轴电缆，新的工程将全部采用光纤通信技术。1.2.2电信的发展趋势普及化：各种不同阶层的人都能用得上、用得起多媒体化：提供声、像、图、文并茂的交互式通信与信息服务多样化：适应社会各界、千姿百态的大量应用个性化：按个人意愿向用户提供“随时随地随意”的服务全球化：提供全球性的服务1.2.3我国电信现状与发展趋势我国电信业的发展我国电信企业改革电信发展趋势1、我国电信业的发展1949～1956年是我国电信恢复发展时期，此间建立了电信管理体制，形成了以北京为中心，沟通各省区市的电信网。1956年后，进入大规模建设时期。1978年十一届三中全会之后，中国电信业有了翻天覆地的发展。–在电话机方面，从最原始的摇把子电话到可视电话，从大哥大到智能手机。–在交换机方面，从原始的纵横制人工交换机到拥有国际先进水平的程控交换机以及软交换机等。–在传输信道方面，从架空明线到对称电缆，再到今天大容量的光缆。–在通信网方面，从固定通信网到移动通信网，从电话通信网到数据通信网，从地面通信网到卫星通信网。–在电信业务方面，从单一的电报、电话业务，到提供多样化、个性化的综合业务和多媒体业务。电信行业经历了从简单的模拟通信到数字通信、数据通信、多媒体通信。电话机的演进大哥大GSM无天线翻盖双频智能手机物联网手机手机的发展2．我国电信企业改革吉通公司成立，与中国电信CHINANET竞争中国联通成立打破移动市场垄断局面20022001199420001999中国电信拆分为中国电信、中国移动、中国卫通邮电部内设电信政务司负责监管职能19931998开放无线寻呼等9项增值业务20082008年3月11日，由信息产业部与国防科工委、国务院信息办等合并成立国家工业和信息化部。形成三个全业务运营商2009中国联通C网开通中国卫通成立铁通公司成立中国电信南北分拆，基础业务领域形成六大运营商竞争格局发放3G发牌2013发放4G发牌建立中央为主的部省两级监管体系中国网络通信有限公司成立成立信息产业部政企分开邮电分营运营商的市场格局中国移动移动话音、数据、IP电话和多媒体业务，并具有Internet国际联网经营权和国际出入口局业务经营权。除提供基本话音业务外，还提供传真、数据、IP电话等多种增值业务；中国联通目前唯一一家全业务运营商，业务范围包括移动电话（包括GSM和CDMA）、长途电话、本地电话、数据通信（包括因特网业务和IP）、电信增值业务、无线寻呼等。中国电信国际各类固定电信网络设施（包括本地无线环路）；基于电信网络的语音、数据、图象及多媒体通信与信息服务等。中国铁通主营固定网业务。固定网本地电话、国内国际长途电话、IP电话、数据传送、互联网、视讯业务等除公众移动业务以外的各项基础和增值电信业务。中国网通国内、国际各类固定电信网络与设施（含无线本地环路）；基于电信网络的语音、数据、图像及多媒体通信与信息服务。中国卫通通信、广播及其他领域的卫星空间段业务；卫星移动通信业务；互联网业务；VSAT通信业务；基于卫星传输技术的话音、数据、多媒体通信业务；地面网络通信业务；3.5G固定无线接入业务；800兆数字集群通信业务；以GPS为主的综合信息业务等；2008年新一轮电信重组方案3．发展趋势（1）三网融合趋势–电信网、互联网和广播电视网三大网络通过技术改造实现相互渗透、相互兼容，提供包括语音、数据和图像等多媒体的通信业务。（2）发展下一代电信网（3）通信改变人类生活方式1.3通信网络介绍通信网——指为分处异地的用户之间传递信息的系统，属于电磁系统的也称电信网。通信网的组成——终端设备、传输设备、交换设备1.3.1通信网的发展电话网数据网模拟网数字网单一业务多媒体业务固定移动由电话时代走向信息时代业务的结构变化–数据超过话音–移动超过固定1.3.2通信网的分类按功能分：业务网信令网同步网管理网按业务类型分：电话网广播电视网数据网三大支撑网按服务范围分：本地网市话网长话网国际网按服务范围分：局域网城域网广域网按传输信号形式分：模拟网数字网按传输媒质分：有线网：双绞线、同轴电缆、光纤无线网：电磁波按运营方式分：公用网专用网1.4电信业务分类2000年国务院颁布的《中华人民共和国电信条例》，对电信业务的分类做出明确