通信技术与通信业发展

网络质量是通信企业生命线通信技术与通信业发展2010年11月-2-目录通信基本概念1通信技术发展简介3通信业发展现状与未来4通信基础知识2-3-通信基本概念通信概念及基本要素1实际通信系统构成3通信系统组成与分类2-4-通信概念及基本要素通信：人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介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在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另一方。通信发展简介：形体时代口语时代文字时代印刷时代现代通信时代（光电通信时代）-5-通信概念及基本要素通信的基本要素：传递主体与受体、信息、传递手段传递主体与受体：人、物——通信工具或终端（人、电话、电视机、收音机、手机、电脑、控制系统等）信息：消息中包含的有意义的内容（声音、文字、图片、图像、控制信号）传递手段：通信方法（烽火、信件、电话、电视、广播、互联网）、通信介质（电缆、光缆、无线电波、中微子等）-6-通信概念及基本要素现代通信发展的目标：任何人、任何地方、任何方式进行任何信息的传递。任何人：大流量、多用户任何地方：远距离、广覆盖任何方式：支持多业务（通话、点播、视频、短信、传真、电报、会议）任何信息：支持多媒体信息（声音、图像、文字）-7-通信系统组成及分类信源发送设备传输介质接收设备信宿干扰通信系统的一般模型-8-通信系统组成及分类通信系统实例图发射设备接收设备(a)有线长途电话系统示意图(b)广播通信系统示意图载波机载波机导线话筒扬声器-9-通信系统组成及分类按业务承载分类：单媒体通信（电话、传真）多媒体通信（可视电话、互联网）按交互方式分类：单工（广播电视、寻呼）、半双工（对讲机）、双工（电话）按用户接入方式分类：有线通信（固定电话、有线宽带）、无线通信（无线电台、移动电话）-10-实际通信系统组成（移动通信系统）技术术语BTS：基站BSC：基站控制器TC：码形变换设备BSS：基站子系统OMC-R：操作与维护中心－无线部分MSC：移动业务交换中心HLR：归属位置寄存器PSTN：公共交换电话网Evolium™BSSMSCOMC-RIPGPRSBackbonePSTNBSCTCBTSBTSMSCHLRGGSNSGSNAlcatel9135MFSA-bisGbAA-termuxMFS用户接入核心交换无线控制传输-11-实际通信系统组成用户接入交换控制用户接入传输传输1.信源转换2.用户标识3.用户接入系统1.不同用户间信息交换2.呼叫控制3.用户识别1.远距离传输2.不同格式信息转换网络管理平台:实现对通信系统各模块运行状态及质量的监控及管理.-12-实际通信系统呼叫流程简介-13-通信基础知识信息量的定义1通信技术简介3频率资源与带宽2-14-信息的定义信息是信息论中的一个术语，常常把消息中有意义的内容称为信息。信息是用来消除随机不定性的东西。信息就是指以声音、语言、文字、图像、动画、气味等方式所表示的实际内容。信息量的大小是以传递消息的可能性为表征。数学定义式为：I=-logPi=-log((ni)/N)bit其中N为事件发生的可能性数量，ni为消息发生的可能性的数量。传递的消息可能性越大，信息量越小，可能性越小，信息量越大。如二进制信息中，事件的可能性有0和1，传递信息所代表只能为其中之一，因此它的信息量为-log(1/2)=1bit,目前为数据通信中定义信息量最低基本单位。而8进制通信中事件可能性为8，则信息量为3bit。-15-信号-16-通信系统信源信道模拟通信信宿信源信宿信道数字通信数据通信信道信源信宿(b)三种通信系统示意图(a)数字通信系统模型-17-频率资源与带宽电信号-现代通信的基础现代通信的特征:以数字信息为源,以光电信号为载体,远距离多用户多业务地传递信息.-18-现代通信概念架构低通取样量化编码复用线路编码数字传输或交换机线路译码去复用译码低通滤波模拟信号A/D数字信号数字信号NRZHDB3HDB3NRZ数字化模型-19-通信技术简介低通取样量化编码复用线路编码数字传输或交换机线路译码去复用译码低通滤波模拟信号A/D数字信号数字信号NRZHDB3HDB3NRZ信源编码：主要目标是将人们需传递的信息转换编码为数字代码。研究如何以最小的编码最真实最保密是反映信息的原貌。声音的CD编码、MP3格式编码，视频的VCD格式、DVD格式编码等。-20-通信技术简介低通取样量化编码复用线路编码数字传输或交换机线路译码去复用译码低通滤波模拟信号A/D数字信号数字信号NRZHDB3HDB3NRZ复用：主要目的是让多个用户共享同一物理资源，研究目标是让有限的资源能容纳更多的用户。如高速公路的容量是由道路宽度、长度和时间决定。-21-通信技术简介（复用与多址）用户1用户2用户3用户1用户2用户3时间频率时间时间频率频率码业务信道在不同频段分配给不同用户如：AMPS、TACS业务信道在不同时间分配给不同用户如：DAMPS、GSM所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道FDMATDMACDMA用户3用户2用户1-22-通信技术简介低通取样量化编码复用线路编码数字传输或交换机线路译码去复用译码低通滤波模拟信号A/D数字信号数字信号NRZHDB3HDB3NRZ线路编码与调制：主要目的是让合成后的通信信息代码适应于不同传输方式的传递，做到既准确又有效利用资源。如光缆、电缆、无线均采用不同的编码和调制方式。类似于汽车、火车、轮船运输采用不同包装。-23-通信技术简介（调制）-24-通信技术简介低通取样量化编码复用线路编码数字传输或交换机线路译码去复用译码低通滤波模拟信号A/D数字信号数字信号NRZHDB3HDB3NRZ交换：主要目的是标识通信双方的身份并完成双方信息的交换。研究目标是大容量快速高效地传递信息。目前最核心技术是存储交换和IP包交换。-25-通信技术发展简介机电时代1IP时代3程控时代2现代通信技术发展简介4-26-通信技术发展简介（用户情况）全球移动、固定、互联网用户数0500001000001500002000002500003000003500004000001998年1999年2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年08-1H移动用户固定用户互联网用户截至2008年6月底，全球移动用户37.2亿户，比2007年底新增4.4亿户，普及率达到55.7%。截至2008年6月底，全球互联网用户达到14.3亿户，比2007年底新增1.1亿户，普及率为21.4%。截止到2008年6月底固定用户累计达到13.8亿户，比2007年底仅新增2417万户，普及率为20.6%。-27-通信技术发展简介机电时代程控时代IP时代市场需求技术发展技术进步市场发展-28-通信技术发展简介（机电时代）19世纪中期——20世纪中期军事需要政治需要欧美经济贸易发展需要电磁现象的发展机电器件的发明无线电波发现电子管、晶体管发明1915年无线电报（莫尔斯代码）1876年贝尔发明电话人工接续（手摇式电话）1891年出现自动步进制交换机（拨盘式电话）1919年纵横制交换机1915年短波无线电话通信产品技术进步市场需求用户接入：采用模拟原始电信号传送。交换：采用人工或机电信号控制接续传输：采用金属导线或无线电波传送内容：话音、文字特点：成本高，容量小、质量差，无法大规模应用。主要用于军事及经济价值高的行业。-29-通信技术发展简介（程控时代）20世纪30年代——20世纪80年代军事需要政治需要全球经济发展及民众交流需要计算机的发明集成电路的发明蜂窝技术发明微波发现1965年程控交换机发明1970年数字程控交换机商用1978年模拟移动电话商用寻呼机问世光缆发明与商用卫星通信商用通信产品技术进步市场需求用户接入：采用电缆或无线，接入端仍为模拟话音交换：采用计算机控制的程控交换机，交换内部实现数字化传输：广泛采用电缆、光缆及微波为传输手段内容：话音、文字特点：成本较高，能满足一定用户需要-30-通信技术发展简介（IP时代）20世纪中末期——至今军事需要政治需要经济全球化、民众生活需要网络IP技术发明个人计算机普及数字语音视频发明标准化组织产生化GSM数字移动电话（2G、3G、4G）视频电话、会议电视互联网移动互联网通信产品技术进步市场需求用户接入：采用多股电缆或无线接入，交换：采用数据包方式的交换技术传输：采用新设备新技术，大幅度提升光缆电缆微波的传输容量内容：复合多媒体业务特点：成本大幅度下降，全面满足用户需要-31-现代通信技术发展简介低运营成本大容量高生命周期-32-现代通信技术发展简介-33-现代通信技术发展简介AMPSTACSNMT其它GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第一代80年代模拟第二代90年代数字第三代IMT-2000UMTSWCDMACDMA2000需求驱动需求驱动模拟技术数字技术语音业务宽带业务TD-SCDMA-34-现代通信技术发展简介•第一代――模拟蜂窝移动通信系统•采用了蜂窝组网技术，以FDMA技术为基础•模拟蜂窝移动通信系统主要有：•（1）北美的AMPS；•（2）北欧的NMT-450/900；•（3）英国的TACS；•其工作频带都在450MHz和900MHz附近，载频间隔在30kHz以下。我国TACS制式：A系统（摩托罗拉网）B系统（爱立信网）•模拟蜂窝通信系统弱点：•存在多种移动通信制式，相互之间不能兼容，无法实现全球漫游；•无法与固网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展；•频率利用率低，无法适应大容量的要求；•安全性能不好，易于被窃听；•这些致命的弱点将妨碍其进一步发展，因此模拟蜂窝移动通信被数字蜂窝移动通信所替代-35-现代通信技术发展简介•第二代――数字移动电话系统•90年代开发出了以数字传输、时分多址和窄带码分多址为主体的移动电话系统，称之为第二代移动电话系统。代表产品分为两类：–TDMA系统–N-CDMA系统特点：数字化、时分多址、话音质量比第一代好，保密性好、可传送数据、能自动漫游等。•第二代移动电话系统的不足之处：无线频率资源紧张，抗干扰抗衰落能力不强，系统容量不能满足需要；频率利用率低，切换容易掉话；不同系统彼此间不能兼容，使用的频率也不一样，全球漫游比较困难。频带太窄，不能提供如高速数据、慢速图像与电视图像等的各种宽带信息业务；-36-现代通信技术发展简介•第三代――IMT-2000第三代移动通信技术（3G，ThirdGeneration）的理论研究、技术开发和标准制定工作起始于80年代中期，国际电信联盟（ITU）将该系统正式命名为国际移动通信2000（IMT-2000,InternationalMobileTelecommunicationsintheyear2000）。欧洲电信标准协会（ETSI）称其为通用移动通信系统（UMTS,UniversalMobileTelecommunicationSystem）。•IMT-2000系统的主要目标和特性有：•具有全球无缝覆盖和漫游能力；高服务质量，提供窄带和宽带多媒体业务；与固定网络各种业务的相互兼容；无缝业务传递；支持系统平滑升级和现有系统的演进；适应多种运行环境；支持多媒体功能及广泛的业务终端等。•业务数据速率：室内运动（2Mbps）步行运动（384kbps）高速运动（144kbps）•根据带宽要求实现可变比特速率信息传递；•一个连接中可同时支持具有不同QoS要求的业务；•满足不同业务的延时要求。-37-现代通信技术发展简介•三种主流技术比较技术名称WCDMAcdma2000空中接口WCDMACDMA2000,兼容IS95双工方式FDDFDD频带宽度5M1.25M×n(n=1,3,6)码片速率3.84Mc/s(1.2288×n)Mc/s同步要求同步/异步GPS同步继承基础GSM窄带CDMA采用地区欧洲、日本北美、韩国商用试验20012000核心网G