第1章 现代通信网概述

信息通信基础周户星博士讲师[e-mail]13844024342TransportationCollegeJLU信息通信基础2课程介绍•物流工程专业选修课•教材《现代通信网技术》，许辉王永添陈多芳编著清华大学出版社，2004TransportationCollegeJLU信息通信基础3课程内容•1、总体介绍•2、数字程控交换系统•3、移动通信系统TransportationCollegeJLU信息通信基础4第1章现代通信网概述TransportationCollegeJLU信息通信基础5人类进行通信的历史已很悠久。早在远古时期，人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。TransportationCollegeJLU信息通信基础6千百年来，人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息，古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子。现在还有一些国家的个别原始部落，仍然保留着诸如击鼓鸣号这样古老的通信方式。TransportationCollegeJLU信息通信基础7在现代社会中，交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉。TransportationCollegeJLU信息通信基础819世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的巨大变革，实现了利用金属导线来传递信息，甚至通过电磁波来进行无线通信，使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。从此，人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式，用电信号作为新的载体，同此带来了一系列技术革新，开始了人类通信的新时代。TransportationCollegeJLU信息通信基础9通信的基本概念•通信的定义•广义上讲，用任何方法，通过任何传输媒质将信息从一个地方传送到另一个地方，均可称为通信。TransportationCollegeJLU信息通信基础10•狭义的讲，人们通过听觉、视觉、嗅觉、触觉等感官，感知现实世界而获取信息，进而传递信息，也就是将带有信息的信号通过某种系统由发送者传送给接受者。这种信息传递过程就是通信。TransportationCollegeJLU信息通信基础11通信系统的组成信源变换器信道反变换器信宿噪声源点对点单向通信系统构成模型TransportationCollegeJLU信息通信基础12•信源：产生各种信息的信息源•变换器：将信息源发出的信息变换成适合在系统中传输的信号•信道：信号的传输媒介•信宿：信息的接受者•噪声源：系统内各种干扰影响的等效结果TransportationCollegeJLU信息通信基础13通信系统的分类从通信业务•单媒体通信系统：电话、传真等•多媒体通信系统：电视、可视通话、会议通话、远程教学等TransportationCollegeJLU信息通信基础14•实时通信系统：电话、电视•非实时通信系统：电报、传真•单向传输系统：广播、电视•交互传输系统：电话、电视点播•窄带通信系统：电话、电报、低速数据•宽带通信系统：远程教学、远程医疗TransportationCollegeJLU信息通信基础15传输媒介•有线通信•无线通信TransportationCollegeJLU信息通信基础16调制方式基带传输系统：未经调制直接传输调制传输系统：先对信号进行调制处理再传输TransportationCollegeJLU信息通信基础17传输形式：•模拟通信系统•数字通信系统TransportationCollegeJLU信息通信基础18通信网的基本组网结构TransportationCollegeJLU信息通信基础19TransportationCollegeJLU信息通信基础20TransportationCollegeJLU信息通信基础21TransportationCollegeJLU信息通信基础22通信网的发展和趋势TransportationCollegeJLU信息通信基础23•1838年摩尔斯发明有线电报•1864年Maxwell提出电磁辐射方程•1876年Bell发明电话•1896年马可尼发明无线电报•1906年发明真空管•1918年调幅无线电广播、超外差接收机问世•1936年开始调频无线电广播•1937年脉冲编码调制•1938年电视广播开播TransportationCollegeJLU信息通信基础24•1948年发明晶体管；Shannon发表信息论•1950年时分多路通信应用于电话•1956年敷设了越洋电缆•1958年发射第一颗通信卫星•1961年发明集成电路•1960-70年数字传输的理论与技术迅速发展；出现高速数字电子计算机•1970-80年大规模集成电路、商用卫星通信、程控数字交换机、光纤通信系统、微处理机等迅速发展•1980以后光纤通信应用、综合业务数字网崛起等TransportationCollegeJLU信息通信基础25通信网技术的发展历程•60年代计算机化•70年代数字化，分组交换网的出现•80年代业务综合化—ISDNTransportationCollegeJLU信息通信基础26•90年代宽带化（光纤传输，Gb/s交换）智能化（IN，TMN，TINA）个人化（GSM，CDMA，第三代移动通信）开放性，标准化TransportationCollegeJLU信息通信基础27通信网的发展方向•高度信息化的社会是从高度发展的信息技术而来的•20世纪末美国政府提出的国家信息基础结构计划引发了全球性信息基础结构和信息高速公路建设的热潮TransportationCollegeJLU信息通信基础28•信息高速公路（InformationHighway）•狭义理解——基于交互宽带网络的信息基础设施•广义理解——海量的数字信息通过多个通道、多种终端进行传送和接受的体系TransportationCollegeJLU信息通信基础29•主要目标•在企业、研究机构和大学之间进行计算机信息交换；•通过药品的通信销售和X光照片图像的传送，提高以医疗诊断为代表的医疗服务水平；•使在第一线的研究人员的讲演和学校里的授课发展成为计算机辅助教学；•广泛提供地震，火灾等的灾害信息；•实现电子出版，电子图书馆，家庭影院，在家购物等；•带动信息产业的发展，产生巨大的经济效应，增强国际实力，提高综合国力TransportationCollegeJLU信息通信基础30信息高速公路四个基本要素•信息高速通道•信息资源•信息处理与控制•信息服务对象TransportationCollegeJLU信息通信基础31•现代化通信网根据社会的需求，将现代通信技术、计算机技术、控制技术和数字信号处理技术等多种结合，朝数字化、综合化、融合化、宽带化、智能化、个人化方向发展TransportationCollegeJLU信息通信基础32•数字化——其他“五化”的基础•综合化——通信业务统一合并到一个网络进行传输、交换和处理控制，资源共享•融合化——电信网、计算机网、广播电视网“三网合一”TransportationCollegeJLU信息通信基础33世界网络业务的数据化趋势网络业务量数据年增40%电话年增10%电话业务将逐渐由主角成为配角！19982008TransportationCollegeJLU信息通信基础34第2章数字程控交换系统TransportationCollegeJLU信息通信基础352.数字程控交换系统6.卫星通信系统3.移动通信系统5.数字微波通信系统4.数据通信系统1.现代通信网概述TransportationCollegeJLU信息通信基础36电话交换技术的发展电话网概述数字程控交换机数字交换网络中继接口信令系统智能网网同步电话交换网的组成与结构电话网路由选择TransportationCollegeJLU信息通信基础37•电话交换技术的发展•贝尔发明电话之初，电话通信只能在固定的两部电话机之间进行TransportationCollegeJLU信息通信基础38为保证任意两个用户间都能通话，最简单的办法就是每两个用户用一对线路连起来。那么，如果有n个用户需要连接，所用线路数为n(n-1)/2对。且每个用户家里要安装n-1对线。解决方法之一就是在任意两部电话机间铺设电话线原始的电话网模型TransportationCollegeJLU信息通信基础39•解决方法之二•建立电话交换站——人工转接台TransportationCollegeJLU信息通信基础40引入交换局后的电话网模型在用户分布的密集中心，部署交换局，这好比是一个开关接点，平时是打开的，当任意两个用户之间需要通话时，交换局就把连接两个用户的电话线接通。也就是说交换局可根据发话者的要求，完成与另外一个用户之间交换信息的任务TransportationCollegeJLU信息通信基础41•1.电话交换机的发展概况•1837年发明了电报，它是以数字信号的形式传递信息。•1876年贝尔发明了电话，它是将语音变成模拟的电信号进行传输，从而实现了双方在两地之间的对话。随着电话用户的增加，为了使任意两个用户间都能进行通话，就发明了交换机。•1878年出现了磁石式人工电话交换机。•1891年开始采用共电式电话交换机。•1892年史端乔发明了步进制交换机.•1919年出现了纵横制交换机。TransportationCollegeJLU信息通信基础42•1965年美国研制和开通了第一部空分程控交换机，•1970年法国开通了第一部程控数字交换机，使交换技术的发展进入了更高的阶段。•90年代：我国自行研究并生产了HJD-04，ZXJ10，C&C08交换机。TransportationCollegeJLU信息通信基础43电话交换网的组成及结构•电话网的组成•主要包括•数字程控交换机•传输链路设备•终端设备TransportationCollegeJLU信息通信基础44长途网的等级结构TransportationCollegeJLU信息通信基础45本地网的网络结构TransportationCollegeJLU信息通信基础46长途两级网的等级结构TransportationCollegeJLU信息通信基础47电话网路由选择•路由的概念——源节点和目的节点的一组不同路径。•路径是由连接源交换节点和目的交换节点的一系列链路组成的；链路是两个交换节点间的一条直接电路或电路群TransportationCollegeJLU信息通信基础48•电话网的路由——当进行通话的两个用户不属于同一个交换局，而用户有呼叫请求时，在交换局之间为其建立的一条传送信息的通道TransportationCollegeJLU信息通信基础49•路由的分类•按路由选择分•按所连接交换中心地位分•按呼损分TransportationCollegeJLU信息通信基础50•数字程控交换机–是电话交换网的核心设备,其主要功能是完成用户之间的话音接续。•数字程控交换机硬件结构–话路子系统–控制子系统•数字程控交换机的软件结构–程序–数据内容回顾TransportationCollegeJLU信息通信基础51数字程控交换机的硬件结构TransportationCollegeJLU信息通信基础52（1）馈电TransportationCollegeJLU信息通信基础53（2）过压保护TransportationCollegeJLU信息通信基础54（3）振铃控制TransportationCollegeJLU信息通信基础55（4）监视TransportationCollegeJLU信息通信基础56（5）编译码和滤波（6）2/4转换（混合电路）编译码是两个相反方向上的转换TransportationCollegeJLU信息通信基础57（7）测试TransportationCollegeJLU信息通信基础58小结TransportationCollegeJLU信息通信基础59谢谢！