人民邮电现代通信网课件第一章概述

第一章概述1.1现代通信网基本构成1.2现代通信网的分类1.3现代通信网的主要特点1.4现代通信网的发展1.1现代通信网基本构成从图1.1中我们可以看到，一个通信系统主要包括：信源、变换器、信道、噪声源、反变换器和信宿等六部分。一、信源信源是指发出信息的基本设施。在人与人之间进行通信时，信源指的就是直接发出信息的人。信源变换器信道反变换器噪声源信宿图1.1通信系统基本模型示意图二、变换器变换器是将信源发出的信息按一定的目的进行变换的设备。通过变换器的变换，信源发出的信息被变换成适合在信道上传输的信息。三、信道信道是信息传输介质的总称。如前所述，不同的信源形式所对应的变换处理方式不同，与之对应的信道形式也会不同。通常的情况下，信道的划分标准有两种方式。其一，信道按传输介质的不同可分为无线信道和有线信道。其二，信道按传输信号形式的不同可分为模拟信道和数字信道。四、反变换器反变换器的工作过程是变换器的逆工作过程。五、信宿信宿是信息传输的终点，也就是信息的接收者。六、噪声源噪声源并不是人为实现的实体，但在实际通信过程中又是实际存在的。通信的基本形式是在信源和信宿之间建立一个传输（包括信息转移）信息的通道，即传输信道。1.2现代通信网的分类现代通信网从各个不同的角度出发，可有各种不同的分类。常见的有：（1）按通信的业务类型进行分类：电话通信网、电报通信网、电视网、数据通信网、计算机通信网（局域网、城域网和广域网）、多媒体通信网和综合业务数字网等。（2）按通信的传输手段进行分类：长波通信网、载波通信网、光纤通信网、无线电通信网、卫星通信网、微波接力网和散射通信网等。（3）按通信服务的区域进行分类：农话通信网、市话通信网、长话通信网和国际通信网或局域网、城域网和广域网等。（4）按通信服务的对象进行分类：公用通信网、专用通信网等。（5）按通信传输处理信号的形式分：模拟通信网和数字通信网等。（6）按通信的活动方式分：固定通信网和移动通信网等。1.3现代通信网的主要特点一、使用方便功能强大的通信终端可为用户提供方便的使用条件。二、安全可靠现代通信网是社会的神经系统，已成为社会活动的主要机能之一，人们迫切希望现代通信网传递信息安全、可靠。三、灵活多样在现代通信网络中，双方既可以进行文字的交流，也可以交换和共享数据信息；既可以进行真诚的语音交流，也可以进行富有感情色彩的多媒体信息交流。四、覆盖范围广“海内存知己，天涯若比邻”，现代通信网拉近了人与人之间的距离。1.4现代通信网的发展目前的通信网还存在许多问题，如容量有限、转移效率不高等。最重要的问题是：现有各种通信网在技术上过于个性化，即为保障实时通信，通信网采用了电路交换技术，因而不能充分有效地利用传输资源；为适应非实时数据通信，计算机通信网采用分组交换，这样又不能有效支持实时通信的要求；为适应电视点对面的广播性质，采用了单向传输技术，这又不利于实现互动和交互的双向通信。一、现代通信网的发展过程现代通信网的发展过程，大体可分为以下四个阶段。1．第一阶段现代通信网发展的第一阶段是19世纪中叶至20世纪40年代。从有线通信的角度来看，1844年有线电报的发明人莫尔斯（SamuelMorse）亲自从华盛顿向他的大学发出第一份电报；1854年美国军队在克里米亚战争中，建立了从司令部到下属部队的电报通信网；美国在内战中，联邦政府共架设了2.4万公里的电报线。2．第二阶段现代通信网发展的第二阶段是在20世纪50～70年代。晶体管、半导体集成电路和计算机等技术的发展，为通信网的发展起到了关键作用。3．第三阶段现代通信网发展的第三阶段大致在20世纪的70～80年代。1970年一根涂有二氧化硅的光导纤维的传输损耗达到了20dB/km，而1959年激光的发明导致光通信技术的起步。4．第四阶段现代通信网发展的第四阶段开始于20世纪80年代中期。1972年原CCITT（现为ITU-T）在G.703建议中初步定义了综合业务数字网（ISDN）的概念，1984年通过了ISDN的I系列建议，被称为ISDN发展的第一个里程碑。二、现代通信网的发展趋势1．网络业务数据化100多年来，通信网的主要业务一直是电话业务，因而通信网一般称为电话通信网。传统的电话网设计都是以恒定对称的话务量为对象的，网络呈资本密集型，通信网容量与话务容量高度一致，业务和网络均呈稳定低速增长。2．网络信道光纤化鉴于光纤的巨大带宽、小重量、低成本和易维护等一系列优点，从20世纪80年代中期以来，通信网的光纤化一直是包括中国在内的世界各国通信网发展的主要趋势之一。3．网络容量宽带化随着数据业务量特别是IP业务量的飞速增长，主要有下面三大类应用对以电话业务量为主的传统通信网形成越来越大的压力：（1）大量低延时数据业务应用（诸如Web浏览、LAN）需要高带宽。（2）本身带宽窄，但通信量极大的业务应用（诸如电话、E-mail）也需要很高的网络带宽。（3）固有的宽带应用（诸如图像、文件备用）更需要高带宽。从核心网看，这几年SDH已成燎原之势，全世界已敷设了大约80万个独立网，其速率已高达10Gbit/s。从长远看，仅有波分复用链路而不消除节点“电瓶颈”是无法真正实现通信网络容量宽带化的。从接入网看，各种宽带接入技术争奇斗妍。ADSL和HFC的下行速率分别可达6Mbit/s（独占）和10Mbit/s（共享），而窄带PON（无源光网络）系统每户可获得2Mbit/s带宽，以ATM为基础的宽带PON（APON）的下行速率和上行速率分别可达622Mbit/s和155Mbit/s。从现代通信网处理的具体业务上来看，随着信息技术的发展，用户对宽带新业务的需求开始迅速增加。光纤传输、计算机和高速数字信号处理器件等关键技术的进展，使宽带综合业务数字网（B-ISDN）的实现成为可能。B-ISDN以灵活的速率为用户提供所希望的几乎所有业务，如高分辨率电视、音乐、可视电话、电视会议、视频图像、语音、电子函件、信息检索、远程教育和商务、高速数据传输、局域网互连等。4．网络接入无线化100多年来，无论是核心网，还是接入网，通信网基本上是有线通信业务的一统天下。只有在一些特殊的时期和特殊的地区，无线才有过短暂的辉煌。5．网络传输分组化具有100年历史的电路交换技术尽管有其不可磨灭的历史功勋和内在的高质量、严管理优势，但其基本设计思想是以恒定对称的话务量为中心，采用了复杂的分等级时分复用方法，语音编码和交换速率为64kbit/s。分组化通信网具有传统电路交换通信网所无法具备的优势。所谓分组化趋势目前主要是指IP化。三、未来通信网管理新技术及其发展近几年来，通信技术获得了迅猛的发展，通信网正向智能化、个人化、标准化发展，通信体制正由模拟网向全数字网发展，通信业务由单一的电话网向综合业务数字网（ISDN）方向发展。1．网络管理综合化现有的通信网一般是由许多独立管理的专用网和公用交换网互连组成的。它们大多采用各自的管理协议，互不兼容，这样导致了即使是在一个通信网中也有多个不同管理功能和服务设施与通信网管理系统的共存。2．网络管理智能化现代通信网已经发展到使网络的维护和操作相当复杂的程度。本地中心受控于远地的监控中心，维护工作需要预先安排。网络维护对操作人员提出了更高的要求：要会使用多种设备或网络实体；能够在隔离故障的同时协调多种资源的运作状态；拷贝大量的网络管理数据；识别各种事件的优先级，并快速反应；与其他操作员或维护机构协作等。对未来的网络管理来说，人工智能在现代通信网中的应用可以分成四类：（1）在网络规划和设计（包括网络配置）中用在线分析、实时交互式专家系统可支持网络配置的动态修改和网络操作中的故障检测、故障诊断和路由选择。（2）诊断专家系统用于解释网络运行中差错信息、诊断故障，并提供处理建议。（3）有人工智能的支持，将能实现用户可剪裁的服务特性，必要时可以轻松地重构服务配置。（4）开发环境中的人工智能可以提高网络管理软件的质量。3．网络管理的标准化在选用通信网络设备时，应考虑它具有开放性，设备可以和其它设备兼容，并与其他用户连通。