当前位置：文档之家 › 现代通信网概论(杨武军)1章

现代通信网概论(杨武军)1章

  • 格式：ppt
  • 大小：882.00 KB
  • 文档页数：149

下载文档原格式

  / 149

合集下载

现代通信系统概论

现代通信系统概论

编 码 器
调 制 器
信道
噪声源
解 调 器
译 码 器
解 密 器
信 宿
同步
图1-3 数字频带通信系统的模型
数字频带传输通信系统的模型
2024/6/26
2021
8
2. 数字基带传输通信系统
基带
信
信号
源
形成
器
信道
接收 滤波
器
抽 样 判 决
信 宿
噪声源
cp
图1-4 数字基带传输系统模型
数字基带传输系统模型
基带信号形成器：包括编码器、加密器以及波形 变换等；
发
接
发
接
送
收
送
收
设
设
设
设
备
备
备
备
(a)串序传输
(b)并序传输
图1-7 串序和并序传输方式
2024/6/26
2021
14
3. 按通信网络形式分 通信的网络形式通常可分为三种：两点间直通方
式、分支方式和交换方式，
终端A (a)
转接站
终端B
终端 终端 终端 ... 终端
A
B
C
N
(b)
终端A 终端B 终端C
第一章 现代通信系统概论
1.1 通信的定义 1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统分类及通信方式 1.4 通信系统的主要性能指标
2024/6/26
2021
1
课程描述
导航、遥控遥测等军用尖端技术和包括数字电话、广 播电视、综合信息网、多媒体宽带网等现代民用技术。
通信在过去分为模拟通信和数字通信两个方面来研究。 目前，随着数字技术和计算机技术日新月异的发展，数 字通信方式在许多领域已逐步取带模拟通信方式，成为 通信的主流，也成为我们研究的重点。

第1章 现代通信概论.

第1章 现代通信概论.

短波
3 MHz～30MHz
30 MHz～ 300MHz 300MHz以上
10m～100m
超短波
1 m～10m
微波
1m以下
地球的表面是一个球面，绕地球表面进行传播的
电波称地表面波，中波以下频段的电波主要以地表面
波形式传播。 电波发送端与接收端在视距范围内直接传播的方 式称为直射波，超短波以上波段的电波主要以直射波 为主。受地表面曲率的影响，直射波的传播范围一般
2．无线信道
无线信道是利用电波传输信号。电波是一 种在空间传播的物质，是全世界共同拥有的资源 和财产。电波是指频率在3GHz以下的电磁波，电 磁波包括电波、红外线、可见光、紫外线、X射 线和 射线等，它们都是以光速3×108m/s传播 的，人们根据电波的波长对它进行命名，如图 1.4所示。
图1.4 电波的名称
线路种类
构造
特征
主要用途
双绞线
便宜、构造简 单，传输频带宽， 有漏话现象，容 易混入杂音 价格稍高，传 输频带宽，漏话 感应少，分支、 接头容易 低损耗，频带 宽，重量轻，直 径小，无感应， 无漏话
电话用户线 配 电 缆 高速LAN
光纤
国际间主干线 国内城市间主 干线 高速LAN
二、通信系统的分类
1．以传输信号分 根据信道传输信号的差异，通信系统的分类如图1.9所示。
模拟基带传输系统
模拟通信系统 模拟调制传输系统 通信系统 数字基带传输系统 数字通信系统 数字调制传输系统
图1.9 通信系统的分类
利用模拟基带信号传递信息的系统称模拟基带传输系统， 如麦克风和放大器之间的信息传输。 利用模拟频带信号传递信息的系统称模拟调制传输系统， 如电视、广播等系统。 利用数字基带信号传递信息的系统称数字基带传输系统， 如计算机和周边设备（打印机等）之间的信息传输。

现代通信技术完整版151页

现代通信技术完整版151页
36
➢ 减小噪声功率N (或减小噪声功率谱密度n0)可以增加信道容 量，若噪声功率趋于零(或噪声功率谱密度趋于零)，则信道容 量趋于无穷大，即
S lN i m 0ClN i m 0Blog2(1N)
➢ 增大信道带宽B可以增加信道容量，但不能使信道容量无限 制增大。信道带宽B趋于无穷大时，信道容量的极限值为
n(t)的均值为零，方差为σn2，其一维概率密度函数为
pn
1
2n
exp(2n2n2)
B(Hz)的输入信号，按照理想情况的抽样
速率2B对信号和噪声进行抽样，将连续信号变为离散信号。
此时连续信道的信道容量为
C=maxI(X,Y)RB=max［H(X)-H(X/Y)］·2B =max［H(Y)-H(Y/X)］·2B
已调信号(载波一般为正弦信号)的参数状态数 无限。
18
3. 模拟信号与数字信号
数字信号 基带信号的瞬时值状态数有限。如电报机等
输出的信号。 已调信号的参数状态数有限。
19
正弦: AM: FM: PM:
二进制代码
1
0
二进制基带信号
t
2ASK
t
2FSK
t
2PSK
t
图1-6 模拟信号与数字信号
20
C=2B[1+plog2p+(1-p)log2(1-p)]
（2）连续信道的信道容量
(bit/s)
香农公式
带宽限制在B(Hz)的连续信道，其输入信号为x(t)，信道加性 高斯白噪声为n(t)，则信道输出为
32
y(t)=x(t)+n(t)
式中，输入信号x(t)的功率为S；信道噪声n(t)的功率为N，
上式就是著名的香农(Shannon)信道容量公式，简称 香农公式。

现代通信理论与技术P9系统分析与设计XXXX.pdf

现代通信理论与技术P9系统分析与设计XXXX.pdf

Pe
1 2
P(0 s1 ) P(1 s0 )
=
1 2
erfc
A 2σ
1 2
e
rfc
γ 2
2015/12/9
26
相干FSK系统的误码率
因为FSK信号的平均功率为
S
=
1 2
A2 cos2ωc1t A2 cos2ωc0t
A2 2
噪声功率为σ2，所以平均功率信噪比为
γ
A2 2σ 2
相干FSK系统的误码率：
通信系统的性能指标； 数字载波通信系统的抗噪声性能分析； 数字通信系统的通信链路分析； 数字通信系统设计。
2015/12/9
5
9.1 通信系统的主要性能指标 （Performance Measurements of
Communication Systems）
2015/12/9
6
通信的任务是传递信息，传输信息的有效 性和可靠性是通信系统最主要的性能指标。
2015/12/9
13
误码率的计算:
发 送 端 用 s1(t) 传 送 码 元“1”时，r(t)的条 件概 率密度函数和误码率分别 为：
p(r s1 )
1
(r-A)2
e 2 2
2
V
P(0 s1 ) p(r s1 )dr
发送端用s0(t)传送码元“0”时， r(t)的条件概率 密度函数和误码率分别为：
A
cos
0
c
t
0 t Tb , 以概率1 P传送码元“1”时 0 t Tb , 以概率P传送码元“0”时
带通滤波器让有用信号完整地通过，最大限度地 抑制输入噪声，其输出为
ri (t ) = s ASK (t ) + ni (t )

现代通信技术概论-完整版

现代通信技术概论-完整版

区分敌人的进攻方向
东
南
两个比特表示四个信息
西
北
n比特可表示的信息数为2n
可以传送２个消息
（０ １）
２1
可以传送４个消息
（００ ０１ １０ １１）
２2
２3
１０１ １１０ １１１）
可以传送８个消息
（０００ ００１ ０１０ １００ ０１１
可以传送１６个消息
２4
（3）ITU对电信的定义
国际电信联盟 (International Telecommunication Union -- ITU)
– 数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)
• ADSL上网的速率: 上行：0.54Mbit/s 下载： 8Mbit/s • 以太网上网的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌 面
宽带：2Mbit/s 作为划分点
1.2 电信技术的发展
电信技术的发展简史 我国电信的现状 电信的发展趋势
87第5章 移动通信 885.1 移动通信概述 885.1.1 什么是移动通信 895.1.2 无线通信系统的组成 895.1.3 移动通信的特点 915.1.4 移动通信的工作方式 925.1.5 移动通信中的多址方式 935.1.6 移动通信服务区体制 965.1.7 我国蜂窝移动通信系统的频率分配 985.2 GSM移动通信系统 995.2.1 GSM网络系统的组成 1015.2.2 GSM的网络结构 1035.2.3 移动电话的编号方式 1055.2.4 数字移动台的构成 1075.2.5 GSM无线接口信令 1105.3 CDMA移动通信系统 1115.3.1 码分多址技术的基本原理 1135.3.2 扩频通信的基本原理 1145.3.3 码分多址直接序列扩频通信系统 1165.3.4 CDMA系统的主要优势 1175.4 第三代移动通信系统 1175.4.1 3G发展概述 1185.4.2 3G标准 1195.4.3 3G标准比较 1205.4.4 3G通信业务应用 1215.5 其他移动通信系统简介 1215.5.1 无线寻呼系统 1215.5.2 集群调度系统 1225.5.3 小灵通系统简介 1235.5.4 大灵通系统简介 1245.6 实做项目及教学情境 124小结 126思考题与练习题

现代通信概论第一章

现代通信概论第一章

1.1 通信的基本概念
图中的“1”和“0”可对应电流开启或关闭两种状态或其 他能表示两种状态的电压取值（如正负电压两种取值）， 分别称为“1”码或“0”码， 由于每个码都有一定的持续时间Ts，因此每个码又称为数 字脉冲或码元。
1.1 通信的基本概念
数字信号的特点: 波形从时间和幅度上都是离散的（取值是有限个）、不 连续的。 数字信号将待传递的信息包含在码元的不同组合之中。 对数字信号来讲，信号的数据率越高，信号的带宽 也就越宽。
1.1 通信的基本概念
（2）接收设备 对接收信号进行与发送设备相反的变换处理，如解调、 译码、转换等，以便恢复出消息供受信者接收。 尽可能的抑制干扰，使所恢复的信号尽可能准确。
1.1 通信的基本概念
3. 信道(channel) 信号传输媒介的总称。 （1）信道的带宽： 信道容许通过的最高与最低信号频率之差。 若要求信道无失真地传输信号，则要求 信道带宽B′> 信号的带宽B。
幅度
Hale Waihona Puke 0时间1.1 通信的基本概念 （2）数字信号 幅度取值离散的信号。电报是用数字信号传递信息的 最简单的方式。
1.1 通信的基本概念
早期的莫尔斯电报， 其电报信号是用“点”和“划”组成的电码（叫做莫 尔斯电码）来代表文字和数字。 如果用“1”代表有电流、 “0”代表无电流，那么“点 ”就是1、0，“划”就是1、1、1、0。 莫尔斯电码是用一点一划代表A，用一划三点代表B， 所以A就是101110，B就是1110101010。 如现在要拍发一份电报，含有“中国”两字，用“0022” 代表中。
1.1 通信的基本概念
四、通信系统的主要性能指标 性能指标 衡量系统的质量优劣的标准。 通信系统的性能指标涉及其有效性、可靠性、适应性 、标准性、经济性及维护使用等等， 从研究消息的传输来说，通信的有效性与可靠性将是 衡量通信系统性能的主要的指标。 有效性：指给定信道内传送信息的能力。 可靠性：指系统接收端恢复信息的准确度。

通信概论1章--通信概述.ppt

通信概论1章--通信概述.ppt

2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
33
1.2.1 通信网的构成 1.2.2 通信网的分类 1.2.3 通信网的基本结构 1.2.4 通信网的质量要求 1.2.5 通信网络的发展历史及动向
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
34
1.2.1 通信网的组成（1/5）
构成通信网的基本要素： 终端设备、传输链路、交换设备。
17
1.1.4 通信系统的分类（5/7）
数字通信
❖ 数字通信系统框图
加入用于差错检测和控制
的监督码，以提高数字
传输系统的可靠性。
模拟信号
信 信源 源 编码
信道信 编码源
调 制 器
信道
解 调 器
信道 宿译码
信源 信 译码 宿
经过模/数变换(即A/D变换)
形成数字序列，以适宜在数 字系统中的传输。
噪声 数字调制
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
23
1.1.5 通信系统的质量要求（4/7）
有效性
❖ 频带利用率是指单位频带内的传输速率，通信系统 占用的频带越宽，传输信息的能力应该越大。
单位频带内传输速率
符号传输速率
η=
频带宽度
或
η=
信息传输速率 频带宽度
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
几个重要的标准化组织
❖ 国际标准化组织ISO (International Standard Organization)：世界上最大的国际标准化专门机构。
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
28
1.1.6 标准化组织（2/2）

《现代通信理论》课件第1章

《现代通信理论》课件第1章

第1章 通信系统导论
在数字通信系统的接收端, 数字解调器对受到信道 恶化的发送波形进行处理, 并将该波还原成一个数字序 列, 该序列表示发送数据符号的估计值(二进制或M元)。 这个数字序列被送至信道译码器, 它根据信道编码器所 用的关于码的知识及接收数据所含的冗余度重构原始的 信息序列。
第1章 通信系统导论
数字通信抗噪声性能好还表现在微波中继通信时, 它 可以消除噪声积累。 这是因为数字信号在每次再生后, 只 要不发生错码, 它仍然像信源中发出的信号一样, 没有噪声 叠加在上面。 因此中继站再多, 数字通信仍具有良好的通 信质量。 而模拟通信中继时, 只能增加信号能量(对信号放 大), 却不能消除噪声。
第1章 通信系统导论
以两个人之间的对话这种最简单的通信方式为例, 说 明通信系统所包括的最基本的部分。 讲话是利用声音来传 递消息的一种方式, 发话人是消息的来源, 称为信源; 语音 通过空气传到对方, 而传递消息的媒质称为信道, 信道中一 定会不可避免地存在噪声; 听话者听到后获得消息, 是消息 的归宿, 称为信宿。 这样就完成了消息的传递, 也就构成了 最简单的通信系统, 这个过程如图1.1所示。
解调器和译码器工作性能好坏的一个度量是译码序 列中发生差错的频度。 更准确地说, 在译码器输出端的 平均比特错误概率是解调器、 译码器组合性能的一个 度量。 一般地, 错误概率是下列各种因素的函数: 码特 征、 用来在信道上传输信息的波形的类型、 发送功率、 信道的特征(即噪声的大小、 干扰的性质等)以及解调和 译码的方法。
第1章 通信系统导论
模拟信号有时也称连续信号, 它是指信号的某一参量可 以连续变化(即可以取无限多个值), 但不一定在时间上也连 续。 强弱连续变化的语言信号、 亮度连续变化的电视图像 信号等都是模拟信号。 凡某一参量只能取有限个数值, 并且 常常不直接与消息相对应的信号, 称为数字信号。 数字信号 有时也称离散信号, 这个离散是指信号的某参量是离散(不连 续)变化的, 但不一定在时间上也离散。

现代通信技术导论课件第1章绪论

现代通信技术导论课件第1章绪论

图1.10 第一个蜂窝移动电话
1972年-1980年的这8年间，国际电信界集中研究电信 设备数字化，这一进程，提高了电信设备性能,并改善了 电信业务质量。
1977年美国、日本科学家制成超大规模集成电路，30平 方毫米的硅晶片上集成了13万个晶体管。
1979年，发明局域网；
1982年，发明了第二代蜂窝移动通信系统，分别是欧洲 标准的GSM，美国标准的D-AMPS和日本标准的D-NTT
1957年，发明电话线数据传输；
1959年美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路，从此微 电子技术诞生了（如图1.9所示）。
图1.9 第一块集成电路
1962年，地球同步卫星发射成功；
1964年，美国Tand公司Baran提出无连接操作寻址技术 ，目的是在战争残存的通信网中，不考虑实验限制，尽可 能可靠的传递数据报；
1882年2月21日，丹麦大北电报公司在上海开通了第一 个人工电话交换所。当时有用户二十多家，每个话机年租 金为银元150元。
1887年，在当时的台湾巡抚刘铭传的主持下，花费重金 敷设了长达433里的福州至台湾的电报水线--闽台海缆， 于1887年竣工。它使台湾与大陆联通一气，对台湾的开 发起了重要作用。这是中国自主建设的第一条海底电缆。
1907年，北京市内电话改为共电式，同年5月15日，英 商上海华洋德律风公司的万门共电式交换设备投入使用。
1908年，英商在上海英租界的汇中旅馆私设了一部无线 电台，这是上海地区最早的无线电台。
1911年，德商西门子德律风公司向清政府申请，要求在 北京、南京设立无线电报机，进行远距离无线电通信试验 。电台分设在北京东便门和南京狮子山，通报试验结果良 好。辛亥革命时，南北有线电通信阻断，南北通信就靠这 两地的试验电台沟通。

现代通信网概述 课后答案 杨武军 郭娟等

现代通信网概述 课后答案 杨武军 郭娟等

第一章1、构成现代通信网的要素有哪些？它们各自完成什么功能？它们之间相互通信通过什么机制实现？答：（1）从硬件结构来看：由终端节点、变换节点、业务节点、传输系统构成。

功能：完成接入交换网的控制、管理、运营和维护。

（2）从软件结构来看：它们有信令、协议、控制、管理、计费等。

功能：完成通信协议以及网络管理来实现相互间的协调通信。

（3）通过保持帧同步和位同步、遵守相同的传输体制。

2、在通信网中交换节点主要完成哪些功能？无连接网络中交换节点实现交换的方式与面向连接的网络中交换节点的实现方式有什么不同？分组交换型网络与电路交换型网络节点实现交换的方式有什么不同？答：（1）完成任意入线的信息到指定出线的交换功能（2）无连接型网络不用呼叫处理和记录连接状态，但是面向连接的网络需要。

（3）电路交换的交换节点直接在预先建立的连接上进行处理、时延小，分组交换以“存储—转发”方式工作，时延大。

3、现代通信网为什么要采用分层结构？画出对等层之间的通信过程？答：（1）降低网络设计的复杂度、方便异构网络间的相互连通、增强网络的可升级性、促进了竞争和设备制造商的分工。

（2）图略第二章1．简述几种主要传输介质的特点及应用场合.双绞线：便宜易安装，抗干扰能力差，复用度不高，带宽窄。

应用场合：电话用户线，局域网中。

同轴电缆：抗干扰强于双绞线，适合高频宽带传输，成本高，不易安装埋设。

应用场合：CATV，光纤同轴混合接入网。

光纤：大容量，体积小，重量轻，低衰减，抗干扰能力强，安全保密性好。

应用场合：接入网，局域网，城域网，广域网。

无线介质：1.无线电：长距离传输，能穿越建筑物，其传输特性与频率有关。

应用场合：公众无线广播，电视发射，无线专用网。

2.微波：在空间沿直线传输。

应用场合：卫星通信，陆地蜂窝，无线接入网，专用网络等.3.红外线：不能穿越同体，短距离，小范围内通信。

应用场合：家电产品，通信接口等。

2．SDH的帧结构由那几部分组成，各起什么作用？由段开销SDH，管理单元指针AU-PTR，STM净负荷组成。

现代通信概论第一章

现代通信概论第一章
[例] 设英文字母 f 出现的概率为0.51，x 出现的概率 为0.034。试求 f 及 x 的信息量。
• 英文字母 f 出现的概率为 P( f ) 0.51
1 log 2 0.51 0.97bit P( f )
其信息量为 I f log 2
•
英文字母 x 出现的概率为 P( x) 0.034 其信息量为 I x log2 0.034 4.88bit
19
周期正弦信号
周期正弦信号u(t)=Asin(2πft+ψ)是一种频率单一、幅值固 定的模拟信号，三个参量A、f、ψ常被用作“携带”（载波） 消息。
f(t) A ψ O -A (a) 周期正弦信号 T sin(2πft+ψ) 2T t
20
周期脉冲信号
周期脉冲数字信号是一种幅度为A、周期为T、 宽度为τ的重复出现的矩形波。
• 频域分析也称为频谱分析，是指对信号在频率域内进行 分析。分析的结果是以频率为坐标的各种物理量的谱线 和曲线，可得到各种幅值谱、相位谱、功率谱和各种谱 密度等。
频率幅值 An
f0
2f0
3f0
4f0
f
频率成份
图 一个周期信号的频谱
18
1.2.2 信号的时域和频域特性
• 时域分析与频域分析是对信号的两个观察面。 • 时域分析是以时间轴为坐标表示动态信号的关系； • 频域分析是把信号变为以频率轴为坐标表示出来。 • 时域的表示较为形象与直观，频域分析则更为简练，剖析问题更为深 刻和方便。 • 信号分析的趋势是从时域向频域发展，但它们是互相联系，缺一不可， 相辅相成的。
• • 信号在传输过程中若输出端功率小于输入端功率，则称 信号受到了衰耗（减） 若输出端功率大于输入端功率，则称信号得到了增益

现代通信网总结

现代通信网总结
控制存储器是由 RAM、锁存器、比较器和读写控制器组成，图 2.11 所示为具有 256 个存储单元的控制存储器，所以由 8 个二进制 数据码 A0～A7 分别表示 256 个单元地址。A0～A7 是定时脉冲。 S 型时分接线器是空间型接线器(space switch)，其功能是完成“空间交换”。即在一根入线中，可以选择任何一根出线与之连通。 S 型接线器的基本组成 S 型接线器由 m×n 交叉点矩阵和控制存储器组成。在每条入线 i 和出线 j 之间都有一个交叉点 Kij，当某个交叉点在控制存储器控制 下接通时，相应的入线即可与相应的出线相连，但必须建立在一定时隙的基础上。 S 型接线器的工作原理 根据控制存储器是控制输出线上交叉接点闭合还是控制输入线上交叉接点的闭合，可分为输出控制方式和输入控制方式两种。 输出控制方式
图 2.6 所示为 8×8 S 型时分接线器的组成方框图。 二、输入控制方式
输入控制方式的 S 型时分接线器，每条输入线上都配有一个控制存储器，控制该输入线与输出线的所有交叉接点。 4 多级时分交换网络 T-S-T 型时分交换网络
一、读-写方式的 T-S-T 网络 T-S-T 交换网络是由输入级 T 接线器（TA）和输出级 T 接线器（TB），中间接有 S 型时分接线器组成。
图 2.3 是 8 端脉码输入的 T 接线器方框图，由复用器、话音存储器（SM）、控制存储器（CM）和分路器所组成。 一、复用器
复用器的基本功能是串/并变换和并路复用。其目的是减低数据传输速率，便于半导体存储器件的存储和取出操作；尽可能利用 半导体器件的高速特性，使在每条数字通道中能够传送更多的信息，提高数字通道的利用率。 二、分路器
由于输入 T 级和输出 T 级采用了不同的控制方式，故它们的存储器可以合用。 二、S-S-T-S-S 网络

现代通信网概论(1-8)完整1

现代通信网概论(1-8)完整1

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。
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。
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
（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。
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。

现代通信技术概论332页PPT

现代通信技术概论332页PPT
② 信息传输速率，简称传信率，通常记为R 。它表示单位时间内系统传输 (或信源发出)的信息量，即二进制码元数。
（2） 频带利用率
用单位频带内的符号速率描述系统的传输效率，即每赫的波特数，符号速率 用η表示。
（3） 可靠性
可靠性可用差错率来表示。常用的差错率指标有平均误码率、平均误字率、 平均误码组率等。
(2) 根据传输信号的性质可分为：
(3) 根据信道的不同可分为： 有线通信、有线电通信、双绞线、同轴电缆、光纤通信、
无线通信、短波通信、微波通信、卫星通信、同步卫星、 中低轨道卫星、红外线通信
2. （1） 有效性
① 符号速率又叫信号速率，记为N。它表示单位时间内(每秒)信道上实际传 输的符号个数或脉冲个数(可以是多进制)。符号速率的单位是波特，即每秒
数字信号是指在时间上和幅度上均 取有限离散数值的电信号，这类电 信号常用电压或电流的脉冲代表。 数字信号与模拟信号的不同点在于 数字信号不直接与消息对应。
图1.2 模拟信号 图1.3 数字信号
3码)，这种码的幅度只取两种
不同的瞬时值。这种二进制码分为单极性、双极性和归零、不归零四
所示。 (5） 总线型网：通过总线把各节点连接起来，从而形成一条共享信
道。结构简单、扩展方便。如图1.12（e）所示。 (6） 复合型网：该网络结构是现实中最常见的一种形式。其特点是
将网状网和星形网结合。
图1.12 电信网的基本结构
3. 通信网的分层结构 （1） 纵向分层的观点
图1.13 垂直观点的网络结构
4. (1） 异步传输 (2） 同步传输 5. 复用方式 (1） 频分复用：在频率上把要传输的几路信息合
在一起，形成一个合成的信号后进行传输。
(2） 时分复用：采用分时技术，每路分配一个时 隙
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第1章 绪 论
另一方面，为了提高中继线路的利用率，降低通信成本， 现代通信网采用复用技术，即将一条物理线路的全部带宽资源
分成多个逻辑信道，让多个用户共享一条物理线路。实际上，
在广域通信网上，任意用户间的通信，通常占用的都是一个逻 辑信道，极少有独占一条物理线路的情况。
复用技术大致可分为静态复用和动态复用(又叫统计复用)
第1章 绪 论
第1章 绪 论ຫໍສະໝຸດ 1.1 通信网的基本概念1.2 通信网的交换技术
1.3 通信网的体系结构及标准化组织
1.4 通信网的服务质量
1.5 通信网的发展史
思考题
第1章 绪 论
1.1 通信网的基本概念
1.1.1 通信系统的基本模型
1．点到点的通信系统
通信网是通信系统的一种形式。本书中通信系统特指使用 光信号或电信号传递信息的通信系统。为了更好地理解通信网， 我们从点到点的通信系统开始介绍。 克服时间、空间的障碍，有效而可靠地传递信息是所有通 信系统的基本任务。实际应用中存在各种类型的通信系统，它 们在具体的功能和结构上各不相同，然而都可以抽象成如图1.1 所示的模型，其基本组成包括：信源、发送器、信道、接收器 和信宿五部分。
点间可以用少量的中继线路以共享的方式为大量用户服务，这 样大大降低了骨干网的建设成本。 (2) 交换节点的引入也增加了网络扩容的方便性，便于网络 的控制与管理。
实际中的大型交换网络都是由多级复合型网络构成的，为
用户建立的通信连接往往涉及多段线路、多个交换节点。
第1章 绪 论
1.1.2 通信网的定义和构成 1．定义 什么是通信网？对于这样一个复杂的大系统，站在不同的角 度，应该有不同的观点。从用户的角度来看，通信网是一个信 息服务设施，甚至是一个娱乐服务设施，用户可以使用它获取 信息、发送信息、娱乐等；而从工程师的角度来看，通信网则
第1章 绪 论
4) 传输系统 传输系统为信息的传输提供传输信道，并将网络节点连接在
一起。通常传输系统的硬件组成应包括：线路接口设备、传输
媒介、交叉连接设备等。 传输系统一个主要的设计目标就是如何提高物理线路的使 用效率，因此通常传输系统都采用了多路复用技术，如频分复 用、时分复用、波分复用等。
另外，为保证交换节点能正确接收和识别传输系统的数据流，
第1章 绪 论
2) 交换节点
交换节点是通信网的核心设备，最常见的有电话交换机、 分组交换机、路由器、转发器等。交换节点负责集中、转发终 端节点产生的用户信息，但它自己并不产生和使用这些信息。 其主要功能有：
(1) 用户业务的集中和接入功能。通常由各类用户接口和中 继接口组成。
(2) 交换功能。通常由交换矩阵完成任意入线到出线的数据 交换。
第1章 绪 论
在交换式网络中，用户终端至交换节点可以使用有线接入 方式，也可以采用无线接入方式；可以采用点到点的接入方式，
也可以采用共享介质的接入方式。传统有线电话网中使用有线、
点到点的接入方式，即每个用户使用一条单独的双绞线接入交 换节点。如果多个用户采用共享介质方式接入交换节点，则需 解决多址接入的问题。目前常用的多址接入方式有：频分多址 接入(FDMA)、时分多址接入(TDMA)、码分多址接入(CDMA)、 随机多址接入等。例如CDMA移动通信网中，就采用了无线、 共享介质、码分多址接入方式；在宽带接入网中，也多采用了 共享介质方式接入。
第1章 绪 论
(3) 信令机制。它是通信网上任意两个通信实体之间为实现 某一通信任务，进行控制信息交换的机制，例如电话网上的
No.7信令、Internet上的各种路由信息协议、TCP连接建立协议
等均属此范畴。 (4) 网络管理。它负责网络的运营管理、维护管理、资源管 理，以保证网络在正常和故障情况下的服务质量。它是整个通 信网中最具智能的部分。已形成的网络管理标准有：电信管理
是由各种软硬件设施按照一定的规则互连在一起，完成信息传
递任务的系统。工程师希望这个系统应该可测、可控，便于管 理和扩充。
第1章 绪 论
这里，我们为通信网下一个通俗的定义：通信网是由一定 数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输 系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户 间信息交换的通信体系。用户使用它可以克服空间、时间等障
道。然而该方法并不适用于构建大型广域通信网，其主要原因
如下： (1) 用户数目众多时，构建网状网成本太高，任意一个用户 到其他N-1个用户都要有一个直达线路，技术上也不可行。 (2) 每一对用户之间独占一个永久的通信线路，信道资源无
法共享，会造成巨大的资源浪费。
第1章 绪 论
(3) 这样的网络结构难以实施集中的控制和管理。 为解决上述问题，广域通信网采用了交换技术，即在网络 中引入交换节点，组建交换式网络，如图1.2(b)所示。在交换式 网络中，用户终端都通过用户线与交换节点相连，交换节点之 间通过中继线相连，任何两个用户之间的通信都要通过交换节 点进行转接交换。在网络中，交换节点负责用户的接入、业务 量的集中、用户通信连接的创建、信道资源的分配、用户信息 的转发，以及必要的网络管理与控制功能的实现。
(3) 信令功能。负责呼叫控制和连接的建立、监视、释放等。 (4) 其他控制功能。路由信息的更新和维护、计费、话务统 计、维护管理等。
第1章 绪 论
用户 接口
交换 功能
中继 接口
控制功能
信令功能
图1.3 交换节点的基本功能结构
第1章 绪 论 3) 业务节点
最常见的业务节点有智能网中的业务控制节点(SCP)、智能 外设、语音信箱系统，以及Internet上的各种信息服务器等。它 们通常由连接到通信网络边缘的计算机系统、数据库系统组成。 其主要功能是： (1) 实现独立于交换节点的业务的执行和控制。 (2) 实现对交换节点呼叫建立的控制。 (3) 为用户提供智能化、个性化、有差异的服务。 目前，基本电信业务的呼叫建立、执行控制等由于历史的 原因仍然在交换节点中实现，但很多新的电信业务则将其转移 到业务节点中了。
两大类。静态复用技术包括频分多路复用和同步时分复用两类；
动态复用主要指动态时分复用(统计时分复用)技术。实际上，
在多址接入时也涉及复用问题，相关的内容将在后续的章节中 详细介绍。
第1章 绪 论
交换式网络主要有如下优点： (1) 大量的用户可以通过交换节点连到骨干通信网上，由于
大多数用户并不是全天候需要通信服务，因此骨干网上交换节
第1章 绪 论
2．通信网的构成要素 实际的通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信 系统，每一次通信都需要软硬件设施的协调配合来完成。从硬 件构成来看：通信网由终端节点、交换节点、业务节点和传输
系统构成，它们完成通信网的基本功能：接入、交换和传输。
软件设施则包括信令、协议、控制、管理、计费等，它们主要 完成通信网的控制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化。 这里我们重点介绍通信网的硬件构成。
第1章 绪 论
上述网络虽然在传送信息的类型，传送的方式，所提供服 务的种类等方面各不相同，但是它们在网络结构、基本功能、
实现原理上都是相似的，它们都实现了以下四个主要的网络功
能： (1) 信息传送。它是通信网的基本任务，传送的信息主要分 为三大类：用户信息、信令信息、管理信息。信息传输主要由 交换节点和传输系统完成。 (2) 信息处理。网络对信息的处理方式对最终用户是不可见 的，主要目的是增强通信的有效性、可靠性和安全性，信息最 终的语义解释一般由终端应用来完成。
第1章 绪 论
1) 终端节点 最常见的终端节点有电话机、传真机、计算机、视频终端 和PBX等，它们是通信网上信息的产生者，同时也是通信网上 信息的使用者。其主要功能有：
(1) 用户信息的处理：主要包括用户信息的发送和接收，将
用户信息转换成适合传输系统传输的信号以及相应的反变换。 (2) 信令信息的处理：主要包括产生和识别连接建立、业务 管理等所需的控制信息。
第1章 绪 论
上述通信系统只是一个点到点的通信模型，要实现多用户间 的通信，则需要一个合理的拓扑结构将多个用户有机地连接在一
起，并定义标准的通信协议，以使它们能协同工作，这样就形成
了一个通信网。 通信网要解决的是任意两个用户间的通信问题，由于用户数 目众多、地理位置分散，并且需要将采用不同技术体制的各类网
第1章 绪 论
源系统 信源 发送器 信道 目的系统 接收器 信宿
(a)
公共电话网 工作站 Modem Modem 信息服务器
(b)
图1.1 简单通信系统模型 (a) 模型图；(b) 实例
第1章 绪 论
(1) 信源：产生各种信息的信息源，它可以是人或机器(如计 算机等)。 (2) 发送器：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。对应不同的信源和传输系统，发送器会有不同的组 成和信号变换功能，一般包含编码、调制、放大和加密等功能。 (3) 信道：信号的传输媒介，负责在发送器和接收器之间传输 信号。通常按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。 (4) 接收器：负责将从传输系统中收到的信号转换成信宿可以 接收的信息形式。它的作用与发送器正好相反。主要功能包括信 号的解码、解调、放大、均衡和解密等。 (5) 信宿：负责接收信息。
碍来进行有效的信息交换。
第1章 绪 论
在通信网上，信息的交换可以在两个用户间进行，在两个计 算机进程间进行，还可以在一个用户和一个设备间进行。交换的 信息包括用户信息(如话音、数据、图像等)、控制信息(如信令信 息、路由信息等)和网络管理信息三类。由于信息在网上通常以电 或光信号的形式进行传输，因而现代通信网又称电信网。 应该强调的一点是，网络不是目的，只是手段。网络只是实 现大规模、远距离通信系统的一种手段。与简单的点到点的通信 系统相比，它的基本任务并未改变，通信的有效性和可靠性仍然 是网络设计时要解决的两个基本问题，只是由于用户规模、业务 量、服务区域的扩大，因此使解决这两个基本问题的手段变得复 杂了。例如，网络的体系结构、管理、监控、信令、路由、计费、 服务质量保证等都是由此而派生出来的。