第1章 現(xiàn)代通信網(wǎng)概述

信息通信基礎(chǔ)周戶星博士講師zhouhx@.c程介紹物流工程專業(yè)選修課教材《現(xiàn)代通信網(wǎng)技術(shù)》，許輝王永添陳多芳編著清華大學(xué)出版社，2004課程內(nèi)容1、總體介紹2、數(shù)字程控交換系統(tǒng)3、移動(dòng)通信系統(tǒng)第1章現(xiàn)代通信網(wǎng)概述人類進(jìn)行通信的歷史已很悠久。早在遠(yuǎn)古時(shí)期，人們就通過簡單的語言、壁畫等方式交換信息。千百年來，人們一直在用語言、圖符、鐘鼓、煙火、竹簡、紙書等傳遞信息，古代人的烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞就是這方面的例子?，F(xiàn)在還有一些國家的個(gè)別原始部落，仍然保留著諸如擊鼓鳴號(hào)這樣古老的通信方式。在現(xiàn)代社會(huì)中，交通警的指揮手語、航海中的旗語等不過是古老通信方式進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。這些信息傳遞的基本方都是依靠人的視覺與聽覺。19世紀(jì)中葉以后，隨著電報(bào)、電話的發(fā)明，電磁波的發(fā)現(xiàn)，人類通信領(lǐng)域產(chǎn)生了根本性的巨大變革，實(shí)現(xiàn)了利用金屬導(dǎo)線來傳遞信息，甚至通過電磁波來進(jìn)行無線通信，使神話中的“順風(fēng)耳”、“千里眼”變成了現(xiàn)實(shí)。從此，人類的信息傳遞可以脫離常規(guī)的視聽覺方式，用電信號(hào)作為新的載體，同此帶來了一系列技術(shù)革新，開始了人類通信的新時(shí)代。通信的基本概念通信的定義廣義上講，用任何方法，通過任何傳輸媒質(zhì)將信息從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方，均可稱為通信。狹義的講，人們通過聽覺、視覺、嗅覺、觸覺等感官，感知現(xiàn)實(shí)世界而獲取信息，進(jìn)而傳遞信息，也就是將帶有信息的信號(hào)通過某種系統(tǒng)由發(fā)送者傳送給接受者。這種信息傳遞過程就是通信。通信系統(tǒng)的組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單向通信系統(tǒng)構(gòu)成模型信源：產(chǎn)生各種信息的信息源變換器：將信息源發(fā)出的信息變換成適合在系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘?hào)信道：信號(hào)的傳輸媒介信宿：信息的接受者噪聲源：系統(tǒng)內(nèi)各種干擾影響的等效結(jié)果通信系統(tǒng)的分類從通信業(yè)務(wù)單媒體通信系統(tǒng)：電話、傳真等多媒體通信系統(tǒng)：電視、可視通話、會(huì)議通話、遠(yuǎn)程教學(xué)等實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)：電話、電視非實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)：電報(bào)、傳真單向傳輸系統(tǒng)：廣播、電視交互傳輸系統(tǒng)：電話、電視點(diǎn)播窄帶通信系統(tǒng)：電話、電報(bào)、低速數(shù)據(jù)寬帶通信系統(tǒng)：遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療傳輸媒介有線通信無線通信調(diào)制方式基帶傳輸系統(tǒng)：未經(jīng)調(diào)制直接傳輸調(diào)制傳輸系統(tǒng)：先對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制處理再傳輸傳輸形式：模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)通信網(wǎng)的基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)通信網(wǎng)的發(fā)展和趨勢1838年摩爾斯發(fā)明有線電報(bào)1864年Maxwell提出電磁輻射方程1876年Bell發(fā)明電話1896年馬可尼發(fā)明無線電報(bào)1906年發(fā)明真空管1918年調(diào)幅無線電廣播、超外差接收機(jī)問世1936年開始調(diào)頻無線電廣播1937年脈沖編碼調(diào)制1938年電視廣播開播1948年發(fā)明晶體管；Shannon發(fā)表信息論1950年時(shí)分多路通信應(yīng)用于電話1956年敷設(shè)了越洋電纜1958年發(fā)射第一顆通信衛(wèi)星1961年發(fā)明集成電路1960-70年數(shù)字傳輸?shù)睦碚撆c技術(shù)迅速發(fā)展；出現(xiàn)高速數(shù)字電子計(jì)算機(jī)1970-80年大規(guī)模集成電路、商用衛(wèi)星通信、程控?cái)?shù)字交換機(jī)、光纖通信系統(tǒng)、微處理機(jī)等迅速發(fā)展1980以后光纖通信應(yīng)用、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)崛起等通信網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程60年代 計(jì)算機(jī)化70年代 數(shù)字化，分組交換網(wǎng)的出現(xiàn)80年代 業(yè)務(wù)綜合化—ISDN90年代寬帶化（光纖傳輸，Gb/s交換）智能化（IN，TMN，TINA）個(gè)人化（GSM，CDMA，第三代移動(dòng)通信）開放性，標(biāo)準(zhǔn)化

通信網(wǎng)的發(fā)展方向高度信息化的社會(huì)是從高度發(fā)展的信息技術(shù)而來的20世紀(jì)末美國政府提出的國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)劃引發(fā)了全球性信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和信息高速公路建設(shè)的熱潮信息高速公路（InformationHighway）狹義理解——基于交互寬帶網(wǎng)絡(luò)的信息基礎(chǔ)設(shè)施廣義理解——海量的數(shù)字信息通過多個(gè)通道、多種終端進(jìn)行傳送和接受的體系主要目標(biāo)在企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)之間進(jìn)行計(jì)算機(jī)信息交換；通過藥品的通信銷售和X光照片圖像的傳送，提高以醫(yī)療診斷為代表的醫(yī)療服務(wù)水平；使在第一線的研究人員的講演和學(xué)校里的授課發(fā)展成為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；廣泛提供地震，火災(zāi)等的災(zāi)害信息；實(shí)現(xiàn)電子出版，電子圖書館，家庭影院，在家購物等；帶動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，增強(qiáng)國際實(shí)力，提高綜合國力信息高速公路四個(gè)基本要素信息高速通道信息資源信息處理與控制信息服務(wù)對(duì)象現(xiàn)代化通信網(wǎng)根據(jù)社會(huì)的需求，將現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等多種結(jié)合，朝數(shù)字化、綜合化、融合化、寬帶化、智能化、個(gè)人化方向發(fā)展數(shù)字化——其他“五化”的基礎(chǔ)綜合化——通信業(yè)務(wù)統(tǒng)一合并到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸、交換和處理控制，資源共享融合化——電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)“三網(wǎng)合一”

世界網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)化趨勢

網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)年增40%電話年增10%電話業(yè)務(wù)將逐漸由主角成為配角！19982008第2章數(shù)字程控交換系統(tǒng)2.數(shù)字程控交換系統(tǒng)6.衛(wèi)星通信系統(tǒng)3.移動(dòng)通信系統(tǒng)5.數(shù)字微波通信系統(tǒng)4.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)1.現(xiàn)代通信網(wǎng)概述電話交換技術(shù)的發(fā)展電話網(wǎng)概述數(shù)字程控交換機(jī)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

中繼接口

信令系統(tǒng)

智能網(wǎng)

網(wǎng)同步

電話交換網(wǎng)的組成與結(jié)構(gòu)電話網(wǎng)路由選擇電話交換技術(shù)的發(fā)展貝爾發(fā)明電話之初，電話通信只能在固定的兩部電話機(jī)之間進(jìn)行

為保證任意兩個(gè)用戶間都能通話，最簡單的辦法就是每兩個(gè)用戶用一對(duì)線路連起來。那么，如果有n個(gè)用戶需要連接，所用線路數(shù)為n(n-1)/2對(duì)。且每個(gè)用戶家里要安裝n-1對(duì)線。

解決方法之一就是在任意兩部電話機(jī)間鋪設(shè)電話線原始的電話網(wǎng)模型解決方法之二建立電話交換站——人工轉(zhuǎn)接臺(tái)引入交換局后的電話網(wǎng)模型

在用戶分布的密集中心，部署交換局，這好比是一個(gè)開關(guān)接點(diǎn)，平時(shí)是打開的，當(dāng)任意兩個(gè)用戶之間需要通話時(shí)，交換局就把連接兩個(gè)用戶的電話線接通。也就是說交換局可根據(jù)發(fā)話者的要求，完成與另外一個(gè)用戶之間交換信息的任務(wù)

1.電話交換機(jī)的發(fā)展概況1837年發(fā)明了電報(bào)，它是以數(shù)字信號(hào)的形式傳遞信息。1876年貝爾發(fā)明了電話，它是將語音變成模擬的電信號(hào)進(jìn)行傳輸，從而實(shí)現(xiàn)了雙方在兩地之間的對(duì)話。隨著電話用戶的增加，為了使任意兩個(gè)用戶間都能進(jìn)行通話，就發(fā)明了交換機(jī)。1878年出現(xiàn)了磁石式人工電話交換機(jī)。1891年開始采用共電式電話交換機(jī)。1892年史端喬發(fā)明了步進(jìn)制交換機(jī).1919年出現(xiàn)了縱橫制交換機(jī)。1965年美國研制和開通了第一部空分程控交換機(jī)，1970年法國開通了第一部程控?cái)?shù)字交換機(jī)，使交換技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了更高的階段。90年代：我國自行研究并生產(chǎn)了HJD-04，ZXJ10，C&C08交換機(jī)。電話交換網(wǎng)的組成及結(jié)構(gòu)電話網(wǎng)的組成主要包括數(shù)字程控交換機(jī)傳輸鏈路設(shè)備終端設(shè)備

長途網(wǎng)的等級(jí)結(jié)構(gòu)本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

長途兩級(jí)網(wǎng)的等級(jí)結(jié)構(gòu)電話網(wǎng)路由選擇路由的概念——源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的一組不同路徑。路徑是由連接源交換節(jié)點(diǎn)和目的交換節(jié)點(diǎn)的一系列鏈路組成的；鏈路是兩個(gè)交換節(jié)點(diǎn)間的一條直接電路或電路群電話網(wǎng)的路由——當(dāng)進(jìn)行通話的兩個(gè)用戶不屬于同一個(gè)交換局，而用戶有呼叫請(qǐng)求時(shí)，在交換局之間為其建立的一條傳送信息的通道路由的分類按路由選擇分按所連接交換中心地位分按呼損分?jǐn)?shù)字程控交換機(jī)是電話交換網(wǎng)的核心設(shè)備,其主要功能是完成用戶之間的話音接