现代通信网ppt课件1-第一章概论

1、现代通信网第一部分 概论2005年9月1课程的性质和任务 现代通信网是应用技术学院电子商务（计网）专业的专业指定选修课。本课程的内容包括现代通信网中的固定电话网、移动通信网、数据通信网、智能网、电信支撑网、综合业务数字网和用户接入网。通过本课程的学习使学生掌握各种现代通信网的基本知识、技术特点、业务功能和发展动态。这些基本知识包括网络的基本组成、网络平台的构成、网络技术、网络支撑系统，可能的话还包含网络设计与规划等知识。从而使学生在整体上建立对通信网络的较为基本的认识。 2目 录第一章 通信网概论第二章 通信网的网络体系结构第三章 交换技术第四章 电话通信网第五章 移动通信系统(网)第六章 数

2、据通信网第七章 智能网第八章 电信支撑网第九章 综合业务数字网第十章 用户接入网3实际授课内容进程第一部分 通信网概论第二部分 固定电话通信网第三部分 通信网中的交换技术第四部分 移动通信网第五部分 数据通信网第六部分 智能网第七部分 电信支撑网第八部分 综合业务数字网第九部分 用户接入网4第一部分 通信网概论 随着社会的不断进步、经济的飞速发展，信息传输越来越重要，通信网也就与人们的生活密不可分。本章对通信网概要地介绍，主要包括以下几个方面的内容： 由通信系统的构成引出通信网的定义； 通信网的构成要素； 通信网的分类情况； 通信网的几种基本结构及质量要求； 现代通信网的构成及发展。5 通信就

3、是信息的传递和交换。要完成信息的传递就需要通信系统。 由各种交换设备把众多的通信系统有机地连接起来就构成了通信网。 通信网的作用就是要按用户们的要求实现各个用户之间的通信。 因此，我们首先学习通信系统，再由此引出通信网的概念，阐述其基本组成。6第一节 通信网的基本概念一、通信系统的组成 1、通信系统的定义： 所谓通信系统就是用电信号（或光信号）传递信息的系统，也叫电信系统。 2、通信系统的分类 通信系统可以从不同的角度来分类： 按通信业务分类： 如果按通信业务的不同，通信系统可以分为电话、电报、传真、广播电视、数据通信系统等。7按信道中传输的信号形式分类： 按信道中传输的信号形式不同，通信系统

4、可以分为模拟通信系统和数字通信系统等。 3、通信系统的组成及各部分的作用 通信系统的基本组成包括：信源、变换器、信道、反变换器及信宿几个部分。通信系统工程模型如下信源变换器信道反变换器信宿噪声源信息传递方向8 信源 是指产生语言、文字、图象及数据等各种消息的信息源。可以是人，也可以是机器，如计算机等。 变换器 其作用是将信源发出的消息变换成适合在信道中传输的信号。 对应不同的信源和不同的通信系统，变换器有不同的组成和变换功能。 如在数字电话通信系统中：送话器、模/数变换器和复用器等。9 信道 信号的传输媒介。 按传输介质的种类可以分为有线信道和无线信道。 有线信道：电缆、光缆等，电磁信号（或光

5、信号）约束在传输线上传输。 无线信道：电磁信号沿空间（大气层、对流层、电离层）传输。 信道如果按传输信号的形式又可分为模拟信道和数字信道。 反变换器10 其作用是将从信道上接收的信号反变换成信息接收者可以接收的消息，作用与变换器相反，起着还原的作用。 信宿 信息的接收者，可以是人和机器。 噪声源 系统内各种干扰影响的等效结果。噪声来自系统各个部分。 其实，噪声源不能作为系统组成。 以上通信系统只能实现单向的通信，要实现两个用户的双向通信，则还需要另一个通信系统完成相反信息传送工作。114、多用户之间的双向通信通信网 即要实现多用户间的双向通信，则需要将多个通信系统有机地组成一个整体，使它们协同

6、地工作，即形成通信网。 多用户之间通信的两种实现（a）用户间完全互连a dcb e（b）单个交换机的使用 dc b ea 12多 局 制 交 换 网三个交换机，15个用户的简单通信网局1局2局3A用户B用户C用户D用户用户线中继线用户终端交换机汇接局其他本地网13多用户之间通信的两种实现的比较 完全连通网由于线路的独占性，线路利用率低，经济性不好；交换网的资源具有共享性，利用率高，经济性好。 一般两个用户间的通信都要经过交换机的多次转接，将多个通信系统连接起来。 因此，通信系统构成模型仅是两个用户间的专线系统模型，而实际中一般使用的通信系统则是由多级交换的通信网提供信道。14二、通信网的组成

7、通信网，由用户终端设备、具有信息处理与交换功能的网络节点及节点间的通信链路组成，在管理机构(包括各种通信与网络协议)的控制下，实现网上各个用户之间的相互通信。 即通信网是由一定数量的节点（包括终端设备和交换设备）和连接节点的通信链路相互有机地组合在一起，以实现两个和多个规定点间信息传输的通信体系。15 也就是说，通信网是由相互依存、相互制约的许多要素组成的有机整体，用以完成规定的任务。 通信网的基本功能：适应用户呼叫的需要，以用户满意的程度传输网内任意两个和多个用户之间的各种信息。 早期的通信网主要用于语音信息的传递。 随着通信技术、计算机技术，以及高清晰度电视等多媒体技术的发展，对通信网提出

8、了更高的要求。16 一个完整的通信网应由四大部分组成，即通信链路、网络节点、终端设备和管理机构。 进一步我们说通信网由硬件和软件两大部分组成。 通信网在硬件设备方面的构成要素是终端设备、通信链路和交换设备。 软件即管理机构。 为了使通信网协调合理地工作，还要有各种规定，如信令方案、各种协议、网络结构、路由方案、编号方案、资费制度和质量标准等，这些均属于软件。17 即一个完整的通信网除了包括硬件以外，还要有相应的软件。 下面重点学习构成通信网的硬件设备。 1、终端设备 它是用户与通信网之间的接口设备，是直接提供用户通信的设备。 如电话机、传真机和计算机等都是终端设备。 它包括通信系统的构成模型的

9、信源、信宿与变换器和反变换器的一部分。 功能如下：18 将代传送的信息和在传输链路上传送的信号进行信号转换。 进一步将信号与传输链路相匹配，由信号处理设备完成。 产生和识别网内所需的信令，以完成一系列的控制任务。 2、通信链路 通信链路是信息的传输通道，是连接网络节点的媒介。 例如铜缆线路、光缆线路、卫星线路、无线线路等。19 通信链路一般包括通信系统的构成模型中的信道与变换器、反变换器的一部分。 通信链路包括用户线路和中继线路。 3、网络节点 网络节点是构成通信网的核心，用来完成信息的交换和处理。 如程控交换机、复用设备和中继设备等。 例如交换机其基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接

10、续和分配，实现一个终端（用户）和它所要求的另一个或多个终端之间的路由选择的连接。20三、通信网的组成形式 在实际应用中，有各种功能和各种用途的通信网，但不论哪一种通信网，都可以是由传送网和支撑网两种基本网络组成。 其中传送网又可分为用户接入网、交换网和传输网；支撑网用于网络信令处理、网络管理等。211、传送网 传送网又叫业务网。就是用户信息网，用于用户信息的传送。 传送网是现代通信网的主体，向用户提供电话、电报、传真、数据图象等各种电信业务的网络。 传送网按其功能分类：用户接入网、交换网、传输网三个部分： 交换网传输网用户端用户端接入网接入网22 用户接入网是电信业务网的组成部分，负责将电信业

11、务透明地传送到用户，即用户通过接入网的传输，能灵活地接入到不同的电信业务节点上，获得各种电信服务。 用户接入网从传统意义上来理解应为用户线。 但随着局域网、有线电视网等的发展，用户接入网现在是一种宽带综合业务用户传输系统。 交换网是由各级交换机以及通信链路提供的业务路由组成的。23 传输网是由复用设备、传输设备和连接的连接链路组成的。 复用设备用于传输信号的多路复用。 传输设备一般指光端机、电端机和微波端机，用于光信号、电信号和无线电磁信号的发射和接收。 连接链路指连接网络中各对节点的光纤、电缆和微波等物理信道。242、支撑网 支撑网中不传输业务信号，而是传送相应的控制、监测信号。 支撑网是使

12、业务网正常运行，增强网络功能，提高全网服务质量以满足用户要求的网络。 3、三大支撑网 信令网 实现网络节点（交换局、网管中心等）信令信息的传输和转接。 例如7号信令网。 用于交换机的控制。25同步网 在数字通信网中，传输和分配数字时钟信号给各种数字设备。 使数字交换机之间、数字交换机和传输设备之间信号时钟的一致，实现整个通信网的时钟同步。 管理网 是为提高全网质量和充分利用网络设备而设置的。网络管理是实时或近实时地监视电信网络的运行，必要时采取控制措施，以达到在任何情况下，最大限度地使用网络中一切可以利用的设备，使尽可能多的通信得以实现。即OAM。26第二节 通信网 的基本机构及分类一、通信网

13、的基本结构 网形、星形、复合形、总线形、环形、树形和线形。 1、网形网和网孔形网27 网形网网络结构的冗余度较大，可靠性较好，但线路利用率低，经济性较差。 网孔形网线路利用率有所提高，经济性有所改善，可靠性会稍有降低。 2、星形网 线路利用率高，当交换设备的费用低于传输链路的费用时，经济性较好，但可靠性差，尤其是交换节点。283、复合形网 它是网形网和星形网复合而成。 所以比较经济且可靠性较好。是最常采用的一种网络结构。 网路设计应以交换设备和传输链路的总费用最小为原则。294、总线形网 在上图中，信号沿介质进行广播式传送。由于总线结构共享无源总线，通信处理为分布式控制，故入网节点必须具有智能

14、，能进行介质访问控制协议。 需要的传输链路少，增减节点比较方便，但不易管理，故障诊断和隔离比较困难。因而可靠性较差，网络范围也受到限制。305、环形网和线形网 环形网的拓扑结构为一个封闭环形。各用户终端通过中继器接入网内。 结构简单，实现容易。而且可以采用自愈环对网路进行自动保护，所以可靠性比较高。适用于光纤通信。线形网常用于SDH传输网中。316、树形网 它是星形拓扑结构的扩展。在树形网中，节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行。 树形结构主要用于用户接入网或用户线路网中，主从同步方式中的时钟分配网也采用树形结构。32三、信号交换方式 通信网络上各个用户进行通信时，是由网上的交

15、换设备根据主叫用户的要求选择通信的对象，这就是信号交换。 信号交换在通信网中可以分为三种主要类型：电路交换、分组交换和ATM交换。 电路交换主要用于语音通信的电话网中。 分组交换主要用于计算机通信网中的数据通信。 ATM交换用于综合业务数字网。33四、通信网功能 通信网的目标是向用户提供各种服务，满足各用户的各种通信需求，因此通信网必须具备以下功能。 1、基本的接续路径功能 保证网络在发送节点和目的节点之间存在可利用的信道。 2、信息装拆功能 在数据通信中实现分组(或信元)的装拆。 3、路由选择功能 最佳路由、迂回路由和最终路由的决定。34 4、差错控制功能 要求具有检错和误码控制能力。 5、

16、流量控制功能 即对网络的流量加以控制。 6、网络管理功能 增强网络功能，真正满足用户的各种要求，例如协议转换等。35四、通信网的分类 通信网从不同的角度可以分为不同的种类，主要有： 1、按业务种类 可分为电话网、电报网、传真网、广播电视网即数据网等。 2、按所传输的信号形式 可分为数字网和模拟网。 3、按服务的范围 可分为本地网、长途网和国际网36 4、按运营方式 可分为公用通信网和专用通信网。 5、按组网方式 可分为移动通信网、卫星通信网、光纤通信网等。 6、按交换方式 可分为电路交换网、分组交换网等。37第三节 常见的几种通信网 1、公用电话网(PSTN) 公用电话网包括国际电话网、国内长

17、途电话、本地网和用户接入网。 2、有线电视网(CATV) 有线电视是电视信号通过有线电视媒介传输的一种系统。由于它主要是通过电缆(同轴电缆、光缆)传输的有线分配系统，故又称为电缆电视。 与无线电视相比，有线电视具有以下优点： 抗干扰能力强 传输损耗小、对电磁波有屏蔽作用38 无重影 CATV不存在信号的多经传播问题。 各接收点的信号一致 通过在线路中加放大器和衰减器可使各接收点的信号场强一致。 可放送的电视节目多。 同轴电缆带宽宽，而且不会影响其他系统。 具有很大的扩展业务的能力。 3、无线寻呼网 4、综合业务数字网 在20世纪70年代一起，建立各种专业业务网。39 如电话网，数据网和传真网。

18、用以传送不同的业务。 但是如果每出现一种新业务就建立一个专用的通信网，那将是投资大，效益的，建设周期长，而且各个独立网络的资源不能共享，也不便于统一管理。 20世纪70年代初就萌生了把各种通信业务，包括话音业务和非话音业务等都以数字方式统一，并综合到一个数字网中传输、交换和处理的设想，也就是建立综合业务数字网(ISDN)40 引入ISDN后，用户只需提出一次申请，仅用一条用户线，就可将多种业务终端接入网内，并按统一的规程进行通信。 5、分组交换数据网 分组交换数据网就是把数据信息分成一定长度多个数字分组，并在每一分组前边加上指明发端地址、收端地址及分组序号的分组标题，然后把分组独立地在网内传输

19、，传输到收端后再重新排序除掉标题组装回原数据信息。 分组交换的原理与邮政通信一致。41第四节 通信网的质量要求 通信网必须为用户提供满意的服务，因此，必须对通信网提出通信质量的要求。 通信网中表征通信质量的有接续质量、传输质量和稳定性质量三个方面。 1、接续质量 接续质量是指网内任一个用户应能快速地接通网内任一个其他用户，即满足接续的任意性与快速性。 影响接续质量主要有以下三个方面： 通信网的拓扑结构42 通信网的网路资源 通信网的可靠性 2、传输质量 传输质量主要是指信号在通信网内传输具有透明性和一致性。 透明性：是指在规定的业务范围内的信息都可以在网内传输，对用户不加任何限制。 一致性：是

20、指网内任何两个用户通信时，应具有相同和相仿的传输质量，而与用户之间的距离无关。 通信网必须制定传输质量标准并进行合理分43配，使网中的各个部分均满足传输质量指标的要求。 3、稳定性质量 稳定性质量对通信网至关重要，它包括网路的可靠性与经济性。 一个可靠性不高的通信网经常会出现故障乃至通信中断，用户是不会满意的。 但决定可靠的通信网是不存在的。所以可靠性只是指在概率的意义上，使平均故障间隔时间达到要求。 可靠性必须与经济性合理结合起来。 因此，应根据实际需要在可靠性与经济性之44间取得折中和平衡。 以上是对通信网的网路质量的基本要求。除此之外，还会对通信网提出其他要求，而且对于不同的通信网，上述

21、各项要求的具体内容和含义将有所差别。 这三种质量在电话交换网和分组数据网中对应的内容见表11。45第五节 现代通信网的发展 从通信网在设备方面的各要素来看: 终端设备正在向数字化、智能化、多功能化发展； 传输链路正在向数字化、宽带化发展； 交换设备则已经广泛采用数字程控交换机，并已研究推出适合ISDN的ATM交换机。 因此，通信网正在向着数字化、综合化、宽带化、智能化、个人化的方向发展。 1、数字化46 数字化是在通信网中全面使用数字技术：数字传输、数字交换、数字终端等。 数字通信容量大、质量好、可靠性高，是实现综合业务数字网的基础。 2、综合化 综合化就是把来自各种信息源的业务综合在一个数字通信网中传送，为用户提供综合性的服务。即综合业务、综合输入和综合传输。 目前ISDN已走向实用化。 BISDN：一个全新的网络。47 需要宽带传输媒介、宽带交换技术、高速率数字标准接口； 信息的传递方式（包括传输、复用和交换）采用异步转移模式ATM； 接口速率：155.520 Mbit/