通信技术的发展背景

通信技术的发展背景大家知道，所有技术的发展都不可能在一夜之间实现，从 GSM、GPRS到第4代，需要不断演进，而且这些技术可以同时存在。我们都知道最早的移动通信电话是采用的模拟蜂窝通信技术，这种技术只能提供区域性话音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。随着移动电话迅猛发展，用户增长迅速，传统的通信模式已经不能满足人们通信的需求，在这种情况下就出现了GSM通信技术，该技术用的是窄带TDMA，允许在一个射频（即蜂窝）同时进行8组通话。它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900〜1800MHz之间的数字移动电话系统，频率为1800MHz的系统也被美国采纳。GSM是1991年开始投入使用的。到1997年底，已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准。GSM数字网也具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率仅为9.6kbit/s，和五、六年前用固定电话拨号上网的速度相当，而当时的internet几乎只提供纯文本的信息。而时下正流行的数字移动通信手机是第二代（2G）,一般采用GSM或CDMA技术。第二代手机除了可提供所谓“全球通”话音业务外，已经可以提供低速的数据业务了，也就是收发短消息之类。与模拟通信相比GSM具有技术成熟、先进手机接续速度快通话质量好安全保密性能强抗干扰能力强网络覆盖面广能自动漫游等诸多优点。虽然从理论上讲，2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。针对GSM通信出现的缺陷，人们在2000年又推出了一种新的通信技术GPRS该技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接，提供高达171.2Kbps的无线接入速率给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。在这之后，通信运营商们又将推出EDGE技术，这种通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为 “二代半”技术，它有效提高了GPRS信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384KbPs的数据传输速率，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。在新兴通信技术的不断推动之下，3G通信技术也不断发展合完善。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，在这样的条件下，现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递。人们之间沟通的瓶颈将由现在的网络传输速率转变为各种新型应用的提供：如何让无线网络更好的为人们服务而不是给人们带来骚扰，如何让每个人都能从信息的海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能够方便的携带、使用各种终端设备，各种终端设备之间如何更好的自动协同工作等等。在上述通信技术的基础之上，无线通信技术最终将迈向4G通信技术时代。从无线通信系统的发展历程来看，第一代移动通信系统的任务已经达成，而现阶段是第二代移动通信系统的时代，今后十年将会是3G移动通信系统正兴的时期，或许到了十年以后将会是第四代移动通信的天下。但我们不难发现每一个不同的移动通信系统均会有重复性的时间点，大约每十年就有一项技术更新，不过随着通信科技的日新月异，或许转变会更快、时间也会更短。对于移动通信服务业者、系统设备供货商或其他相关产业来说，必须随时注意移动通信技术的变化，以适应市场需求。亲目前有7个交换局，其中，4个为爱立信设备，做端局，3个为华为设备，一个做端局，两个做独立关口局。1个HLR，目前四道沟机房正在调测一个新的HLR作为备份HLR，进一步完善我们的网络。8个MOTOBSC,7个爱立信BSC。MOTO基站302个，爱立信基站381个。网络容量已经达到80+94万。网络质量一直处于领先地位。软交换技术软交换的定义随着计算机和通信技术的不断发展，通过在一个公共的分组网络中承载话音，数据，图象已经被越来越多的运营商和设备制造商所认同。在这样的业务驱动和网络融合的趋势下，诞生了NGN下一代网络模型，实现在分组网络中，采用分布式网络结构，有效承载话音、数据和多媒体业务。作为NGN网络的核心技术，软交换的发展因而受到越来越多的关注，作为下一代网络的控制功能模块，软交换为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是：“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。”目前，我国已完成并颁布了《软交换设备总体技术要求》（YDC003-2001），明确规范了软交换在网络中的位置，功能要求、业务要求、操作维护和网管要求、协议和接口要求，计费要求和性能指标，并规定了与IP电话及智能网的互通要求等。特别值得一提的是，不仅固网如此，移动软交换设备技术要求和设备规范的送审稿也于近日完成，主要针对软交换技术在移动网络中的移动性管理和鉴权等方面特征进行了相应的扩展。不难看出，在分组交换日益普遍的情况下，软交换技术无论在固网还是移动网络的发展和融合当中，作为网络的核心技术，发挥着重要的粘合作用。什么是电路交换以电路联接为目的的交换方式是电路交换方式。电话网中就是采用电路交换方式。我们可以打一次电话来体验这种交换方式。打电话时，首先是摘下话机拨号。拨号完毕，交换机就知道了要和谁通话，并为双方建立连接，等一方挂机后，交换机就把双方的线路断开，为双方各自开始一次新的通话做好准备。因此，我们可以体会到，电路交换的动作，就是在通信时建立（即联接）电路，通信完毕时拆除（即断开）电路。至于在通信过程中双方传送信息的内容，与交换系统无关。举例来说，我们假设有A、B两个城市，每个城市都有一部交换机并有一千个用户，两个交换机之间用100条中继线连接着。那么，如果我们说：在A城的两个用户之间建立一条电路，我们指的是把两条用户线路通过A城的交换机联接起来。但当我们说：在A城的一个用户和B城的一个用户之间建立一条电路时，我们指的就是由A城的用户线路经A城交换机联接到A、B城之间的一条中继线路，在经B城交换机联接到B城的用户线路上。由于经济上的原因，中继线路总是大大少于用户线路，并且为所有用户所共享。那么，当我们占用了一条中继线路以后，即使我们不传送信息，别人也不能使用，这就是电路交换最主要的缺点。在电话通信中，由于讲话双方总是一个在说，一个在听，因此电路空闲时间占大约50%。什么是分组交换分组交换技术是在计算机技术发展到一定程度，人们除了打电话直接沟通，通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，在传输线路质量不高、网络技术手段还较单一的情况下，应运而生的一种交换技术。分组交换也称包交换，它是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据—分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。在分组交换方式中，由于能够以分组方式进行数据的暂存交换，经交换机处理后，很容易地实现不同速率、不同规程的终端间通信。分组交换的特点主要有：*线路利用率高：分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用，实现资源共享，可在一条物理线路上提供多条逻辑信道，极大地提高线路的利用率。使传输费用明显下降。*不同种类的终端可以相互通信：分组网以X.25协议向用户提供标准接口，数据以分组为单位在网络内存储转发，使不同速率终端，不同协议的设备经网络提供的协议变换功能后实现互相通信。*信息传输可靠性高：在网络中每个分组进行传输时，在节点交换机之间采用差错校验与重发的功能，因而在网中传送的误码率大大降低。而且在网内发生故障时，网络中的路由机制会使分组自动地选择一条新的路由避开故障点，不会造成通信中断。*分组多路通信：由于每个分组都包含有控制信息，所以分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信，可把同一信息发送到不同用户。*计费与传输距离无关：网络计费按时长、信息量计费，与传输距离无关，特别适合那些非实时性，而通信量不大的用户。分组交换的网络结构一般由分组交换机、网络管理中心、远程集中器、分组装拆设备、分组终端/非分组终端和传输线路等基本设备组成。分组交换机功能：提供网络的基本业务：交换虚电路和永久虚电路及其他补充业务，如闭和用户群，网路用户识别等。在端到端计算机之间通信时，进行路由选择，以及流量控制。能提供多种通信规程，数据转发，维护运行，故障诊断，计费与一些网络的统计等。用户进网方式有：电话拨号入网：用户采用X.28规程或X.32规程，用一个调制解调器通过公用电话网(PSTN)连到分组交换网上。专线入网：专线用户可租用市话模拟线或数字数据专线，采用X.28或X.25规程。方便地进入CHINAPAC。CHINAPAC向用户提供两种基本业务功能：交换虚电路——指在两个用户之间建立的临时逻辑连接。永久虚电路——指在两个用户之间建立的永久性的逻辑连接。用户一开机条永久虚电路就自动建立起来了。电信技术名词解释：什么是TDMATimeDivisionMultipleAccess时分多址这是通信技术中基本多址技术之一，在2G(为GSM)移动通信系统中多被采用，卫星通信和光纤通信的多址技术中。时分多址是把时间分割成周期性的帧(Frame)每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。TDMA较之FDMA具有通信口号质量高，保密较好，系统容量较大等优点，但它必须有精确的定时和同步以保证移动终端和基站间正常通信，技术上比较复杂。3G标准中的TDD与FDD模式2000年5月5日，在土耳其举行的ITU-R全会上，通过了包括中国提案在内的五种无线传输技术的规范，其中三种基于CDMA技术，两种基于TDMA技术。基于CDMA的技术规范IMT-2000CDMADS(WCDMA、cdma2000DS)IMT-2000CDMATDD(TD-SCDMA、TD-CDMA）（2）基于TDMA技术的技术规范IMT-2000CDMASC（uwc136）IMT-2000TDMAMC（DECT）由于TDMA技术不是第三代移动通信的主流技术，所以TDMASC和TDMAMC只作为区域性标准，用于IS-136和DECT系统的升级。基于CDMA技术的三种RTT技术规范是第三代移动通信的主流技术，也称为一个家庭，三个成员。CDMADS和CDMAMC是频分双工模式（FDD）,CDMATDD是时分双工模式（TDD），ITU-R为3G的FDD模式和TDD模式划分了独立的频段，在将来的组网上，TDD模式和FDD模式将共存于3G网络。4、FDD模式和TDD模式的特点FDD模式FDD模式的特点是在分离（上下行频率间隔190MHz）的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保证频段来分离接收和传送信道。采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换（互联网）工作时，频谱利用率则大大降低（由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40%），在这点上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。TDD模式在TDD模式的移动通信系统中，接收和传送在同一频率信道（即载波）的不同时隙，用保证时间来分离接收和传送信道。该模式在不对称业务中有着不可比拟的灵活性,TD-SCDMA只需一个不对称频段的频率分配，其每载波为1.6MHz。由于每RC内时域上下行切换的切换点可灵活变动，所以对于对称业务（语音和多媒体等）和不对称业务（包交换和因特网等），可充分利用无线频TDD系统有如下特点：(1)不需要成对的频率，能使用各种频率资源，适用于不对称的上下行数据传输速率，特别适用于IP型的数据业务；上下行工作于同一频率，电波传播的对称特性使之便于使用智能天线等新技术达到提高性能、降低成本的目的；设备成本较低，比FDD系统低20%-50%。ITU要求TDD系统移动速度达到120km/h，要求FDD系统移动速度达到500km/h。FDD是连续控制的系统，TDD是时间分隔控制的系统。在高速移动时，多普勒效应会导致快衰落，速度越高，衰落变换频率越高，衰落深度越深。在目前芯片处理速度和算法的基础上，当数据率为144kb/s时，TDD的最大移动速度可达250km/h，与FDD系统相比，还有一定差距。WCDMA中的R5版本新获取移动网络运营牌照的运营商，其决定部署UMTS网络是面临的第一个问题就是选择标准的哪一个版本。3GPPWCDMA标准历经多年的努力，目前已有R99,R4,R5三个版本完成定稿，其中最新的R5版本于2002年6月完成。其三个版本各有特色。R5R5于今年6月间定稿，接入网中主要引入IPUTRAN和HSPDA的概念，IP可作为UTRAN的信令传输和用户数据承载，HSDPA支持高速下行分组数据接入，应用不同的技术实现手段，峰值数据速率可高达8-10Mbps。采纳了混和ARQII/III以增强分组数据信号传输的可靠性和高效性，支持RAB增强功能，对Iub/Iur的无线资源管理进行了优化，增强了UE定位功能，支持相同域内的不同RAN节点与不同CN节点的交叉连接。相对于R4,R5核心网增加了IMS(IPMULTIMEDIASUBSYSTEM)IP多媒体子系统，但由于标准刚刚定稿，同时大量业务由于时间关系，不得不推后到R6考虑，故IMS域目前还无法完全取代R4分组化的CS域，支持某些传统业务和满足管制规定方面的要求，换句话说，R5仍然需要R4分组化的CS域的部署，R5只是R4的补充和满足IP多媒体业务的需求的一个版本。什么是3G3G是英文3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G)，第三代手机一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供