现代通信技术第01章

按业务的分类
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移动通信网最初是从电话网发展起来的，随着通信的发展，和电话网一样，逐步演变为以分组交换为基础的数字网络，承载电话和Internet接入的功能。
和一般的电话或数据业务相比，移动通信网提供了一些特殊的功能，除了无线接入以外，主要是保证用户终端的移动性。
用户终端在移动的过程中，需要转换与之通信的基站，移动通信系统要保证在基站转换的情况下不中断通信。
传输网
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交换网
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接入网
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接入网
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接入网
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接入网
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支撑网
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按功能的分类
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传输网完成通信信号的传输功能，是通信网的基础功能，传输网是通信网中最早实现数字化的部分，也是最早被不同业务共用的部分。
传输网使用各种媒介，完成通信信号的传输，不同接续的通信信号要共用传输媒介，为了更好地利用媒介的传输能力，需要对媒介进行复用。
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现代通信技术
第一章 现代通信和通信网
主要教材和参考书
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穆维新 靳婷主编《现代通信交换技术》人民邮电出版社，2005年1月
唐宝民等编著《通信网基础》机械工业出版社，2009年1月
Alberto Leon-Garcia等《通信网基本概念与主体结构》乐正友等译，清华大学出版社，2003年6月
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目录
按功能的分类
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电话的信令发展经历了以下几个阶段： 直流信令（至今的摘机、挂机信号依然在用）； 随路信令（音频、模拟、数字随路信令）； 数字共路信令（七号信令、一号用户信令）。 电路转接和交换控制技术经历以下几个阶段： 机电制分散控制交换机（旋转式、步进制）、 机电制集中控制交换机（纵横制）； 电子控制模拟空分交换机； 程序控制时分-空分数字交换机； ATM、软交换体系结构。
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反过来，Internet也可以提供电视服务，所以，网络的这种分类开始变得模糊起来。
按业务的分类
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按区域的分类
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按区域分类的方式过去主要用于计算机网，由于骨干网正在从电话网转向IP网，所以这种分类也就有了普遍意义。 广域网（WAN）是指覆盖城市、国家间的网络，当前的IP网主要是用SDH作为传输手段，骨干路由和交换设备作为交换手段的网络。 地域分类有时不是绝对的，例如，在我们的ADSL Modem上，将通往电信运营商的方向称为广域网。
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电报业务一般有两种方式提供，一种是莫尔斯电码方式，另一种是博多电码方式，后期的电报网采用后一种方式。
电报网提供的实际是低速数字信号的传输和交换，如果按照现在的计算方式，电报网提供的是100bit/s以下的传输和交换能力。
电报网的传输通过电报载波在电话传输信道中复用实现，交换则用转发的方式实现。
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还可以用网络覆盖的范围来分类网络，例如：广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）、个域网（PAN）。
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网络所采用的技术也可以成为网络分类的方式，按这种方式，可以有模拟网、数字网、电路交换网、分组交换网。参考书的讲述是采用组合几种分类的方式作为线索的。
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按业务的分类
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按业务的分类
从ISDN开始，服务（网络提供给应用的功能）和网络分离的概念开始提出。以Internet为代表的计算机网虽然也能提供各种功能，但同传统网络相比，那是以功能强大的基于计算机终端为基础提供的功能。
综合业务的网络当然不能再用承载的业务来分类，于是需要其他的分类方式。
通信网的分类方式
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另一种网络分类方式是按照在业务提供中实现的功能来分类，例如，传输网、交换网、接入网、信令网、同步网、管理网等。
在通信发展的历史上，有些里程碑式的事件，如：
通信发展简史
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电报的发明，出现现代意义上的电信技术；
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电话的发明，造就了延续百年和遍及全球的电信业务；
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电报网和电话网的建立，是电信业务的普及和发展的必要条件；
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机电制自动交换机，自动化控制的开始；
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PCM系统，通信走向数字化；
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程控交换，计算机技术的引入；
现在电报网已经不复存在，电报业务一般是用文本传送的方式在数据网或计算机网上实现。
按业务的分类
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按业务的分类
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和传统电信网相比，这种尽力而为的服务至少有以下问题： 传输的可靠性得不到保证； 对于某些应用（例如实时语音通信）的性能得不到保证和控制； 网络的安全性得不到保证。
由于这些原因，Internet很难提供高质量的通信。为了满足各种业务的需要，人们研究了很多技术来对Internet进行补救，例如带宽预留技术、P2P技术等。研究全新网络也是人们努力方向之一。
社会需求推动了通信的迅速发展，反过来，通信的发展也促进了社会的宏观发展，典型的例子是克林顿时期的美国“信息高速公路”计划。
通信改变社会和人们的生活方式
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当时预计，到2007年即美国建成信息高速公路之际，国民生产总值将因信息高速公路建成而增加3210亿美元；实现家庭办公等将减少铁路公路和航运的工作量的40%，也相应减少能源消耗和减少能源消耗和污染；光是汽车的废气排放量每年减少1800万吨，通过远距教学和医疗诊断，节省大量时间和资金；劳动生产率将提高20%～40%。
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Internet的出现，多种服务、广泛应用和普及。
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通信发展简史－电报的发明和发展
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电报是第一种现代电信技术和电信业务，一般认为电报的发明人是美国画家莫尔斯，其实在他是受英国人库克发明的启发而发明电报的，并发明了莫尔斯电码，一直用到20世纪中期。
通信发展简史－电报的发明和发展
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Hale Waihona Puke 通信发展简史－电报的发明和发展
网络的出现除了给工商业原有的活动带来便利以外，更是创造了大量的商机和新的运营模式。网上商店，电子商务，网上交易等的出现创造了更多的就业机会和方式，促进了经济的发展和人民生活水平的提高。
通信改变社会和人们的生活方式
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其概念是1992年2月美国总统发表的国情咨文中提出的，即计划用20年时间，耗资2000～4000亿美元，以建设美国国家信息基础结构（NII），作为美国发展政策的重点和产业发展的基础，倡议者认为，它将永远改变人们的生活、工作和相互沟通的方式，产生比工业革命更为深刻的影响。
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通信网分类
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通信服务和标准
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通信网分类
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按业务的分类
按功能的分类
通信网的分类方式
按范围的分类
通信网的分类方式
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如前所述，电信网已经成为覆盖全球的最大人工系统。随着社会需求和技术的发展，各种通信技术不断涌现，通信网也变得越来越复杂。
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通信发展简史－电话的发明
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如果说电报已经离我们远去，电话则依然活跃在我们的生活中。一般认为，电话的发明者是美国人贝尔，发明时间是1876年。
通信发展简史－电话网的发展
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通信发展简史－电话网的发展
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传输媒介从架空线发展到对称线对电缆、同轴电缆、无线（包括微波和卫星通信）、光纤。
电话网的控制手段也由直流信令发展到音频模拟信令、数字随路信令、数字共路信令。
按区域的分类
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和一般公众无线通信不同，无线局域网采用的是ISM频段，是开放的频段，可以不经申请使用。
按区域的分类
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当前流行局域网和无线局域网主要标准制订者是IEEE，局域网标准包括802.3（以太网）系列和802.11（无线局域网）系列。
无线局局域网技术后来也发展成城域网（IEEE 802.16，WiMax），甚至成为第四种3G移动通信标准（2007年）。
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现代通信
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现代通信技术和计算机信息技术密不可分，主要表现在两个方面： 在通信网的运行、管理和控制中广泛使用计算机技术，整个通信网成为一个分布式计算系统； 信息处理中，广泛使用通信手段，完成其应用目标，通信成了信息处理的一部分。
本课程主要介绍通信，即信息的空间穿越。
通信改变社会和人们的生活方式
在此形势下，在进行教学和总体考虑时，如何给如此众多的技术和网络分类，一直是众说纷纭。从不同的角度考虑，通信网可以有不同的分类方式。
我们可以按照传统的分类方式，按提供的业务对通信网进行分类，也可以按覆盖地域对其分类，还可以按功能对网络进行分段分类。
通信网的分类方式
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通信网的分类方式
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因此传统上，常常用承载的业务来对网络进行分类，例如，电话网、电报网、数据网、计算机网、有线电视网等等。
通信改变人们的生活方式
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通信网和应用 投资理财 旅游订票 网上购物 交友聊天 游戏娱乐
通信促进各行业的发展
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通信网和应用 工业自动化 电子政务 医疗卫生 智能家居 智慧农业
通信改变社会和人们的生活方式
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通信的发展也给政府和商家的日常活动带来便利和机会。
在政府政务方面，目前，税务、交管、公安、工商等部门都提供了网上发布信息和办理各种手续的手段，大大方便和群众的交互。
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现代通信概况
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通信网分类
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通信服务和标准
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现代通信概况
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B
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通信改变社会和人们的生活方式
通信发展简史
现代通信
现代通信
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（远程）通信是人们跨越空间进行交流的手段。
目前电信技术已经渗透到社会的各个角落。
按业务的分类
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按业务的分类
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有线电视网也是一种通信网，它承担的服务是有线电视的传播。
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由于有线电视服务主要是单向的广播服务，所以，它的骨干网络相对比较简单，主要投资在于用户接入方面。
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现在的有线电视入户一般采用HFC方式，有极高的带宽，为提供交互电视服务，也为提供其他服务（如Internet接入服务）创造了条件。
按区域的分类
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按功能的分类
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这里的功能是指网络在通信中起的作用，严格来说，应当是按功能的分段。 为了完成通信，至少要有以下组成部分： 用户终端，通信双方直接与之交互的设备； 接入功能，将终端接入网络； 交换功能，实现通信的控制，完成通信接续； 传输功能，完成信息的跨地理范围的传输； 管理和运营功能，实现运营和网络的管理。 除了终端以外，习惯上，人们常常把完成这些功能的网络组成部分也称作是“xx网”。
按功能的分类
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按功能的分类
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最早实现自动交换的网络是电话网，从19世纪后期电话网运营后不久，就出现了自动电话交换机。
电话交换网完成如下功能： 被叫的寻址； 呼叫的建立和拆除； 用户电路的转接。
这样，在电话交换网上，有两类信息需要传输和交换，一是寻址和呼叫控制信息，二是用户通信的信息，前者常常被称为“信令”（signaling）。
传输网使用的传输媒介包括：架空明线、对称电缆、同轴电缆、微波（包括卫星通信）、光纤等。
当前骨干网络主要使用光纤作为传输媒介，其传输速率可达数十Gbit/s，不久的未来可达数百Gbit/s。
按功能的分类
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传输网使用各种不同的复用技术对传输媒介进行复用，使不同连接的信息可以共用传输媒介，复用技术包括频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）。当前光纤网采用的时分和波分结合的方式（DWDM可以看做是频分复用）。 在复用信号的组织方面，过去采用频分组群方式、PDH方式，当前主要采用SDH或SONET方式，但FDDI、ATM也有应用。 无论是频分组群还是PDH也都有两种制式，一种主要用于欧洲（中国），另一种主要用于美国、日本。
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通信的发展给社会和人们的生活方式带来革命性的变化。 我国固定电话用户数已达三亿多，移动电话用户达八亿多，普及率分别是22.9%和60.5%，互联网用户已达一亿一千万户（10.06）。 通信已经渗透到各行各业和人们生活的各个角落，没有体会到通信对人类生活方式的改变吗？试想，没有互联网、没有手机、也没有电话，您的生活会怎样。
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通信改变社会和人们的生活方式
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通信改变社会和人们的生活方式
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在改变社会和人们生活方式的同时，也给人们带来很大的困扰，例如： 上网和游戏成瘾； 包括诈骗在内的网络犯罪日益猖獗； 企业对信息系统依赖造成的问题； 非法信息传播的控制问题； 个人信息和公司机密的泄露。 如何趋利避害，既是国家法律和社会道德要解决的问题，也是通信和信息处理领域技术要解决的问题。
由于广泛的存在，电话网曾经是各种业务网络的基础，电报网、分组交换网等最初都是利用电话网的传输功能建立覆盖网络实现的；在电话网的基础上，也实现了数据传输、传真等二次复用业务，有些覆盖网和二次复用业务至今仍然在使用。
通信发展简史－多种业务的涌现
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现代通信概况
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