通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)
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北邮通信原理课件第7章(2024)
定义
编码方法
解码方法
通过生成矩阵将信息序列映射为码字序列。
通过校验矩阵检测接收到的码字序列是否有错，并进行纠错。
03
02
01
25
2024/1/28
循环码是一种特殊的线性分组码，其任意码字的循环移位仍然是该码的码字。
定义
通过生成多项式将信息多项式映射为码字多项式。
编码方法
通过接收多项式与生成多项式的除法运算，得到余数多项式，从而判断接收到的码字是否有错，并进行纠错。
5
2024/1/28
02
CHAPTER
模拟调制系统
6
2024/1/28
幅度调制的基本概念
01
幅度调制是一种线性调制方式，通过改变载波的振幅来传递信息。在幅度调制中，调制信号控制载波的振幅，使得输出信号的振幅随调制信号的变化而变化。
调幅（AM）原理
02
调幅是最简单的幅度调制方式，其中载波的振幅随调制信号线性变化。在调幅过程中，载波和调制信号相乘，产生包含原始信号信息的已调波。
定义
时分复用是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一路信号只占用一个时间片，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字化信号。
优点
提高了信道的利用率，降低了传输成本。
缺点
需要精确的同步技术，且对信道的传输质量要求较高。
20
2024/1/28
需要复杂的编码和解码技术，且对同步的要求较高。
2ASK（二进制振幅键控）调制原理
通过控制载波的振幅来表示二进制数字信号，即“有载波”表示“1”，“无载波”表示“0”。
15
2024/1/28
03
MPSK（多进制相移键控）调制原理
编码方法
解码方法
通过生成矩阵将信息序列映射为码字序列。
通过校验矩阵检测接收到的码字序列是否有错，并进行纠错。
03
02
01
25
2024/1/28
循环码是一种特殊的线性分组码，其任意码字的循环移位仍然是该码的码字。
定义
通过生成多项式将信息多项式映射为码字多项式。
编码方法
通过接收多项式与生成多项式的除法运算，得到余数多项式，从而判断接收到的码字是否有错，并进行纠错。
5
2024/1/28
02
CHAPTER
模拟调制系统
6
2024/1/28
幅度调制的基本概念
01
幅度调制是一种线性调制方式，通过改变载波的振幅来传递信息。在幅度调制中，调制信号控制载波的振幅，使得输出信号的振幅随调制信号的变化而变化。
调幅（AM）原理
02
调幅是最简单的幅度调制方式，其中载波的振幅随调制信号线性变化。在调幅过程中，载波和调制信号相乘，产生包含原始信号信息的已调波。
定义
时分复用是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一路信号只占用一个时间片，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字化信号。
优点
提高了信道的利用率，降低了传输成本。
缺点
需要精确的同步技术，且对信道的传输质量要求较高。
20
2024/1/28
需要复杂的编码和解码技术，且对同步的要求较高。
2ASK（二进制振幅键控）调制原理
通过控制载波的振幅来表示二进制数字信号，即“有载波”表示“1”，“无载波”表示“0”。
15
2024/1/28
03
MPSK（多进制相移键控）调制原理
《通信网理论与技术》课件第8章
1) 电话用户部分(TUP)
TUP是No.7信令方式的第四功能级中最先得到应用的用户 部分。 TUP主要规定了有关电话呼叫的建立和释放的信令程 序及实现这些程序的消息和消息编码, 还有能支持部分用户 补充业务。
2) 数据用户部分(DUP)
数据用户部分是用来传输采用电路交换方式的数据通信 网的信令信息。
第8章 支撑网
2.
用户部分(UP)是反映消息传递部分传输能力的功能实体。 目前使用的用户部分主要有: 电话用户部分(TUP)、 数据用户部 分(DUP)、综合业务数字网用户部分(ISUP)、信令连接控制部分 (SCCP) 、 移 动 通 信 用 户 部 分 (MAP) 、 事 务 处 理 能力 应 用 部分 (TCAP)、操作维护应用部分(PMAP)及信令网维护管理部分。
第8章 支撑网
第8章支撑网
8.1 No.7信令网 8.2 数字同步网 8.3 电信管理网（TMN） 8.4智能网（IN）
第8章 支撑网
8.1 No.7信令网
8.1.1
1.
与通信有关的一系列控制信号称为信令。
在各种电信网中, 信令扮演着至关重要的角色, 它如同交 通指示灯一样, 在各种信道上传递命令。它是控制通信网顺利 运作、协调运行的关键。可见,信令是通信网的神经系统。
(1) MSU：它是由用户产生的可变长的消息信令单元, 用于 传递来自用户级的信令消息。
第8章 支撑网
(2) LSSU：它是来自MTP第3级的链路状态信令单元, 用于 链路初始启用或链路故障时, 表示链路的状态。
(3) FISU： 它是来自MTP第2级的插入信令单元, 它在无 消息时传输, 用于链路空或链路拥塞时来填补位置, 以维持链 路正常运行。
(2) 采用可变信号单元，信号传输速度快,呼叫建立时间 短, 能满足现在和将来传输呼叫控制、遥控、维护管理信令及 处理机之间事务处理信息的要求。
TUP是No.7信令方式的第四功能级中最先得到应用的用户 部分。 TUP主要规定了有关电话呼叫的建立和释放的信令程 序及实现这些程序的消息和消息编码, 还有能支持部分用户 补充业务。
2) 数据用户部分(DUP)
数据用户部分是用来传输采用电路交换方式的数据通信 网的信令信息。
第8章 支撑网
2.
用户部分(UP)是反映消息传递部分传输能力的功能实体。 目前使用的用户部分主要有: 电话用户部分(TUP)、 数据用户部 分(DUP)、综合业务数字网用户部分(ISUP)、信令连接控制部分 (SCCP) 、 移 动 通 信 用 户 部 分 (MAP) 、 事 务 处 理 能力 应 用 部分 (TCAP)、操作维护应用部分(PMAP)及信令网维护管理部分。
第8章 支撑网
第8章支撑网
8.1 No.7信令网 8.2 数字同步网 8.3 电信管理网（TMN） 8.4智能网（IN）
第8章 支撑网
8.1 No.7信令网
8.1.1
1.
与通信有关的一系列控制信号称为信令。
在各种电信网中, 信令扮演着至关重要的角色, 它如同交 通指示灯一样, 在各种信道上传递命令。它是控制通信网顺利 运作、协调运行的关键。可见,信令是通信网的神经系统。
(1) MSU：它是由用户产生的可变长的消息信令单元, 用于 传递来自用户级的信令消息。
第8章 支撑网
(2) LSSU：它是来自MTP第3级的链路状态信令单元, 用于 链路初始启用或链路故障时, 表示链路的状态。
(3) FISU： 它是来自MTP第2级的插入信令单元, 它在无 消息时传输, 用于链路空或链路拥塞时来填补位置, 以维持链 路正常运行。
(2) 采用可变信号单元，信号传输速度快,呼叫建立时间 短, 能满足现在和将来传输呼叫控制、遥控、维护管理信令及 处理机之间事务处理信息的要求。
精品课件-通信网理论与技术-第10章
实现NGN业务与Internet业务的逻辑隔离,则IP地址独立于 数据基础网, 便于业务扩展、安全控制和QoS的满足, 有利于 网络运营。
第 10 章 下一代网络
3) 两种策略的比较
将NGN业务与Internet业务隔离, 在业界已经达成共识。 但究竟是采用物理隔离还是逻辑隔离, 一直存在着激烈的争论。 最大的分歧不是技术问题, 因为物理隔离和逻辑隔离使用大量 相似的技术方案, 争论的焦点仍然集中在投资成本和回报上。 在网络建设的实践中, 既有使用逻辑隔离的案例, 也有使用物 理隔离的情况。
第 10 章 下一代网络
10.1.2 NGN
1. NGN
(1) 多媒体特征。该特征是下一代通信业务最基本、最明显 的特征。NGN中没有通信带宽的制约, 人们在语音沟通的同时可 以得到更多的信息, 如可视电话、 视频点播(VOD)等将被广泛地 应用。另外, 语音识别和语音文本的双向转换业务, 如从电话中 收听E－mail,或将会议的录音直接转换为文本进行存储等业务也 会逐步得到人们的关注和青睐。
第 10 章 下一代网络
(2) 媒体传输层。其功能是负责将不同类型的信息格式转换 成为能够在网络上传输的信息格式。例如, 将来自PSTN的语音信 号转换成ATM信元或IP包。此外,媒体层可以将信息媒体流选路至 目的地。
(3) 控制层。该层提供呼叫智能, 控制媒体层网络元素建立 端到端的连接。主要涉及软交换相关的功能, 完成业务逻辑的具 体执行,其中包含呼叫控制, 资源管理, 接续控制和路由等操作, 实现各种信令协议的互通和转换。此层是NGN的核心神经,决定用 户收到的业务, 并能控制低层网络元素对业务流的处理。
第 10 章 下一代网络
1)
从图10.1中可以看出, 物理隔离是指另外建设一张IP专网, 主要是在汇聚层和骨干网层面上采用双网结构: 一张网络承载 Internet业务, 称之为Internet网, 主要提供传统互连网业务, 按照上网时间及内容收费。 另一张网络承载IP电信业务, 提供 高质量的电信级业务, 满足NGN, 3G对承载网的需求,支持VPN、 视讯、语音以及流媒体等业务的要求, 称之为IP专网。
第 10 章 下一代网络
3) 两种策略的比较
将NGN业务与Internet业务隔离, 在业界已经达成共识。 但究竟是采用物理隔离还是逻辑隔离, 一直存在着激烈的争论。 最大的分歧不是技术问题, 因为物理隔离和逻辑隔离使用大量 相似的技术方案, 争论的焦点仍然集中在投资成本和回报上。 在网络建设的实践中, 既有使用逻辑隔离的案例, 也有使用物 理隔离的情况。
第 10 章 下一代网络
10.1.2 NGN
1. NGN
(1) 多媒体特征。该特征是下一代通信业务最基本、最明显 的特征。NGN中没有通信带宽的制约, 人们在语音沟通的同时可 以得到更多的信息, 如可视电话、 视频点播(VOD)等将被广泛地 应用。另外, 语音识别和语音文本的双向转换业务, 如从电话中 收听E－mail,或将会议的录音直接转换为文本进行存储等业务也 会逐步得到人们的关注和青睐。
第 10 章 下一代网络
(2) 媒体传输层。其功能是负责将不同类型的信息格式转换 成为能够在网络上传输的信息格式。例如, 将来自PSTN的语音信 号转换成ATM信元或IP包。此外,媒体层可以将信息媒体流选路至 目的地。
(3) 控制层。该层提供呼叫智能, 控制媒体层网络元素建立 端到端的连接。主要涉及软交换相关的功能, 完成业务逻辑的具 体执行,其中包含呼叫控制, 资源管理, 接续控制和路由等操作, 实现各种信令协议的互通和转换。此层是NGN的核心神经,决定用 户收到的业务, 并能控制低层网络元素对业务流的处理。
第 10 章 下一代网络
1)
从图10.1中可以看出, 物理隔离是指另外建设一张IP专网, 主要是在汇聚层和骨干网层面上采用双网结构: 一张网络承载 Internet业务, 称之为Internet网, 主要提供传统互连网业务, 按照上网时间及内容收费。 另一张网络承载IP电信业务, 提供 高质量的电信级业务, 满足NGN, 3G对承载网的需求,支持VPN、 视讯、语音以及流媒体等业务的要求, 称之为IP专网。
通信网理论与技术PPT课件
第一章 通信网概述
➢通信网技术是规划、设计、建设和维护网络 方面的技术。
➢要想把通信网建设好维护好，必须了解各种 类型的通信网的结构、接口、协议和技术指 标，了解各类通信网之间的关系和互连，网 络技术已经成为一门专门的学科，其内容十 分丰富，已成为通信工程领域重要的基础知
第1页/共103页
第一章 通信网概述
管理网传 。送网
链路层 物理层
图1.3 垂直观点的网络结构
第27页/共103页
1.1.3 通信网的分层结构
2. 网络结构的水平描述
水平描述是基于用户接入网络实际的物理连接来划分 的，可分为
❖ 用户驻地网（CPN：Customer premises Network）
❖ 接入UNI网（ANSN：I Access Network）SNI
更清晰地描述现代通信网络结构 网络的分层使网络规范与具体实施方法无关 简化了网络的规划和设计 使各层的功能相对独立
第20页/共103页
网络的分层结构
➢ 网络结构的垂直描述 ➢ 网络结构的水平描述
1.1.3 通信网的分层结构
第21页/共103页
1.1.3 通信网的分层结构
1. 网络结构的垂直描述 ❖根据不同的功能将网络分解成多 个功能层 ❖上下层之间的关系为客户/服务者 关系
第8页/共103页
1.1.2 通信网的概念及构成要素
构成通信网的硬件设备 ➢ 终端设备 ➢ 传输系统 ➢ 交换设备
第9页/共103页
1.1.2 通信网的概念及构成要素
（1）终端设备
终端设备是用户与通信网之间的接 口设备，它包括信源、信宿与变换 器、反变换器的一部分。
第10页/共103页
终端设备
第34页/共103页
➢通信网技术是规划、设计、建设和维护网络 方面的技术。
➢要想把通信网建设好维护好，必须了解各种 类型的通信网的结构、接口、协议和技术指 标，了解各类通信网之间的关系和互连，网 络技术已经成为一门专门的学科，其内容十 分丰富，已成为通信工程领域重要的基础知
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第一章 通信网概述
管理网传 。送网
链路层 物理层
图1.3 垂直观点的网络结构
第27页/共103页
1.1.3 通信网的分层结构
2. 网络结构的水平描述
水平描述是基于用户接入网络实际的物理连接来划分 的，可分为
❖ 用户驻地网（CPN：Customer premises Network）
❖ 接入UNI网（ANSN：I Access Network）SNI
更清晰地描述现代通信网络结构 网络的分层使网络规范与具体实施方法无关 简化了网络的规划和设计 使各层的功能相对独立
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网络的分层结构
➢ 网络结构的垂直描述 ➢ 网络结构的水平描述
1.1.3 通信网的分层结构
第21页/共103页
1.1.3 通信网的分层结构
1. 网络结构的垂直描述 ❖根据不同的功能将网络分解成多 个功能层 ❖上下层之间的关系为客户/服务者 关系
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1.1.2 通信网的概念及构成要素
构成通信网的硬件设备 ➢ 终端设备 ➢ 传输系统 ➢ 交换设备
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1.1.2 通信网的概念及构成要素
（1）终端设备
终端设备是用户与通信网之间的接 口设备，它包括信源、信宿与变换 器、反变换器的一部分。
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终端设备
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通信网理论基础(修订版)第二章
务时间， τi=(Ci-Ci-1)离去，下降沿之差
顾客数
w4
w2
w3
wn
t1
t2 t3
tn
t
到达 C1 C2
离去
1 C1
C3 C4 2
3
C2
C3
Cn
Cn+1
n
Cn-1 Cn
T
I
排队过程实例
窗口数m、顾客到达率l和服务率m虽是排队系统 的3个基本参数，要充分描述排队系统并分析其 运行状态还是不够的，因为排队系统的性能主要 取决于顾客到达时间间隔ti与服务时间i的统计分 布和排队规则。
证明简单流的到达间隔是负指数分布:
设为到达间隔为t,把t分成N等份,每份的长度
t N
根据无后效性和稀疏性，在前面N个 内无顾客到
达，再一个内有一个顾客到达的概率为（其中，
a(t)为概率密度）：
：
N个
[
a(t) (1 l) N l (1 l t) N l
N
-N
[(1 l t) lt ]-lt l lelt ,
(l是 单 位 时 间 里 到 达 的 顾客 数, 称 到 达 强 度)
T:顾客到达时间间隔，0<T<∞
如果将T看成是数轴上的随机点的坐标，那么，分布函数FT (t) 在t处的函数值就表示T落在区间(-∞,t]上的概率
❖ 概率分布函数 FT (t) P{T t} t a(t) dt 0t l el tdt （1 el t）u(t)
(t )d t
leltdt
1
e lt
t0
0
❖ 表示T落在区间(-∞,t]上的概率是1-e-λt
所以，对于最简单流有：
概率密度：a T
顾客数
w4
w2
w3
wn
t1
t2 t3
tn
t
到达 C1 C2
离去
1 C1
C3 C4 2
3
C2
C3
Cn
Cn+1
n
Cn-1 Cn
T
I
排队过程实例
窗口数m、顾客到达率l和服务率m虽是排队系统 的3个基本参数，要充分描述排队系统并分析其 运行状态还是不够的，因为排队系统的性能主要 取决于顾客到达时间间隔ti与服务时间i的统计分 布和排队规则。
证明简单流的到达间隔是负指数分布:
设为到达间隔为t,把t分成N等份,每份的长度
t N
根据无后效性和稀疏性，在前面N个 内无顾客到
达，再一个内有一个顾客到达的概率为（其中，
a(t)为概率密度）：
：
N个
[
a(t) (1 l) N l (1 l t) N l
N
-N
[(1 l t) lt ]-lt l lelt ,
(l是 单 位 时 间 里 到 达 的 顾客 数, 称 到 达 强 度)
T:顾客到达时间间隔，0<T<∞
如果将T看成是数轴上的随机点的坐标，那么，分布函数FT (t) 在t处的函数值就表示T落在区间(-∞,t]上的概率
❖ 概率分布函数 FT (t) P{T t} t a(t) dt 0t l el tdt （1 el t）u(t)
(t )d t
leltdt
1
e lt
t0
0
❖ 表示T落在区间(-∞,t]上的概率是1-e-λt
所以，对于最简单流有：
概率密度：a T
通信网理论基础课件
•RJ-11 Port for Connection to ADSL •Four 10/100Mbps Ethernet Ports for Connection to Computers
14
Cable Modem
例如：The DCM-201 has a
maximum downloading speed at 38Mbps (256 QAM) and a maximum uploading speed at 10Mbps (16 QAM). The DCM-201 uses the Reed-Solomon error correction method for data packet integrity.
所谓数据传输链路是指在物理传输媒 介（如双绞线、同轴电缆、光纤、微 波传输系统、卫星传输电路等）上利 用一定的传输标准（它通常规定了电 气接口、调制解调的方式、数据编码 的方式、比特同步、帧格式和复分接 的方式等）形成的传输规定速率（和 格式）的数据比特通道。
11
1.1.1 数据传输链路（2）
数据传输链路分为两大类： 一类是用户到网络节点（路由器或交换机） 之间的链路（简称为接入链路）； 另一类是网络节点（路由器或交换机）到网 络节点（路由器或交换机）之间的链路（简 称为网络链路）。
1.4 通信网络的基本理论问题
8
1.1通信网络的基本构成
1.1.1 数据传输链路 1.1.2 数据传输网络 1.1.3 网络的互连
3
1.1通信网络的基本构成
传输链路 （电话线、 光纤） 用户终端
（电话机、 传真机、计 算机）
链路汇聚点 （路由器、程控交换机）
基本网络由物理传输 链路和链路汇聚点组成
•Downstream Modulation: 64QAM,256QAM
14
Cable Modem
例如：The DCM-201 has a
maximum downloading speed at 38Mbps (256 QAM) and a maximum uploading speed at 10Mbps (16 QAM). The DCM-201 uses the Reed-Solomon error correction method for data packet integrity.
所谓数据传输链路是指在物理传输媒 介（如双绞线、同轴电缆、光纤、微 波传输系统、卫星传输电路等）上利 用一定的传输标准（它通常规定了电 气接口、调制解调的方式、数据编码 的方式、比特同步、帧格式和复分接 的方式等）形成的传输规定速率（和 格式）的数据比特通道。
11
1.1.1 数据传输链路（2）
数据传输链路分为两大类： 一类是用户到网络节点（路由器或交换机） 之间的链路（简称为接入链路）； 另一类是网络节点（路由器或交换机）到网 络节点（路由器或交换机）之间的链路（简 称为网络链路）。
1.4 通信网络的基本理论问题
8
1.1通信网络的基本构成
1.1.1 数据传输链路 1.1.2 数据传输网络 1.1.3 网络的互连
3
1.1通信网络的基本构成
传输链路 （电话线、 光纤） 用户终端
（电话机、 传真机、计 算机）
链路汇聚点 （路由器、程控交换机）
基本网络由物理传输 链路和链路汇聚点组成
•Downstream Modulation: 64QAM,256QAM
通信网理论基础3通信网络设计基础[3]
![通信网理论基础3通信网络设计基础[3]](https://img.taocdn.com/s3/m/4c4b9d38cc7931b765ce155e.png)
S为任一割
华北电力大学电子与信息工程学院
2004-08-15
第15/149页
3.4.1 一概念.15
通信网理论基础
或表示为: f (S,V ) f (V , S) f (x, y)
由于: V S S ,
SS
有: f (S,V ) f (V , S) f (S, S S ) f (S S , S)
x V1
y
10,4
集合V1
v2
9,5
割K中的边
v4
集合V1
割K的容量 f1,3 f2,4 9 9 18
华北电力大学电子与信息工程学院
2004-08-15
第12/149页
3.4.1 一概念.12
通信网理论基础
割与割集的区别
都是边的集合， 但 割:有向图 割集:无向图
v1
9,3
8,4
割中的流的净值,即割的自V1 , 到V1的边中的 流减去自V1到V1的边的流的总体
V1
x
f (V1,V 1)
V1
f (x, y)
y f (V1,V1) f (V1,V1)
f (V 1,V1, )
f (x, y)
华北电力大学电子与信息工程学院
2004-08-15
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3.4.1 一概念.17
华北电力大学电子与信息工程学院
2004-08-15
第7/149页
3.4.1 一概念.7
通信网理论基础
流的和:
设V1和V2是顶点集合 V的子集, 用(V1,V2 )表示起点在 V1
而终点在 V2的边的集合 .用f (V1,V2 )表示(V1,V2 )中边的流之和 :
通信网理论基础(第三章)
2019/12/9
27
路由器在转发分组而查找转发表时，只需要提 取其中的网络地址，及网号即可，不必过问主机号。 这样可以提高速度，节省时间。只有到达目的地址 的网络后，才由该网络转发给相应的主机，这时才 需要提取主机号以便交付该主机。
2019/12/9
28
为了便于使用32位（bit）的IP地址，往往采用 “点分十进制记法”（dotted decimal notation）。
2019/12/9
8
由上面的分析可以看出，路由器的工作原理并 不复杂，但是要求的工作速度非常高。例如线路的 传送速度是2.5Gb/S，分组长度为256字节/分组，这 时路由器需要处理分组的速度：2.5×10 000 000 000/（256×8）＝1000 000（分组）。这个速度称为 线速，是非常大的。这个数字也称为Mpps（百万分 组每秒），说明路由器对接收的分组的处理速率， 是路由器的重要指标。
2019/12/9
22
互联网的IP地址： IPv4协议是给因特网上每一个主机分配一个唯
一的、独享的32位（bit）的地址标识，以便在因特 网上方便地寻址。
IP地址由ICANN（Internet Corporation Assignet and Numbers）负责分配。国内的用户地 址由APNIC（Asia Pasific Network Information Center）分配。
址的网络号进行路由选择；
2019/12/9
38
（3）具体传送IP数据包的物理网络，在其 数据链路层只能看见MAC帧，IP数据包被 封装在MAC帧中，MAC帧在传送过程中， 在不同的MAC帧中的硬件地址是不断变化 的，以完成从一个路由器向下一个路由器 的转发；
【精品大学课件】通信网理论基础(苏驷希)(北京邮电大学讲义)--第三章 网内业务分析--.2.11
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第三章网内业务分析上一章涉及到网络的基本结构，但流量假设是平均的，或近似不变的，这在大多数场合是不恰当的。
本章将要应用排队论对通信网（包括电话网，数据网等）建模，进行分析，较多的考虑一些随机因素，主要针对稳态的情形（在B-ISDN中，瞬态的研究具有重大的意义，但需要较深入的数学工具）。
本章先介绍排队论的基础知识，然后分别对电话网，分组数据网建立模型，进行一些优化分析，得到线路容量，交换节点容量等许多结论。
第3.1节排队论基础3.1.1排队论排队论又称随机服务系统，主要解决与随机到来、排队服务现象有关的应用问题。
排队论的创始人Erlang正是为了解决电话交换机容量的设计问题而提出排队论。
排队论主要研究三个方面的内容：（1）形态问题，即研究各种排队系统的规律性，这包括队长分布、等待时间分布、忙闲期分布等，同时又分稳态和瞬态两种情形。
（2）最优化问题，又分静态最优和稳态最右；前者指最优设计，后者指现在排队系统的最优运用。
（3）排队系统的统计推断，即判断一个给定的排队系统符合那种类型，以便根据排队理论进行分析研究。
排队系统的组成包括三个部分：1.输入过程2.排队规则3.服务机构为了有一个简单模型描述排队系统, 使用点移动模型, 同时有如下基本假设:(1)到达间隔独立同分布;(2)服务时间独立同分布;(3)服务时间同到达间隔独立;各部分具体含义为：1.输入过程是对顾客到来的特征进行描述,包括顾客总体数目，到来方式（单个或成批），到来间隔的规律等。
2.服务规则包括先到先服务（FIFO），后到先服务（LIFO），随机服务，有优先权服务等。
3.服务机构包括服务员数目，服务时间特征等。
排队系统的表示：一般用X/Y/Z/A/B/C来表示一个排队系统。
其中：X表示顾客到达间隔时间的分布，即到达规律Y表示服务时间的分布，服务规律Z表示服务员数目，也即窗口数A表示系统容量限制，也即排队时的截止队长B表示顾客源数目C表示服务规则若略去后三项，即指X/Y/Z/∞/∞/FIFO3.1.2常见分布分析一个排队系统，首先要知道知道顾客到达间隔和服务时间的分布规律。
通信网理论基础第4章3PPT课件
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然而实际上站的数目总是有限的，经理论推导（略）可得知，只要有
20个站（或更多）， 就可以利用由无穷多站的模型所得出的各种结论
能在10％左右。
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纯ALOHA系统最多只能有18.4％的时间能成功地发送信息，而不
发生碰撞，实现正常通信。其他时间处于碰撞或空闲状态，显然
效率是很低的。
27
优点：
✓
这种方式基本上不用控制设备，碰撞也可以不去检测，只是在久无
回答后就重发即可，
✓
当 较小时，
，就是说基本上可以顺利通信。
✓
a 缺点：
当
CSMA/CD协议机制（IEEE802.3标准），全双工 的以太网不采用CSMA/CD协议机制 ✓ 无线局域网（WLAN）采用CSMA/CA（CSMA / Collision Avoidance）协议机制。
8
2．CSMA/CD的发展过程 ① 纯ALOHA (P-ALOHA) 技术 ② 时隙ALOHA (S-ALOHA) 技术 ③ 载波监听多址访问（CSMA——Carrier Sense Multiple Access）技术 ④ 带有冲突检测的载波监听多址访问（CSMA/CD—— CSMA with Collision Detection）技术
32
（3）冲突后重发的策略与纯ALOHA相似。——重发
时隙ALOHA系统的工作原理
33
（二）性能分析
假定：用户数（站数）很大（理论上应为无穷大），而每一个站发送
一个帧的概率很小（理论上应趋于零）。在这个条件下，各站随机地
发送帧的总效应，才相当于泊松过程。
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为了简化分析，假设条件与纯ALOHA系统相同。
➢ 在稳定状态下，一平均通过量 ac 等于网络负荷 a （全
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双工是指两设备彼此同时交换数据。
8
通信网是通信系统的系统,它包括了所有的通 信设备和通信规程。
每一个具体的通信设备都是通信网的一部分.
应当强调的是:在考察一个设备或一个通信系 统时,若不从整个通信网出发,这些设备或系 统不能发挥应有的功能,孤立地看它们,也许 是很好的,但如果它不能进网,那它只能起到 局部的作用。反之，在研究全网时，必需了 解组成网的各个部件的性能。
传统的电话网是模拟信号,如果要用来传输数据
信号,则要通过一个Modem,但速率很低.因为公用 电号话网只能容纳1200---2400bps。(现在电话 网已全数字化,此情况已改变)
13
数字传输和交换设施用于电话网起于60年代初,由 AT&T率先将一套数字载波系统投入商用。 现在国际上有两种数字载波系统:
一组用户要通话时,在它们之间首先要建立一条
专用的传输通路,并在传输过程中一直保持着,直
到通信结束再将这条通路拆除。
12
有些网使用分组交换技术,通信时把“分组”(数 据块)由信源发往信宿。信源(宿)可以是用户终 端,计算机,打印机或其他形式的数据通信和/或 数据处理装置,来自不同用户的“分组”共享同 一套分发和传输设备。现在正在把这两种交换技 术结合起来组成综合网。
1.以1.544Mbps传送的处理24个64Kbps的语音信道, 称之为T1,在美,加,日。 2.以2.048Mbps传送的处理30个语音信道,称之为 T2,这是CCITT的建议。它们用于短程通信,在25英 里之内,更高的速率用于长距通信。我国采用T2。
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通信网的类型
从通信的内容上分：电话网,电报网,电传网,计算 机网,传真网,广播和电视网等。
消息
终端
电信号
传输媒介
电信号
终端
消息
6
发端机和收端机一般是装在一起的,通常称为端机 或终端。
在数据通信中,终端设备有数据电路终端设备(DTE) 和数据电路终接设备(DCE),后者如调制解调器。
DTE—Data Terminal Equipment; DCE-Data Circuit-terminating Equipment;
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因此,通信网课程的内容包括了通信专业 的所有课程。但是这样庞大的内容是不 可能组成一门课程的,即使只涉及带有综 合性和整体性的问题,而不涉及具体设备 内容还是太繁杂。
所以,本课程的内容只包括具有广泛意义 的,较为成熟的理论基础,而且侧重于定量 分析,这是改善和发展所必须的。
10
通信网在整体上的任何改进、发展或突 破,带来的经济效益(包括节省投资和创 收)是很可观的。理论上的完善可使许多 争论更易于统一。另一方面,如果技术条 件没有跟上,例如当集成电路还未发展, 脉码调制技术还不能经济地实现时,谈论 数字通信的优越性,最好的想法也难于实 现。因此,只有科学和技术相辅相成地发 展,才能推动社会的前进.
4
通信网从硬件上来说应包括：
端机，信道，交换设备；
通信网从软件上来说应包括：
信令，协议（规程），标准。
网络要优化（在许多意义上）
网络要可靠
5
通信系统和通信网
将一个用户的信息送到另一个用户处的全部设 施通常称为一个通信系统，它主要包括
发端机：能把信源信息转换成可以在信道上传 送的信号；
信道：传输线路及其附属设备； 收端机：能把信号恢复成用户所需要的信息。
17
网形网:也称全联网,各个用户终端之间直接以通信 链路连接,通信不需要任何转接.这种结构的接续质 量高,网络的稳定性好,但费用高,也欠经济.
A
B
高层网或卫星由同一个转接中心转接.实用的星 形网可以是多层次的,这种结构有时也称树形网.这 种结构与网形网相比节省了许多通信链路，但需要 转接设备，当链路的总费用高于转接设备的费用时 才用这种网络结构。由于要转接，通信的质量和可 靠性会受到一定的影响。
通信网的理论基础
主讲人:
1
本课程内容包括
（一） 引论 （二） 通信网的组成要素 （三） 通信网的结构 （四） 网内业务分析 （五） 通信网的可靠性 （六） 通信网的优化
2
（一） 引论
(1)基本概念 (2)通信网的要求 (3)现代通信网的构成和发展
3
(1) 基本概念
通信是信息的传递与交换。 通信是人类日常生活所必不可少的； 通信极大地促进人类的文明； 通信极大地增加社会的财富。
从范围分：有局域网,城域网,国内网,国际网;还可 分为公用网,流动网,专用网等。
从信道分：电缆网,无线短波网,微波中继网,卫星 通信网,光缆网等。
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一旦电话网变成全数字的,任何数 据不论是交互式的数据,计算机间 通信的数据,数字电话,数字图像, 均能通过网络。各种型式的数据可 能要做不同的处理(即分开传输), 也可以综合起来处理。
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通信网的结构
一般来说,n个用户要相互两两之间通信时,最简单 的方法是建立n(n-1)个通信系统或n(n-1)/2个双工 通信系统,此时形成一个全联网.通常为节省资源,n 个用户不做全联通,而在引入转接(交换)之后把各 种信道有机地结合起来形成通信网。
端机 端机 端机
端机
交换 设备
端机
端机
端机
端机
7
在数据通信领域内,“数据”是指两设备间交换的 一组数字和字符组成的编码,即是用这些编码来表 示一串数字或是计算机所存的文件。
为防差错,需为两通信实体(DTE)交换一些附加的控 制信息,因此,称通过数据传输设备交换的所有内容 （包括数据与控制信息）为“信息”.
收发共用一条信道,时分地进行正向和反向的传输, 称半双工通信系统。
11
世界上有大大小小许多通信网,小网用于一幢建 筑物或大院式综合体内,连结数据终端和计算机; 大网复盖整个国家,甚至扩展到全球。
有些网是专用的,有些是公用网。
要形成一个通信网,交换是一个必不可缺少的环
节,它是一些传输的“中转站”.在体系上,交换
分电路交换和分组交换。
有些网使用电路交换技术,如电话网。当一对或
A B
E
C
D
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环形网:各用户通过中继器进网,各中继器首尾相 连,信息单向沿环路逐点传送.这种网的传输线路 短,初装容易,故障诊断比较正确, 适用于光纤进行各终端的连接，但其可靠性和可 展性，灵活性较其它网络差。
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通信网是通信系统的系统,它包括了所有的通 信设备和通信规程。
每一个具体的通信设备都是通信网的一部分.
应当强调的是:在考察一个设备或一个通信系 统时,若不从整个通信网出发,这些设备或系 统不能发挥应有的功能,孤立地看它们,也许 是很好的,但如果它不能进网,那它只能起到 局部的作用。反之，在研究全网时，必需了 解组成网的各个部件的性能。
传统的电话网是模拟信号,如果要用来传输数据
信号,则要通过一个Modem,但速率很低.因为公用 电号话网只能容纳1200---2400bps。(现在电话 网已全数字化,此情况已改变)
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数字传输和交换设施用于电话网起于60年代初,由 AT&T率先将一套数字载波系统投入商用。 现在国际上有两种数字载波系统:
一组用户要通话时,在它们之间首先要建立一条
专用的传输通路,并在传输过程中一直保持着,直
到通信结束再将这条通路拆除。
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有些网使用分组交换技术,通信时把“分组”(数 据块)由信源发往信宿。信源(宿)可以是用户终 端,计算机,打印机或其他形式的数据通信和/或 数据处理装置,来自不同用户的“分组”共享同 一套分发和传输设备。现在正在把这两种交换技 术结合起来组成综合网。
1.以1.544Mbps传送的处理24个64Kbps的语音信道, 称之为T1,在美,加,日。 2.以2.048Mbps传送的处理30个语音信道,称之为 T2,这是CCITT的建议。它们用于短程通信,在25英 里之内,更高的速率用于长距通信。我国采用T2。
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通信网的类型
从通信的内容上分：电话网,电报网,电传网,计算 机网,传真网,广播和电视网等。
消息
终端
电信号
传输媒介
电信号
终端
消息
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发端机和收端机一般是装在一起的,通常称为端机 或终端。
在数据通信中,终端设备有数据电路终端设备(DTE) 和数据电路终接设备(DCE),后者如调制解调器。
DTE—Data Terminal Equipment; DCE-Data Circuit-terminating Equipment;
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因此,通信网课程的内容包括了通信专业 的所有课程。但是这样庞大的内容是不 可能组成一门课程的,即使只涉及带有综 合性和整体性的问题,而不涉及具体设备 内容还是太繁杂。
所以,本课程的内容只包括具有广泛意义 的,较为成熟的理论基础,而且侧重于定量 分析,这是改善和发展所必须的。
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通信网在整体上的任何改进、发展或突 破,带来的经济效益(包括节省投资和创 收)是很可观的。理论上的完善可使许多 争论更易于统一。另一方面,如果技术条 件没有跟上,例如当集成电路还未发展, 脉码调制技术还不能经济地实现时,谈论 数字通信的优越性,最好的想法也难于实 现。因此,只有科学和技术相辅相成地发 展,才能推动社会的前进.
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通信网从硬件上来说应包括：
端机，信道，交换设备；
通信网从软件上来说应包括：
信令，协议（规程），标准。
网络要优化（在许多意义上）
网络要可靠
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通信系统和通信网
将一个用户的信息送到另一个用户处的全部设 施通常称为一个通信系统，它主要包括
发端机：能把信源信息转换成可以在信道上传 送的信号；
信道：传输线路及其附属设备； 收端机：能把信号恢复成用户所需要的信息。
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网形网:也称全联网,各个用户终端之间直接以通信 链路连接,通信不需要任何转接.这种结构的接续质 量高,网络的稳定性好,但费用高,也欠经济.
A
B
高层网或卫星由同一个转接中心转接.实用的星 形网可以是多层次的,这种结构有时也称树形网.这 种结构与网形网相比节省了许多通信链路，但需要 转接设备，当链路的总费用高于转接设备的费用时 才用这种网络结构。由于要转接，通信的质量和可 靠性会受到一定的影响。
通信网的理论基础
主讲人:
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本课程内容包括
（一） 引论 （二） 通信网的组成要素 （三） 通信网的结构 （四） 网内业务分析 （五） 通信网的可靠性 （六） 通信网的优化
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（一） 引论
(1)基本概念 (2)通信网的要求 (3)现代通信网的构成和发展
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(1) 基本概念
通信是信息的传递与交换。 通信是人类日常生活所必不可少的； 通信极大地促进人类的文明； 通信极大地增加社会的财富。
从范围分：有局域网,城域网,国内网,国际网;还可 分为公用网,流动网,专用网等。
从信道分：电缆网,无线短波网,微波中继网,卫星 通信网,光缆网等。
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一旦电话网变成全数字的,任何数 据不论是交互式的数据,计算机间 通信的数据,数字电话,数字图像, 均能通过网络。各种型式的数据可 能要做不同的处理(即分开传输), 也可以综合起来处理。
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通信网的结构
一般来说,n个用户要相互两两之间通信时,最简单 的方法是建立n(n-1)个通信系统或n(n-1)/2个双工 通信系统,此时形成一个全联网.通常为节省资源,n 个用户不做全联通,而在引入转接(交换)之后把各 种信道有机地结合起来形成通信网。
端机 端机 端机
端机
交换 设备
端机
端机
端机
端机
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在数据通信领域内,“数据”是指两设备间交换的 一组数字和字符组成的编码,即是用这些编码来表 示一串数字或是计算机所存的文件。
为防差错,需为两通信实体(DTE)交换一些附加的控 制信息,因此,称通过数据传输设备交换的所有内容 （包括数据与控制信息）为“信息”.
收发共用一条信道,时分地进行正向和反向的传输, 称半双工通信系统。
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世界上有大大小小许多通信网,小网用于一幢建 筑物或大院式综合体内,连结数据终端和计算机; 大网复盖整个国家,甚至扩展到全球。
有些网是专用的,有些是公用网。
要形成一个通信网,交换是一个必不可缺少的环
节,它是一些传输的“中转站”.在体系上,交换
分电路交换和分组交换。
有些网使用电路交换技术,如电话网。当一对或
A B
E
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环形网:各用户通过中继器进网,各中继器首尾相 连,信息单向沿环路逐点传送.这种网的传输线路 短,初装容易,故障诊断比较正确, 适用于光纤进行各终端的连接，但其可靠性和可 展性，灵活性较其它网络差。