《信息通信网络概论》第一章第1-1节

现代（信息时代）： 与多种高新技术紧密结合
电子 技术 自动控 制技术 人工 智能
通信 计算机 技术 技术
……
1.1.1 信息通信发展历史回顾（2）
电子信息时代
电通信阶段
语音和文字通信阶段
1.1.1 信息通信发展历史回顾（3）
语音和文字通信阶段
时间：19世纪30年代以前 通信方式：交谈、人力、马力、烽火台……
三、信息通信网络发展的关键技术－电路交换
电路交换是指交换系统为通信的双方寻找并建 立一条全程物理通路，以供双方传输信号（信 息），直至信息交换结束。 电路交换的基本过程是：在开始正式通信之前， 首先由通信的一方发起呼叫，一直等到与另一 方建立起一条全程物理通路，然后才开始通信。 在整个通信过程中，该通路始终为通信双方占 用。当所有通信结束后，可以由任何一方发起 断开连接，从而释放连接
二、信息通信网络的组成（4）
交换设备（交换机）
——通信网的核心
交换设备的基本功能：交换、控制、管理、执行
交换功能：根据终端要求与传输链路的转接能力，完成
信源与信宿之间的接续转换；
控制与管理功能：交换机能依据通信流量的状态，有
效地选择中继路由、进行通信流量控制和差错恢复等。
执行功能：进行各种业务的通信与交换等等。
将各交换设备用线路相连以形成网络，可以实现更 大范围的通信
一、 信息通信网络概念的引入（4）
定义：通信网就是在一定范围内以终端设 备和交换设备为点，以传输设备为线，按 一定顺序点线相连形成的有机组合的系统， 它可以完成多个对多个用户间的通信。
二、通信网络的组成（1）
构成通信网的基本要素： 终端设备、传输链路、交换设备、通信协议。
Memory
三、信息通信网络发展的关键技术－分组交换
虚电路(VC：Virtual Circuit)方式：所谓虚电路方式， 就是在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端 到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的 数据分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清除分组 来拆除虚电路。它不同于电路交换中的物理连接，而是逻 辑连接。
nodal processing:
check bit errors determine output link
Queueing:
time waiting at output link for transmission depends on congestion level of router
A B
transmission propagation
报文交换（Message Switching）:是以报文作为传
送单元采用存储转发机制的交换方式。
基本的报文交换动作是存储报文、分析报文中的收报人地址和报 文转发。 有多个报文送往同一地点时，要排队按顺序发送。 报文传送中有检错和纠错措施
由于报文长度差异很大，长报文可能导致很大的时延，并且对每个节点来说 缓冲区的分配也比较困难，为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目 的，节点需要分配不同大小的缓冲区，否则就有可能造成数据传送的失败。 在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务， 如公用电报网。
交换虚电路(SVC：Switched Virtual Circuit)：用户通过发送 呼叫请求分组来建立虚电路的方式。 永久虚电路(PVC：Permanent Virtual Circuit)： 应用户 预约，由网络运营者为之建立固定的虚电路，而不需在呼叫时临 时建立虚电路，可直接进入数据传送阶段的方式。
1.1.1 信息通信发展历史回顾
1.1.2 信息通信网的组成及关键技术
1.1.3 通信网络的发展历程及发展方向 1.1.4 信息通信网络的分类和功能结构 1.1.5 信息通信网络的拓扑结构
1.1.1 信息通信发展历史回顾（1）
通信的定义：传递信息的过程就叫做通信。
通信方式的演变：
古代：靠手势、动作和表情进行交流
电路交换的特点：
要在通信的用户间建立专用的物理连接通路。（固定分配带宽） 对传送的信息无差错控制措施。 对通信信息不作处理(信令除外)，而是原封不动地传送，用作低 速数据传送时不进行速率、码型的变换。 用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过负荷时呼损率增加， 但不影响已建立的呼叫
电路交换的优点：
电通信阶段为通信技术的发展奠定了良好的基础， 加快了通信的发展进程，丰富了通信的内容。
1.1.1信息通信发展历史回顾（5）
电子信息时代
时间：1907年电子管问世至今 通信方式：广播、电视、传真、雷达、微波、 光纤、卫星……

通信内容：语音、数据、文字、音乐、图像…… 通信理论：调制理论、信号和噪声理论、信号检 测理论、信息论、信源统计特性理论、纠错编码
理论、脉冲编码技术（PCM）……
1.1.1信息通信发展历史回顾（5）
1837 年Samuel Morse 发明电报 1876 年Alexander Graham Bell 发明电话 1895 年Guglielmo Marconi 发明无线电 1906 年电子管的发明使模拟通信得到发展 1924 年Nyquist取样定理和1948年shannon定理在理论上 为数字通信奠定了基础 20世纪50年代、60年代半导体和集成电路的发展使数字通 信得到发展 1945年 第一台电子计算机的问世到80年代计算机的飞速 发展使数据通信成为可能 1963年 第一次实现同步卫星通信 20世纪70年 代光导纤维的发明实现了光纤通信 1974年 美国Bell实验室提出蜂窝移动通信概念
三、信息通信网络发展的关键技术
制约和影响信息通信网络技术发展的主要有技术、 市场需求、成本和政策等因素。 通信网发展的主要技术：
交换技术 信令技术 传输技术 业务实现方式
三、信息通信网络发展的关键技术－交换技术
主要交换方式：
报文交换 电路交换 分组交换
虚电路 数据报
三、信息通信网络发展的关键技术－报文交换
东南大学无线电工程系
课程介绍
教学目的：掌握信息通信网络（以计算机网络为主）体系结构，各
层的主要协议、工作原理和相关概念、理论和技术，了解常用网络技 术和最新进展。
教学安排：
48学时＝40学时课堂＋6(12学时实验) ＋2学时复习
实验要求：
实验验收时间： 四个实验题目，可任选一个完成，要求用C语言或JAVA语言编写实 验程序。 评分标准：85％试卷＋10％实验＋5％作业
数据报(DG：Datagram)方式：数据报不需要预先建立逻辑 连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立 进行选路。
分组交换网络时延（1）
packets experience delay on end-to-end path four sources of delay at each hop
采用动态统计时分复用技术、按需分配带宽，即只有在传送数据分组时 才占用传输媒体带宽资源，提高了资源利用率。 数据分组传输时，在网络中的每一段链路上都独立的进行差错、流量控 制。因此数据传输质量高、可靠性高。 Node 网络设备费用低、用户通信费用低，经济性好 links outgoing links incoming
电路交换的基本过程和时延
交换节点 A 交换节点B
processing delay at Node A propagation delay between Host 1 and Node A propagation delay between Host 2 and Host1
建立
传输
释放
三、信息通信网络发展的关键技术－电路交换
Reference Book
计算机网络 (第四版)谢希仁 电子工业出版社 Tanenbaum A S 著 熊桂喜等译.计算机网络(3rd), 北京: 清华 大学出版社, 1998. 《Computer Networks》（英文第三版）， Andrew S. Tanenbaum， 清华大学出版社
点
通 信 网
线
二、 通信网络的组成（2）
终端设备
主要功能：将输入信息变换成为易于在信道中传送的信 号，并参与控制通信工作，是通信网中的源点和终点， 对应于通信模型中的信源/信宿及部分变换/反变换设备。 终端设备的种类：电话终端、数字终端、数据通信终端、 图像通信终端、移动通信终端、多媒体终端……
技术特点：
渗透了听技术、视技术、光通信技术等； 通信方式简单，内容单一； 通信受到环境、距离等自然条件的限制。
1.1.1 信息通信发展历史回顾（4）
电通信阶段 时间：19世纪30年代－1907年 通信方式：电报、电话、无线电……
基本原理：根据电磁感应原理和电磁辐射理论，
利用电磁波（或电流） 传输文字、语音。
B
transmission propagation
nodal processing
queueing
三种交换的比较
采用存储转发方式的分组交换兼有电路交换和报文交换的优点，它与报文 交换的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组 （packet），每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信 息。
nodal processing
queueing
分组交换网络时延（2）
Transmission delay: R=link bandwidth (bps) L=packet length (bits) time to send bits into link = L/R Propagation delay: d = length of physical link s = propagation speed in medium (~2x108 m/sec) propagation delay = d/s Note: S and R are very different quantitites!