第1章通信网络概论
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• 环型结构目前主要用于计算机局域网、光纤接入网、城域 网、光传输网等网络中。
•
• 6．树形网 • 树形网的结构如图1-15所示。树形网可以看成是星形网点 拓扑扩展。 • 主要用于用户接入网或用户线路网中，主从同步方式的时 钟分配网中也采用这种网络。
•
•1.1.5 通信网的业务
• 目前各种网络为用户提供了大量的不同业务，业务的分类 并无统一的方式，一般会受到实现技术和运营商经营策略的影 响。业务应根据所依赖的技术、业务提供的信息类型、用户的 业务量特性、对网络资源的需求特征等方面分类，如图1.6所示 。好的业务分类有助于运营商进行网络规划和运营管理(例如对 商业用户和个人用户制定不同的价格策略和资源分配策略)。
•
• 4．总线型网
• 总线型网的结构如图1-13所示。它属于共享传输介质型网 络，总线型网中的所有节点都连至一个公共的总线上，任何时 候只允许一个用户占用总线发送或接送数据。该结构的优点是 需要的传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单 ，增减节点也很方便；缺点是网络服务性能的稳定性差，节点 数目不宜过多，网络覆盖范围也较小。
–定义，构成3要素
• 通信网的分类（熟悉）
主要了解按业务分类的网络名称。
• 通信网的结构（掌握）
拓扑结构
•
本章小结（2）
• 现代通信网的构成（了解） 4大特点（P7）
• 现代通信网的发展 4大发展趋势（掌握）
•
预习
• 电话通信网（P18-31） • 提示：该部分内容较难（要有一定的专
业基础）。
•
• IT包括：微电子、计算机及软件 、通信、光电子、人工智能、信 息获取与应用技术。
• 微电子是细胞，通信网络是神经 网络，计算机是大脑、软件是灵 魂。
• ——信息与通信的关系
•
本课程主要目的
• 了解并掌握现代通信网络架构。
• 加强对现代通信技术认知。
• 素质教育是当前教育的热点和趋势，本 课程在传授知识的同时，着重给予分析 问题的方法和思路。
▪3．信道 • 信道是信号的传输媒介。传输媒介的种类可分为 有线信道和无线信道；按传输信号的形式则可分为模 拟信道和数字信道。 •
•
•通信系统基本模型
• 4．解调接收系统 or 反变换器 反变换器的工作过程是变换器的逆工作过程。主 要功能包括信号的解码、解调、放大、均衡和解 密等。
• 5．信宿 信宿是信息传输的终点，也就是信息的接收
第1章通信网络概论
2020年7月23日星期四
今日主要内容
• 前言 本课简介 如何教？如何学？
• 第1章
通信网络概论
开拓思路，重在创新
•
前言：《现代通信网》课程简介
• 本课程开设背景 • 本课程主要目的 • 本课程主要内容 • 本科程教学安排
•
本课程开设背景
• 进入21世纪，通信网络已成为人 们信息沟通的基础平台。
•数字网 •模拟网
•有线网 •无线网
•公用通信网 •专用通来自百度文库网
•
1.2 通信网中的信息处理技术
• 信源编码途 径
• 提高有效性
•解除相关性 •概论均匀化
•分类
•语言信号编码 •图像信号编码
•波形编码 •参量编码
•
•性质分 类
•信号处 理
1.2.2 差错控制技术
• 差错控制技术 • 处理办法
•肯定应答： ACK •否定应答重发：NAK •超时重发
•分类
• 功能划 分
•业务类 •型划分
•业务网 •信令网 •同步网 •管理网
•电话网 •电报网 •传真网 •广播电视网 •数据通信网
•
1.1.2 通信的分类
•分类
•服务范围 划分
•传输信号 形式划分
•传输介 •质划分
•运行方 •式划分
•本地网 or 局域网 •长途网 or 城域网 •国际网 or 广域网
• 网状结构通常用于节点数目少，又有很高可靠性要求的场 合。
•
• 2．星型网
• 星型网的结构如图1-11所示。星型网又称辐射网，该结构 与网状网相比，增加了一个中心转接节点，其他节点都与转接 节点有线路相连。N个节点的星型网需要N-1条传输链路。其优 点是降低了传输链路的成本，提高了线路的利用率；缺点是网 络的可靠性差，一旦中心转接节点发生故障或转接能力不足时 ，全网的通信都会受到影响。
•3 光纤技术
•4
宽带接入技术 •
通信网的发展
• 通信网正在向下一代网络（NGN）的方 向发展，下一代网络即泛指一个不同于 当代网络体系结构，通常是指以数据为 中心的融合网络体系结构。
•
1.4 本章小结（1）
• 通信系统的定义、构成及功能（掌握）
–6要素，各部分功能
• 通信网的定义及构成（掌握）
•
• 这里我们借鉴传统ITU-T建议的方式，根据信息类型的不 同将业务分为四类：话音业务、数据业务、图像业务、视频和 多媒体业务。
•
1.3 通信网的体系与拓扑结构
•1.3.2 通信网的体系结构
•通信网的网 络协议3要素
•语法 •语义 •时序
•通常采用层 次结构模式
•
•邮政系统的分层协议模型
•
通信网体系结构
• 通常在传输链路费用高于转接设备，可靠性要求又不高的 场合，可以采用星型结构，以降低建网成本。
•
• 3．复合型网
• 复合型网的结构如图1-12所示。它是由网状网和星型网复 合而成的。它以星型网为基础，在业务量较大的转接交换中心 之间采用网状网结构，因而整个网络结构比较经济，且稳定性 较好。
• 由于复合型网络兼具了星型网和网状网的优点，因此目前 在规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用分级的复合型网 络结构，但应注意在设计时要以转接设备和传输链路的总费用 最小为原则。
• 总线结构主要用于计算机局域网、电信接入网等网络中。
•
• 5．环型网
• 环型网的结构如图1-14所示。该结构中所有节点首尾相连 ，组成一个环。N个节点的环网需要N条传输链路。环网可以 是单向环，也可以是双向环。该网的优点是结构简单，容易实 现，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护；缺点是节点数 较多时转接时延无法控制，并且环型结构不好扩容，每加入一 个节点都要破环。
• 为后续专业课程的学习打下扎实基础。
•
本课程主要内容
• 第1部分 • 第2部分
•通信网络概论
•电话通信网/宽带综合业务数字 网
•
• 第3部分
• 第4部分
•软交换及下一代网络
•
本课程的教学安排
• 学时： 36小时
• 教材： 《现代通信网》人民邮电出版 社
• 授课： 郭连波
• 考试： 期末考试（闭卷）70% 平时成绩 （作业和考勤）30%
•差错重发：自动请求重发ARQ
•分类方式
•前向纠错：自动纠错FEC
•混合纠错：HEC
•
1.3 通信网的体系与拓扑结构
•总线型
•星型
•环型
•复合型
•网型
•
•复合型
• 1．网状网
• 网状网的结构如图1-10所示。它是一种完全互连的网，网 内任意两节点间均由直达线路连接，N个节点的网络需要N(N1)/2条传输链路。其优点是线路冗余度大，网络可靠性高，任意 两点间可直接通信；缺点是线路利用率低，网络成本高，另外 网络的扩容也不方便，每增加一个节点，就需增加N条线路。
•
•图1-5 OSI/RM结构示意图 •
•图1-9 OSI与TCP/IP协议分• 层结构
•图1-9 OSI与TCP/IP协议分• 层结构
1.4 现代通信网的发展趋势
目标：基于软交换技术的下一代NGN网络
•信息融合 •技术融合
•1 语音
•2 数据
•3 图像
•4 视频
•1 数字技术
•2 IP技术
者。 6．噪声源
噪声源是系统内各种干扰影响信息传输的等 效结果。
•
通信系统与网络
• 通信系统到网络的演变
•转接节点
•
例1: 引入交换机的通信网
•
•
例2: 多级交换的通信网
•
通信网的组成
硬件：用户终端 传输设备及链路 交换设备：电路交换/存储-转发交换
软件：信令、协议和标准
•
1.1.2 通信的分类
•微波收 •发信机
•微波收 •发信机
•OF •传输系统
• 电端机 • 光端机
•程控 •交换机
•移动 •交换机
•分组 •交换机
•交换系统 •终端设备
•
第1章 通信网络概论
•
• 目的要求：掌握通信网概念；通信网构成 要素、功能；掌握通信网的基本结构、特 点；理解现代通信网的构成部分；了解通 信网的发展趋势；
•
通信的使命
无论繁华的现代都市，还 是经济高速发展的沿海地区；无 论人潮如织的祖国内地，还是边 陲口岸、广袤戈壁；无论春夏秋 冬，还是风霜雨雪：
“信息通信技术为全人类服 务：帮助人们跨越数字鸿沟”！
•
通信网的构成
•电话 •交换机
•移动 •交换机
•分组 •交换机
•终端设备•交换设备
• 电端机
• 光端机
提问：
• 1.通信系统有哪几个部分构成？简述各 部分的功能，并能说出有关设备的名称 。
• 2.什么是通信网？通信网有哪几个部分 构成？能说出一些通信设备的名称。
• 3.有哪些业务网？ • 4.通信网如何分类？ • 5.通信网组网可以采用哪些拓扑结构？
•
专用术语
• GSM - Global System for Mobile Communications 全球移动通信系统 • AMPS - Advanced Mobile Phone System 高级移动电话系统 • N-AMPS - Narrowband AMPS 窄带高级移动电话系统 • D-AMPS - Digital AMPS 数字高级移动电话系统 • TACS - Total Access Communication System 全向通信系统 • JTAC - Japan Total Access Communications 日本全向通信系统 • NMT - North-Europe Mobile Telephony 北欧移动电话 • JDC/PDC - Japan/Personal Digital Cellular 日本(个人)数字蜂窝系统 • PCS - Pesonal Communication System 个人通信系统 • IMT - International Mobile Telecommunications 国际移动通信
• 通信： 在空间上从一地向另一地传递和交换消息/ 信息。
• 通信系统：将用户（信源）要求传递的信息转移到 另一个用户（信宿）的全部软硬件通信设施。
•信源
•调制发 •射系统
•信道 •噪声源
•解调接 •收系统
•
•信宿
通信系统基本模型
▪1．信源 • 信源是指发出信息的基本设施。
▪2．调制发射系统 or 变换器 • 负责将信源发出的信息转换成适合在传输系统中 传输的信号， 一般包括编码、调制、放大、加密等 功能。
• 重点：通信网的构成要素、功能；通信网 的基本结构、特点；现代通信网的构成；
• 难点：通信网的构成要素、功能的理解； 基本结构和主要功能，接续质量；通信网 的质量要求。
•
内容提要
1.1 通信的组成与分类 1.2 通信网中的信息处理技术 1.3 通信网的体系与拓扑结构 1.4 通信的发展趋势
•
1.1 通信网的组成与分类
•
• 6．树形网 • 树形网的结构如图1-15所示。树形网可以看成是星形网点 拓扑扩展。 • 主要用于用户接入网或用户线路网中，主从同步方式的时 钟分配网中也采用这种网络。
•
•1.1.5 通信网的业务
• 目前各种网络为用户提供了大量的不同业务，业务的分类 并无统一的方式，一般会受到实现技术和运营商经营策略的影 响。业务应根据所依赖的技术、业务提供的信息类型、用户的 业务量特性、对网络资源的需求特征等方面分类，如图1.6所示 。好的业务分类有助于运营商进行网络规划和运营管理(例如对 商业用户和个人用户制定不同的价格策略和资源分配策略)。
•
• 4．总线型网
• 总线型网的结构如图1-13所示。它属于共享传输介质型网 络，总线型网中的所有节点都连至一个公共的总线上，任何时 候只允许一个用户占用总线发送或接送数据。该结构的优点是 需要的传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单 ，增减节点也很方便；缺点是网络服务性能的稳定性差，节点 数目不宜过多，网络覆盖范围也较小。
–定义，构成3要素
• 通信网的分类（熟悉）
主要了解按业务分类的网络名称。
• 通信网的结构（掌握）
拓扑结构
•
本章小结（2）
• 现代通信网的构成（了解） 4大特点（P7）
• 现代通信网的发展 4大发展趋势（掌握）
•
预习
• 电话通信网（P18-31） • 提示：该部分内容较难（要有一定的专
业基础）。
•
• IT包括：微电子、计算机及软件 、通信、光电子、人工智能、信 息获取与应用技术。
• 微电子是细胞，通信网络是神经 网络，计算机是大脑、软件是灵 魂。
• ——信息与通信的关系
•
本课程主要目的
• 了解并掌握现代通信网络架构。
• 加强对现代通信技术认知。
• 素质教育是当前教育的热点和趋势，本 课程在传授知识的同时，着重给予分析 问题的方法和思路。
▪3．信道 • 信道是信号的传输媒介。传输媒介的种类可分为 有线信道和无线信道；按传输信号的形式则可分为模 拟信道和数字信道。 •
•
•通信系统基本模型
• 4．解调接收系统 or 反变换器 反变换器的工作过程是变换器的逆工作过程。主 要功能包括信号的解码、解调、放大、均衡和解 密等。
• 5．信宿 信宿是信息传输的终点，也就是信息的接收
第1章通信网络概论
2020年7月23日星期四
今日主要内容
• 前言 本课简介 如何教？如何学？
• 第1章
通信网络概论
开拓思路，重在创新
•
前言：《现代通信网》课程简介
• 本课程开设背景 • 本课程主要目的 • 本课程主要内容 • 本科程教学安排
•
本课程开设背景
• 进入21世纪，通信网络已成为人 们信息沟通的基础平台。
•数字网 •模拟网
•有线网 •无线网
•公用通信网 •专用通来自百度文库网
•
1.2 通信网中的信息处理技术
• 信源编码途 径
• 提高有效性
•解除相关性 •概论均匀化
•分类
•语言信号编码 •图像信号编码
•波形编码 •参量编码
•
•性质分 类
•信号处 理
1.2.2 差错控制技术
• 差错控制技术 • 处理办法
•肯定应答： ACK •否定应答重发：NAK •超时重发
•分类
• 功能划 分
•业务类 •型划分
•业务网 •信令网 •同步网 •管理网
•电话网 •电报网 •传真网 •广播电视网 •数据通信网
•
1.1.2 通信的分类
•分类
•服务范围 划分
•传输信号 形式划分
•传输介 •质划分
•运行方 •式划分
•本地网 or 局域网 •长途网 or 城域网 •国际网 or 广域网
• 网状结构通常用于节点数目少，又有很高可靠性要求的场 合。
•
• 2．星型网
• 星型网的结构如图1-11所示。星型网又称辐射网，该结构 与网状网相比，增加了一个中心转接节点，其他节点都与转接 节点有线路相连。N个节点的星型网需要N-1条传输链路。其优 点是降低了传输链路的成本，提高了线路的利用率；缺点是网 络的可靠性差，一旦中心转接节点发生故障或转接能力不足时 ，全网的通信都会受到影响。
•3 光纤技术
•4
宽带接入技术 •
通信网的发展
• 通信网正在向下一代网络（NGN）的方 向发展，下一代网络即泛指一个不同于 当代网络体系结构，通常是指以数据为 中心的融合网络体系结构。
•
1.4 本章小结（1）
• 通信系统的定义、构成及功能（掌握）
–6要素，各部分功能
• 通信网的定义及构成（掌握）
•
• 这里我们借鉴传统ITU-T建议的方式，根据信息类型的不 同将业务分为四类：话音业务、数据业务、图像业务、视频和 多媒体业务。
•
1.3 通信网的体系与拓扑结构
•1.3.2 通信网的体系结构
•通信网的网 络协议3要素
•语法 •语义 •时序
•通常采用层 次结构模式
•
•邮政系统的分层协议模型
•
通信网体系结构
• 通常在传输链路费用高于转接设备，可靠性要求又不高的 场合，可以采用星型结构，以降低建网成本。
•
• 3．复合型网
• 复合型网的结构如图1-12所示。它是由网状网和星型网复 合而成的。它以星型网为基础，在业务量较大的转接交换中心 之间采用网状网结构，因而整个网络结构比较经济，且稳定性 较好。
• 由于复合型网络兼具了星型网和网状网的优点，因此目前 在规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用分级的复合型网 络结构，但应注意在设计时要以转接设备和传输链路的总费用 最小为原则。
• 总线结构主要用于计算机局域网、电信接入网等网络中。
•
• 5．环型网
• 环型网的结构如图1-14所示。该结构中所有节点首尾相连 ，组成一个环。N个节点的环网需要N条传输链路。环网可以 是单向环，也可以是双向环。该网的优点是结构简单，容易实 现，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护；缺点是节点数 较多时转接时延无法控制，并且环型结构不好扩容，每加入一 个节点都要破环。
• 为后续专业课程的学习打下扎实基础。
•
本课程主要内容
• 第1部分 • 第2部分
•通信网络概论
•电话通信网/宽带综合业务数字 网
•
• 第3部分
• 第4部分
•软交换及下一代网络
•
本课程的教学安排
• 学时： 36小时
• 教材： 《现代通信网》人民邮电出版 社
• 授课： 郭连波
• 考试： 期末考试（闭卷）70% 平时成绩 （作业和考勤）30%
•差错重发：自动请求重发ARQ
•分类方式
•前向纠错：自动纠错FEC
•混合纠错：HEC
•
1.3 通信网的体系与拓扑结构
•总线型
•星型
•环型
•复合型
•网型
•
•复合型
• 1．网状网
• 网状网的结构如图1-10所示。它是一种完全互连的网，网 内任意两节点间均由直达线路连接，N个节点的网络需要N(N1)/2条传输链路。其优点是线路冗余度大，网络可靠性高，任意 两点间可直接通信；缺点是线路利用率低，网络成本高，另外 网络的扩容也不方便，每增加一个节点，就需增加N条线路。
•
•图1-5 OSI/RM结构示意图 •
•图1-9 OSI与TCP/IP协议分• 层结构
•图1-9 OSI与TCP/IP协议分• 层结构
1.4 现代通信网的发展趋势
目标：基于软交换技术的下一代NGN网络
•信息融合 •技术融合
•1 语音
•2 数据
•3 图像
•4 视频
•1 数字技术
•2 IP技术
者。 6．噪声源
噪声源是系统内各种干扰影响信息传输的等 效结果。
•
通信系统与网络
• 通信系统到网络的演变
•转接节点
•
例1: 引入交换机的通信网
•
•
例2: 多级交换的通信网
•
通信网的组成
硬件：用户终端 传输设备及链路 交换设备：电路交换/存储-转发交换
软件：信令、协议和标准
•
1.1.2 通信的分类
•微波收 •发信机
•微波收 •发信机
•OF •传输系统
• 电端机 • 光端机
•程控 •交换机
•移动 •交换机
•分组 •交换机
•交换系统 •终端设备
•
第1章 通信网络概论
•
• 目的要求：掌握通信网概念；通信网构成 要素、功能；掌握通信网的基本结构、特 点；理解现代通信网的构成部分；了解通 信网的发展趋势；
•
通信的使命
无论繁华的现代都市，还 是经济高速发展的沿海地区；无 论人潮如织的祖国内地，还是边 陲口岸、广袤戈壁；无论春夏秋 冬，还是风霜雨雪：
“信息通信技术为全人类服 务：帮助人们跨越数字鸿沟”！
•
通信网的构成
•电话 •交换机
•移动 •交换机
•分组 •交换机
•终端设备•交换设备
• 电端机
• 光端机
提问：
• 1.通信系统有哪几个部分构成？简述各 部分的功能，并能说出有关设备的名称 。
• 2.什么是通信网？通信网有哪几个部分 构成？能说出一些通信设备的名称。
• 3.有哪些业务网？ • 4.通信网如何分类？ • 5.通信网组网可以采用哪些拓扑结构？
•
专用术语
• GSM - Global System for Mobile Communications 全球移动通信系统 • AMPS - Advanced Mobile Phone System 高级移动电话系统 • N-AMPS - Narrowband AMPS 窄带高级移动电话系统 • D-AMPS - Digital AMPS 数字高级移动电话系统 • TACS - Total Access Communication System 全向通信系统 • JTAC - Japan Total Access Communications 日本全向通信系统 • NMT - North-Europe Mobile Telephony 北欧移动电话 • JDC/PDC - Japan/Personal Digital Cellular 日本(个人)数字蜂窝系统 • PCS - Pesonal Communication System 个人通信系统 • IMT - International Mobile Telecommunications 国际移动通信
• 通信： 在空间上从一地向另一地传递和交换消息/ 信息。
• 通信系统：将用户（信源）要求传递的信息转移到 另一个用户（信宿）的全部软硬件通信设施。
•信源
•调制发 •射系统
•信道 •噪声源
•解调接 •收系统
•
•信宿
通信系统基本模型
▪1．信源 • 信源是指发出信息的基本设施。
▪2．调制发射系统 or 变换器 • 负责将信源发出的信息转换成适合在传输系统中 传输的信号， 一般包括编码、调制、放大、加密等 功能。
• 重点：通信网的构成要素、功能；通信网 的基本结构、特点；现代通信网的构成；
• 难点：通信网的构成要素、功能的理解； 基本结构和主要功能，接续质量；通信网 的质量要求。
•
内容提要
1.1 通信的组成与分类 1.2 通信网中的信息处理技术 1.3 通信网的体系与拓扑结构 1.4 通信的发展趋势
•
1.1 通信网的组成与分类