现代通信网课件 1概述

1通信网通信工程教研室2学习的意义在最近30年里，网络通信技术和通信产业以一种异乎寻常的速度持续发展、通信网已深入到社会生活的各个层面，成为现代社会关键的基础设施，通信产业也成长为国家的支柱产业。现代社会中，政治，经济，军事和人民生活也越来越依赖于通信网，成为社会生活中不可分割的一部分。它不仅将我们带进信息时代，而且深刻影响和改变着我们的生活方式。现代通信网反映了当前我国乃至世界电信行业的技术水平。学习现代通信网对掌握现代通信技术，提高同学对目前通信行业技术水平的认识，有的放矢的确定自己的就业目标都有很大帮助。3《现代通信网》简介主要学习电信系统的基本概念和理论、电信系统的基本架构、典型通信系统的基础知识以及现代通信系统中的一些新技术。本课程的特点：多、杂前续课程：数字通信原理、计算机网络、光纤通信、移动通信学时40=36+44主要内容现代通信网的基本概念现代通信网的基本数学理论公用电话网（PSTN）和SDHATM和B-ISDN接入网宽带IP城域网电信支撑网软交换和下一代网络技术通信网的规划设计5考核方式总评（100%）=考试（70%）+课堂问答（15%）+作业（15%）6联系方式Email：[e-mail]:136324611357第一章概述8主要内容1.通信网的基本概念2.通信网的质量要求3.现代通信网的构成与发展91.1通信网的基本概念•通信系统的组成•通信网的概念及构成要素•通信网的分类•通信网的基本结构101.1.1通信系统的组成通信系统的定义所谓通信系统是用电信号（或者光信号）传递信息的系统，也称为电信系统。通信系统的分类（1）按通信业务分类：电话、电报、传真、广播电视、数据通信等系统。（2）传输的信号形式分类：模拟通信系统和数字通信系统111.1.1通信系统的组成通信系统的组成信源、变换器、信道、反变换器、信宿和噪声源6个部分信源变换器信道反变换器信宿噪声121.1.1通信系统的组成（1）信源：产生信息的信息源，人或者机器（2）变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。不同的信源应有不同的变换器（3）信道：信道是信号的传输媒介。按传输的种类分：有线信道和无线信道。有线信道——电缆和光缆；无线信道——空间和大气。131.1.1通信系统的组成（4）反变换器：将从信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。其作用于变换器相反。（5）信宿：信息的接收者，人或者机器（6）噪声源：是系统内部各种干扰影响的等效结果。系统的噪声来源：发出和接收信息的环境、各种设备的电子器件、信道所受到的外界电磁干扰等等。噪声源是这些干扰的等效源。141.1.2通信网的概念及构成要素通信网的提出两个用户的通信可以在这两个用户之间架设通信线路加以解决。但是，一旦用户数增多，若还是在两两用户之间建立通信线路，则会造成巨大的浪费，也是不可能实现的（为什么？）。用户间的通信线路必须能够共享，这样就构成了通信网。151.1.2通信网的概念及构成要素通信网的概念通信网是由一定数量的节点（包括终端设备和交换设备）和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。161.1.2通信网的概念及构成要素通信网的构成要素硬件：终端设备、传输设备和交换设备软件：信令、通信协议、网络结构、路由方案、编号方案、资费制度和质量标准。171.1.2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、包括信源、信宿与变换器、反变换器的一部分。功能：1.将待传送的信息和在传输链路上传送的信号进行相互转换。发端将信源产生的信息转换成适合在传输链路上传送的信号；在收端完成相反的转换；2.将信号与传输链路匹配，由信号处理设备完成；3.信令的产生和识别，以完成一系列的控制。181.1.2通信网的概念及构成要素（2）传输链路信息的传输通道，是连接网络节点的媒介。包括信道、变换器、反变换器的一部分。信道分为广义信道和狭义信道。狭义信道：单纯的传输媒介；广义信道：除传输媒介外，还包括相应的变换设备。191.1.2通信网的概念及构成要素（3）交换设备通信网的核心要素，其基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。交换方式：电路交换和分组交换。电路交换：两个终端在相互通信之前，需要预先建立一条实际的物理链路，在通信中自始至终使用该链路进行信息传输，并且不允许其他终端设备同时共享该链路，通信结束后再拆除这条物理链路。电路交换分为空分交换和时分交换。分组交换：信息以分组为单位传输，当用户的分组到达交换机时，先将分组存储在交换机的存储器中，当所需要的输出电路空闲时，在将分组发送至接收交换机或者用户终端。201.1.3通信网的分类A.按照业务种类分电话网——传输电话业务，电路交换电报网——传输电报业务（已淘汰）传真网——传输传真业务广播电视网——传输广播电视业务数据通信网——传输数据业务，分组交换B.按照所传输的信号形式分数字网——网中传输和交换的是数字信号模拟网——网中传输和交换的是模拟信号211.1.3通信网的分类C.按照服务范围分本地网、长途网和国际网D.按照运营方式分公用通信网——电信网专用通信网——银行、电力、国安、军事等E.按照所采用的传输媒介分有线通信网——双绞线、同轴电缆和光缆等传输信号的通信网无线通信网——使用无线电波在空间传输信号的通信网、移动通信网和卫星通信网。221.1.4通信网的基本结构通信网的基本结构有网形、星形、复合形、总线形、环形、线形和树形231.网形网特点：网络中任意两个节点均有线路相连，n（n-1）/2；优点：冗余度大、稳定性好；缺点：线路利用率不高、经济性差。图1-2网形网与网孔形网示意图网形网的变形——网孔形网，也称为不完全网形网。特点：大部分节点之间有线路直接相连，少数节点没有直连电路（业务量相对少的节点）。优点：比网形网经济性稍好、线路利用率有所提高；缺点：网络稳定性稍差。24图1-3星形网示意图2.星形网特点：以一个节点为中心，与其他节点都有直达线路，所有非中心节点的通信都要经过中心节点。优点：传输链路少，线路利用率高；缺点：稳定性差，中心节点是全网可靠性的瓶颈，中心节点一旦出现故障会造成全网的瘫痪。253.复合形网是通信网中常见的网络结构特点：以星形网为基础，在业务量较大的转接交换中心区采用网形网结构，即将星形网的中心节点用网形网代替。优点：综合了网形网和星形网的优点，经济性和稳定性都很好图1-4复合网示意图26图1-5总线形网示意图4.总线形网特点：所有节点都连接在一条公共的传输通道——总线上。优点：所需的传输链路少，增减节点方便缺点：稳定性差，网络的作用范围小。275.环形网优点：结构简单、易于实现，可以采用自愈环对网络进行保护，稳定性高。图1-6环形网示意图286.线形网特点：与环形网不同的是，线形网是首位不相连的。用途：常用于SDH传输网图1-7线形网示意图29图1-8树形网示意图7.树形网特点：是星形拓扑结构的扩展。在树形网中，节点按照层次进行连接，信息的交换主要是上下层节点间的。树形网的用途：用户的接入网、主从同步的时钟分配网。301.2通信网的质量要求对通信网的一般要求对公用电话网（PSTN）的要求311.2.1对通信网的一般要求1.连通的任意性与快速性指网内的一个用户应能快速地接通网络中任意一个其他用户。这是对通信网的最基本要求。影响接通的任意性与快速性的主要因素是：（1）通信网的拓扑结构——如果网络拓扑结构不合理会增加转接次数，使阻塞上升，时延增大；（2）通信网的网络资源——网络资源不足的后果是增加阻塞的概率；（3）通信网的可靠性——可靠性低会造成传输链路或交换机出现故障，甚至丧失功能。321.2.1对通信网的一般要求2.信号传输的透明性与传输质量的一致性信号传输的透明性——在规定业务范围内的信息都可以在网内传输，对用户不加任何限制。传输质量的一致性——网内任何两个用户通信时，应具有相同或者相仿的传输质量，而与用户之间的距离无关。331.2.1对通信网的一般要求3.网络的可靠性与经济合理性一个可靠性不高的网络经常出现故障，这样的网络是不能使用的。但是，绝对可靠的网络是不存在的。通信网中的可靠性是指在概率意义上，是平均故障间隔时间达到要求。可靠性还必须与经济合理性结合起来，提高可靠性往往要追加投资，但造价太高又不易实现。因此，需要在可靠性和经济合理性之间取得折中。341.2.2对电话网的进一步要求1.接续质量电话网的接续质量是指用户通话被接续的速度和难易程度，通常用接续损失（呼损）和接续时延度量。2.传输质量传输质量是指用户接到的语音信号的清晰逼真程度，可以用响度、清晰度和逼真度衡量。3.稳定质量稳定质量是指通信网的可靠性，其指标主要有：失效率（设备或者系统工作t时间后，单位时间发生故障的概率）、平均故障间隔时间、平均修复时间（发生故障时进行修复的平均时长）等。351.3现代通信网的构成与发展现代通信网的构成现代通信网的发展361.3.1现代通信网的构成现代通信网分为业务网和支撑网1.业务网业务网是用户信息网，它是现代通信网的主体，是向用户提供各种电信业务的网络。业务网按照功能分为用户接入网、交换网和传输网。接入网——将电信业务透明地传送到用户，即用户通过接入网的传输，灵活地接入到不同的电信业务节点上。371.3.1现代通信网的构成2.支撑网支撑网是使业务网正常运行，增强网络功能，提供全网服务质量以满足用户要求的网络。支撑网包括信令网、同步网和管理网。（1）信令网——采用公共信道信令系统后，专门用来传输信令的网络。其功能是实现网络节点间信令的传输和转接。（2）同步网——在数字传输网中，提供数字交换局之间、数字交换局和传输设备之间所需的时钟同步信号。（3）管理网——管理和维护业务网的一种网络。它是实时或者近实时地监视电信网络（业务网）的运行，必要时采取措施，以达到在任何情况下，最大限度地使用网络中一切可以利用的设备，使尽可能多的通信得以实现。381.3.2.现代通信网的发展1.数字化在通信网络中全面使用数字技术，包括数字传输、数字交换和数字终端。2.综合化把来自各种信息源的业务综合在一个数字通信网中传输、为用户提供综合性服务。3.智能化在通信网中更多地引入智能因素建立智能网。其目的是使网络结构更具灵活性，使用户对网络具有更强的控制能力，以有限的功能组件实现多种业务。4.个人化是实现个人通信，即任何人在任何时间都能与任何地方的另一个人进行通信，通信的业务种类仅受接入网与用户终端的限制，而最终将能提供任何信息形式的业务。39本章内容回顾什么是通信网？通信网的构成要素是什么？它们的功能分别是什么？通信网的基本结构有哪些？各有什么特点？对通信网主要有什么要求？影响接通的任意性和快速性的主要因素有哪些？什么是电话网的接续质量？现代通信网的构成包括哪几个部分？通信网未来的发展方向是什么？