第1章 现代通信网与支撑技术概述

2020/3/111现代通信技术张志朋[e-mail]13510234066(634066)深圳大学信息工程学院8042020/3/112参考书目纪越峰《现代通信技术》北京邮电大学出版社教材李伟章《现代通信网概论》人民邮电出版社任德齐《现代通信技术》机械工业出版社张中荃《程控交换与宽带交换》人民邮电出版社唐纯贞《电信网与电信业务》人民邮电出版社王柏《智能网》北京邮电大学出版社2020/3/113教学内容1.通信网的基本概念2.通信业务与通信终端3.业务网技术：电话网、数据网、IP网4.传送网技术：光纤通信、微波通信、卫星通信、移动通信5.接入网技术：铜线接入、光纤接入、无线接入6.网络融合技术新技术介绍：WIFI、3G、WiMAX、LTE、4G、5G前瞻、IPTV、物联网、云计算、移动电视、直播卫星、三网融合、大数据时代（数据挖掘）…IT界部分名企、名人介绍目录第一篇现代通信网与支撑技术概述–第1章现代通信网与支撑技术概述第二篇信息应用技术–第2章通信业务–第3章通信终端第三篇业务网技术–第4章业务网技术基础–第5章电话网技术–第6章数据网技术–第7章IP网技术第四篇接入与传送网技术–第8章传送网技术基础–第9章光纤通信技术–第10章无线通信技术–第11章综合业务接入技术第五篇网络融合技术–第12章网络融合技术现代通信（远程）通信是人们跨越空间进行交流的手段。通信自古有之，从驿站、烽火台到马拉松、信号板，我们听过不少通信的故事；从千里眼、顺风耳到飞毛腿、土行孙，我们也知道不少古人关于通信的憧憬。现代通信是从电报开始的，主要是电信技术，进行的是远距离的信息传输。目前电信技术已经渗透到社会的各个角落。5现代通信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。6通信改变社会和人们的生活方式通信的发展给社会和人们的生活方式带来革命性的变化。截至2013年1月份，我国电话用户总数超14亿户，其中固定电话用户达2.78亿户，移动电话用户达11.22亿户。移动电话用户中，3G用户达2.46亿户，移动互联网用户，达到7.87亿户。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。7通信改变人们的生活方式8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9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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。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。10通信改变社会和人们的生活方式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。112020/3/1112你知道吗？1.国内电信运行商2.国内移动通信开通时间、地点3.电报、电话的发明者4.各种传输媒质的工作频段5.通信系统模型6.现代通信业务分类2020/3/1113通信行业的发展现状电信运营商：六大运营商到三巨头电信设备制造商：巨龙、大唐、中兴、华为、普天、烽火2020/3/1114中国移动通信我国从1987年11月开通移动电话业务时的700个用户到1997年用户达到1000万户，用了整整10年的时间。而从1000万户增长到2001年的1亿户，只用了不到4年的时间。此后，2002年11月，移动电话用户总数达到2亿；2004年5月，达到3亿；2006年2月，达到4亿。2007年底，中国的移动电话用户已经超过4.87亿户，成为全球移动电话用户最多的国家，同时也是GSM和CDMA网络容量全球最大的国家。2009年5月底，中国大陆移动电话用户已达6.87亿，2009年7月突破7亿。2010年12月底移动用户达到8.42亿，其中3G用户达到4706万。中国移动通信2020/3/11152020/3/11162020/3/1117中国电信重组大史记（1）一.风雨邮电部1949年11月，邮电部成立从此，新中国也有了统一管理全国邮政和电信事业的国家机构。1969年6月，邮电部被撤销分别成立邮政总局和电信总局，大搞微波、电缆通信工程。1973年6月，邮电部恢复为邮电通信在20世纪80年代以后飞速发展提供了组织保障。2020/3/1118中国电信重组大史记（2）二.中国联通成立1994年7月19日效仿英国双寡头竞争的局面，当时的电子部联合铁道部、电力部以及广电部成立了中国联合通信有限公司，开展GSM网络运营，但主要还是经营寻呼业务。2020/3/1119中国电信重组大史记（3）三.邮电分家1998年邮电部被拆分为邮政局和信息产业部。同时，电信业政企分开，信息产业部负责电信行业监管。2020/3/1120中国电信重组大史记（4）四.电信移动分离1999年7月，基本完成原中国电信固定电话业务与移动业务的分离工作，筹建中国移动集团。中国移动通信集团公司是在原中国电信移动通信资产总体剥离的基础上组建的国有重要骨干企业，于2000年4月20日成立，由中央直接管理。在剥离了无线寻呼、移动通信和卫星通信业务之后，2000年5月17日，成立了中国电信集团公司。2020/3/1121中国电信重组大史记（5）五.中国铁通成立2000年12月26日，铁道通信信息有限责任公司成立。铁通一成立，第一招就是宣布电话的初装费为600元。中国电信迅速做出反应，宣布取消初装费。2020/3/1122中国电信重组大史记（6）六.中国卫通成立2002年12月19日，中国卫星通信集团公司正式挂牌成立。重点发展卫星通信广播电视和数字集群应急指挥调度通信两大主营业务。2020/3/1123中国电信重组大史记（7）七.电信南北分拆2002年5月16日，中国电信集团公司和中国网络通信集团公司挂牌成立。按照国务院《电信体制改革方案》，对固定电信企业进行重组整合，将包括华北、东北、河南和山东在内的北方10省（区、市）划给中国网通。2020/3/1124中国电信重组大史记（8）八.2008年电信重组2008年5月24日工业和信息化部、国家发改委和财政部联合重组公告：鼓励中国电信收购中国联通CDMA网（包括资产和用户），中国联通与中国网通合并，中国卫通的基础电信业务并入中国电信，铁通并入中国移动。重组完成后发放3G牌照。移动+铁通/电信+联通C网+卫通/联通G网+网通2020/3/1125中国移动通信运营商采用的3G标准中国移动－TD-SCDMA中国标准187188号段中国联通－WCDMA欧洲标准185186号段中国电信－CDMA2000美日韩标准180189号段4G2013年12月4日工信部正式向三大运营商发布4G牌照，中国移动、中国电信和中国联通均获得TD-LTE牌照。2020/3/11262020/3/1127电信技术发展史电报技术(1837)：莫尔斯电话技术(1876)：贝尔电磁波：奥斯特、法拉第、麦克斯韦、赫兹无线电报（1897）：马可尼无线电通信技术(1906)数据传输理论(1928)：奈奎斯特复用技术(1937)：里夫斯(PCM)卫星通信（1945）：阿瑟克拉克数字通信理论(1948)：香农移动通信：GSM、CDMA光纤通信：高锟(光纤)、WDM2020/3/1128贝尔1876年发明电话的是英国人贝尔(1847—1922)，当时他还不到30岁。他还制造了助听器，改进了留声机，他一生获得30项发明专利。通信发展简史在通信发展的历史上，有些里程碑式的事件，如：电报的发明，出现现代意义上的电信技术；电话的发明，造就了延续百年和遍及全球的电信业务；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；机电制自动交换机，自动化控制的开始；PCM系统，通信走向数字化；程控交换，计算机技术的引入；Internet的出现，多种服务、广泛应用和普及。29通信发展简史－电报的发明和发展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。30通信发展简史－电报的发明和发展莫尔斯电报的发明时间是1837年，1850年便出现第一条横跨英吉利海峡的电报电缆，1866年跨大西洋电缆成功敷设。19世纪70年代又发明电传打字机，连同后来的纸带穿孔机和读带机等自动化设备，大大提高了电报传送的效率（Baudot、中文电码）。由于计算机网络的发展，电报逐渐淡出人们的视野，很多国家已经终止了这项服务，即使提供电报服务的国家，也多是采用计算机通信手段进行的。31通信发展简史－电报的发明和发展32通信发展简史－电话的发明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。33通信发展简史－电话网的发展电话发明的3年以后，电话交换机发明，电话进入商用。1891年自动电话交换机发明，虽然人工交换被广泛应用到20世纪中期，但自动交换机的发明将电话的发展推向高潮。到20世纪60年代，公众交换电话网已经成为覆盖全球的的通信网络，经历了磁石交换、机电交换、电子空分交换、程控交换、数字交换等等阶段。电话网的传输手段也经历了由基带传输到载波，由模拟到数字，由电路方式到分组方式的革命性发展。34通信发展简史－电话网的发展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。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。35通信发展简史－多种业务的涌现一直到20世纪70年代，电信网承载的主要还是电话业务，虽然有电报、传真业务的存在，但都以依托电话网建立的，或是作为叠加网提供独立业务，或是作为电话网提供的附加业务。多媒体通信的需求和计算机的出现使得这种局面发生了变化。ISDN概念的提出，为通信网和通信业务的分离建立了基础。计算机网中，大量功能由终端来实现，为通信应用的灵活性创造了条件，网络的简化是一柄双刃剑，很多问题也由此而生。36通信网的分类方式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。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。37通信网的分类方式说到通信网的分类，我们不得不先讨论一下通信网提供的服务（Service），建立通信网的目的是提供通信服务，在电信行业，传统上将电信服务称作电信业务。过去网络业务比较单一，整个网络基本是按电话业务的需求而建立的，直到Internet普及以前，电话网一直作为骨干网络存在。在这种情况下，不同的的服务（业务）一般是建立不同网络（有时是叠加的网络）来实现的，例如，电报网、X.25