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授課教師:江微微2015090762282262通信網概論實習課介紹一、通信認識實習的目的

通信認識實習是本科教學中重要的實踐性教學環節之一。通過實驗室的參觀考察，使學生對通信網建立一定的感性認識。二、通信認識實習的內容通信網理論課-4學時寬帶網絡實驗室實習-2教138-4學時無線通信實驗室實習-2教127-4學時光纖通信實驗室實習-2教112-4學時通信認識實習注意事項學生實習時間安排見附件1學生分組安排見附件2實習成績考勤占實習總成績的百分之五十實習報告占實習總成績的百分之五十考勤:考勤滿分100，理論課10分，三個實驗室考勤共90分，每次實習單獨考勤,缺勤一次扣15分，缺勤三次總成績不及格。請假需交病假條實習報告寫作要求實習報告格式要求報告字數：不少于2000字報告首頁是一個封面頁，內容包括標題：通信認識實習報告。以及學號、姓名、所屬組號。具體格式可以自己設計。報告形式：可以采用普通稿紙或信紙進行書寫，禁止采用打印方式。報告內容需與實習內容相關(具體內容上完實習課后確定)。交實習報告實習結束每人交一份《北京郵電大學實習報告》表(網上打印)及《實習報告》實習報告表中的個人信息請事先填好請每個班的班長或學委收齊實習報告及實習報告表并按學號順序分別排好。交報告地點：教二樓112室電話：62282262江老師交報告時間:：第一周上課班級：9.21上班時間；第二周上課班級：9.28上班時間；第三周上課班級：9.30上班時間；4-11周上課的班級：11.30上班時間；12-19周上課的班級：1.22上班時間。十一調課特別提醒！！！

6主要內容：通信-通信系統-通信網第一章通信系統基礎知識第二章通信網基礎知識第二章通信網中的業務網及交換技術第三章通信網中的傳送網及傳輸技術通信發展史通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進行的信息交流與傳遞消息(message)：是物質或精神狀態的一種反映，例如語音、文字、音樂、數據、圖片或活動圖像等。信息(information)：是消息中包含的有效內容。通信發展的幾個階段：語言和文字階段電階段電子信息階段通信發展史語言文字階段：千百年來，人們一直在用語言、圖符、鐘鼓、煙火、竹簡、紙書等傳遞信息，古代人的烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞就是這方面的例子。通信發展史電階段：利用電流傳遞信息，電流傳遞信息需要導體。莫爾斯和電報：現代通信技術起源于1838年塞繆爾-莫爾斯發明的有線電報。電報通信是把發報人需要發送的文字變成電信號，通過電路迅速傳到遠方，然后再恢復成文字，交給收報人。1876年貝爾發明了電話機。著名英國物理學家麥克斯韋，于1864年提出了總結電磁現象的兩組方程，預言了電磁波的存在，定義了電磁波。1887年德國青年物理學家赫茲證實了電磁波的存在。1894年，意大利工程師馬可尼和俄國科學家波波夫在麥克斯韋的電磁波理論和赫茲電磁波實驗的基礎上，采用電磁波作為傳播媒介，分別發明了能夠快速、遠距離傳輸信息的無線電報，開創了人類現代通信事業的新紀元。10通信歷史回顧電磁波的發現，使人類的通信領域產生巨大變革。利用電磁波通信的歷史大致可分為三個階段：簡單通信系統—通信網模擬通信—數字通信以電信網為主體—數據網和IP網電子通信—光通信單媒體通信—綜合業務和多媒體通信第一階段大約在1880～1970年之間，是典型的模擬通信網時代，網絡的主要特征是模擬化、單業務單技術。這一時期電話通信網占統治地位，電話業務也是網絡運營商主要的業務和收入來源，因此整個通信網都是面向話音業務來優化設計的。

11通信歷史回顧第二階段大約在1970～1994年，是骨干通信網由模擬網向數字網轉變的階段。這一時期數字技術和計算機技術(80年代：開通數字網絡的公用業務，個人計算機和計算機局域網出現)在網絡中被廣泛使用，除傳統PSTN外，還出現了多種不同的業務網(90年代：蜂窩電話系統開通，各種無線通信和數據移動通信技術不斷涌現，同時互聯網技術興起)。網絡的主要特征是數模混合、多業務多技術并存，這一階段業界主要是通過數字計算機技術的引入來解決話音、數據業務的服務質量。

12通信歷史回顧從1995年一直到目前，這一時期可以說是信息通信技術發展的黃金時期，是新技術、新業務產生最多的時期。在這一階段，骨干通信網實現了全數字化，骨干傳輸網實現了光纖化，同時數據通信業務增長迅速，獨立于業務網(業務網負責向用戶提供各種通信業務，如基本話音、數據、多媒體的網絡)的傳送網也已形成(便于各自獨立發展，標準制定上互不干涉)。在技術方面，對網絡結構產生重大影響的主要有以下三方面：

計算機技術:硬件方面，計算成本下降，計算能力大大提高；軟件方面，分布處理技術、數據庫技術已發展成熟，極大地提高了大型信息處理系統的處理能力，降低了其開發成本。其影響是PC得以普及，智能網IN、電信管理網等得以實現(智能網以及電信管理網都要依賴于計算機的控制和存儲功能)，這些為下一步的網絡智能以及業務智能奠定了基礎。另外，終端智能化(智能手機)使得許多原來由網絡執行的控制和處理功能可以轉移到終端來完成，骨干網的功能可由此而簡化，這有利于提高其穩定性和信息吞吐能力。

光傳輸技術:大容量光傳輸技術的成熟和成本的下降，使得基于光纖的傳輸系統在骨干網中迅速普及并取代了銅線技術。實現寬帶多媒體業務，在網絡帶寬上已不存在問題(光纖到戶理論值帶寬非常高，一根光纖傳輸帶寬10G，100G,1000G都可以。實際帶寬由服務商分配，目前上限一般20M，以滿足2路高清電視（一路至少需要8M帶寬）和一路寬帶)。Internet:1995年后，基于IP技術的Internet的發展和迅速普及，使得數據業務的增長速率遠遠超過電話業務，在主要的工業化國家，數據業務的年增長率為800%，而電話業務的增長率只有4%左右。在近幾年內，數據業務將全面超越電話業務，成為運營商的主營業務和主要收入來源。這使得繼續在以話音業務為主進行優化設計的電路交換網絡上運行數據業務，不但效率低下、價格昂貴，而且嚴重影響了傳統電話業務服務的穩定性。重組網絡結構，實現綜合業務網成為這一時期最迫切的問題。人們在數字電話網的基礎上發展起來綜合業務數字網，能夠以一個網絡支持電話業務和非電話業務。通信的發展網絡業務的數據化趨勢—相比于語音業務網絡業務寬帶化趨勢—普通語音電話64k，IPTV2.5M,高清電視20M帶寬網絡業務的光纖化趨勢—光纖主干傳輸，光纖到戶接入，光纖到樓接入等網絡業務的分組化趨勢—主要是在業務的傳送方面網絡業務的IP化趨勢—業務通過IP網絡進行傳輸，例如VoIP

網絡業務的綜合化—多種業務的綜合，例如三網合一(三合并不意味著三大網絡的物理合一，而主要是指高層業務應用的融合。三網融合應用廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居等多個領域。以后的手機可以看電視、上網，電視可以打電話、上網，電腦也可以打電話、看電視。三者之間相互交叉)

16消息、信息與信號消息：將語言、文字、圖象和數據統稱為消息信息：指對消息接受者來說預先不知道的消息信號：信息本身是一個抽象的概念，信息的存在，傳遞，存儲以及處理等必須依賴于客觀存在的具體的一個事物，也就是我們這里講的信號，所以說信號是載有信息的一個客觀物理量，例如光信號，電信號。

信號分類：模擬信號和數字信號17模擬信號模擬信號：通過連續變化的物理量（如信號的幅度）來表示信息，例如人們打電話或者播音員播音時聲音經話筒(麥克風)轉換得到的電信號；舉例：語音信號，信息承載在取值連續的聲波波形中18數字信號數字信號：使用有限個狀態(一般是2個狀態)來表示（編碼）信息，例如電報機、傳真機和計算機發出的信號都是數字信號開關010011011bit1bit載有的數字信息為01001101信號：載有信息的一個客觀物理量

在電信號中使用最多的信號形狀是正弦信號時域含義：時間的函數：

頻域表達式(傅里葉變換，類似于傅里葉級數中用很多有規律的函數疊加來表示一個周期函數是一個道理)：

時域波形頻域波形信號的數學分析頻域的思想會貫穿始終~~語音信號的波形和頻譜人聲音頻率范圍20-20kHz,能量主要集中在300-3.4kHz21通信：信息的發出者按照雙方一致同意的協定以某種方式通過某種途徑將信息傳遞給接收者的過程電信：是以電信號(包括有線電和無線電)的形式進行通信的通信方式通信系統定義：是指完成點到點通信的全部設備通信系統的組成：信源，信道，信宿三、通信系統通信系統通信系統模型信源：產生各種信息人或機器，如聲音(話筒)，符號源(計算機)，圖像源(攝像機)等，將原始信息轉換成基帶電信號。發送器：將信源發出的信息轉換成適合在傳輸系統中傳輸的信號(電或光信號)，例如編碼，調制等。傳輸媒介：在發送器和接收器間傳輸信號，如電纜，光纖或空間。接收器：將從傳輸系統中收到的信號轉換成信宿可以接收的信息形式。信宿：接收信息的人或機器，如聽筒，顯示器等，將基帶信號恢復為原始信號。基帶信號信號信號基帶信號通信系統模型通信系統分類：按照信息的傳輸方向和時間的關系，分為：單工通信系統(消息只能單方向傳輸，比如單向廣播)，半雙工通信通信(雙方都能收發消息，但是不能同時進行收發工作，比如早期的對講機)；全雙工通信系統(指的是通信雙方可以同時進行消息的收發工作，比如固定電話及移動電話等)對通信系統的一般要求遠距離：傳輸距離要遠低成本：傳輸成本要低高速度：從發生到接收的延遲時間要短可靠：傳輸的信息不能有錯誤方便：任何時間和地點都能通信安全：傳輸的信息要保密，不能泄漏26狹義信道：發送設備和接收設備之間傳輸信號的傳輸媒介，稱之為狹義信道。架空明線、對稱電纜或同軸電纜、光纜(有線信道，需要施工鋪設)及自由空間、電離層、對流層(無線信道，自然存在的)等都可以被稱為信道廣義信道：在通信系統的研究中，為了簡化系統模型和突出重點，往往根據研究的問題，把信道的范圍適當擴大，除傳輸媒介外，還包括天線和饋線、功率放大器、混頻器、調制解調器等有關部件和電路，把這種信道稱為廣義信道。許多時候就直稱為信道。信道27信道對信號的影響信號帶寬：信號在頻域上的寬度，即信號的最高頻率分量與最低頻率分量之差信道帶寬：信道允許通過的最高頻率分量與最低頻率分量之差，是由信道的物理特性決定的信號通過信道傳輸時，頻率在帶寬以內的信號分量通過，在帶寬以外的信號分量丟失。信道對信號的影響：帶寬限制，衰減，失真，噪聲，干擾高保真設備能夠產生產生30Hz到20k～30kHz頻率范圍內的聲音。而電話機能夠傳輸的信號頻率在300～3.4kHz之間。因此，原始信號將丟失它在較高和較低頻率的那部分內容。聽起來的效果就是高音和低音部分被丟失了，從而導致聲音的畸變。SignalStrengthFrequency300Hz3.4kHzSpeechBandwidth(3.1kHz)通信之前，約定保留的信息量：語音占4KHz帶寬，彩色電視占6.5KHz帶寬數字信號通過實際的信道有失真，但可識別失真大，無法識別實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）發送信號波形接收信號波形發送信號波形實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）接收信號波形“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫(Hz)（或千赫、兆赫、吉赫等）。現在“帶寬”是數字信道所能傳送的“最高數據率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。香農(Shannon)用信息論的理論推導出了帶寬一定且有噪聲干擾的信道的極限信息傳輸速率C可表達為C=Wlog2(1+S/N)b/sW為信道的帶寬（以Hz為單位）；S為信道內所傳信號的平均功率；N為信道內部的高斯噪聲功率。

帶寬與信道容量30模擬通信系統定義：模擬通信系統是指利用模擬信號傳遞消息的系統，通常信源發出的是模擬信號，信道上傳輸的也是模擬信號，信宿收到的仍然是模擬信號。

為了使模擬信號與模擬信道匹配，通常要采用調制/解調的方法(對數字通信系統也是如此)基帶信號：由消息轉化而來的原始模擬信號，一般含有直流和低頻成分，不宜直接傳輸；已調信號：由基帶信號轉化來的、頻域特性適合信道傳輸的信號，又稱頻帶信號信道基帶信號頻帶信號頻帶信號基帶信號信源信宿調制器解調器信息噪聲31數字通信系統定義：利用數字信號傳輸信息的系統信源編/譯碼器：實現模擬信號與數字信號之間的轉化信道編/譯碼器：實現差錯控制功能，用以對抗由于信道條件造成的誤碼；調制/解調器：實現從基帶信號到頻帶信號的調制與解調信道模擬信號基帶數字信號基帶數字信號頻帶數字信號信源信宿信源編碼器信道解碼器噪聲信道編碼器調制器解調器信源解碼器32通信系統的基本技術

模擬信號的數字化調制技術

模擬調制技術

數字調制技術復用技術33模擬信號的數字化

為什么要將模擬信號數字化：許多信源產生的都是模擬信號(固定電話、模擬電視)。而數字通信系統有許多優點(相比模擬通信系統)，模擬信號在數字系統上傳輸前(例如接入數字公用網)，需要將模擬信號數字化(A/D)

實際上涉及數字通信系統的兩部分：信源編碼器(完成模擬/數字(A/D)轉換)和接收端的譯碼器(完成數字/模擬(D/A)轉換，將模擬信號發給信宿)分為脈沖幅度調制(PulseAmplitudeModulation，

PAM)和脈沖編碼調制(PulseCodeModulation，PCM)兩種。34模擬信號的數字化采樣：周期性地以某一時間間隔截取信號，把函數值連續的模擬信號轉化為函數值離散的數字信號的過程。具體實現技術之一-脈沖幅度調制PAM：按一定的時間間隔對模擬信號進行采樣，產生一個振幅等于采樣信號的脈沖。特點：采樣脈沖幅度反映模擬信號所攜帶的信息35模擬信號的數字化（續）實現技術之二-脈沖編碼調制PCM：包括三個過程：取樣、量化和編碼;在接收端進行與發送端相逆的處理，利用譯碼將接收到的數字編碼信號轉換成脈沖幅度，同時通過濾波器將高頻分量濾除才能還原成原來的信號。特點：用一組編碼脈沖來反映模擬信號攜帶的信息量。

以語音信號為例說明將模擬信號數字化的過程…三、通信系統的基本技術36AnalogueSignal300-3400Hz8000SamplespersecondSamplesoftheanaloguesignal125s(1/8000sec)m取樣過程定義：對模擬信號進行周期性的掃描，將時間上連續的信號變換成時間上離散的信號。奈奎斯特抽樣定理：由于涉及在接收端還原的問題，如何保證還原后的數據不失真呢？---對一個模擬信號取樣時，如果取樣頻率大于信號最高頻率的2倍，取樣后的信號可以不失真的回復為原始信號。37Samples+4+3+2+1+0-0-1-2-3-4-2+127-127+4量化定義：將幅度連續的信號變換成幅度離散的信號，即用某個特定的量化電平值代替原始信號幅度。量化將取樣后的信號限定在有限的幾個數值上，便于進行編碼。過程中有失真，最小量化間隔越小，失真越小。量化等級為25638QuantisationandEncoding10110100010100010110000111018bitsrepresentingonesampleforchannel243218bitsrepresentingonesampleforchannel18bitsrepresentingonesampleforchannel3編碼過程定義：用一組特定的二進制代碼來代表每個量化電平值。

對于語音信號，用８個二進制位表示每一個量化后的值，得到語音信號速率：8000/s×8bit=64kbit/s39

輸入抽樣量化編碼PCM輸出解碼低通濾波器

輸出傳輸線路PCM輸入（模擬信號）...T≤1/2f0………取f0＝4kHz,則T＝125μsPCM的調制過程模擬信號如何傳輸？近距離傳輸：直接傳輸(如：MP3播放器－>耳機；)遠距離傳輸：通過載波來傳輸模擬信號(如：廣播電臺－>收音機)什么是載波？研究發現，高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他信號傳送得更遠。因此若把高頻振蕩的正弦波信號作為攜帶信息的載波，把模擬信號放在(調制在)載波上傳輸，則可比直接傳輸遠得多，正弦信號有三個參量。How-用基帶信號對載波的某些參量進行控制，使載波的這些參量隨著基帶信號的變化而變化，即所謂的調制模擬信號如何進行載波傳輸？

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三種調制方法調制后的載波信號傳輸信號調制器載波信號調制后的載波信號傳輸信號解調器載波信號調制信號(連續信號)調幅(AM)調頻(FM)調相(PM)載波信號(高頻正弦波)實現信號調制與解調的設備分別稱為“調制器”和“解調器”：數字信號如何傳輸？近距離傳輸方法——基帶傳輸近距離傳輸時：不加處理直接進行（如：USB連接）較長距離傳輸(局域網)：需作碼型轉換（如：以太網中傳輸數字信號）雙絞線計算機計算機NRZ碼曼徹斯特編碼碼型變換器碼型變換器曼徹斯特編碼NRZ碼（網卡）（網卡）遠距離傳輸方法——通過載波來傳輸數字信號(頻帶傳輸)數字信號的三種調制方法(ASK)幅移鍵控(FSK)頻移鍵控00110100010調制信號(兩個狀態)(PSK)相移鍵控載波信號(高頻正弦波)數字調制、解調器：調制后的載波信號傳輸信號解調器載波信號調制后的載波信號傳輸信號調制器載波信號44復用技術由于一條傳輸線路的能力遠遠超過傳輸一個用戶信號所需的能力，為了提高線路利用率，降低傳輸成本，經常讓多個信號同時共用一條物理線路。實現在同一信道中傳遞多路信號的技術就是復用技術。目前常用的多路復用技術有：頻分復用，時分復用，波分復用。共享信道信道A1A1B1B1C1C1信道信道A1A1B1B1C1C1復用分用(a)不使用復用技術(b)使用復用技術45復用技術目前常用的多路復用技術有：頻分復用(FrequencyDivisionMultiplexing,FDM)，主要應用在廣播電視系統中。時分復用(TimeDivisionMultiplexing,TDM)，主要應用在計算機網絡系統中。波分復用(WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)，主要應用在光纖通信中。

碼分復用CDM時分多路復用TDM思想：各通信終端（計算機、電話）以規定的順序和時間輪流使用同一傳輸線路進行數據傳輸工作原理：HFGEDCBA傳輸線路時間片GC終端1終端2終端3終端4HDFBEA多路復用器43214321數據tMultiplexer多路分路器終端甲終端乙終端丙終端丁EAFBGCHDDemultiplexer應用：主要使用在數字通信領域，如電話中繼通信、GSM手機、總線式以太網等頻分多路復用FDM思想：將每個通信終端發送的信號調制在不同頻率的載波上，通過頻分多路復用器(MUX)將它們復合成為一個信號，然后在同一傳輸線路上進行傳輸。抵達接收端之后，借助分路器(DEMUX)把不同頻率的載波分離出來，送到不同的接收設備工作原理：DEMUXMUX

共享的傳輸信道載波頻率f1調制調制載波頻率fn載波頻率f1解調解調載波頻率fnf將不同頻率的載波信號合成在一起使用一組濾波器分解出不同頻率的載波信號頻分多路復用舉例1廣播電臺節目的發送與接收頻分多路復用分路器(帶通濾波器)信號發射信號接收常見廣播電臺使用的載波頻率中波900KHz(南京經濟臺)■

中波1008KHz(南京新聞臺)短波15.28MHz(英國BBC)■

短波15.29MHz(VOA美國之音)調頻104.3MHz(南京體育臺)■

調頻105.8MHz(南京音樂臺)頻分多路復用舉例2電視節目的發送與接收頻道載波頻率(MHz)頻道載波頻率(MHz)頻道載波頻率(MHz)187.755123.259230.25295.75

6206.2510238.253103.757214.2511246.254115.258222.2512254.25多路復用器解調器在天空中傳輸的電磁波器電視信號發射器電視信號接收器電視節目調制器載波1電視圖像及其伴音調制器載波2電視圖像及其伴音調制器載波n電視圖像及其伴音電視調諧器(分路器)碼分復用CDMCDM：是靠不同的編碼來區分原始信號的復用形式。特點：所有子信道在同一時間可以利用整個信道進行數據傳輸，在信道與時間資料上均為共享，信道效率高，系統容量大。各個用戶使用經過特殊挑選的碼型，不會造成彼此干擾。用戶1用戶2用戶3頻率時間FDMA碼頻率時間CDMA用戶3用戶2用戶1用戶1用戶2用戶3頻率時間TDMA多路復用可以降低通信成本通信系統的原理示意圖復用（分路）信道信源（宿）調制解調器信源（宿）調制解調器信源（宿）調制解調器復用（分路）信源（宿）調制解調器信源（宿）調制解調器信源（宿）調制解調器······多路復用技術使得成千上萬路通信可以在同一條傳輸線上同時進行，大大節省了通信成本頻分多路、時分多路和波分多路等技術可以同時使用，以提高復用效率52主要內容：通信-通信系統-通信網第一章通信系統基礎知識第二章通信網基礎知識第二章通信網中的業務網及交換技術第三章通信網中的傳送網及傳輸技術通信網的定義：將通信系統通過交換設備按照一定的順序相連構成的有機整體。通信系統是點到點的通信，通信網可以完成多個用戶到多個用戶的通信。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源。

通信網基礎知識通信網的構成通信網的組成：硬件構成：終端設備，傳輸線路，交換設備；軟件構成：通信協議。

網絡拓補結構

是通信網絡節點和通信鏈路所組成的幾何形狀常見的網絡拓補結構：總線結構

星型結構

樹型結構

環型結構

網狀結構

混合型結構網絡拓補結構網狀拓撲星狀拓撲中心控制器樹狀拓撲中心控制器中心控制器中心控制器總線拓撲環狀拓撲混合拓撲環狀網絡通信網中的協議

通信協議：是指雙方實體完成通信或服務所必須遵循的規則和約定，協議需要標準化，以實現遵循相應標準的產品之間的互聯互通。

協議類似于人類的語言

規范協議的幾個組織：ISO-國際標準化組織，出臺了OSI參考模型ITU-國際電信聯盟，出臺了H.26x系列視頻壓縮標準IEEE-電氣和電子工程師協會，出臺了局域網系列標準，例如以太網標準802.3EIA-電子工業協會…

協議舉例OSI參考模型：每一種網絡所使用的通訊協議都不太一樣，比較著名的是計算機網絡的七層協議OSI，OSI采用了分層的思想，把復雜的計算機網絡協調問題進行分解，再分別處理，使復雜的問題簡化，以便于網絡的理解及各部分的設計和實現。

協議最終體現在層層封裝的首部。主機

1

向主機

2

發送數據5432154321主機

1AP2AP1主機

2應用程序數據應用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝去首部（尾部）的層次應用程序數據H5應用程序數據H4H5應用程序數據H3H4H5應用程序數據H4運輸層首部H3網絡層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部通信網有不同的分類方法，按照所實現的功能可分為業務網、傳送網和支撐網。業務網：用于向公眾提供業務的網絡，包括固定電話網、移動電話網、IP電話網、數據通信網、智能網、綜合業務數字網等。傳送網：用于數字信號的傳送，包括骨干傳送網和接入網。支撐網：包括NO.7信令網、數字同步網和電信管理網。業務的概念：定義就是電信運營商提供給用戶的一類特殊的“商品”。這些商品各自具有一些特殊的屬性，包括通信的能力（話音、數據還是視頻等等），覆蓋范圍、計費方式和定價等等。用戶是根據這些屬性來決定購買這種商品，這些商品就是一系列的通信服務。

業務分類：基礎業務和增值業務；傳統ITU-T建議的方式，根據信息類型的不同將業務分為四類：話音業務、數據業務、圖像業務、視頻和多媒體業務。通信網分類三種網絡之間的關系電話網internet移動網ATM網有線電視網信令網同步網管理網SDH/SONET光傳輸網業務網傳送網支撐網按業務類型，可以將通信網分為電話通信網(如PSTN、移動通信網等)、數據通信網(如X.25、Internet、幀中繼網等)、廣播電視網等。按空間距離，可以將通信網分為廣域網(WAN：WideAreaNetwork)、城域網(MAN：MetropolitanAreaNetwork)和局域網(LAN：LocalAreaNetwork)。按信號傳輸方式，可以將通信網分為模擬通信網和數字通信網。按運營方式，可以將通信網分為公用通信網(中國公用數字數據網—ChinaDDN,中國公用分組交換網(CHINAPAC)和專用通信網(各機關、企業、鐵路、航空、軍事、氣象等單位為本單位業務需要而設置的通信網,例如北郵的校園網)通信網分類68主要內容：通信-通信系統-通信網第一章通信系統基礎知識第二章通信網基礎知識第二章通信網中的業務網及交換技術第三章通信網中的傳送網及傳輸技術

傳統業務網

電話網PSTN及NGN

移動通信網

數據通信網

智能網ISDN通信網介紹固定電話網PSTN－PublicSwitchedTelephoneNetwork又稱公眾電話網，包括本地電話網、長途電話網和國際電話網。用戶A程控電話交換機西直門傳輸鏈路（用戶線）用戶C傳輸鏈路（中繼線）用戶B用戶D（傳輸網）傳輸鏈路（用戶線）（用戶線）程控電話交換機北太平莊71電話網

本地電話網：是指在同一長途編號區內的網絡

長途電話網：是指在不同的長途編號區之間通話的網絡，由設置在各本地區域內的長途交換中心組成，長途電話網中應有一個或幾個一級交換中心直接與國際電話網的國際接口局連接，完成國際電話業務的接續。

國際電話網：由設置在各個國家的國際接口局組成，國際接口局負責來往于國內和國外的國際電話，也可以轉接另外兩個國家之間的電話。我國在北京、上海和廣州設立了三個國際電話接口局。

長途網本地網A省B省本地網1本地網2本地網3本地網4DC1省際交換中心DC2省內交換中心TM本地網匯接局LS本地網端局至國際出入口局電話呼叫上海用戶88886666上海LS上海TM上海DC2上海DC1廣州用戶33334444廣州LS廣州TM廣州DC2廣東DC2((A電路交換：電路交換是指交換系統為通信的雙方尋找并建立一條全程物理通路，以供雙方傳輸信息，直至信息交換結束。通話前先撥號建立連接。可能只要經過一個交換機（如A到B）可能要經過多個交換機（如C到D）通話過程中，通信雙方一直占用所建立的連接。通話結束后，掛機釋放連接。電話通信的交換方式交換機交換機交換機交換機((((((交換機交換機BCD電話網特點

電話網經歷了從PSTN純語音到ISDN綜合業務再到NGN的發展采用電路交換技術，時延小，通信質量有保證面向連接，每個連接帶寬固定64Kbit/S（PSTN）64Kbit/S或N*64Kbit/S（ISDN）呼叫建立需要時間不傳信息時也占有資源，不適用于突發業務75移動通信網移動通信：是指移動中的用戶利用無線頻段與靜止或移動中的用戶實時交換信息的通信方式。移動通信的特點：信道傳輸條件惡劣；強干擾；可使用的資源有限；移動通信系統的發展：移動通信網是20世紀90年代興起，并得到高速發展的通信網絡，具2003年統計，移動電話與固定電話幾乎平分秋色，兩類用戶達到4.8億戶。蜂窩移動通信系統經歷了第一代模擬、第二代數字，第三代(3G，2008年國際電信聯盟正式公布3G標準)發展，又出現了LTE(LongTermEvolution,長期演進，也稱為4G)，目前出現了5G的概念，也是4G之后的延伸，正在研究中，目前還沒有相關標準。移動通信系統發展歷程4G：下行百兆速度，支持高速移動訪問等，兼容性(3G)好等2013年12月4日下午，工業和信息化部（以下簡稱“工信部”）向中國移動、中國電信、中國聯通正式發放了第四代移動通信業務牌照（即4G牌照），中國移動、中國電信、中國聯通三家均獲得TD-LTE牌照，此舉標志著中國電信產業正式進入了4G時代。5G：標志性為“Gbps用戶體驗速率”；使用毫米波解決無線頻譜資源短缺問題。77移動通信網2G移動通信系統構成：一般由移動臺(MS)、基站(BS)、移動業務交換中心(MSC)，數據庫以及與公用電話交換網(PSTN)相連接的中繼線等組成。可以實現服務區內的任意兩個移動用戶之間的通信，也可以經過中繼線與市話局連接，實現移動用戶和市話用戶之間的通信，構成一個有線、無線綜合的移動通信系統。移動通信系統和固定電話系統兩個明顯的區別首先是連接用戶的方式不同固定電話網通過雙絞線來連接用戶和系統；而移動電話網通過空中的無線電波來連接用戶和系統。這就決定了移動電話網要比固定電話系統多出一個設備－－基站。基站就是專門用于完成空中無線電波的調制解調，發射和接收的設備。

用戶的移動性是兩個網絡之間又一主要區別。呼叫一個固定電話用戶，只需要知道它的電話號碼就夠了，因為電話號碼和用戶的地址是一一對應的。然而，在移動電話網內，用戶并沒有一個固定的地址，因為它處于不斷移動的狀態。因此，呼叫一個移動用戶，必須首先知道它的位置，移動網因此增加了幾個用于儲存和管理用戶位置信息的設備（當然，不只是位置信息），例如：HLR，VLR等。79數據通信網(計算機網)數據通信是以“數據”為業務的通信系統，數據是預先約定好的具有某種含義的數字、字母或符號等，傳輸時必須轉換成0或1二進制代碼。所以在終端以編碼方式(一般來說是二進制編碼)表示信息，在信道上以脈沖形式傳送信息的通信。

現代數據通信指計算機之間、計算機和各種終端之間進行信息的交互，因此，數據通信即計算機通信，數據通信網也就是計算機網。

數據通信網特點：以計算機為中心，是人或終端與計算機的通信，或計算機與計算機的通信。

傳輸的數據信息通常由計算機加工處理

通信速度較高，可以同時處理大量的數據

主要采用分組交換技術常見的數據通信網分組交換（X.25）數字數據網（DDN－DigitalDataNetwork）幀中繼（FR－FrameRelay）異步傳遞模式（ATM－AsynchronousTransferMode）互聯網技術（Internet）主機E主機D主機C主機B主機A主機F路由器路由器路由器網絡3網絡2網絡1數據通信的交換方式分組交換把數據切割成一個個的數據包，按照某種協議加上地址信息和控制信息等分別進行傳送。兩種方式：數據報、虛電路IPAddressData.....1101010011001....AnyNetwork(e.g.X.25,ATM,LANFrameRelay)IPPacket(Datagram)分組交換工作方式數據報——無連接，每個分組（數據報文）獨立地傳輸和路由，可走不同路徑，具有不同時延，要求節點有存儲和重排能力。幾種分組交換技術X.25分組交換技術按X.25協議族進行數據分組，協議及控制復雜（三層協議棧），以數據報及虛電路方式工作。幀中繼技術按幀中繼協議以幀為單位進行數據分組，協議及控制較x.25簡化（二層協議棧），以虛電路方式工作。ATM技術按ATM協議以信元進行數據分組，協議簡單（二層協議棧），以虛電路方式工作。傳統IP技術按照TCP/IP協議，以IP包進行數據分組，三層協議棧，以數據報方式工作。CN1（ChinaNet-公眾計算機網絡）：主要被用作ADSL、撥號等INTERNET接入和瀏覽業務IP/MPLS的融合技術在TCP/IP協議基礎上，引入標簽，是IP與ATM技術的結合，虛電路方式工作CN2（優質互聯網）：支持重要和贏利的業務分組交換(packetswitching)的出現電話網是為電話通信設計的。電路交換的電話網很適合于電話通信。計算機數據具有很大的突發性。使用電路交換會導致網絡資源嚴重浪費。計算機網絡需要使用更加有效的連網技術，這就導致分組交換的問世。

分組交換是一種基于存儲-轉發的處理方式，將用戶信息分成若干個小的數據單元(分組或包)進行傳送，每個分組必須攜帶一個用于路由選擇等地址信息的分組頭，保證分組能夠正確傳送到目的地。85分組交換

面向無連接的交換方式分組交換優點：采用分組交換時，同一個報文的多個分組可以同時傳輸，多個用戶的信息也可以共享同一物理鏈路，因此分組交換可以達到資源共享，并為用戶提供可靠、有效的數據服務。它克服了電路交換中獨占線路、線路利用率低的缺點。

分組交換缺點：由于采用存儲—轉發方式處理分組，分組在每個節點機內都要經歷存儲、排隊、轉發的過程，所以信息傳送時延大。分組交換技術的協議和控制比較復雜。數據數據數據分組交換

在發送端把要發送的報文分隔為較短的數據塊每個塊增加帶有控制信息的首部構成分組（包）依次把各分組發送到接收端(基于存儲轉發)接收端剝去首部，抽出數據部分，還原成報文數據分組11010011101?

???????00101001110報文發送端首部分組數據首部分組首部數據發送發送發送在前發送接收端數據首部數據首部數據首部11010011101?

???????00101001110分組從A傳送到B的過程網絡網絡網絡網絡網絡網絡網絡路由器路由器路由器路由器路由器路由器AB查找路由表目的地下一跳路由器查找路由表目的地下一跳路由器查找路由表目的地下一跳路由器這就是基于存儲轉發的分組交換智能網的引入傳統的業務提供方式：各業務網的交換機：程控交換機實質上是采用計算機進行“存儲程序控制”的交換機，它將各種控制功能，方法編成程序，存入存儲器。業務處理呼叫處理增加新業務修改程控交換機業務軟件智能網業務生成/控制/處理呼叫處理89智能網為適應市場需要，運營商需要不斷推出新業務，智能網的引入使運營商能更快捷、更便宜地推出數量更多的新業務，從而提高其自身的競爭力。智能網是一個以計算機和數據庫為核心的平臺，目的是為所有的通信網提供服務，包括：現有的電話網PSTN、綜合業務數字網ISDN、移動通信網、寬帶綜合業務數字網B-ISDN、IP網等。采用智能網方式提供電信新業務—增值業務，交換機僅完成基本接續，全部業務提供由智能網完成，交換與控制相分離可實現快速、經濟地引入新業務，縮短了開發新業務的時間、降低了提供新業務的成本、提高了可維護性和可靠性。90智能網業務被叫集中付費業務（800號業務）

比較適合商家使用。其優勢在于計費性能，即對該業務用戶的呼叫由被叫支付費用，而主叫不付電話費用，俗稱免費電話。由于該項業務的接入號碼是“800”，所以簡稱為“800”。記賬卡呼叫業務（300號業務）

它允許用戶持卡在任何一部電話機(包括長途有權和長途無權的話機)上撥打長途電話和國際電話，而將電話費用計在自己的卡上,與所使用的話機無關,例如校園卡200、300卡等。虛擬專用網業務（600號業務）用戶在虛擬專用網內部可以實現真正的四位或更少位撥號，撥打專用網內部電話可以靈活的實現計費，并予以優惠，通過網外呼叫阻截有效地實現控制虛擬網內用戶的網外呼叫；通過記帳卡功能控制網內用戶的話費支出。大眾呼叫業務電話投票業務（VOT）通用個人通信業務（UPT業務）

號碼攜帶業務

親密號碼業務……91智能網業務號碼攜帶業務

當一個電話用戶改變其電話號碼后仍然可以使用原有的電話號碼。例如有人呼叫用戶的移機前號碼時，智能網將主動將該號碼翻譯成為移機后的新號碼并進行接續；當有用戶撥打移機改號用戶的時候，通過播放提示音告知用戶移機后的新號碼.親密號碼業務

用戶可以把若干個號碼（可以是移動號碼，一般設置10個號碼）設為自己的親密號碼，當用戶撥打這些親密號碼時，將享受一定的費率優惠。大眾呼叫業務電話投票業務（VOT）通用個人通信業務（UPT業務）……92綜合業務數字網ISDN綜合業務數字網ISDN－IntegratedServiceDigitalNetwork

在通信網絡發展的第二個顯著階段，PSTN為基礎，Internet、移動通信網等多種業務網絡交疊并存。對用戶而言，要獲得多種電信業務就需要多種接入手段，這增加了用戶的成本和接入的復雜性，在20世紀80年代末，電信運營商和設備制造商主導開始研究如何實現一個多業務、單技術的綜合業務網。ISDN在電話綜合數字網絡的基礎上演變而成，充分利用已有電話網的網絡資源，把數字化延伸到用戶環路，從而實現在一個單一的網絡中(一條普通電話線上)提供語音、數據、圖象等綜合的業務,稱為“一線通”業務。窄帶綜合業務數字網（N-ISDN）寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)與ATM上網速度110k左右，隨著寬帶技術的發展，ISDN已被淘汰93主要內容：通信-通信系統-通信網第一章通信系統基礎知識第二章通信網基礎知識第二章通信網中的業務網及交換技術第三章通信網中的傳送網及傳輸技術94傳送網傳送網定義：主要用來完成用戶信號的傳輸功能，各類業務網中各種不同的業務信號都將通過傳送網進行傳輸。傳送網構成：傳輸設備和傳輸媒介傳輸媒介分類：

有線媒介：雙絞線、同軸電纜、光纖

無線媒介：各種無線電波在空氣中傳播)傳送網按照技術分類：SDH，WDM，PTN，OTN等

傳送網按照地理位置分類：骨干網和接入網傳送網的拓撲結構一級干線DWDM/OTN-95-城域網核心層城域網匯聚層二級干線DWDM/OTNSDH/PTNSDH/PTNSDH/PTNDWDM/OTN城域網接入層集團用戶基站個人用戶SDH/PON省際省內本地網電話呼叫上海用戶88886666上海LS上海TM上海DC2上海DC1廣州用戶33334444廣州LS廣州TM廣州DC2廣東DC2骨干傳送網接入網傳輸網絡的組成-傳輸設備和媒介傳輸網絡系統的構成NE1NE2NE3NE1在機房內實際連接:NE1傳輸側DDF/ODF光纜成端ODFNE1-NE3的光纜NE1-NE2的光纜轉接尾纖電源線電源BITS設備保護地排保護地線NE1線路板線路板支路板定時模塊業務側DDF/ODF業務設備BSC、MSC；SR\BRAS…業務側機房傳輸側機房傳輸介質的類型與特點介質類型特點應用金屬導體雙絞線成本低，易受外部高頻電磁波干擾，誤碼率較高；傳輸距離有限固定電話本地回路、計算機局域網同軸電纜傳輸特性和屏蔽特性良好，可作為傳輸干線長距離傳輸載波信號，但成本較高固定電話中繼線路、有線電視接入光導纖維光纜傳輸損耗小，通訊距離長，容量大，屏蔽特性非常好，不易被竊聽，重量輕，便于運輸和鋪設。缺點是精確連接兩根光纖很困難電話、電視等通信系統的遠程干線，計算機網絡的干線無線電波微波紅外線激光建設費用低，抗災能力強，容量大，無線接入使得通信更加方便.但易被竊聽、易受干擾廣播，電視，移動通信系統，計算機無線局域網雙絞線和同軸電纜原理：利用電流(電壓)傳輸信息雙絞線分類3類線(10Mb/s)；5類線(100Mb/s)；6類線(200Mb/s)無屏蔽雙絞線(UTP)；屏蔽雙絞線(STP)同軸電纜內層導線金屬屏蔽外絕緣層絕緣體同軸電纜分類基帶同軸電纜（50Ω）傳輸數字信號寬帶同軸電纜（75Ω）傳輸模擬信號信號線地線套管無屏蔽雙絞線光纖與光纜多根光纖保護層防止光泄漏的吸收外殼起保護作用的防護層外絕緣層光線光波在光纖中的傳播光導纖維（光線的入射角足夠大時，就會出現全反射，重復此過程，光就沿著光纖傳播下去）纖芯

包層保護層光波光纜光纖保護層微波通信微波：300MHz～300GHz范圍內的電磁波，波長為1m～1mm特點：直線傳播，不能沿地球表面傳播（無繞射性），需要每隔幾十公里設立一個中繼站容量大、可靠性高建設費用低抗災能力強應用：長途電話、蜂窩移動電話、全數字高清晰度電視（HDTV）等傳輸技術--復用技術復用技術的引入：由于一條傳輸線路的能力遠遠超過傳輸一個用戶信號所需的能力，為提高線路利用率，經常讓多個信號同時共用一條物理線路，在同一信道中傳遞多路信號的技術就是復用技術。復用定義：將若干個彼此獨立的信號，合并為一個可在同一信道上同時傳輸的復合信號的方法。MUXDEMUX...DWDM

開始建設SDH逐步成為傳輸主力設備

容量增加/業務多樣化WDM規模建設SDH標準完善，PDH仍為主力PDH產品開始規模使用實用化產品出現高錕提出光傳輸理論196680年代94年99年90年代初98年1976Metro城域網,MSTP逐漸使用2002年以后PDH：準同步數字傳輸系統；SDH：同步數字傳輸系統；WDM：波分復用系統；OADM：光分插復用系統；PON：無源光網絡；PTN：包傳輸網絡傳輸網絡發展歷史PTN/PON/OTN規模建設2008PDH時分通信系統PDH(PlesiochronousDigitalHierarchy)通信系統稱為準同步數字體系2Mb/s8Mb/s34Mb/s140Mb/s電端機光端機×4×4×4105SDH時分通信系統

同步數字系列SDH：

采用統一的傳輸速率標準，易于網絡的互連互通。在SDH幀結構中，具有豐富的監控和管理比特，提供網絡管理功能。106我國的SDH從“九五”開始，我國傳送網的建設就開始從PDH轉向SDH，并逐步以SDH技術為基礎，主要采用2.5Gbit/s的系統，目前SDH傳送網是我國數字傳送網的主體。近年來，波分復用(WDM)技術的成熟使得傳送網的建設又上了一個新臺階，N*2.5Gbit/s的DWDM的系統已用于我國干線傳送網上。SDH傳送網分為四個層次：省際干線網、省內干線網、本地中繼網和用戶接入網WDM波分復用EDFAEDFA12n-1n12n-1nOTMOTMSTM-16STM-16STM-16STM-16STM-16STM-16STM-16STM-16EDFA摻鉺光纖放大器DWDM密集波分復用設備OLA...OLAWDM技術的引入傳輸容量要求(單波長傳輸速率的再提高受半導體技術的制約)網絡可持續發展要求，充分利用已有光纖網絡。WDM技術是光纖傳輸網絡增容的主要技術手段WDM的概念是在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術，其本質上光域上的頻分復用FDM技術。由高速公路和車輛類比一個波分系統高速公路加油站巡邏車圖列:高速公路:光纖巡邏車:監控信號加油站:光中繼（放大）站灰色汽車:不同的客戶側業務彩色汽車:不同通道（波長）內的承載業務車道:光波長1、SDH系統：高速公路只能走一輛車。2、波分系統：高速公路可以并列走多輛車。簡單類比大容量長距離高速率對數據的“透明”傳輸系統升級時能最大限度地保護已有的投資高度的組網靈活性、經濟性以及可靠性可兼容全光網交換WDM的優勢接入網的分類移動接入網固定無線接入網銅纜接入網光纖接入網混合接入網有線接入網無線接入網接入網