通信工程专业导论

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1、通信工程专业导论通信工程专业导论本文由 wo897932 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。2010 级通信工程专业 级通信工程专业通信工程专业导论第三讲 电信网络与网络融合 主讲 郭宇春 1教学安排节次 第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲 内容 专业方向知识框架介绍 专业方向知识框架介绍 电信网络与网络融合 无线与移动通信 光通信 计算机网络 信息安全 研讨 主讲 刘颖 刘颖 郭宇春 姚冬萍 孙强 周华春 张振江 郭宇春2问题通信网络与通信系统的差别？ 通信网络与通信系统的差别？什么需求促使通信网络出现

2、？ 什么需求促使通信网络出现？通信网络核心要素？ 通信网络核心要素？ 电信网络？ 电信网络？提供不同业务的电信网络通信网络设计要求？ 通信网络设计要求？ 如何构建通信网络？如何构建通信网络？需要解决的主要问题网络技术发展？ 网络技术发展？历程/趋势 动力 历程 趋势/动力 趋势3通信 电信通信 传递信息 光/电信号 电信号 远程1876 Bell Speaking into Telephonetelecommunication ，电信First Transatlantic Radio Service Marconi Operator Leon R. Johnstone is shown tra

3、nsmitting the first official messages of the commercial wireless telegraph service from Marconi Towers, near Glace Bay, Nova Scotia, to Clifden, Ireland, on 17 October 1907. Ten thousand words ere exchanged between the stations on the first day of operation. Source: Marconi operator Johnstone4通信系统系统

4、组成电 信 主要问题 号 如何发送/接收信号 接收信号？ 如何发送 接收信号？ 消 息信号调制/解调 编码/解码 解码, 调制 解调, 编码 解码 解调电 信 号通信系统分类消 息信道/噪声对信号的影响？ 信道 噪声对信号的影响？ 噪声对信号的影响 系统分析方法设计目标：通信质量 性能 设计目标：通信质量/性能可靠： 可靠：尽可能准确 有效：尽量少的资源 有效：尽量少的资源, 传尽可能多的信息基本理论信息论5通信网络两点之间的通信通信网络n 点中任意两点通信n 方问题 方问题终端数量？ 终端数量？ 传输线数量？ 传输线数量？如何解决 n 方问题？6交换的产生交换（ 交换（Switching)交

5、换设备： 个物理 个物理/逻辑 输入/输出端口 交换设备：n 个物理 逻辑 输入 输出端口 信息从交换设备的某个输入端口转移到某个输出端口的过程 网络核心交换 设备7通信网组成三要素 终端系统 电话机、手机、计算机、 电话机、手机、计算机、PDA、 、 传输系统 SDH、WDM、无线、卫星、 、 、无线、卫星、 交换系统 程控交换机、 交换机、 程控交换机、FR/ATM 交换机、路由器、 交换机 路由器、规程约定信令、协议、标准、 信令、协议、标准、 language for Interoperating, Internetworking通信网是由多个终端节点、 通信网是由多个终端节点、交换节

6、点和连接这些节点的传输系统 有机地组织在一起的， 有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息 交换的系统8电信网络运营商为公众用户提供通信服务的运营的通信网络基础电信运营商的变革： 基础电信运营商的变革： 中国航天科 技集团公司 电 信 局 邮 政 局 中国 卫通 中国 联通 中国网通 中国吉通 中国 电信 中国 网通 南 中国 方 电信 中国 移动 中国 移动时中国 联通电信局 数据局 无线局中国 电信邮 电 局中国 移动 铁通 公司铁道部9/60 9/9 9间最早建立的电信网络电话网 最早建立的电信网络电话网 Public Service Telephone Network1

7、878 年研制出磁石式交换机10最早建立的电信网络电话网 最早建立的电信网络电话网 Public Service Telephone Network1878 年美国：磁石式交换机 1900 年美国：Stroger 步进式交换机 1919 年瑞典：纵横式交换机 1965 年美国：程控交换机 1970年法国：数字程控交换机1人工交换 自动交换编号/ 编号/编址 标识节 点 交 换 设 备4 5 6AB2 3FC E电路交换D11网络规模及服务范围每个交换机能够服务的用户有限增加交换机用户之间距离增加本地网 长途网现在的电话网结构 早期 5 级电话网结构 早期 级电话网结构12移动电话网终端移动 与

8、固定电话网互连13数据通信网最早的数据通信电报通信网 最早的数据通信电报通信网 电信的发展是先有电报后有电话 电报网基于数字技术， 电报网基于数字技术，电话网是从模拟起步的 电报网被电话网取代 利用载波电报的方法在话路内可同时传送 24 路电报， 利用载波电报的方法在话路内可同时传送 路电报，独立的公 路电报 用电报网就失去了存在的必要性电话网上实现数据通信：传真 图像 图像) 电话网上实现数据通信：传真(图像 世纪 70 年代可利用的业务而言 就 20 世纪 年代可利用的业务而言，电话网称得上是多业 世纪 年代可利用的业务而言， 务的综合网14计算机发展推动数据通信数据通信与话音通信的不同信

9、源更复杂 信源速率不同 速率可变 对错误敏感 延时要求低一些典型的数据通信网数据网络实例X.25 分组交换网 分组交换网 分组交换 局域网 LAN 局域网 帧中继网 Internet(互联网 互联网) 互联网 15分组交换Data transmitted in small packets. Longer messages are split into series of packets. Each packet contains a portion of user data plus some control info (headers and trailers) for routing or

10、 other purposes. Packets are received, stored briefly (buffered) and past on to the next node - store and forward.16广播电视网无线 卫星 有线 cable（CATV-CAble TeleVision) 有线1979 年有线电视在伦敦开通; 1980 年左右公用天线系统; 微波干线/电缆分配 ; 1990 年后光纤干线/电缆分配, 光纤/同轴电缆混合系统HFC 2000 年-以 HFC 为基础向双向基于 IP 的宽带多业务 IPTV，有线高清晰度数字电视 HDTV 发展17对通信网

11、的要求转接的任意性网络内任意两用户可以互相通信信息的透明性允许任意形式的信息在网络内传递可靠性概率意义上的可靠质量的一致性子系统满足的质量指标：局部性；一致的全程指标： 子系统满足的质量指标：局部性；一致的全程指标：全局性网络的灵活性允许新用户或新业务进网；与其他网络互联互通； 允许新用户或新业务进网；与其他网络互联互通；具有一定的过载能力经济上的合理性技术/社会条件 人为因素 技术 社会条件/人为因素 社会条件信息安全性信息窃取/攻击 信息窃取 攻击18通信网中的问题网络元素间如何连接？ 网络元素间如何连接？拓扑结构如何找到一条连接通信双方的好路？ 如何找到一条连接通信双方的好路？路由网络节

12、点如何在输入/输出端间实现信息传递？ 网络节点如何在输入 输出端间实现信息传递？ 输出端间实现信息传递交换如何保证终端之间高效可靠传递信息？ 如何保证终端之间高效可靠传递信息？传输如何组织网络元素？ 如何组织网络元素？体系结构与协议规程19拓朴结构网络元素间如何连接？ 网络元素间如何连接？ 常见拓扑结构拓扑结构影响什么？ 拓扑结构影响什么？与性能的关系？ 与性能的关系？ 大规模通信网用什么拓扑结构？ 大规模通信网用什么拓扑结构？20路由如何找到一条连接通信双方的好路？ 如何找到一条连接通信双方的好路？经过多个交换设备（网络节点） 经过多个交换设备（网络节点）连通 多条路径中选择哪条路更好？ 多

13、条路径中选择哪条路更好？路由方式预先找到好路： 预先找到好路：静态路由 当前的好路：动态路由 当前的好路：什么是好路？ 什么是好路？便宜 短/快/便宜 快 便宜 可靠性21交换基本交换方式电路交换 分组交换 电路+分组交换 电路 分组交换 ATM 交换 交换 MPLS 交换 交换 目标用户满意质量/性能 服务价格 质量 性能/服务价格 性能运营商盈利成本22传输目标多/快 快 准/稳 稳可靠传输技术差错控制传输出错：噪声、 传输出错：噪声、干扰宽带传输修更宽的路 修更宽的路 宽带传输SDH/WDM拥塞/流量控制 拥塞 流量控制网络拥塞： 网络拥塞： 数据流量接近或大 于网络传输和处理容量复用技

14、术路上跑更多的车 路上跑更多的车 复用技术频分复用 FDM 频分复用 波分复用 WDM 波分复用 时分复用 TDM 时分复用 统计时分复用 STDM 统计时分复用健壮/容错能力 健壮 容错能力链路和节点故障23网络体系结构网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、 协议、存取控制和拓扑提供标准。 协议、存取控制和拓扑提供标准。国际标准组织ITUUnion， ITU-T（International Telecommunication Union，Telecommunication (ITUStandardization Sec

15、tor (ITU-T)传统电信网络标准的主要制订机构， 传统电信网络标准的主要制订机构，前身为国际电报电话咨询委员会 (CCITT)，负责研究通信技术准则、业务、资费、网络体系结构等， (CCITT)，负责研究通信技术准则、业务、资费、网络体系结构等， 并发表相应的建议书ISO(International Standards for Business, Government and Society)international-standardan international-standard-setting body composed of representatives from vario

16、us national standards organizations. organizations.IETF(Internet Engineering Task Force)Board)下属的标准制定机构 IAB(Internet Architecture Board)下属的标准制定机构 Internet 协议标准的制订机构 协议标准的制订机构, Internet 协议标准的制订机构, 开放式标准制订过程 标准建议以 RFC(Request for Comments)形式在网上公开发布 标准建议以 RFC(Request Comments)形式在网上公开发布24协议规程分层独立 简化 标准 接口与服务邮政系统的分层协议模型25OSI 七层模型 七层模型ISO (International Standard Organizaiton) 提出 提出 OSI (Open System Interconnection)普适性开放标准 仅为参考模型， 仅为参考模型，不涉