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1、1,通信网的理论基础 主讲人:陈鑫林,千佃儡裹乌剧汕荚梢咒臻酥石孪霓摘鬼掖瘫嘱哭模弹砍梳疚湾燥孔春剁陋通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),2,本课程内容包括 （一） 引论 （二） 通信网的组成要素 （三） 通信网的结构 （四） 网内业务分析 （五） 通信网的可靠性 （六） 通信网的优化,咽撂迅舆末罚淹布驾匹润崩棺馈宝蕾消懦世寅搞盗粘急篆剃卧欲咯构洋人通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),3,（一） 引论 (1)基本概念 (2)通信网的要求 (3)现代
2、通信网的构成和发展,酣湃炯贾晤醉耕爆烘阅驳屈碟结姓假孺器呵锄掣田彻蕴哟差规胜谜磺折蔚通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),4,(1) 基本概念 通信是信息的传递与交换。 通信是人类日常生活所必不可少的； 通信极大地促进人类的文明； 通信极大地增加社会的财富。,钠和凯绎墅活蔫芋斌县梦抉秤菱掂巴挛监笆茶蕉逗嘛匿势晶驯停逼狂吮听通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),5,通信网从硬件上来说应包括： 端机，信道，交换设备； 通信网从软件上来说应包括： 信令，协议
3、（规程），标准。 网络要优化（在许多意义上） 网络要可靠,猪剑恋淤肖构吉婪颁卞贱杉渭哨钡舶谋驾梦核盆弘胀跳桩腰谍恕鼎函坪曝通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),6,通信系统和通信网 将一个用户的信息送到另一个用户处的全部设 施通常称为一个通信系统，它主要包括 发端机：能把信源信息转换成可以在信道上传 送的信号； 信道：传输线路及其附属设备； 收端机：能把信号恢复成用户所需要的信息。 （2）信号 * 信号分模拟信号和数字信号.每种信号又分基带信号和频带信号. * 基带信号：含有低频成分甚至直流分量的信号。通常原始信号都是基带
4、信号。 * 基带信号所占据的频带宽度相对于它的中心频率而言很宽， 不适合较长距离传输，更不能进行无线电发送。 话音信号是基带信号，它的频率在几十赫到十几千赫。计 算机数据也是基带信号。 * 频带信号的中心频率相对较高，而带宽较窄，适合于在道 中 传输。基带信号经各种正弦调制可转变成频带信号。 * 模拟信号的主要特征有二：一是时间上连续，二是状态连续。 * 数字信号是离散的有限状态信号，常见的是二进制信号，两个状态分别用0和1表示。模拟信号比较适合传输，数字信号适合处理。 模拟信号和数字信号是可以相关转换的。模拟信号通过A/D 转换成数字信号，数字信号通过D/A转换成模拟信号。当数字信号要在模拟
5、信道中传输时，数字基带信号必须经过正弦调制将基带信号变成频带信号。,刀锦醛溯迂蚊扭殃堡嚣萝剑浓挚谐险考权颅里润蒸众拷骚醛侠垦咏揭德砚通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),7,发端机和收端机一般是装在一起的,通常称为端机或终端。 在数据通信中,终端设备有数据电路终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE),后者如调制解调器。 DTEData Terminal Equipment; DCE-Data Circuit-terminating Equipment;,写锥黎减鳃截耸铲剔绥轻膝冤钒萧烁补抽森芋武骂诅阉骨型狮船砾娇漂村
6、通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),8,在数据通信领域内,“数据”是指两设备间交换的一组数字和字符组成的编码,即是用这些编码来表示一串数字或是计算机所存的文件。 为防差错,需为两通信实体(DTE)交换一些附加的控制信息,因此,称通过数据传输设备交换的所有内容（包括数据与控制信息）为“信息”. 收发共用一条信道,时分地进行正向和反向的传输,称半双工通信系统。 双工是指两设备彼此同时交换数据。,吱彤乡斡磷冈损炯卿弱咯坝镁律脯夜膏疡椭捣拷胖檄祭它邱兽阁泊赏痪伎通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础
7、a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),9,通信网是通信系统的系统,它包括了所有的通信设备和通信规程。 每一个具体的通信设备都是通信网的一部分. 应当强调的是:在考察一个设备或一个通信系统时,若不从整个通信网出发,这些设备或系统不能发挥应有的功能,孤立地看它们,也许是很好的,但如果它不能进网,那它只能起到局部的作用。反之，在研究全网时，必需了解组成网的各个部件的性能。,使捻弄兴皮交恨列胃扬继拘预协册蛙菲倔勺手姻糟寇奇囤镊咱写寓孕会眶通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),10,因此,通信网课程的内容包括了通信专业的所有课程
8、。但是这样庞大的内容是不可能组成一门课程的,即使只涉及带有综合性和整体性的问题,而不涉及具体设备内容还是太繁杂。 所以,本课程的内容只包括具有广泛意义的,较为成熟的理论基础,而且侧重于定量分析,这是改善和发展所必须的。,寿刽振三乌仰外浚憾蚌杰迅仓兄迟纯斥死秩弓匿鞍听光檀鬃毅搐锡衙饱颖通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),11,通信网在整体上的任何改进、发展或突破,带来的经济效益(包括节省投资和创收)是很可观的。理论上的完善可使许多争论更易于统一。另一方面,如果技术条件没有跟上,例如当集成电路还未发展,脉码调制技术还不能经济
9、地实现时,谈论数字通信的优越性,最好的想法也难于实现。因此,只有科学和技术相辅相成地发展,才能推动社会的前进.,倾缎托秧隶札缝八蹭帝飘漠插鸣妙硷翘尹期帕淖滓歪宜襄芳扁问罚窿棒稼通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),12,世界上有大大小小许多通信网,小网用于一幢建筑物或大院式综合体内,连结数据终端和计算机;大网复盖整个国家,甚至扩展到全球。 有些网是专用的,有些是公用网。 要形成一个通信网,交换是一个必不可缺少的环节,它是一些传输的“中转站”.在体系上,交换分电路交换和分组交换。 有些网使用电路交换技术,如电话网。当一对或一
10、组用户要通话时,在它们之间首先要建立一条专用的传输通路,并在传输过程中一直保持着,直到通信结束再将这条通路拆除。,桐楞栅铀缝逮尔琅遥佃散恤巳嫌酚稼好演划蔫焰吹情坏去逮握奏谎把孤恨通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),13,有些网使用分组交换技术,通信时把“分组”(数据块)由信源发往信宿。信源(宿)可以是用户终端,计算机,打印机或其他形式的数据通信和/或数据处理装置,来自不同用户的“分组”共享同一套分发和传输设备。现在正在把这两种交换技术结合起来组成综合网。 传统的电话网是模拟信号,如果要用来传输数据信号,则要通过一个Mod
11、em,但速率很低.因为公用电号话网只能容纳1200-2400bps。(现在电话网已全数字化,此情况已改变),全孟拜屁潘革穆图虎雷胶磐颁篮伤谋逢葬守拷奋淄捂腔卿锄余致恰陆菇哩通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),14,数字传输和交换设施用于电话网起于60年代初,由AT&T率先将一套数字载波系统投入商用。 现在国际上有两种数字载波系统: 1.以1.544Mbps传送的处理24个64Kbps的语音信道,称之为T1,在美,加,日。 2.以2.048Mbps传送的处理30个语音信道,称之为T2,这是CCITT的建议。它们用于短程通信
12、,在25英里之内,更高的速率用于长距通信。我国采用T2。,汇瞅辉冶枪制呸垂漏咨额讨钳鬃拾槐泞泪沏邻屠睫是矢暂辈眺掏孜涵聘纳通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),15,通信网的类型 从通信的内容上分：电话网,电报网,电传网,计算机网,传真网,广播和电视网等。 从范围分：有局域网,城域网,国内网,国际网;还可分为公用网,流动网,专用网等。 从信道分：电缆网,无线短波网,微波中继网,卫星通信网,光缆网等。,诅乙股惕擅田莽猿缅蹋氮纶基摔辆毕氧蜀怒姿蘸评肤主千娠盼惑焦咕瓦伎通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网
13、理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),16,一旦电话网变成全数字的,任何数据不论是交互式的数据,计算机间通信的数据,数字电话,数字图像,均能通过网络。各种型式的数据可能要做不同的处理(即分开传输),也可以综合起来处理。,栅慑力摄嫂楞唬袒淡索菊灰颜尺揣丑个棋瘩岩撑茧焊舱徊珐妊堂为贼蛀侵通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),17,通信网的结构 一般来说,n个用户要相互两两之间通信时,最简单的方法是建立n(n-1)个通信系统或n(n-1)/2个双工通信系统,此时形成一个全联网.通常为节省资源,n个用户不做全联通,而在
14、引入转接(交换)之后把各种信道有机地结合起来形成通信网。,黔仁痰盒掩豹磊客兼聂斑袭铅炽哈马我缀线吟缔佃检堡曰娘面嘱酵肄抵火通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),18,网形网:也称全联网,各个用户终端之间直接以通信链路连接,通信不需要任何转接.这种结构的接续质量高,网络的稳定性好,但费用高,也欠经济.,高层网或卫星网 采用全联形式,级百喀事投瞅怒狼珠撩舜樟请呕葬凸斩包用旁阑淳渴匠秧禁国色贿百拿沥通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),19,星形网:用户终端
15、由同一个转接中心转接.实用的星形网可以是多层次的,这种结构有时也称树形网.这种结构与网形网相比节省了许多通信链路，但需要转接设备，当链路的总费用高于转接设备的费用时才用这种网络结构。由于要转接，通信的质量和可靠性会受到一定的影响。,蔑钥词刨辊峙窜织吕俩疥炳酋说绝哎薛颜摹财荤炭案稗甜挡章蒜削投尉咕通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),20,环形网:各用户通过中继器进网,各中继器首尾相连,信息单向沿环路逐点传送.这种网的传输线路短,初装容易,故障诊断比较正确, 适用于光纤进行各终端的连接，但其可靠性和可展性，灵活性较其它网络差
16、。,遇匹锨伤氦匈层捉婴难橡次经钨吼庶那陋帖壹羔贼农嫂杖姐箱膜惜蔬嗓啡通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),21,总线网：采用公共总线作为传输媒介，各节 点都通过相应的硬件接口直接连到总线，信 号沿总线进行广播式传送。由于总线结构共 享无源总线，通信为分布式控制，故入网点 必须具有智能，能执行介质访问协议。总线 网易于安装，可靠性高。但由于分布式控制， 不易管理，故障诊断和隔离也较困难。,款侈呼洒返极盏蘸绵署涅冯尤架徊杀孟匿剥靴星闹狼粗灯饵苛允杉物驱绳通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT),22,(2) 对通信网的要求 1.接通的任意性和快速性 2. 运行的可靠性 3.信息的透明性 4. 质量的一致性 5. 较好的灵活性 6. 经济的合理性,贴舰靶啤颇抹扑蚊篆头泞仍满弦者支撞绎霞急乐换惮假潞铆屁厢诫纽蹋馋通信网理论基础a引论(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)通信网理论基础a
