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1、第四章 通信技术与通信网,电子信息技术导论,编制：茹国宝,通信技术与通信网,提纲,一、概述,（一）通信系统的众多类别,通 信 系 统,通信最终目标：是实现任何人(Whoever)可以在任何地点(wherever），在任何时间(whenever)与其他任何对象(whichever)进行任何方式(Whatever)的通信。,一、概述,（二）移动性是通信发展的主要方向,移动通信是实现上述最终通信目标的最佳通信方式！,一、概述,移动通信的发展变化之快总是超出人们的预期！预言在2010年全球用户数量有望达到40亿以上。,互联网改变了我们生活和相互沟通的方式。互联网的下一波浪潮将使它自身真正移动化，即移动
2、通信与互联网逐渐融合。音乐、手机电视和导航服务都是推动这一发展进程的关键因素。,（二）移动性是通信发展主要方向（续）,光缆的一般结构图,(a)层绞式,(b)单位式,(c)骨架式,(d)带状式,光纤,光纤,光纤,光纤带,加强构件,单位,塑料骨架,加强构件,综合护套,防热层,（三）光纤通信己取代原有线载波系统,一、概述,一、概述,（四）地面微波中继通信干线己被光纤取代,微波中继通信：多工作在3000MHz以上频段，通过中继站接力传输。 60,70年代曾是通信干线的主要方式之一。,一、概述,地面微波通信当前的主要应用：,2. 一点对多点（PMP）局域网中微波数据传输组成：中心站，端站应用：不便敷设光
3、纤或电缆的通信网络干线系统。,1. 电视微波移动转播车,注：移动通信、卫星通信、无线接入虽工作在微波频段，但一般不划归于微波通信这一类。“微波通信”一般是指微波接力通信。,一、概述,（五）微波散射通信与流星余迹通信,军用微波对流层散射通信车,微波散射通信：利用对流层不均匀对电波产生散射而进行甲、乙两站的通信。优点：保密性好，通信距离远（150km以上），不怕核辐射。常用为军用。缺点：要求大功率。,流星余迹通信：利用流星使大气产生电离反射电波而进行通信。多工作于短波、超短波波段。常用于军事。,数据通信系统,一、概述,（六） 数据通信（注：参阅“互联网”一章：6.1.1节）,1.基本模型,2.调制
4、解调器,一、概述,（六） 数据通信（续1）,3.调制解调器的作用,作用：将话音、数据、视频等信号复用后通过同一条电话线（或电缆、光纤）传输。,复用原理：将电话线的频带划分出话音通道和数据通道。,注：媒质不同，复用方式可能不同。电话线是最常用的传输媒质。,一、概述,（六） 数据通信（续2）,4.调制解调器的多种产品类型,调制解调/路由器,计算内置调制解调器,调制解调器,无线调制解调器,USB无线调制解调器,一、概述,5.数据网的多种传输媒质组成示意图,注：地面数据长途骨干网的主要通信媒质是光纤网。话音数据和计算机数据同在地面光纤网中传输。有多种传输数据的通信体制。,（六） 数据通信（续3）,数据
5、网通过路由器交换数据,卫星通信的定义：利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行通信的技术。,一、概述,（七）卫星通信概述,卫星通信系统示意图,优点: 通信距离远，覆盖面大，不受地形条件限制，可达海洋、沙漠、高山。,主要应用：卫星电视、数据传输、卫星移动通信等。,一、概述,（七）卫星通信概述,缺点：可靠性不及光纤、微波中继通信。,卫星,公用移动电话系统结构示意图,移动通信：指通信双方至少有一方在移动中进行的信息交换的通信。己成为目前世界最普及的通信工具。当前主要推广第三代（3G），正在研究发展第四代。,一、概述,（八）移动通信概述,一、概述,通信方式、通信系统的
6、类型多种多样，每一类通信都是为了满足某一类用户需求而发展成熟起来的。 随着电子信息技术的发展，一些原有主流通信方式可能会逐渐被新的通信方式所取代。当前，移动通信、光通信（包括光纤和空间光通信）已成为了通信发展的主流。互联网的发展潮流也将是实现移动化，该发展趋势正在改变原有通信格局。,概述小结,二、 固定电话与固定电话网,1,2,3,4,电话的发明和应用回顾,电话交换机简介,现代电话交换局机房概况,数字程控交换机简介,5,固定电话网,6,信令网概念,（一）电话的发明与应用回顾,1834年，莫尔斯发明了莫尔斯电码。 用电流的“通”、“断”时长来表示“点”（通电时长0.1秒）、“划”（接通时长0.3
7、秒），用“点”、“划”组合来表示字母和数字的电码。,二、 固定电话与固定电话网,1837制作成了莫尔斯电报机。电报的发明，拉开了电信时代的序幕，开创了人类利用电来传递信息的历史。,注：莫尔斯原本是个画家，并不懂技术。可查阅其生平。,电话发明家 贝尔,贝尔发明的液体话筒,电话发明家:贝尔(18471922),15岁，大胆改革老式水推磨，使生产效率大大提高。16岁，以优异成绩考入爱丁堡大学，语言学专业 。 20岁，进伦敦大学深造。 22岁，担任美国波士顿大学语言学教授。 在父亲开办了一所聋哑学校任教。,发现: 在电流导通和截止时，螺旋线圈发出的声音。大胆设想：通过电流传送声音。,二、 固定电话与固
8、定电话网,（一）电话的发明与应用回顾,电话发明家 贝尔,贝尔发明的液体话筒,请教: 1875年3月,贝尔（28岁）时带着他的想法请教当时美国著名物理学家约瑟夫亨利“What would you advise me to do, sir, publish my discovery and let others work it out, or attempt to solve the problem myself ? ” 鼓励 : “You have the idea for a great invention, Bell, Work at it.” 电话传送的第一句完整语音 : 1876年3月1
9、0日“Mr. Watson, come here, I want you!” 纪念: 电学和声学中计量单位或功率密度比值的单位被命名为“贝尔”。,二、 固定电话与固定电话网,注：发明电话日的两种说法：a，美国波士顿法院路109号铜牌上面镌有:“1875年6月2日电话诞生在此”；b，1876年3月10日。前者只是制作出了一个可产生声音的装置，无法传连续语音。可用电话的诞生时间是后者。,（二）电话技术进步与应用,1882年出现了共电式电话机（没有手摇发电机和干电池，通话所用电源由交换机供给）,1877年爱迪生发明碳精式送话器+手柄+呼叫设备（电铃）+手摇发电机+干电池 （磁石式电话机）,1896年
10、美国人爱立克森发明了旋转式电话拨号盘,二、 固定电话与固定电话网,1920年美国人坎贝尔发明了消侧音电路 （自动电话机-拨号盘电话机）,60年代电子学飞速发展、70年代大规模集成电路出现 (电子电话机-按键式电话机),80年代随着N-ISDN的应用出现了数字电话机,(a)1878年手持电话 (b)1880年贝尔电话 (c)1885年木支架电话 (d)1892年磁力电话,（e）1901年磁力电话 (f)1914磁力发电机电话 (g)1920号码盘电话 (h)1930年号码盘电话,“磁石共电自动”的发展过程,二、 固定电话与固定电话网,1889年 纽约曼哈顿街上的电话线,二、 固定电话与固定电话网
11、,我国电话的发展史,1882年6月，皮晓浦以“上海电话互助协会”名义开办了第二个电话局，用户30余家。,1882年2月，丹麦大北电报公司在上海外滩扬于天路开办第一个电话局，用户25家。,1881年，英籍电气技师皮晓浦在上海十六铺沿街架起一对露天电话，付36文制钱可通话一次。(中国土地上的第一部电话),1882年6月， 英商“东洋德律风”公司兼并上述两电话局经营，用户仅300多家。,1889 ，安徽省安庆州候补知州彭名保，自行设计、制造了五六十种大小零件，造出了中国的第一部电话机。,当代：“华为”、“中兴”为代表的具有国际竞争力的大型综合性通信企业。,二、 固定电话与固定电话网,为什么要交换机?
12、,用户数 电缆数 5 10 10 45 100 4950 1000 50万,（三）电话交换机简介,二、 固定电话与固定电话网,答：为少用电话线。（电话铜线占投资比重远超过50%）,（三）电话交换机简介（续1）,二、 固定电话与固定电话网,每个用户只需一根双绞线。,人工交换阶段： 磁石式电话机 共电式电话机,早期的人工交换,二、 固定电话与固定电话网,（三）电话交换机简介（续2）,电子式自动交换阶段：,二、 固定电话与固定电话网,（三）电话交换机简介（续3）,机电式自动交换阶段：,程控交换机阶段：,模拟程控交换机：1965年5月美国开通了第一个程控交换机。数字程控交换机：1970年法国开通了第一
13、个数字程控交换机。,二、 固定电话与固定电话网,（三）电话交换机简介（续3）,1、电话电缆线,（四）现代电话交换局机房概况,二、 固定电话与固定电话网,不同规格市话电缆照片,2、机房电缆布线,电话电缆进入交换机房,二、 固定电话与固定电话网,（四）现代电话交换局机房概况,电缆在交换机房走线,3、交换机布置和监控,交换机房内的交换机架组图,二、 固定电话与固定电话网,（四）现代电话交换局机房概况,交换机背面的走线,交换机房监控室,1.数字程控交换机的硬件组成,计算机系统,硬件系统,（五）数字程控交换机简介,二、 固定电话与固定电话网,（五）数字程控交换机简介（续1）,二、 固定电话与固定电话网,
14、1. 数字程控交换机的硬件组成（续）,交换网络：等效于完成两用户线的连接。但在数字程控交换机中只是控制数 据间的交换，即在某条入线与某条出线端口之间建立数据连接， 从而实现不同线路端口上的话音交换。 交换网络有不同类型，它们只是一块数字集成电路。,用户电路: 和电话机相对应，它完成模拟语音信号的编码与解码。各用户的编 码、解码独立进行。 用户交换机的机架中安装的绝大部分是用户电路板，通常1000 2000用户电路装一个机架。 对于局用交换机则没有用户电路或者只配置少量用户电路。,主叫用户摘机：送出摘机信号，扫描器收到用户摘机信号之后，立即将信息送到中央处理器，由中央处理器驱动信号音送用户端口，
15、同时驱动收发码器准备收号； 拨号：用户听到信号音，拨号；拨号（脉冲或双音频）数码送入收号器，中央处理器同时分析号码，送被叫交换机；振铃：若被叫空闲，则主叫预占一条话路资源，同时给被叫振铃； 被叫用户摘机：处理机将预占的话路与被叫接通，主、被叫进入通话。拆线：主叫或者被叫任何一方挂机，处理机将话路释放，通信终断。,二、 固定电话与固定电话网,2. 交换机基本工作过程,（五）数字程控交换机简介（续2）,3. 程控交换机的软件组成,交换控制程序调度关系图,二、 固定电话与固定电话网,（五）数字程控交换机简介（续3）,基于软交换的网络结构图,二、 固定电话与固定电话网,（五）数字程控交换机简介（续4）,4. 程控交换机正朝软交换发展,软交换技术的优点:将业务/控制与传送/接入分离。,（六）固定电话网的构成,二、 固定电话与固定电话网,我国本地电话网的结构图,二、 固定电话与固定电话网,国际电话局,各国固定电话的体制、信号结构不同，打国际长途电话要根据各国固定电话的体制、信号结构进行转换。只有国际电话局才有信号转换功能。 目前中国有三个国际交换中心，分设在北京、上海、广州。,
