通信網技術基礎-1

通信網技術基礎-1第一頁，共198頁。

計劃學時：32（理論）授課周：1-17教材：石文孝等.通信網理論與應用，電子工業(yè)出版社，2008

通過本課程的學習，對通信網有一個宏觀的、系統(tǒng)的認識和相關網絡理論知識的掌握及應用，為將來學習其他專業(yè)課及以后從事通信領域工作打下堅實的理論基礎。2第二頁，共198頁。課程性質、目的與任務本課程是通信工程本科專業(yè)的一門學科基礎必修課。通過本課程的學習，使學生能全面了解通信網的組成及其各部分功能、通信網的基本結構及其發(fā)展趨勢掌握通信網絡規(guī)劃設計的理論基礎知識和網內通信業(yè)務分析的理論知識和方法對現(xiàn)有通信網有一個基本的了解，并了解通信網新技術的發(fā)展現(xiàn)狀為將來學習其他專業(yè)課及以后從事通信領域工作打下堅實的理論基礎。3第三頁，共198頁。課程內容基礎篇通信網概述傳送與交換網絡體系結構理論應用篇網絡規(guī)劃設計理論基礎排隊論及其應用應用篇電話通信網數(shù)據(jù)網

IP網通信網絡規(guī)劃支撐網4第四頁，共198頁。通信的“道”和“術”“道”：揭示本質通信原理：信號與系統(tǒng)，隨機過程分析，電磁場與電磁波，無線通信原理，。。。管理：在既定約束條件下追求最大產出，如在帶寬一定的條件下如何使下載速率更快。“術”：了解通信系統(tǒng)的應用5第五頁，共198頁。第一章通信網概述

通信網技術是規(guī)劃、設計、建設和維護網絡方面的技術。要想把通信網建設好維護好，必須了解各種類型的通信網的結構、接口、協(xié)議和技術指標，了解各類通信網之間的關系和互連，網絡技術已經成為一門專門的學科，其內容十分豐富，已成為通信工程領域重要的基礎知識。6第六頁，共198頁。第一章通信網概述

1.1通信網的概念1.2通信網組網結構

1.3通信網的質量要求1.4通信網的發(fā)展趨勢

7第七頁，共198頁。1.1通信網的概念1.1.1通信的基本概念

1.1.2通信系統(tǒng)的基本組成1.1.3通信網的概念及構成要素1.1.4通信網的分層結構1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類

8第八頁，共198頁。1.1.1通信的基本概念通信的基本含義

人們通過聽覺、視覺、嗅覺、觸覺等感官，感知現(xiàn)實世界而獲取信息，并通過通信來傳遞信息。通信的基本形式是在信源(始端)與信宿(末端)之間建立一個傳輸(轉移)信息的通道(信道)?，F(xiàn)代通信意義上所指的信息已不再局限于電話、電報、傳真等單一媒體信息，而是將聲音、文字、圖像、數(shù)據(jù)等合為一體的多媒體信息。

通信系統(tǒng)就是利用電、光等信號形式來傳遞信息的系統(tǒng)。9第九頁，共198頁。通信系統(tǒng)的分類：可以從不同的角度來分類(1)按照通信業(yè)務分類：電話，電報，傳真，廣播電視，數(shù)據(jù)通信等。按通信信息的種類分：單媒體通信系統(tǒng)：如電話、傳真等；多媒體通信系統(tǒng)：如電視、可視電話、會議電話、遠程教學等；按通信的實時性分：實時通信系統(tǒng)：如電話、電視等；非實時通信系統(tǒng)：如電報、傳真、數(shù)據(jù)通信等；按傳輸方向分：單向傳輸系統(tǒng)：如廣播、電視等；交互傳輸系統(tǒng)：如電話、點播電視(VOD)等；按信息的帶寬分：窄帶通信系統(tǒng)：如電話、電報、低速數(shù)據(jù)等；寬帶通信系統(tǒng)：如點播電視、會議電視、遠程教學、遠程醫(yī)療、高速數(shù)據(jù)等。1.1.1通信的基本概念10第十頁，共198頁。(2)按照傳輸媒質分類有線通信系統(tǒng)有線通信系統(tǒng)的傳輸媒質可以是電纜和光纜。無線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)是借助于電磁波在自由空間的傳播來傳輸信號，根據(jù)電磁波波長的不同又可以分為中／長波通信、短波通信和微波通信等類型。1.1.1通信的基本概念11第十一頁，共198頁。1.1.1通信的基本概念(3)按照調制方式分類基帶傳輸基帶傳輸是將未經調制的信號直接在線路上傳輸，如音頻市內電話和數(shù)字信號的基帶傳輸?shù)?。調制傳輸調制傳輸是先對信號進行調制后再進行傳輸。

12第十二頁，共198頁。(4)按照信道中傳輸?shù)男盘柗诸惸M通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)抗干擾能力強，有較好的保密性和可靠性，易于集成化，目前已得到了廣泛應用。1.1.1通信的基本概念13第十三頁，共198頁。1.1現(xiàn)代通信網的構成要素1.1.1通信的基本概念1.1.2通信系統(tǒng)的基本組成1.1.3通信網的概念及構成要素1.1.4通信網的分層結構1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類

14第十四頁，共198頁。

通信系統(tǒng)的組成定義：用電信號（或光信號）傳遞信息的系統(tǒng)，即點對點的通信設備的全體，由終端和傳輸系統(tǒng)組成。1.1.2通信系統(tǒng)的基本組成15第十五頁，共198頁。圖1.1點—點單向通信系統(tǒng)構成模型

對于雙向通信還需要另一個通信系統(tǒng)完成相反方向的信息傳送工作。而要實現(xiàn)多用戶間的通信，則需要將多個通信系統(tǒng)有機地組成一個整體，使它們能協(xié)同工作，即形成通信網。

1.1.2通信系統(tǒng)的基本組成16第十六頁，共198頁。

信源信源編碼器信道編碼器調制器信道解調器信道譯碼器信源譯碼器信宿噪聲源

變換器發(fā)送端時鐘

反變換器接收端時鐘圖1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的組成17第十七頁，共198頁。

圖23G無線信號收發(fā)過程信源信源編碼信道編碼調制信道解調信道解碼信源解碼信宿噪聲源交織擴頻加擾解碼解擴去交織發(fā)送端接收端信息數(shù)據(jù)比特符號碼片信息數(shù)據(jù)比特18第十八頁，共198頁。數(shù)字通信的優(yōu)缺點優(yōu)點差錯控制（對噪聲的處理）：信道噪聲或干擾造成的差錯，原則上可以通過差錯編碼加以控制。（長距離通信時的再生處理，信道編碼）便于保密數(shù)字集成電路技術使得硬件實現(xiàn)的難度和成本比較低缺點頻譜利用率低：如模擬電話，只需4kHz左右的帶寬，同樣的語音質量條件下，數(shù)字通信，需20~60kHz的帶寬需要嚴格的同步系統(tǒng)：以便信號的正確恢復模擬通信系統(tǒng)優(yōu)于數(shù)字通信系統(tǒng)的情況：電影膠片拍攝，光學攝像機優(yōu)質膠片的成像質量目前還是優(yōu)于數(shù)碼產品的。19第十九頁，共198頁。

信源編碼：對信源產生的模擬信號進行采樣、量化及編碼，將其變換為數(shù)字信號?！獪p少信源的冗余度，去掉“沒用的廢話”。以提高通信的有效性為目的的編碼，信源編碼的效率通常是通過壓縮信源的冗余度來實現(xiàn)的。作用：

1.實現(xiàn)模數(shù)轉換

2.降低信號的數(shù)碼率，即通常所說的數(shù)據(jù)壓縮。信源譯碼：信源編碼的逆過程。編碼比特率在通信中直接影響傳輸所占的帶寬。而傳輸所占的帶寬又直接反映了通信的經濟性。因此，信源編碼技術在很大程度上圍繞壓縮編碼比特率向前發(fā)展的。20第二十頁，共198頁。信源編碼：波形編碼，參數(shù)編碼，混合編碼波形編碼（WaveformCoding）：以數(shù)字序列編碼的方式盡可能重新構建信源的波形，適用于需要高質量的語音環(huán)境特點：信息量大，要求編碼速率高，16~64kbit/s，傳輸帶寬占用多；語音質量好，抗干擾能力強應用：固網交換機中采用的PCM編碼方式就是波形編碼參數(shù)編碼（ParametricCoding）

：分析并提取信源信息模型中必要的、關鍵的但不是全部的特征參數(shù)進行采樣、量化、編碼，然后合成發(fā)送出去，在接收端還原信源信息。特點：參數(shù)編碼壓縮比大，編碼速率低，2.4kbit/s以下，傳輸帶寬占用少；計算量大，語音質量差。應用：移動系統(tǒng)中的語音參數(shù)編碼21第二十一頁，共198頁。信源編碼：波形編碼，參數(shù)編碼，混合編碼混合編碼（HybridCoding）：結合波形編碼和參數(shù)編碼的優(yōu)點，總體使用參數(shù)編碼的保留低帶寬的需求優(yōu)點，重要部分信息采用波形編碼。編碼速率為2.4~16kbit/sAMR（AdaptiveMulti-Rate）：自適應多速率（語音編碼）一種混合的信源編碼技術主要應用：TD-SCDMA和WCDMA制式上。22第二十二頁，共198頁。DTX（DiscontinuousTransmission，不連續(xù)發(fā)射）技術對于手機雙向通話的情況，通常情況下，話音經過信源編碼后的速率為12.2kbit/s或13kbit/s。據(jù)統(tǒng)計平均說話時間在40%以下。60%的時間發(fā)送500bit/s的低速編碼（舒適噪聲），由接收端的解碼器產生舒適噪聲，以避免對端的用戶誤以為通信已經結束。這種在通話的時候，采用高速率的話音編碼，在通話的間隙傳輸500bit/s的低速編碼，就是DTX技術。23第二十三頁，共198頁。信道編碼信道編碼：在信源編碼后的數(shù)字序列上增加一些冗余數(shù)據(jù)比特，主要作用是在無線環(huán)境中可靠地傳送無線信號，抵抗各種噪聲和衰落的影響?！蕴岣咝畔鬏?shù)目煽啃詾槟康?。通常通過增加信源的冗余度來實現(xiàn)。按照發(fā)送和接收端都知道的規(guī)則給信息加冗余比特，使得編碼后的信息比特流前后數(shù)字序列具有相關性、規(guī)律性。能夠自動地檢測出錯誤或糾正錯誤，即檢錯編碼或糾錯編碼。信道譯碼：信道編碼的逆變換。24第二十四頁，共198頁。信道編碼中的3種糾錯方式：檢錯重發(fā)法，前向糾錯法，反饋校正法檢錯重發(fā)法現(xiàn)代通信系統(tǒng)中主流的糾錯方式前向糾錯法實時性好反饋校正法效率低，一般不怎么用。例如：線性分組碼，卷積碼，Turbo碼，奇偶校驗碼25第二十五頁，共198頁。山路上運輸雞蛋與移動信道通信雞蛋→信息走路去→未調制坐車→調制（快，裝的東西多）崎嶇顛簸的山路→移動信道（充滿噪聲和干擾）雞蛋被打碎→發(fā)生比特錯誤雞蛋籃子里放谷糠（防雞蛋被打碎，雞蛋被打碎）→信道編碼（防止信道誤碼，顯示誤碼的出現(xiàn)）谷糠→占用空間的“冗余”用有效性換取可靠性26第二十六頁，共198頁。交織移動信道的動態(tài)時變性和各種衰落特性，持續(xù)時間較長的深衰落導致解調輸出發(fā)生突發(fā)性的連串的比特錯誤對通信質量影響最大的是快衰落，其衰落深度可達30~40dB，即信號衰減了1000~10000倍。信道編碼的檢錯和糾錯能力有限，需要交織編碼27第二十七頁，共198頁。香農定理——給出了信道容量的極限

有線的信道資源是無限的，無線的信道資源是有限的！C：信道支持的最大速度或信道容量B：信道的帶寬S：平均信號功率N：平均噪聲功率S/N：信噪比28第二十八頁，共198頁。無線頻譜資源的有限性是由于同一頻段的電磁波在空中會相互干擾而造成的。黃金頻段：800MHz，900MHz，相對1800MHz頻段其穿透墻體和其他障礙物造成的損耗要小得多。29第二十九頁，共198頁。交織（Interleaving）——把連續(xù)的干擾離散化

在Turbo編碼中打亂比特順序的方法就是交織。無線環(huán)境的快衰落對數(shù)據(jù)的影響是成塊的，影響是巨大的。交織就是把對數(shù)據(jù)的連續(xù)的干擾離散化，從而避免大量連續(xù)的有用數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤、出現(xiàn)連續(xù)的損失。但隨機的、分散的損失是不可避免的。交織有時延，實時類業(yè)務的交織編碼器的尺寸不要取得太大。一般系統(tǒng)要進行兩次交織。信令傳遞講究及時性，不能用交織，一般用重傳的方式增加其可靠性。30第三十頁，共198頁。交織編碼崎嶇山路上一段有很大很多很密集的石頭（會產生突發(fā)的連續(xù)顛簸的亂石崗）→

深衰落因突發(fā)的顛簸導致不可避免的被打碎的雞蛋→因深衰落導致的信道誤碼（信道編碼對此力不從心）改造山路：把亂石崗連續(xù)出現(xiàn)的石頭搬離，盡量別一起出現(xiàn)（把連續(xù)顛簸變成隨機獨立出現(xiàn)的顛簸）→交織編碼（一種改造信道的編碼）：把連續(xù)發(fā)生比特錯誤的突發(fā)信道改造成隨機獨立差錯信道（連續(xù)比特錯誤變成單個或長度很短的錯誤比特）搬開山路上的石頭需要時間→交織編碼有時延交織編碼是改造信道的編碼，其本身不具備糾錯和檢錯的能力，只起到一個信號預處理的作用。31第三十一頁，共198頁。擴頻（Spreading）

把有用信號分散在更寬頻率范圍內的過程就是擴頻。把有用信號從噪聲中拿出來就是解擴。解擴之后，信號就成了窄帶有用信號和寬帶噪聲的疊加。32第三十二頁，共198頁。擾碼（Scrambling)

加擾：數(shù)據(jù)隨機化，目的是為了將不同的終端或基站區(qū)分開?！獏^(qū)分信源對擴頻后的數(shù)據(jù)符號進行加擾，不改變信號的帶寬，不影響碼片速率，只是把來自不同小區(qū)的用戶區(qū)分開。在下行鏈路，用于UE區(qū)分不同的小區(qū)（一個小區(qū)使用一個載波，就是一個信源）在上行鏈路，用于NodeB區(qū)分來自不同小區(qū)的用戶擾碼序列：要互相關特性、自相關特性好目前最為廣泛的常用的擾碼序列：Gold序列33第三十三頁，共198頁。基帶信號，載波，調制，已調載波信號的兩種表示：可以以原始頻率（低頻率）表示或以另一頻率（高頻率）表示?；鶐盘枺阂孕盘柕脑碱l率表示的信號的形式，這種原始頻率稱為基帶信號。載波：工作在預先定義的單一頻率（高頻率）的連續(xù)信號。調制：用原始信號改變載波的某個參數(shù)（頻率、相位、幅度）以便它能以適合傳輸?shù)男问奖硎驹夹盘柕倪^程。已調載波：通過調制，原始低頻率信號被表示成另一高頻率信號，后者即為已調載波，或頻帶信號。經過調制的信號，信號帶寬并沒變，只是信號更易于在線路中傳送了。34第三十四頁，共198頁。調制

調制不僅僅是頻譜的搬移！調制：就是對信號源的編碼信息（經過信源編碼和信道編碼后）進行處理，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男盘栃问降倪^程。作用：和信道匹配：將基帶信號經過調制變換成適合于在不同信道內傳輸?shù)念l帶（寬帶，較高的頻帶）信號例如，無線通信中，電磁波走的是大氣層，較高頻率范圍的信號可以傳播到較遠的距離。電磁波的頻率與天線尺寸要匹配。一般天線尺寸為電磁波信號的1/4波長為最佳。4kHz的話音信號的天線尺寸：18750m。在高頻段更易于頻分復用，實現(xiàn)多路復用或提高抗干擾能力。一路語音信號要占用64KHz，低頻段沒有那么多資源。

要傳送的信息不變，但傳送信息的平臺變了！35第三十五頁，共198頁。模擬調制AM，F(xiàn)M，PM收音機的調制方式一般是FM和AM。音樂效果比較好的電臺廣播是FM。FM的抗噪性能好，靠犧牲帶寬換取的。36第三十六頁，共198頁。

基帶信號：一般來說，信號源的編碼信息含有直流分量和頻率較低的頻率分量，稱為基帶信號。除了某些近距離的數(shù)字通信可以采用基帶傳輸外，基帶信號往往不能作為傳輸信號。解調：調制的逆過程。37第三十七頁，共198頁。

1.1.2通信系統(tǒng)的基本組成舉例：移動通信中主要的數(shù)字調制方式有：幅度鍵控（ASK）：容易受到突發(fā)脈沖的影響頻移鍵控（FSK）：2FSK的抗干擾能力比ASK強，GSM采用的MSK就是FSK中的一種，高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調制

。

相移鍵控（PSK）：是無線通信中采用比較多的。正交幅度調制（QAM）：既調幅又調相。在WCDMA的后續(xù)版本HSPA、HSPA+及WiMAX、LTE中，16QAM和64QAM得到了廣泛的應用。38第三十八頁，共198頁。數(shù)字調制的優(yōu)點高頻譜效率更強大的糾錯能力對抗衰落、干擾和噪聲的高手。其抗干擾特性可用誤比特率表示。多址接入更加高效。具備更好的保密特性。39第三十九頁，共198頁。無線信道無線信道關注的兩個方面：理論容量：在既定帶寬和信噪比的前提下，最大傳輸速率（信道容量）是多少。什么特性會影響通信系統(tǒng)，如大尺度衰落和小尺度衰落。40第四十頁，共198頁。帶寬帶寬在通信中有兩方面的含義：一個是頻率范圍（單位是Hz）一個是數(shù)據(jù)流的速率（單位是bit/s）41第四十一頁，共198頁。數(shù)據(jù)率，帶寬，信道容量數(shù)據(jù)率（datarate）：數(shù)據(jù)能夠進行通信的速率（bit/s），也稱為帶寬。數(shù)據(jù)率小于信道容量。帶寬（bandwidth）：傳輸信號所占的帶寬（Hz）信道容量：最大傳輸速率（bit/s），分為無噪聲和有噪聲兩種情況。42第四十二頁，共198頁。無噪聲和有噪聲情況下的信道容量（最高傳輸速率）信道無噪聲理想情況下的信道容量——奈奎斯特帶寬由奈奎斯特準則計算這種情況不存在，熱噪聲或者說高斯白噪聲無處不在。在沒有噪聲的情況下，數(shù)據(jù)率的限制僅僅來自于信號的帶寬。奈奎斯特帶寬可以描述如下：如果帶寬為B，那么可被傳輸?shù)淖畲笮盘査俾蕿?B，反過來說如果信號傳輸速率為2B，那么頻寬為B的帶寬就完全能夠達到此信號的傳輸速率。這種限制來自碼間干擾。信道有噪聲的情況下的信道容量——由香農公式計算高斯白噪聲（熱噪聲）、突發(fā)噪聲、衰減失真——信號丟失或誤碼43第四十三頁，共198頁。n0：噪聲的功率譜密度

以上的討論是以高斯白噪聲為前提的，對于其他類型的噪聲，香農公式需加以修正。44第四十四頁，共198頁。GSM系統(tǒng)的帶寬（數(shù)據(jù)率）GSM采用GMSK調制，一個碼元對應一個比特。奈奎斯特帶寬：200kHz帶寬，最大速率（碼元速率）為400Baud/s，即400kbit/s。實際的傳輸速率：270.833kbit/s。GSM的某一頻道的中心頻率是890.2MHz，它的頻率范圍是[890.1MHz，890.3MHz]，共200kHz，就是真正意義上的帶寬。在這個頻帶上，采用GMSK調制，在此200kHz帶寬內其調制速率就是270.833kbit/s——數(shù)據(jù)率，小于信道容量400kbit/s。45第四十五頁，共198頁。無線信道的特性：大尺度效應和小尺度效應有線信道：恒參信道無線信道：變參信道無線信道的衰落（fading）現(xiàn)象：按波長劃分多徑效應：小尺度效應距離衰減引起的路徑損耗或障礙物造成的陰影：大尺度效應46第四十六頁，共198頁。大尺度效應大尺度效應：大尺度衰落或慢衰落電磁波的四散傳播路徑傳播損耗：信號場強的損耗遵循自由空間傳播模型，該模型用于視距路徑時的接收信號的場強。反映了在宏觀大范圍（千米量級）的空間距離上的接收信號電平平均值的變化趨勢。路徑損耗在有線信道中也有。陰影效應：電磁波在傳播路徑上受到高山、大樓等的阻擋而產生的損耗。反映了在中等范圍（數(shù)百波長量級）的接收信號電平平均值的起伏變化趨勢。服從對數(shù)正態(tài)分布。其變化率比傳送信息率慢，故稱為慢衰落。一般為無線傳播所特有。47第四十七頁，共198頁。小尺度效應小尺度效應：小尺度衰落或快衰落反映了移動臺在極小范圍內（數(shù)十波長以下量級）移動時接收信號電平平均值的起伏變化趨勢。當接收機移動距離與波長相當時，其接收功率可以發(fā)生3個或4個數(shù)量級（30dB或40dB）的變化。手機移動十幾厘米（相對于900MHz的電磁波而言就是半個波長）信號可能突然差8~9dB。一般是由多徑傳播引起的。服從瑞利（Rician）分布，也稱為瑞利衰落，除了有間接的多徑信號外，還有直接的視距（LOS）路徑。一般直接路徑的信號強度要強于間接路徑。48第四十八頁，共198頁。2G、3G系統(tǒng)的調制、編碼、速率49第四十九頁，共198頁。1.1現(xiàn)代通信網的構成要素1.1.1通信的基本概念1.1.2通信系統(tǒng)的基本組成1.1.3通信網的概念及構成要素1.1.4通信網的分層結構1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類

50第五十頁，共198頁。

1.1.3

通信網的概念及構成要素

無交換機的情況51第五十一頁，共198頁。

1.1.3

通信網的概念及構成要素

有交換機的情況（單局制）

…

交換機52第五十二頁，共198頁。

1.1.3

通信網的概念及構成要素多局制

交換機交換機交換機交換機

交換機53第五十三頁，共198頁。通信網的概念

定義：通信網是由一定數(shù)量的節(jié)點（包括終端節(jié)點、中間（交換）節(jié)點）和連接這些節(jié)點的傳輸系統(tǒng)有機地組織在一起的，按約定的信令或協(xié)議完成任意用戶間信息交換的通信體系。通信網包括所有的通信設備和通信規(guī)程。功能：就是適應用戶呼叫的需要，以用戶滿意的效果傳輸網內任意兩個或多個用戶的信息。

1.1.3

通信網的概念及構成要素54第五十四頁，共198頁。在通信網上，信息的交換可以在兩個用戶間進行，在兩個計算機進程間進行，還可以在一個用戶和一個設備間進行。交換的信息包括:用戶信息(如話音、數(shù)據(jù)、圖像等)、控制信息(如信令信息、路由信息等)和網絡管理信息三類。由于信息在網上通常以電或光信號的形式進行傳輸，因而現(xiàn)代通信網又稱電信網。通信的有效性和可靠性是網絡設計時要解決的兩個基本問題。

1.1.3

通信網的概念及構成要素55第五十五頁，共198頁。通信網的構成要素

實際的通信網是由軟件和硬件按特定方式構成的一個通信系統(tǒng)，每一次通信都需要軟硬件設施的協(xié)調配合來完成。

硬件構成：終端設備、節(jié)點（交換機，路由器）設備和傳輸系統(tǒng)完成通信網的基本功能：接入、交換和傳輸。軟件設施：包括信令、協(xié)議、控制、管理、計費等，它們主要完成通信網的控制、管理、運營和維護，實現(xiàn)通信網的智能化。

1.1.3通信網的概念及構成要素56第五十六頁，共198頁。構成通信網的硬件設備

終端設備傳輸系統(tǒng)節(jié)點（交換機，路由器等）設備1.1.3

通信網的概念及構成要素57第五十七頁，共198頁。通信網的硬件組成

終端設備及接入設備節(jié)點設備節(jié)點設備傳輸鏈路終端設備及接入設備1.1.3

通信網的概念及構成要素58第五十八頁，共198頁。（1）終端設備1.1.3

通信網的概念及構成要素終端設備是用戶與通信網之間的接口設備，它包括信源、信宿與變換器、反變換器的一部分。采用固定的或移動的有線接入或無線接入方式接入網絡。59第五十九頁，共198頁。終端設備信號傳感功能（信號轉換功能）：感受信號和恢復信號的能力，由發(fā)送傳感器和接收傳感器完成。即將待傳送的信息和傳輸鏈路上傳送的信息進行相互轉換信號匹配功能：將信號與傳輸鏈路上的信號形式相匹配，由信號處理器完成。信令的產生和識別：產生和識別網內所需的信令，以完成一系列控制作用。終端設備的主要功能60第六十頁，共198頁。終端設備音頻通信終端圖形、圖像通信終端視頻通信終端數(shù)據(jù)通信終端多媒體通信終端接入設備ADSL設備PON設備無線接入設備終端設備61第六十一頁，共198頁。（2）傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)（傳輸鏈路）是信息的傳輸通道，是連接網絡節(jié)點的媒介。它一般包括信道與變換器、反變換器的一部分。狹義信道：是單純的傳輸媒介（比如光纜等）；廣義信道：除了傳輸媒介以外，還包括相應的變換設備。

傳輸鏈路指的是廣義信道。

1.1.3通信網的概念及構成要素62第六十二頁，共198頁。通常傳輸系統(tǒng)的硬件組成應包括：

線路接口設備(傳輸設備——發(fā)送和接收設備、傳輸復用設備——如SDH設備）傳輸媒介（電纜、光纜，無線信道）交叉連接設備（傳輸節(jié)點設備）1.1.3通信網的概念及構成要素有時，傳輸系統(tǒng)指傳輸設備和傳輸復用設備63第六十三頁，共198頁。傳輸系統(tǒng)一個主要的設計目標提高物理線路的使用效率

通常傳輸系統(tǒng)都采用了多路復用技術，如頻分復用、時分復用、波分復用等。

1.1.3通信網的概念及構成要素64第六十四頁，共198頁。復用技術SDM-SpaceDivisionMultiplexFDM-FrequencyDivisionMultiplexTDM-TimeDivisionMultiplex(PCM、SDH）CDM-Code

DivisionMultiplexSTDM-StatisticalTimeDivisionMultiplex（ATM）WDM-Wavelength-DivisionMultiplex1.1.3通信網的概念及構成要素65第六十五頁，共198頁。接入技術FDMA-FrequencyDivisionMultipleAccessTDMA-TimeDivisionMultipleAddressCDMA-CodeDivisionMultipleAccessWCDMA-WidebandCodeDivisionMultipleAccessTD-SCDMA-TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccessCDMA2000xDSL-xDigitalSubscriberLine

ADSL-AsymmetricalDigitalSubscriberLineFTTx-Fibertox

FTTH-FibertotheHome;FTTC-FibertotheCurbFDD-FrequencyDivisionDualTDD-TimeDivisionDual1.1.3通信網的概念及構成要素66第六十六頁，共198頁。傳輸系統(tǒng)必須與交換節(jié)點協(xié)調一致

保持幀同步和位同步遵守相同的傳輸體制(如PDH、SDH等)

以保證交換節(jié)點能正確接收和識別傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。67第六十七頁，共198頁。（3）節(jié)點（交換機，路由器等）設備負責集中、轉發(fā)終端節(jié)點產生的用戶信息或轉發(fā)其他交換節(jié)點需要轉接的信息。實現(xiàn)一個呼叫終端（用戶）和它所要求的另一個或多個用戶終端之間的路由選擇的連接。1.1.3通信網的概念及構成要素交換設備是構成通信網的核心要素，它的基本功能是：68第六十八頁，共198頁。節(jié)點設備業(yè)務節(jié)點設備傳輸節(jié)點設備交換設備路由器數(shù)字交叉連接設備（DXC）配線架電分插復用器（ADM）電交叉連接器（DXC）光分插復用器（OADM）光交叉連接器（OXC）1.1.3通信網的概念及構成要素69第六十九頁，共198頁。最常見的交換設備有電路交換機分組交換機路由器轉發(fā)器交換設備的交換方式可以分為兩大類：電路交換方式分組交換方式（存儲轉發(fā)方式）。70第七十頁，共198頁。電話網絡的組成71第七十一頁，共198頁。固定電話網絡的基本構成：①局部回路——用戶線（雙絞線，模擬信號傳輸）②中繼線（光纖或微波，數(shù)字信號傳輸）③

交換局（端局，匯接局，長途局；電路交換）端局匯接局端局用戶線用戶線中繼線中繼線PSTN市話網結構1.1.3通信網的概念及構成要素72第七十二頁，共198頁。電路交換機的基本功能結構

1.1.3通信網的概念及構成要素主要功能：用戶業(yè)務的集中和接入功能：通常由各類用戶接口和中繼接口組成。交換功能：通常由交換矩陣完成任意入線到出線的數(shù)據(jù)交換。信令功能：負責呼叫控制和連接的建立、監(jiān)視、釋放等?？刂乒δ埽郝酚尚畔⒌母潞途S護，計費、話務統(tǒng)計、維護管理等。73第七十三頁，共198頁。1.1現(xiàn)代通信網的構成要素1.1.1通信的基本概念1.1.2通信系統(tǒng)的基本組成1.1.3通信網的概念及構成要素1.1.4通信網的分層結構

1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類

74第七十四頁，共198頁。背景通信技術發(fā)展、用戶需求日益多樣化現(xiàn)代通信網正處于變革與發(fā)展之中網絡類型及所提供的業(yè)務種類不斷增加和更新形成了復雜的通信網絡體系1.1.4通信網的分層結構更清晰地描述現(xiàn)代通信網絡結構網絡的分層使網絡規(guī)范與具體實施方法無關簡化了網絡的規(guī)劃和設計使各層的功能相對獨立引入網絡的分層結構75第七十五頁，共198頁。網絡的分層結構網絡結構的垂直描述網絡結構的水平描述1.1.4通信網的分層結構76第七十六頁，共198頁。網絡的分層結構網絡結構的垂直描述網絡結構的水平描述1.1.4通信網的分層結構77第七十七頁，共198頁。網絡結構的垂直描述

根據(jù)不同的功能將網絡分解成多個功能層上下層之間的關系為客戶/服務者關系1.1.4通信網的分層結構78第七十八頁，共198頁。圖1.3垂直觀點的網絡結構

把OSI七層模型進行簡化，從垂直結構上，從功能上將通信網分為應用層、業(yè)務網和傳送網，如圖1.3所示1.1.4通信網的分層結構79第七十九頁，共198頁。圖1.3垂直描述的網絡結構

應用層面：表示各種信息應用與服務種類1.1.4通信網的分層結構80第八十頁，共198頁。圖1.3垂直描述的網絡結構

業(yè)務網層面：表示支持各種信息服務的業(yè)務提供手段與裝備，它是現(xiàn)代通信網的主體，是向用戶提供諸如電話、電報、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等各種通信業(yè)務的網絡。1.1.4通信網的分層結構81第八十一頁，共198頁。圖1.3垂直描述的網絡結構

傳送網層面：表示支持業(yè)務網的傳送手段和基礎設施，包括骨干傳送網和接入網。1.1.4通信網的分層結構82第八十二頁，共198頁。圖1.3垂直描述的網絡結構

支撐網用以支持全部三個層面的工作，提供保證通信網有效正常運行的各種控制和管理能力，傳統(tǒng)的通信支撐網包括信令網、同步網和電信管理網。1.1.4通信網的分層結構83第八十三頁，共198頁。網絡的分層結構網絡結構的垂直描述網絡結構的水平描述1.1.4通信網的分層結構84第八十四頁，共198頁。網絡結構的水平描述

水平描述是基于用戶接入網絡實際的物理連接來劃分的，可分為用戶駐地網（CPN：CustomerpremisesNetwork）接入網（AN：AccessNetwork）核心網（CN：CoreNetwork）：包括交換網和傳輸網或局域網、城域網和廣域網。圖1.4水平描述的網絡結構

UNI：用戶網絡接口SNI：業(yè)務節(jié)點接口

1.1.4通信網的分層結構85第八十五頁，共198頁。網絡結構的水平描述

CPN：指用戶終端到用戶網絡接口（UNI）之間所包含的機線設備，是屬于用戶自己的網絡。CN：包含了交換網和傳輸網的功能，或者說包含了長途網和中繼網的功能，在實際網絡中一般分為省際干線（即一級干線）、省內干線（即二級干線）和局間中繼網（即本地網或城域網）。AN：位于CN和CPN之間，包含了連接兩者的所有設施設備與線路。AN已經從功能和概念上替代了傳統(tǒng)的用戶環(huán)路結構，成為通信網的重要組成部分，被稱為通信網的“最后一公里”。

1.1.4通信網的分層結構86第八十六頁，共198頁。局域網（LAN：LocalAreaNetwork）城域網（MAN：MetropolitanAreaNetwork）廣域網（WAN：WideAreaNetwork）網絡結構的水平描述

1.1.4通信網的分層結構87第八十七頁，共198頁。業(yè)務網、傳送網和支撐網之間的關系88第八十八頁，共198頁。1.1現(xiàn)代通信網的構成要素1.1.1通信的基本概念1.1.2通信系統(tǒng)的基本組成1.1.3通信網的概念及構成要素1.1.4通信網的分層結構1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類

89第八十九頁，共198頁。業(yè)務的分類并無統(tǒng)一的方式好的業(yè)務分類有助于運營商進行網絡規(guī)劃和運營管理1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類通信網的業(yè)務現(xiàn)代通信網建設與運行的真正目的是要為用戶提供他們所需的各類通信業(yè)務，滿足他們對不同業(yè)務服務質量的需求。因此通信業(yè)務是最直接面向用戶的。90第九十頁，共198頁。語音業(yè)務

固定電話業(yè)務、移動電話業(yè)務、VOIP、會議電話業(yè)務和電話語音信息服務業(yè)務等。該類業(yè)務不需要復雜的終端設備，所需帶寬64kb/s，采用電路或分組方式承載。數(shù)據(jù)業(yè)務電子郵件、數(shù)據(jù)檢索、web瀏覽、文件傳輸、局域網互連、面向事務的數(shù)據(jù)處理業(yè)務等，所需帶寬差別較大，一般需要大于64kb/s的帶寬，采用電路和分組方式承載。

圖像業(yè)務傳真、CAD/CAM圖像傳送等。該類業(yè)務所需帶寬差別較大，G4類傳真需要2.4-64kb/s帶寬，而CAD/CAM則需要64kb/s-34Mb/s的帶寬。

視頻和多媒體業(yè)務可視電話、視頻會議、視頻點播、普通電視、高清晰度電視等。該類業(yè)務所需的帶寬差別很大，例如，會議電視需要64k-2Mb/s，而高清晰度電視需要140Mb/s左右。

1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類根據(jù)信息類型的不同，業(yè)務分為：

91第九十一頁，共198頁。按照網絡（水平描述的結構）提供業(yè)務的方式，業(yè)務分為

承載業(yè)務：網絡在UNI處提供的單純的信息傳送業(yè)務。網絡用電路或分組交換方式將信息從一個UNI透明地傳送到另一個UNI，而不對信息做任何處理和解釋，它與終端類型無關。一個承載業(yè)務通常用承載方式（分組還是電路交換）、承載速率、承載能力（語音、數(shù)據(jù)、多媒體）來定義。承載業(yè)務的用戶群可以是電信網本身，也可以是企業(yè)用戶。但企業(yè)分支機構的PBX的互連，一般用DDN實現(xiàn)，屬于承載業(yè)務，但它是向最終用戶——企業(yè)——提供業(yè)務的。用戶終端業(yè)務：所有面向用戶的業(yè)務，它在與終端的接口上提供。它既反映了網絡的信息傳遞能力，又包含了終端設備的能力，終端業(yè)務包括電話、傳真、數(shù)據(jù)、多媒體等。一般來講，用戶終端業(yè)務都是在承載業(yè)務的基礎上增加了高層功能而形成的。用戶終端業(yè)務一般指家庭、個人接入PSTN、接入互聯(lián)網、接入移動網等。補充業(yè)務：又叫附加業(yè)務，是由網絡提供的，在承載業(yè)務和用戶終端業(yè)務的基礎上附加的業(yè)務性能。補充業(yè)務不能單獨存在，它必須與基本業(yè)務一起提供。常見的補充業(yè)務有來電號碼顯示、呼叫轉移、三方通話、虛擬專網等。

增值業(yè)務SP-ServiceProvider

PBX：PrivateBranchExchange92第九十二頁，共198頁。圖1.5承載業(yè)務和用戶終端業(yè)務

1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類承載業(yè)務和用戶終端業(yè)務的實現(xiàn)位置93第九十三頁，共198頁。目前通信網業(yè)務存在的主要問題是：

大多數(shù)業(yè)務都是基于舊的技術和現(xiàn)存的網絡結構來實現(xiàn)除了基本的語音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務外，大多數(shù)業(yè)務的服務性能都與用戶實際的要求存在不小的差距1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類94第九十四頁，共198頁。未來通信網提供的業(yè)務應呈現(xiàn)以下特征：

移動性，包括終端移動性、個人移動性帶寬按需分配多媒體性交互性

95第九十五頁，共198頁。按通信的業(yè)務類型進行分類，即業(yè)務網有：固定電話通信網、移動電話通信網、傳真通信網、數(shù)據(jù)通信網、計算機通信網、廣播電視網、多媒體通信網和綜合業(yè)務數(shù)字網等。

按通信的傳輸媒介進行分類：電纜通信網、光纜通信網、微波通信網、衛(wèi)星通信網等。

按通信傳輸處理信號的形式進行分類：模擬通信網和數(shù)字通信網等。按通信服務的范圍進行分類：本地通信網、長途通信網和國際通信網或局域網（LAN）、城域網（MAN）和廣域網（WAN）等。按通信服務的對象進行分類：公用通信網、專用通信網等。按通信的活動方式分：固定通信網和移動通信網等。1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類通信網的分類96第九十六頁，共198頁。

按信號的傳播方式：

電路交換網分組交換網幀中繼網等交換網有交換節(jié)點采用數(shù)字交叉連接設備（DXC）的數(shù)字數(shù)據(jù)網（DDN）——無交換節(jié)點廣播網共享同一傳輸媒質，通過不同的媒質訪問控制方式（信道訪問方式，多址接入）進行通信。如廣播式的局域網，CATV等?！獰o交換節(jié)點1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類交換網：完成點對點的通信，如電話網。廣播網：完成點對多點的通信，如廣播式局域網。97第九十七頁，共198頁。

按傳輸距離（服務范圍）：局域網：幾km以內，10Mb/s以上，共享媒質，采用 IEEE802協(xié)議。城域網：50~100km之內，覆蓋城市和郊區(qū);45~150Mb/s， 采用光纖傳輸，可傳送數(shù)據(jù)、語音和圖像。廣域網：幾十~幾千km，為遠程網，如Internet。國際網長途網本地網1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類98第九十八頁，共198頁。按業(yè)務：電話網數(shù)據(jù)網計算機網CATV網按信號形式：模擬網數(shù)字網按組網方式：固定網：如固定電話網移動網：如GSM、CDMA衛(wèi)星通信網按運營方式：公用通信網專用通信網虛擬專用網絡其中，數(shù)字網又可分為兩種情況：

綜合數(shù)字網（IDN）綜合業(yè)務數(shù)字網（ISDN）1.1.5通信網的業(yè)務及網絡分類99第九十九頁，共198頁。第一章通信網概述

1.1通信網的概念

1.2通信網組網結構

1.3通信網的質量要求1.4通信網的發(fā)展趨勢

100第一百頁，共198頁。1.2通信網組網結構在通信網的規(guī)劃、設計、建設及優(yōu)化過程中，需要對網內的各節(jié)點（或網元）進行合理的配置和連接，以實現(xiàn)可靠、迅速、高質及經濟的現(xiàn)代通信網，也就是要對網絡進行合理的組網。組網結構一般用網絡拓撲結構描述，所謂拓撲結構是指構成通信網的節(jié)點之間的互連方式?；窘M網結構非基本組網結構通信網組網結構

101第一百零一頁，共198頁。拓撲結構點、線1.2通信網組網結構102第一百零二頁，共198頁?；窘M網結構網狀網、星形網、環(huán)形網、線形網、總線形網非基本組網結構復合網、格形網、樹形網、蜂窩網網絡結構影響以下方面：網絡的投資；網絡的可靠性和服務質量。1.2通信網組網結構103第一百零三頁，共198頁?；窘M網結構形式

網狀網（點點相連制）

（1.1）傳輸鏈路數(shù)1.2.1基本組網結構104第一百零四頁，共198頁。網狀網的優(yōu)點：點點相連，每個節(jié)點之間都有直達線路，信息傳遞迅速；靈活性大，可靠性高，當其中任意線路發(fā)生阻斷時，迂回線路多，可保證通信暢通；通信節(jié)點不需要匯接交換功能，交換費用低。缺點：由于每個節(jié)點之間都互連，致使線路多，總長度長，建設投資和維護費用都很大；在通信業(yè)務量不大時，線路利用率低。

網狀網結構是一種適用于節(jié)點數(shù)較少，節(jié)點間有足夠的通信業(yè)務量或有很高可靠性要求的場合。1.2.1基本組網結構105第一百零五頁，共198頁。星形網（輻射制）

基本組網結構形式

也稱為輻射網，它是在網內中心設置一個中心節(jié)點，其他節(jié)點均有線路與中心節(jié)點相連。各節(jié)點間的通信都經中心節(jié)點轉接。

傳輸鏈路數(shù)H=N-11.2.1基本組網結構106第一百零六頁，共198頁。星形網的優(yōu)點：

結構簡單、線路少、總長度短、建設投資和維護費用比較低；由于中心節(jié)點具有匯接交換功能，集中了通信業(yè)務量，提高了線路利用率；一次通信最多只經一次轉接。

缺點：

可靠性低，無迂回線路，若某一鏈路發(fā)生故障，該節(jié)點就無法接通，特別是如果中心節(jié)點出現(xiàn)故障，會造成全網癱瘓；通信業(yè)務量集中到一個中心節(jié)點，負荷過重時中心節(jié)點交換能力將影響傳遞速度。

適用于通信節(jié)點分布比較分散，距離遠，相互間的通信業(yè)務量不大，而且大部分通信都來往于中心節(jié)點之間的情況。1.2.1基本組網結構107第一百零七頁，共198頁。環(huán)形網

基本組網結構形式

所有節(jié)點用閉環(huán)形式首尾相連傳輸鏈路數(shù)H=N1.2.1基本組網結構108第一百零八頁，共198頁。環(huán)型網在同樣節(jié)點數(shù)情況下所需線路較網狀網少，可靠性比星形網要高；當任何兩點間的線路發(fā)生阻斷時，通信仍可通過迂回實現(xiàn)，但會因轉接多而影響通信速度。環(huán)形網可以是單向環(huán)也可以是雙向環(huán)，雙向自愈環(huán)結構可以對網絡進行自動保護。環(huán)型結構目前主要用于計算機局域網、光纖接入網、城域網、光傳輸網等網絡中。1.2.1基本組網結構109第一百零九頁，共198頁。

110第一百一十頁，共198頁。線形網的網絡結構與環(huán)形網不同之處是首尾不相連。線形網1.2.1基本組網結構111第一百一十一頁，共198頁?？偩€形網

基本組網結構形式

將所有節(jié)點都連接在一個公共傳輸通道——總線上。一個節(jié)點發(fā)出的信息可以被網絡上的多個節(jié)點接收

優(yōu)點：節(jié)點接入方便，成本低。缺點：穩(wěn)定性差，總線長度受到限制。當網絡通信負荷較重時時延加大，網絡效率下降；傳輸時延不定；如果傳輸媒質損壞，整個網絡可能癱瘓。目前主要用于計算機局域網、接入網中。

1.2.1基本組網結構終結器112第一百一十二頁，共198頁。非基本組網結構復合網（輻射匯接制）以星形網為基礎，在通信業(yè)務量較大的交換中心區(qū)間構成網狀網。

1.2.2非基本組網結構113第一百一十三頁，共198頁。復合形網吸取了網狀網和星形網的優(yōu)點，比較經濟合理，而且有一定的可靠性。在規(guī)模較大的局域網和通信骨干網中廣泛采用分級的復合型網絡結構。在實際運用時，要根據(jù)具體情況和發(fā)展趨勢來考慮復合網的級數(shù)。

1.2.2非基本組網結構114第一百一十四頁，共198頁。115第一百一十五頁，共198頁。我國兩級長途網的網絡結構

116第一百一十六頁，共198頁。1.2.2非基本組網結構格形網

非基本組網結構格形網也稱柵格形網。它可由復合網結構演化而成，也可由網狀網退化而成，是復合網向網狀網發(fā)展的中間狀態(tài)。

117第一百一十七頁，共198頁。1.2.2非基本組網結構網絡的大部分節(jié)點相互之間有線路相連。一小部分節(jié)點與其他節(jié)點之間沒有線路直接相連。哪些節(jié)點間不需直達線路，視具體情況而定（一般是這些節(jié)點之間業(yè)務量相對較少）。格形網與網狀網相比，可適當節(jié)省一些線路，即線路利用率有所提高，經濟性有所改善。網絡的可靠性有所降低。

118第一百一十八頁，共198頁。1.2.2非基本組網結構樹形網

非基本組網結構樹形網是星形網拓撲結構的擴展。節(jié)點按層次進行連接，信息交換主要在上下節(jié)點之間進行。

119第一百一十九頁，共198頁。1.2.2非基本組網結構這種結構與星形結構相比降低了通信線路的成本，但增加了網絡復雜性。網絡中除最低層節(jié)點及其連線外，任一節(jié)點或連線的故障均影響其所在支路網絡的正常工作。樹形結構主要用于用戶接入網中，另外，主從網同步方式中的時鐘分配網也采用樹形網結構。

120第一百二十頁，共198頁。1.2.2非基本組網結構蜂窩網

非基本組網結構是無線接入網中常用的結構正六邊形被認為是使用節(jié)點個數(shù)最少可以覆蓋最大面積的圖形。當移動網絡采用蜂窩結構時效率最高，即用最少的站點覆蓋最大的面積。只有三角形、正方形和六邊形才能自我復制地無重疊覆蓋整個地圖，而站點覆蓋的一個重要原則是各向同性，只有園才能保證各向同性。在無重疊覆蓋中最接近圓的就是六邊形，即蜂窩。121第一百二十一頁，共198頁。MS市話局MSCPLMNPSTN中繼線無線小區(qū)BSBSBSMSMSMS“有線”或無線“有線”或“無線”中繼線

移動通信系統(tǒng)的組成MSC：移動業(yè)務交換中心

MS：移動終端

BS：基站PSTN：市話網

PLMN：移動通信網122第一百二十二頁，共198頁。1.2.2非基本組網結構目的是解決常規(guī)移動通信系統(tǒng)頻譜匱乏、容量小、服務質量差及頻譜利用率低等問題。它以無線傳輸媒質（微波、衛(wèi)星、紅外等）點到點和多點傳輸為特征。適用于移動通信無線網、城域網、局域網。123第一百二十三頁，共198頁。第一章通信網概述

1.1通信網的概念1.2通信網組網結構

1.3通信網的質量要求1.4通信網的發(fā)展趨勢

124第一百二十四頁，共198頁。1.3.1一般通信網的質量要求1.3.2電話通信網的質量要求1.3通信網的質量要求125第一百二十五頁，共198頁。接通的任意性和快速性信息傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質量的一致性網絡的可靠性與經濟合理性1.3.1一般通信網的質量要求126第一百二十六頁，共198頁。接通的任意性和快速性1.3.1一般通信網的質量要求是指網內的一個用戶應能快速地接通網內任一其他用戶。如果有些用戶不能與其他一些用戶通信，則這些用戶不在同一個網內或網內出現(xiàn)了問題；而如果不能快速地接通，有時會使要傳送的信息失去價值，這種接通將是無效的。

通信網的拓撲結構：如果網絡的拓撲結構不合理會增加轉接次數(shù)，使阻塞率上升、時延增大；通信網的網絡資源：網絡資源不足的后果是增加阻塞概率；通信網的可靠性：可靠性降低會造成傳輸鏈路或交換設備出現(xiàn)故障，甚至喪失其應有的功能。

影響接通的任意性與快速性的主要因素包括：127第一百二十七頁，共198頁。信息傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質量的一致性1.3.1一般通信網的質量要求是指在規(guī)定業(yè)務范圍內的所有信息都可以在網內傳輸，對用戶不加任何限制。

是指網內任何兩個用戶通信時，不論這兩個用戶的遠近，應具有相同或相仿的傳輸質量，而與用戶之間的距離無關。通信網的傳輸質量直接影響通信的效果。因此要制定傳輸質量標準并進行合理分配，使網中的各部分均滿足傳輸質量指標的要求。

透明傳輸質量的一致性128第一百二十八頁，共198頁。網絡的可靠性與經濟合理性1.3.1一般通信網的質量要求一個不可靠的或經常中斷的網絡是不能用的。但絕對可靠的網也是不存在的。所謂可靠是指在概率的意義上，使MTBF(平均故障間隔時間)達到要求。

和用戶的要求有關，一個網的投資常常分階段進行，以便達到最大的經濟效益。每一個階段網絡容量的建設與需求的預測有密切的關系，建多了設備閑置造成經濟損失，建少了不能滿足要求而且喪失了產生效益的機會，這在經濟上都是不合理的。可靠性經濟合理性129第一百二十九頁，共198頁?？煽啃员仨毰c經濟合理性結合起來。

提高可靠性往往要增加投資，但造價太高又不易實現(xiàn)，因此應根據(jù)實際需要在可靠性與經濟性之間取得折衷和平衡。對于不同業(yè)務的通信網，上述各項要求的具體內容和含義將有所差別。1.3.1一般通信網的質量要求130第一百三十頁，共198頁。1.3.1一般通信網的質量要求1.3.2電話通信網的質量要求1.3通信網的質量要求131第一百三十一頁，共198頁。接續(xù)速度快、準確度高；通話質量好，清晰度、逼真度高；響度高而無振鳴、無回聲、無雜音；

三大指標：接續(xù)質量傳輸質量穩(wěn)定性質量電話網的‘高質量’1.3.2電話通信網的質量要求132第一百三十二頁，共198頁。接續(xù)質量它反映的是電話網接續(xù)用戶通話的速度和難易程度，通常用

接續(xù)損失（呼叫損失率，簡稱呼損）接續(xù)時延來度量。

電話網的接續(xù)標準定義為：

呼損市話：小于3%長話：10%

接通時延：小于1min。

1.3.2電話通信網的質量要求133第一百三十三頁，共198頁。傳輸質量響度：話音音量，指收聽到的話音音量的大小程度；清晰度：話音可懂度，即收聽到的話音的清晰可懂程度；逼真度：話音音色，指收聽到的話音音色和特征的不失真程度。

實際中對上述三個指標一般由用戶主觀來評定。是指電話網傳輸話音信號的準確程度1.3.2電話通信網的質量要求134第一百三十四頁，共198頁。穩(wěn)定性質量失效率：系統(tǒng)在單位時間內發(fā)生故障的概率.平均故障間隔時間(MTBF)：相鄰兩個故障發(fā)生的間隔時間的平均值平均修復時間（MTTR）：修復一個故障的平均處理時間

μ表示修復率系統(tǒng)有效度(A)：在規(guī)定的時間和條件內系統(tǒng)完成規(guī)定功能的概率系統(tǒng)不可利用度(U)：在規(guī)定的時間和條件內系統(tǒng)喪失規(guī)定功能的概率是指通信網的可靠性(λ)

A=MTBF/(MTBF+MTTR)U=1-A=MTTR/(MTBF+MTTR)MTBF=1/λMTTR=1/μ

1.3.2電話通信網的質量要求135第一百三十五頁，共198頁。第一章通信網概述

1.1通信網的概念1.2通信網組網結構

1.3通信網的質量要求

1.4通信網的發(fā)展趨勢

136第一百三十六頁，共198頁。1.4.1通信技術發(fā)展趨勢1.4.2三網融合1.4.3下一代網絡1.4通信網的發(fā)展趨勢137第一百三十七頁，共198頁。我國通信網現(xiàn)狀138第一百三十八頁，共198頁。固定電話網移動電話網IP電話網數(shù)據(jù)通信網智能網N-ISDNB-ISDN中國電信中國衛(wèi)通中國網通中國聯(lián)通中國移動中國鐵通我國通信網現(xiàn)狀三大運營商：2009年1月7日，國家工業(yè)和信息化部發(fā)放3G牌照，其中中國移動獲得TD-SCDMA牌照，中國聯(lián)通和中國電信分別獲得WCDMA和CDMA2000牌照，標志中國將正式進入3g時代。139第一百三十九頁，共198頁。虛擬運營商虛擬運營商(VNO—VirtualNetworkOperator)，是指擁有某種或者某幾種能力（如技術能力、設備供應能力、市場能力等），與電信運營商在某項業(yè)務或者某幾項業(yè)務上形成合作關系的合作伙伴，電信運營商按照一定的利益分成比例，把業(yè)務交給虛擬運營商去發(fā)展，其自身則騰出力量去做最重要的工作，同時電信運營商自己也在直接發(fā)展用戶。傳統(tǒng)的電信運營企業(yè)為保持核心的市場競爭力，同時保持低成本、高效率的運營狀態(tài)，將重點集中于其最為擅長的核心網絡的建設與維護，對于大量的增值業(yè)務和功能化業(yè)務則將轉售給更加專業(yè)的企業(yè)，合作開展業(yè)務運營。從商業(yè)的運作上看，虛擬運營商并不具有網絡，但是通過網絡的租賃和使用為客戶提供服務，將更多的精力投入到對于新業(yè)務的開發(fā)、運營、推廣、銷售等領域，這樣就可以為用戶提供更為專業(yè)的服務。140第一百四十頁，共198頁。

虛擬運營商的出現(xiàn)，改變了以往電信運營的模式。北京時間2013年12月26日下午，工信部正式發(fā)放中國了首批虛擬運營商牌照（即首批移動通信轉售業(yè)務運營試點資格），首批獲得虛擬運營商牌照的企業(yè)共有十一家，包括天音通信、浙江連連科技、樂語、華翔聯(lián)信、京東、北緯通信、萬網志成、迪信通、分享在線網絡技術、話機世界數(shù)碼連鎖集團、巴士在線控股有限公司。香港2001年發(fā)放移動虛擬網絡運營商牌照時，首個獲得牌照的潤迅通信計劃也被賦予了推出無線電話卡服務的權力，與移動通信轉售業(yè)務類似。香港是對虛擬運營商條件最優(yōu)惠的地區(qū)，但其當年也規(guī)定，3G運營商要出租30%的網絡給虛擬運營商，但虛擬運營商不能建立自己的基礎電信網絡，和大陸的情況有所不同。141第一百四十一頁，共198頁。用戶發(fā)展

2010年電話用戶總數(shù)達到115339萬戶

，移動電話用戶在電話用戶總數(shù)中所占的比重達到74.5%%。我國通信網現(xiàn)狀142第一百四十二頁，共198頁。移動電話

2010年，全國移動電話用戶凈增11179萬戶，達到85900萬戶。其中，3G用戶凈增3473萬戶，累計達到4705萬戶。移動電話普及率達到64.4部/百人。我國通信網現(xiàn)狀143第一百四十三頁，共198頁。移動增值(SP:ServiceProvider)業(yè)務發(fā)展較快，移動個性化回鈴業(yè)務用戶達到57408萬戶，滲透率達到66.8%；移動短信業(yè)務用戶達到70062萬戶，滲透率達到81.6%；移動彩信業(yè)務用戶達到18037萬戶，滲透率達到21.0%。

144第一百四十四頁，共198頁。2010年，全國固定電話用戶減少1935萬戶，達到29438萬戶。其中，城市電話用戶減少1528萬戶，達到19662萬戶；農村電話用戶減少407萬戶，達到9776萬戶。固定電話普及率達到22.1部/百人。固定電話

固定電話用戶中，傳統(tǒng)固定電話用戶減少199萬戶，達到26575萬戶；無線市話用戶減少1736萬戶，達到2863萬戶。無線市話用戶在固定電話用戶中所占的比重從上年底的14.7

%下降到9.7%。我國通信網現(xiàn)狀145第一百四十五頁，共198頁?；ヂ?lián)網

2010年，全國網民數(shù)新增0.73億人，達到4.57億人?；ヂ?lián)網普及率達到34.3

%。其中寬帶網民凈增1.04億人，達到4.5億人，占網民總數(shù)的98.3

%；手機網民凈增0.69億人，達到3.03億人，占網民總數(shù)的66.2

%。農村網民凈增0.18億人，達到1.25億人，占網民總數(shù)27.3

%

我國通信網現(xiàn)狀146第一百四十六頁，共198頁。主要通信能力我國通信網現(xiàn)狀147第一百四十七頁，共198頁。

2010年電信業(yè)務收入構成

我國通信網現(xiàn)狀電信主營業(yè)務收入中，非話音業(yè)務收入占42.3%148第一百四十八頁，共198頁。2010年電信總量、收入、投資、用戶分省情況2010年光纜、交換機容量、電話普及率分省情況我國通信網現(xiàn)狀2010年電信業(yè)統(tǒng)計公報149第一百四十九頁，共198頁。通信技術發(fā)展趨勢150第一百五十頁，共198頁。通信技術數(shù)字化通信網絡寬帶化

通信業(yè)務綜合化

網絡互通融合化

網絡管理智能化通信服務個人化

1.4.1通信技術發(fā)展趨勢

151第一百五十一頁，共198頁。通信技術數(shù)字化通信技術數(shù)字化就是在通信網中全面使用數(shù)字技術，包括數(shù)字傳輸數(shù)字交換數(shù)字終端數(shù)字化是“信息化”的基礎數(shù)字化是現(xiàn)代通信技術的基本特性和最突出的發(fā)展趨勢1.4.1通信技術發(fā)展趨勢

152第一百五十二頁，共198頁。通信網絡寬帶化從核心網看

SDH潛力已盡光纖的容量僅利用了1％左右采用WDM技術已成為必然趨勢。從長遠看，可消除節(jié)點“電瓶頸”的光分插復用器和光交叉連接器節(jié)點是最終解決網絡容量寬帶化的手段。

從接入網看

xDSL和HFC等技術可使銅纜接入速率大幅提升

3G、WiMAX、4G等技術可實現(xiàn)無線接入寬帶化以FTTH為代表的光纖接入技術。從長遠的觀點看，面對日益豐富多彩的多媒體業(yè)務和呈爆炸式增長的IP業(yè)務的壓力，一種結合ATM多業(yè)務多比特率支持能力的PON，即APON，可能是透明寬帶傳送能力的比較理想的長遠解決方案，代表寬帶接入技術的最新發(fā)展方向。

用戶對寬帶新業(yè)務的需求開始迅速增加1.4.1通信技術發(fā)展趨勢

153第一百五十三頁，共198頁。通信業(yè)務綜合化通信綜合化就是把來自各種信息源的通信業(yè)務綜合在一個數(shù)字通信網中傳送，為用戶提供綜合性服務。以IP為承載網的一個綜合的網絡。1.4.1通信技術發(fā)展趨勢

154第一百五十四頁，共198頁。網絡互通融合化在ATM進入實用化的同時，Internet也取得了迅猛發(fā)展，IPv6IP電話接近實用。以電話網絡為代表的通信網和以Internet為代表的數(shù)據(jù)網絡的互通與融合進程將加快步伐。在數(shù)據(jù)業(yè)務成為主導的情況下，現(xiàn)有通信網的業(yè)務將融合到下一代數(shù)據(jù)網中。IP數(shù)據(jù)網與光網絡的融合、無線通信與互聯(lián)網的融合也是未來通信技術的發(fā)展趨勢和方向。可以預見，未來將形成以全光干線傳輸體系為基礎，ATM、IP(或某種形式混合體)為交換協(xié)議的通信網。

1.4.1通信技術發(fā)展趨勢

155第一百五十五頁，共198頁。網絡管理智能化將傳統(tǒng)電話網中交換機的功能予以分解交換機只完成基本的呼叫處理計算機系統(tǒng)（具有業(yè)務控制功能）各類業(yè)務處理，包括各種新業(yè)務的提供、修改以及管理等。采用開放式結構和標準接口結構的靈活性、智能的分布性、對象的個體性、接口的綜合性和網絡資源利用的有效性等手段解決信息網絡在性能、安全、可管理性、可擴展性等方面面臨的諸多問題。1.4.1通信技術發(fā)展趨勢

156第一百五十六頁，共198頁。通信服務個人化通信服務個人化就是實現(xiàn)個人通信，即任何人在任何地點、任何時間與任何其他地點的任何個人進行任何業(yè)務的通信。個人通信概念的核心，是使通信最終適應個人(而不一定是終端)的移動性。采用與網絡無關的唯一的個人通信號碼（PTN，PersonalTelecommunicationNumber

）。PTN不受地理位置和使用終端的限制，通用于有線和無線系統(tǒng)，給用戶帶來充分的終端移動性和個人移動性。1.4.1通信技術發(fā)展趨勢

157第一百五十七頁，共198頁。物聯(lián)網生活中的每一個設施都將擁有IP地址，將生活中的每個物品都與互聯(lián)網相連。應用射頻識別技術采集終端物品的信息。158第一百五十八頁，共198頁。1.4.1通信技術發(fā)展趨勢1.4.2三網融合

1.4.3下一代網絡1.4通信網的發(fā)展趨勢159第一百五十九頁，共198頁。電話、廣播電視、互聯(lián)網先后走進人們的生活，信息的交流和傳輸?shù)姆椒ㄒ呀洺隽巳藗円酝鶈渭兯傅囊噪娫挒橹黧w的電信通信。電信網、計算機網和廣播電視網之間的“三網融合”已成為大勢所趨。1.4.2三網融合三網融合160第一百六十頁，共198頁。三網融合1.4.2三網融合覆蓋面廣；組織嚴密；有長期積累的大型網絡設計、運營和管理經驗，最接近普通用戶；電信網在提供全球性業(yè)務方面具有優(yōu)勢；傳統(tǒng)電信網以電話網為主體，采用電路交換形式，最適于實時的電話業(yè)務，業(yè)務質量高且有保證。

電信網161第一百六十一頁，共198頁。1.4.2三網融合網絡結構簡單；采用分組交換形式，適于傳送數(shù)據(jù)業(yè)務；所采用的IP協(xié)議是可為三大網絡共同接受的通信協(xié)議；計算機網發(fā)展速度快、業(yè)務成本低，可提供包括實時性語音業(yè)務在內的各種通信業(yè)務。以Internet為主體的計算機網三網融合162第一百六十二頁，共198頁。三網融合覆蓋面廣、普及率高。其主要優(yōu)勢在于較高的接入帶寬，在視頻、數(shù)據(jù)服務市場等方面具有良好的商業(yè)前景。利用有線電視網絡設施資源和低廉的價格可以提高信息傳輸?shù)男?，開拓網絡傳輸?shù)耐緩?，推動信息網絡的普及。

有線電視網1.4.2三網融合163第一百六十三頁，共198頁。各項基礎性技術的發(fā)展推動了網絡之間的融合

數(shù)字技術的迅速發(fā)展和全面采用，使電話、數(shù)據(jù)和圖像信號都可以通過統(tǒng)一的編碼進行傳輸和交換；大容量光通信技術的發(fā)展，為綜合傳送各種業(yè)務信息提供了必要的帶寬和傳輸質量以及低廉的成本；軟件技術的發(fā)展，使得三大網絡及其終端都不必過多改動硬件，通過軟件就可使網絡的功能不斷升級、支持多種業(yè)務；IP協(xié)議的普遍采用，使得各種以IP為基礎的業(yè)務都能在不同的網上實現(xiàn)互通，具體下層基礎網絡是什么已無關緊要。IP協(xié)議為三網融合奠定了堅實的聯(lián)網基礎。1.4.2三網融合164第一百六十四頁，共198頁。技術上相互吸收并逐漸趨向一致；網絡層上可以實現(xiàn)互聯(lián)互通，形成無縫覆蓋；業(yè)務層上互相滲透和交叉；應用層上使用統(tǒng)一的通信協(xié)議；在經營上互相競爭、互相合作，朝著向用戶提供多樣化、多媒體化、個性化服務的同一目標逐漸交匯在一起；行業(yè)管制和政策方面也逐漸趨向統(tǒng)一。三大網絡通過技術改造，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務。三網融合：是一種廣義的、社會化的說法，在現(xiàn)階段它并不意味著電信網、計算機網和有線電視網三大網絡的物理合一，而主要是指高層業(yè)務應用的融合。其表現(xiàn)為：1.4.2三網融合165第一百六十五頁，共198頁。1.4.1通信技術發(fā)展趨勢1.4.2三網融合1.4.3下一代網絡

1.4通信網的發(fā)展趨勢166第一百六十六頁，共198頁。隨著網絡體系結構的演變和寬帶技術的發(fā)展，傳統(tǒng)網絡將向下一代網絡（NGN）演進。NGN（NextGenerationNetwork：下一代網絡）1.4.3下一代網絡167第一百六十七頁，共198頁。NGN

的產生1997年問世目前，國內