现代通信技术概论第三章 通信网络基本知识.ppt

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1、第三章 通信网络基本知识,现代通信技术概论,1.1.6 标准化组织（1/2）,标准化组织的工作目的：制定相同的体系结构和统一的接口标准，以使不同国家、不同厂家的产品能够互通。几个重要的标准化组织国际标准化组织ISO(International Standard Organization)：世界上最大的国际标准化专门机构。,1.1 基本概念,1.1.6 标准化组织（2/2）,几个重要的标准化组织国际电信联盟ITU国际电信联盟电信标准部ITU-T（前身是CCITT）电气与电子工程师协会IEEE欧洲计算机制造商协会ECMA美国国家标准学会ANSl电子工业协会EIA,1.1 基本概念,1.2 通信网,

2、通信网概念的引入,在许多场合下，有若干设备需要相互通信,1.2 通信网,通信网概念的引入,将若干需要通信的设备引至同一地点，在该点设立交换设备,1.2 通信网,通信网概念的引入,将各交换设备用线路相连以形成网络，可以实现更大范围的通信,1.2 通信网,通信网概念的引入,定义：通信网就是在一定范围内以终端设备和交换设备为点，以传输设备为线，按一定顺序点线相连形成的有机组合的系统，它可以完成多个对多个用户间的通信。,1.2 通信网,1.2.1 通信网的组成1.2.2 通信网的分类1.2.3 通信网的拓扑结构1.2.4 通信网络的发展历史及动向,1.2 通信网的组成,构成通信网的基本要素：终端设备、

3、传输链路、交换设备。,线,点,通信网,1.2.1 通信网的组成（5/5）,对通信网的基本质量要求传输质量好：在接收端要有适当的信号强度、较好的清晰度和较高的逼真度；接续质量好：较小的呼损率（通信电路易于接通）和较小的时延等；稳定性能好：系统有较大的平均无故障时间。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（4/19）,业务网介绍电话网：客户楼群设备：电话公司提供的终端设备，安装在客户场地，包括电话终端(电话机)、调制解调器、应答器、用户交换机(PBX)；,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（5/19）,业务网介绍电话网：交换系统：互连电路和通过网络进行传送，分为本地系统与中继系统。本地交

4、换系统：本地电话交换机，把用户回路直接相连或把用户回路与干线相连；中继交换系统：连接干线与干线，或连接一个本地系统与另一个本 地系统（长途交换就是为长途网 服务的中继交换）。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（6/19）,业务网介绍电话网：传输设备：分为本地回路与干线。本地回路：连接电话局和客户楼群设备，多采用双绞线，新设备多采用光缆；干线：传送由很多用户产生的话务量，可采用双绞线、同轴电缆、微波、卫星、光纤等。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（7/19）,业务网介绍用户电报网：传输数字信息，属于非话业务特点：采用500波特速率传输字符编码，传输效率较高，具有硬拷贝功能，且无

5、需人员值守。组网方式：国际网和国内网分别建设，两网重叠，互不相通，仅设国际出口局完成两网用户的相通，如美国和日本等；国际国内合网建设，如德、法、英等；我国的用户电报网：采用国际用户电报、国内用户电报、低速数据网的三合一网体制。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（8/19）,业务网介绍传真网（利用电话通信网完成传真的发送与接收）构成形式：租用电话线路，建立专用传真通信网；将电话专线加接交换设备以构成专用传真网；由某一部门或邮电部门组建传真网络。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（9/19）,业务网介绍数据网（计算机网）：实现计算机与计算机或数据终端与计算机之间的通信。分类（按计算

6、机网络的覆盖范围）广域网（WAN)局域网（LAN）城域网（MAN),1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（10/19）,业务网介绍数据网广域网（WAN：Wide Area Network),覆盖范围：几公里几千公里组成：终端设备：计算机或各类终端；节点交换设备：节点交换机，功能包括组/拆信息传送单元、路由选择、流量控制、网络的维护和管理传送设备：集中器、复用器、调制解调器、线路。拓扑结构：骨干网络采用分布或网状结构；基层网与本地网采用树型或星型连接。分类（按传输协议）：分组网（X.25网）与非分组网。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（11/19）,业务网介绍数据网局域网（LAN：

7、Local Area Network）,覆盖范围：20公里组成：服务器：局域网的核心，用于文件存储、网间通信连接，接受来自客户机的服务请求；客户机（工作站）：用户与网络的接口设备，使用户能共享网络资源。网络设备：网络接口卡、收发器、中继器、网桥、路由器通信介质：双绞线、同轴电缆、光纤,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（12/19）,业务网介绍数据网城域网（MAN：Metropolitan Area Network),覆盖范围：几公里几百公里数据传输率：几kbit/sGbit/s功能：向各分散的LAN提供服务，使用户能有效地利用网上资源。传输媒介：光纤,1.2 通信网,1.2.2 通信网

8、的分类（13/19）,业务网介绍无线电网络：功能：可跨越障碍实现通信。,分类单中继网：网中各站间都仅用一条线路连接，当一个站发送时，所有各站均接收信号；多中继网络：由于距离限制了直接连接，一个被传送的信号只能由下一级站接收。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（14/19）,业务网介绍卫星网络：只有一个中继的微波无线电系统,地面站,卫星,优点：通信距离远、通信容量大、传输质量高；缺点：时延大。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（15/19）,业务网介绍移动式通信网系统组成：移动台：置于移动体中，可通过基站互相进行通信联络；基站：利用有线或无线信道与公众交换台、公众通信网相连。,1

9、.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（16/19）,业务网介绍移动式通信网基本结构大区制：以一个大功率、高天线的基站覆盖整个服务区；小区制（即蜂窝系统）：将整个服务区划分为若干小区，小 区的形状为正六边形，形似蜂窝，并在每一小区内设置一个小功率的 仅能有效覆盖本小区的基站。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（17/19）,业务网介绍有线电视（CATV：Cable Television）网络功能：用电缆、光纤作为主要传输媒介，向用户传送本地、远地及自办节目的通信系统。特点：采用光纤与电缆传输，可在几十公里的范围内传送100个电视频道，带宽可达30MHz1GHz范围；可提供多种交互式宽带

10、和窄带业务，高速传输各种媒体的信息。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（18/19）,业务网介绍综合业务数字网络（ISDN）功能：能够提供端端数字连接，支持包括话音和非话在内的多种电信业务。,宽带ISDN（B-ISDN）：以光纤作为传输媒介，以信元作为传输交换的基本单位，利用虚通路与虚通道实现资源共享。,1.2 通信网,1.2.2 通信网的分类（19/19）,通信网类别对照,1.2 通信网,1.2 通信网络的发展历史及动向,通信网的发展历史,电话交换网络时代,程控交换和数字传输时代,数据网络和分组交换时代,综合业务数字网和移动通信时代,始于19世纪末,始于20世纪60年代,始于20世纪

11、70年代,始于20世纪80年代,1.4 通信线路,1.4.1 通信媒体1.4.2 电路类型,1.4.1 通信媒体（1/10）,含义：通信媒体又称传输媒介，是通信传输系统中发方与收方之间的物理路径。常用通信媒体明线双绞线同轴电缆波导光纤微波无线电卫星通信,1.4 通信线路,1.4.1 通信媒体（2/10）,明线形式：由电杆支持、架设在地面上的一种明线。,1.4 通信线路,应用场合：早期的长途线路和市内公用电话电报网。优点：对话音信号衰耗小、施工技术简单；缺点：易受气候和外界磁场的影响，传输频带窄、话路少。,1.4.1 通信媒体（3/10）,双绞线形式：将一对绝缘线扭绞在一起，任意拧成螺旋形，以减

12、少对外部干扰和串音的敏感。,1.4 通信线路,应用场合：用户与本地中心站间及中心站与中心站间的连线。优点：价格便宜，使用方便，安装容易。多芯对称电缆：将多对单独的绝缘双绞线包装在外部保护层中，可容纳63600对线。相邻对线螺距不同，以限制相互之间的串音或电磁干扰。带屏蔽的双绞线（有金属屏蔽）：对外部噪声、串音有较好的低抗力，常被称为数据保护介质。,1.4.1 通信媒体（4/10）,同轴电缆结构：由对地不对称的同轴管构成。,1.4 通信线路,优点：寿命长、通信容量大、质量稳定、外界干扰小、可靠性高和维护便利等。,1.4.1 通信媒体（5/10）,波导形式：由一个中空的金属管构成，其横截面可以是矩

13、形、椭圆形或圆形。优点：在微波频率上衰减很小。应用场合：常用作微波发送机和微波天线之间的有效连接。,1.4 通信线路,1.4.1 通信媒体（6/10）,光纤形式：很细的、可弯曲的、能传导光束的介质。传输原理：利用光导纤维传递光脉冲完成通信。结构：,1.4 通信线路,塑料制成，可吸收光线、防止串音、保护外层表面。,透明玻璃制成，纤芯的折射率高于包层，可形成光波导效应，使大部分光被束缚在纤芯中传输。,1.4.1 通信媒体（7/10）,光纤分类：,1.4 通信线路,单模与多模光纤比较,1.4.1 通信媒体（8/10）,光纤优点：传输频带宽，通信容量大；传输损耗低，中继距离长；抗雷电和电磁的干扰性好；

14、体积小、重量轻。缺点：接续困难，光接口比较昂贵。,1.4 通信线路,1.4.1 通信媒体（9/10）,微波无线电形式：将地球上的大气作为电磁波的长距离传送介质。应用场合：作为陆上无线电系统的传送介质。优点：跨越自然障碍和阻隔的能力强，最适合于移动通信；成本低、中继距离远、传输质量比较稳定。缺点：雨雪天气易产生吸收损耗，不利地形或环境易造成衰落现象，引起较高的误码率；保密性差。,1.4 通信线路,1.4.1 通信媒体（10/10）,卫星通信原理：利用同步卫星上的通信转发器接收地面站发射的信号，对信号放大变频后再转发给其他地面站。优点：频带宽、通信容量大、误码率低、通信质量高、覆盖面广；应用场合：

15、远距离传送电话、电传、电视业务及高利用率国际干线。,1.4 通信线路,1.4.2 电路类型（2/3）,交换电路：应用场合：公用电话网、公用用户电报网或公用数据网。特点：每次呼叫均需通过拨号，自动转接到目的端的用户上，且每次呼叫均可能选择不同路由，通信结束后线路被释放以备下一呼叫使用。,1.4 通信线路,1.4.2 电路类型（3/3）,专线电路含义：通信网中专供某个部门、某个单位或某个人专门使用的永久性电路，是在两端之间构建的直通线或租用电信部门的线路。优点：通信时可以节省建立呼叫和拆除链路的时间。,1.4 通信线路,1.5.1 通信方式（1/3）,单工通信含义：在两个通信设备间，信息只能沿着一

16、个方向被传输，即在通信设备的双方中，一方只能设置发送设备，而另一方只能为接收设备。,15 信息的传输方式,1.5.1 通信方式（2/3）,半双工通信含义：在两通信设备间的信息交换可以双向进行，但不能同时，即在同一时间内仅能使信息在一个方向上传输。,接收,发送,15 信息的传输方式,1.5.1 通信方式（3/3）,全双工通信含义：同时可在两通信设备间进行两个方向上的信息传输。,分类：二线全双工：利用频分复用、时分复用或回波抵消技术实现同时双向通信；四线全双工：发、收向信息分别使用一对导线。,15 信息的传输方式,1.5.2 传输方式（1/2）,并行传输含义：数字信号以成组的方式在多个并行信道上传输。,优点：传送速率高，发收双方不存在字符同步问题。缺点：需要多个并行信道，增加了设备成本；并行线路间的电平相互干扰会影响传输质量。适用场合：短距离通信，如计算机内部或在同一系统内设备间的通信。,15 信息的传输方式,1.5.2 传输方式（2/2）,串行传输含义：将比特流逐位在一条信道上传送。,优点：只有一条信道，设备成本低，且易于实现。缺点：必须解决收发双方如何保持码组或字符同步的问题；比并行传输效率低。适用场合：计算机通信。,15 信息的传输方式,