现代通信系统第一章_现代通信系统概述.ppt

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1、第一章 现代通信系统概述现代通信系统计算机学院Email:电话:13915966537第一章 现代通信系统概述教材及参考资料现代通信系统现代通信系统及燕丽等及燕丽等电子工业出版社电子工业出版社现代通信系统牛忠霞等国防工业出版社现代通信系统李白萍等北京大学出版社第一章 现代通信系统概述提纲1 12 23 34 4通信系统基本概念通信系统基本概念通信系统主要性能指标通信系统主要性能指标通信发展史通信发展史通信技术发展方向通信技术发展方向第一章 现代通信系统概述通信通信：将带有信息的信号通过某种方式由发送者传送给接收者，这种信息的传送过程就是通信。通信方式通信方式1.古代：烽火台、旌旗等2.近代：灯

2、光信号、旗语等3.现代：电话、电报、传真、电视、Email等第一章 现代通信系统概述学校教育、个人与家庭、政府管理、医疗、企业、商贸、娱乐等无处不在！人类对通信的需求个人与家庭个人与家庭市场与营销市场与营销学校与教育学校与教育金融与理财金融与理财政府与管理政府与管理固定电话网移动电话网互联网IPTV视讯网医疗医疗卫生卫生第一章 现代通信系统概述TheInternetIPbackboneBillingVHESignallingGatewayWAP AccountingUMTSBroadcastNetworks(DAB,DVB-T)SatelliteGSM/GPRSContext-awareinf

3、ormationCentreIP-basedmicro-mobilityWirelessLANsISPSIPProxyServer通信网络四通八达第一章 现代通信系统概述个人通信：个人通信：5W 5W WheneverWhenever无论何时无论何时 WhereverWherever无论何地无论何地 WhoeverWhoever无论是谁无论是谁 WhateverWhatever无论什么内容无论什么内容 WhomeverWhomever能找到对方能找到对方多媒体：语音、数字、视频、音乐多媒体：语音、数字、视频、音乐今天通信今天通信5W第一章 现代通信系统概述信信源源信信宿宿噪声源噪声源信信道道变

4、换器变换器反变换器反变换器通信系统模型产生或发出消产生或发出消息的人或机器息的人或机器接受消息接受消息的人或机的人或机器器 将信源产生的消息信号将信源产生的消息信号变换成便于传送的形式变换成便于传送的形式 从带有干扰的从带有干扰的接收信号中正接收信号中正确恢复出原始确恢复出原始信号信号一般通信系统的组成一般通信系统的组成第一章 现代通信系统概述信源：发出信息的信息源，其作用是把各种可能消息转换成原始电信号信宿：信息的接收者，将复原的原始电信号转换成相应的消息变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号反变换器：将从信道上接收的信号变换为接收者可以接收的信息噪声源：系统内各种干扰影响的等

5、效结果通信系统设计的主要任务就是同噪声做斗争第一章 现代通信系统概述连续消息：消息的状态是连续的，例如话音、图像等离散消息：消息的状态是离散可数的，例如符号、数据等第一章 现代通信系统概述模拟通信系统模拟信号：随时间变化而连续取值的信号数字通信系统数字信号：时间和状态都是离散的信号数字通信的优点：1.便于存储、处理；2.便于交换、传输；3.便于组成数字多路通信系统；4.便于组成数字网；5.便于设备小型化、微型化；6.抗干扰性强、噪声不积累数字通信缺点：1.占频带较宽2.对同步要求高，系统设备比较复杂模拟通信逐渐被数字通信取代第一章 现代通信系统概述模拟通信系统的组成信信源源发送设备发送设备接收

6、设备接收设备信信宿宿噪声噪声调调 制制解解调调传传输输媒媒介介信道信道混混频频放放大大混混频频放放大大调幅调频调相频谱搬移频谱搬移检波鉴频鉴相第一章 现代通信系统概述数字通信系统的组成接收设备接收设备信信源源发送设备发送设备信信宿宿噪声噪声信信源源编编码码信信道道编编码码调调制制信信源源译译码码信信道道译译码码解解调调信信道道 把把信信源源发发出出的的模模拟拟信信号号变变为为数数字字信信号号。另另外外为为了了降降低低数数码码率率而进行而进行压缩编码压缩编码。信信 源源 编编码码 的的 逆逆处理处理信信道道编编码码的逆处理的逆处理 为为了了提提高高通通信信抗抗干干扰扰能能力力，进进行行波波形形编

7、编码码和和纠错编码纠错编码。调幅、调频、调相调幅、调频、调相调制的逆变换调制的逆变换第一章 现代通信系统概述典型的现代通信系统功能模型第一章 现代通信系统概述固话通信系统拓扑举例由由终端设备、交换设备和传输承载终端设备、交换设备和传输承载三三大部分组成大部分组成用户A交换机交换机传输链路（用户线）用户C传输链路（中继线）用户B用户D（传输网）传输链路（用户线）传输链路（用户线）物理网支 撑 管 理 网第一章 现代通信系统概述通信系统的分类通信系统的分类按传输信号的特征分类按传输信号的特征分类模拟通信模拟通信数字通信数字通信按传输媒介分类按传输媒介分类有线通信有线通信无线通信无线通信按通信业务分

8、类按通信业务分类话务通信话务通信计算机通信计算机通信图像通信图像通信按传输手段分类按传输手段分类微波接力通信微波接力通信卫星通信卫星通信网络通信网络通信按技术特点分类按技术特点分类跳频通信跳频通信扩频通信扩频通信保密通信保密通信按调制方式分类按调制方式分类非线性调制非线性调制线性调制线性调制数字调制数字调制脉冲调制脉冲调制按复用方式分类按复用方式分类频分复用频分复用时分复用时分复用码分复用码分复用第一章 现代通信系统概述电信业务分类目录A.基础电信业务B.增值电信业务第一章 现代通信系统概述基础电信业务（一）固定网国内长途及本地电话业务1、固定网国内长途电话业务2、固定网本地电话业务（二）移动

9、通信业务1、模拟移动通信业务（1）大区制无线电移动通信业务（2）模拟集群通信业务（3）模拟蜂窝移动通信业务2、数字集群通信业务3、第二代数字蜂窝移动通信业务（1）TDMA(GSM)数字蜂窝移动通信业务（2）CDMA数字蜂窝移动通信业务（三）卫星通信业务1、卫星移动通信业务2、卫星转发器出租、出售业务3、卫星固定通信业务4、甚小地球站(VSAT)通信业务（四）因特网及其它数据传送业务1、因特网骨干网数据传送业务2、其他数据网传送业务（1）X.25数据传送业务（2）DDN数据传送业务（3）ATM数据传送业务（4）帧中继数据传送业务3、公众电报和用户电报业务4、无线数据传送业务第一章 现代通信系统概

10、述（五）网络元素出租、出售业务1、带宽、光通信波长的出租、出售业务2、电缆、光纤、光缆的出租、出售业务3、通信管孔的出租、出售业务（六）网络接入及网络托管业务1、网络接入业务（1）有线接入（2）无线接入2、网络托管业务（七）国际通信基础设施、国际电信业务1、国际通信基础设施服务业务（1）地面国际通信网络带宽、光通信波长、电缆、光纤、光缆及其它网络元素出租、出售业务（2）卫星国际专线业务2、国际电信业务（1）国际长途电话业务（2）国际数据通信业务（3）国际图像通信业务（八）无线寻呼业务1、单向无线寻呼业务2、双向无线寻呼业务（九）转售的基础电信业务第（二）项业务中的大区制无线电移动通信和模拟集群

11、通信业务，第（三）项业务中的甚小地球站（VSAT）通信业务，以及第（八）项无线寻呼业务和第（九）项转售的基础电信业务比照增值电信业务管理。基础电信业务（续）基础电信业务（续）第一章 现代通信系统概述增值电信业务（一）固定电话网增值电信业务1、电话信息服务业务2、呼叫中心服务业务3、语音信箱业务4、可视电话会议服务业务（二）移动网增值电信业务（三）卫星网增值电信业务（四）因特网增值电信业务1、因特网接入服务业务2、因特网数据中心业务3、因特网信息服务业务4、因特网虚拟专用网业务5、因特网会议电视、图像服务业务6、因特网呼叫中心业务7、其他因特网增值电信业务（五）其它数据传送网络增值电信业务1、计

12、算机信息服务业务2、电子数据交换业务3、语音信箱业务4、电子邮件业务5、传真存储转发业务6、虚拟专用网业务第一章 现代通信系统概述涉及的相关基础理论信源发送设备信道接收设备受信者噪声概率论与统计率失真理论信源编码密码理论信号处理调制理论信道编码电磁场与电波传播理论随机过程伪随机序列信号处理解调理论差错控制编码滤波理论密码理论信号与系统、电路分析、电子线路、交换理论、排队论、同步、通信网等第一章 现代通信系统概述计算机技术对通信发展贡献没有计算机技术发展就没有现代数字通信系统，例如1、交换由计算机控制2、数据库应用，HLR(归属位置寄存器)3、VoIP、软交换4、软件无线电第一章 现代通信系统概

13、述信息来源信息传输信源信息获取数字化信息传递与分配信息检测与存储信息利用(控制)语言、文字、图像、音乐遥测、遥感、医疗、军事生产控制社会管理存储信息产业传感设备、雷达、摄影器材广播器材、电视设备计算机设备、网络设备集成电路电话、通信系统软件系统信息理论通信理论与技术（编码理论、调制理论、检测理论）计算机科学与技术、人工智能、模式识别信息科学与技术网络理论、信息安全与控制信号处理论与技术（语音、图像、数据）信息科学与技术是科学技术现代化的支柱之一第一章 现代通信系统概述提纲1 12 23 34 4通信系统基本概念通信系统基本概念通信系统主要性能指标通信系统主要性能指标通信发展史通信发展史通信技术

14、发展方向通信技术发展方向第一章 现代通信系统概述通信主要性能指标可靠性，有效性，适应性，标准性，经济性，保密性，可维护性和友好性为最基本指标但从根本来说，通信系统的目的目的是将信息从信源传递到信宿，因此可靠性（质量）和有效性（传输效可靠性（质量）和有效性（传输效率）率）是首先要考虑的。有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。第一章 现代通信系统概述可靠性举例一般电信设备要求系统可靠性指标A99.999%。第一章 现代通信系统概述模拟系统指标有效性：可用有效传输频带来度量，不同调制系统需

15、要的频带宽度不同可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量，信噪比,即SNR（SignaltoNoiseRatio），顾名思义，信号和噪音的比，表示有效信号与噪音的比值，通常用分贝来表示，定义为比值以10为底对数的10倍，一般CD音质可达到90dB第一章 现代通信系统概述数字通信系统指标有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。传输速率传输速率：码元速率码元速率（RB）：携带消息的信号单位称为码元，单位时间内传输的码元数称为码元速率，单位为波特（Baud）。信息速率信息速率（Rb）：单位时间内传输的平均信息量称为信息速率，也叫比特率。单位是比特/秒（bit/s或b/s)对于等概的M元码而言，有Rb=R

16、Blog2M。频带利用率频带利用率：单位频带内所能实现的信息速率，单位是比特/秒 赫兹，或者b/s Hz第一章 现代通信系统概述可靠性：常用误码率和误信率表示。误码率（码元差错率），定义为发生差错的码元数与传输码元总数之比。误信率（信息差错率），定义为传输的比特数与总比特数之比。第一章 现代通信系统概述互联网：接通的任意性与快速性等为基本前提 1、可用性 2、吞吐量（带宽）3、延迟 4、抖动 5、差错率/丢包率 6、其它互联网质量指标举例第一章 现代通信系统概述提纲1 12 23 34 4通信系统基本概念通信系统基本概念通信系统主要性能指标通信系统主要性能指标通信发展史通信发展史通信技术发展方

17、向通信技术发展方向第一章 现代通信系统概述五次“革命”有人把迄今人类社会的信息活动分为五个阶段，或称之为五次“革命”。这五次革命的重要标志依次为语言的产生，文字的创造，纸张和印刷术的发明，电报和电话的问世、计算机与通信的融合第一章 现代通信系统概述我国古代最早的通信方式是烽火狼烟。文字发明后，利用驿站传递文书。18371837年莫尔斯电报年莫尔斯电报发报收报传输线通信技术的发展历史第一章 现代通信系统概述话筒耳机18761876年贝尔电话年贝尔电话1864年麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在 通信技术的发展历史1887年赫兹用实验证实了电磁波的存在 第一章 现代通信系统概述19061906年德

18、弗雷斯特发明了电子管年德弗雷斯特发明了电子管1895年意大利的马可尼和俄国的波波夫把电磁波应用到无线电报通信中通信技术的发展历史第一章 现代通信系统概述电视电视电子管电子管晶体管晶体管集成电路集成电路大规模可编程器件大规模可编程器件收音机收音机通信技术的发展历史第一章 现代通信系统概述计算机网络通信计算机网络通信长途电话长途电话卫星通信卫星通信卫星地面站卫星地面站第一章 现代通信系统概述移动通信移动通信基站基站基站基站基站基站第一章 现代通信系统概述通信在中国（1）1900年，我国第一部市内电话在南京问世；1904年至1905年，俄国在烟台至牛庄架设了无线电台。中国古老的邮驿制度和民间通信机构

19、被先进的邮政和电信逐步替代。1949年以前，中国电信系统发展缓慢，到1949年，中国电话的普及率仅为0.05%，电话用户只有26万。第一章 现代通信系统概述1958年建起来的北京电报大楼成为新中国通讯发展史的一个重要里程碑。1978年，全国电话普及率仅为0.38%，不及世界水平的1/10，长途传输主要靠明线和模拟微波。1978年，全国电话容量359万门，用户214万，普及率0.43%。改革开放后，落后的通信网络成为经济发展的瓶颈，自上世纪80年代中期以来，中国政府加快了基础电信设施的建设，至今，移动电话用户已突破11亿户。通信在中国（2）第一章 现代通信系统概述第一章 现代通信系统概述中国电信

20、业重组大事记中国电信业重组大事记1994年年1月月12日，经国家经贸委批准，吉通公司成立，日，经国家经贸委批准，吉通公司成立，被授权建设、运营和管理国家公用经济信息通信网被授权建设、运营和管理国家公用经济信息通信网(简称简称金桥工程金桥工程)即即CHINAGBN，(三金工程金桥、金关、金卡三金工程金桥、金关、金卡)与中国电信的与中国电信的CHINANET进行竞争。进行竞争。1994年年7月月19日，经国务院批准，中国联通成立，是日，经国务院批准，中国联通成立，是中国第二家经营电信基本业务和增值业务的全国性国有大中国第二家经营电信基本业务和增值业务的全国性国有大型电信企业，被赋予打破型电信企业，

21、被赋予打破“老中国电信老中国电信”垄断地位的色彩。垄断地位的色彩。1995年年4月，中国邮电电信总局正式进行企业法人注月，中国邮电电信总局正式进行企业法人注册登记。册登记。1998年年4月，信息产业部做出决定，在全国实现邮电月，信息产业部做出决定，在全国实现邮电分营工作，并制定、下发了分营工作，并制定、下发了邮电分营指导意见邮电分营指导意见。1998年年9月，基本完成原中国电信寻呼业务的剥离工月，基本完成原中国电信寻呼业务的剥离工作，成立国信通信有限责任公司，整体划归联通。作，成立国信通信有限责任公司，整体划归联通。1999年年7月，基本完成原中国电信固定电话业务与移月，基本完成原中国电信固定

22、电话业务与移动业务的分离工作，筹建中国移动集团。动业务的分离工作，筹建中国移动集团。第一章 现代通信系统概述中国电信业重组大事记中国电信业重组大事记1999年年10月月28日，中国网通成立，并在全国日，中国网通成立，并在全国17个城市个城市开通高速互联网和数据服务。网通开通高速互联网和数据服务。网通(CNC)是由中国科学院、是由中国科学院、广播电影电视总局、铁道部、上海市政府四方股东共同投广播电影电视总局、铁道部、上海市政府四方股东共同投资组建的新一代电信运营企业。资组建的新一代电信运营企业。1999年年12月，中国电信集团、中国移动通信集团、中国月，中国电信集团、中国移动通信集团、中国联通集

23、团、中国卫星通信集团、中国网通、吉通通信组成联通集团、中国卫星通信集团、中国网通、吉通通信组成的中国电信业新格局大体形成。的中国电信业新格局大体形成。2001年年1月，中国铁通公司挂牌成立。这家由铁道部控月，中国铁通公司挂牌成立。这家由铁道部控股、铁路全路股、铁路全路14个铁路局等共个铁路局等共18家股东共同出资组建的电家股东共同出资组建的电信运营企业，专门从事固定电话、互联网、数据通信、信运营企业，专门从事固定电话、互联网、数据通信、IP电话等业务。电话等业务。2002年，中国电信被拆分，成立南电信、北网通，并鼓励年，中国电信被拆分，成立南电信、北网通，并鼓励双方互相到对方地盘发展业务。但双

24、方互相到对方地盘发展业务。但07年，中国电信和中国年，中国电信和中国网通签署了网通签署了“互不干涉互不干涉”协议。协议。2008年年5月月20日日电信重组改革。电信重组改革。第一章 现代通信系统概述重组结构图第一章 现代通信系统概述第一章 现代通信系统概述用户数据流量将大于语音流量；用户总流量增长要大于收入增长即出现增量不增收；移动用户的总数和增长要大于固定用户的总数和在增长。传统电信业务在发展中国家的增长将大于在发达国家的增长也就是说将来电信市场的主要阵地将在发展中国家；快速灵活的无线宽带接入（例如3G）将成为趋势电信运营商及设备制造商重组浪潮全球电信业发展趋势全球电信业发展趋势第一章 现代

25、通信系统概述20082008年业务总量和业务收入年业务总量和业务收入2008年1-12月，电信业务收入累计完成8139.9亿元，比上年同期增长7.0%。第一章 现代通信系统概述20082008年固定电话用户年固定电话用户2008年1-12月，全国固定电话用户减少2483.2万户，达到34080.4万户。其中，城市电话用户减少1660.2万户，达到23199.5万户;农村电话用户减少823.0万户，达到10881.0万户。无线市话用户减少1563.1万户，达到6893.1万户，在固定电话用户中所占的比重为20.2%，比2007年底下降2.9个百分点。2005-2008年固定电话用户各月净增比较年

26、固定电话用户各月净增比较第一章 现代通信系统概述20082008年移动电话用户年移动电话用户2008年1-12月，全国移动电话用户净增9392.4万户，达到64123.0万户。3.2005-2008年移动电话用户各月净增比较年移动电话用户各月净增比较第一章 现代通信系统概述20082008年互联网用户年互联网用户基础电信企业的互联网用户进一步趋向宽带化。2008年1-12月，互联网拨号用户减少503.3万户，达到1437.7万户，而互联网宽带接入用户净增1701.0万户，达到8342.5万户。2005-2008年互联网用户各月净增比较年互联网用户各月净增比较第一章 现代通信系统概述200820

27、08年第年第4 4季度通信行业主要通信能力季度通信行业主要通信能力指指 标标 名名 称称单位单位本季末到达本季末到达比上年末比上年末新增新增固定长途电话业务电路2M292588-28849移动长途电话业务电路2M26861471227876光缆线路长度公里6767957990669 其中：长途光缆线路长度公里792554400固定长途电话交换机容量万路端1704.6-4.7局用交换机容量万门50878.9-155.7 其中：接入网设备容量万门25437.71100.6移动电话交换机容量万户114350.828854.6互联网宽带接入端口万个10928.12388.8第一章 现代通信系统概述收入

28、排名前十名的省份收入排名前十名的省份第一章 现代通信系统概述业务收入比例业务收入比例2007年度2008年度第一章 现代通信系统概述固定本地与移动本地通话量比较第一章 现代通信系统概述提纲1 12 23 34 4通信系统基本概念通信系统基本概念通信系统主要性能指标通信系统主要性能指标通信发展史通信发展史通信技术发展方向通信技术发展方向第一章 现代通信系统概述杨叔子院士对20世纪科技成就的总结：20世纪的科技成就一个技术：计算机技术(信息技术）两个理论：量子论、相对论三个工程：原子弹、阿波罗登月、基因组测序四个模型：夸克、宇宙大爆炸、DNA双螺旋、地球板块20世纪的科技成就第一章 现代通信系统概

29、述21世纪电信技术如何发展杨叔子院士对20世纪科技成就的总结21世纪（当前）的科技工作一个兴起：纳米两个焦点：环境、能源三个关注：地球科学技术、海洋科学技术、空间科学技术四个支撑点：信息技术、材料科学、生命科学、制造技术第一章 现代通信系统概述21世纪电信技术发展走向猜想三个趋势：一融合，二演进，三新技术三网融合（电话网、IP网、电视网），核心网是IP终端融合（语音、电视、数据）集成在一个终端中三网逐步演进，从现有网走向-NGN网络演进争论：学院派：IP是下一代网的主体运营派：IP网有管理、经济与法律诸多问题新技术发展的潜力（OFDM/QAM/MIMO)21世纪-量子通信时代理论应超前发展技术

30、-应针对应用设备应符合市场电信技术成就与今后发展第一章 现代通信系统概述u数字化u通信业务综合化u网络互通融合化u通信网络宽带化u网络管理智能化u通信服务个性化现代通信发展六化第一章 现代通信系统概述vv下一代下一代下一代下一代光光光光网络：网络：网络：网络：MSTPMSTPMSTPMSTP智能光网智能光网智能光网智能光网vv下一代下一代下一代下一代数据网数据网数据网数据网：CDN,CDN,CDN,CDN,IPIPIPIPV6V6V6V6vv下一代下一代下一代下一代交换网：交换网：交换网：交换网：软交换软交换软交换软交换体系体系体系体系 vv下一代下一代下一代下一代移动移动移动移动网：网：网：

31、网：4G4G4G4G NGNNGN伞伞下一代网络（NGN）第一章 现代通信系统概述InternetInternet网网无线移动无线移动互联网互联网广电网广电网 固定电信网固定电信网卫星网卫星网IP IPIP IPIP IPIP技术提供了各网统一融合的基础技术提供了各网统一融合的基础IP IP语音、数语音、数据、视频据、视频信息于一信息于一网之中网之中各网合一为人各网合一为人类工作和生活类工作和生活提供方便提供提供方便提供统一解决方案统一解决方案网络正走向融合！网络融合示意模型网络融合示意模型第一章 现代通信系统概述电信业十大发展趋势1、解决网络能力快速发展与投资增长相对、解决网络能力快速发展与

32、投资增长相对缓慢之间的矛盾缓慢之间的矛盾All-IP转型转型2、解决全业务、解决全业务IP网络和电信级能力之间的网络和电信级能力之间的矛盾矛盾TelecomIP3、解决新增10亿用户与低ARPU值之间的矛盾低ARPU值解决方案4、解决无处不在的宽带与网络覆盖成本之间的矛盾移动宽带5、解决网络演进与技术革命之间的矛盾SingleRAN演进第一章 现代通信系统概述电信业十大发展趋势（续）6、解决十倍甚至百倍流量增长和网络能力之间的、解决十倍甚至百倍流量增长和网络能力之间的矛盾矛盾新一代承载网新一代承载网7、解决语音业务占、解决语音业务占70%收入与收入与ARPU下降的矛盾下降的矛盾新商业模式挖潜语音业务新商业模式挖潜语音业务8、解决流量快速增长与收入增长相对缓慢的矛盾、解决流量快速增长与收入增长相对缓慢的矛盾智能流量管理与流量创造价值智能流量管理与流量创造价值9解决新万亿美元的市场与运营商传统定位的矛盾内容和媒体服务的转型10.解决海量信息处理与传统IT较低的性价比之间的矛盾新一代数据中心第一章 现代通信系统概述问题新技术似乎总是带来新的产业，并开辟一片市场，4G能够重演2G的繁荣情景吗？经典信息论、通信论中的理论技术还能向前走多远？你如何分析当前的电信技术状况，你如何预测未来通信技术、产业、市场的发展？作为IT领域人员，你准备如何面对信息产业的技术和市场？第一章 现代通信系统概述