(完整版)通信系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述

1、 一葉一世界第一章通信系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)的發(fā)展簡(jiǎn)史人類建立和使用通信早在古代就開始了，古代的烽火臺(tái)、郵路驛站、狼煙設(shè)施、旌旗等。唐代大詩(shī)人杜甫詩(shī)中的“烽火連三月，家書抵萬(wàn)金”，就是古人收到遠(yuǎn)方家信時(shí)，欣喜若狂的真實(shí)寫照；又如唐代詩(shī)人王維詩(shī)句中的“大漠孤煙直，長(zhǎng)河落日?qǐng)A”的詩(shī)句更是直接反映了古代的“數(shù)字化”通信系統(tǒng)烽火臺(tái)的通信效果。近代的燈光信號(hào)、旗語(yǔ)等，特別是到了19世紀(jì)，英國(guó)人莫爾斯于1837年發(fā)明了無(wú)線電電報(bào)裝置；美國(guó)人貝爾于1876年發(fā)明了電話系統(tǒng)，這標(biāo)志著“電訊時(shí)代”的開始將信息轉(zhuǎn)換成某種電磁波信號(hào)并進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。現(xiàn)代的電報(bào)、電話、傳真、電視、計(jì)算機(jī)等用戶終端連接起現(xiàn)代通

2、信網(wǎng)，在20世紀(jì)初期，德國(guó)西門子公司的電磁式自動(dòng)交換機(jī)的誕生，則標(biāo)志著“通信自動(dòng)化”時(shí)代的開始；20世紀(jì)末期，光纖數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)和衛(wèi)星移動(dòng)數(shù)字通信系統(tǒng)的使用，將通信技術(shù)推向了一個(gè)高速發(fā)展的水平；而在21世紀(jì)初，隨著寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)與IP技術(shù)的快速前進(jìn)，新一代移動(dòng)通信（即第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)3G）和網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV）技術(shù)的崛起，以及全球電信行業(yè)向“綜合信息業(yè)務(wù)服務(wù)商”方向的全面轉(zhuǎn)型，3G技術(shù)的使用和發(fā)展，使移動(dòng)通信從窄帶、低速、單一的業(yè)務(wù)推向了寬帶、高速、多業(yè)務(wù)的發(fā)展，目前，全球3G市場(chǎng)已進(jìn)入了快速的發(fā)展階段。由于3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)帶寬、安全性與可靠性等方面的突破，3G業(yè)務(wù)應(yīng)用將

3、擺脫2G時(shí)代簡(jiǎn)單的純文本內(nèi)容，能提供低成本、大容量、更豐富、個(gè)性化與更多樣化的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)“隨時(shí)、隨地、無(wú)拘無(wú)束通信與信息交互”。故3G市場(chǎng)開始由發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)逐步向發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)發(fā)展，當(dāng)前以亞洲、東歐表現(xiàn)最為活躍，具有廣闊的市場(chǎng)。根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，我國(guó)3G終端的市場(chǎng)是非常巨大的。未來(lái)的3G終端市場(chǎng)，將會(huì)有更多的廠商加入，有更多的款式可供用戶挑選，目前，3G正處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期。通信系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)在人類的活動(dòng)過(guò)程中需要相互之間傳遞各種信息，也就是說(shuō)將帶有傳遞的各種信息的信號(hào)通過(guò)某種方式由發(fā)送者傳遞給接收者，這種信息的傳遞過(guò)程就是我們所說(shuō)的通信。因此，所謂通信，就是

4、由一個(gè)地方向另一個(gè)地方傳遞和交換信息的過(guò)程。在如今的自然科學(xué)中，“通信”幾乎是“電通信”的同義詞，故教學(xué)內(nèi)容中所講的通信就是指電通信。所謂通信系統(tǒng)，就是用電信號(hào)（或光信號(hào)）傳遞和交換信息過(guò)程的系統(tǒng)，也叫電信系統(tǒng)。人類社會(huì)活動(dòng)所有不同的消息都可以把它們歸結(jié)成兩類：一類稱為連續(xù)消息，另一類稱為離散消息。連續(xù)消息是指消息的狀態(tài)是連續(xù)的，如強(qiáng)弱連續(xù)變化的語(yǔ)音，亮度連續(xù)變化的圖像等，連續(xù)消息又稱作模擬消息，信息中隨時(shí)間變化而連續(xù)取值的信號(hào)叫連續(xù)信號(hào)或模擬信號(hào)，如普通電話機(jī)輸出的信號(hào)就是模擬信號(hào)，傳輸模擬信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)；離散消息是指消息的狀態(tài)是離散可數(shù)的，它們不是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，他的取值僅

5、為有限可數(shù)的離散值，我們把這樣的消息叫做離散消息，或叫數(shù)字消息，信息中隨時(shí)間和狀態(tài)都是離散的信號(hào)稱作離散信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，如電報(bào)、數(shù)字、數(shù)據(jù)、監(jiān)控指令等，傳遞數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。數(shù)字通信與模擬通信相比，他更能適應(yīng)人類對(duì)通信的更高要求，它具有如下特點(diǎn)（優(yōu)缺點(diǎn)）：（1）數(shù)字信號(hào)便于處理、存儲(chǔ)，如VCD、DVD光盤等；（2）數(shù)字通信的抗干擾能力大大增強(qiáng)，因數(shù)字信號(hào)取值用二進(jìn)制數(shù)碼表示，有干擾時(shí)容易檢測(cè)（；3）數(shù)字信號(hào)便于傳輸與交換，因數(shù)字信號(hào)易變?yōu)楣饷}沖信號(hào)，易于傳輸；（4）數(shù)字信號(hào)容易加密而且有良好的保密性；（5）可靠性高，傳輸與交換產(chǎn)生的差錯(cuò)便于控制；（6）靈活性與通用性良好，因數(shù)

6、字通信中各類消息可變成統(tǒng)一二進(jìn)制數(shù)碼，便于計(jì)算機(jī)處理，可以形成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）。數(shù)字通信雖具有諸多優(yōu)點(diǎn)，被人們廣泛利用，但也有數(shù)字通信頻帶利用率較低的缺陷。通信系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用在人類社會(huì)活動(dòng)中，交換與傳遞信息所需的一切技術(shù)設(shè)備的總體我們也俗稱之為通信系統(tǒng)（實(shí)際是通信系統(tǒng)的一部分）。通信系統(tǒng)的種類是很多的，對(duì)于構(gòu)成通信系統(tǒng)基本的模型（即最簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信）來(lái)說(shuō)，一般都可以用圖1.1所示來(lái)表示，它一般由以下幾個(gè)部分組成：圖1.1通信系統(tǒng)的基本模型圖1.1所示通信系統(tǒng)的基本模型是單向的通信系統(tǒng)，如廣播、無(wú)線尋呼系統(tǒng)等。通常點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)都應(yīng)該是雙向的，即通信的雙方都擁有收/發(fā)信設(shè)備和終端

7、設(shè)備，傳輸媒介也是能雙向傳輸?shù)?，比如電話通信系統(tǒng)。下面介紹通信系統(tǒng)構(gòu)成及其每個(gè)組成部分的作用：1、信息源：各類信息所發(fā)出的地方?？梢允侨苏f(shuō)話的聲音，也可以是計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）發(fā)出的某條指令等。根據(jù)信息源輸出信號(hào)性質(zhì)的不同可以分為連續(xù)性信息源與離散性信息源，連續(xù)性信息源（如電話機(jī)、攝像機(jī)等）輸出連續(xù)幅度信號(hào)；離散性信息源（如電傳機(jī)、計(jì)算機(jī)等）輸出離散的符號(hào)序列或文字。信息源的另一個(gè)作用就是把需要傳送的信息（如語(yǔ)言、報(bào)文、數(shù)據(jù)和圖像等）轉(zhuǎn)變?yōu)樵茧娦盘?hào)（或光信號(hào)）。2、發(fā)送器：即發(fā)送設(shè)備，也稱為變換器，它的主要作用是將信息源發(fā)生的信息（原始電信號(hào)或光信號(hào)）變換成適合在信息交換與傳輸通道中傳送的信號(hào)。

8、其中最主要的一種變換器就是調(diào)制設(shè)備（即編碼器）。3、信道：交換與傳輸原始電信號(hào)或光信號(hào)的暢通路徑稱為信道。簡(jiǎn)而言之就是信號(hào)傳輸?shù)耐?，它是信?hào)的傳輸媒介。一方面它為信號(hào)提供傳輸?shù)牡缆?，另一方面它又?duì)信號(hào)造成損害（如使信號(hào)產(chǎn)生畸變）。信道按傳輸介質(zhì)的種類不同可以分為有線信道和無(wú)線信道。在有線信道中電信號(hào)（或光信號(hào)）被約束在某種傳輸線（架空明線、電纜、光纜等）上傳輸；在無(wú)線信道中電信號(hào)沿空間（大氣層、對(duì)流層、電離層等）傳輸。4、接收器：即接收設(shè)備，也稱為反變換器，它的工作過(guò)程是發(fā)送設(shè)備的逆過(guò)程，也就是還原的過(guò)程。它的基本功能是完成和發(fā)送設(shè)備相反的變換，如解調(diào)、譯碼等。其任務(wù)是從傳輸媒質(zhì)輸出的帶有噪

9、聲和干擾的信號(hào)（包括有用信號(hào)）中恢復(fù)出原始信號(hào)，也就是解碼的過(guò)程。其中最主要的一種反變換器就是解碼器。5、收信者：即信宿，也就是信息傳送的終點(diǎn)。它是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的消息（如耳機(jī)、揚(yáng)聲器恢復(fù)出的原始電信號(hào)變換為語(yǔ)音）。它可以與信息源相對(duì)應(yīng)構(gòu)成人人通信或機(jī)機(jī)通信；也可以與信息源不一致，構(gòu)成人機(jī)通信或機(jī)人通信。6、噪聲源：它是通信系統(tǒng)內(nèi)各種噪聲和干擾影響的等效結(jié)果。通信系統(tǒng)內(nèi)的噪聲來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)部分，從發(fā)送和接收信息的周圍環(huán)境，各種設(shè)備的電子器件到信道所受到的外部電磁場(chǎng)干擾，都會(huì)對(duì)信號(hào)形成噪聲影響。為便于分析，將系統(tǒng)內(nèi)所存在的噪聲與干擾均折合到信道上，在通信系統(tǒng)中，信號(hào)通過(guò)媒介一般要

10、經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的傳輸，極易受到噪聲的干擾，傳輸損耗將使進(jìn)入接收設(shè)備的信號(hào)十分微弱。故在系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的環(huán)節(jié)要有抑制噪聲與干擾的設(shè)備，以防有用信息的失真降低到最低限度，大大提高通信的質(zhì)量。1.4通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類方法較多，通常采用按消息的物理特征、傳輸媒質(zhì)和系統(tǒng)組成特點(diǎn)、傳輸信號(hào)的特征、調(diào)制方式與復(fù)用方式來(lái)分類。下面簡(jiǎn)要對(duì)每種分類進(jìn)行敘述。1、按消息的物理特征來(lái)分類根據(jù)消息的物理特征的不同，可分類電話通信、電報(bào)通信、數(shù)據(jù)通信和圖像通信等。這些系統(tǒng)可以是專用的，但通常是兼容的或并存的。例如，伴隨計(jì)算機(jī)發(fā)展而迅猛發(fā)展的數(shù)據(jù)通信，近距離大多用專線傳送數(shù)據(jù)信息，而遠(yuǎn)距離則經(jīng)常借助電話通信線路來(lái)傳送數(shù)據(jù)

11、信息；又如電報(bào)通信常常是從電話電路中分出一部分頻帶傳送電報(bào)信息，或者是用一個(gè)話路傳送多路電報(bào)信息。2、按傳輸媒質(zhì)來(lái)分類按傳輸媒質(zhì)的不同可分為無(wú)線通信與有線通信。無(wú)線通信傳輸媒質(zhì)通常是借助于電磁波在自由空間進(jìn)行傳播；而有線通信的傳輸媒質(zhì)可以是架空明線、電纜和光纜等。無(wú)線通信傳輸媒質(zhì)電磁波根據(jù)其波長(zhǎng)的不同又可分為長(zhǎng)波通信、中波通信、短波通信、微波通信和光纖通信等類型，下面根據(jù)上述幾個(gè)波段通信的頻段和波段名稱、頻率范圍和波長(zhǎng)范圍、傳輸媒質(zhì)和主要用途分別對(duì)其進(jìn)行列表敘述：頻段和波段名稱頻率范圍和波長(zhǎng)范圍傳輸媒質(zhì)主要用途極低頻ELF303000HZ有線線對(duì)對(duì)潛艇通信、礦井通信極長(zhǎng)波100.1km極長(zhǎng)波無(wú)

12、線電甚低頻TLF330kHz有線線對(duì)對(duì)潛艇通信、遠(yuǎn)程無(wú)線超長(zhǎng)波10010km超長(zhǎng)波無(wú)線電電通信、遠(yuǎn)程導(dǎo)航低頻LF30300kHz有線線對(duì)中遠(yuǎn)距離通信、地下通長(zhǎng)波101km長(zhǎng)波無(wú)線電信、礦井無(wú)線電導(dǎo)航中頻MF中波3003000kHz1000100m同軸電纜中波無(wú)線電調(diào)幅廣播、導(dǎo)航、業(yè)余無(wú)線電咼頻HF短波330MHz10010m同軸電纜短波無(wú)線電調(diào)幅廣播、移動(dòng)通信、軍事通信、遠(yuǎn)距離短波通信甚咼頻THF超短波30300MHz101m同軸電纜超短波無(wú)線電調(diào)幅廣播、電視、移動(dòng)通信、電離層散射通信微波特咼頻UHF分米波0.33GHz10010cm波導(dǎo)分米波無(wú)線電微波接力、移動(dòng)通信、空間遙測(cè)雷達(dá)、電視超高頻

13、SHF厘米波3030GHz101cm波導(dǎo)厘米波無(wú)線電雷達(dá)、微波接力、衛(wèi)星和空間通信極高頻EHF毫米波30300GHz101mm波導(dǎo)毫米波無(wú)線電雷達(dá)、微波接力、射電天文紫外線、可見光、紅外線105107GHz3X10-i3X10-6cm光纖、激光空間傳播光通信表1-1電磁波波段劃分、常用傳輸煤質(zhì)與主要用途3、按系統(tǒng)組成的特點(diǎn)來(lái)分類短波通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作在2-30MHZ的短波波段，傳輸帶寬窄，系統(tǒng)容量小。主要用于特殊的業(yè)務(wù)和軍事通信中。微波中繼通信系統(tǒng)。采用微波波段2-12GHZ進(jìn)行通信，傳輸帶寬寬，系統(tǒng)容量大，主要用于長(zhǎng)距離通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)。是在地面微波中繼通信和空間技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是

14、微波中繼通信系統(tǒng)的一種特殊形式，它覆蓋區(qū)域大、通信距離遠(yuǎn)，利用三顆人造同步衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)全球通信的宏偉目標(biāo)。光纖通信系統(tǒng)。以光波為載波，以光纖為傳輸媒介，光纖極其寬闊的頻域范圍和極小的損耗，使光纖通信已成為通信領(lǐng)域中最為活躍的通信技術(shù)。移動(dòng)通信系統(tǒng)。采用超短波或微波進(jìn)行通信，是以移動(dòng)體對(duì)固定地點(diǎn)之間或移動(dòng)體之間的通信，他的目標(biāo)是任何人、任何地點(diǎn)、任何時(shí)間都可以進(jìn)行的通信，是各種通信的集合體現(xiàn)。計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)。主要指通信機(jī)房?jī)?nèi)計(jì)算機(jī)路由器、匯聚交換機(jī)等，以及配套光電傳輸通信系統(tǒng)。電視通信系統(tǒng)。主要指市內(nèi)各種有線電視通信設(shè)備與線纜系統(tǒng)。4、按傳輸信號(hào)的特征來(lái)分類不管信息源發(fā)出的信息是連續(xù)信息還是離散信

15、息，均能變換為相應(yīng)的電信號(hào)(基帶信號(hào))，若發(fā)出的是連續(xù)信息則稱作模擬信號(hào)，另一類稱作數(shù)字信號(hào)。傳輸模擬信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)，而傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)則稱作數(shù)字通信系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)可以傳輸電話、電報(bào)、數(shù)據(jù)和圖像等信息。與數(shù)字通信相比，模擬通信設(shè)備簡(jiǎn)單，占用頻帶窄，但抗干擾能力差。圖1.2為模擬通信系統(tǒng)模型，各部分的作用、功能與圖1.1類似，可由讀者自行完成。圖1.2模擬通信系統(tǒng)模型圖1.3為數(shù)字通信系統(tǒng)模型，數(shù)字通信抗干擾能力強(qiáng)，有較好的保密性和可靠性，易于集成化，缺點(diǎn)是占用頻帶較寬，且需較復(fù)雜的同步系統(tǒng)。它的各部分作用、功能與圖1.1類似，可由讀者自行完成。圖1.3數(shù)字通信系統(tǒng)模型

16、5、按調(diào)制方式來(lái)分類根據(jù)是否采用調(diào)制方式，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和調(diào)制傳輸（又叫頻帶傳輸）兩大類?；鶐鬏斒菍⑽唇?jīng)調(diào)制的原始電信號(hào)（或光信號(hào)）直接在線路上進(jìn)行的一種傳輸，如音頻市內(nèi)電話和數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸?shù)?；調(diào)制傳輸是先對(duì)原始電信號(hào)（或光信號(hào)）進(jìn)行調(diào)制后再在信道上進(jìn)行的一種傳輸。6、按復(fù)用方式分類在通信系統(tǒng)中，信道能提供比原始電信號(hào)（或光信號(hào)，又稱基帶信號(hào)）寬得多的頻帶寬度，假若在信道中只傳輸一路信號(hào)，那么信道的利用率就較低，對(duì)于整個(gè)通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就是一種浪費(fèi)。為了解決這一難題，采取的方法是多路信號(hào)同時(shí)傳送，這就是我們所說(shuō)的復(fù)用技術(shù)，它可分為基帶復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用與碼分復(fù)用系統(tǒng)四種復(fù)用方

17、式。（1）基帶復(fù)用：指在短距離內(nèi)（6km）直接在傳輸介質(zhì)上傳輸模擬基帶（3003400Hz）信號(hào)的系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是線路設(shè)備簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是傳輸介質(zhì)的帶寬利用率較低，不適于在長(zhǎng)途線路上用，目前在傳統(tǒng)雙絞線電話電纜上采用，在局域網(wǎng)中構(gòu)成“話音+ADSL(寬帶)綜合接入系統(tǒng)；時(shí)分復(fù)用：采用脈沖調(diào)制的方法使不同路數(shù)的信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間，它具有差錯(cuò)率低、安全性好、數(shù)字電路高集成度與更高的帶寬利用率，數(shù)字通信采用時(shí)分復(fù)用；頻分復(fù)用：用頻譜搬移的方法使各路基帶信號(hào)分別占用不同的頻率范圍，目前它主要用于微波鏈路和銅線介質(zhì)上，在光纖介質(zhì)上該方式更習(xí)慣被稱為波分復(fù)用，波分復(fù)用原理就是在保證一定頻率間隔情況下，使光纖上

18、單個(gè)波長(zhǎng)的信道傳輸變?yōu)槎鄠€(gè)波長(zhǎng)同時(shí)傳輸多路光信號(hào)的過(guò)程，從而大大提高了信息傳輸容量；碼分復(fù)用：用一組正交的脈沖序列來(lái)分別攜帶不同路數(shù)的信號(hào)；碼分復(fù)用主要用于空間通信的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中。通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述物理結(jié)構(gòu)上的網(wǎng)我們可以把它看成是許多線的集合，在自然界中經(jīng)?？吹降臐O網(wǎng)、蜘蛛網(wǎng)、網(wǎng)兜等都是用許多線(或蛛絲)編織而成的。而在我們的日常生活中，見到過(guò)的公路網(wǎng)，鐵路網(wǎng)，航空網(wǎng)等，我們都可以把它們分解成許多線的集合。在通信系統(tǒng)中，我們借助物理結(jié)構(gòu)上的網(wǎng)來(lái)描述通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1、通信網(wǎng)絡(luò)的定義能夠?qū)⒏鞣N語(yǔ)言、聲音、圖表、圖像、文字、數(shù)據(jù)、視像等媒體變換成電信號(hào)，而且在任何兩地間、任何兩個(gè)人、這兩地所處的通信

19、終端設(shè)備以及人和通信終端設(shè)備之間，按照預(yù)先約定的規(guī)則(或稱協(xié)議等)進(jìn)行傳輸和交換建立的通信系統(tǒng)，來(lái)為個(gè)人、企事業(yè)單位和社會(huì)提供各類通信服務(wù)的總和，我們把它稱之為通信網(wǎng)絡(luò)。2、通信網(wǎng)絡(luò)的組成與功能現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般由“用戶終端接入系統(tǒng)”、“傳輸與匯聚系統(tǒng)”和“路由轉(zhuǎn)換交換系統(tǒng)”以及“電信級(jí)質(zhì)量監(jiān)控保障系統(tǒng)”組成。它的功能就是要適應(yīng)用戶呼叫的需要，以用戶滿意的程度傳輸網(wǎng)內(nèi)任意兩個(gè)或多個(gè)用戶之間的信息。3、通信系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)系通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)源于通信系統(tǒng)又高于通信系統(tǒng)。無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)的種類、技術(shù)、功能等如何的復(fù)雜，從物理上的硬件設(shè)施分析，通信系統(tǒng)是各種通信網(wǎng)絡(luò)不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)，這是一種自然發(fā)展規(guī)律

20、，沒(méi)有線就不能成為網(wǎng)。故通信網(wǎng)絡(luò)是通信系統(tǒng)發(fā)展的必然結(jié)果。通信系統(tǒng)可以單獨(dú)存在，而通信網(wǎng)絡(luò)是通信系統(tǒng)的擴(kuò)充，通信網(wǎng)絡(luò)不能離開通信系統(tǒng)而單獨(dú)地存在，即通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在的前提是通信系統(tǒng)存在。4、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)的先進(jìn)性：目前的通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是以電信級(jí)的“IP分組交換寬帶網(wǎng)絡(luò)”作為統(tǒng)一的承載話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與交互式視頻業(yè)務(wù)的通信平臺(tái)，形成具有“三重業(yè)務(wù)傳輸能力”的綜合信息IP傳送網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)化與四維時(shí)空性：在地球上通信網(wǎng)所能覆蓋的任何地方，人們都可以進(jìn)行信息的傳送。優(yōu)質(zhì)的服務(wù)性：主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)，高可靠性；傳播對(duì)象大眾化；質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的商業(yè)模式；通信產(chǎn)品的多樣性。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)性：

21、第一、通信行業(yè)是一個(gè)信息化社會(huì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)；第二、在信息化社會(huì)中，又是一種特殊的生產(chǎn)力。通信系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)：按其專業(yè)功能分“物理媒介層”、“傳輸層”和“交換層”；按通信服務(wù)的區(qū)域性分“用戶終端網(wǎng)絡(luò)”、“用戶接入網(wǎng)”、“（光纖）城域匯聚傳輸網(wǎng)”、“廣域業(yè)務(wù)交換網(wǎng)”。f通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的持續(xù)高速發(fā)展性：正向著“現(xiàn)代通信綜合服務(wù)商”的方向轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的分類1.現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的分類它的分類有很多種，按照其作用、性質(zhì)、功能及服務(wù)范圍等，可以將它分為各種不同的網(wǎng)絡(luò)，其分類如表1-2所示。按營(yíng)運(yùn)方式分按業(yè)務(wù)范圍分按使用范圍分國(guó)內(nèi)公用通信網(wǎng)電話網(wǎng)市內(nèi)電話網(wǎng)、農(nóng)村電話網(wǎng)、本地電話網(wǎng)、長(zhǎng)途電話網(wǎng)電報(bào)網(wǎng)公眾電報(bào)網(wǎng)、用

22、戶電報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)本地?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)、全國(guó)性數(shù)據(jù)網(wǎng)傳真網(wǎng)本地傳真網(wǎng)、地區(qū)性傳真網(wǎng)、全國(guó)性傳真網(wǎng)移動(dòng)通信網(wǎng)本地移動(dòng)通信網(wǎng)、漫游移動(dòng)通信網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)本地ISDN、全國(guó)ISDN國(guó)內(nèi)公用通信網(wǎng)電話網(wǎng)公眾電報(bào)網(wǎng)用戶電報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)、傳真網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（1）各網(wǎng)均由兩端的國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)部分和國(guó)際電路組成（2）電報(bào)網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳真網(wǎng)均具有自動(dòng)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能表1-2現(xiàn)代通信網(wǎng)的分類（1）按照通信網(wǎng)完成的功能可分為公用網(wǎng)、專用網(wǎng)、支撐網(wǎng)。其中公用網(wǎng)又可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、圖像網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等。（2）按照傳輸信號(hào)可分為數(shù)字網(wǎng)和模擬網(wǎng)?，F(xiàn)在的長(zhǎng)途網(wǎng)、市話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)都是數(shù)字網(wǎng)，有線電視（CATV）部分與用戶終端接入部分仍是模擬通信的范疇。（3）

23、按照組網(wǎng)的方式可以分為移動(dòng)通信網(wǎng)，衛(wèi)星通信網(wǎng)等。2.電話網(wǎng)電話通信網(wǎng)是最早發(fā)展起來(lái)的，是其他通信網(wǎng)的基礎(chǔ)，一般覆蓋面積廣。它主要是為語(yǔ)音業(yè)務(wù)的傳送、轉(zhuǎn)接而設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)的電話網(wǎng)可分為長(zhǎng)途電話網(wǎng)、市話網(wǎng)、本地網(wǎng)與接入網(wǎng)。本地網(wǎng)是指某一城市及周邊的郊區(qū)縣所組成的通信網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)其管轄范圍內(nèi)用戶的話務(wù)。它的特點(diǎn)是用戶多、密度大，交換局的數(shù)據(jù)一般較多。國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途電話網(wǎng)是由長(zhǎng)途交換中心、長(zhǎng)途線路和長(zhǎng)途中繼線構(gòu)成，其功能是疏通各個(gè)不同本地網(wǎng)之間的長(zhǎng)途話務(wù)。一般長(zhǎng)途線路較長(zhǎng)，但話務(wù)是比本地網(wǎng)少，據(jù)此，一般采用等級(jí)網(wǎng)。長(zhǎng)途網(wǎng)設(shè)置一、二、三級(jí)長(zhǎng)途交換中心。一級(jí)交換中心相當(dāng)于大區(qū)交換中心，現(xiàn)在主要設(shè)置在我國(guó)的八大城

24、市（北京、沈陽(yáng)、西安、成都、武漢、南京、上海、廣州）；二級(jí)交換中心是以省、直轄市為交換中心；三級(jí)交換中心相當(dāng)于地區(qū)（廳級(jí)）長(zhǎng)途交換中心；各交換中心之間都設(shè)置有傳輸鏈路，這些傳輸鏈路直接與長(zhǎng)途匯接局相連。國(guó)際長(zhǎng)途電話網(wǎng)由國(guó)際交換中心和局間長(zhǎng)途電路組成，用來(lái)疏通各個(gè)不同國(guó)家之間的國(guó)際長(zhǎng)途話務(wù)。國(guó)際電話網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)稱為國(guó)際電話局。3.數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：所謂數(shù)據(jù)通信是指按照一定協(xié)議（或規(guī)程）完成由數(shù)字、字母、符號(hào)等表示的具有離散形式信息的傳輸與交換的一種通信方式。計(jì)算機(jī)通信是指計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間或與終端設(shè)備之間為共享硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源而協(xié)同工作，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳遞的通信方式?？梢哉f(shuō)，計(jì)算機(jī)

25、通信的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)資源共享，數(shù)據(jù)通信的主要任務(wù)則是為了數(shù)據(jù)信息的傳遞。因此，數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)通信的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可看成是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)指的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的通信子網(wǎng)，即是由通信部門負(fù)責(zé)建設(shè)的公共數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。4.有線電視網(wǎng)絡(luò)有線電視系統(tǒng)就是通過(guò)有線線路在電視中心和用戶終端之間傳送圖像、聲音信息的閉路電視系統(tǒng)。它可分為廣播型和雙向交互型兩大類。廣播式有線電視網(wǎng)絡(luò)（CATV）系統(tǒng)共由三部分組成：前端放大器（信源），電纜分配網(wǎng)絡(luò)（信道）和用戶終端（信宿）；在雙向有線電視系統(tǒng)中一般采用頻率分割的方式傳送，經(jīng)同一電纜，用不同的頻段分別傳送上、下行信號(hào)；實(shí)行電視網(wǎng)和電信網(wǎng)絡(luò)的融合

26、，就是說(shuō)，利用電信光纜數(shù)字作遠(yuǎn)距離信息傳輸，將CATV網(wǎng)改造成局部通信中心和用戶接入系統(tǒng)，實(shí)際上,這樣的系統(tǒng)就是光纖同軸混合網(wǎng)絡(luò)（HFC）,在HFC中，可以開展電話、數(shù)據(jù)、模擬或數(shù)字圖像傳輸業(yè)務(wù)，可較好地實(shí)現(xiàn)寬帶與交互性的統(tǒng)一，從而在HFC方式工作的CATV網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)多媒體通信的功能。5.接入網(wǎng)為了適應(yīng)新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，用戶環(huán)路也要向數(shù)字化，寬帶化等方向發(fā)展，并且要求用戶環(huán)路能靈活、可靠。易于管理等?；陔娦啪W(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)際電信聯(lián)盟正式提出了用戶接入網(wǎng)的概念。用戶通過(guò)接入網(wǎng)的傳輸，能夠靈活的接入到不同的電信業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)上，接入網(wǎng)處于電信網(wǎng)的末端，是本地交換機(jī)與用戶間的連接部分。引入接入網(wǎng)的目的就是

27、為通過(guò)有限種類的接口，利用多種傳輸媒介，靈活的支持各種不同類型的接入業(yè)務(wù)。接入網(wǎng)的定義是：它由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）和用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）間的一系列傳送實(shí)體（如線路設(shè)備、傳輸設(shè)備）構(gòu)成，是為傳送電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)，也可以說(shuō)它是業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（SN）與用戶網(wǎng)絡(luò)接口間的傳送，接入手段的總稱。在電信網(wǎng)中接入網(wǎng)的定界（劃定接入網(wǎng)的范圍）如圖1.4所示。接入網(wǎng)的主要作用是將來(lái)自用戶/網(wǎng)絡(luò)接口的信息數(shù)據(jù)及控制信號(hào)進(jìn)行復(fù)用/分接、和/或交叉連接，將它們送到業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。它包括用戶傳輸系統(tǒng)、復(fù)用設(shè)備、數(shù)據(jù)交叉連接及用戶/網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。圖1.4接入網(wǎng)的定界6.綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）綜合業(yè)務(wù)數(shù)字

28、網(wǎng)（ISDN）是在電話綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN）基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種電信網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。它提供端對(duì)端的數(shù)據(jù)鏈接用來(lái)支持話音、非話音在內(nèi)的綜合數(shù)字業(yè)務(wù)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化多用途用戶的接入的網(wǎng)絡(luò)。它又分為窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（NISDN）和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（BISDN）兩類。NISDN具有一定的實(shí)用價(jià)值，連接適合于家庭和小規(guī)模商業(yè)用戶，但存在局限性，具體表現(xiàn)在：傳輸帶寬有限，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，新業(yè)務(wù)的適應(yīng)能力低，信道應(yīng)用范圍小等特點(diǎn)。而BISDN能滿足用戶更多的通信業(yè)務(wù)，如高清晰度電視HDTV、廣域網(wǎng)連接、會(huì)議電視、可視電話、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)萶BISDN是基于寬帶ATM交換為基礎(chǔ)構(gòu)造的現(xiàn)代信

29、息網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和發(fā)展方向目前我國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)，是根據(jù)不同的通信業(yè)務(wù)種類，分別建立起來(lái)的電話通信網(wǎng)、數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)（GSM/CDMA、3G制式）、各種數(shù)據(jù)（寬帶）通信網(wǎng)和有線電視傳送網(wǎng)等各種“獨(dú)立傳輸”的通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)電視網(wǎng)和寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)由信息產(chǎn)業(yè)部統(tǒng)一管理，電視網(wǎng)由廣播電影電視總局管理，用戶的接入分別由相關(guān)的通信公司（運(yùn)營(yíng)商）和（有線）電視臺(tái)經(jīng)營(yíng)?，F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的基本通信業(yè)務(wù)主要有三大類：（1）電話業(yè)務(wù)（含固定電話，移動(dòng)電話和IP電話）；（2）各種計(jì)算機(jī)寬帶互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；（3）電視業(yè)務(wù)（含“有線電視”與“交互式”網(wǎng)絡(luò)電視IPTV）o隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人類已步入信息社會(huì)，要求通信

30、網(wǎng)絡(luò)能提供多樣化的通信業(yè)務(wù)，來(lái)傳輸、交換和處理大量信息。故通信網(wǎng)絡(luò)要向數(shù)字化、寬帶化、智能化、個(gè)人化和全球網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。1數(shù)字化。就是在通信網(wǎng)中全面使用數(shù)字技術(shù)，包括數(shù)字傳輸、數(shù)字交換和數(shù)字終端等。實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸和數(shù)字交換的綜合的通信網(wǎng)叫綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN）,可以說(shuō)通信技術(shù)的數(shù)字化是其他四個(gè)“化”的基礎(chǔ)。2寬帶化。目前，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN已經(jīng)在IDN的基礎(chǔ)上脫穎而出，在世界很多的國(guó)家已運(yùn)行。寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）能夠提供高于PCM一次群速率的傳輸信道，能夠適應(yīng)全部現(xiàn)有的和將來(lái)的可能出現(xiàn)的業(yè)務(wù)。目前，B-ISDN已經(jīng)商用化，隨著包交換，光交換技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)下一代全寬帶網(wǎng)。3

31、智能化。建立智能網(wǎng)（IN）的基本思想是改變傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供一種開放式的功能控制結(jié)構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者和業(yè)務(wù)提供者自行開辟新業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)按每個(gè)用戶的需要提供服務(wù)。智能網(wǎng)提高了網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的應(yīng)變能力，是目前電信業(yè)務(wù)發(fā)展的方向。4個(gè)人化。個(gè)人通信被認(rèn)為是一種理想的通信方式，其基本概念是實(shí)現(xiàn)在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、向任何人提供任何信息的理想通信，其基本特征是把信息傳送到個(gè)人。目前，數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)展得很快，第三代數(shù)字移動(dòng)通信，特別是衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展，可被認(rèn)為是“邁向個(gè)人通信的第一步”最終實(shí)現(xiàn)個(gè)人在任何地方和任何時(shí)間都可進(jìn)行個(gè)人的業(yè)務(wù)信息的交流，如可視電視、多媒體及高清晰度電視等。網(wǎng)絡(luò)全球化。Internet覆蓋面已經(jīng)遍及五大洲，已成為全球范圍的公共網(wǎng)?？茖W(xué)家已