现代通信技术概论-完整版.ppt

现代通信技术概论现代通信技术概论第第1章　绪论章　绪论21.1　通信的基本概念21.1.1　什么是通信31.1.2　简单通信过程41.2　电信技术的发展41.2.1　电信技术发展史61.2.2　我国电信现状与发展趋势81.3　通信的分类81.4　电信业务分类101.5　实做项目及教学情境10小结11思考题与练习题12第第2章　电信系统章　电信系统132.1　电信系统构成142.1.1　系统组成模型152.1.2　电信系统的三大硬件设备172.1.3　模拟通信系统172.1.4　数字通信系统182.2　电信网182.2.1　网络拓扑结构212.2.2　电信网的分类222.2.3　电信网的分层结构232.2.4　电信管理网252.3　实做项目及教学情境25小结25思考题与练习题27第第3章　通信章　通信283.1　通信过程333.2　多路复用技术333.2.1　频分多路复用343.2.2　时分多路复用343.2.3　码分多路复用353.2.4　波分多路复用353.3　数字通信技术353.3.1　PCM30/32系统简介373.3.2　数字复接383.4　数字程控交换技术383.4.1　数字程控交换机组成403.4.2　数字程控交换原理433.4.3　交换的呼叫接续过程433.5　信令系统433.5.1　信令的基本概念443.5.2　信令的分类453.5.3　No.7信令系统463.6　实做项目及教学情境46小结47思考题与练习题49第第4章　数据通信章　数据通信504.1　数据通信概述504.1.1　数据、信号与信息514.1.2　系统组成534.1.3　数据通信网络互连574.1.4　通信协议604.2　数据传输604.2.1　传输方式644.2.2　数字数据编码664.2.3　数据通信系统的主要质量指标684.3　数据交换684.3.1　电路交换694.3.2　报文交换704.3.3　分组交换724.3.4　帧中继技术734.3.5　ATM技术754.4　数据通信网754.4.1　通信网的发展历史764.4.2　中国公用分组交换数据网774.4.3　中国公用数字数据网784.4.4　中国公用帧中继网784.4.5　Internet814.5　实做项目及教学情境814.5.1　拨号接入824.5.2　局域网专线入网834.5.3　使用ADSL接入Internet84小结85思考题与练习题87第第5章　移动通信章　移动通信885.1　移动通信概述885.1.1　什么是移动通信895.1.2　无线通信系统的组成895.1.3　移动通信的特点915.1.4　移动通信的工作方式925.1.5　移动通信中的多址方式935.1.6　移动通信服务区体制965.1.7　我国蜂窝移动通信系统的频率分配985.2　GSM移动通信系统995.2.1　GSM网络系统的组成1015.2.2　GSM的网络结构1035.2.3　移动的编号方式1055.2.4　数字移动台的构成1075.2.5　GSM无线接口信令1105.3　CDMA移动通信系统1115.3.1　码分多址技术的基本原理1135.3.2　扩频通信的基本原理1145.3.3　码分多址直接序列扩频通信系统1165.3.4　CDMA系统的主要优势1175.4　第三代移动通信系统1175.4.1　3G发展概述1185.4.2　3G标准1195.4.3　3G标准比较1205.4.4　3G通信业务应用1215.5　其他移动通信系统简介1215.5.1　无线寻呼系统1215.5.2　集群调度系统1225.5.3　小灵通系统简介1235.5.4　大灵通系统简介1245.6　实做项目及教学情境124小结126思考题与练习题127第第6章　光纤通信章　光纤通信1286.1　光纤通信概述1286.1.1　光纤通信的发展1296.1.2　光纤通信的工作波长1306.1.3　光纤通信的特点1306.2　光纤与光缆1316.2.1　光纤的结构与分类1336.2.2　光纤的导光原理1356.2.3　单模传输条件1366.2.4　光纤的传输特性1396.2.5　光缆1416.3　光纤通信系统1416.3.1　光源与光发送机1426.3.2　光电检测器与光纤数字接收机1436.3.3　中继器1446.3.4　光纤通信系统的码型1456.4　SDH1456.4.1　SDH的产生1476.4.2　SDH的帧格式和速率1486.4.3　SDH的基本网络单元1496.5　WDM1496.5.1　光波分复用的基本概念1516.5.2　光波分复用的特点1516.5.3　波分复用系统基本结构1526.6　全光网络1526.6.1　全光网的基本概念1536.6.2　全光网的特点1536.7　实做项目及教学情境153小结154思考题与练习题第第7章　微波通信和卫星通信章　微波通信和卫星通信1577.1　微波通信1577.1.1　微波通信的概念和特点1597.1.2　数字微波通信系统1617.1.3　微波站设备1667.1.4　微波的传播特性与补偿技术1727.1.5　数字微波通信技术的发展及应用1737.2　卫星通信1737.2.1　卫星通信的概念和特点1747.2.2　卫星通信系统1777.2.3　通信卫星1807.2.4　地球站1837.2.5　卫星通信的多址方式1857.2.6　卫星通信的主要应用1907.3　实做项目及教学情境1907.3.1　数字卫星电视接收1917.3.2　GPS导航定位191小结192思考题与练习题193第第8章　接入网章　接入网1948.1　接入网概述1948.1.1　接入网的概念和特点1978.1.2　接入网技术综述2018.2　xDSL技术2028.2.1　xDSL技术概述2048.2.2　HDSL技术2048.2.3　ADSL技术2058.2.4　VDSL技术2078.3　光接入网2078.3.1　光接入网概述2088.3.2　参考配置和应用类型2108.3.3　PON技术2148.4　HFC技术2148.4.1　HFC网络结构2168.4.2　双向通信2168.4.3　Cable Modem2178.5　无线接入技术2178.5.1　无线接入技术概述2208.5.2　本地多路分配业务2228.5.3　无线局域网2258.6　实做项目及教学情境2258.6.1　ADSL安装与配置2268.6.2　WLAN组网与配置227小结228思考题与练习题 第第9章　智能网章　智能网2309.1　智能网概述2309.1.1　智能网的概念与特征2329.1.2　智能网的概念模型9.1.3　智能网与各基础网络的232结合2339.1.4　智能网的发展2349.2　智能网业务及实现2349.2.1　智能网业务2409.2.2　智能网业务的实现2429.3　智能网概念模型2439.3.1　业务平面2479.3.2　总功能平面2479.3.3　分布功能平面2489.3.4　物理平面2499.4　实做项目及教学情境2499.4.1　智能网新业务体验2509.4.2　设计智能网新业务250小结251思考题与练习题252第第10章　电信新技术章　电信新技术25310.1　移动通信系统的演进25310.1.1　移动通信系统演进25410.1.2　第四代移动通信系统25510.2　下一代网络与软交换技术25510.2.1　网络融合的趋势25810.2.2　下一代网络26010.2.3　软交换的网络结构及实现26310.2.4　下一代互联网26510.3　无线宽带接入技术26510.3.1　无线宽带接入技术标准26510.3.2　短距离无线接入26910.3.3　WiMAX技术27410.3.4　各种无线接入技术比较27510.3.5　WiMAX与3G的比较分析27910.4　IP多媒体子系统27910.4.1　IP多媒体子系统概述28110.4.2　IMS业务28210.4.3　IMS、NGN、软交换的关系及网络演进28210.5　通信网络及其发展演进28610.6　实做项目及教学情境28610.6.1　WiMAX接入28610.6.2　IP288小结288思考题与练习题第一章第一章 绪论绪论本章内容本章内容–电信的基本概念和特点电信的基本概念和特点–电信技术的发展简况电信技术的发展简况–电信业务分类电信业务分类本章重点本章重点–电信的概念和特点电信的概念和特点–信号、信息和信息量的概念信号、信息和信息量的概念–通信系统模型通信系统模型1.1 电信的基本概念电信的基本概念通俗的讲通俗的讲通信通信就是人们在日常生活中相互之间就是人们在日常生活中相互之间传递信息的过程。

传递信息的过程通信通信是信息在人是信息在人—人，人人，人—机器，机器机器，机器—机器机器之间进行的传递与交换之间进行的传递与交换( (信息是消息中包含的信息是消息中包含的有意义的内容有意义的内容) )通信通信是信息或其表示方式是信息或其表示方式( (表示媒体表示媒体) )的的时时/ /空空转移转移–communication，，信息交流信息交流–Telecommunication，，电信号的处理和传输电信号的处理和传输1.1.1 什么是通信什么是通信信号的传递与交换信号的传递与交换媒体的分类媒体的分类–感觉媒体：声音、文本感觉媒体：声音、文本–表示媒体：编码表示媒体：编码–表现媒体：显示器表现媒体：显示器–存储媒体：数字化存储媒体：数字化–传输媒体：传输介质传输媒体：传输介质（（1）信息与信号）信息与信号信息信息←→←→冗余冗余–消息中消息中不定不定的部分的部分 信号信号 –信息的物理载体：信息的物理载体：电、光信号电、光信号模拟信号与数字信模拟信号与数字信号号 模拟信号数字信号（（2））信息量信息量 任何信源产生的输出都是任何信源产生的输出都是随机随机的，采用统的，采用统计方法定性。

计方法定性对对接收者来接收者来说说，只有消息中，只有消息中不确定不确定的内容的内容才构成信息才构成信息信息量：可能性小，信息量：可能性小，概率小概率小，信息量大，信息量大码元传输速率码元传输速率–比特率：比特率：Rb=RBNlog2N (bit/s) –波特率：波特率：RBN=Rb/log2N (B) 烽火点亮表示敌人来犯烽火未点表示平安无事光通信古老的信息传递方式古老的信息传递方式东东南南西西北北　两个比特表示四个信息区分敌人的进攻方向区分敌人的进攻方向可以传送２个消息可以传送２个消息可以传送４个消息可以传送４个消息可以传送８个消息可以传送８个消息可以传送１６个消息可以传送１６个消息（０００　００１　０１０　１００　０１１　１０１　１１０　１１１）（０００　００１　０１０　１００　０１１　１０１　１１０　１１１）（００　０１　１０　１１）（００　０１　１０　１１）（０　１）（０　１）２２２２1 1２２２２2 2２２２２3 3２２２２4 4n比特可表示的信息数为比特可表示的信息数为2n（（3））ITU对对电信的定义电信的定义国际电信联盟国际电信联盟 (International Telecommunication Union -- ITU)–1865年年5月月17日成立的国际电报联盟，日成立的国际电报联盟，1934年改名年改名为国际电信联盟为国际电信联盟 ，简称国际电联。

简称国际电联–1969年年5月月17日，决定日，决定5月月17日定为日定为“世界电信日世界电信日”ITU对对电信的定义电信的定义–利用有线、无线的电磁系统或者光电系统，传输、利用有线、无线的电磁系统或者光电系统，传输、发射、接收或者处理语音、文字、数据、图像以发射、接收或者处理语音、文字、数据、图像以及其他形式信息的活动及其他形式信息的活动1.1.2 简单通信过程简单通信过程通信系统通信系统–对原始信号进行转换、处理和传输对原始信号进行转换、处理和传输–通信需要的一切技术设备和传输媒质的总体通信需要的一切技术设备和传输媒质的总体–信道信道、链路、路由、链路、路由(控制机制控制机制)（（1）通信系统组成）通信系统组成信源：产生信息的人或机器信源：产生信息的人或机器发送设备：将信源产生的信息变换成利于信道传输的信号发送设备：将信源产生的信息变换成利于信道传输的信号信道：传输载体，包括电缆，光缆，无线电波等信道：传输载体，包括电缆，光缆，无线电波等接收设备：将接收的信号转换为信宿可以识别的信息形式接收设备：将接收的信号转换为信宿可以识别的信息形式信宿：接收信息的人或机器信宿：接收信息的人或机器噪声：客观存在的干扰噪声：客观存在的干扰（（2）通信系统的性能）通信系统的性能有效性：有效性：在给定信道内能传输信息的量在给定信道内能传输信息的量–资源的利用率资源的利用率(频率，时间和功率频率，时间和功率)可靠性：可靠性：指接收信息的准确程度指接收信息的准确程度–模拟系统：信噪比模拟系统：信噪比(dB，，分贝分贝)–数字系统：误比特率数字系统：误比特率（（3）什么是带宽？）什么是带宽？在通信领域里，带宽的意思就是指信息在通信领域里，带宽的意思就是指信息传输能力。

传输能力–模拟系统：用赫兹模拟系统：用赫兹(Hz)来表示来表示•模拟设备的带宽就是模拟介质传输所使用的最高模拟设备的带宽就是模拟介质传输所使用的最高频率和最低频率之差频率和最低频率之差–数字系统：每秒所传输的位数来计量数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)•ADSL上网的速率上网的速率: 上行：上行：0.54Mbit/s   下载：下载：8Mbit/s•以太网上网的速率以太网上网的速率: 10Mbit/s 、、100Mbit/s 到桌到桌面面宽带：宽带：2Mbit/s 作为划分点作为划分点1.2 电信技术的发展电信技术的发展电信技术的发展简史电信技术的发展简史我国电信的现状我国电信的现状电信的发展趋势电信的发展趋势1.2.1 电信技术发展史电信技术发展史电报技术电报技术(1837)：莫尔斯：莫尔斯  技术技术(1876)：贝尔：贝尔 无线电通信技术无线电通信技术(1906)：微波、卫星通信：微波、卫星通信数据传输理论数据传输理论(1928)：奈奎斯特：奈奎斯特复用技术复用技术(1930)：里夫斯：里夫斯(PCM)数字通信理论数字通信理论(1948)：香农：香农移动通信移动通信(近近20年年)：：GSM、、CDMA光纤通信光纤通信(近近20年年)：高锟：高锟(光纤光纤)、、WDM 1920年,美国匹兹堡建立了第一座面向公众的无线广播电台 1876年发明的是英国年发明的是英国人贝尔人贝尔(1847—1922)，当时，当时他还不到他还不到30岁。

他还制造岁他还制造了助听器，改进了留声机，了助听器，改进了留声机，他一生获得他一生获得30项发明专利项发明专利贝尔贝尔模拟时代、GSM时代、2.5G时代和3G时代 GSM GSM 无天线无天线 翻盖翻盖 双频双频及移动通信的发展史及移动通信的发展史1.2.2 通信的发展趋势通信的发展趋势现有电信网的特点现有电信网的特点通信网的发展方向通信网的发展方向信息产业的发展信息产业的发展（（1）现有电信网的特点）现有电信网的特点由时代走向信息时代由时代走向信息时代业务的结构变化业务的结构变化–数据超过话音数据超过话音–移动超过固定移动超过固定移动超过固定移动超过固定个性化需求个性化需求数据超过话音数据超过话音信息需求信息需求（（2）通信网的发展方向）通信网的发展方向简单通信系统简单通信系统—通信网通信网模拟通信模拟通信—数字通信数字通信以电信网为主体以电信网为主体—数据网和数据网和IP网网电子通信电子通信—光通信光通信单媒体通信单媒体通信—综合业务和多媒体通信综合业务和多媒体通信（（3）信息产业的发展趋势）信息产业的发展趋势普及化普及化多媒体化多媒体化多样化多样化个性化个性化全球化全球化网络走向融合网络走向融合网络走向融合网络走向融合在技术上走向趋同在技术上走向趋同在业务范围上互相渗透、互相交叉在业务范围上互相渗透、互相交叉在网络上互连互通形成无缝覆盖在网络上互连互通形成无缝覆盖在经营上互相竞争、互相合作在经营上互相竞争、互相合作包括三网融合，固定网与移动网的融合包括三网融合，固定网与移动网的融合（（FMC）） 朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起务的同一目标逐渐交汇在一起Network个人与家庭个人与家庭企业与办公企业与办公学校与教育学校与教育其它其它政府与管理政府与管理业务需求发展业务需求发展三网融合：电信网、计算机、广电网三网融合：电信网、计算机、广电网下一代网络下一代网络互联网互联网下一代移动网下一代移动网3GB3GPSTN网网广电网广电网下一代互联网下一代互联网（（NGI））IPv6下一代接入网（无下一代接入网（无线、固定宽带接入）线、固定宽带接入）传输网传输网交换网（软交换）交换网（软交换）NGN移动网移动网发展趋势发展趋势1.3 通信的分类通信的分类按传输媒质划分按传输媒质划分–有线通信：电缆、光缆、波导有线通信：电缆、光缆、波导 –无线通信：无线通信：电电磁波磁波、光波、光波按调制方式分按调制方式分 –基带传输基带传输–频带传输频带传输 按业务的不同分按业务的不同分 –、数据传输、可视、、数据传输、可视、无线寻呼无线寻呼 按收信者是否运动分按收信者是否运动分 –移动通信移动通信–固定通信固定通信 通信频率分配通信频率分配(Hz)1041051061071081091010101110121013101410151016双绞线同轴电缆低频波AM无线电FM无线电TV卫星地面微波光纤波段    LF      MF     HF   VHF   UHF    SHF   EHF   THF1.4 电信业务分类电信业务分类基础电信业务基础电信业务–语音业务语音业务–数据业务数据业务增值电信业务增值电信业务–固定固定–移动移动–英特网英特网–卫星网卫星网–其它其它基础电信业务含义：是指提供公共网络基础电信业务含义：是指提供公共网络基础设施、公共数据传送和基本话音通基础设施、公共数据传送和基本话音通信服务的业务。

基础电信业务包括：信服务的业务基础电信业务包括：•固定网络国内长途及本地业务；固定网络国内长途及本地业务；•移动网络和数据业务；移动网络和数据业务；•卫星通信及卫星移动通信业务；卫星通信及卫星移动通信业务；•互联网及其他公共数据传送业务；互联网及其他公共数据传送业务；•带宽、波长、光纤、光缆、管道及其他带宽、波长、光纤、光缆、管道及其他网络元素出租、出售业务；网络元素出租、出售业务；•网络承载、接入及网络外包等业务；网络承载、接入及网络外包等业务；•国际通信基础设施、国际电信业务；国际通信基础设施、国际电信业务；•无线寻呼业务；无线寻呼业务；•转售的基础电信业务转售的基础电信业务部分增值业务部分增值业务移动通信：主叫号码显示、呼叫等待、语音移动通信：主叫号码显示、呼叫等待、语音信箱、呼叫转移、三方通话、遇忙前转、短消信箱、呼叫转移、三方通话、遇忙前转、短消息、低速数据、息、低速数据、IPIP接入业务、信息点接入业务、信息点播、彩信播、彩信小灵通：灵通短信、七彩铃音、定位服务、小灵通：灵通短信、七彩铃音、定位服务、彩信、无线上网、灵通伴侣、彩信、无线上网、灵通伴侣、、、166166语语音信箱、语音短信、音信箱、语音短信、160160包打听、彩话业务、包打听、彩话业务、灵通助理灵通助理固定网增值业务：智能业务固定网增值业务：智能业务1.5 实做项目及教学情境实做项目及教学情境实做项目一：考察电信业务实做项目一：考察电信业务–考察移动、新联通或中国电信营考察移动、新联通或中国电信营业厅的业务类型。

业厅的业务类型实做项目二：使用实做项目二：使用–通过操作掌握移动业务的类通过操作掌握移动业务的类型第二章第二章  电信系统电信系统本章内容：本章内容：–电信系统构成电信系统构成–通信网拓扑结构通信网拓扑结构–电信网电信网本章重点：本章重点：–电信系统的三种硬件设备电信系统的三种硬件设备–通信网拓扑结构的特点及适用情况通信网拓扑结构的特点及适用情况本章学习目的及要求本章学习目的及要求–掌握电信系统组成掌握电信系统组成–掌握电信网的拓扑结构掌握电信网的拓扑结构–理解电信网的分类及其网络的相关概念理解电信网的分类及其网络的相关概念2.1 电信系统构成电信系统构成打时声音信息传递的过程打时声音信息传递的过程通话是如何实现的？通话是如何实现的？　探 讨　电信系统是各种协调工作的电信设备集电信系统是各种协调工作的电信设备集合的整体，最简单的电信系统是只在两合的整体，最简单的电信系统是只在两个用户之间建立的专线系统，如有个用户之间建立的专线系统，如有5部电部要实现相互之间通话，则需要专线将话要实现相互之间通话，则需要专线将5部两两相连部两两相连 当通话的用户越来越当通话的用户越来越多时，会出现什么问题呢多时，会出现什么问题呢？？对于较复杂的通信系统，为了解决随着用户数增对于较复杂的通信系统，为了解决随着用户数增加而带来的专线连接问题，因此，在通信系统中，加而带来的专线连接问题，因此，在通信系统中，产生了交换式通信系统，多个用户同时接到交换产生了交换式通信系统，多个用户同时接到交换机上，由交换机根据需要实时完成呼叫接续，在机上，由交换机根据需要实时完成呼叫接续，在此基础上形成了以交换机为核心的通信系统。

此基础上形成了以交换机为核心的通信系统 2.1.1系统组成模型系统组成模型用户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)业务网：为疏通各种不同类型电信业务所形成的网络物理网支  撑  管  理  网电信系统的功能是把发信者的信息进行转换、处理、交换、电信系统的功能是把发信者的信息进行转换、处理、交换、传输，最后送给收信者传输，最后送给收信者电信系统组成模型电信系统组成模型信源：是产生信息的人或机器，如声音（话筒），符号源（计算机），信源：是产生信息的人或机器，如声音（话筒），符号源（计算机），图像源（摄像机）等，将原始信息转换成基带电信号图像源（摄像机）等，将原始信息转换成基带电信号发送器：完成变换，使信号源的输出基带信号变成为便于传输的信号发送器：完成变换，使信号源的输出基带信号变成为便于传输的信号（电或光信号）的设备如编码、调制、放大等电或光信号）的设备如编码、调制、放大等信道：是传送信号的媒介，如电缆、光纤、空间等信道：是传送信号的媒介，如电缆、光纤、空间等接收器：完成反变换（输出基带信号）以便获得能识别消息的设备，如接收器：完成反变换（输出基带信号）以便获得能识别消息的设备，如译码器、解调器、放大器等。

译码器、解调器、放大器等信宿：为接收信息的人或机器如听筒，显示屏等将基带信号恢复为信宿：为接收信息的人或机器如听筒，显示屏等将基带信号恢复为原始信号原始信号交换设备：交换设备在用户群内每对用户终端间，按需提供传输信道构交换设备：交换设备在用户群内每对用户终端间，按需提供传输信道构成临时通信连接；并可控制信号流向及流量的集散，从而达到共用电信成临时通信连接；并可控制信号流向及流量的集散，从而达到共用电信设施和提高设备利用率的目的是电信网的核心设施和提高设备利用率的目的是电信网的核心,它的基本功能是完成接它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配入交换节点链路的汇集、转接接续和分配噪声：噪声是除去信息以外所有能量的总称，它并不是一个人为实现的噪声：噪声是除去信息以外所有能量的总称，它并不是一个人为实现的实体，但在实际通信系统中又是客观存在的，可以存在于发送器、信道、实体，但在实际通信系统中又是客观存在的，可以存在于发送器、信道、交换设备以及接收器中交换设备以及接收器中 一一个个完完整整的的电电信信系系统统应应由由终终端端设设备备、、传传输输设设备备（（包包括括线线路路））和和交交换换设设备备三三大大部部分分组组成成。

例例如如：：电话系系统统，，终终端端设设备备是是电话机机，，传传输输设设备备是是用用户户线，中继线，交换设备是交换机线，中继线，交换设备是交换机归纳思考归纳思考2.1.2电信系统的三大硬件设备电信系统的三大硬件设备终端设备终端设备传输设备传输设备交换设备交换设备 1.终端设备终端设备将话音、文字、数据和图像信息将话音、文字、数据和图像信息转变转变为电为电信号、电磁信号或光信号发出去信号、电磁信号或光信号发出去将接收到的电信号、电磁信号或光信号将接收到的电信号、电磁信号或光信号复复原原为原来的话音、文字、数据或图像为原来的话音、文字、数据或图像 机、电报机、移动机、微型计算机、电报机、移动机、微型计算机，数据终端机、机、电视机机，数据终端机、机、电视机 终端设备终端设备2.传输设备传输设备传输设备是将电信号、电磁信号或光信号传输设备是将电信号、电磁信号或光信号从一个地点传送到另一个地点的设备，它从一个地点传送到另一个地点的设备，它构成电信系统的传输链路（信道），包括构成电信系统的传输链路（信道），包括无线传输设备和有线传输设备无线传输设备和有线传输设备–无线传输设备无线传输设备有短波、超短波、微波收发信机有短波、超短波、微波收发信机和传输系统以及卫星通信系统（包括卫星和地和传输系统以及卫星通信系统（包括卫星和地球站设备）等；球站设备）等；–有线传输设备有线传输设备有架空明线、同轴电缆、海底电有架空明线、同轴电缆、海底电缆、光缆等传输系统。

缆、光缆等传输系统 3.交换设备交换设备交换设备是实现一个呼叫终端（用户）和它所要交换设备是实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或多个终端（用户）之间的接续或非求的另一个或多个终端（用户）之间的接续或非连接传输选路的设备和系统，是构成通信网中节连接传输选路的设备和系统，是构成通信网中节点的主要设备点的主要设备交换设备根据主叫用户终端所发出的选择信号来交换设备根据主叫用户终端所发出的选择信号来选择被叫终端，使这两个或多个终端间建立连接，选择被叫终端，使这两个或多个终端间建立连接，然后，经过交换设备连通的路由传递信号然后，经过交换设备连通的路由传递信号交换设备包括交换机、电报交换机、数据交交换设备包括交换机、电报交换机、数据交换机、移动交换机、分组交换机、换机、移动交换机、分组交换机、ATM交换交换机、宽带交换机等机、宽带交换机等 交换设备交换设备4.通信电源设备通信电源设备          整流器整流器以终端设备、交换设备为点，以传输设备以终端设备、交换设备为点，以传输设备为线，点、线相连就构成了一个通信网，为线，点、线相连就构成了一个通信网，即电信系统的硬件设备即电信系统的硬件设备。

电信系统只有这些硬件设备也是不能很好电信系统只有这些硬件设备也是不能很好的完成信息的传递和交换，还需有系统的的完成信息的传递和交换，还需有系统的软件，类似于人的神经系统的功能软件，类似于人的神经系统的功能警警  示示2.1.3 模拟通信系统模拟通信系统特点：特点：传输连续的模拟信号、占用带宽传输连续的模拟信号、占用带宽少少4KHz、、抗干扰能力较弱、不适与远距抗干扰能力较弱、不适与远距离传输、系统和设备庞大，不利于集成离传输、系统和设备庞大，不利于集成化化两次变换两次变换①① ②② 2.1.4 数字通信系统数字通信系统特点：特点：传输传输离散的数字信号离散的数字信号、、占用占用带宽较带宽较大大64KHz、、抗干抗干扰扰能力能力强强、、实现远实现远距离高距离高质质量量传输传输、、实现综实现综合合业务业务数字化数字化、易于加、易于加密，安全性强、密，安全性强、通信通信设备设备集成化集成化信源信源信源信源编码器编码器信源信源译码器译码器信道信道编码器编码器调制器调制器传输媒质传输媒质噪声源噪声源解调器解调器信道信道译码器译码器信宿信宿信源发出的模拟信号，经信源编码器后，由信源发出的模拟信号，经信源编码器后，由模拟信号变为数字信号。

再经过信道编码器，模拟信号变为数字信号再经过信道编码器，使信号变换为利于在信道中传输的信号，经使信号变换为利于在信道中传输的信号，经过调制后进入信道以数字信号形式传送传输，过调制后进入信道以数字信号形式传送传输，在接收端进行反变换恢复出原始信号在接收端进行反变换恢复出原始信号2.2 电信网电信网网络拓扑结构网络拓扑结构 电信网的分类电信网的分类电信网的分层结构电信网的分层结构电信管理网电信管理网2.2.1 网络拓扑结构网络拓扑结构电信网拓扑结构是描述交换设备间、交换电信网拓扑结构是描述交换设备间、交换设备与终端间邻接关系的连通图设备与终端间邻接关系的连通图网络的拓扑结构主要有网状网、星型网、网络的拓扑结构主要有网状网、星型网、复合网、环型网、总线网、蜂窝网等形式复合网、环型网、总线网、蜂窝网等形式 l庞庞大大的的通通信信网网络络中中，，各各种种设设备备如如何何连连接接起起来来的的呢呢？网和计算机网的结构形式会一样吗？？网和计算机网的结构形式会一样吗？探探 讨讨　1.网络拓扑基本结构网络拓扑基本结构网状网网状网星型网星型网复合网复合网总线网总线网环型网环型网蜂窝网蜂窝网（（1）网状网）网状网网状网又称为点点相连制，网中任何两个节点之间都有直达网状网又称为点点相连制，网中任何两个节点之间都有直达链路相连接，在通信建立的过程中，不需任何形式的转接。

链路相连接，在通信建立的过程中，不需任何形式的转接节点数：节点数：N     链路数：链路数：N(N-1)/2这种拓扑结构的优点这种拓扑结构的优点–①①点点相连，每个通信节点间都有直达电路，信息传递快；点点相连，每个通信节点间都有直达电路，信息传递快；–②②灵活性大，可靠性高，其中任何一条电路发生故障时，均可以通过灵活性大，可靠性高，其中任何一条电路发生故障时，均可以通过其他电路保证通信畅通；其他电路保证通信畅通；–③③通信节点不需要汇接交换功能，交换费用低通信节点不需要汇接交换功能，交换费用低这种拓扑结构的缺点这种拓扑结构的缺点–①①线路多，总长度长，基本建设和维护费用都很大；线路多，总长度长，基本建设和维护费用都很大；–②②在通信量不大的情况下，电路利用率低在通信量不大的情况下，电路利用率低网状网适用于通信节点数较少而相互间通信量较大的情况网状网适用于通信节点数较少而相互间通信量较大的情况（（2）星形网）星形网星型网又称为辐射制，在地区中心设置一个中心通信点，地区内的其他星型网又称为辐射制，在地区中心设置一个中心通信点，地区内的其他通信点都与中心通信点有直达电路，而其他通信点之间的通信都经中心通信点都与中心通信点有直达电路，而其他通信点之间的通信都经中心通信点转接。

通信点转接节点数：节点数：N     链路数：链路数：N－－1这种拓扑结构的优点这种拓扑结构的优点–①①网络结构简单、电路少、总长度短，基本建设和维护费用少；网络结构简单、电路少、总长度短，基本建设和维护费用少；–②②中心通信点增加了汇接交换功能，集中了业务量，提高了电路利用率；中心通信点增加了汇接交换功能，集中了业务量，提高了电路利用率；–③③只经一次转接只经一次转接这种拓扑结构的缺点这种拓扑结构的缺点–①①可靠性低，若中心通信点发生故障，整个通信系统瘫痪；可靠性低，若中心通信点发生故障，整个通信系统瘫痪；–②②通信量集中到一个通信点，负荷重时影响传输速度通信量大时，交换通信量集中到一个通信点，负荷重时影响传输速度通信量大时，交换成本增加；成本增加；–③③相邻两点的通信也需经中心点转接，电路距离增加相邻两点的通信也需经中心点转接，电路距离增加这种网络结构适用于通信点比较分散，距离远，相互之间通信量不大，这种网络结构适用于通信点比较分散，距离远，相互之间通信量不大，且大部分通信是中心通信点和其他通信点之间的往来情况且大部分通信是中心通信点和其他通信点之间的往来情况（（3））复合网复合网复合网又称为辐射汇接网，是以星型网为复合网又称为辐射汇接网，是以星型网为基础，在通信量较大的地区间构成网状网。

基础，在通信量较大的地区间构成网状网复合网吸取了网状网和星型网二者的优点，复合网吸取了网状网和星型网二者的优点，比较经济合理，且有一定的可靠性，是目比较经济合理，且有一定的可靠性，是目前通信网的基本结构形式前通信网的基本结构形式 （（4）总线网）总线网网络中所有的站点共享一条数据通道，通常用于计算机局网络中所有的站点共享一条数据通道，通常用于计算机局域网中总线型网络安装简单方便，需要铺设的电缆最短，成本低，总线型网络安装简单方便，需要铺设的电缆最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络某个站点的故障一般不会影响整个网络但介质的故障会导致网络瘫痪，总线网安全性低，监控比但介质的故障会导致网络瘫痪，总线网安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网容易较困难，增加新站点也不如星型网容易（（5）环型网）环型网各站点通过通信介质连成各站点通过通信介质连成一个封闭的环形一个封闭的环形环形网容易安装和监控，环形网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点难以增加新的站点节点数：节点数：N 链路数：链路数：N适用范围：光纤通信网适用范围：光纤通信网 令令牌环网牌环网  SDH环网环网ADMADMADMADMADMADM（（6））蜂窝网蜂窝网蜂窝网是移动通信网的网络拓扑结构形式，形状为正六边形，连在一起，像蜂窝形状。

2.我国网络结构我国网络结构网的等级结构网的等级结构–等级结构的网就是把全网的交换局划分等级结构的网就是把全网的交换局划分成若干个等级，低等级的交换局与管辖它的成若干个等级，低等级的交换局与管辖它的高等级的交换局相连、形成多级汇接辐射网高等级的交换局相连、形成多级汇接辐射网即星形网；而最高等级的交换局间则直接互即星形网；而最高等级的交换局间则直接互连，形成网形网连，形成网形网–等级结构的网一般是复合形网等级结构的网一般是复合形网等级结构的网的级数选择因素等级结构的网的级数选择因素①①全网的服务质量，例如接通率、接续时延、全网的服务质量，例如接通率、接续时延、传输质量、可靠性等；传输质量、可靠性等；②② 全网的经济性，即网的总费用问题另外全网的经济性，即网的总费用问题另外还应考虑国家幅员大小，各地区的地理状况，还应考虑国家幅员大小，各地区的地理状况，政治、经济条件以及地区之间的联系程度等政治、经济条件以及地区之间的联系程度等等因素邮电部规定我邮电部规定我邮电部规定我邮电部规定我国网的网国网的网国网的网国网的网路等级分为五路等级分为五路等级分为五路等级分为五级，由一、二、级，由一、二、级，由一、二、级，由一、二、三、四级长途三、四级长途三、四级长途三、四级长途交换中心及本交换中心及本交换中心及本交换中心及本地五级交换中地五级交换中地五级交换中地五级交换中心即端局成。

心即端局成心即端局成心即端局成一级交换中心为大区中心，也称省间中心，一级交换中心为大区中心，也称省间中心，全国共有八个，分别是：北京、上海、广州、全国共有八个，分别是：北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都、西安沈阳、南京、武汉、成都、西安二级交换中心为省交换中心，设在省会城市二级交换中心为省交换中心，设在省会城市或直辖市；或直辖市；三级交换中心为地区交换中心，设在地市级三级交换中心为地区交换中心，设在地市级城市；城市；四级交换中心为县长途交换中心，是长途终四级交换中心为县长途交换中心，是长途终端局，目前已经取消端局，目前已经取消一、二一、二级长级长途交途交换换中心中心合并合并为为DC1DC1，构成，构成长长途两途两级级网的高平面网（省网的高平面网（省际际平面）；平面）；C3C3被称被称为为DC2DC2，构成，构成长长途途两两级级网的低平面网（省网的低平面网（省内平面）内平面）国国际际出入口局包括：北出入口局包括：北京、上海、广州；省京、上海、广州；省级级出入口局出入口局设设在在DC1DC1；地市；地市出入口局出入口局设设在在DC2DC2二级长途网的网路结构二级长途网的网路结构我国网采用等级的辐射汇接制，我国网采用等级的辐射汇接制，由原来的四级长途交换中心变为两由原来的四级长途交换中心变为两个长途交换平面，为什么会出现层个长途交换平面，为什么会出现层级减少的现象？级减少的现象？级数减少会有什么好处？级数减少会有什么好处？归纳思考归纳思考2.2.2 电信网的分类电信网的分类按电信业务的种类分为：网、电报网、用户电报网、数按电信业务的种类分为：网、电报网、用户电报网、数据通信网、通信网、图像通信网、有线电视网等。

据通信网、通信网、图像通信网、有线电视网等按服务区域范围分为：本地电信网、农村电信网、长途电信按服务区域范围分为：本地电信网、农村电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等网、移动通信网、国际电信网等按传输媒介种类分为：架空明线网、电缆通信网、光缆通信按传输媒介种类分为：架空明线网、电缆通信网、光缆通信网、卫星通信网、用户光纤网、低轨道卫星移动通信网等网、卫星通信网、用户光纤网、低轨道卫星移动通信网等按交换方式分为：电路交换网、报文交换网、分组交换网、按交换方式分为：电路交换网、报文交换网、分组交换网、宽带交换网等宽带交换网等按结构形式分为按结构形式分为:网状网、星形网、环形网、栅格网、总线网状网、星形网、环形网、栅格网、总线网等按信息信号形式分为：模拟通信网、数字通信网、数字模按信息信号形式分为：模拟通信网、数字通信网、数字模拟混合网等拟混合网等按信息传递方式分为：同步转移模式按信息传递方式分为：同步转移模式(STM)的综合业务数的综合业务数字网字网(ISDN)和异地转移模式和异地转移模式(ATM)的宽带综合业务数字网的宽带综合业务数字网(B-ISDN)等按等级划分，又分为一级干线、二级干线、本地网。

按等级划分，又分为一级干线、二级干线、本地网–一级干线是指在省间进行通信的网络，比如说：省会城市长途局一级干线是指在省间进行通信的网络，比如说：省会城市长途局完成到其它省的交换，京太西光缆从北京到陕西经过多个省完成到其它省的交换，京太西光缆从北京到陕西经过多个省市–二级干线是指在省内不同地市间进行通信的网络，比如说：某地二级干线是指在省内不同地市间进行通信的网络，比如说：某地市长途局完成到其它地市电路交换市长途局完成到其它地市电路交换–本地网是指在同一个长途区号内，由若干个市话端局和汇接局、本地网是指在同一个长途区号内，由若干个市话端局和汇接局、局间中继、长市中继、用户线和话机终端等所组成的网局间中继、长市中继、用户线和话机终端等所组成的网 2.2.3 电信网的分层结构电信网的分层结构为了更清晰地描述现代电信网，人们引入网络的为了更清晰地描述现代电信网，人们引入网络的分层结构分层结构从网络纵向分层的观点来看，可根据不同的功能从网络纵向分层的观点来看，可根据不同的功能将网络分解成多个功能层，上下层之间的关系为将网络分解成多个功能层，上下层之间的关系为客户客户/服务者关系从垂直方向上分为传送网、业服务者关系。

从垂直方向上分为传送网、业务网、应用层和支撑网务网、应用层和支撑网传送网是支持业务网的传送手段和基础设施，由线路设传送网是支持业务网的传送手段和基础设施，由线路设施、传输设施等组成的为传送信息业务提供所需传送承施、传输设施等组成的为传送信息业务提供所需传送承载能力的通道长途传输网、本地传输网、接入网均属载能力的通道长途传输网、本地传输网、接入网均属于传送网于传送网业务网是传输各种信息的业务网，是指向用户提供诸如业务网是传输各种信息的业务网，是指向用户提供诸如、电报、图像、数据等电信业务的网路交换、电报、图像、数据等电信业务的网路交换网、移动交换网、智能网、数据通信网均属于业务网网、移动交换网、智能网、数据通信网均属于业务网应用层是表示各种信息应用，如远程教育、会议电视等应用层是表示各种信息应用，如远程教育、会议电视等支撑网是指能使电信业务网路正常运行，可以支持全部支撑网是指能使电信业务网路正常运行，可以支持全部3个层面的工作，提供保证网络有效正常运行的各控制和个层面的工作，提供保证网络有效正常运行的各控制和管理能力，包括信令网、同步网和电信管理网管理能力，包括信令网、同步网和电信管理网。

2.2.4 电信网管理网电信网管理网电信网从产生以来就是面向公众提供服务业务电信网从产生以来就是面向公众提供服务业务的，结合电信业务的特点，为了保证业务质量，的，结合电信业务的特点，为了保证业务质量，电信网的管理一直是非常重要的电信网的管理一直是非常重要的随着网络技术的发展，电信网的设备越来越多随着网络技术的发展，电信网的设备越来越多样化和复杂化，规模上也越来越大样化和复杂化，规模上也越来越大国际电信联盟电信标准化部门（国际电信联盟电信标准化部门（ITU－－T）提出）提出具有标准协议、接口和体系结构的管理网络具有标准协议、接口和体系结构的管理网络—电信管理网（电信管理网（Telecommunication Management Network，，TMN）1.电信管理网的作用电信管理网的作用TMN为电信网和业务提供管理功能并能提供与电为电信网和业务提供管理功能并能提供与电信网和业务进行通信的能力信网和业务进行通信的能力TMN的基本思想是提供一个有组织的体系结构，的基本思想是提供一个有组织的体系结构，实现各种运营系统以及电信设备之间的互连，利实现各种运营系统以及电信设备之间的互连，利用标准接口所支持的体系结构交换管理信息，从用标准接口所支持的体系结构交换管理信息，从而为管理部门和厂商在开发设备以及设计管理电而为管理部门和厂商在开发设备以及设计管理电信网络和业务的基础结构时提供参考。

信网络和业务的基础结构时提供参考TMN的目标是在电信网的管理方面支持主管部门，的目标是在电信网的管理方面支持主管部门，提供一大批电信网的管理功能，并提供它本身与提供一大批电信网的管理功能，并提供它本身与电信网之间的通信电信网之间的通信2.电信管理网与电信网的关系电信管理网与电信网的关系TMN与它所管理的电信网是紧密耦合的，但与它所管理的电信网是紧密耦合的，但它在概念上又是一个分离的网络，它在若它在概念上又是一个分离的网络，它在若干点与电信网连接，另外干点与电信网连接，另外TMN有可能利用电有可能利用电信网的一部分来实现它的通信能力信网的一部分来实现它的通信能力 终端终端交换设备交换设备传输设备传输设备交换设备交换设备终端终端传输设备传输设备数据通信网数据通信网操作系统操作系统工作站工作站操作系统操作系统操作系统操作系统至至其其他他TMNTMN3.电信管理网管理的业务电信管理网管理的业务（（1 1）用户管理；）用户管理；（（2 2）网络指配管理；）网络指配管理；（（3 3）人力资源管理；）人力资源管理；（（4 4）资费和服务管理；）资费和服务管理；（（5 5）服务质量和网络性能管理；）服务质量和网络性能管理；（（6 6）业务测量及分析管理；）业务测量及分析管理；（（7 7）业务量管理；）业务量管理；（（8 8）路由管理；）路由管理；（（9 9）维护管理；）维护管理；（（1010）安全管理；）安全管理；（（1111）物资管理。

物资管理 4.电信管理网的网络管理功能电信管理网的网络管理功能TMN支持的网络管理功能，包括电信网的运营、支持的网络管理功能，包括电信网的运营、管理、维护和补给四大类，这四大类管理功能在管理、维护和补给四大类，这四大类管理功能在不同的管理机构中有不尽相同的含义不同的管理机构中有不尽相同的含义根据其管理的目的可以分成性能管理、故障管理根据其管理的目的可以分成性能管理、故障管理（或维护管理）、配置管理、记账管理和安全管（或维护管理）、配置管理、记账管理和安全管理五个功能域理五个功能域2.3 实做项目及教学情境实做项目及教学情境实做项目一：参观运营商机房实做项目一：参观运营商机房–目的：认识交换机、传输设备，形成对通信目的：认识交换机、传输设备，形成对通信网络的初步认识网络的初步认识实做项目二：考察通信线路实做项目二：考察通信线路–目的：通过考察通信线路、参观通信线务与目的：通过考察通信线路、参观通信线务与传输实训室，认识通信线路传输实训室，认识通信线路第三章第三章  通信通信本章重点：本章重点：数字通信过程数字通信过程多路复用技术多路复用技术数字程控交换技术数字程控交换技术PCM30/32系统系统本章内容：本章内容：通信过程通信过程多路复用多路复用PCM30/32系统系统数字复接数字复接程控交换技术程控交换技术信令系统信令系统机的发明机的发明1875年年6月月2日贝尔和沃森发明了，这就是原始的日贝尔和沃森发明了，这就是原始的电磁式。

电磁式1877年爱迪生发明了碳精式送话器，将碳精式送话器与手柄、呼年爱迪生发明了碳精式送话器，将碳精式送话器与手柄、呼叫设备（电铃）、手摇发电机和干电池组合起来就成为叫设备（电铃）、手摇发电机和干电池组合起来就成为磁石式电磁石式机1882年出现了年出现了共电式机共电式机，这种机不需要手摇发电机和干，这种机不需要手摇发电机和干电池，通话所用电源由交换机供给，这种概念一直沿用到今天电池，通话所用电源由交换机供给，这种概念一直沿用到今天1896年美国人爱立克森发明了旋转式拨号盘年美国人爱立克森发明了旋转式拨号盘1920年美国人年美国人坎贝尔发明了消侧音电路，这样就产生了自动机坎贝尔发明了消侧音电路，这样就产生了自动机——拨号盘拨号盘机上个世纪上个世纪60年代电子学飞速发展，年代电子学飞速发展，70年代大规模集成电路的出现，年代大规模集成电路的出现，出现了电子机出现了电子机——按键式机按键式机80年代随着年代随着N-ISDN的应用的应用出现了数字机，从机出来的是数字话音信号随着出现了数字机，从机出来的是数字话音信号随着B-ISDN网络和网络和IP骨干网络的出现，多媒体用户终端和骨干网络的出现，多媒体用户终端和IP机相继机相继出现。

出现固定和移动固定和移动3.1 通信过程通信过程通信是利用电的方法传送人的语言并完成远距离通信是利用电的方法传送人的语言并完成远距离语音通信过程一般使用的固定为模拟终端，语音通信过程一般使用的固定为模拟终端，通过用户线连接到交换机，交换机之间中继线传输的通过用户线连接到交换机，交换机之间中继线传输的是数字信号是数字信号数字通信过程包括发送端的模数字通信过程包括发送端的模/数变换、信道传输和接数变换、信道传输和接收端的数收端的数/模变换三部分模变换三部分声音是如何变成数字信号进行传输的？声音是如何变成数字信号进行传输的？探探  讨讨模拟信号转换为数字信号设备称为模模拟信号转换为数字信号设备称为模/数转换设数转换设备将模拟信号转换为数字信号的方法有将模拟信号转换为数字信号的方法有–PCM脉冲编码调制（脉冲编码调制（Pulse Code Modulation–差值编码调制（差值编码调制（Difference Pulse Code Modulation，，DPCM））–自适应差值编码（自适应差值编码（Adaptive Difference Pulse Code Modulation，，ADPCM））–增量调制（增量调制（Delta Modulation，，△△M）） PCMPCM数字通信过程数字通信过程PCM1.发送端的模发送端的模/数变换数变换 （（1）抽样）抽样 （（2）量化）量化 （（3）编码）编码 抽样量化编码模拟信号数字信号0100110…tv00011110（（1））抽样抽样模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号，这一过程称之为抽样。

时间上离散的信号，这一过程称之为抽样通过抽样得到一系列在时间上离散的幅值序列通过抽样得到一系列在时间上离散的幅值序列称为样值序列这些样值序列的包络线仍与原称为样值序列这些样值序列的包络线仍与原模拟信号波形相似，我们把它称之为脉冲幅度模拟信号波形相似，我们把它称之为脉冲幅度调制（调制（Pulse Amplitude Modulation，，PAM）信号话音信号的离散化处理话音信号的离散化处理时间上的离散性时间上的离散性使连续信号f(t)变成了离散的f(t0)、 f(t1)、 f(t2)、 f(t3) ···抽抽样样后后的的信信号号时时间间上上变变成成离离散散的的，，但但仍仍然是模拟信号然是模拟信号警警  示示设时间连续信号设时间连续信号f（（t），其最高截止频率），其最高截止频率为为fm要从样值序列无失真地恢复原时要从样值序列无失真地恢复原时间连续信号，其抽样频率应选为间连续信号，其抽样频率应选为fs≥2fm这就是著名的奈奎斯特抽样定理，简称这就是著名的奈奎斯特抽样定理，简称抽样定理抽样定理人的话音信号频率为人的话音信号频率为300～～3400Hz，考虑，考虑防卫带的预留：防卫带的预留： fs＝＝8KHz，抽样周期，抽样周期T＝＝125μs。

（（2））量化 抽样后的抽样后的PAM信号的幅度仍然是连续的，因此还是模拟信号信号的幅度仍然是连续的，因此还是模拟信号幅幅值值在在一一定定范范围围内内为为无无限限多多个个值值，，若若直直接接转转换换成成二二进进制制数数字字信信号号表表示示需需要要无无限限多多位位二二进进制制信信号号与与之之对对应应，，这这是是不不可可能能实实现的，为此要采用量化的办法现的，为此要采用量化的办法量量化化是是把把信信号号在在幅幅度度域域上上连连续续的的样样值值序序列列用用近近似似的的办办法法将将其其变换成幅度离散的样值序列变换成幅度离散的样值序列具具体体的的定定义义是是，，将将幅幅度度域域连连续续取取值值的的信信号号在在幅幅度度域域上上划划分分为为若若干干个个分分级级（（量量化化间间隔隔）），，在在每每一一个个分分级级范范围围内内的的信信号号值值取取某一个固定的值用某一个固定的值用m(t)来表示量化误差量化误差–这这一一近近似似过过程程一一定定会会产产生生误误差差，，称称为为量量化化误误差差量量化化误误差差就就是是指指量量化化前后信号之差，会产生量化噪声前后信号之差，会产生量化噪声同样伏值的噪声，对不同功率的信号影响是否相同？均匀量化原理图均匀量化原理图A律律13折线折线（（3））编码编码编码是把抽样并量化的量化值变换成一组（编码是把抽样并量化的量化值变换成一组（8位）二进制码组位）二进制码组 对于一个数字话路来说，每秒钟抽取对于一个数字话路来说，每秒钟抽取8000个样值，每个样值编个样值，每个样值编为为8位二进制代码，则每一话路的数码率为：位二进制代码，则每一话路的数码率为：8×8000＝＝64kbit/s。

2．．信道及再生中继信道及再生中继（（1）信道传输的码型变换）信道传输的码型变换–单极性不归零码（单极性不归零码（Non-Return Zero，，NRZ）码）码变换为双极性归零码（变换为双极性归零码（Return Zero，，RZ） （（2）再生中继）再生中继–在信道上每隔一段距离就要对数字信号波形在信道上每隔一段距离就要对数字信号波形进行一次进行一次“修整修整”，再生出与原发送信号相，再生出与原发送信号相同的波形，然后同的波形，然后,再进行传输再进行传输 单极性不归零单极性不归零双极性不归零双极性不归零单极性归零单极性归零双极性归零双极性归零差分码差分码多极性码多极性码信道传输码型信道传输码型3．接收端的数．接收端的数/模变换模变换（（1）再生、解码）再生、解码（（2）低通滤波（平滑））低通滤波（平滑）信号衰减信号衰减噪声干扰噪声干扰波形失真传输距离增加信噪比下降误码产生再生中继器消除遇到的问题－－门限电平信号再生信号再生数字通信过程包括以下三个过程：数字通信过程包括以下三个过程：–发送端的模发送端的模/数变换包括抽样、量化和编码三数变换包括抽样、量化和编码三个过程；个过程；–信道传输包括码型变换和再生中继；信道传输包括码型变换和再生中继；–接收端的数接收端的数/模变换包括再生、解码和低通滤模变换包括再生、解码和低通滤波三个过程。

波三个过程归纳思考归纳思考3.2 多路复用技术多路复用技术 为了提高线路利用率，使多个信号沿同为了提高线路利用率，使多个信号沿同一信道传输而互不干扰的通信方式一信道传输而互不干扰的通信方式 3.2.1频分多路复用技术频分多路复用技术FDM把可用的带宽划分成把可用的带宽划分成若干若干频隙频隙和各路信号和各路信号占有各自频隙传输占有各自频隙传输频带信号的传输频带信号的传输把时间帧分成若干把时间帧分成若干时隙时隙和各路信号占有各自时和各路信号占有各自时隙传输3.2.2时分多路复用技术时分多路复用技术TDMC1C2C3C2C1PCM编码编码PCM解码解码C3SA1SA2标志识别标志识别起始标志起始标志（（a））发、收双方的电子开关的起始位置和旋转速率发、收双方的电子开关的起始位置和旋转速率都必须一致，否则将会造成错收，这就是都必须一致，否则将会造成错收，这就是PCM系统中的同步要求系统中的同步要求–收、发两端的数码率或时钟频率相同叫位同步或称收、发两端的数码率或时钟频率相同叫位同步或称比特同步，也可通俗的理解为两电子开关旋转速率比特同步，也可通俗的理解为两电子开关旋转速率相同；相同；–收、发两端的起始位置是每隔收、发两端的起始位置是每隔1帧长（即每旋转一周）帧长（即每旋转一周）核对一次的，此称帧同步。

这样才能保证正确区分核对一次的，此称帧同步这样才能保证正确区分收到的哪收到的哪8位码是属于同一个样值的，又是属于哪一位码是属于同一个样值的，又是属于哪一路的信号路的信号3.2.3码分多路复用码分多路复用CDMA码分多路复用首先为码分多路复用首先为每个用户分配一个唯每个用户分配一个唯一的互为正交的地址一的互为正交的地址码，在信号传输前根码，在信号传输前根据地址码进行编码，据地址码进行编码，多个用户信号可同时多个用户信号可同时用同一个载波上传输，用同一个载波上传输，在接收端进行正交解在接收端进行正交解码恢复信号码恢复信号3.2.4波分多路复用波分多路复用 波分多路复用是指将各个具有不同传输波分多路复用是指将各个具有不同传输波长的光载波信号通过一根光纤传输，波长的光载波信号通过一根光纤传输，以提高单个光纤的传输容量以提高单个光纤的传输容量在光波分多路复用系统中，源端和目的在光波分多路复用系统中，源端和目的地端都采用某一特定波长传递信号地端都采用某一特定波长传递信号频分多路复用是通过不同的频段区分频分多路复用是通过不同的频段区分不同的信道；不同的信道；时分多路复用是通过不同的时隙区分时分多路复用是通过不同的时隙区分不同的信道；不同的信道；码分多路复用是通过不同的地址码区码分多路复用是通过不同的地址码区分不同的信道；分不同的信道；波分多路复用是通过不同的波长区分波分多路复用是通过不同的波长区分不同的信道。

不同的信道归纳思考归纳思考3.3 数字通信技术数字通信技术 3.3.1 PCM30/32系统简介系统简介3.3.1 PCM30/32系统简介系统简介PCM30/32的含义的含义–整个系统共分为整个系统共分为32个时隙，其中个时隙，其中30个路时隙个路时隙分别用来传送分别用来传送30路话音信号，一个路时隙用路话音信号，一个路时隙用来传送帧同步码，另一个路时隙用来传送信来传送帧同步码，另一个路时隙用来传送信令码PCM30/32的每一帧占用的时间是的每一帧占用的时间是125μs，每帧的，每帧的频率为频率为8000帧帧/秒一帧包含秒一帧包含32个时隙，其编号个时隙，其编号为为TS0 ，，TS1 ，，TS2……TS31，则每一路时隙所，则每一路时隙所占用的时间为占用的时间为3.9μs，包含，包含8bit，则，则PCM30/32路路系统的总数码率是：系统的总数码率是：fb=8000帧帧/秒秒×32路时隙路时隙/帧帧×8比特比特/路时隙＝路时隙＝2048kbit/s（即（即2.048Mbit/s））而每一路的数码率则为：而每一路的数码率则为：8bit×8000/s=64kbit/s  PCM复帧结构复帧结构30个话路只有个话路只有1个信令时隙，个信令时隙，如何传输信令信息？如何传输信令信息？探探  讨讨2．．PCM30/32路设备在市话通信中的应用路设备在市话通信中的应用PCM30/32路设备最初用于市话中继线的路设备最初用于市话中继线的扩容。

一个话路要占用一对中继线，若扩容一个话路要占用一对中继线，若拿出两对中继线开通一套拿出两对中继线开通一套PCM30/32路系路系统，在这两对线上就可以同时传送统，在这两对线上就可以同时传送30个个话路，线路的利用率为原来的话路，线路的利用率为原来的15倍3.3.2 数字复接数字复接为了提高长途通信线路的效率，总是把若干个小容为了提高长途通信线路的效率，总是把若干个小容量的低速数字流以时分复用的方式合并成一个大容量的低速数字流以时分复用的方式合并成一个大容量的高速数字流再传输，传到对方后再分开，这就量的高速数字流再传输，传到对方后再分开，这就是数字复接是数字复接数字复接是解决数字复接是解决PCM信号由低次群到高次群合成的信号由低次群到高次群合成的技术目前国际上有两种标准系列与速率目前国际上有两种标准系列与速率–我国和欧洲等国采用我国和欧洲等国采用PCM30/32路，路，2.048Mbit/s作为一次群；作为一次群；–日本、美国采用日本、美国采用24路，路，1.544Mbit/s作为一次群；然后，分作为一次群；然后，分别以一次群为基础，构成更高速率的二、三、四、五次别以一次群为基础，构成更高速率的二、三、四、五次群。

群 按字节复接按字节复接(按时隙复接) ：01010101 11111111 11001011 01010101 00000000 11100101········按位复接按位复接：011 111 010 110 011 110 011 111·······话路1: 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1话路2： 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0话路3： 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 主要复接技术主要复接技术复接是将多个低速的数字码流合复接是将多个低速的数字码流合并成一个高速的数字码流；并成一个高速的数字码流；复用是将多路信号在一条信道上复用是将多路信号在一条信道上传输警警  示示3.4 数字程控交换技术数字程控交换技术程控交换机是存储程序控制交换机程控交换机是存储程序控制交换机（（Stored Program Contro1，，SPC）） 的简称是利用电子计算机进行控制的，它把电是利用电子计算机进行控制的，它把交换机各种控制功能按步骤编成程序话交换机各种控制功能按步骤编成程序存入存储器，利用存储器内所存的程序存入存储器，利用存储器内所存的程序来控制整个交换机工作。

来控制整个交换机工作3.4.1程控数字交换机的组成程控数字交换机的组成1．程控交换机组成．程控交换机组成2．各组成部分功能．各组成部分功能3．程控交换机的用户服务性能．程控交换机的用户服务性能1．程控交换机组成．程控交换机组成是由硬件系统和软件系统组成是由硬件系统和软件系统组成–程控交换机的硬件系统包括话路部分、控制部分和输入输出部分程控交换机的硬件系统包括话路部分、控制部分和输入输出部分–程控交换系统中的硬件动作均由软件进行控制完成，程控交换机的软件系程控交换系统中的硬件动作均由软件进行控制完成，程控交换机的软件系统包括运行处理所必需的程序和用于交换的设计、调试、软件生产和统包括运行处理所必需的程序和用于交换的设计、调试、软件生产和管理的支援程序两部分管理的支援程序两部分 输入输出部分输入输出部分2．各组成部分功能．各组成部分功能（（1）用户电路）用户电路–用户线进入交换局的接口电路用户线进入交换局的接口电路 用户电路的主要功能用户电路的主要功能——“BORSCHT”功能：功能：–B（（Battery Feed）：馈电为用户线提供通话和监视电流，程控数字交换的）：馈电为用户线提供通话和监视电流，程控数字交换的额定电压为额定电压为-48V的直流，用户线上的馈电电流为的直流，用户线上的馈电电流为18 mA～～50mA。

–O（（Over voltage Protection）：高压和过压保护高压和过压保护程控数字交换机一般采用程控数字交换机一般采用两级保护：第一级是总配线架保护，第二级保护就是用户电路，通过热敏两级保护：第一级是总配线架保护，第二级保护就是用户电路，通过热敏电阻和二极管实现电阻和二极管实现 –R（（Ringing）：振铃由被叫侧的用户模块向被叫用户话机馈送铃流信号，）：振铃由被叫侧的用户模块向被叫用户话机馈送铃流信号，同时向主叫用户送出回铃音同时向主叫用户送出回铃音–S（（Supervision）：监视通过扫描点监视用户回路通、断状态，以监测用）：监视通过扫描点监视用户回路通、断状态，以监测用户摘机、挂机、拨号脉冲等用户线信号户摘机、挂机、拨号脉冲等用户线信号 –C（（Codec Filtees）：模拟／数字变换，即）：模拟／数字变换，即A／／D变换把机发出模拟信变换把机发出模拟信号变成数字信号送往信道传输，同时把从信道接受的数字信号反变换成模号变成数字信号送往信道传输，同时把从信道接受的数字信号反变换成模拟信号送给话机拟信号送给话机 –H（（Hybird Circuit）：二线／四线变换。

完成）：二线／四线变换完成2线的模拟用户线与交换机内部线的模拟用户线与交换机内部4线的线的PCM传输线之间的转换传输线之间的转换–T（（Test）：测试通过软件控制用户电路中的测试转换开关，对用户可进）：测试通过软件控制用户电路中的测试转换开关，对用户可进行局内侧和外线侧的测试行局内侧和外线侧的测试 （（2）控制系统）控制系统–控制部分是程控交换机的核心，其主要任务控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能现交换及管理功能 （（3）输入）输入/输出设备（输出设备（I/O））–包括打印机、终端、磁带、硬盘等设备包括打印机、终端、磁带、硬盘等设备3.程控交换机的用户服务性能程控交换机的用户服务性能 q缩位拨号缩位拨号q热线服务热线服务q呼出限制呼出限制q免打扰服务免打扰服务q查找恶意呼叫查找恶意呼叫q闹钟服务闹钟服务q截接服务截接服务q缺席用户服务缺席用户服务q遇忙回叫遇忙回叫q无条件呼叫前转无条件呼叫前转q遇忙呼叫前转遇忙呼叫前转q无应答呼叫前转无应答呼叫前转q呼叫等待呼叫等待q三方通话三方通话q会议电视会议电视q主叫号码显示等主叫号码显示等3.4.2数字程控交换原理数字程控交换原理数字交换数字交换T接线器接线器S接线器接线器TST网络网络1．数字交换．数字交换数字交换是通过时隙交换来实现的，数数字交换是通过时隙交换来实现的，数字交换的实质就是把信息在时间位置上字交换的实质就是把信息在时间位置上进行搬移。

进行搬移写入2．．T接线器接线器时间接线器简称时间接线器简称T接线器，接线器，T接线器的作用是接线器的作用是实现一条时分复用线上的时隙交换功能实现一条时分复用线上的时隙交换功能主要由语音存储器（主要由语音存储器（Speech Memory，，SM））和控制存储器（和控制存储器（Control Memory，，CM）组成–语音存储器用来暂存语音数字编码信息，每个语音存储器用来暂存语音数字编码信息，每个话路为话路为8bit–SM的容量即的容量即SM的存储单元数等于时分复用线上的存储单元数等于时分复用线上的时隙数的时隙数–控制存储器用来存放控制存储器用来存放SM的地址码（单元号码），的地址码（单元号码），CM的容量通常等于的容量通常等于SM的容量，每个单元所存储的容量，每个单元所存储的的SM地址码是由处理机控制写入的地址码是由处理机控制写入的 时间接线器的工作方式时间接线器的工作方式–T接线器的工作方式是指接线器的工作方式是指SM的工作方式，的工作方式，CM的的工作方式只能是控制写入、顺序读出方式工作方式只能是控制写入、顺序读出方式–“顺序写入、控制读出顺序写入、控制读出”方式（输出控制方式）方式（输出控制方式）。

–“顺序读出、控制写入顺序读出、控制写入”方式（输入控制方式）方式（输入控制方式）时间交换单元的控制方式时间交换单元的控制方式3．．S接线器接线器空间接线器简称空间接线器简称S接线器，接线器，S接线器的功接线器的功能是完成各复用线的能是完成各复用线的“空间交换空间交换”，即，即在许多根入线中选择一根接通出线，但在许多根入线中选择一根接通出线，但是要在入线和出线的某一时隙内接通是要在入线和出线的某一时隙内接通S接线器由电子交叉节点矩阵和控制存储接线器由电子交叉节点矩阵和控制存储器组成S接线器的工作方式接线器的工作方式–输入工作方式：控制存储器接在输入线上输入工作方式：控制存储器接在输入线上–输出工作方式：控制存储器接在输出线上输出工作方式：控制存储器接在输出线上0 1 20 1 20 1 2TS12 TS8TS12 TS808121272TS8TS8输入控制方式输入控制方式1TS12TS12200 1 20 1 20 1 2TS12 TS8TS12 TS808122TS8TS8输出控制方式输出控制方式0TS12TS12201274．．TST网络网络一般单个一般单个T接线器的交换容量较小，而接线器的交换容量较小，而S接线器往往很少单独使用。

无论是接线器往往很少单独使用无论是T接线接线器还是器还是S接线器都不足以组成实用的时分接线器都不足以组成实用的时分接续网络，实际使用的时分接续网络都接续网络，实际使用的时分接续网络都是由是由T接线器和接线器和S接线器组合而成接线器组合而成T接线器的工作原理接线器的工作原理S接线器的工作原理接线器的工作原理大容量交换如何实现？大容量交换如何实现？归纳思考归纳思考3.4.3 交换的呼叫接续过程交换的呼叫接续过程完成一次通话交换机经过哪些完成一次通话交换机经过哪些接续过程？接续过程？交换机是如何了解接收者的电交换机是如何了解接收者的位置信息的？话位置信息的？ 探探  讨讨呼叫接续过程主要包括呼叫建立、双方通话和话终呼叫接续过程主要包括呼叫建立、双方通话和话终释放程控数字交换机完成一次呼叫的接续过程主要包括程控数字交换机完成一次呼叫的接续过程主要包括如下几个阶段：如下几个阶段：–（（1）主叫摘机，识别主叫、向主叫送拨号音；）主叫摘机，识别主叫、向主叫送拨号音；–（（2）接收主叫拨号脉冲；）接收主叫拨号脉冲；–（（3）分析号码，确定是局内接续还是出局接续；）分析号码，确定是局内接续还是出局接续；–（（4）测试被叫忙、闲。

如闲，向被叫送振铃并向主叫送）测试被叫忙、闲如闲，向被叫送振铃并向主叫送回铃音；如忙，则向主叫送忙音；回铃音；如忙，则向主叫送忙音；–（（5）被叫应答，完成通话接续；）被叫应答，完成通话接续；–（（6）话终拆线话终拆线3.5 信令系统信令系统 3.5.1信令的基本概念信令的基本概念3.5.2信令的分类信令的分类3.5.3 No.7信令系统信令系统3.5.1信令的基本概念信令的基本概念自动完成通话用户的接续或转接需要有一套完整自动完成通话用户的接续或转接需要有一套完整的控制信号和操作程序，用以产生、发送和接收的控制信号和操作程序，用以产生、发送和接收这些控制信号的硬件及相应执行的控制、操作等这些控制信号的硬件及相应执行的控制、操作等程序的集合体就称之为网的信令系统程序的集合体就称之为网的信令系统信令系统是指为了完成特定的信令方式所使用的信令系统是指为了完成特定的信令方式所使用的通信设备的集合通信设备的集合网的信令系统应具有监视功能、选择功能和网的信令系统应具有监视功能、选择功能和网路管理功能网路管理功能 一次通话的信令流程一次通话的信令流程 ①① 当用户摘机时，用户摘机信号送到发端交换机；当用户摘机时，用户摘机信号送到发端交换机；②② 发端交换机收到用户摘机信号后，立即向主叫用户送出拨号音；发端交换机收到用户摘机信号后，立即向主叫用户送出拨号音； ③③ 主叫用户拨号，将被叫用户号码送给发端交换机；主叫用户拨号，将被叫用户号码送给发端交换机；④④ 发端交换机根据被叫号码选择局向及中继线，发端交换机在选好的发端交换机根据被叫号码选择局向及中继线，发端交换机在选好的中继线上向收端交换机发送占用信号，并把被叫用户号码送给收端交中继线上向收端交换机发送占用信号，并把被叫用户号码送给收端交换机；换机；⑤⑤ 收端交换机根据被叫号码，将呼叫连接到被叫用户，向被叫用户发送收端交换机根据被叫号码，将呼叫连接到被叫用户，向被叫用户发送振铃信号，并向主叫用户送回铃音；振铃信号，并向主叫用户送回铃音；⑥⑥ 当被叫用户摘机应答时，收端交换机收到应答信号，收端交换机将应当被叫用户摘机应答时，收端交换机收到应答信号，收端交换机将应答信号转发给发端交换机；答信号转发给发端交换机； ⑦⑦ 用户双方进入通话状态，这时线路上传送话音信号；用户双方进入通话状态，这时线路上传送话音信号；⑧⑧ 话终挂机复原，传送拆线信号；话终挂机复原，传送拆线信号； ⑨⑨ 收端交换机拆线后，回送一个拆线证实信号，一切设备复原。

收端交换机拆线后，回送一个拆线证实信号，一切设备复原3.5.2信令的分类信令的分类1．按工作区域划分．按工作区域划分–用户线信令用户线信令•用户线信令是在用户终端与交换机之间的用户线上传送的信令用户线信令是在用户终端与交换机之间的用户线上传送的信令•对于常见的模拟用户线，用户线信令包括：用户状态信令、选对于常见的模拟用户线，用户线信令包括：用户状态信令、选择信令和各种可闻音信令择信令和各种可闻音信令–用户线状态信令是指用户摘机、应答、拆线等信号；用户线状态信令是指用户摘机、应答、拆线等信号；–选择信令又称地址信令，是指主叫用户发出的被叫用户号码；选择信令又称地址信令，是指主叫用户发出的被叫用户号码；–各种可闻音信令是由交换机发送给用户的，包括振铃信号、回铃各种可闻音信令是由交换机发送给用户的，包括振铃信号、回铃音、拨号音、催挂音等等音、拨号音、催挂音等等–局间信令局间信令•局间信令是在交换机与交换机之间的中继线上传送的信令局间信令是在交换机与交换机之间的中继线上传送的信令2．按使用信道划分．按使用信道划分–按信令信道可分为随路信令和公共信道信令按信令信道可分为随路信令和公共信道信令。

•随路信令方式就是指在所接续的话路中传递各种所需随路信令方式就是指在所接续的话路中传递各种所需的功能信号的信令方式具体地说，随路信令方式就的功能信号的信令方式具体地说，随路信令方式就是在所接续的话路中传递两局间所需的占线、应答、是在所接续的话路中传递两局间所需的占线、应答、拆线等监视信令及控制接续的选择信令和证实信令等拆线等监视信令及控制接续的选择信令和证实信令等–我国自行制定的中国我国自行制定的中国1号信令就是随路信令号信令就是随路信令•公共信道信令是指在网中各交换局的处理机之间公共信道信令是指在网中各交换局的处理机之间用一条专门的数据通路来传送信令信息的一种信令方用一条专门的数据通路来传送信令信息的一种信令方式–我国目前使用的我国目前使用的No.7信令就是公共信道信令信令就是公共信道信令3．按信令功能划分．按信令功能划分–按信令功能可分为管理信令、线路信令和路由按信令功能可分为管理信令、线路信令和路由信令•管理信令用于信令网的管理；管理信令用于信令网的管理；•线路信令是用于表示线路状态的信号；线路信令是用于表示线路状态的信号；•路由信令是指被叫用户地址信号路由信令是指被叫用户地址信号。

3.5.3 No.7信令系统信令系统1．．No.7信令特点信令特点–（（1）最适合采用）最适合采用64kbit/s的数字信道，也适合模拟的数字信道，也适合模拟信道和较低速率下的工作信道和较低速率下的工作–（（2）多功能的模块化系统可灵活地使用其整个系）多功能的模块化系统可灵活地使用其整个系统功能的一部分或几部分，组成需要的信令网络统功能的一部分或几部分，组成需要的信令网络.–（（3）具有高可靠性能提供可靠的方法保证信令按）具有高可靠性能提供可靠的方法保证信令按正确的顺序传递而又不至丢失和重复正确的顺序传递而又不至丢失和重复.–（（4）具有完善的信令网管理功能）具有完善的信令网管理功能.–（（5）采用不定长消息信令单元的形式，以分组传送）采用不定长消息信令单元的形式，以分组传送和明确标记的寻址方式传送信令消息和明确标记的寻址方式传送信令消息 2．．No.7信令网信令网–（（1））No.7信令网的基本概念信令网的基本概念•No.7信令网是指一个专门用于传送信令网是指一个专门用于传送No.7信令消息的数信令消息的数据网，是具有多种功能的业务支撑网它由信令点据网，是具有多种功能的业务支撑网。

它由信令点（（Signaling Point，，SP）、信令转接点（）、信令转接点（Signaling Transfer Point，，STP）以及连接它们的信令链路组成以及连接它们的信令链路组成–通信网中提供通信网中提供No.7信令功能的节点称为信令点（信令功能的节点称为信令点（SP）信令点是点是No.7信令消息的起源点和目的地点信令消息的起源点和目的地点–某信令点不是某信令点不是No.7信令消息的起源点和目的地点，只完成信令消息的起源点和目的地点，只完成No.7信令消息转发功能的节点称为信令转接点信令消息转发功能的节点称为信令转接点–信令链路是指连连接各个信令点，传送信令链路是指连连接各个信令点，传送No.7信令消息的物理信令消息的物理链路，由信令数据链路和信令终端组成链路，由信令数据链路和信令终端组成（（2）我国）我国No.7信令网信令网–我国我国No.7信令网采用三级结构信令网采用三级结构•第一级为高级信令转接点（第一级为高级信令转接点（High Signaling Transport Point，，HSTP），是信令网的最高级；），是信令网的最高级；•第二级为低级信令转接点（第二级为低级信令转接点（Lower Signaling Transport Point，，LSTP）；）；•第三级为信令点（第三级为信令点（SP）。

HSTPHSTPLSTPLSTPLSTPLSTPSPSPSPSPSPSPSPSP：信令点   LSTP：低级信令转接点   HSTP：高级信令转接点信令设备信令设备信信令令采采集集子子架架信信令令收收敛敛器器3.6 实做项目及教学情境实做项目及教学情境实做项目一：参观交换机房实做项目一：参观交换机房–目的要求：认识交换机、了解交换机的构成，了目的要求：认识交换机、了解交换机的构成，了解机架、机框、插板的功能、告警指示；观察交解机架、机框、插板的功能、告警指示；观察交换机与交接箱、电源设备的走线换机与交接箱、电源设备的走线实做项目二：安装固定实做项目二：安装固定–目的要求：在交换机的配线架上，进行固定目的要求：在交换机的配线架上，进行固定的安装实做项目三：开通程控服务实做项目三：开通程控服务–目的要求：在话务台和管理终端上增删改用目的要求：在话务台和管理终端上增删改用户，并设置用户的属性，开通新业务户，并设置用户的属性，开通新业务第四章第四章 数据通信数据通信本章内容：本章内容：数据通信概述数据通信概述数据传输数据传输数据交换数据交换数据通信网数据通信网本章重点：本章重点：数据系统组成数据系统组成并行及串行传输方式并行及串行传输方式电路交换及分组交换电路交换及分组交换数据通信网数据通信网 本章学习目的和要求本章学习目的和要求–掌握数据通信的特点及系统组成掌握数据通信的特点及系统组成–理解数据传输的过程及方法理解数据传输的过程及方法–领会数据交换的思想领会数据交换的思想–了解数据通信网的应用与发展了解数据通信网的应用与发展4.1 数据通信概述数据通信概述 数据通信和语音通信有什么不同？数据通信和语音通信有什么不同？传输语音信号的网，能否传输数据信息传输语音信号的网，能否传输数据信息？？如果可以，应该添加什么设备？如果可以，应该添加什么设备？数据通信本身有什么特点？数据通信本身有什么特点？4.1.1数据、信号与信息数据、信号与信息1.数据：是信息的实体，是把事件的某些属性规数据：是信息的实体，是把事件的某些属性规范化后的表现形式，它能被识别，也可以被描述。

范化后的表现形式，它能被识别，也可以被描述–模拟数据：反映的是连续的值（如声音、视频、温度、模拟数据：反映的是连续的值（如声音、视频、温度、压力等）压力等）–数字数据：反映的是离散的值（如整数、数字数据：反映的是离散的值（如整数、ASCII文本等）文本等）2.信号：是数据的电磁编码信号：是数据的电磁编码–模拟信号：连续变化的电信号模拟信号：连续变化的电信号–数字信号：离散变化的电信号数字信号：离散变化的电信号3.信息：是数据的具体含义信息：是数据的具体含义数据寄寓于信息之中数据寄寓于信息之中信息以信号作为载体信息以信号作为载体4.1.2系统组成系统组成1．数据通信系统模型．数据通信系统模型 –数据通信系统用来产生和接收数据，对数据进行数据通信系统用来产生和接收数据，对数据进行编码、转换，以便满足数据传输系统的传送要求编码、转换，以便满足数据传输系统的传送要求2.数据通信系统的组成数据通信系统的组成 一般认为数据通信系统由数据终端设备一般认为数据通信系统由数据终端设备DTEDTE、数据电、数据电路终结设备路终结设备DCEDCE以及传输信道三部分组成，如下图所示：以及传输信道三部分组成，如下图所示： 在计算机网络中，数据通信系统的任务是：在计算机网络中，数据通信系统的任务是：把数据源计算机所产生的数据迅速、可靠、把数据源计算机所产生的数据迅速、可靠、准确地传输到数据宿（目的）计算机或专准确地传输到数据宿（目的）计算机或专用外设。

用外设从计算机网络技术的组成部分来看，一个从计算机网络技术的组成部分来看，一个完整的数据通信系统一般由中央计算机系完整的数据通信系统一般由中央计算机系统、数据终端设备和数据电路统、数据终端设备和数据电路3部分构成部分构成（（1）数据终端设备（）数据终端设备（Data Terminating Equipment，，DTE））–数据终端设备即数据的生成者和使用者，它根据协议控制数据终端设备即数据的生成者和使用者，它根据协议控制通信的功能由数据输入、输出设备和传输控制器组成通信的功能由数据输入、输出设备和传输控制器组成•①① 数据输入、输出设备是操作人员与终端之间的界面它把人可数据输入、输出设备是操作人员与终端之间的界面它把人可以识别的信息变换成计算机可以处理的信息或者相反的过程以识别的信息变换成计算机可以处理的信息或者相反的过程–常见的输入设备是键盘、鼠标和扫描仪；输出设备可以是CRT显示器、打印机等•②② 传输控制器执行与通信网络之间的通信过程控制，由软件实现，传输控制器执行与通信网络之间的通信过程控制，由软件实现，包括差错控制、流量控制、接续和传输等通信协议的实现包括差错控制、流量控制、接续和传输等通信协议的实现。

–最常用的数据终端设备就是网络中的微机此外，数据终最常用的数据终端设备就是网络中的微机此外，数据终端设备还可以是网络中的专用数据输出设备，如打印机等端设备还可以是网络中的专用数据输出设备，如打印机等（（2）中央计算机系统）中央计算机系统–中央计算机系统处理从数据终端设备输入的数据信息，并中央计算机系统处理从数据终端设备输入的数据信息，并将处理结果向相应数据终端设备输出由主机、通信控制将处理结果向相应数据终端设备输出由主机、通信控制器（又称前置处理机）及外围设备组成器（又称前置处理机）及外围设备组成•①① 主机又称中央处理机，由中央处理单元（主机又称中央处理机，由中央处理单元（CPU）、主存储器、）、主存储器、输入输入/输出设备及其他外围设备组成功能是进行数据处理输出设备及其他外围设备组成功能是进行数据处理•②② 通信控制器是数据电路和计算机系统的接口功能是进行通信通信控制器是数据电路和计算机系统的接口功能是进行通信状态的连接、监控和拆除等操作，还可接收来自多个数据终端设状态的连接、监控和拆除等操作，还可接收来自多个数据终端设备的信息，并转换信息格式备的信息，并转换信息格式•网卡就是通信控制器。

网卡就是通信控制器–一般在双向通信系统里中央计算机系统和前面的数据终端一般在双向通信系统里中央计算机系统和前面的数据终端设备集成在一起，就是通常所说的数据终端设备设备集成在一起，就是通常所说的数据终端设备（（3）数据电路）数据电路–数据电路是传输信道加上两端的数据电路是传输信道加上两端的DCE设备，实现数设备，实现数据传输功能据传输功能•①①传输信道是信息在信号变换器之间传输的通道传输信道是信息在信号变换器之间传输的通道•②②信号变换器的功能是把通信控制器提供的数据转换成信号变换器的功能是把通信控制器提供的数据转换成适合通信信道要求的信号形式，或把信道中传来的信号适合通信信道要求的信号形式，或把信道中传来的信号转换成可供数据终端设备使用的数据，最大限度地保证转换成可供数据终端设备使用的数据，最大限度地保证传输质量传输质量–最常用的信号变换器是调制解调器和光纤通信网中的光电转换器两个两个DTE通过通过DCE进行通信实例进行通信实例 （（4）数据链路）数据链路–数据链路是数据电路按照网络协议（包括传数据链路是数据电路按照网络协议（包括传输控制器和通信控制器）实现可靠的数据传输控制器和通信控制器）实现可靠的数据传输功能。

输功能3.数据通信特点数据通信特点实现的计算机之间或计算机与人之间的通信，需要实现的计算机之间或计算机与人之间的通信，需要定义严格的通信协议或标准定义严格的通信协议或标准数据传输的准确性和可靠性高数据传输的准确性和可靠性高误码率要求小于误码率要求小于10-9，而语音和电视系统只有，而语音和电视系统只有10-2传输速率高传输速率高通信持续时间差异较大通信持续时间差异较大数据通信具有灵活的接口功能，以满足各式各样的数据通信具有灵活的接口功能，以满足各式各样的计算机和终端间的相互通信计算机和终端间的相互通信4.1.3数据通信网络互连数据通信网络互连按覆盖范围分，数据通信网可分为：广按覆盖范围分，数据通信网可分为：广域网（域网（WAN)、局域网（、局域网（LAN）、城域网）、城域网（（MAN)1.局域网局域网局域网（局域网（LAN：：Local Area Network））通常为某一单位私有网络，覆盖范围小于通常为某一单位私有网络，覆盖范围小于20公里常用的常用的LAN拓扑结构有：总线型、星型和环型拓扑结构有：总线型、星型和环型通信介质：双绞线、同轴电缆、光纤通信介质：双绞线、同轴电缆、光纤。

2．．城域网城域网城域网（城域网（MAN：：Metropolitan Area Network））城域网覆盖整个城市，覆盖范围在几公里～几百公城域网覆盖整个城市，覆盖范围在几公里～几百公里之间一般为公有网络，也有由大企业组成的私里之间一般为公有网络，也有由大企业组成的私有网络功能：向各分散的功能：向各分散的LAN提供服务，使用户能有效地提供服务，使用户能有效地利用网上资源利用网上资源传输媒介：光纤传输媒介：光纤3.广域网广域网广域网（广域网（WAN ：：Wide Area Network））是覆盖范围较广的数据通信网络是覆盖范围较广的数据通信网络常利用公共网络系统提供的便利条件进行传输，可常利用公共网络系统提供的便利条件进行传输，可以分布在一个城市、一个国家乃至全球范围以分布在一个城市、一个国家乃至全球范围覆盖范围在几公里覆盖范围在几公里~几千公里几千公里广域网一般为公有网，但一些跨国的大公司建立的广域网一般为公有网，但一些跨国的大公司建立的企业网拥有自己的广域网，如企业网拥有自己的广域网，如Lucent, Nortel等拓扑结构拓扑结构–骨干网络采用分布或网状结构；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。

基层网与本地网采用树型或星型连接4.网络互连网络互连常见的互连设备有：集线器常见的互连设备有：集线器(HUB) 、路由、路由器器(Router) 、网关、网关(Gateway) 、交换机等交换机等 4.1.4通信协议通信协议计算机之间的数据通信需要遵循通信协议计算机之间的数据通信需要遵循通信协议交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵循某种互相都能接受的规则循某种互相都能接受的规则 1. 通信协议通信协议双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定协议定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含协议定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的信息与含义、连接方式、信息发送和接收的时序，的信息与含义、连接方式、信息发送和接收的时序，从而确保网络中数据顺利的传送到确定的地方从而确保网络中数据顺利的传送到确定的地方网络协议包括语法、语义和时序三要素：网络协议包括语法、语义和时序三要素：–语法：确定数据与控制信息的结构或格式，解决语法：确定数据与控制信息的结构或格式，解决“怎么讲怎么讲”的问题例如：浏览石家庄邮电职业技术学院网站；连接前的问题。

例如：浏览石家庄邮电职业技术学院网站；连接前先启动先启动IE浏览器，在地址栏中按浏览器，在地址栏中按“网站地址网站地址”格式书写地址：格式书写地址：2. 网络层次模块结构网络层次模块结构网络之间的通信通常采用网络之间的通信通常采用“分而治之分而治之”方法，把网络通信分解为多层通信结构方法，把网络通信分解为多层通信结构每一层有相应的协议，各层之间规定有每一层有相应的协议，各层之间规定有相应的接口标准相应的接口标准 一：中方经理口述报文内容一：中方经理口述报文内容二：秘书翻译为英文二：秘书翻译为英文三：电信局用国际通用电文三：电信局用国际通用电文码发报至美国码发报至美国四：美国电信局将报文码译四：美国电信局将报文码译成英文内容成英文内容五：秘书将英文内容译为韩五：秘书将英文内容译为韩文文六：美方韩国经理得知电报六：美方韩国经理得知电报内容内容3. 开放系统互连（开放系统互连（OSI）模型）模型国际标准化组织国际标准化组织(ISO)于于1980年年12月发表了第月发表了第一个草拟的开放系统互连参考模型一个草拟的开放系统互连参考模型OSI/RM(Open System Interconnection/Reference Model)的建议书。

的建议书1984年该参考模型成为正式国际标准年该参考模型成为正式国际标准ISO7498OSI的数据流向是在发送方层层打包，接受方的数据流向是在发送方层层打包，接受方层层拆包层层拆包 4．．TCP/IP协议协议 网络上的世界语网络上的世界语 TCP/IP（（Transmission control protocol/ Internet protocol，传输控制协议，传输控制协议/网际协议）网际协议）是一种网际互联通信协议是一种网际互联通信协议全球最大的互联网或网际网因特网采用全球最大的互联网或网际网因特网采用的即为的即为TCP/IP协议TCP/IP协议是协议是Internet上的核心协议上的核心协议–IP协议负责数据的传输，协议负责数据的传输，TCP协议负责数据协议负责数据传输的可靠性传输的可靠性在在Ipv4中，中，IP地址由四个八位域（叫作地址由四个八位域（叫作octets）组成–Octets被点号分开代表在被点号分开代表在0到到255范围内的十进制数字如：范围内的十进制数字如：192.168.255.255IPV4发展到现在，地址空间即将耗尽，发展到现在，地址空间即将耗尽，IPV6将将32位位IP地址升级为地址升级为128位位 IPv6地址示例：地址示例：– 104.230.140.100.255.255.255.255.0.0.17.128.150.10.255.255（点分十进制写法）（点分十进制写法）–68E6:8c84:FFFF:FFFF:0:1180:96A:FFFF（冒号（冒号16进制的写法）进制的写法）4.2数据传输数据传输4.2.1传输方式传输方式4.2.2数字数据编码数字数据编码4.2.3数据通信系统的主要数据通信系统的主要质量指标质量指标 4.2.1.1并行传输与串行传输并行传输与串行传输串行传输：数据在一条串行传输：数据在一条信道上按位依次传输的信道上按位依次传输的方式称为串行传输。

方式称为串行传输并行传输：数据在多条并行传输：数据在多条信道上同时传输的方式信道上同时传输的方式称为并行传输称为并行传输 串行通信的方向性结构串行通信的方向性结构 –按照信号传送方向与时间的关系，信道可以按照信号传送方向与时间的关系，信道可以分为三种：单工（例如无线广播和电视广播分为三种：单工（例如无线广播和电视广播 ）、半双工（例如警察的对讲机）和全双工）、半双工（例如警察的对讲机）和全双工（例如通信）（例如通信） 4.2.1.2同步传输和异步传输同步传输和异步传输为了保证数据正常接收，要求发送端与为了保证数据正常接收，要求发送端与接收端以同一种速率在相同的起止时间接收端以同一种速率在相同的起止时间内接收数据，否则可能造成收发之间的内接收数据，否则可能造成收发之间的失衡，使传输的数据出错失衡，使传输的数据出错这种统一发送端和接收端动作同步的技这种统一发送端和接收端动作同步的技术称为同步技术术称为同步技术常用的同步技术有两种：异步传输方式常用的同步技术有两种：异步传输方式和同步传输方式和同步传输方式1.异步传输异步传输•异步传输又称起止同步法，是一种字符同步，即异步传输又称起止同步法，是一种字符同步，即每传送一个字符都要求在字符码前面加一个起始每传送一个字符都要求在字符码前面加一个起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验码后面加一个停止位，表示字符结束。

这种方式码后面加一个停止位，表示字符结束这种方式适用于低速终端设备适用于低速终端设备 2．同步传输．同步传输同步传输就是使接收端每一位数据都要同步传输就是使接收端每一位数据都要和发送端保持同步和发送端保持同步为了保持通信过程中收发双方的时钟频为了保持通信过程中收发双方的时钟频率一致，接收方根据发送端发送数据的率一致，接收方根据发送端发送数据的起止时间和时钟频率，来校正自己的时起止时间和时钟频率，来校正自己的时间基准与时钟频率这个过程就是位同间基准与时钟频率这个过程就是位同步位同步识别每一位的开始和结束位同步识别每一位的开始和结束位同步的方法可分为外同步法和自同步法位同步的方法可分为外同步法和自同步法–外同步是接收端的同步信号由发送端送来外同步是接收端的同步信号由发送端送来–自同步法是指从数据信号波形中提取时钟信号，自同步法是指从数据信号波形中提取时钟信号，如曼彻斯特编码如曼彻斯特编码4.2.1.3基带传输基带传输与频带传输与频带传输在数据通信系统中，数据在信道中的传在数据通信系统中，数据在信道中的传输形式有输形式有–1. 基带传输基带传输–2. 频带传输频带传输1. 基带传输基带传输所谓基带，就是指电信号所固有的基本频所谓基带，就是指电信号所固有的基本频带，简称基带。

带，简称基带未经调制的电脉冲信号呈现方波形式，所未经调制的电脉冲信号呈现方波形式，所占据的频带通常从直流和低频开始，因而占据的频带通常从直流和低频开始，因而称为基带信号称为基带信号基带传输多用在距离比较短的数据传输中基带传输多用在距离比较短的数据传输中2. 频带传输频带传输所谓频带传输，就是把二进制信号（数字信号）所谓频带传输，就是把二进制信号（数字信号）进行调制成为能在公用网中传输的音频信进行调制成为能在公用网中传输的音频信号（模拟信号），将音频信号在传输介质中传号（模拟信号），将音频信号在传输介质中传送到接收端后，再由调制解调器将该音频信号送到接收端后，再由调制解调器将该音频信号解调变换成原来的二进制电信号解调变换成原来的二进制电信号频带传输在发送端和接收端都要设置调制解调频带传输在发送端和接收端都要设置调制解调器，将基带信号变换为通带信号再传输器，将基带信号变换为通带信号再传输 4.2.2数字数据编码数字数据编码为什么要进行信源编码与为什么要进行信源编码与信道编码？信道编码？编码的目的何在呢？编码的目的何在呢？探探  讨讨1．信源编码的目的．信源编码的目的（（1）媒体数据数字化。

媒体数据数字化2）提高信源的效率，去除冗余度提高信源的效率，去除冗余度2．信道编码的目的．信道编码的目的（（1）将信号变换为适合信道传输的信号将信号变换为适合信道传输的信号2）增加纠错能力，减少差错增加纠错能力，减少差错3．数字数据信号形式变换．数字数据信号形式变换（（1）数字数据信号变换成模拟信号（调）数字数据信号变换成模拟信号（调制过程）制过程）–实现数字信号与模拟信号互换的设备称作调实现数字信号与模拟信号互换的设备称作调制解调器（制解调器（Modem）） 数字调制的三种基本形式：移幅键控法数字调制的三种基本形式：移幅键控法ASK、移频键控法、移频键控法FSK和移相键控法和移相键控法PSK （（2）） 数字数据信号的码型变换（数字编数字数据信号的码型变换（数字编码）码） （（1）单极性不归零码）单极性不归零码 （（2）双极性不归零码）双极性不归零码（（3）单极性归零码）单极性归零码 （（4）双极性归零码）双极性归零码4.2.3数据通信系统的主要质量指标数据通信系统的主要质量指标数据通信系统的主要质量指标包括：数据通信系统的主要质量指标包括：–传输速率传输速率–误码率误码率–信道容量信道容量–带宽带宽4.3数据交换数据交换在当前的数据通信网中，有电路交换在当前的数据通信网中，有电路交换 、、报文交换和分组交换等交换方式。

报文交换和分组交换等交换方式一个通信网的有效性、可靠性和经济性一个通信网的有效性、可靠性和经济性直接受网中所采用的交换方式的影响直接受网中所采用的交换方式的影响4.3.1电路交换电路交换电路交换原理是直接利用可切换的物理电路交换原理是直接利用可切换的物理通信线路，连接通信双方通信线路，连接通信双方 1. 电路交换的工作原理电路交换的工作原理电路交换基本过程包括呼叫建立、信息电路交换基本过程包括呼叫建立、信息传递、电路拆除三个阶段传递、电路拆除三个阶段网络节点网络站2.电路交换举例电路交换举例A 和和 B 通话经过四个交换机通话经过四个交换机通话在通话在 A 到到 B 的连接上进行的连接上进行((((交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCAC 和和 D 通话只经过一个本地交换机通话只经过一个本地交换机通话在通话在 C 到到 D 的连接上进行的连接上进行((((交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA3.电路交换技术的特点电路交换技术的特点（（1）优点）优点–数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列原来的序列。

2）缺点）缺点–在某些情况下，电路空闲时的信道容易被浪在某些情况下，电路空闲时的信道容易被浪费：在短时间数据传输时电路建立和拆除所费：在短时间数据传输时电路建立和拆除所用的时间得不偿失因此，它适用于系统间用的时间得不偿失因此，它适用于系统间要求高质量的大量数据传输的情况要求高质量的大量数据传输的情况4.3.2报文交换报文交换1. 报文交换原理报文交换原理–报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变当一个站要发送报文时，它将一个目的地址附加当一个站要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送到目的节点到目的节点 2. 报文交换的特点报文交换的特点（（1）） 报文交换的优点报文交换的优点–①①电路利用率高电路利用率高–②②通信量大时仍然可以接收报文，不过传送延迟会增加通信量大时仍然可以接收报文，不过传送延迟会增加。

–③③报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地–④④报文交换网络可以进行速度及代码的转换报文交换网络可以进行速度及代码的转换2）报文交换的缺点）报文交换的缺点–①①不能满足实时或交互式的通信要求，报文经过网络的不能满足实时或交互式的通信要求，报文经过网络的延迟时间长且不定延迟时间长且不定–②②有时节点收到过多的数据而无空间存储或不能及时转有时节点收到过多的数据而无空间存储或不能及时转发时，就不得不丢弃报文，而且发出的报文不按顺序到发时，就不得不丢弃报文，而且发出的报文不按顺序到达目的地达目的地4.3.3分组交换分组交换将数据信息分割成若干个数据段，加上将数据信息分割成若干个数据段，加上分组头，以分组头，以“存储存储---转发转发”的方式传送，的方式传送，到达收信端，再把数据段组合还原成原到达收信端，再把数据段组合还原成原数据信息数据信息1. 分组交换的原理分组交换的原理分组交换又称包交换分组交换又称包交换在分组交换系统中，在每个分组前都加上分在分组交换系统中，在每个分组前都加上分组头分组头中含有地址、分组号和控制信组头分组头中含有地址、分组号和控制信息等。

息等这些分组可以在网络内沿不同的路径并行进这些分组可以在网络内沿不同的路径并行进行传输，如图行传输，如图4-32所示 2. 分组交换的特点分组交换的特点①①每个分组头包括目的地址，独立进行路由选择；每个分组头包括目的地址，独立进行路由选择；②②网络节点设备中不预先分配资源；网络节点设备中不预先分配资源；③③用统计复用技术，动态分配带宽，线路利用率高；用统计复用技术，动态分配带宽，线路利用率高；④④存储器利用率高；存储器利用率高；⑤⑤易于重传，可靠性高；易于重传，可靠性高；⑥⑥易于开始新的传输，让紧急信息优先通过；易于开始新的传输，让紧急信息优先通过；⑦⑦适用于交互式短报文、数据传输速率在适用于交互式短报文、数据传输速率在64kbit/s以下，以下，能够容忍网络平均时延大约在能够容忍网络平均时延大约在1秒以内的应用场合；秒以内的应用场合；⑧⑧额外信息增加额外信息增加 3.分组交换采用的路由方式分组交换采用的路由方式 （（1）数据报）数据报–采用数据报方式，每个分组被独立地传输也就是说，采用数据报方式，每个分组被独立地传输也就是说，网络协议将每一个分组当作单独的一个报文，对它进行网络协议将每一个分组当作单独的一个报文，对它进行路由选择。

如果某条路径发生阻塞，它可以变更路由路由选择如果某条路径发生阻塞，它可以变更路由2）虚电路）虚电路–虚电路方式：在数据传输前，通过发送呼叫请求分组建虚电路方式：在数据传输前，通过发送呼叫请求分组建立端到端的虚电路；一旦建立，同一呼叫的数据分组沿立端到端的虚电路；一旦建立，同一呼叫的数据分组沿这一虚电路传送；呼叫终止，清除分组拆除虚电路虚这一虚电路传送；呼叫终止，清除分组拆除虚电路虚电路方式的连接为逻辑连接，并不独占线路电路方式的连接为逻辑连接，并不独占线路–可分为交换虚电路（可分为交换虚电路（SVC）和永久虚电路（）和永久虚电路（PVC）两种方）两种方式•交换虚电路需要呼叫建立时间；永久虚电路不需要呼叫建立时间交换虚电路需要呼叫建立时间；永久虚电路不需要呼叫建立时间4.电路交换、报文交换和分组交换的比较电路交换、报文交换和分组交换的比较4.3.4帧中继技术帧中继技术是在是在OSI第二层上用简化的方法，以帧为第二层上用简化的方法，以帧为单位，传送和交换数据单元的一种技术单位，传送和交换数据单元的一种技术1. 帧中继的基本原理帧中继的基本原理采用帧中继方式的网络中各中间节点没采用帧中继方式的网络中各中间节点没有网络层，并且数据链路层也只有一般有网络层，并且数据链路层也只有一般网络的一部分（但增加了路由功能），网络的一部分（但增加了路由功能），中间节点只进行差错检测，检出的错误中间节点只进行差错检测，检出的错误帧直接丢弃，无需回送确认帧。

帧直接丢弃，无需回送确认帧2. 帧中继的特点帧中继的特点用户接入速率为用户接入速率为64kbit/s～～2Mbit/s，可以提供，可以提供PVC和和SVC业务；业务；采用统计复用技术，动态分配带宽，充分利用网络资源；采用统计复用技术，动态分配带宽，充分利用网络资源；适用突发性业务，允许用户有效利用预先约定的带宽传送数适用突发性业务，允许用户有效利用预先约定的带宽传送数据，同时允许用户在网络资源空闲时超过预定值，占用更多据，同时允许用户在网络资源空闲时超过预定值，占用更多的带宽，而只需付预定带宽的费用；的带宽，而只需付预定带宽的费用；简化简化X.25建议，纠错、流量控制等处理改由终端完成，提高建议，纠错、流量控制等处理改由终端完成，提高了网络处理效率和吞吐量，降低了端到端传输时延；了网络处理效率和吞吐量，降低了端到端传输时延； 帧长度可变，网络延迟和往返延时难以预测，对多媒体业务帧长度可变，网络延迟和往返延时难以预测，对多媒体业务传输不利传输不利 4.3.5ATM技术技术能否把对带宽、实时性、传能否把对带宽、实时性、传输质量要求各不相同的网络输质量要求各不相同的网络服务由一个统一的多媒体网服务由一个统一的多媒体网络来实现，做到真正的一线络来实现，做到真正的一线通？通？探探  讨讨异步传送模式（异步传送模式（Asynchronous Transfer Mode，，ATM）是一种快速分组交换技术。

是一种快速分组交换技术ATM技术是以信元为信息传输、复接和交技术是以信元为信息传输、复接和交换的基本单位的传送方式换的基本单位的传送方式1.ATM信元信元ATM传送信息的基本载体是信元，每个信传送信息的基本载体是信元，每个信元由元由53个字节组成，其中包括个字节组成，其中包括5个字节的个字节的信头和信头和48个字节的净荷个字节的净荷2. ATM的虚电路的虚电路虚通道（虚通道（Virtual Channel，，VC）：是指一条单）：是指一条单向向ATM信元传输信道，有惟一的标志符；信元传输信道，有惟一的标志符；虚路径（虚路径（Virtual Path，，VP）：也是指一条单）：也是指一条单向向ATM信元传输信道，含多条通路，有相同信元传输信道，含多条通路，有相同的标志符的标志符虚通道虚通道虚通道虚通道VPVPVPVP与虚通路与虚通路与虚通路与虚通路VCVCVCVCATM物理连接物理连接虚通路连接虚通路连接(VCC)虚通道虚通道(VP)包括多条包括多条VC虚通路连接虚通路连接(VCC)包括多条包括多条VP虚通路虚通路(VC)ATM端节点之间的端节点之间的逻辑通路逻辑通路虚通路虚通路 (VC)虚通路虚通路 (VC)E3OC-3OC-12虚通道虚通道 (VP)虚通道虚通道(VP)连接标识连接标识 = VPI/VCIVPI/VCI通信过程为建立虚路径、虚通道和拆除通信过程为建立虚路径、虚通道和拆除虚路径、虚通道。

虚路径、虚通道3. ATM的特点的特点ATM兼具电路转送方式和分组转送方式的基本特点兼具电路转送方式和分组转送方式的基本特点适应高带宽应用的需求适应高带宽应用的需求采用统计复用方式、充分利用网络资源采用统计复用方式、充分利用网络资源能同时传输多种数据信息能同时传输多种数据信息改进分组通信协议，交换节点可不再进行差错控制，改进分组通信协议，交换节点可不再进行差错控制，减少延迟，提高了通信能力减少延迟，提高了通信能力支持不同类型宽带业务，如图像、高速数据等多媒支持不同类型宽带业务，如图像、高速数据等多媒体信息具有良好的可扩展性具有良好的可扩展性 ATM和分组交换方式的主要不同之处和分组交换方式的主要不同之处 ATM中使用了固定长度的分组－中使用了固定长度的分组－ATM信元，信元，并使用了空闲信元来填充信道；并使用了空闲信元来填充信道；可以由用户在申请信道时提出业务质量可以由用户在申请信道时提出业务质量要求；要求；不使用反馈重发方法，必要时可在用户不使用反馈重发方法，必要时可在用户之间进行端－端的差错纠正措施之间进行端－端的差错纠正措施4.4 数据通信网数据通信网数据通信网是计算机和通信相结合的产物。

数据通信网是计算机和通信相结合的产物随随着着计计算算机机技技术术的的广广泛泛普普及及与与计计算算机机远远程程信信息息处处理理应应用用的的发发展展，，数数据据通通信信应应运运而而生生，，它它实实现现了了计计算算机机与与计计算算机机之之间间，，计计算算机机与与终端之间的传递终端之间的传递4.4.1通信网的发展历史通信网的发展历史4.4.2中国公用分组交换数据网中国公用分组交换数据网（（CHINAPAC））1989年我国建成了第一个公用分组实验网年我国建成了第一个公用分组实验网CNPAC，，1993年建成了具有层次结构的中国公用分组交年建成了具有层次结构的中国公用分组交换数据网（换数据网（CHINAPAC）CHINAPAC骨干网于骨干网于1993年年9月正式开通业务，它月正式开通业务，它是我国建立的第一个公用数据通信网络是我国建立的第一个公用数据通信网络骨干网建网初期端口容量有骨干网建网初期端口容量有5800个，网络覆盖个，网络覆盖31个省会城市和直辖市个省会城市和直辖市CHINAPAC与与23个国家和地区的多个数据网相连，个国家和地区的多个数据网相连，它曾在我国数据通信网中起着举足轻重的作用。

它曾在我国数据通信网中起着举足轻重的作用CHINAPAC提供两种基本业务功能有：提供两种基本业务功能有： –（（1）交换型虚电路（）交换型虚电路（SVC））•客户通信时，通过呼叫建立虚电路，通信结束后释放虚客户通信时，通过呼叫建立虚电路，通信结束后释放虚电路–（（2）永久型虚电路（）永久型虚电路（PVC））•永久型虚电路类似于固定专线，在客户申请时提出，电永久型虚电路类似于固定专线，在客户申请时提出，电信部门将线路固定接好，客户一开机不需通过呼叫即建信部门将线路固定接好，客户一开机不需通过呼叫即建立起电路，通信费采用包月方式立起电路，通信费采用包月方式各种增值业务，如电子信箱，电子数据交换，各种增值业务，如电子信箱，电子数据交换，可视图文，存储转发，数据库检索等可视图文，存储转发，数据库检索等 4.4.3中国公用数字数据网中国公用数字数据网（（CHINADDN））DDN数字数据网是一种半永久性连接电路数字数据网是一种半永久性连接电路的公共数据网，用户数据在传输率、到的公共数据网，用户数据在传输率、到达地点等方面根据事先的约定进行传输达地点等方面根据事先的约定进行传输而不能自行改变，它是面向所有专线或而不能自行改变，它是面向所有专线或专网用户的基础电信网。

专网用户的基础电信网 中国公用数字数据网（中国公用数字数据网（CHINADDN）即数字数据）即数字数据网，它是利用数字传输通道（光纤，数字微波，网，它是利用数字传输通道（光纤，数字微波，卫星）和数字交叉复用节点组成的数字数据传卫星）和数字交叉复用节点组成的数字数据传输网，可以为用户提供各种速率的高质量数字输网，可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他新业务专用电路和其他新业务CHINADDN骨干网于骨干网于1994年年9月开通业务，网络月开通业务，网络覆盖到当时光缆通达到的覆盖到当时光缆通达到的21个省会城市个省会城市,1995年年骨干网进行了二期扩容各省、市纷纷建立本骨干网进行了二期扩容各省、市纷纷建立本地网DDN与与X.25的比较的比较DDNX.25 不具不具备备交交换换功能 分分组组交交换换网 是一个全透明的数据网是一个全透明的数据网络络 本身有三本身有三层协议层协议，只，只对对系系统统高高层协议层协议透明 提供点提供点对对点的非交点的非交换换型的型的为为用用户户独占的永久型虚独占的永久型虚电电路 用呼叫建立用呼叫建立临时临时虚虚电电路路4.4.4中国公用帧中继网中国公用帧中继网（（CHINAFRN））1997年初，中国电信总局开始建设公用帧年初，中国电信总局开始建设公用帧中继宽带业务网（中继宽带业务网（CHINAFRN）的第一期）的第一期工程。

工程CHINAFRN主要向用户提供永久虚电路主要向用户提供永久虚电路（（PVC）连接帧中继和帧中继和X.25的异同点的异同点 帧帧中中继继X.25 着眼于数据的快速着眼于数据的快速传输传输，最大程度地，最大程度地提高网提高网络络吞吐量  强强调调网网络络内数据内数据传输传输的可靠性的可靠性 只有物理只有物理层层和数据和数据链链路路层层，省去了，省去了X.25的分的分组层组层，把分，把分组层组层的一些功能的一些功能取消或削弱后合并在数据取消或削弱后合并在数据链链路路层层  分分为为物理物理层层、数据、数据链链路路层层、分、分组层组层  非确非确认认型的网型的网络络，只在源端点，只在源端点DTE和和目的端点目的端点DTE之之间进间进行确行确认认和重和重发发，，在网在网络络接口及网内个接口及网内个节节点点间间只只检错检错，，有有错错就将其抛弃就将其抛弃  确确认认型的网型的网络络，在分，在分组层对报组层对报文文进进行分行分组组和重和重组组以及以及节节点点间间都都有确有确认认重重发发  提供数据提供数据帧帧的透明的透明传输传输机制，机制，对对每条每条虚虚电电路都路都实实行的流量控制机制行的流量控制机制。

  在数据在数据链链路路层层和分和分组层组层都都设设置置流量控制机制流量控制机制  目前只支持永久虚目前只支持永久虚电电路路PVC  既支持永久虚既支持永久虚电电路，也支持呼路，也支持呼叫虚叫虚电电路 4.4.5InternetInternet一词来源于英文一词来源于英文Interconnect networks（即（即“互联网互联网”或或“因特网因特网”）20世纪世纪60年代的美国，美国国防部所属的高级研究年代的美国，美国国防部所属的高级研究规划署（规划署（The Advanced Research Projects Agency，，ARPA）开始致力于计算机网络和通信技术的研究开始致力于计算机网络和通信技术的研究他们设计了一套用于网络互联的协议软件他们设计了一套用于网络互联的协议软件（（TCP/IP）并建立了实验性军用计算机网络）并建立了实验性军用计算机网络ARPANET美国国家科学基金会，于美国国家科学基金会，于1986年资助建立了年资助建立了NSFNET主干网，从此主干网，从此Internet在美国迅速发展并获得巨大成在美国迅速发展并获得巨大成功之后连入功之后连入Internet的用户飞速增长，形成了一个的用户飞速增长，形成了一个全世界范围的庞大网络。

全世界范围的庞大网络先后建成几大互联网络先后建成几大互联网络–CHINANET（中国公用计算机互联网）（中国公用计算机互联网）–CHINAGBN（中国金桥信息网）（中国金桥信息网）–CERNET（中国教育和科研计算机网）（中国教育和科研计算机网）–CSTNET（中国科技网）（中国科技网）–中国联通（中国联通（UNINET））–中国网络通信网（中国网络通信网（CNCNET））– 中国移动通讯网（中国移动通讯网（CMNET）） CERNET 2主干网主干网4.5实做项目及教学情境实做项目及教学情境实做项目一：普通拨号入网实做项目一：普通拨号入网实做项目二：实做项目二：ISDN拨号入网拨号入网 实做项目三：局域网专线入网实做项目三：局域网专线入网 实做项目四：使用实做项目四：使用ADSL接入接入Internet网网 第五章第五章 移动通信系统移动通信系统 本章内容本章内容移动通信概述移动通信概述GSM移动通信系统移动通信系统CDMA移动通信系统移动通信系统第三代移动通信系统第三代移动通信系统其他移动通信系统简介其他移动通信系统简介本章重点本章重点移动通信的特点、工作移动通信的特点、工作方式和多址方式方式和多址方式GSM移动通信系统的组移动通信系统的组成成码分多址的基本原理码分多址的基本原理3G移动通信的制式移动通信的制式5.1.1什么是移动通信什么是移动通信移动通信是指通信双方至少有一方是处在移动状态下进行信移动通信是指通信双方至少有一方是处在移动状态下进行信息交换的通信方式。

通常是一个有线和无线相结合的通信系息交换的通信方式通常是一个有线和无线相结合的通信系统 按照移动体所处运动区域的不同，移动通信可分为按照移动体所处运动区域的不同，移动通信可分为–陆地移动通信陆地移动通信–海上移动通信海上移动通信–空中移动通信空中移动通信目前使用的移动通信系统有目前使用的移动通信系统有–航空航天通信系统航空航天通信系统–航海通信系统航海通信系统–国际卫星移动通信国际卫星移动通信–陆地移动通信系统陆地移动通信系统陆地移动通信系统应用最为广泛，主要是蜂窝移动通信系统陆地移动通信系统应用最为广泛，主要是蜂窝移动通信系统5.1.2 无线通信系统的组成无线通信系统的组成无线通信系统由发射机、接收机和相连无线通信系统由发射机、接收机和相连接的天线（含馈线）构成接的天线（含馈线）构成 用户在移动通信当中遇到的问题？用户在移动通信当中遇到的问题？没有信号没有信号呼叫无法接通呼叫无法接通通话过程中出现回音通话过程中出现回音短信会延时短信会延时···········5.1.3 移动通信的特点移动通信的特点 1．电磁波传播具有多径效应．电磁波传播具有多径效应2．移动通信是在强干扰环境下工作．移动通信是在强干扰环境下工作 –互调干扰互调干扰–邻道干扰邻道干扰–同频干扰同频干扰 3．移动通信具有多普勒效应．移动通信具有多普勒效应4．用户在经常地移动．用户在经常地移动5.1.4 移动通信的工作方式移动通信的工作方式按照通话的状态和频率的使用方法可分为三种工作方式：单按照通话的状态和频率的使用方法可分为三种工作方式：单工、半双工和全双工。

工、半双工和全双工在移动通信系统中，广泛采用准双工方式在移动通信系统中，广泛采用准双工方式–移动的发射机仅在发话时才工作，而移动电台的接收机总是时移动的发射机仅在发话时才工作，而移动电台的接收机总是时刻在工作，通常称这种系统为准双工系统刻在工作，通常称这种系统为准双工系统  目前常见的双工方式有两种目前常见的双工方式有两种–一种是频分双工（一种是频分双工（FDD），即通过不同频率区），即通过不同频率区分收发信号分收发信号–另一种为时分双工（另一种为时分双工（TDD），即通过不同时隙），即通过不同时隙区分收发信号区分收发信号目前目前3G制式中制式中WCDMA和和CDMA2000使用的双使用的双工方式是工方式是FDD，，TD-SCDMA使用的双工方式使用的双工方式是是TDD 5.1.5 移动通信中的多址方式移动通信中的多址方式频分多址频分多址(FDMA)时分多址时分多址(TDMA)码分多址码分多址(CDMA)频分多址频分多址(FDMA)–把通信系统的总频段划分成若干等间隔的互把通信系统的总频段划分成若干等间隔的互不重叠的频道，分配给不同的用户使用不重叠的频道，分配给不同的用户使用–为了实现双工通信，收、发使用不同的频率为了实现双工通信，收、发使用不同的频率(称为双频双工称为双频双工)。

早期时模拟移动通信系统早期时模拟移动通信系统采用频分多址方式采用频分多址方式–FDMA的缺点是频率利用率低的缺点是频率利用率低 时分多址时分多址(TDMA)–时分多址是把时间分割成周期性帧，每一帧又分割成若时分多址是把时间分割成周期性帧，每一帧又分割成若干个时隙干个时隙(无论帧或时隙都互不重叠无论帧或时隙都互不重叠)，然后根据一定的时，然后根据一定的时隙分配原则，使移动台在每帧中按指定的时隙向基站发隙分配原则，使移动台在每帧中按指定的时隙向基站发送信号，而基站可以分别在各时隙中接收到各移动台的送信号，而基站可以分别在各时隙中接收到各移动台的信号而互不混扰，同时，基站向多个移动台发送的信号信号而互不混扰，同时，基站向多个移动台发送的信号都按规定的时隙发射，各移动台在指定的时隙中接收，都按规定的时隙发射，各移动台在指定的时隙中接收，从各路的信号中提取发给它的信息从各路的信号中提取发给它的信息–优点优点•频率利用率高，在同一频道可供几个移动台同时进行通信抗干频率利用率高，在同一频道可供几个移动台同时进行通信抗干扰能力强扰能力强–缺点缺点•时分多址移动通信系统需要全网同步，技术比较复杂时分多址移动通信系统需要全网同步，技术比较复杂。

码分多址码分多址(CDMA)–码分多址是各发送端用各不相同、相互正码分多址是各发送端用各不相同、相互正(准准)交的地址码交的地址码调制其所发送的信号在接收端利用码型的正调制其所发送的信号在接收端利用码型的正(准准)交性，交性，通过地址识别通过地址识别(相关检测相关检测)，从混合信号中选出相符的信号从混合信号中选出相符的信号–在在(CDMA)移动通信中，各移动用户传输信息所用的信号，移动通信中，各移动用户传输信息所用的信号，不是靠频率的不同或时隙的不同来区分的，而是用各自不是靠频率的不同或时隙的不同来区分的，而是用各自不同的编码序列不同的编码序列(地址码地址码)来区分的来区分的–特点特点•网内所有用户使用同一载波，共同占用整个带宽，各个用户可以网内所有用户使用同一载波，共同占用整个带宽，各个用户可以同时发送或接收信号，所以各用户的发射信号，在时间上，频率同时发送或接收信号，所以各用户的发射信号，在时间上，频率上都可以互相重叠上都可以互相重叠频分多址、时分多址和码分多址的比较频分多址、时分多址和码分多址的比较 5.1.6 移动通信服务区体制移动通信服务区体制1.移动通信网体制移动通信网体制2.无线覆盖的区域结构无线覆盖的区域结构1.移动通信网体制移动通信网体制根据无线电波的传输特性一个基站台发根据无线电波的传输特性一个基站台发射的电磁波只能在有限的地理区域内被射的电磁波只能在有限的地理区域内被移动台接收，这个能为移动用户提供服移动台接收，这个能为移动用户提供服务的范围称为无线覆盖区。

务的范围称为无线覆盖区按照无线覆盖区的范围，移动通信网的按照无线覆盖区的范围，移动通信网的体制分为小容量的大区制和大容量的小体制分为小容量的大区制和大容量的小区制两大类区制两大类（（1）大区制）大区制大区制，就是在一个服务区大区制，就是在一个服务区(如一个小城市如一个小城市)内，只设有一个基内，只设有一个基站，并由它负责移动通信的联络和控制站，并由它负责移动通信的联络和控制 通常为了扩大服务区域的范围，基地站天线架设得很高，发通常为了扩大服务区域的范围，基地站天线架设得很高，发射机输出功率也较大，覆盖半径大（服务区半径通常可为射机输出功率也较大，覆盖半径大（服务区半径通常可为20～～50 km ）在服务区内的所有信道的频率都不能重复在服务区内的所有信道的频率都不能重复 优点优点–简单、投资少、见效快简单、投资少、见效快–在客户较少的地区，或在开展移动通信业务的初期使用在客户较少的地区，或在开展移动通信业务的初期使用缺点缺点–频率利用率低、通信容量小（容纳的用户数有限，通常只有几百用户频率利用率低、通信容量小（容纳的用户数有限，通常只有几百用户 ） （（2）小区制）小区制小区制小区制–把整个服务区域划分为若干个小区，每个小区把整个服务区域划分为若干个小区，每个小区分别设置一个基地站，负责本区移动通信的联分别设置一个基地站，负责本区移动通信的联络和控制。

络和控制–每个小区的半径可视用户的分布密度在一至数每个小区的半径可视用户的分布密度在一至数十公里左右十公里左右–每个小区和相隔较远的其他小区可再重复使用每个小区和相隔较远的其他小区可再重复使用相同频率，称为频率复用相同频率，称为频率复用–优点优点•频率利用率高（不相邻小区频率重复使用）、整体频率利用率高（不相邻小区频率重复使用）、整体容量大（（3）小区制的形式）小区制的形式面状服务区面状服务区–面状服务区有正三角形、正方形、正六边形等面状服务区有正三角形、正方形、正六边形等–用正六边形无线小区邻接构成整个面状服务区是最好的，用正六边形无线小区邻接构成整个面状服务区是最好的，形状很像蜂窝，所以又称为形状很像蜂窝，所以又称为蜂窝式蜂窝式网带状服务区带状服务区–带状网主要用于覆盖公路、铁路、海岸等，其服务区内的带状网主要用于覆盖公路、铁路、海岸等，其服务区内的用户呈带状分布用户呈带状分布 AABBAABBAABB小区铁路铁路ACBACB小区河道河道2．无线覆盖的区域结构．无线覆盖的区域结构为便于控制和交换，公用移动一般包括小区、基站区、为便于控制和交换，公用移动一般包括小区、基站区、位置区、移动业务交换区、服务区及系统区六个区域。

位置区、移动业务交换区、服务区及系统区六个区域 (1)小区小区：是一个基站或基站的一部分：是一个基站或基站的一部分(120度扇形天线，一付天线度扇形天线，一付天线)所覆所覆盖的区域盖的区域2)基站区基站区：是一个基站所覆盖的区域是一个基站所覆盖的区域3)位置区位置区：可由几个基站区组成，移动台在该区内可自由移动而无需：可由几个基站区组成，移动台在该区内可自由移动而无需更新位置登记更新位置登记4)移动业务交换区移动业务交换区：是一个移动业务交换中心覆盖的网络中的一部分：是一个移动业务交换中心覆盖的网络中的一部分范围，可以由一个或几个位置区组成范围，可以由一个或几个位置区组成5)服务区服务区：由几个移动业务交换区组成，在该服务区内，固定客户无：由几个移动业务交换区组成，在该服务区内，固定客户无需知道移动台的实际位置即可与该移动台建立连接如中国移动需知道移动台的实际位置即可与该移动台建立连接如中国移动和中国联通分别属于两个服务区和中国联通分别属于两个服务区6)系统区系统区：由一个或几个服务区所组成，它可容纳全部制式相同的移：由一个或几个服务区所组成，它可容纳全部制式相同的移动台例如动台例如GSM系统区包括中国移动系统区包括中国移动GSM服务区和中国联通服务区和中国联通GSM服服务区。

务区无线覆盖区域结构无线覆盖区域结构小区小区基站区位置区移动业务交换区服务区5.1.7 我国蜂窝移动通信系统的频率分配我国蜂窝移动通信系统的频率分配无线电频率是是全人类共享的有限自然资源无线电频率是是全人类共享的有限自然资源1993年国务院中央军委颁布年国务院中央军委颁布《《中华人民共和国无线电管理中华人民共和国无线电管理条例条例》》明确提出：明确提出：“无线电管理实行统一领导、统一规划、无线电管理实行统一领导、统一规划、分工管理、分级负责的原则，贯彻科学管理、促进发展的分工管理、分级负责的原则，贯彻科学管理、促进发展的方针 2002年，经国务院批准，信息产业部发布了年，经国务院批准，信息产业部发布了《《中华人民共中华人民共和国无线电频率划分规律和国无线电频率划分规律》》该频率划分规定是参照国际电该频率划分规定是参照国际电信联盟信联盟《《无线电规则无线电规则》》，结合我国无线电技术应用的市场，结合我国无线电技术应用的市场需求制定的，是我国使用无线电频率、从事无线电设备研需求制定的，是我国使用无线电频率、从事无线电设备研制、生产、进口、销售、试验和设置使用的基础性和纲领制、生产、进口、销售、试验和设置使用的基础性和纲领性法规文件。

性法规文件 1．．2G移动通信系统频率分配移动通信系统频率分配CDMAGSM900GSM18008258358708809059159509601710178518051880图例：移移动动台台发发基基站站台台发发（（1））GSM900MHz频率分配频率分配–我国我国GSM900MHz系统可用频段规定为：系统可用频段规定为：•905 MHz～～915MHz 移动台发、基站收，移动台发、基站收，•950 MHz～～960MHz 基站发、移动台收基站发、移动台收 –可用频段为可用频段为10MHz–双工间隔为双工间隔为45 MHz–相邻频道间隔为相邻频道间隔为200KHz•每个频道采用时分多址接入（每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式，分）方式，分8个时个时隙，即隙，即8个信道每信道占用带宽个信道每信道占用带宽200kHz／／8=25kHz •采用半速率话音编码，每个频道可容纳采用半速率话音编码，每个频道可容纳16个半速率个半速率信道 （（2））DCSl800频率分配频率分配–DCS1800使用使用1800MHz频段，频率范围频段，频率范围是是•1710 MHz～～1785MHz 移动台发、基站收，移动台发、基站收，•1805 MHz～～1880MHz 基站发、移动台收。

基站发、移动台收–可用频段为可用频段为75MHz–双工间隔为双工间隔为95MHz–频道间隔为频道间隔为200kHz（（3））CDMA频率分配频率分配–825 MHz～～835MHz 移动台发、基站收，移动台发、基站收，–870 MHz～～880MHz 基站发、移动台收基站发、移动台收–频段宽度为频段宽度为10MHz–双工间隔为双工间隔为45MHz–频道间隔为频道间隔为1.25MHz频率分配举例频率分配举例采用等间隔频道配置方法，频道序号为采用等间隔频道配置方法，频道序号为76～～124，共，共49个频点个频点 对于对于GSM900FL(n)= 890.200MHz +(n-1)  0.200MHz （移动台发，基站收），上行移动台发，基站收），上行 FH(n)= fl(n) + 45MHz （基站发，移动台收），下行基站发，移动台收），下行 n= 76～～124共共49个频道个频道  例如：例如：n=76，，FL(76)=905.2MHz；；FH(76)=950.2MHzn=124，，FL(124)=914.8MHz；；FH(76)=959.8MHz其中其中76-95给移动给移动,96-124给联通给联通 。

2001年度模拟退网后，年度模拟退网后，1—124均可使用均可使用GSM1800MHz频段为：频段为：FL(n)=1710.2MHz + (n-512) ×0.2MHz (移动台发移动台发,基站收）基站收）FH(n)=fl(n)+95MHz  (基站发基站发,移动台收）移动台收）–n=512 ～～ 885 例如：例如：n=512，，FL(512)=1710.2MHz；；FH(512)=1805.2MHzn=885，，FL(885)=1805.2MHz；；FH(885)=1879.8MHz 900MHz1800MHz2．．3G移动通信系统的频率分配移动通信系统的频率分配依据国际电联有关第三代公众移动通信系统依据国际电联有关第三代公众移动通信系统（（IMT-2000）） 频率划分和技术标准，按照我国无频率划分和技术标准，按照我国无线电频率划分规定，结合我国无线电频谱使用的线电频率划分规定，结合我国无线电频谱使用的实际情况，信息产业部于实际情况，信息产业部于2002年年12月月23日公布了日公布了我国第三代公众移动通信系统频率规划（信息产我国第三代公众移动通信系统频率规划（信息产业部无业部无[2002]479号文件）。

号文件）目前在目前在800MHz/900MHz频段及频段及1800MHz频段的频段的2G/2.5G相应频带，规划为向相应频带，规划为向3G演进的扩展频带演进的扩展频带 主要工作频段有主要工作频段有–IMT～～2000 •FDD方式为方式为1920 MHz～～1980MHz/2110～～2170MHz；；•TDD方式为方式为1880 MHz～～1920MHz、、2010～～2025MHz补充工作频段：补充工作频段：–对对FDD方式为方式为1755 MHz～～1785MHz/1850～～1880MHz；；–对对TDD方式为方式为2300 MHz～～2400MHz卫星移动通信系统卫星移动通信系统3GMSS工作频段：工作频段：–1980 MHz～～2010 MHz /2170 MHz～～2200MHz TD-SCDMATD-SCDMA2010MHz-2025MHz2010MHz-2025MHz1880MHz-1920MHz1880MHz-1920MHz2300MHz-2400MHz2300MHz-2400MHz共共155MHZ155MHZ我国目前给无线局域网规划频率已有我国目前给无线局域网规划频率已有2400MHz～～2483.5MHz和和5725～～5850MHz。

在在2003年召开的世界无线电通信大会（年召开的世界无线电通信大会（WRC—03）上，无）上，无线电局域网为主要应用的移动业务新增加了线电局域网为主要应用的移动业务新增加了5150MHZ～～5350MHz和和5470～～5725MHz共计共计455MHz的频率资源的频率资源我国根据技术发展和市场需求适时调整频率规划，目前规我国根据技术发展和市场需求适时调整频率规划，目前规划的无线电移动和固定通信频率资源从划的无线电移动和固定通信频率资源从400MHZ和和1800MHz无线接入，到无线接入，到3.5GHz和和5.8GHz的中宽带无线接入，一直到的中宽带无线接入，一直到26GHz LMDS宽带无线接入等，涵盖了各个层面的需要宽带无线接入等，涵盖了各个层面的需要5.2 GSM移动通信系统移动通信系统GSM是全球移动通信系统（是全球移动通信系统（Global systerm for mobile communication）简称，是）简称，是20世纪世纪80年代中年代中期，欧洲首先推出的数字蜂窝移动系统，它期，欧洲首先推出的数字蜂窝移动系统，它采用时分多址采用时分多址/频分双工（频分双工（TDMA/FDD）方式入网，）方式入网，即用户在不同频道上通信，而且每一频道上可分即用户在不同频道上通信，而且每一频道上可分为为8个时隙，每一时隙为一个信道，又称物理信道。

个时隙，每一时隙为一个信道，又称物理信道世界上第一个世界上第一个GSM网络于网络于1992年在芬兰投入使用，年在芬兰投入使用，揭开了第二代移动通信的序幕，成为陆地公用移揭开了第二代移动通信的序幕，成为陆地公用移动通信的主要系统动通信的主要系统5.2.1 GSM网络系统的组成网络系统的组成GSM移动系统由网络交换子系统（移动系统由网络交换子系统（NSS）、）、基站子系统（基站子系统（BSS）、操作维护中心（）、操作维护中心（OMC））和移动台（和移动台（MS）等四大部分组成）等四大部分组成 .子单元子单元功能功能MS（移动台）（移动台）包括包括ME (移动设备移动设备)和和SIM (用户识别模块用户识别模块)BTS（基站收发信台）（基站收发信台）为一个小区服务的无线收发信设备为一个小区服务的无线收发信设备BSC（基站控制器）（基站控制器）对一个或多个对一个或多个BTS进行控制以及相应呼叫控制进行控制以及相应呼叫控制MSC（移动业务交换中心）（移动业务交换中心）对于位于它管辖区域中的移动台进行控制、交对于位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换换VLR（拜访位置寄存器）（拜访位置寄存器）存储与呼叫处理有关的一些数据存储与呼叫处理有关的一些数据HLR（归属位置寄存器）（归属位置寄存器）管理部门用于移动用户管理的数据库管理部门用于移动用户管理的数据库存储有关用户的参数和目前所处位置的信息存储有关用户的参数和目前所处位置的信息EIR（设备识别寄存器）（设备识别寄存器）对移动设备的识别、监视、闭锁对移动设备的识别、监视、闭锁存储有关移动台设备参数的数据库存储有关移动台设备参数的数据库AUC（鉴权中心）（鉴权中心）认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数OMC（操作维护中心）（操作维护中心）操作维护系统中的各功能实体操作维护系统中的各功能实体5.2.2 GSM的网络结构的网络结构本地网本地网省内网省内网全国网全国网1.本地网的网络结构本地网的网络结构全国划分为若干个移动业务本地网，原则上长途编号区全国划分为若干个移动业务本地网，原则上长途编号区编号为二位、三位的地区建立移动业务本地网。

编号为二位、三位的地区建立移动业务本地网每个移动业务本地网设一个每个移动业务本地网设一个HLR，可设一个或若干，可设一个或若干MSC2.省内网的网络结构省内网的网络结构省内设若干移动业务汇接中心省内设若干移动业务汇接中心省内每个省内每个MSC至少与省内两个二级汇接中心相连至少与省内两个二级汇接中心相连二级汇接中心之间网状网连接二级汇接中心之间网状网连接3.全国网的网络结构全国网的网络结构在大区设立一级汇接中心在大区设立一级汇接中心各省二级汇接中心与其相应的一级汇接中心相连各省二级汇接中心与其相应的一级汇接中心相连一级汇接中心之间为网状网一级汇接中心之间为网状网4．移动网（．移动网（PLMN）与固定网（）与固定网（PSTN）的连接）的连接5.2.3 移动的编号方式移动的编号方式在移动通信系统中不同的用户如何区分？在移动通信系统中不同的用户如何区分？移动号码有什么规定？移动号码有什么规定？1．移动用户号码．移动用户号码 用户向电信经营部门申请数字移动用户向电信经营部门申请数字移动使用权时，电信部门就会给每位用户指使用权时，电信部门就会给每位用户指定一个移动用户号码，每一个数字移动定一个移动用户号码，每一个数字移动用户号码在全国范围内是惟一的，不会用户号码在全国范围内是惟一的，不会有重复。

有重复电信网种类电信网种类码号种类和结构码号种类和结构相关名词含义相关名词含义数字蜂窝数字蜂窝移动通信网移动通信网（（GSMGSM））码分多址码分多址移动通信网移动通信网（（CDMACDMA））全球卫星系统全球卫星系统用户号码：用户号码：国家（地区）码国家（地区）码+ +网号网号+H+H0 0H H1 1H H2 2H H3 3+ABCD+ABCD最大位长为最大位长为1515位，目前的长度为位，目前的长度为1313位例如：例如： 86 139 0123 456786 139 0123 45671 1．国家（地区）码：由国际电联管理的用．国家（地区）码：由国际电联管理的用来标识国家或特定地区的代码如我来标识国家或特定地区的代码如我国的国家码是国的国家码是86862 2．网号：标记一个网路的号码．网号：标记一个网路的号码, ,在号码结在号码结构中位于国家号码后面如构中位于国家号码后面如139139、、130130、、150150、、159159、、188188等3 3．． H H0 0H H1 1H H2 2H H3 3：：HLRHLR的标识码的标识码4 4．短号码：目前是指长度小于．短号码：目前是指长度小于1111位的号码位的号码（包含国家码）。

包含国家码）国际移动台识别码：国际移动台识别码：国家（地区）码国家（地区）码+ +移动网络识别码移动网络识别码+ +移动台识别码移动台识别码长度为等位长长度为等位长1515位位例如：例如：460 00 1234567890460 00 12345678901 1．．国家（地区）码：由国际电联管理的，国家（地区）码：由国际电联管理的，在国际移动台中，用来标识国家或特在国际移动台中，用来标识国家或特定地区的代码如我国国际移动台的定地区的代码如我国国际移动台的国家码是国家码是4604602 2．移动网络识别码：用于识别不同运营者．移动网络识别码：用于识别不同运营者的网路，位长的网路，位长2 2位位. .例如中国移动的例如中国移动的GSMGSM网为网为0000，中国联通的，中国联通的GSMGSM网为网为01013 3．移动台识别码：识别移动台的号码．移动台识别码：识别移动台的号码2．国际用户识别码（．国际用户识别码（IMSI））每一个用户，当他申请每一个用户，当他申请GSM使用权时，就被指配了一个与他的使用权时，就被指配了一个与他的移动用户号码相对应的惟一的国际移动用户识别码（移动用户号码相对应的惟一的国际移动用户识别码（IMSI）。

实际上，实际上，IMSI是一小段信息，是一小段信息，IMSI和与之对应的一个密钥和与之对应的一个密钥（（Ki）被分别储存在）被分别储存在SIM卡和系统的卡和系统的“鉴权中心（鉴权中心（AUC））”这这个密钥是在保密的情况下按一定的保密算法产生的，不同的个密钥是在保密的情况下按一定的保密算法产生的，不同的用户具有不同的个人识别号码和密钥用户具有不同的个人识别号码和密钥当用户鉴权中心对用户进行身份鉴别时，首先产生一个随机当用户鉴权中心对用户进行身份鉴别时，首先产生一个随机数自己作鉴别运算，同时也送给移动台数自己作鉴别运算，同时也送给移动台用户鉴权中心与用户鉴权中心与SIM计算的结果一致为有权用户，否则就反之计算的结果一致为有权用户，否则就反之3．国际设备识别码（．国际设备识别码（IMEI）） 每一个移动台设备本身就具有一个惟一的国际移动设备每一个移动台设备本身就具有一个惟一的国际移动设备识别码（识别码（IMEI），用户可以用），用户可以用 *#06# 读出自已的读出自已的IMEI码世界上每一个生产数字移动台的厂家在生产时必须给每世界上每一个生产数字移动台的厂家在生产时必须给每个移动台输入一个设备识别码方能出厂。

个移动台输入一个设备识别码方能出厂设备识别码共有设备识别码共有15位数组成，是全球统一编制的惟一的号位数组成，是全球统一编制的惟一的号码，而且是无法更改的码，而且是无法更改的在在“GSM”数字蜂窝移动系统中有一个移动台识别中数字蜂窝移动系统中有一个移动台识别中心（心（EIR），它是一个数据库，存储着移动台识别号码它是一个数据库，存储着移动台识别号码 4．移动台漫游号（．移动台漫游号（MSRN））移动台漫游号是系统赋给来访用户的一个临时号移动台漫游号是系统赋给来访用户的一个临时号码，其作用是供移动交换机路由选择用码，其作用是供移动交换机路由选择用移动台的位置是不确定的，它的用户号码只反映移动台的位置是不确定的，它的用户号码只反映其原籍地，当它漫游至其他地区时，该地区的移其原籍地，当它漫游至其他地区时，该地区的移动系统分配给一个漫游号，并通知其原籍地动系统分配给一个漫游号，并通知其原籍地当移动台离开该访问区域后，该漫游号将被释放，当移动台离开该访问区域后，该漫游号将被释放，可再分配给其它用户可再分配给其它用户 5.2.4 数字移动台的构成数字移动台的构成数字移动台（数字移动台（MS）包括两部分：）包括两部分：ME和和SIM。

ME是移动台设备，是移动台设备， SIM卡是数字蜂窝移动的卡是数字蜂窝移动的用户识别卡用户识别卡 SIM卡所存储的内容卡所存储的内容 –（（1）用户识别号码）用户识别号码 –（（2）用户的密钥和保密算法）用户的密钥和保密算法–（（3）个人密码（）个人密码（PIN）和）和SIM卡解锁密码（卡解锁密码（PUK））–（（4）用户使用的存储空间）用户使用的存储空间 电池和充电器电池和充电器 –采用可充放电电池，有三种：镍镉电池采用可充放电电池，有三种：镍镉电池（（Nicd）、镍氢电池（）、镍氢电池（Nimh）和锂离子电池（）和锂离子电池（Li-Lon） –电池充电器，主要有旅行充电器、座式充电电池充电器，主要有旅行充电器、座式充电器和车载充电器等三种在选用充电器时，尽量器和车载充电器等三种在选用充电器时，尽量采用原厂配置充电器采用原厂配置充电器个人密码个人密码PIN若连续三次输入错误，若连续三次输入错误，则则SIM卡被锁需要到移动营业厅卡被锁需要到移动营业厅解锁SIM卡解锁密码卡解锁密码PUK若连续十次输若连续十次输入错误，则入错误，则SIM卡自动报废卡自动报废充放电电池－前三次充足充放电电池－前三次充足14小时。

小时警警  示示5.2.5 GSM无线接口信令无线接口信令对于一个公用移动网，基站台到移动台之间对于一个公用移动网，基站台到移动台之间的信令属于无线传输，所以是无线接口信令的信令属于无线传输，所以是无线接口信令 无线接口是移动台与基站收发信台之间接口的统无线接口是移动台与基站收发信台之间接口的统称，从基站到移动台的方向称为下行，移动台到称，从基站到移动台的方向称为下行，移动台到基站的方向称为上行基站的方向称为上行移动台和基站之间传递信息的通道，统称为信道，移动台和基站之间传递信息的通道，统称为信道，GSM的信道分为两类：物理信道和逻辑信道的信道分为两类：物理信道和逻辑信道–逻辑信道分两大类：业务信道和控制信道逻辑信道分两大类：业务信道和控制信道 5.3 CDMA移动通信系统移动通信系统 CDMA是是“Code Divison Multiple Access”的的缩写，译为缩写，译为“码分多址码分多址”，，CDMA移动通移动通信系统（以下简称为信系统（以下简称为CDMA系统）是一种系统）是一种以扩频通信为基础，载波调制和码分多以扩频通信为基础，载波调制和码分多址技术相结合的移动通信系统。

址技术相结合的移动通信系统5.3.1 码分多址技术的基本原理码分多址技术的基本原理码分多址的基础是要有足够的周期性码序列码分多址的基础是要有足够的周期性码序列作为地址码，作为地址码，各码片必须不同，各码片必须不同，该序列码应该序列码应具有很强的自相关性和互相关性具有很强的自相关性和互相关性–即码组内只有本身码相乘叠加后为即码组内只有本身码相乘叠加后为1（自相关值（自相关值为为1），任意两个不同的码相乘叠加后为），任意两个不同的码相乘叠加后为0（互（互相关值为相关值为0）基本原理：基本原理：“1 1”乘以任何数为本身，乘以任何数为本身，“0 0”乘以任何数为乘以任何数为0 0地址码地址码用户数据用户数据用户数据与用户数据与地址码相乘地址码相乘检测信息检测信息5.3.2 扩频通信的基本原理扩频通信的基本原理 扩展频谱（简称扩频）通信技术是一种信息传输扩展频谱（简称扩频）通信技术是一种信息传输方式其系统占用的频带宽度远远大于要传输的方式其系统占用的频带宽度远远大于要传输的原始信号带宽（或信息比特速率）且与原始信号原始信号带宽（或信息比特速率）且与原始信号带宽（或信息比特速率）无关带宽（或信息比特速率）无关。

在发送端，频带的展宽是通过编码及调制（扩频）在发送端，频带的展宽是通过编码及调制（扩频）的方法来实现的在接收端，则用与发送端完全的方法来实现的在接收端，则用与发送端完全相同的扩频码进行相关解调（解扩）来恢复信息相同的扩频码进行相关解调（解扩）来恢复信息数据设设W代表系统占用带宽，代表系统占用带宽，B代表信息带宽，则一般代表信息带宽，则一般认为：认为：W与与B的比值的比值1～～2为窄带通信，为窄带通信，100以上为以上为扩频通信扩频通信5.3.3 码分多址直接序列扩频通信系统码分多址直接序列扩频通信系统直接序列扩频，简称直扩（直接序列扩频，简称直扩（DS），它是直接用高），它是直接用高速率的伪随机码在发端去扩展信息数据的频谱速率的伪随机码在发端去扩展信息数据的频谱在收端，用完全相同的伪随机码进行解扩，把展在收端，用完全相同的伪随机码进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始信号宽的扩频信号还原成原始信号由于码分多址通信系统中的各个用户，同时工作由于码分多址通信系统中的各个用户，同时工作于同一载波，占用相同的带宽，这样各用户之间于同一载波，占用相同的带宽，这样各用户之间必然相互干扰为了把干扰降到最低限度，码分必然相互干扰。

为了把干扰降到最低限度，码分多址必须与扩频技术结合起来使用多址必须与扩频技术结合起来使用码分多址与直接序列扩频技术相结合，构成码分码分多址与直接序列扩频技术相结合，构成码分多址直接序列扩频通信系统多址直接序列扩频通信系统5.3.4 CDMA系统的主要优势系统的主要优势1. 系统容量高系统容量高2. 越区软切换，切换的成功率高越区软切换，切换的成功率高 3. CDMA的保密性好的保密性好4. CDMA符合环保的要求符合环保的要求5. 覆盖范围大覆盖范围大6. CDMA的话音音质好的话音音质好 7. 可提供数据业务可提供数据业务 8. CDMA系统可以实现向第三代移动通信系统平系统可以实现向第三代移动通信系统平滑过渡滑过渡 5.4 第三代移动通信系统第三代移动通信系统 第三代移动通信提出背景第三代移动通信提出背景–日益增长的无线业务需求日益增长的无线业务需求–希望更高质量的语音业务和在无线网络中引入高速收据和多媒体希望更高质量的语音业务和在无线网络中引入高速收据和多媒体业务1985年年ITU提出提出 “未来公用陆地移动通信系统未来公用陆地移动通信系统”（（FPLMTS），），1996年，年， ITU将将FPLMTS正式更名为正式更名为IMT-2000（（Intetnational Mobile Telecommunication-2000）） –IMT-2000 中文含义为中文含义为2000年国际移动通信计划。

年国际移动通信计划–含义为系统将工作在含义为系统将工作在2000MHz，，2000年左右进入商用市场，而且最年左右进入商用市场，而且最高业务速率为高业务速率为2000kbit/sIMT-2000成为成为“第三代移动通信（俗称第三代移动通信（俗称3G））”的正式名称的正式名称 5.4.1 3G发展概述发展概述GPRS(General Packet Radio Service)是通用无线分组业务是通用无线分组业务EDGE是增强型数据速率是增强型数据速率GSM演进技术演进技术 CDMA1X是指是指CDMA2000的第一阶段的第一阶段 3G标准标准–WCDMA、、CDMA2000、、TD-SCDMA–.2007年批准年批准 WIMAX成为第四个全球成为第四个全球3G标准标准 3G-LTE –HSDPA是高速下行分组接入，是现有是高速下行分组接入，是现有WCDMA未来的升级未来的升级 2G2.5G3G-LTE3GGSMCDMAOneWCDMAGPRSEDGETD-SCDMACDMA2000-3XCDMA2000-1XHSDPA5.4.2 3G标准标准1. WCDMA–WCDMA的中文译名是的中文译名是“宽带码分多址宽带码分多址”，它可支持，它可支持384Kbit/s到到2Mbit/s不等的数据传输速率，在移动状态下，不等的数据传输速率，在移动状态下，移动速度越低，可提供的数据传输速率越高，可以提移动速度越低，可提供的数据传输速率越高，可以提供电路交换和分组交换服务。

供电路交换和分组交换服务2. CDMA2000–CDMA2000是由美国高通公司为主导提出，摩托罗拉、是由美国高通公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和韩国三星都有所参与，它是从窄频和韩国三星都有所参与，它是从窄频CDMAOne数字标准衍生来的，可以从原有的数字标准衍生来的，可以从原有的CDMAOne结构直接结构直接升级到升级到3G同时提供话音和高速分组数据业务同时提供话音和高速分组数据业务3. TD-SCDMA–TD-SCDMA，即时分双工、同步码分多址，是首次由中，即时分双工、同步码分多址，是首次由中国提出的国际通信标准适用于话音业务和多媒体、国提出的国际通信标准适用于话音业务和多媒体、互联网等业务）互联网等业务）4. W iMAX（全球微波接入互操作性）（全球微波接入互操作性）–WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接联网的高速连接–可实现可实现50公里的无线电信号传输；可提供更高速的宽公里的无线电信号传输；可提供更高速的宽带接入，能提供带接入，能提供70Mbit/s的最高接入速率；可提供优良的最高接入速率；可提供优良的的“最后最后1公里公里”网络接入服务；可提供多媒体通信服网络接入服务；可提供多媒体通信服务。

务中国移动、中国联通和中国中国移动、中国联通和中国电信采用的电信采用的3G3G技术标准分别是：技术标准分别是：TD-SCDMATD-SCDMA，，WCDMAWCDMA和和CDMA2000CDMA2000 5.4.3 3G标准比较标准比较 3G技术基本特征比较表基本技基本技术术特征特征WCDMACDMA2000TD-SCDMA信道信道间间隔隔5MHz1.25MHz1.6MHz接入方式接入方式单载单载波波宽带宽带直接序列直接序列扩频扩频CDMA单载单载波波宽带宽带直接序列直接序列扩频扩频CDMATDMA+CDMA双工方式双工方式FDDFDDTDD码码片速率片速率3．．48Mcps1．．2288Mcps1．．28Mcps基站同步方式基站同步方式异步（不需异步（不需GPS）同步）同步同步需同步需GPS同步需同步需GPS帧长帧长10ms20ms5ms子子帧帧调调制方式制方式QPSK（前向），（前向），BPSK（后向）（后向）QPSK（前向），（前向），BPSK（后（后向）向）QPSK切切换换软软切切换换，，频间频间切切换换，与，与GSM间间的切的切换换软软切切换换，，频间频间切切换换，与，与IS－－95间间的切的切换换硬切硬切换换或接力切或接力切换换语语言言编码编码自适自适应应多速率多速率可可变变速率速率自适自适应应多速率多速率功率控制功率控制开开环环，，闭环闭环(最高最高1500Hz),外外环环开开环环，，闭环闭环(最高最高800Hz),外外环环开开环环，，闭环闭环(最高最高200Hz)，外，外环环性能比性能比较较WCDMACDMA2000TD-SCDMA可支持的数据速率可支持的数据速率最高最高2.048Mbps1X最高可支持最高可支持307kbps，，1X EV-DO可支持可支持2.4Mbps最高最高2.048Mbps频频率使用方式率使用方式与与CDMA2000频频率利用率相率利用率相似，似，对对称的上下行称的上下行频频率率使用技使用技术术，必，必须须占用占用5MHz宽带宽带成成对对地使用上下行地使用上下行频频率，率，频频率根据需要由率根据需要由1.25MHz逐逐渐扩渐扩至至5MHz每信道需要每信道需要1.6MHz频频率率带宽带宽，上下行共用同，上下行共用同一个一个频频率信道，尤其率信道，尤其适合于上下行非适合于上下行非对对称称的数据的数据业务业务最大容量最大容量(纯话纯话音音)大大约约100个用个用/5MHz/扇区扇区(实实际际容量尚待容量尚待验证验证)大大约约150个用个用/5MHz/扇区扇区(约为约为IS-95系系统统容量容量的的1.5~2倍倍)最大最大24个个12.2kbps话话音用音用户户/1.6MHz/扇区扇区(实际实际容量尚待容量尚待验证验证)业务业务特征特征适合于适合于对对称称业务业务,如如语语音，交音，交互式互式实时实时数据数据业务业务，支，支持非持非对对称称业务业务适合于适合于对对称称业务业务，如，如语语音，音，交互式交互式实时实时数据数据业务业务，，支持非支持非对对称称业务业务尤其适合于非尤其适合于非对对称数据称数据业业务务，如，如Internet下下载载应应用用场场合合适合各种蜂适合各种蜂窝组窝组网制式，适网制式，适合城区、郊合城区、郊县县和和乡乡村村同同WCDMA适合城区适合城区组组网网5.4.4 3G通信业务应用通信业务应用 （（1）高级话音业务；）高级话音业务；（（2）移动接入互联网业务；）移动接入互联网业务；（（3）定位业务；）定位业务；（（4）监测和控制业务；）监测和控制业务；（（5）移动多媒体业务；）移动多媒体业务；（（6）金融证卷业务；）金融证卷业务；（（7）电视媒体广播业务；）电视媒体广播业务；（（8）视频社区业务）视频社区业务 。

5.5 其他移动通信系统简介其他移动通信系统简介 无线寻无线寻/呼系统呼系统集群调度系统集群调度系统 小灵通系统小灵通系统大灵通系统大灵通系统 无线寻呼系统的组成无线寻呼系统的组成 集群调度系统的组成集群调度系统的组成 小灵通系统简介小灵通系统简介 局端设备（RT）中心局交换机（LE）配线架（MDF）空中话务控制器（ATC）基站（RP）基站控制器（RPC） 5.6 实做项目及教学情境实做项目及教学情境 实做项目一：参观移动机房实做项目一：参观移动机房实做项目二：参观天馈线系统实做项目二：参观天馈线系统实做项目三：信号观察实做项目三：信号观察实做项目四：操作实做项目四：操作第六章第六章 光纤通信光纤通信本章内容：本章内容：–光纤通信概述光纤通信概述–光纤与光缆光纤与光缆–SDH传输网传输网–波分复用技术波分复用技术–全光网络全光网络本章学习目的及要求本章学习目的及要求–掌握光纤通信的特点掌握光纤通信的特点–掌握光纤和光缆的结构、种类掌握光纤和光缆的结构、种类–理解理解SDH的特点和帧结构的特点和帧结构–了解光纤线路码型、了解光纤线路码型、DWDM和全光网络和全光网络6.1 光纤通信概述光纤通信概述 光信号可以用于传输信息吗？光信号可以用于传输信息吗？光通信具有什么样的特点？光通信具有什么样的特点？　探 讨　光纤通信是以光纤为传输光纤通信是以光纤为传输媒质，以光信号为信息载媒质，以光信号为信息载体的通信方式。

体的通信方式6.1.1光纤通信的发展光纤通信的发展 1880年，美国科学家贝尔发明年，美国科学家贝尔发明光光 ，标志着光通信的，标志着光通信的起起源源1960年，美国人梅曼发明第一台红宝石激光器年，美国人梅曼发明第一台红宝石激光器 1966年，年，“光纤之父光纤之父”——高锟高锟博士首次提出光纤通信的博士首次提出光纤通信的想法，这是光纤通信发展的想法，这是光纤通信发展的里程碑里程碑1970年，美国康宁公司研制出了损耗系数为年，美国康宁公司研制出了损耗系数为20dB/km的光的光纤，光纤通信从此进入纤，光纤通信从此进入飞速发展飞速发展1977年，芝加哥第一条年，芝加哥第一条45Mbit/s的商用线路的商用线路1976 年和年和 1978 年，日本先后进行了速率为年，日本先后进行了速率为34 Mb/s以及速以及速率为率为100 Mbit/s的光纤通信系统的试验的光纤通信系统的试验1980 年，年，140Mbit/s光纤通信系统投入商业应用光纤通信系统投入商业应用1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线由美、日、由美、日、 英、法发起的第一条横跨大西洋英、法发起的第一条横跨大西洋 TAT-8海底光海底光缆通信系统于缆通信系统于1988年建成。

年建成第一条横跨太平洋第一条横跨太平洋 TPC-3/HAW-4 海底光缆通信系统于海底光缆通信系统于1989年年建成1990年，年，565Mbit/s的光纤通信系统进入商用化阶段的光纤通信系统进入商用化阶段1993年，速率年，速率622Mbit/s以下以下SDH产品开始商用化产品开始商用化1995年，速率年，速率2.5G bit/s的的SDH产品开始商用化产品开始商用化1996年，年，10G bit/s的的SDH产品开始商用化产品开始商用化1997年，年，20G bit/s和和40G bit/s的产品试验取得巨大发展的产品试验取得巨大发展 2005年年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量最大的实用线路是至今世界容量最大的实用线路目前研究中的商用速率为目前研究中的商用速率为数十数十Tbit/s光纤通信发明家光纤通信发明家高锟高锟( (左左) )1998年在英国接受年在英国接受IEE授予的奖章授予的奖章从光纤的损耗看光纤通信的发展从光纤的损耗看光纤通信的发展–1970年是年是20dB/km–1972年是年是4dB/km–1974年是年是1.1dB/km–1976年是年是0.5dB/km–1979年是年是0.2dB/km–1990年是年是0.14 dB/km，已经接近石英光纤的理，已经接近石英光纤的理论损耗极限值论损耗极限值0.1dB/km。

6.1.2光纤通信的工作波长光纤通信的工作波长光波是电磁波的一种，其波长在微米级，频率为光波是电磁波的一种，其波长在微米级，频率为1014Hz～～1015Hz数量级目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区，即波长为目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区，即波长为0.8~1.8μm光纤通信使用的三个工作窗口光纤通信使用的三个工作窗口–0.85μm、、1.31μm、、1.55μm6.1.3 光纤通信的特点光纤通信的特点优点优点–（（1）传输频带宽，通信容量大）传输频带宽，通信容量大–（（2）传输衰减小，中继距离长）传输衰减小，中继距离长–（（3）抗电磁干扰，传输质量好）抗电磁干扰，传输质量好–（（4）体积小、重量轻、便于施工）体积小、重量轻、便于施工–（（5）原材料丰富，节约有色金属，有利于环保）原材料丰富，节约有色金属，有利于环保缺点缺点–光纤质地脆，机械强度低；光纤的切断和接续需要一定光纤质地脆，机械强度低；光纤的切断和接续需要一定的工具设备和技术，光缆的弯曲半径不能过小等等的工具设备和技术，光缆的弯曲半径不能过小等等 6.2 光纤与光缆光纤与光缆6.2.1 光纤的结构与分类光纤的结构与分类6.2.2 光纤的导光原理光纤的导光原理6.2.3 单模传输条件单模传输条件6.2.4 光纤的传输特性光纤的传输特性6.2.5 光缆光缆                                  6.2.1 光纤的结构与分类光纤的结构与分类1．光纤的结构．光纤的结构–光纤是由中心的纤芯和外面的包层构成的，一般为光纤是由中心的纤芯和外面的包层构成的，一般为双层或多层的同心圆柱体，为轴对称结构。

双层或多层的同心圆柱体，为轴对称结构–纤芯位于光纤中心，作用是传输光波包层位于纤纤芯位于光纤中心，作用是传输光波包层位于纤芯外层，作用是将光波限制在纤芯中，同时还起到芯外层，作用是将光波限制在纤芯中，同时还起到一定的机械保护作用一定的机械保护作用–通信用的单模光纤纤芯为通信用的单模光纤纤芯为4-10μm，多模光纤纤芯直，多模光纤纤芯直径为径为50~85μm，不管单模光纤还是多模光纤，包层，不管单模光纤还是多模光纤，包层的直径均为的直径均为125μmn1n2设纤芯和包层的折射率分别为设纤芯和包层的折射率分别为n1和和 n2，光，光在光纤中传输的必要条件是在光纤中传输的必要条件是n1＞＞n2相对折射指数差（相对折射指数差（Δ））当当n１１与与n２２的差别极小时，这种光纤称为弱的差别极小时，这种光纤称为弱导波光纤导波光纤Δ越大，光纤把光耦合入纤芯的能力越强越大，光纤把光耦合入纤芯的能力越强由于石英玻璃质地脆、易断裂，为保护光纤不由于石英玻璃质地脆、易断裂，为保护光纤不受损害，提高抗拉度，一般需要在裸光纤外面受损害，提高抗拉度，一般需要在裸光纤外面指经过两次涂覆指经过两次涂覆裸光纤裸光纤：由纤芯和包层组成。

由纤芯和包层组成光纤芯线光纤芯线：经过涂敷的裸光纤经过涂敷的裸光纤 光纤的结构包括纤芯、包层和涂敷层光纤的结构包括纤芯、包层和涂敷层通常见到的光纤均为涂敷后的光纤芯线通常见到的光纤均为涂敷后的光纤芯线归纳思考归纳思考2．光纤的分类．光纤的分类（（1）按照光纤的制造材料分类）按照光纤的制造材料分类–按照光纤的制造材料的不同，光纤可分为玻璃（石英）光纤和塑按照光纤的制造材料的不同，光纤可分为玻璃（石英）光纤和塑料光纤2）按照光纤的传输模式分类）按照光纤的传输模式分类–根据光纤传输模式的数量，光纤可分为多模光纤（根据光纤传输模式的数量，光纤可分为多模光纤（MMF）和单模）和单模光纤（光纤（SMF） （（3）按照光纤的折射率分布分类）按照光纤的折射率分布分类–按照光纤剖面折射率分布的不同，光纤可分为突变型光纤（按照光纤剖面折射率分布的不同，光纤可分为突变型光纤（SIF））和渐变型光纤（和渐变型光纤（GIF）4）按照）按照ITU-T建议的分类建议的分类–按照按照ITU-T关于光纤的建议，光纤分为关于光纤的建议，光纤分为G.651光纤（渐变多模光纤）、光纤（渐变多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、光纤（常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（性能最佳单模光纤）、光纤（性能最佳单模光纤）、G.655光纤（非零色散位移单模光纤（非零色散位移单模光纤）。

光纤） 阶跃型光纤（阶跃型光纤（SIF））–纤芯折射率呈均匀分布纤芯折射率呈均匀分布渐变型光纤（渐变型光纤（GIF））–纤芯折射率呈非均匀分布，在轴心处最大，而在光纤芯折射率呈非均匀分布，在轴心处最大，而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤芯与包层的纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤芯与包层的界面上降至包层折射率界面上降至包层折射率n2 W型光纤（双包层光纤）型光纤（双包层光纤）–在纤芯与包层之间设有一折射率低于包层的缓冲层，在纤芯与包层之间设有一折射率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层之间使包层折射率介于纤芯和缓冲层之间6.2.2 光纤的导光原理光纤的导光原理分析光纤的导光原理，一般可采用两种方分析光纤的导光原理，一般可采用两种方法：一种是波动理论法，另一是射线法法：一种是波动理论法，另一是射线法–波动理论法是根据电磁场理论，分析其传输特波动理论法是根据电磁场理论，分析其传输特性 –光可用一条表示光的传播方向的几何线来表示，光可用一条表示光的传播方向的几何线来表示，这条几何线就称为光射线用光射线来研究光这条几何线就称为光射线用光射线来研究光波传输特性的方法，称为射线法。

波传输特性的方法，称为射线法1．光的反射和折射．光的反射和折射当光射线射到两种介质交界面时，将发生当光射线射到两种介质交界面时，将发生反射和折射反射和折射 n1＞n2n1n2θ1θ2θ3入射折射反射光的全反射光的全反射 –当光从光密物质（折射率大的物质）入射进当光从光密物质（折射率大的物质）入射进光疏物质（折射率小大的物质）时光疏物质（折射率小大的物质）时–当入射角大于临界角当入射角大于临界角 光射到两种介质交界面时，将发生反射和折射光射到两种介质交界面时，将发生反射和折射当光从光密物质照射到光疏物质时，且入射角当光从光密物质照射到光疏物质时，且入射角θ１满足１满足 θc＜＜θ１＜１＜90°时，会发生全反射现象时，会发生全反射现象为什么需要纤芯的折射率大于包层的折射率？为什么需要纤芯的折射率大于包层的折射率？归纳思考归纳思考光线在阶跃型光纤中的传播示意图光线在阶跃型光纤中的传播示意图结论结论：：1、阶跃型光纤就是利用光波的全反射原理、阶跃型光纤就是利用光波的全反射原理2、光波在纤芯中以、光波在纤芯中以“之之”字形向前传播字形向前传播2．阶跃型光纤的传输原理．阶跃型光纤的传输原理•数值孔径数值孔径–表示光纤的捕捉光线能力的大小。

表示光纤的捕捉光线能力的大小 –NA是表示光纤特性的重要数，它反映光纤与光源等元件耦合时的是表示光纤特性的重要数，它反映光纤与光源等元件耦合时的耦合效率若纤芯和包层的相对折射率差越大，耦合效率若纤芯和包层的相对折射率差越大，NA值就越大，即值就越大，即光纤的集光能力就越强光纤的集光能力就越强 θ接收锥接收锥NA=光纤的数值孔径与光纤的几何光纤的数值孔径与光纤的几何尺寸无关，只与纤芯和包层两尺寸无关，只与纤芯和包层两者的折射率差有关者的折射率差有关n14n13n12n11n11n12n13n14结论：结论：•渐变型光纤纤芯折射率呈连续变化渐变型光纤纤芯折射率呈连续变化利用光的反射和折射利用光的反射和折射光线在其中以一条近似于正弦型的曲线向前传播光线在其中以一条近似于正弦型的曲线向前传播3．渐变型光纤的传输原理．渐变型光纤的传输原理6.2.3 单模传输条件单模传输条件单模光纤是在给定的工作波长上，只传单模光纤是在给定的工作波长上，只传输单一模式的光纤输单一模式的光纤 单模光纤需要满足什么条件？单模光纤需要满足什么条件？1．归一化频率．归一化频率V•归一化频率是为表征光纤中所能传播的模式数目归一化频率是为表征光纤中所能传播的模式数目多少而引入的一个特征参数。

其方程为：多少而引入的一个特征参数其方程为：其中，其中，α——是光纤的纤芯半径；是光纤的纤芯半径；λ——是光纤的工作波长；是光纤的工作波长； n1和和n2 ——分别是光纤的纤芯和包层折射率；分别是光纤的纤芯和包层折射率； k0 ——真空中的波数；真空中的波数；Δ——光纤的相对折射率差光纤的相对折射率差•单模传输条件：单模传输条件：0＜＜V＜＜2.4052．截止波长．截止波长 当当V取取2.405时，叫归一化截止频率时，叫归一化截止频率Vc当当V= Vc 时对应的波长时对应的波长λc称为截止波长，它给出了保证单称为截止波长，它给出了保证单模传输的光波长范围，模传输的光波长范围，λ＞＞ λc通过计算可算得单模光纤的截止波长大约在通过计算可算得单模光纤的截止波长大约在1.1μm左右，左右，要实现单模传输，光的波长要大于截止波长，所以光纤的要实现单模传输，光的波长要大于截止波长，所以光纤的三个工作窗口中三个工作窗口中0.85μm这个波长不能用于单模光纤这个波长不能用于单模光纤6.2.4 光纤的传输特性光纤的传输特性光纤的传输特性指的是光信号在光纤中传光纤的传输特性指的是光信号在光纤中传输所表现出来的特性，主要包括损耗特性输所表现出来的特性，主要包括损耗特性和色散特性。

和色散特性1．光纤的损耗特性．光纤的损耗特性定义定义–光信号在光纤内传播，随着距离的增大，能量会越来越弱，其中一光信号在光纤内传播，随着距离的增大，能量会越来越弱，其中一部分能量在光纤内部被吸收，一部分可能突破光纤纤芯的束缚，辐部分能量在光纤内部被吸收，一部分可能突破光纤纤芯的束缚，辐射到了光纤外部，这叫做光纤的传输损耗（或传输衰减）射到了光纤外部，这叫做光纤的传输损耗（或传输衰减）损耗系数损耗系数 (单位：单位：dB/km)Pi和和Po分别为入射光功率和出射光功率（分别为入射光功率和出射光功率（mW或或W））损耗系数是光纤传输系统中限制光信号中继传输距离的重要损耗系数是光纤传输系统中限制光信号中继传输距离的重要因素之一因素之一光纤损耗大致可以分为吸收损耗、散射损耗和其他损耗光纤损耗大致可以分为吸收损耗、散射损耗和其他损耗光纤的传输损耗影响光信号的中继距离光纤的传输损耗影响光信号的中继距离光纤损耗可以分为吸收损耗、散射损耗和光纤损耗可以分为吸收损耗、散射损耗和其他损耗其他损耗为什么光纤的工作窗口选择为什么光纤的工作窗口选择0.85μm、、1.31μm、、1.55μm？？归纳思考归纳思考光纤损耗的大小与波长有密切的关系，损耗与波长的关光纤损耗的大小与波长有密切的关系，损耗与波长的关系曲线叫做光纤的损耗谱。

系曲线叫做光纤的损耗谱石英光纤的损耗谱石英光纤的损耗谱 2.光纤的色散特性光纤的色散特性光纤的色散是在光纤中传输的光信号，随传输距离增加，由光纤的色散是在光纤中传输的光信号，随传输距离增加，由于不同成分的光传输时延不同引起的脉冲展宽的物理效应于不同成分的光传输时延不同引起的脉冲展宽的物理效应 模式色散模式色散–模式色散是指即使同一波长的光，若其模式不同，则传播速率也不同，模式色散是指即使同一波长的光，若其模式不同，则传播速率也不同，从而引起色散，又称为模间色散，只存在于多模光纤中从而引起色散，又称为模间色散，只存在于多模光纤中色度色散色度色散–光源的光谱中不同波长成分的光在传输过程中发生群延时，引起光脉光源的光谱中不同波长成分的光在传输过程中发生群延时，引起光脉冲展宽，主要包括材料色散和波导色散冲展宽，主要包括材料色散和波导色散偏振模色散偏振模色散–偏振模色散是由于光信号传输会产生两个方向的偏振模，当光纤在光偏振模色散是由于光信号传输会产生两个方向的偏振模，当光纤在光信号传输的两个方向上的折射率不同而产生的色散叫做偏振模色散信号传输的两个方向上的折射率不同而产生的色散叫做偏振模色散 色散主要包括模式色散、色度色散和偏振模色散主要包括模式色散、色度色散和偏振模色散三种。

色散三种对于多模光纤，主要是模式色散对于多模光纤，主要是模式色散对于单模光纤，不存在模式色散，主要是材对于单模光纤，不存在模式色散，主要是材料色散损耗和色散对于光脉冲传输中的影响有什么损耗和色散对于光脉冲传输中的影响有什么不同？不同？归纳思考归纳思考6.2.5 光缆光缆“光缆是为了满足光学、光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而机械或环境的性能规范而制造的，它是利用置于包制造的，它是利用置于包覆护套中的一根或多根光覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆独或成组使用的通信线缆组件组件”1.光缆的结构光缆的结构光缆的基本结构一般由缆芯、加强构件、光缆的基本结构一般由缆芯、加强构件、填充物和护层等几部分构成，除了这些基填充物和护层等几部分构成，除了这些基本结构之外，根据实际需要还要有防水层、本结构之外，根据实际需要还要有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件缓冲层、绝缘金属导线等构件 （（1）缆芯）缆芯–为了进一步保护光缆，增加光纤的强度，一般将带有涂敷层的光纤再套上为了进一步保护光缆，增加光纤的强度，一般将带有涂敷层的光纤再套上一层塑料层，通常称为套塑。

将套塑后且满足机械强度要求的单根或者多一层塑料层，通常称为套塑将套塑后且满足机械强度要求的单根或者多根光纤芯线根光纤芯线 以不同的形式组合起来，就形成了缆芯以不同的形式组合起来，就形成了缆芯 –光缆缆芯的基本结构大体上有层绞式、骨架式、束管式和带状式四种光缆缆芯的基本结构大体上有层绞式、骨架式、束管式和带状式四种 （（2）加强构件）加强构件–加强构件的作用事增加光缆的抗拉强度，提高光缆的机械性能一加强构件的作用事增加光缆的抗拉强度，提高光缆的机械性能一般光缆的加强构件采用镀锌钢丝、钢丝绳、不锈钢或者高强度塑料般光缆的加强构件采用镀锌钢丝、钢丝绳、不锈钢或者高强度塑料加强构件等一般加强构件位于光缆的中心，也有位于护层的，叫加强构件等一般加强构件位于光缆的中心，也有位于护层的，叫做护层加强构件做护层加强构件3）护层结构）护层结构–护层的主要作用是保护缆芯，提高机械性能和防护性能不同的护护层的主要作用是保护缆芯，提高机械性能和防护性能不同的护层结构适合不同的敷设条件层结构适合不同的敷设条件–光缆的护层分为外护层和护套两部分，护套用来防止钢带、加强构光缆的护层分为外护层和护套两部分，护套用来防止钢带、加强构件等金属构件损伤光纤；外护层进一步增强光缆的保护作用。

件等金属构件损伤光纤；外护层进一步增强光缆的保护作用4）填充结构）填充结构–填充结构用来提高光缆的防潮性能，在光缆缆间空隙中注入填充物，填充结构用来提高光缆的防潮性能，在光缆缆间空隙中注入填充物，以防止水汽进入光缆以防止水汽进入光缆2．光缆的种类．光缆的种类（（1）根据传输性能、距离和用途光缆可分为市话光缆、）根据传输性能、距离和用途光缆可分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆长途光缆、海底光缆和用户光缆2）按光纤的种类可分为多模光缆和单模光缆按光纤的种类可分为多模光缆和单模光缆3）按光纤套塑方法可分为紧套光缆、松套光缆、束管）按光纤套塑方法可分为紧套光缆、松套光缆、束管式光缆和带状多芯单元光缆式光缆和带状多芯单元光缆4）按光纤芯数可分为单芯光缆、双芯光缆、四芯光缆、）按光纤芯数可分为单芯光缆、双芯光缆、四芯光缆、六芯光缆、八芯光缆、十二芯光缆、二十四芯光缆等六芯光缆、八芯光缆、十二芯光缆、二十四芯光缆等5）按加强件配置方法可分为中心加强构件光缆、分散）按加强件配置方法可分为中心加强构件光缆、分散加强构件光缆、护层加强构件光缆加强构件光缆、护层加强构件光缆6）按敷设方式可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆）按敷设方式可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。

和水底光缆（（7）按护层材料性质可分为聚乙烯护层普通光缆、聚氯乙烯护层）按护层材料性质可分为聚乙烯护层普通光缆、聚氯乙烯护层阻燃光缆和尼龙防蚁防鼠光缆阻燃光缆和尼龙防蚁防鼠光缆8）按传输导体、介质状况可分为无金属光缆、普通光缆和综合）按传输导体、介质状况可分为无金属光缆、普通光缆和综合光缆9）按结构方式可分为扁平结构光缆、层绞结构光缆、骨架式结）按结构方式可分为扁平结构光缆、层绞结构光缆、骨架式结构光缆、铠装结构光缆和高密度用户光缆等构光缆、铠装结构光缆和高密度用户光缆等10）目前通信用光缆可分为）目前通信用光缆可分为–室室(野野)外光缆外光缆——用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷设用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷设的光缆–软光缆软光缆——具有优良的曲挠性能的可移动的光缆具有优良的曲挠性能的可移动的光缆–室室(局局)内光缆内光缆——用于室用于室(局局)内布放的光缆内布放的光缆 –设备内光缆设备内光缆——用于设备内布放的光缆用于设备内布放的光缆–海底光缆海底光缆——用于跨海洋敷设的光缆用于跨海洋敷设的光缆 –特种光缆特种光缆——除上述几类之外，作特殊用途的光缆。

除上述几类之外，作特殊用途的光缆 光缆的基本结构包括缆芯、加强构件、填充物光缆的基本结构包括缆芯、加强构件、填充物和护层等和护层等不同敷设方式的光缆结构上应有什么不同？不同敷设方式的光缆结构上应有什么不同？为什么会有不同种类的光缆？为什么会有不同种类的光缆？归纳思考归纳思考6.3 光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统由光端机、光缆和中继器组成光纤通信系统由光端机、光缆和中继器组成光发送机与光接收机统称为光端机光发送机与光接收机统称为光端机光发送部分传输部分光接收部分电端机电端机光端机中继器光缆光源光端机光缆光检测器光源光检测器光发送机的主要作用光发送机的主要作用–将电端机送来的数字基带电信号变换为光信号，并耦合进光纤线将电端机送来的数字基带电信号变换为光信号，并耦合进光纤线路中进行传输光发送机中的光源是整个系统的核心器件路中进行传输光发送机中的光源是整个系统的核心器件光接收机的主要作用光接收机的主要作用–将光纤传输后的幅度被衰减、波形产生畸变的、微弱的光信号变将光纤传输后的幅度被衰减、波形产生畸变的、微弱的光信号变换为电信号，并对电信号进行放大、整形、再生成与发送端相同换为电信号，并对电信号进行放大、整形、再生成与发送端相同的电信号，输入到电接收端机，光接收机中关键器件是半导体光的电信号，输入到电接收端机，光接收机中关键器件是半导体光检测器。

检测器中继器的主要作用中继器的主要作用–可对微弱的光信号直接进行放大的器件，其主要功能是提供光信可对微弱的光信号直接进行放大的器件，其主要功能是提供光信号的增益，以补偿光信号在传输过程中的衰减，增加传输系统无号的增益，以补偿光信号在传输过程中的衰减，增加传输系统无中继距离中继距离6.3.1 光源与光发送机光源与光发送机1．光源．光源 –光纤通信中用到的光源有半导体激光器（光纤通信中用到的光源有半导体激光器（LD）和发光二）和发光二极管（极管（LED）两种，发光二极管用于短距离、低速光纤通）两种，发光二极管用于短距离、低速光纤通信系统，光纤通信干线的光源均为半导体激光器信系统，光纤通信干线的光源均为半导体激光器–光纤通信系统对通信用光源的要求是光纤通信系统对通信用光源的要求是•（（1）发光波长与光纤的低损耗窗口相符）发光波长与光纤的低损耗窗口相符•（（2）有足够的光输出功率）有足够的光输出功率•（（3）可靠性高、寿命长）可靠性高、寿命长•（（4）温度特性好；光谱宽度窄）温度特性好；光谱宽度窄•（（5）调制特性好）调制特性好•（（6）与光纤的耦合效率高，体积小、重量轻等与光纤的耦合效率高，体积小、重量轻等。

2．光发送机．光发送机 线路编码电路将数字电信号编码转换为适合光信道传输的线路编码电路将数字电信号编码转换为适合光信道传输的线路码型，调制电路将数字电信号通过光源调制转换为光线路码型，调制电路将数字电信号通过光源调制转换为光信号，并送到光缆线路进行传输，控制电路实现由于器件信号，并送到光缆线路进行传输，控制电路实现由于器件老化或者温度变化时稳定激光器的输出功率老化或者温度变化时稳定激光器的输出功率 6.3.2 光电检测器与光纤数字接收机光电检测器与光纤数字接收机 1．半导体光电检测器．半导体光电检测器–它的功能是实现光信号转换为电信号，常用的它的功能是实现光信号转换为电信号，常用的光电检测器分为光电检测器分为PIN光电检测器和光电检测器和APD雪崩光电雪崩光电二极管两种二极管两种–光纤通信系统对光电检测器的基本要求是：光纤通信系统对光电检测器的基本要求是：•（（1）在系统的工作波长上具有足够高的响应度（对）在系统的工作波长上具有足够高的响应度（对一定的入射光功率，能够输出尽可能大的光电流）一定的入射光功率，能够输出尽可能大的光电流）•（（2）具有足够快的响应度）具有足够快的响应度•（（3）具有尽可能低的噪声）具有尽可能低的噪声•（（4）具有良好的线性关系）具有良好的线性关系•（（5）具有较小的体积、较长的工作寿命）具有较小的体积、较长的工作寿命 2．光接收机．光接收机光电光电检测器检测器前置前置放大器放大器主放大器主放大器均衡器均衡器判决器判决器线路线路解码解码解扰解扰接口接口码型码型变换变换时钟提取时钟提取自动增益自动增益控制电路控制电路AGCAGC光纤光纤输出码型变换电路输出码型变换电路光接收放大电路光接收放大电路6.3.3中继器中继器作用作用–光脉冲信号从发送机输出经光纤传输若干距离光脉冲信号从发送机输出经光纤传输若干距离后，由于光纤损耗和色散的影响，光脉冲信号后，由于光纤损耗和色散的影响，光脉冲信号的幅度受到衰减，波形出现失真，为此就要在的幅度受到衰减，波形出现失真，为此就要在光信号传输一定距离时，加设一个中继器，以光信号传输一定距离时，加设一个中继器，以放大衰减信号，恢复失真的波形，使光脉冲得放大衰减信号，恢复失真的波形，使光脉冲得到再生。

到再生 种类种类–中继器分为光中继器分为光-电电-光中继器和光中继器两种光中继器和光中继器两种 光信号通过光发射机送到光缆传输，中间经过光信号通过光发射机送到光缆传输，中间经过中继器进行信号波形修整、再生、放大后，继中继器进行信号波形修整、再生、放大后，继续传输，直到传到接收机续传输，直到传到接收机光端机中为什么需要码型变换？光端机中为什么需要码型变换？归纳思考归纳思考6.3.4 光纤通信系统的码型光纤通信系统的码型光纤线路编码的必要性光纤线路编码的必要性–电端机码型一般为三元码，即以电端机码型一般为三元码，即以“1”和和“0”去分去分别对应正、负和零电平光源不可能发射负的光脉别对应正、负和零电平光源不可能发射负的光脉冲，因而，其线路码型一般只考虑二电平码，即采冲，因而，其线路码型一般只考虑二电平码，即采用光脉冲的用光脉冲的“有有”和和“无无”来表示二进制码中的来表示二进制码中的“1”和和“0” 常用光纤线路码型常用光纤线路码型 –（（1）分组码（）分组码（mBnB码）码）–（（2）插入码（）插入码（mB1X码）码）6.4 SDH6.4.1 SDH的产生的产生6.4.2 SDH的帧格式和速率的帧格式和速率6.4.3 SDH的基本网络单元的基本网络单元6.4.1 SDH的产生的产生同步数字系列（同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy，，SDH）的研究工作始于）的研究工作始于1986年，其目的是建立年，其目的是建立光纤通信的通用标准。

光纤通信的通用标准美国贝尔通信研究所最先提出了光同步传输网美国贝尔通信研究所最先提出了光同步传输网的概念，并称之为同步光网络（的概念，并称之为同步光网络（SONET）国际电报咨询委员会（国际电报咨询委员会（CCITT），于），于1988年年接受了接受了SONET的概念，重新命名为同步数字系的概念，重新命名为同步数字系列（列（SDH），建立了世界性的统一标准建立了世界性的统一标准6.4.2 SDH的帧格式和速率的帧格式和速率用于网络的运行、用于网络的运行、管理、维护及指配管理、维护及指配指示净负荷区域指示净负荷区域内的信息首字节内的信息首字节在在STM-N帧内的帧内的准确位置，以便准确位置，以便接收时能正确分接收时能正确分离净负荷离净负荷真正用于电信真正用于电信业务的比特业务的比特SDH等级等级速率速率kbit/sSDH等级等级速率速率kbit/sSTM-1155 520STM-162 488 320STM-4622 080STM-649 953 280STM-25639813120STM-0518406.4.3 SDH的基本网络单元的基本网络单元SDH的基本网络单元有终端复用设备的基本网络单元有终端复用设备（（TM）、分）、分/插复用设备（插复用设备（ADM）、再生）、再生中继设备（中继设备（REG）、同步数字交叉连接设）、同步数字交叉连接设备（备（SDXC）。

部分部分SDH设备图片设备图片RSM-155SRSM-155S光传输系统光传输系统6.5 WDM光纤通信经过光纤通信经过30多年的发展，系统的传输速率提多年的发展，系统的传输速率提高，线路的利用率得到了很大提高，但与光纤巨高，线路的利用率得到了很大提高，但与光纤巨大的带宽潜力相比这点带宽还微不足道大的带宽潜力相比这点带宽还微不足道为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术–空分复用空分复用SDM –时分复用时分复用TDM –光波分复用光波分复用 WDM6.5.1 光波分复用的基本概念光波分复用的基本概念WDM技术基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起技术基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接来，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端将组合波长的光信号分开，并作进一步处理，恢复出收端将组合波长的光信号分开，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端原信号后送入不同的终端 6.5.2 光波分复用的特点光波分复用的特点（（1）充分利用光纤的巨大带宽资源）充分利用光纤的巨大带宽资源 （（2）同时传输多种不同类型的信号）同时传输多种不同类型的信号 （（3）节省线路投资）节省线路投资 （（4）降低器件的超高速要求）降低器件的超高速要求 （（5）高度的组网灵活性、）高度的组网灵活性、 经济性和可靠性经济性和可靠性 （（6））IP的传送通道的传送通道6.6 全光网络全光网络全光网是指信息从源节点到目的节点的传输完全全光网是指信息从源节点到目的节点的传输完全在光域上进行，即全部采用光波技术完成信息的在光域上进行，即全部采用光波技术完成信息的传输和交换的宽带网络。

它包括光传输、光放大、传输和交换的宽带网络它包括光传输、光放大、光再生、光选路、光交换、光存储、光信息处理光再生、光选路、光交换、光存储、光信息处理等先进的全光技术等先进的全光技术 6. 7 实做项目及教学情境实做项目及教学情境实做项目一：认识光缆结构实做项目一：认识光缆结构实做项目二：考察光缆通信线路实做项目二：考察光缆通信线路实做项目三：利用熔接机进行光纤熔接实做项目三：利用熔接机进行光纤熔接实做项目四：利用实做项目四：利用OTDR进行光纤测量进行光纤测量本章重点：l 微波通信的概念和特点l 数字微波通信系统的基本组成l 卫星通信的概念和特点l 卫星通信系统的基本组成l 通信卫星和地球站的设备组成l 卫星通信的多址方式第第7章章 微波通信与卫星通信微波通信与卫星通信本章内容：l 微波通信l 卫星通信1．微波通信频段划分．微波通信频段划分微波通信微波通信是把微波信号作为载波信号是把微波信号作为载波信号，，用被传输的模拟信号或数字信号来调制用被传输的模拟信号或数字信号来调制它它，，故微波通信是模拟传输故微波通信是模拟传输微波波段300MHz~300GHz7.1.1微波通信的概念和特点微波通信的概念和特点2．微波中继通信．微波中继通信沿地球表面直沿地球表面直线线传播传播，，一般只有一般只有50km左左右。

但若采用右但若采用100m高的天线塔高的天线塔，，则距离则距离可增大到可增大到l00km3．微波通信的特点．微波通信的特点 通信频段的频带宽，传输信息容量大通信频段的频带宽，传输信息容量大 通信稳定、可靠通信稳定、可靠 接力传输接力传输 通信灵活性较大通信灵活性较大 天线增益高、方向性强天线增益高、方向性强 投资少、建设快投资少、建设快 数字化数字化 7.1.2 数字微波通信系统的组成数字微波通信系统的组成 终端站、分路站、枢纽站和中继站 7.1.3 微波站设备微波站设备 微波收、发信设备微波收、发信设备–工作频段：工作频段：1.7GHz~12GHz–发信：输出功率发信：输出功率(1瓦左右瓦左右)、频率稳定度、频率稳定度(10-5)–收信：通频带收信：通频带微波天线设备微波天线设备中继设备中继设备电源设备电源设备监测设备监测设备7.1.4 微波传输微波传输损耗损耗–衰减衰减–衰落衰落补偿技术补偿技术–均衡均衡–分集接收分集接收7.2 卫星通信卫星通信将微波中继站放在人造卫星上时，便形将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通信系统成了卫星通信系统–利用利用35786.6km高的人造同步地球卫星高的人造同步地球卫星7.2.1 卫星通信的特点卫星通信的特点 通信覆盖面积大通信覆盖面积大–1颗卫星覆盖地球表面颗卫星覆盖地球表面42%通信距离远通信距离远–卫星单跳最大通信距离达卫星单跳最大通信距离达1800km 传输容量大传输容量大线路稳定可靠，质量高线路稳定可靠，质量高–畅通率在畅通率在99.8%以上以上 通信灵活通信灵活传输延迟大传输延迟大–往返传播延迟约为往返传播延迟约为0.54s 7.2.2 卫星通信系统卫星通信系统卫星通信系统的分类卫星通信系统的分类同步卫星通信系统同步卫星通信系统(GEO) 非同步卫星通信系统非同步卫星通信系统 –中轨道卫星系统中轨道卫星系统(ICO或或MEO) –椭圆轨道卫星系统椭圆轨道卫星系统(HEO) –低轨道卫星系统低轨道卫星系统(LEO) 1．同步卫星．同步卫星2．铱星系统．铱星系统铱元素：银白色金属，原子序数铱元素：银白色金属，原子序数77。

摩托罗拉摩托罗拉“铱星铱星”系统于系统于1998年年11月正式投入月正式投入运营的时候，被誉为科技的创举、通信运营的时候，被誉为科技的创举、通信的先锋历经历经11年、耗资年、耗资50亿美元，由亿美元，由66颗卫星组颗卫星组成7.2.3 通信卫星通信卫星通信卫星的组成通信卫星的组成7.2.4 地球站地球站7.2.5 卫星通信多址方式卫星通信多址方式频分多址时分多址空分多址码分多址7.2.5 卫星通信的主要应用卫星通信的主要应用VSAT卫星通信系统 卫星移动通信系统 直播卫星系统 第八章第八章 接入网接入网本章重点：本章重点： l 接入网的概念和特点接入网的概念和特点l  xDSL技术、光接入网技术、光接入网技术、技术、HFC技术和无线接技术和无线接入网技术入网技术8.1 接入网概述接入网概述接入网接入网(AN)–ITU-T建议建议G.963–接入网范围由三接入网范围由三个接口界定个接口界定用户线路用户线路将用户终端设备连接到所属端局交换机将用户终端设备连接到所属端局交换机的线对，称为用户线路的线对，称为用户线路(或用户环路或用户环路)–主干电缆、配线电缆、用户引入线及附属设主干电缆、配线电缆、用户引入线及附属设备备交换机交接箱分线盒3~5Km500m~1Km10~300m馈线配线引入线用户线路接入网的特点接入网的特点业务量密度低：利用率不到业务量密度低：利用率不到1%相对成本高相对成本高成本差异大成本差异大成本与业务量无关成本与业务量无关运行环境恶劣运行环境恶劣技术变化慢技术变化慢接入网的分类接入网的分类接入网核心网有线接入无线接入卫星接入高空平台蜂窝接入微波接入FWA, WLLWLANPAN通信网光纤接入•PON,A/B/E/GPON•FTTB/C/H/R混合光纤同轴网Cable ModemDSL (ADSL,HDSL)接入网新技术接入网新技术有线接入有线接入–xDSL接入、接入、HomePNA、电力线接入、光接入、、电力线接入、光接入、以太网接入以太网接入无线接入无线接入–LMDS、、MMDS、、 WLAN8.2 xDSL技术技术DSL(Digital Subscriber Line)是以铜线是以铜线为传输介质的点对点传输技术，它包括为传输介质的点对点传输技术，它包括HDSL、、SDSL 、、VDSL 、、ADSL和和RADSL等。

等它们主要的区别就是体现在信号传输速它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面率对称性的不同这两个方面ADSL(非对称数字用户环路非对称数字用户环路)是最具前景及是最具前景及竞争力的一种竞争力的一种ADSL技术技术它能够在普通线上提供高达它能够在普通线上提供高达8Mb/s的下行的下行速率和速率和1Mb/s上行速率，传输距离达上行速率，传输距离达3km～～5kmADSL所支持的主要业务是：所支持的主要业务是：–Internet高速接入服务；多种宽带多媒体服务；提高速接入服务；多种宽带多媒体服务；提供点对点的远地可视会议、远程医疗、远程教学等供点对点的远地可视会议、远程医疗、远程教学等服务ADSL线路信号的频分复用线路信号的频分复用8.3 光接入网光接入网光纤接入技术实际就是在接入网中全部光纤接入技术实际就是在接入网中全部或部分采用光纤传输介质，构成光纤用或部分采用光纤传输介质，构成光纤用户环路户环路(或称光纤接入网或称光纤接入网OAN)，实现用，实现用户高性能宽带接入的一种方案户高性能宽带接入的一种方案。

光纤到户光纤到户(FTTH)(FTTH)、光纤到路边、光纤到路边(FTTC)(FTTC)、、光纤到大楼光纤到大楼(FTTB)(FTTB)、光纤到办公室、光纤到办公室(FHHO)(FHHO)、光纤到楼层、光纤到楼层(FTTF)(FTTF)、光纤到小、光纤到小区区(FTTZ)(FTTZ)光纤接入技术光纤接入技术光纤接入网分类光纤接入网分类–无源光网络无源光网络(PON：：Passive Optical Network)–有源光网络有源光网络(AON：：Active Optical Network)光纤接入网的特点光纤接入网的特点n带宽很宽带宽很宽 n网络的可升级性能好网络的可升级性能好 n双向传输双向传输 n接入简单、费用少接入简单、费用少EPON技术 POSONU1OLTONU2ONUnUSER1USER 2USER nGPON技术 8.4 HFC技术技术CATV和和HFC是一种电视电缆技术是一种电视电缆技术HFC是对是对CATV的一种改造，在干线部分的一种改造，在干线部分用光纤代替同轴电缆作为传输介质用光纤代替同轴电缆作为传输介质CATV和和HFC的一个根本区别是：的一个根本区别是：CATV只只传送单向电视信号，而传送单向电视信号，而HFC提供双向的宽提供双向的宽带传输。

带传输 HFC系统结构示意图系统结构示意图 8.5 无线接入技术无线接入技术终端用户和交换端局间的接入网，全部终端用户和交换端局间的接入网，全部或部分采用无线传输方式，为用户提供或部分采用无线传输方式，为用户提供固定或移动接入服务的技术固定或移动接入服务的技术无线接入技术类型无线接入技术类型–固定无线接入固定无线接入–移动无线接入移动无线接入无线接入系统结构示意图无线接入系统结构示意图 …移动终端移动终端移动终端移动终端无线基站无线基站基站基站控制器控制器交换机交换机用户单元用户单元无线基站无线基站用户单元用户单元网络接口网络接口用户接口用户接口……空中接口空中接口…双绞线双绞线光光  纤纤数字微波数字微波操作维护操作维护中心中心LMDS 基站骨干网络用户站基站用户站……空中接口网管系统无线局域网（无线局域网（WLAN）） 无线局域网（无线局域网（Wireless LAN，，WLAN）是计）是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用无线多址信道的一种有效它提供了使用无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供信的移动化、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段。

了潜在的手段 WLAN系列标准 IEEE802.11 IEEE802.11 aIEEE802.11 bIEEE802.11 gIEEE802.11 n第第9章章 智能网智能网本章重点：本章重点：l l智能网的概念和特征智能网的概念和特征l l智能网的发展智能网的发展l l智能网上的业务智能网上的业务l l智智能能网网概概念念模模型型中中的的四个功能平面四个功能平面9.1 智能网概述智能网概述智能网的定义智能网的定义智能网的组成和结构智能网的组成和结构通信技术的进展通信技术的进展数据业务超过数据业务超过语音业务语音业务IP逐渐步入统逐渐步入统治时代治时代新业务提供商新业务提供商加入市场加入市场电路交换电路交换电路交换电路交换传统电信时代传统电信时代新电信时代新电信时代1998分组交换分组交换分组交换分组交换总通信容量总通信容量电信业的变化电信业的变化t网络为中心网络为中心t程程控控交交换换机机为为基基础的网络础的网络t传统电信产业传统电信产业t话音收入为主话音收入为主t用户为中心用户为中心t分分组组交交换换为为核核心心的的分布式计算系统分布式计算系统t多媒体电信产业多媒体电信产业t增值业务收入为主增值业务收入为主FromTo什么刺激电信业的大发展什么刺激电信业的大发展电信用户装机趋于饱和电信用户装机趋于饱和新业务可以使电信业务量新业务可以使电信业务量猛增猛增电信竞争已从资源竞争阶电信竞争已从资源竞争阶段，进入业务竞争阶段段，进入业务竞争阶段只有不断推出新业务才能只有不断推出新业务才能适应市场竞争适应市场竞争宽带化数字化智能化个人化智能网能给我们带来什么？智能网能给我们带来什么？什么是新业务？什么是新业务？什么是智能业务？什么是智能业务？什么是智能网？什么是智能网？在原有通信网的基础上，为快速提供新在原有通信网的基础上，为快速提供新业务而设制的附加网络结构。

业务而设制的附加网络结构智能网采用先进的智能网采用先进的No.7信令网信令网和和大型集大型集中数据库中数据库支持电信新业务的发展与智能网电信新业务的发展与智能网对信息进行存储和处理对信息进行存储和处理根据不同的条件选择不同的被叫根据不同的条件选择不同的被叫按要求进行多种方式计费按要求进行多种方式计费采用采用NO.7信令网信令网采用全程全网的集中数据库采用全程全网的集中数据库合理选择利用网络资源合理选择利用网络资源为什么会产生智能网？为什么会产生智能网？传统的交换机：传统的交换机：–信息传输和交换功能信息传输和交换功能–提供简单的增值业务提供简单的增值业务–设备日益复杂，故障检测难设备日益复杂，故障检测难智能网智能网–方便快捷的提供各种新业务方便快捷的提供各种新业务智能网总体结构智能网总体结构X25SCPIPNetworkPSTN, ISDN, ..SSP#7 networkSPESPPSMPSSPSCPSCE智能网国际标准智能网国际标准先进智能网标准先进智能网标准(AIN)–Bellcore智能网能力集智能网能力集(IN CS)–ITU-T(美国美国)–智能网能力集智能网能力集(CS-X，，X=1,2······)–智能网建议智能网建议(Q.12XY)近期目标近期目标----综合智能网综合智能网CCS7 NETWORKPSTNB-ISDNN-ISDNPSPDNMobile             NetworkSCPSSPIPSMSServiceProviderEnd-UserEnd-UserEnd-UserEnd-UserDBINTERNETEnd-UserInternet9.2 智能网业务及实现智能网业务及实现 基本业务基本业务包括承载业务（包括承载业务（Bearier Service）和用户终端业务（）和用户终端业务（Teleservice）。

1.承载业务承载业务 2.用户终端业务用户终端业务补充业务补充业务9.2.1 智能网业务采用智能网技术向用户提供的各类补充采用智能网技术向用户提供的各类补充业务称为智能网业务业务称为智能网业务 在在PSTN、、ISDN和智能网上的补和智能网上的补充业务充业务1. 网上的补充业务在网上利用程控数字交换机的能力，在网上利用程控数字交换机的能力，可以向用户开放一些补充业务可以向用户开放一些补充业务2. ISDN上的补充业务ISDN上的补充业务分为上的补充业务分为7类3. 智能网上的补充业务在在INCS-1中，业务平面上共定义了中，业务平面上共定义了25种智种智能业务能业务 9.2.2 智能网业务的实现800业务实现示意图业务实现示意图9.3 概念模型概念模型业务属性业务属性SF重用块重用块SIB功能实体功能实体PE物理节点物理节点FE业务业务使用者使用者业务业务开发者开发者系统系统开发者开发者网络网络运营者运营者采用采用SIB描述方法的业务逻辑描述方法的业务逻辑SIB划分准则：每一划分准则：每一SIB具有一个完整的网络功具有一个完整的网络功能能)–POI：启动点：启动点–POR：返回点：返回点SIB1SIB2SIB3SIB6SIB4SIB5POIPOR1 POR2BCP(Basic Call Process)1．业务平面．业务平面INCM最最上上面面一一层层是是业业务务平平面面，，呈呈现现出出智智能能网网所所提提供供的的业业务务及及其其各各种种业业务务属属性性。

业业务务平平面面从从业业务务使使用用者者的的角角度度来来描描述述智智能能业业务务，，只只说说明明智智能能业业务务所所具具有有的的业业务务属性，而与业务的具体实现无关属性，而与业务的具体实现无关2．全局功能平面．全局功能平面第二层是总功能层，呈现出智能网网络第二层是总功能层，呈现出智能网网络平台一定程度上的开放性，该功能平面平台一定程度上的开放性，该功能平面将智能网看作一个整体，通过构造业务将智能网看作一个整体，通过构造业务的可复用软件功能模块来体现网络的基的可复用软件功能模块来体现网络的基本能力总功能平面（本能力总功能平面（GFP）是面向业）是面向业务设计者的，也是面向业务生成的平面务设计者的，也是面向业务生成的平面3．分布功能平面．分布功能平面4．物理平面．物理平面业务交换点（业务交换点（SSP））业务控制点（业务控制点（SCP））业务数据点（业务数据点（SDP））智能外设（智能外设（IP））附件（附件（AD）） 业务节点（业务节点（SN））业务交换和控制点（业务交换和控制点（SSCP））业务管理点（业务管理点（SMP））业务生成环境点（业务生成环境点（SCEP））业务管理接入点（业务管理接入点（SMAP））第十章第十章 电信新技术电信新技术 本章内容本章内容–移动通信系统的演进移动通信系统的演进–下一代网络与软交换技术下一代网络与软交换技术–无线宽带接入技术无线宽带接入技术–IP多媒体子系统多媒体子系统–通信网络及其发展演进通信网络及其发展演进10.1 移动通信系统的演进移动通信系统的演进10.1.1 移动通信系统演进移动通信系统演进10.1.2 第四代移动通信通信系统第四代移动通信通信系统10.1.1 移动通信系统演进移动通信系统演进第一代模拟式仅提供语音服第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数字移动通信系务；第二代数字移动通信系统传输速率也只有统传输速率也只有9.6Kbps，，最高可达最高可达32Kbps，如，如PHS；；而第三代移动通信系统数据而第三代移动通信系统数据传输速率可达到传输速率可达到2Mbps；第；第四代移动通信系统可以达到四代移动通信系统可以达到10Mbps至至20Mbps。

10.1.2 第四代移动通信通信系统第四代移动通信通信系统第三代移动通信系统主要是以第三代移动通信系统主要是以CDMA为核为核心技术，第四代移动通信系统技术则以心技术，第四代移动通信系统技术则以正交频分多路复用技术（正交频分多路复用技术（Orthogonal Freqency Division Multiplexer，，OFDM）为）为核心技术，提供增值服务核心技术，提供增值服务 图图10-2 第四代系统的小区第四代系统的小区/无线网络结构无线网络结构10.2 下一代网络与软交换技术下一代网络与软交换技术 无所不在的信息需求，推动了网络融合，无所不在的信息需求，推动了网络融合，下一代网的愿景是：下一代网的愿景是：–任何事物都可以使用通信网任何事物都可以使用通信网–任何地方都能使用通信网任何地方都能使用通信网–任何时间都能使用通信网任何时间都能使用通信网–任何方式（融合任何方式（融合WLAN/WiMax、有线、、有线、3G、、GPS等技术）等技术）10.2.1 网络融合的趋势网络融合的趋势 互联网互联网下一代移动网下一代移动网3G、、4GB3GPSTN网网广电网广电网下一代互联网下一代互联网(NGI)IPv6下一代接入网下一代接入网下一代传输网下一代传输网NGN移动网移动网图图10-3  下一代网的总体框架下一代网的总体框架身份可识别，可计费各种业务的运营需要一个安全可靠的IP网络可以识别网络应用，动态分配网络资源图图10-4  多业务融合的智能网络多业务融合的智能网络图图10-5  网络家电示意图网络家电示意图10.2.2 下一代网络下一代网络下一代网络（下一代网络（NGN）是一个建立在）是一个建立在IP技术基础上的新型技术基础上的新型公共电信网络，能够容纳各种形式的信息，在统一的公共电信网络，能够容纳各种形式的信息，在统一的管理平台下，实现音频、视频、数据信号的传输和管管理平台下，实现音频、视频、数据信号的传输和管理，提供各种宽带应用和传统电信业务，是一个真正理，提供各种宽带应用和传统电信业务，是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。

体化、传输接入一体化的综合业务网络NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立；其传送技术相独立；NGN使用户可以自由接入到不同使用户可以自由接入到不同的业务提供商；的业务提供商；NGN支持通用移动性支持通用移动性PSTN，，GSM，，ATM，，...网络运行中心软交换转换网关网关IP网内容服务器业务层图10-6   下一代网的基本结构10.2.3 软交换的网络结构及实现软交换的网络结构及实现传统电信网的传统电信网的“呼叫控制呼叫控制”功能是与业务结合在一起功能是与业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能也不同的，不同的业务所需要的呼叫控制功能也不同软交换则与业务无关，这要求它提供的呼叫控制功能软交换则与业务无关，这要求它提供的呼叫控制功能完成对各种业务的基本呼叫控制，通过把呼叫控制和完成对各种业务的基本呼叫控制，通过把呼叫控制和业务交换分离到不同平面，提供强大的软件业务交换分离到不同平面，提供强大的软件API接口软交换可把低层的传输服务与控制信令协议绑定，实软交换可把低层的传输服务与控制信令协议绑定，实现业务应用层中一种服务到另一种服务的平滑过渡，现业务应用层中一种服务到另一种服务的平滑过渡，并可快速地将新的业务引入到现有的平台土。

基于软并可快速地将新的业务引入到现有的平台土基于软交换的网络体系结构如图交换的网络体系结构如图10-7所示传输服务层业 务 生 成 服 务 器（SCP）媒体服务器应用服务器策略服务器业务应用层控制层软交换软交换软交换媒体接入层核心传输网信 令 网  关7号信令 网媒 体 网  关公共交换电信网无 线 网  关移动网接 入 网  关用户终 端媒 体 网  关IP/ATM/FR/X.25图10-7  基于软交换的网络体系结构软交换作为新、旧网络融合和关键设备，软交换作为新、旧网络融合和关键设备，必须具有以下功能必须具有以下功能–1. 媒体网关接入功能媒体网关接入功能–2. 呼叫控制功能呼叫控制功能–3．业务提供功能．业务提供功能–4. 互联互通功能互联互通功能10.2.4 下一代互联网下一代互联网NGI互联网与可管理的互联网与可管理的IP网并存，网并存，NGI和和NGN并存并存 图10-8  网络的演化10.3 无线宽带接入技术无线宽带接入技术宽带无线接入以其组网灵活迅速、升级宽带无线接入以其组网灵活迅速、升级维护方便以及高速双向数据传输等优点维护方便以及高速双向数据传输等优点正赢得业界的青睐。

正赢得业界的青睐当前，主要有当前，主要有WiMAX，，MMDS，，LMDS，，WLAN，，UWB，， HSDPA，，EVDO，，SCDMA等等无线宽带技术无线宽带技术10.3.1 无线宽带接入技术标准无线宽带接入技术标准无线宽带接入技术标准有：无线宽带接入技术标准有：–个域网接入技术（个域网接入技术（WPAN）：标准）：标准IEEE802.15，如蓝牙；，如蓝牙；–局域网接入技术（局域网接入技术（WLAN）：标准）：标准IEEE802.11，如，如WiFi；；–城域网接入技术（城域网接入技术（WMAN）：标准）：标准IEEE802.16，如，如WiMAX；；–广域网接入技术（广域网接入技术（WWAN）：标准）：标准IEEE802.20，如，如Mobile-F10.3.2 短距离无线接入短距离无线接入常见短距离无线接入技术包括：常见短距离无线接入技术包括：UWB、、ZIGBEE、、Bluetooth 等–UWB作为一种超高速的短距无线接入技术，作为一种超高速的短距无线接入技术，能在能在10米左右的范围内实现每秒数百兆至数米左右的范围内实现每秒数百兆至数吉比特的数据传输速率；吉比特的数据传输速率；–ZIGBEE主要应用于家庭电器控制、工业应用主要应用于家庭电器控制、工业应用等领域；等领域；–Bluetooth作为个人通信接入技术，主要应用作为个人通信接入技术，主要应用在蓝牙耳机等领域。

在蓝牙耳机等领域 10.3.3 WiMAX技术技术WiMAX是一项新兴的无线城域网是一项新兴的无线城域网（（WMAN）技术，是针对微波和毫米波频）技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准段提出的一种新的空中接口标准全球微波接入互操作性（全球微波接入互操作性（World Interoperability for Microwave Access，，WiMAX）技术是宽带无线接入）技术是宽带无线接入（（Broadband Wireless Access，，BWA）标）标准10.3.4 各种无线接入技术比较各种无线接入技术比较技术技术标准标准使用使用吞吐率（最高）吞吐率（最高）范围范围频率频率WiMAX802.16d无线城域网75Mbit/s （20MHz BW）视距50km；非视距10～16km低于11GHzWiMAX802.16e移动无线局域网30 Mbit/s（10MHz BW）3.2～8km2～6GHzWi-Fi802.11a/b/g无线局域网11～54Mbit/s （20MHz BW）100m2.4，5GHzWCDMA/UMTS3G无线广域网2 Mbit/s（采用HSDPA技术，可达10 Mbit/s）1.6～8km1800，1900，2100MHzCDMA20001x EV-DO3G无线广域网2.4 Mbit/s（通常300～600Kbit/s）1.6～8km400，800，900，1700，1800，1900，2100MHzDSL有线接入最高达58Mbit/s1.5～7kmCable有线接入下行速率为51Mbit/s，上行速率为500Kbit/s～31Mbit/s下行频率 54～860MHz，上行频率 5～65 MHz图10-17  Wi-Fi、WiMAX与3G覆盖范围示意图 10.4 IP多媒体子系统（多媒体子系统（IMS））图图10-19  IMS分层结构图分层结构图图10-19  IMS分层结构图图例：CSCF： 呼 叫会话控制功能MGCF：媒体网关控制功能IMS业务业务–消息类业务、多媒体呼叫、增强型呼叫管理、消息类业务、多媒体呼叫、增强型呼叫管理、群组业务、信息共享、游戏以及娱乐类群组业务、信息共享、游戏以及娱乐类业务等。

业务等 业务类别业务类别业务细业务细分分A：消息类即时消息群组文本聊天即时MMSB：多媒体呼叫类多媒体呼叫视频C：增强呼叫管理类多个身份状态信息D：群组类多媒体群组呼叫聊天室PoCE：信息共享类网络会议应用日程whiteboardF：移动游戏类服务器类游戏实时P2P游戏G：娱乐类个人信息传送事件监控（比赛结果，股票）10.5 通信网络及其发展演进通信网络及其发展演进从现有运营网络向下一代网络过渡，需从现有运营网络向下一代网络过渡，需要一个演进的过程，在这个过程中，会要一个演进的过程，在这个过程中，会出现多种网络技术的综合；由于各网络出现多种网络技术的综合；由于各网络层面本身具有技术差异，在发展中也会层面本身具有技术差异，在发展中也会呈现出不同的趋势，因而决定了不同的呈现出不同的趋势，因而决定了不同的网络层面应采用不同的演进思路网络层面应采用不同的演进思路 10.6实做项目及教学情境实做项目及教学情境10.6.1WiMAX接入接入–实做项目一：实做项目一：WiMAX接入接入•目的：了解目的：了解WiMAX的接入过程及原理的接入过程及原理•要求：要求：–（1）设计一个WiMAX接入，将计算机与校园网相连。

–（2）建立WiMAX接入渠道，实现对校园网的访问10.6.2IP–实做项目二：实做项目二：IP•目的：目的：–（1）了解通信计算机网与网进行通信的过程–（2）理解网络之间互联互通的过程•要求：要求：–（1）利用互联网提供的各种资源（如、MSN等），实现PC到PC的多媒体通信–（2）利用普通拔打IP，分析的通信过程–（3）利用IP软件，实现PC和间的通信，观察分析通信过程。