通信網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)的演變

1、通信網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)的演變通信網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)的演變 胡胡 濱濱 20072007年年3 3月月 1、 幫助大家回憶通信理論和技術(shù)的部分主要概念。 2 、幫助大家串接通信技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)的零散知識(shí)。 3 、共同把握未來(lái)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)可能的演進(jìn)方式。1、 近代通信技術(shù)發(fā)展回顧近代通信技術(shù)發(fā)展回顧2 、幾個(gè)重要通信理論3 、現(xiàn)代通信技術(shù)及通信網(wǎng)絡(luò)4 、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)及關(guān)系5 、目前的幾項(xiàng)熱門(mén)通信技術(shù)17531753年年2 2月月1717日日，蘇格蘭人蘇格蘭人雜志上發(fā)表了一封署名雜志上發(fā)表了一封署名C.MC.M的書(shū)信。在這封信中，作者提出了用電流進(jìn)行通信的書(shū)信。在這封信中，作者提出了用電流進(jìn)行通信的大膽設(shè)想。

2、他建議：把一組金屬線(xiàn)從一個(gè)地點(diǎn)延伸的大膽設(shè)想。他建議：把一組金屬線(xiàn)從一個(gè)地點(diǎn)延伸到另一個(gè)地點(diǎn)，每根金屬線(xiàn)與一個(gè)字母相對(duì)應(yīng)。在一到另一個(gè)地點(diǎn)，每根金屬線(xiàn)與一個(gè)字母相對(duì)應(yīng)。在一端發(fā)報(bào)時(shí)，便根據(jù)報(bào)文內(nèi)容將一條條金屬線(xiàn)與靜電機(jī)端發(fā)報(bào)時(shí)，便根據(jù)報(bào)文內(nèi)容將一條條金屬線(xiàn)與靜電機(jī)相連接，使它們依次通過(guò)電流。電流通過(guò)金屬線(xiàn)上的相連接，使它們依次通過(guò)電流。電流通過(guò)金屬線(xiàn)上的小球便將掛在它下面的寫(xiě)有不同字母或數(shù)字的小紙片小球便將掛在它下面的寫(xiě)有不同字母或數(shù)字的小紙片吸了起來(lái)，從而起到遠(yuǎn)距離傳遞信息的作用。吸了起來(lái)，從而起到遠(yuǎn)距離傳遞信息的作用。 18441844年年5 5月月2424日日，莫爾斯從華盛，莫爾斯從華盛

3、頓到巴爾的摩拍發(fā)人類(lèi)歷史頓到巴爾的摩拍發(fā)人類(lèi)歷史上的第一份電報(bào)。在座無(wú)虛上的第一份電報(bào)。在座無(wú)虛席的國(guó)會(huì)大廈里席的國(guó)會(huì)大廈里, ,莫爾斯用激莫爾斯用激動(dòng)得有些顫抖的雙手動(dòng)得有些顫抖的雙手, ,操縱著操縱著他傾十余年心血研制成功的他傾十余年心血研制成功的電報(bào)機(jī)電報(bào)機(jī), , 發(fā)出了發(fā)出了:“:“上帝創(chuàng)造上帝創(chuàng)造了何等奇跡了何等奇跡!”!”一語(yǔ)。一語(yǔ)。 莫爾斯發(fā)出第一封莫爾斯發(fā)出第一封電報(bào)設(shè)備的復(fù)制品電報(bào)設(shè)備的復(fù)制品 18751875年年6 6月月2 2日日，美國(guó)人亞力山大，美國(guó)人亞力山大. .格雷厄格雷厄姆姆. .貝爾貝爾(Bell,Alekander Graham)(Bell,Alekander

4、 Graham)發(fā)明發(fā)明了電話(huà)。至今美國(guó)波士頓法院路了電話(huà)。至今美國(guó)波士頓法院路109109號(hào)號(hào)的門(mén)口，仍釘著塊鐫有：的門(mén)口，仍釘著塊鐫有：18751875年年6 6月月2 2日電話(huà)誕生在這里的銅牌。日電話(huà)誕生在這里的銅牌。18761876年年2 2月月1414日日，貝爾申請(qǐng)了那個(gè)著名的，貝爾申請(qǐng)了那個(gè)著名的他和沃森一直研究著的裝置他和沃森一直研究著的裝置電話(huà)電話(huà)的專(zhuān)利。同一天另一個(gè)發(fā)明家格雷的專(zhuān)利。同一天另一個(gè)發(fā)明家格雷（1835-19011835-1901）也向美國(guó)專(zhuān)利局遞交）也向美國(guó)專(zhuān)利局遞交了相似設(shè)備的專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)，只因比貝了相似設(shè)備的專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)，只因比貝爾晚了幾個(gè)小時(shí)而痛失電話(huà)發(fā)明權(quán)。

5、爾晚了幾個(gè)小時(shí)而痛失電話(huà)發(fā)明權(quán)。 貝爾獲得電話(huà)貝爾獲得電話(huà)的專(zhuān)利證書(shū)的專(zhuān)利證書(shū) 18871887年年3 3月月2121日日，德國(guó)物理學(xué)家赫茲，德國(guó)物理學(xué)家赫茲（HertzHertz）在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電火花的能）在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電火花的能量能夠越過(guò)空間傳到遠(yuǎn)處。這是人類(lèi)量能夠越過(guò)空間傳到遠(yuǎn)處。這是人類(lèi)歷史上第一次證實(shí)了電磁波的存在。歷史上第一次證實(shí)了電磁波的存在。 18951895年年5 5月月7 7日日，3636歲的波波夫在彼德堡歲的波波夫在彼德堡的俄國(guó)物理化學(xué)會(huì)的物理分會(huì)上，宣讀的俄國(guó)物理化學(xué)會(huì)的物理分會(huì)上，宣讀了關(guān)于了關(guān)于“金屬屑與電振蕩的關(guān)系金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論的論文，并當(dāng)眾展示了他發(fā)

6、明的無(wú)線(xiàn)電接收文，并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)。當(dāng)他的助手在大廳的另一端接通火機(jī)。當(dāng)他的助手在大廳的另一端接通火花式電波發(fā)生器時(shí)，波波夫的無(wú)線(xiàn)電接花式電波發(fā)生器時(shí)，波波夫的無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)便響起鈴來(lái)；斷開(kāi)電波發(fā)生器，鈴收機(jī)便響起鈴來(lái)；斷開(kāi)電波發(fā)生器，鈴聲立即中止。幾十年后，為了紀(jì)念波波聲立即中止。幾十年后，為了紀(jì)念波波夫在這一天的劃時(shí)代創(chuàng)舉，當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)夫在這一天的劃時(shí)代創(chuàng)舉，當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)政府便把政府便把5 5月月7 7日定為日定為“無(wú)線(xiàn)電發(fā)明日無(wú)線(xiàn)電發(fā)明日”。 波波夫?qū)嶒?yàn)用的無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)波波夫?qū)嶒?yàn)用的無(wú)線(xiàn)電接收機(jī) 18971897年年5 5月月1818日日, ,馬可尼進(jìn)行橫跨布里斯托爾（馬可尼進(jìn)

7、行橫跨布里斯托爾（BristolBristol）海峽的無(wú)線(xiàn)電通信取得成功，通信距離為海峽的無(wú)線(xiàn)電通信取得成功，通信距離為1414公里公里。19061906年年,Lee Deforest,Lee Deforest發(fā)明了真空三極管放大器。發(fā)明了真空三極管放大器。 19251925年年，英國(guó)發(fā)明家貝爾德在前人研究的基礎(chǔ)上終于制成了，英國(guó)發(fā)明家貝爾德在前人研究的基礎(chǔ)上終于制成了世界上第一臺(tái)有實(shí)用價(jià)值的電視機(jī)。世界上第一臺(tái)有實(shí)用價(jià)值的電視機(jī)。19381938年年，電視廣播開(kāi)播。，電視廣播開(kāi)播。19411941年年，John V.AtanasoffJohn V.Atanasoff在衣阿華州立大學(xué)發(fā)明數(shù)字計(jì)

8、算在衣阿華州立大學(xué)發(fā)明數(shù)字計(jì)算機(jī)。機(jī)。19471947年年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Steve O.RiceSteve O.Rice給出了噪聲的統(tǒng)計(jì)描述。給出了噪聲的統(tǒng)計(jì)描述。 19481948年年，貝爾實(shí)驗(yàn)室向公，貝爾實(shí)驗(yàn)室向公眾展示了用以取代真空眾展示了用以取代真空管的晶體管。管的晶體管。19481948年年，Claude E.ShannonClaude E.Shannon發(fā)發(fā)表了信息論。表了信息論。著名的香農(nóng)公式：著名的香農(nóng)公式：2log1SCBNC C 信道容量信道容量B B 信號(hào)帶寬信號(hào)帶寬S/N S/N 信號(hào)與噪聲的功率之比信號(hào)與噪聲的功率之比19571957年年1010月月4

9、4日日，原蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)，原蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，地球上第一次收到了來(lái)自人造衛(wèi)星的電波。星，地球上第一次收到了來(lái)自人造衛(wèi)星的電波。它不僅標(biāo)志著航天時(shí)代的開(kāi)始，它不僅標(biāo)志著航天時(shí)代的開(kāi)始， 也意味著一個(gè)也意味著一個(gè)利用衛(wèi)星進(jìn)行通信的時(shí)代即將到來(lái)。利用衛(wèi)星進(jìn)行通信的時(shí)代即將到來(lái)。19581958年年，發(fā)明了集成電路。，發(fā)明了集成電路。19641964年年，電子電話(huà)交換機(jī)投入使用。，電子電話(huà)交換機(jī)投入使用。19721972年年，摩托羅拉公司為，摩托羅拉公司為FCCFCC演示蜂窩電話(huà)系統(tǒng)。演示蜂窩電話(huà)系統(tǒng)。19761976年年，出現(xiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)。，出現(xiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)。19791979年年

10、，64KB64KB隨機(jī)存儲(chǔ)器的出現(xiàn)宣告超大規(guī)模集成隨機(jī)存儲(chǔ)器的出現(xiàn)宣告超大規(guī)模集成（VLSIVLSI）電路時(shí)代的到來(lái)。）電路時(shí)代的到來(lái)。19801980年年，貝爾公司推出，貝爾公司推出FT3FT3光纖通信系統(tǒng)。光纖通信系統(tǒng)。19891989年年，衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)（，衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）完成部署）完成部署 。19951995年年，互聯(lián)網(wǎng)（，互聯(lián)網(wǎng)（InternetInternet）及）及WWWWWW瀏覽廣泛流行。瀏覽廣泛流行。我國(guó)通信的歷史我國(guó)通信的歷史18711871年年，英國(guó)、俄羅斯、丹麥敷設(shè)的香港至上海、長(zhǎng)崎至上海的水，英國(guó)、俄羅斯、丹麥敷設(shè)的香港至上海、長(zhǎng)崎至上海的水線(xiàn)，全長(zhǎng)

11、線(xiàn)，全長(zhǎng)22372237海里。于海里。于18711871年年4 4月，違反清政府不得登陸的規(guī)定，月，違反清政府不得登陸的規(guī)定，由丹麥大北電報(bào)公司出面，秘密從海上將海纜引出，沿?fù)P子江、黃由丹麥大北電報(bào)公司出面，秘密從海上將海纜引出，沿?fù)P子江、黃浦江敷設(shè)到上海市內(nèi)登陸，并在南京路浦江敷設(shè)到上海市內(nèi)登陸，并在南京路1212號(hào)設(shè)立報(bào)房。于號(hào)設(shè)立報(bào)房。于18711871年年6 6月月3 3日開(kāi)始通報(bào)。這是帝國(guó)主義入侵中國(guó)的第一條電報(bào)水線(xiàn)和在上海日開(kāi)始通報(bào)。這是帝國(guó)主義入侵中國(guó)的第一條電報(bào)水線(xiàn)和在上海租界設(shè)立的電報(bào)局。租界設(shè)立的電報(bào)局。 18751875年年，福建巡撫丁日昌積極倡導(dǎo)創(chuàng)辦電報(bào)。，福建巡撫丁日

12、昌積極倡導(dǎo)創(chuàng)辦電報(bào)。18751875年在福建船政學(xué)年在福建船政學(xué)堂附設(shè)了電報(bào)學(xué)堂，培訓(xùn)電報(bào)技術(shù)人員。這是中國(guó)第一所電報(bào)學(xué)堂。堂附設(shè)了電報(bào)學(xué)堂，培訓(xùn)電報(bào)技術(shù)人員。這是中國(guó)第一所電報(bào)學(xué)堂。 我國(guó)通信的歷史我國(guó)通信的歷史18991899年年，我國(guó)最早使用無(wú)線(xiàn)電通信的地區(qū)是廣州。早在，我國(guó)最早使用無(wú)線(xiàn)電通信的地區(qū)是廣州。早在18991899年，就在廣州督署、馬口、前山、威遠(yuǎn)等要塞以及年，就在廣州督署、馬口、前山、威遠(yuǎn)等要塞以及廣海、寶壁、龍?bào)J、江大、江鞏等江防軍艦上設(shè)立無(wú)線(xiàn)廣海、寶壁、龍?bào)J、江大、江鞏等江防軍艦上設(shè)立無(wú)線(xiàn)電機(jī)。電機(jī)。19081908年年，英商在上海英租界的匯中旅館私設(shè)了一部無(wú)線(xiàn)，英商在

13、上海英租界的匯中旅館私設(shè)了一部無(wú)線(xiàn)電臺(tái)，與海上船舶通報(bào)。后由清政府收買(mǎi)，移裝到上海電臺(tái)，與海上船舶通報(bào)。后由清政府收買(mǎi)，移裝到上海電報(bào)總局內(nèi)，這是上海地區(qū)最早的無(wú)線(xiàn)電臺(tái)。電報(bào)總局內(nèi)，這是上海地區(qū)最早的無(wú)線(xiàn)電臺(tái)。19211921年年1 1月月7 7日日，中國(guó)加入國(guó)際電報(bào)公約，中國(guó)加入國(guó)際電報(bào)公約我國(guó)通信的歷史我國(guó)通信的歷史19331933年年, ,中國(guó)電報(bào)通信首次使用打字電報(bào)機(jī)中國(guó)電報(bào)通信首次使用打字電報(bào)機(jī)19501950年年1212月月1212日日，我國(guó)第一條有線(xiàn)國(guó)際電話(huà)電路，我國(guó)第一條有線(xiàn)國(guó)際電話(huà)電路-北京北京至莫斯科的電話(huà)電路開(kāi)通。經(jīng)由蘇聯(lián)轉(zhuǎn)接通往東歐各國(guó)至莫斯科的電話(huà)電路開(kāi)通。經(jīng)由蘇聯(lián)轉(zhuǎn)

14、接通往東歐各國(guó)的國(guó)際電話(huà)電路也陸續(xù)開(kāi)通。的國(guó)際電話(huà)電路也陸續(xù)開(kāi)通。19581958年年，上海試制成功第一部縱橫制自動(dòng)電話(huà)交換機(jī)，上海試制成功第一部縱橫制自動(dòng)電話(huà)交換機(jī) ，第一套國(guó)產(chǎn)明線(xiàn)第一套國(guó)產(chǎn)明線(xiàn)1212路載波電話(huà)機(jī)研制成功路載波電話(huà)機(jī)研制成功 19701970年年，我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星（東方紅，我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星（東方紅1 1號(hào)）發(fā)射成功。號(hào)）發(fā)射成功。我國(guó)通信的歷史我國(guó)通信的歷史19841984年年5 5月月1 1日日，廣州用，廣州用150MHz150MHz頻段開(kāi)通了我國(guó)第一個(gè)數(shù)頻段開(kāi)通了我國(guó)第一個(gè)數(shù)字尋呼系統(tǒng)。程控中文電報(bào)譯碼機(jī)通過(guò)鑒定并推廣使用字尋呼系統(tǒng)。程控中文電報(bào)譯碼機(jī)通過(guò)鑒定并推

15、廣使用。首次具備國(guó)際直撥功能的編碼縱橫制自動(dòng)電話(huà)交換機(jī)。首次具備國(guó)際直撥功能的編碼縱橫制自動(dòng)電話(huà)交換機(jī)（HJ09HJ09型）研制成功。型）研制成功。19871987年年1111月月，廣州開(kāi)通了我國(guó)第一個(gè)移動(dòng)電話(huà)局，首批，廣州開(kāi)通了我國(guó)第一個(gè)移動(dòng)電話(huà)局，首批用戶(hù)有用戶(hù)有700700個(gè)。個(gè)。 - -我國(guó)第一個(gè)我國(guó)第一個(gè)160160人工信息臺(tái)在上海投入人工信息臺(tái)在上海投入使用。使用。19931993年年9 9月月1919日日, ,我國(guó)第一個(gè)數(shù)字移動(dòng)電話(huà)通信網(wǎng)于在浙我國(guó)第一個(gè)數(shù)字移動(dòng)電話(huà)通信網(wǎng)于在浙江省嘉興市首先開(kāi)通。江省嘉興市首先開(kāi)通。19981998年年5 5月月1515日日，北京電信長(zhǎng)城，北京電

16、信長(zhǎng)城CDMACDMA網(wǎng)商用試驗(yàn)網(wǎng)網(wǎng)商用試驗(yàn)網(wǎng)-133-133網(wǎng)，在北京、上海、廣州、西安投入試驗(yàn)。網(wǎng)，在北京、上海、廣州、西安投入試驗(yàn)。1 、近代通信技術(shù)發(fā)展回顧2 、幾點(diǎn)重要通信理論、幾點(diǎn)重要通信理論3 、現(xiàn)代通信技術(shù)及通信網(wǎng)絡(luò)4 、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)及關(guān)系5 、目前的幾項(xiàng)熱門(mén)技術(shù)通信：傳遞信息的過(guò)程就叫做通信。通信：傳遞信息的過(guò)程就叫做通信。 通信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)模型信息源信源編碼信道編碼信道信道譯碼調(diào)制器信源解碼解調(diào)器噪聲源受信者(1)按通信對(duì)象數(shù)量的不同，通信方式可分為點(diǎn)到點(diǎn)通信(即通信是在兩個(gè)對(duì)象之間進(jìn)行)、點(diǎn)到多點(diǎn)通信(一個(gè)對(duì)象和多個(gè)對(duì)象之間的通信)和多點(diǎn)到多點(diǎn)通信三種(多個(gè)對(duì)象

17、和多個(gè)對(duì)象之間的通信)。 (2)根據(jù)信號(hào)傳輸方向與傳輸時(shí)間的不同，任意兩點(diǎn)間的通信方式可分為單工通信(Simplex)：在任何一個(gè)時(shí)刻，信號(hào)只能從甲方向乙方單向傳輸，甲方只能發(fā)信，乙方只能收信。比如廣播電臺(tái)與收音機(jī)、電視臺(tái)與電視機(jī)的通信(點(diǎn)到多點(diǎn))、遙控玩具、航模(點(diǎn)到點(diǎn))、尋呼、GPS等均屬此類(lèi)。 （2）半雙工通信(HalfDuplex)：在任何一個(gè)時(shí)刻，信號(hào)只能單向傳輸，或從甲方向乙方，或從乙方向甲方，每一方都不能同時(shí)收、發(fā)信息。比如對(duì)講機(jī)、收發(fā)報(bào)機(jī)以及問(wèn)詢(xún)、檢索等之間的通信。 雙工通信(FullDuplex)：在任何一個(gè)時(shí)刻，信號(hào)能夠雙向傳輸，每一方都能同時(shí)進(jìn)行收信與發(fā)信工作。比如普通電

18、話(huà)、手機(jī)。(3)按通信終端之間的連接方式可劃分為兩點(diǎn)間直通方式和交換方式。直通方式是通信雙方直接用專(zhuān)線(xiàn)連接；而交換式的通信雙方必須經(jīng)過(guò)交換機(jī)的設(shè)備才能連接起來(lái)，如電話(huà)系統(tǒng)。(4)按數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)捻樞?，在?shù)據(jù)通信中(主要指計(jì)算機(jī)通信)，通信方式又有串行通信與并行通信之分。 (5)按同步方式的不同，又分為同步通信和異步通信。通信系通信系統(tǒng)分類(lèi)統(tǒng)分類(lèi)模擬基帶傳輸系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)模擬調(diào)制傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制傳輸系統(tǒng)信息傳送的基本理論 廣義信息論，包括信息論在自然和社會(huì)中的新的應(yīng)用，如模式識(shí)別、機(jī)器翻譯、自學(xué)習(xí)自組織系統(tǒng)、心理學(xué)、生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)等一切與信息問(wèn)題有關(guān)的領(lǐng)域。

19、 實(shí)用信息論，研究信息傳輸和處理問(wèn)題，也就是狹義信息論方法在調(diào)制解調(diào)、編碼譯碼以及檢測(cè)理論等領(lǐng)域的應(yīng)用。 狹義信息論，即通信的數(shù)學(xué)理論，主要研究狹義信息的度量方法，研究各種信源、信道的描述和信源、信道的編碼定理。有效性：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳遞的信有效性：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳遞的信息量最大。息量最大。 可靠性：在干擾情況下失真率可靠性：在干擾情況下失真率和差錯(cuò)率最小。和差錯(cuò)率最小。 香農(nóng)香農(nóng)(Shannon)(Shannon)信道容量公式信道容量公式CWPNelog ()1CWPNbit slog ()/21或(單位是net/s)如果考慮通信時(shí)間為T(mén)，在T秒鐘傳輸?shù)目偟男畔⒘繛?:ITCTWPNbitsTlog

20、()1 香農(nóng)為了保持總的信息量不變，香農(nóng)為了保持總的信息量不變，T T、W W、P/NP/N之間的互換之間的互換關(guān)系關(guān)系 : : 當(dāng)信噪比當(dāng)信噪比P/NP/N一定時(shí)：一定時(shí)：WTWT，TWTW，時(shí)間與帶寬，時(shí)間與帶寬互換；互換； 當(dāng)傳輸時(shí)間當(dāng)傳輸時(shí)間T T一定時(shí)：一定時(shí)：WP/NWP/N，WP/NWP/N，帶寬與，帶寬與信噪比互換；信噪比互換； 當(dāng)帶寬當(dāng)帶寬W W一定時(shí)：一定時(shí)：TP/NTP/N，TP/NTP/N，時(shí)間與信噪，時(shí)間與信噪比互換；比互換； ShannonShannon編碼定理有編碼定理有三種形式，它們是三種形式，它們是進(jìn)一步提高編碼效進(jìn)一步提高編碼效率的極限定理率的極限定理。 1

21、822年法國(guó)數(shù)學(xué)家傅里葉（J.Fourier,1768-1830）在研究熱傳導(dǎo)理論時(shí)發(fā)表了“熱的分析理論”著作，提出并證明了將周期函數(shù)展開(kāi)為正弦級(jí)數(shù)的原理，奠定了傅將周期函數(shù)展開(kāi)為正弦級(jí)數(shù)的原理，奠定了傅里葉級(jí)數(shù)的理論基礎(chǔ)。里葉級(jí)數(shù)的理論基礎(chǔ)。 泊松（Poisson）、高斯（Gauss）等人把這一成果應(yīng)用到電學(xué)中去。采用頻率域（頻域）的分析方法比經(jīng)典的采用頻率域（頻域）的分析方法比經(jīng)典的時(shí)間域（時(shí)域）方法時(shí)間域（時(shí)域）方法有許多突出的優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)70年代，出現(xiàn)的各種二值正交函數(shù)（沃爾什函數(shù)），它對(duì)通信、數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)領(lǐng)域的研究提供了多種途徑和手段。使人們認(rèn)識(shí)到傅里葉分析不是信息科學(xué)與技術(shù)

22、領(lǐng)域中唯一的變換域方法。 奈奎斯特抽樣定理：要想抽樣后能夠不失真的還原出奈奎斯特抽樣定理：要想抽樣后能夠不失真的還原出原信號(hào)，則抽樣頻率必須大于兩倍信號(hào)譜的最高頻率。原信號(hào)，則抽樣頻率必須大于兩倍信號(hào)譜的最高頻率。hs2hsff2或（1）沖激函數(shù)的傅里葉正變換沖激函數(shù)的傅里葉正變換 f(t)= d(t)(1(), 1)(0)FF（正實(shí)函數(shù)）沖激函數(shù)的傅里葉變換沖激函數(shù)的傅里葉變換 單位沖激函數(shù)的頻譜等于常數(shù)頻譜等于常數(shù)，即：在整個(gè)頻率整個(gè)頻率范圍內(nèi)頻譜是均勻分布均勻分布的。 在時(shí)域中變化異常劇烈的沖激函數(shù)包含幅度相等的所有頻率分量。 稱(chēng)此頻譜為“均勻譜均勻譜”或“白色譜白色譜”。0)(td)

23、1 (tw01)(wF其傅里葉變換為：22( )E u tu tf t0tw()2SFEa0E22. 0EE13. 0( )2SFE a0w22112,2fBwfw時(shí)域有限時(shí)域有限的矩形脈沖信號(hào)，在頻域頻域上是無(wú)限分布無(wú)限分布。通常，認(rèn)為信號(hào)占有頻率范圍（頻帶）為延遲延遲延遲指將一個(gè)比特從一端傳輸?shù)搅硪欢怂ㄙM(fèi)的時(shí)間。抖動(dòng)抖動(dòng)抖動(dòng)指在同一條路由上發(fā)送數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間差異。呑呑吐量吐量呑吐量是指網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率。丟包率丟包率 丟包率是指在發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)不能接受到的數(shù)據(jù)包的比率。1、 近代通信技術(shù)發(fā)展回顧2、幾個(gè)重要通信理論3、現(xiàn)代通信技術(shù)及通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信技術(shù)及通信網(wǎng)絡(luò)4、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的演

24、進(jìn)及關(guān)系5、目前的幾項(xiàng)熱門(mén)技術(shù)國(guó)際電信聯(lián)盟國(guó)際電信聯(lián)盟ITUITU國(guó)際電信聯(lián)盟國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部電信標(biāo)準(zhǔn)部ITU-TITU-T（前身是（前身是CCITTCCITT）電氣與電子工程師協(xié)會(huì)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)IEEEIEEE歐洲計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)歐洲計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)ECMAECMA美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)ANSlANSl中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)CCSACCSA OSI分層結(jié)構(gòu) OSI的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)具有七個(gè)層次；每具有七個(gè)層次；每個(gè)層次在信息交換個(gè)層次在信息交換中擔(dān)當(dāng)一個(gè)相對(duì)獨(dú)中擔(dān)當(dāng)一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的角色，具有特立的角色，具有特定功能；上一層利定功能；上一層利用下一層功能所提

25、用下一層功能所提供的服務(wù)，直至最供的服務(wù)，直至最高的應(yīng)用層，最終高的應(yīng)用層，最終為應(yīng)用進(jìn)程使用網(wǎng)為應(yīng)用進(jìn)程使用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供服務(wù)。絡(luò)環(huán)境提供服務(wù)。 各層的作用范圍v最高層是應(yīng)用層，為用戶(hù)提供使用網(wǎng)絡(luò)的界面接口；最高層是應(yīng)用層，為用戶(hù)提供使用網(wǎng)絡(luò)的界面接口；v最低層是物理層，直接與媒體相連，提供比特流穿越的界面；最低層是物理層，直接與媒體相連，提供比特流穿越的界面；v低四層主要完成通信功能；低四層主要完成通信功能；v高三層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能。高三層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能。 各層的主要功能 物理層 功能：與通信媒介直接相連，提供用于建立、保持和斷開(kāi)物理接口的條件，以保證比特流的透明傳輸。 傳送信息的基本單位

26、：比特（又稱(chēng)位） 常用協(xié)議：RS-232系列、RS-449、V.24、V.28、X.20、X.21等。 各層的主要功能各層的主要功能 數(shù)據(jù)鏈路層 功能：數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和拆除，并將網(wǎng)絡(luò)層送下來(lái)的信息（包）組成幀傳送（每一幀包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和必要的控制信息），同時(shí)具有差錯(cuò)控制功能和簡(jiǎn)單的流量控制功能。 傳送信息的基本單位：幀 常用協(xié)議 面向字符型傳輸控制規(guī)程，如基本型傳輸控制規(guī)程BSC； 面向比特型傳輸控制規(guī)程，如高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC。 各層的主要功能 網(wǎng)絡(luò)層（通信子網(wǎng)層） 功能：控制子網(wǎng)的運(yùn)行，將從高層傳送下來(lái)的數(shù)據(jù)打包，再進(jìn)行必要的路由選擇、差錯(cuò)控制、流量控制以及順序檢測(cè)等處理

27、，使發(fā)送站運(yùn)輸層所傳下來(lái)的數(shù)據(jù)能夠正確無(wú)誤地按照地址傳送到目的站，并交付給目的站運(yùn)輸層。 傳送信息的基本單位：包 常用協(xié)議：X.25分組級(jí)協(xié)議 各層的主要功能 運(yùn)輸層 作用：銜接通信子網(wǎng)(包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及網(wǎng)絡(luò)層)和資源子網(wǎng)(包含會(huì)話(huà)層、表示層及應(yīng)用層)的橋梁，起到承上啟下的作用，并對(duì)高層用戶(hù)起屏蔽作用，使高層用戶(hù)的同等實(shí)體在交互過(guò)程中不會(huì)受到下層數(shù)據(jù)通信技術(shù)細(xì)節(jié)的影響。 任務(wù)：根據(jù)子網(wǎng)特性最佳地利用網(wǎng)絡(luò)資源，并根據(jù)會(huì)話(huà)實(shí)體的要求，以最低費(fèi)用、最高可靠性為兩個(gè)端系統(tǒng)的會(huì)話(huà)層之間建立一條運(yùn)輸連接，以透明方式傳送報(bào)文，即為會(huì)話(huà)層提供可靠的端到端的服務(wù)。 功能：建立、拆除和管理運(yùn)輸站連接，提供

28、會(huì)話(huà)實(shí)體間的邏輯信道。 傳送信息的基本單位：報(bào)文 常用協(xié)議：ISO8072/3 各層的主要功能 會(huì)話(huà)層（會(huì)晤層） 任務(wù)：提供一種有效的方法，以組織和協(xié)商兩個(gè)表示層進(jìn)程之間的會(huì)活，并管理它們之間的數(shù)據(jù)交換。 功能：根據(jù)應(yīng)用進(jìn)程間約定的原則，按照正確的順序發(fā)/收數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種形態(tài)的對(duì)話(huà)，并對(duì)進(jìn)程間的對(duì)話(huà)進(jìn)行管理和控制。 傳送信息的基本單位：報(bào)文（與運(yùn)輸層的報(bào)文有本質(zhì)不同） 常用協(xié)議：ISO8326/7 各層的主要功能 表示層 功能：主要解決用戶(hù)信息的語(yǔ)法表示問(wèn)題，向上對(duì)應(yīng)用層提供服務(wù)，主要包括轉(zhuǎn)換信息格式和編碼、將欲交換的數(shù)據(jù)從適合某一用戶(hù)的抽象語(yǔ)法轉(zhuǎn)換成適合OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語(yǔ)法、提供信息

29、壓縮、加密與解密等。 傳送信息的單位：報(bào)文 常用協(xié)議：ISO8822/3/4/5 各層的主要功能 應(yīng)用層 功能：直接面向用戶(hù)以滿(mǎn)足用戶(hù)不同需求，向應(yīng)用程序直接提供服務(wù)，主要包括：網(wǎng)絡(luò)完整透明性、用戶(hù)資源配置、應(yīng)用管理和系統(tǒng)管理、分布式信息服務(wù)及分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理等。 傳送信息的單位：報(bào)文 常用協(xié)議：ISO8571/14、ISO9040/1、ISO8831/2 、ISO8649/50 主機(jī)用戶(hù)A與B對(duì)應(yīng)各層之間的通信聯(lián)系及各層操作的簡(jiǎn)單含義應(yīng)用層應(yīng)用層 (高高) 會(huì)話(huà)層會(huì)話(huà)層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層數(shù)據(jù)流層數(shù)據(jù)流層傳輸層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理層應(yīng)用層應(yīng)用層 (高高) 會(huì)話(huà)

30、層會(huì)話(huà)層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層TelnetHTTP用戶(hù)接口用戶(hù)接口例子例子應(yīng)用層應(yīng)用層TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEG用戶(hù)接口用戶(hù)接口數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過(guò)程加密等特殊處理過(guò)程例子例子表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEG保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)分分用戶(hù)接口用戶(hù)接口數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過(guò)程加密等特殊處理過(guò)程O(píng)perating System/Application Access Scheduling例子例子會(huì)話(huà)層會(huì)話(huà)層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)分分用戶(hù)接口用戶(hù)

31、接口數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過(guò)程加密等特殊處理過(guò)程TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEGOperating System/Application Access Scheduling傳輸層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理層例子例子會(huì)話(huà)層會(huì)話(huà)層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層EIA/TIA-232V.35例子例子物理層物理層 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等802.3 / 802.2HDLCEIA/TIA-232V.35例子例子數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成

32、幀 用用MAC地址訪問(wèn)介質(zhì)地址訪問(wèn)介質(zhì) 錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等802.3 / 802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX例子例子網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀 用用MAC地址訪問(wèn)介質(zhì)地址訪問(wèn)介質(zhì) 錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址TCPUDPSP

33、X802.3 / 802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX例子例子傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)重傳前的錯(cuò)誤糾正數(shù)據(jù)重傳前的錯(cuò)誤糾正 將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀 用用MAC地址訪問(wèn)介質(zhì)地址訪問(wèn)介質(zhì) 錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址TCPUDPSPX802.3 / 802.2HDLCEIA/TIA-232V.35

34、IPIPX表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層會(huì)話(huà)層會(huì)話(huà)層例子例子 可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)重傳前的錯(cuò)誤糾正數(shù)據(jù)重傳前的錯(cuò)誤糾正 將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀 用用MAC地址訪問(wèn)介質(zhì)地址訪問(wèn)介質(zhì) 錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等說(shuō)明電壓、線(xiàn)速和線(xiàn)纜等傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)TCP 頭頭數(shù)據(jù)數(shù)

35、據(jù)IP 頭頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)LLC 頭頭0101110101001000010數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)MAC 頭頭表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層會(huì)話(huà)層會(huì)話(huà)層段段包包比特比特幀幀PDUFCSFCS上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)LLC 頭頭 + IP + TCP + 上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)MAC 頭頭IP + TCP +上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)LLC 頭頭TCP+上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)IP 頭頭上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)TCP 頭頭0101110101001000010傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層會(huì)話(huà)層會(huì)話(huà)層 上個(gè)世紀(jì)90年代前，大多采用模擬調(diào)制技術(shù)概括為：頻率調(diào)制 幅度調(diào)制 相位調(diào)制 SSB特點(diǎn)：用低頻模擬信號(hào)

36、調(diào)制中頻或高頻載波的頻率、幅度、相位。隨著傳輸距離的增加，噪聲會(huì)積累， 抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)噪聲積累 便于加密處理 設(shè)備便于集成化、微型化（單位體積可以完成更多的任務(wù)） 便于開(kāi)展綜合業(yè)務(wù) 占用的帶寬比較寬 數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)很多，但事物總是一分為二的。數(shù)字通信的許多長(zhǎng)處是以增加信號(hào)帶寬為代價(jià)的。比如，一路模擬電話(huà)信號(hào)的帶寬為4kHz，而一路數(shù)字電話(huà)信號(hào)大概要占2060kHz的帶寬。這說(shuō)明數(shù)字通信的頻帶利用率低。傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC 機(jī)公用電話(huà)網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào) 正文正文數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出

37、信息PC 機(jī)數(shù)字調(diào)制與解調(diào)：數(shù)字調(diào)制與解調(diào)： ASKASK：幅度鍵控：幅度鍵控 FSKFSK：移頻鍵控：移頻鍵控 PSKPSK：移相鍵控：移相鍵控 DPSK:DPSK:差分移相鍵控差分移相鍵控 APK:APK:振幅相位混合調(diào)制振幅相位混合調(diào)制 QPSKQPSK：OPSKOPSKMSKMSK（最小移頻鍵控）（最小移頻鍵控）: :TFMTFM（平滑調(diào)頻）（平滑調(diào)頻）4QAM 16QAM 64QAM 512QAM 4QAM 16QAM 64QAM 512QAM PR-SSB(部分相應(yīng)單邊帶)：VSB-AM(殘留邊帶調(diào)幅)：NCFSK(非相干移頻鍵控) TDPSK(時(shí)間差分移相鍵控) FDPSK(頻率

38、差分移相鍵控) TFSK(時(shí)頻鍵控) 信號(hào)例子：信號(hào)例子：聲音信號(hào)：漢語(yǔ)“用戶(hù)”一詞的時(shí)域波形 信源編碼，目的無(wú)損傷恢復(fù)，編碼有效性，不同特性信道的適應(yīng)性 糾錯(cuò)編碼，糾正傳輸過(guò)程的差錯(cuò) 信道編碼，適應(yīng)信道的特性，均衡信號(hào)的頻率特性和相關(guān)性。 TCM技術(shù) 網(wǎng)格編碼調(diào)制技術(shù) 多址通信概念： 同一通信網(wǎng)內(nèi)不同臺(tái)站公用同一指定信道，進(jìn)行相互間的多邊通信。是應(yīng)用信號(hào)分割理論的通信方式。 頻分多址 FDMA 時(shí)分多址 TDMA 碼分多址 CDMA 空分多址SDMA 收端為了正確再現(xiàn)所傳遞的信號(hào)，必須產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間上與發(fā)端信號(hào)同步的時(shí)鐘信號(hào)，由此時(shí)鐘信號(hào)控制各個(gè)接受環(huán)節(jié)，恢復(fù)出原來(lái)的信號(hào)。 PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字

39、序列) SDH（同步數(shù)字序列）同步傳輸 同步傳輸方式傳輸時(shí)是將一個(gè)大的數(shù)據(jù)塊一起發(fā)送。傳輸時(shí)，需要在數(shù)據(jù)塊前放上兩個(gè)或以上的同步信號(hào)字符SYN，在數(shù)據(jù)塊結(jié)束加上后同步信號(hào)。 同步傳輸線(xiàn)路利用率高，多用于字符信息塊的高速傳送。但這種方式收發(fā)雙方控制復(fù)雜。 異步傳輸 異步傳輸也叫做起止式傳輸，它以字符為單位，在每個(gè)字符前增加一個(gè)起始位，字符代碼后增加、1.5、位停止位。它允許碼字之間存在不確定的空閑時(shí)間。 異步傳輸設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用不高，但速率較低。 復(fù)接也稱(chēng)為復(fù)用：通常是將若干個(gè)低速或低帶寬信號(hào)合成一個(gè)高速或高帶寬信號(hào)的過(guò)程。 有復(fù)接就有分接，分接是復(fù)接的逆過(guò)程。 電路交換技術(shù) GSM CDMA P

40、HS 一點(diǎn)多址微波(3.5GHz 或更高)GW1TSLEGW2SS7SNSP(IP)PS有線(xiàn)網(wǎng)有線(xiàn)網(wǎng)小靈通小靈通RP RPC核心網(wǎng)核心網(wǎng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)Q.931SS7SNSPGWGWPSTN/LEIntranetRP RP RP RP DB ServerWeb ServerDBOSSNMSTSFWRPCRPCRPC服務(wù)器群網(wǎng)關(guān)無(wú)線(xiàn)網(wǎng) 通信頻率的分段 各類(lèi)通信使用的頻段= v / f = v / f 其中其中 v v 3.0 3.010108 8m/sm/s計(jì)算機(jī)技術(shù)誕生前： 通信系統(tǒng)采用電路交換（我們的程控交換機(jī)），用戶(hù)通信時(shí)，信道的某一容量（帶寬）固定分配給指定用戶(hù)（64Kbit/s），不論其

41、傳輸有沒(méi)有內(nèi)容。計(jì)算機(jī)技術(shù)誕生后： 數(shù)據(jù)傳輸有實(shí)時(shí)的，也有非實(shí)時(shí)的，有時(shí)有大量的突發(fā)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的種類(lèi)也發(fā)生變化，有大量的小數(shù)據(jù)量的通信。 分組通信： 可以提高信道的利用率， 具有較好的可靠性 具有較強(qiáng)的靈活性 分組通信采用隨機(jī)多址技術(shù)解決碰撞或沖突。 IP技術(shù)： 隨著計(jì)算機(jī)的大量應(yīng)用而產(chǎn)生TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)間協(xié)議） 是Internet的基礎(chǔ)協(xié)議，是數(shù)據(jù)打包和尋址的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 TCP負(fù)責(zé)打包和傳送，IP負(fù)責(zé)尋址， 電視信號(hào) MPEG1 MPEG2 MPEG4 MP3 MP4 任何通信網(wǎng)都不能離開(kāi)信令系統(tǒng) 信令就是指導(dǎo)通信終端、交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行，就是通信各部分共同遵守的指令。

42、 信令分：隨路信令 共路信令 中國(guó)1號(hào)信令（隨路） 中國(guó)7號(hào)信令（共路） 國(guó)際信令：No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 R1 R2 (隨路) No.6 No.7（共路） 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s復(fù)用器分用器EDFA1

43、20 km發(fā)光二極管（LED-Light-emitting Diode） 激光二極管（LD-Laser Diode）傳播模式(Spread Mode)現(xiàn)在的技術(shù)支持兩種在光纖中傳播光線(xiàn)的模式。多模傳播：多束光線(xiàn)從光源經(jīng)由芯材通過(guò)不同的光路傳輸。光線(xiàn)在纜線(xiàn)中如何傳播依賴(lài)于芯材結(jié)構(gòu)。模 式(Mode)多 模(Multi-Mode)單 模（ Single Mode）階 躍(Step-Index)漸 變(Graded-Index) 含義：通信媒體又稱(chēng)傳輸媒介，是通信傳輸系統(tǒng)中發(fā)方與收方之間的物理路徑。 常用通信媒體 明線(xiàn) 雙絞線(xiàn) 同軸電纜 波導(dǎo) 光纖 微波無(wú)線(xiàn)電 衛(wèi)星通信 明線(xiàn) 形式：由電桿支持、架設(shè)

44、在地面上的一種裸線(xiàn)。v應(yīng)用場(chǎng)合：早期的長(zhǎng)途線(xiàn)路和市內(nèi)公用電話(huà)電報(bào)網(wǎng)。應(yīng)用場(chǎng)合：早期的長(zhǎng)途線(xiàn)路和市內(nèi)公用電話(huà)電報(bào)網(wǎng)。v優(yōu)點(diǎn)：對(duì)話(huà)音信號(hào)衰耗小、施工技術(shù)簡(jiǎn)單；優(yōu)點(diǎn)：對(duì)話(huà)音信號(hào)衰耗小、施工技術(shù)簡(jiǎn)單；v缺點(diǎn)：易受氣候和外界磁場(chǎng)的影響，傳輸頻帶窄、話(huà)缺點(diǎn)：易受氣候和外界磁場(chǎng)的影響，傳輸頻帶窄、話(huà)路少。路少。 雙絞線(xiàn) 形式：將一對(duì)絕緣線(xiàn)扭絞在一起，任意擰成螺旋形，以減少對(duì)外部干擾和串音的敏感。v應(yīng)用場(chǎng)合：用戶(hù)與本地中心站間及中心站與中心站間的應(yīng)用場(chǎng)合：用戶(hù)與本地中心站間及中心站與中心站間的連線(xiàn)。連線(xiàn)。v優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，使用方便，安裝容易。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，使用方便，安裝容易。v多芯對(duì)稱(chēng)電纜：將多對(duì)單獨(dú)的絕緣

45、雙絞線(xiàn)包裝在外部保多芯對(duì)稱(chēng)電纜：將多對(duì)單獨(dú)的絕緣雙絞線(xiàn)包裝在外部保護(hù)層中，相鄰對(duì)線(xiàn)螺距不同，以護(hù)層中，相鄰對(duì)線(xiàn)螺距不同，以限制相互之間的串音限制相互之間的串音或電磁干擾或電磁干擾。v帶屏蔽的雙絞線(xiàn)（有金屬屏蔽）：對(duì)外部噪聲、串音有帶屏蔽的雙絞線(xiàn)（有金屬屏蔽）：對(duì)外部噪聲、串音有較好的低抗力。較好的低抗力。 同軸電纜 結(jié)構(gòu)：由對(duì)地不對(duì)稱(chēng)的同軸管構(gòu)成。內(nèi)層導(dǎo)體內(nèi)層導(dǎo)體外層導(dǎo)體外層導(dǎo)體絕絕 緣緣 體體包包 層層v優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、通信容量大、質(zhì)量穩(wěn)定、外界干擾小、優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、通信容量大、質(zhì)量穩(wěn)定、外界干擾小、可靠性高和維護(hù)便利等?？煽啃愿吆途S護(hù)便利等。v分類(lèi)：分類(lèi)：50同軸電纜：適于傳輸基帶數(shù)字信號(hào)，

46、常用于計(jì)算同軸電纜：適于傳輸基帶數(shù)字信號(hào)，常用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)或電話(huà)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程傳輸；機(jī)局域網(wǎng)或電話(huà)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程傳輸；75 （120120）同軸電纜：又稱(chēng)寬帶同軸電纜主要用同軸電纜：又稱(chēng)寬帶同軸電纜主要用于模擬傳輸系統(tǒng)，是于模擬傳輸系統(tǒng)，是CATV的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。 波導(dǎo) 形式：由一個(gè)中空的金屬管構(gòu)成，其橫截面可以是矩形、橢圓形或圓形。 優(yōu)點(diǎn)：在微波頻率上衰減很小。 應(yīng)用場(chǎng)合：常用作微波發(fā)送機(jī)和微波天線(xiàn)之間的有效連接。 光纖 形式：很細(xì)的、可彎曲的、能傳導(dǎo)光束的介質(zhì)。 傳輸原理：利用光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖完成通信。 結(jié)構(gòu)：外殼外殼纖芯纖芯包層包層塑料制成，可吸收光線(xiàn)、防塑料制成，可吸收光線(xiàn)

47、、防止串音、保護(hù)外層表面。止串音、保護(hù)外層表面。透明玻璃制成，纖芯的折透明玻璃制成，纖芯的折射率射率高于高于包層，可形成光包層，可形成光波導(dǎo)效應(yīng)，使大部分光被波導(dǎo)效應(yīng)，使大部分光被束縛在纖芯中傳輸。束縛在纖芯中傳輸。 光纖 分類(lèi)：?jiǎn)文９饫w單模光纖多模光纖多模光纖階躍型光纖階躍型光纖漸變型光纖漸變型光纖單模與多模光纖比較單模與多模光纖比較單模光纖多模光纖光纖中只傳輸一種模式細(xì)芯，要有激光源端接難色散小、效率高價(jià)格昂貴適于長(zhǎng)距與高速場(chǎng)合光纖中存在多種傳輸模式粗芯端接容易色散大、效率低價(jià)格較便宜用于短距與低速場(chǎng)合折射率折射率剖面剖面輸入輸入脈沖脈沖輸出輸出脈沖脈沖階躍型多模光纖階躍型多模光纖漸變型多

48、模光纖漸變型多模光纖單模光纖單模光纖光纖類(lèi)型光纖類(lèi)型包層包層纖芯纖芯包層包層纖芯纖芯包層包層纖芯纖芯 光纖 優(yōu)點(diǎn)： 傳輸頻帶寬，通信容量大； 傳輸損耗低，中繼距離長(zhǎng)； 抗雷電和電磁的干擾性好； 體積小、重量輕。 缺點(diǎn)：接續(xù)困難，光接口比較昂貴。 光纖是通信領(lǐng)域中重要的傳輸媒質(zhì)，為數(shù)據(jù)通信、遠(yuǎn)距離光纖是通信領(lǐng)域中重要的傳輸媒質(zhì)，為數(shù)據(jù)通信、遠(yuǎn)距離通信、寬帶高速通信和海底傳輸系統(tǒng)提供了良好的傳輸環(huán)境。通信、寬帶高速通信和海底傳輸系統(tǒng)提供了良好的傳輸環(huán)境。 微波無(wú)線(xiàn)電 形式：將地球上的大氣作為電磁波的長(zhǎng)距離傳送介質(zhì)。 應(yīng)用場(chǎng)合：作為陸上無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的傳送介質(zhì)。 優(yōu)點(diǎn)： 跨越自然障礙和阻隔的能力強(qiáng)，最適

49、合于移動(dòng)通信； 成本低、中繼距離遠(yuǎn)、傳輸質(zhì)量比較穩(wěn)定。 缺點(diǎn)： 雨雪天氣易產(chǎn)生吸收損耗，不利地形或環(huán)境易造成衰落現(xiàn)象，引起較高的誤碼率； 保密性差。 無(wú)線(xiàn)電通信 形式：將地球上的大氣作為電磁波的傳送介質(zhì)。 應(yīng)用場(chǎng)合：作為個(gè)人移動(dòng)通信的傳送介質(zhì)。 優(yōu)點(diǎn)： 跨越自然障礙和阻隔的能力強(qiáng)，最適合于移動(dòng)通信； 傳輸質(zhì)量比較穩(wěn)定。 缺點(diǎn)： 不利地形或環(huán)境易造成衰落現(xiàn)象，引起較高的誤碼率； 電波對(duì)人體的影響 衛(wèi)星通信 原理：利用同步衛(wèi)星上的通信轉(zhuǎn)發(fā)器接收地面站發(fā)射的信號(hào)，對(duì)信號(hào)放大變頻后再轉(zhuǎn)發(fā)給其他地面站。 優(yōu)點(diǎn)：頻帶寬、通信容量大、誤碼率低、通信質(zhì)量高、覆蓋面廣； 應(yīng)用場(chǎng)合：遠(yuǎn)距離傳送電話(huà)、電傳、電視業(yè)務(wù)

50、及高利用率國(guó)際干線(xiàn)。 明線(xiàn) 點(diǎn)9 5 4 32 28 頻率特性 傳統(tǒng)銅線(xiàn)的再利用 再利用的潛力 皮線(xiàn)對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈：?FTTB LAN FTTH LAN SDH傳送網(wǎng)的概念最初于1985年由美國(guó)貝爾通信研究所提出，稱(chēng)之為同步光網(wǎng)絡(luò)（Synchronous Optical NETwork,SONET）。它是由一整套分等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)傳送結(jié)構(gòu)組成的，適用于各種經(jīng)適配處理的凈負(fù)荷（即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口比特流中可用于電信業(yè)務(wù)的部分）在物理媒質(zhì)如光纖、微波、衛(wèi)星等上進(jìn)行傳送。該標(biāo)準(zhǔn)于1986年成為美國(guó)數(shù)字體系的新標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)部（ITUT）的前身國(guó)際電報(bào)電話(huà)資詢(xún)委員會(huì)（CCITT）于1988年接受SON

51、ET概念，并與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）達(dá)成協(xié)議，將SONET修改后重新命名為同步數(shù)字系列（Synchronous Digital Hierarchy,SDH）,使之成為同時(shí)適應(yīng)于光纖、微波、衛(wèi)星傳送的通用技術(shù)體制。 SDH網(wǎng)是對(duì)原有PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy準(zhǔn)同步系列）網(wǎng)的一次革命。應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)傳送特點(diǎn)：全透明傳輸傳輸效率高網(wǎng)絡(luò)安全性高網(wǎng)管功能強(qiáng)1、直接電纜線(xiàn)接入2、HDSL延伸接入3.光纖接入1、 近代通信技術(shù)發(fā)展回顧2、 幾個(gè)重要通信理論3、 現(xiàn)代通信技術(shù)及通信網(wǎng)絡(luò)4、 現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)及關(guān)系現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)及關(guān)系5、

52、 目前的幾項(xiàng)熱門(mén)通信技術(shù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（Digital Data Network，簡(jiǎn)稱(chēng)DDN）管理簡(jiǎn)便穩(wěn)定性高連接方式靈活通信時(shí)延小協(xié)議簡(jiǎn)單 分組網(wǎng)絡(luò)X.25 ATM網(wǎng)絡(luò) 傳統(tǒng)分組包交換協(xié)議變得過(guò)于復(fù)雜，不能適合突發(fā)性、高帶寬業(yè)務(wù)，而ATM為我們提供了多業(yè)務(wù)、綜合性的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并提供了高帶寬、可突發(fā)的控制機(jī)制。 1G TACS 北美制式 北美地域廣闊 基站的功率比較大，覆蓋廣。模擬網(wǎng)絡(luò)。 GSM 歐洲制式，歐洲人口密度比北美大，基站功率適中。 CDMA 北美制式，無(wú)線(xiàn)特點(diǎn)與 TACS相同。 PHS 起源于日本，人口密度特別大，容量要求大，基站功率小，覆蓋半徑小。第一代PHS作為接入網(wǎng)絡(luò)。我們使用的

53、第二代PHS完全是按照移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。1、ATM網(wǎng)絡(luò)提供電信級(jí)的業(yè)務(wù)， IP技術(shù)的發(fā)展為用戶(hù)提供了更加廣泛的應(yīng)用，擴(kuò)展性較強(qiáng)。2、ATM網(wǎng)絡(luò)提供了較強(qiáng)的帶寬保證，IP技術(shù)會(huì)為用戶(hù)盡力提供所需服務(wù)。3、未來(lái)ATM網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)會(huì)慢慢走向融合。 電路交換 核心部分軟交換（包交換） 用戶(hù)業(yè)務(wù)的分散控制 業(yè)務(wù)的集中控制 業(yè)務(wù)集中控制的好處 通信網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 電視網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 三網(wǎng)融合 電力線(xiàn)是平行線(xiàn) 電力線(xiàn)的寬帶接入 電力線(xiàn)帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng) 搖把電話(huà) 雙音頻電話(huà)（脈沖） 手機(jī)（短信等功能） PDA（GPS、掌中電腦等） 計(jì)算機(jī)ISDN的設(shè)想1、 近代通信技術(shù)發(fā)展回顧2、 幾個(gè)重要通信理論3、 現(xiàn)代通信

54、技術(shù)及通信網(wǎng)絡(luò)4、 現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)及關(guān)系5、目前的幾項(xiàng)熱門(mén)通信技術(shù)、目前的幾項(xiàng)熱門(mén)通信技術(shù) WDM的含義 Dense Wavelength Division Multiplexing 利用一根光纖可以同時(shí)傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光載波的特點(diǎn)，把光纖可能應(yīng)用的波長(zhǎng)范圍劃分成若干個(gè)波段，每個(gè)波段用作一個(gè)獨(dú)立的通道傳輸一種預(yù)定波長(zhǎng)（其信號(hào)類(lèi)型、制式與速率均可不同）的光信號(hào)。合波器合波器Tx 1Tx nEDFA分波器分波器Rx 1Rx nEDFAEDFA 充分利用光纖的帶寬資源 方便擴(kuò)容 對(duì)速率和調(diào)制方式透明 通道對(duì)數(shù)據(jù)格式是透明的 適應(yīng)未來(lái)光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的要求 6416 8 1 比特率比特率(TDM)2.

55、5Gb/s 10Gb/s 40Gb/s20Gb/s 80Gb/s 320Gb/s40Gb/s 160Gb/s 640Gb/s160Gb/s 640Gb/s 2.56Tb/sWDM 通路數(shù)通路數(shù)q 通常我們所說(shuō)的以太網(wǎng)主要是指以下三種不同的局域網(wǎng)技術(shù)：以太網(wǎng)/IEEE 802.3：采用同軸電纜作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率達(dá)到10Mbps； 100Mbps以太網(wǎng)：又稱(chēng)為快速以太網(wǎng)，采用雙絞線(xiàn)作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率達(dá)到100Mbps；1000Mbps以太網(wǎng)：又稱(chēng)為千兆以太網(wǎng)，采用光纜或雙絞線(xiàn)作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率達(dá)到1000Mbps（1Gbps）以太網(wǎng)簡(jiǎn)介以太網(wǎng)簡(jiǎn)介q 以太網(wǎng)以其高度靈活，相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)

56、現(xiàn)的特點(diǎn)，成為當(dāng)今最重要的一種局域網(wǎng)建網(wǎng)技術(shù)。雖然其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也曾經(jīng)被認(rèn)為可以取代以太網(wǎng)的地位，但是絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)管理人員仍然把將以太網(wǎng)作為首選的網(wǎng)絡(luò)解決方案。q 為了使以太網(wǎng)更加完善，解決所面臨的各種問(wèn)題和局限，一些業(yè)界主導(dǎo)廠商和標(biāo)準(zhǔn)制定組織不斷的對(duì)以太網(wǎng)規(guī)范做出修訂和改進(jìn)。也許，有的人會(huì)認(rèn)為以太網(wǎng)的擴(kuò)展性能相對(duì)較差，但是以太網(wǎng)所采用的傳輸機(jī)制仍然是目前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾A(chǔ)。以太網(wǎng)簡(jiǎn)介以太網(wǎng)簡(jiǎn)介 概念： IP地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)分配一個(gè)在全世界范圍是惟一的標(biāo)識(shí)符。 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有地址就無(wú)法上網(wǎng)通信。在一個(gè)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)主機(jī)都有一個(gè)不同的IP地址。 我們可以根據(jù)規(guī)

57、范和經(jīng)驗(yàn)申請(qǐng)更多的地址，可以合理地分配IP地址，可以用CIDR和NAT技術(shù)減緩對(duì)IP地址的使用，但是隨著互連網(wǎng)發(fā)展速度的不斷加快，無(wú)論是CIDR技術(shù)還是NAT轉(zhuǎn)換技術(shù)，或者加快加緊申請(qǐng)地址的步伐，都無(wú)法阻止IPv4地址資源的耗盡，對(duì)下一代IP協(xié)議中足夠大的IP地址空間的要求已迫在眉睫。為了滿(mǎn)足互聯(lián)網(wǎng)日益膨脹的地址需求，IETF(Internet Engineering Task Force，互聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)門(mén)工作組)提出了IP協(xié)議的下一版本IPv6。這是現(xiàn)今很熱門(mén)的話(huà)題。 IPv6地址是128位的，地址空間包含的準(zhǔn)確地址數(shù)為340282366920938463374607431768211456個(gè)

58、。 IPv6地址的表示采用16進(jìn)制的表示方法。將128比特分為8組，每組16比特，用4個(gè)16進(jìn)制數(shù)表示，各組之間用“：”隔開(kāi)，每組中最前面的0可以省略，但每組必須得有一個(gè)數(shù)，如： FEDC：BA98：7654：3210：FEDC：BA98：7654：3210 1080: 0：0: 0:8:800:200C:417A 下一代下一代IP地址地址(IPv6)q IPv6協(xié)議可提供滿(mǎn)足新的應(yīng)用的性能和安全性：相對(duì)較少的報(bào)頭和固定的報(bào)頭長(zhǎng)度使路由器的硬件實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單，減少了路由負(fù)擔(dān)，從而提高網(wǎng)絡(luò)效率；同時(shí)IPv6有足夠的長(zhǎng)度使得能在基本報(bào)頭的后面放置擴(kuò)展報(bào)頭，提供包括安全性在內(nèi)的其他功能。 3G是英文3

59、rd Generation的縮寫(xiě)，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。 第一代(1G)模擬制式手機(jī) 第二代(2G)GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī) 是指將無(wú)線(xiàn)通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話(huà)會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車(chē)的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)每秒)、384kbps(千字節(jié)每秒)以及144kbps的傳輸速度。 國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流無(wú)線(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)，寫(xiě)入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件2000年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃(簡(jiǎn)稱(chēng)IMT-2000)。 W-CDMA 即WidebandCDMA，也稱(chēng)為CDMADirectSpread，意為寬頻分碼多重存取，其支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中。 CDMA2000也稱(chēng)為CDMA Multi-Carrier，由美國(guó)高