【正文】 碼；l 數(shù)字電路易于集成化，因此數(shù)字通信設備功耗低、易于小型化；l 信號易于進行加密處理，保密性強；l 支持各種消息的傳遞；l3．通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)有不同的分類方法。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧1． 接入設備：包括電話機、傳真機等各類用戶終端，以及集團電話、用戶小交換機、集群設備、接入網(wǎng)等； 交換設備：包括各類交換機和交叉連接設備；③此外，通信網(wǎng)絡正常運作需要相應的支撐網(wǎng)絡的存在。 數(shù)字同步網(wǎng)：保證網(wǎng)絡中的各節(jié)點同步工作； ② 電信管理網(wǎng)：完成電信網(wǎng)和電信業(yè)務的性能管理、配置管理、故障管理、計費管理、安全管理。 通信網(wǎng)絡的分類： ①其中，數(shù)據(jù)網(wǎng)又包括電報網(wǎng)、電傳網(wǎng)、計算機網(wǎng)等； ② 按通信網(wǎng)絡所使用的傳輸信道可以分為：有線（包括光纖）網(wǎng)、短波網(wǎng)、微波網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等。第2節(jié) 通信的發(fā)展歷程 通信技術的發(fā)展是伴隨科技的發(fā)展和社會的進步而逐步發(fā)展起來的。我國古代利用烽火傳送邊疆警報，古希臘人用火炬的位置表示字母符號，這種光信號的傳輸構成最原始的光通信系統(tǒng)。后來又出現(xiàn)了信鴿、旗語、驛站等傳送信息的方法。19世紀，人們開始研究如何用電信號傳送信息。1876年貝爾發(fā)明了電話，直接將聲信號轉變?yōu)殡娦盘栄貙Ь€傳送。開始時，傳輸距離僅數(shù)百米。從此，傳輸電信號的通信方式得到廣泛應用和迅速發(fā)展。30～40 年代起，利用銅線傳輸載波電話，使長途通信容量加大，電信號的頻分多路技術開始步入實用。開始建設最早的公用電話通信網(wǎng)。70 年代起，玻璃光纖拉制成功，導致傳輸網(wǎng)絡從電纜通信向光纖通信過渡。80 年代起，各種信息業(yè)務應用增多，通信網(wǎng)絡開始向數(shù)字網(wǎng)發(fā)展。蜂窩網(wǎng)等各種無線移動通信業(yè)務向公眾開放，導致個人通信的迅速發(fā)展。90 年代起，國際互聯(lián)網(wǎng)Internet 在全世界興起，在吸引眾多計算機用戶踴躍上網(wǎng)的同時，也吸引人們更多使用計算機。從此，通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)業(yè)務量急劇增長。同時，在光纖通信技術中，波分復用技術（WDM）取得成功，與電信號的時分復用技術（TDM）相結合，線路的傳輸容量顯著加大，足以適應通信業(yè)務量急速增長的需要。GSM作為第二代移動通信系統(tǒng)的代表，更是得到了全球性的廣泛應用。除了傳送話音信號之外，還開始提供移動數(shù)據(jù)通信，讓無線移動用戶能像有線固定用戶一樣自由的訪問國際互聯(lián)網(wǎng)。 通信網(wǎng)絡的發(fā)展歷程 早期通信傳輸網(wǎng)絡的基礎是銅線傳輸技術。從最早期的單線傳輸，到二三十年前還廣泛使用的頻分多路載波技術，在網(wǎng)絡傳輸上可以說基本上沒有實質性的變化。上世紀70 年代，960路、1800 路的同軸電纜，加上微波傳輸曾經(jīng)是我國通信網(wǎng)絡傳輸技術的主體。也就是說，特定的網(wǎng)絡只適用于傳輸特定種類的信號，不適宜傳輸其它種類的信號，即所謂按照所傳輸信號的功能與需求來設計并建設通信網(wǎng)絡?？傊?，每一種通信業(yè)務，甚至不同通信速率的通信系統(tǒng)都需要一個各自的網(wǎng)絡。 由于通信網(wǎng)的建設投資巨大、周期長、業(yè)務量低、效率差，因此進入上世紀70 年代，人們開始考慮能否將語音信號、各種不同速率的數(shù)字信號以及圖像信號集中在同一個通信網(wǎng)絡中傳輸，以試圖只需要建設一個網(wǎng)絡就可以傳輸各種不同性質和不同速率的信號，從而降低網(wǎng)絡建設的費用和周期。由于各種信號的頻率特性相差極大，對于不同特性和速率的信號都能適應的網(wǎng)絡就比較復雜。各種信號，如話音信號、數(shù)據(jù)信號、圖像信號，在轉變成IP分組以后，可以統(tǒng)一的在IP網(wǎng)絡上進行傳輸，而不必考慮原始信號的性質。但是，從目前通信網(wǎng)發(fā)展的角度來看，除了光纖網(wǎng)絡具有的大容量、低成本、高質量、高效率等因素外，加上無線頻譜資源的有限性，所以無線網(wǎng)絡一般仍只是作為接入網(wǎng)絡的組網(wǎng)技術。 目前，通信網(wǎng)絡的基本狀況是骨干傳輸網(wǎng)絡仍然是以光纖通信為主，而接入網(wǎng)絡則可以視網(wǎng)絡建設需求的不同，采用移動通信、以太網(wǎng)、xDSL、光纖通信、衛(wèi)星通信等多種多樣的技術構建。 目前的公共電話網(wǎng)絡是以程控交換技術為核心構建的。程控交換是以計算機作為交換技術的核心，它的發(fā)展導致歷史上各種交換技術都迅速退出了歷史舞臺。并且進一步在電路交換、報文交換、分組交換的基礎上，產(chǎn)生了以路由技術為基礎的第二層、第三層交換，這一技術現(xiàn)在還在繼續(xù)發(fā)展之中。最初，基于TCP/IP技術的Internet是被作為一種計算機互聯(lián)網(wǎng)絡設計的。從目前的發(fā)展趨勢來看，通信網(wǎng)與計算機網(wǎng)的融合網(wǎng)絡——寬帶IP 網(wǎng)絡將作為通信技術的發(fā)展重點和發(fā)展方向，尤其引人注目。IP 網(wǎng)絡的發(fā)展對于當前的電信運營行業(yè)也將產(chǎn)生巨大的影響。目前，基于固定網(wǎng)絡的VoIP應用在業(yè)務質量上已經(jīng)接近傳統(tǒng)的PSTN通話，并獲得了廣泛的應用；而像VoIP over WLAN這樣的無線VoIP應用也同樣具有著廣泛的前景。 寬帶化——更強大的信息傳輸能力 提高信息速率、獲得更寬的帶寬，可以說是通信技術發(fā)展中的永恒主題。這與計算機行業(yè)中，對于硬件處理能力的追求是非常類似的，CPU的最高主頻，總是在被不斷的刷新，無論是用戶還是INTEL公司的技術人員都在不停的追逐這一數(shù)字，盡管很多時候我們并不需要這么強大的計算機能力。以下分別列舉了骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的帶寬演變： ①骨干網(wǎng)：在90年代前期，我國的全國骨干網(wǎng)絡還是以155Mbit/s的同步數(shù)字系列（SDH）技術為主，而目前所建的骨干網(wǎng)均是80Gbit/s、160Gbit/s的DWDM設備，甚至很多大中城市的城域網(wǎng)的技術水平也達到了這一級別； ②接入網(wǎng)：目前，各種寬帶接入技術已經(jīng)非常普及；利用非對稱數(shù)字用戶環(huán)線（ADSL）技術和以太網(wǎng)技術組成接入網(wǎng)絡，均可以達到數(shù)Mbit/s的帶寬水平，而在國內剛引入拔號接入業(yè)務時。 廣泛化——無處不在的通信前面已經(jīng)提到，通信已經(jīng)日益滲透到了我們生活的每一個角落，通信技術將會以很多令人意想不到的方式滲透到各個行業(yè)中，它與我們的日常生活也會結合的日趨緊密，將會在潛移默化中改變我們的生活。從固定通信網(wǎng)到移動通信網(wǎng)進而到無處不在的可佩戴式通信設備的發(fā)展，即充分體現(xiàn)了任意地點這一要求；再比如說：不同網(wǎng)絡間互聯(lián)互通技術的發(fā)展，則是實現(xiàn)了和任何人通信這一要求。 ②從通信技術的載體，也就是可以進行通信的設備來看，越來越多的設備具有通信能力、可以進入通信網(wǎng)絡中，這一變革極大的拓展了通信業(yè)務可能的應用范圍。此外，很多這樣的設備也可以自發(fā)的組織成一個局部的網(wǎng)絡?？傊?，更多的設備具有通信能力，也必然要求設計全新的業(yè)務模式，這也會推動新的應用的產(chǎn)生。 多樣化——多種多樣的人機交互方式 對于用戶來說，通信的根本目的是獲取信息并進行有效的使用，對于這些信息，他們甚至不會關心信息的具體獲取方式；而另一方面，通信向其它領域的滲透會產(chǎn)生新的應用。 例如，手機對于很多人來說，已經(jīng)不只是一種通信工具，它已經(jīng)成為一種日用必需品，圍繞手機的各種應用具有廣闊的發(fā)展前景，但手機的輸入（多數(shù)手機只具有簡單的數(shù)字小鍵盤輸入）、輸出（面積小而且分辨率、色彩質量不高的顯示屏）嚴重限制了這些新應用。目前，絕大多數(shù)國際領先的通信研究機構、特別是研究用戶終端設備的研究機構，先進的人機交互技術無一例外的都是他們的重要研究方向。目前對于通信所獲得信息的利用，還只局限于視覺（如上網(wǎng)）和聽覺（如電話），更多、更豐富的感知方式，將使得通信設備可以和用戶進行更為復雜的信息交互。綜合動畫、聲音、圖像、文本等多種交互手段在內的多媒體業(yè)務，顯然是一個更為實際的概念，它更接近我們目前的應用水平。 ③人機交互方式的發(fā)展，目的是提供能夠更好為人服務的通信業(yè)務。在這一點上，通信技術的發(fā)展與其它很多技術有著類似的需求。 4． 傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡基本上是一個單一業(yè)務的網(wǎng)絡，話音、數(shù)據(jù)、視頻，等多種業(yè)務不僅在傳輸上是分開的，而且用戶也把它們分別作為獨立的業(yè)務來使用的。但是，多業(yè)務并不是原有的單一業(yè)務的簡單疊加，它在很多方面對原有的通信技術與網(wǎng)絡都提出了新的挑戰(zhàn)。 ①目前，很多運營商都面臨著“帶寬過?！钡膯栴}，包括國際線路，國內骨干網(wǎng)，甚至某些城市的城域網(wǎng)，都存在著這一問題，很多運營商也在不斷的推出各種的新業(yè)務來“填滿”這些帶寬。提高網(wǎng)絡資源利率固然重要，但新業(yè)務并不應只是原有業(yè)務的簡單疊加。 ②從傳輸技術的角度來看，原有以單一業(yè)務為主的網(wǎng)絡基本上是將不同的業(yè)務分別傳送，甚至可以對不同的業(yè)務使用不同的傳輸技術，而在綜合業(yè)務的環(huán)境下，就必然面對多種業(yè)務數(shù)據(jù)同時傳輸?shù)膯栴}。以時延為例：話音業(yè)務對于時延的要求顯然是最嚴格的；視頻業(yè)務其次，而數(shù)據(jù)業(yè)務（例如撥號上網(wǎng)）可以容忍幾秒甚至十幾秒的時延；另一方面，已有的網(wǎng)絡多是針對單一業(yè)務的傳輸而設計的，例如PSTN、GSM網(wǎng)絡的設計主要針對話音業(yè)務、IP網(wǎng)絡的設計主要針對數(shù)據(jù)業(yè)務。 ③從管理的角度來看，多種業(yè)務的運營仍然會要求一個統(tǒng)一的管理與支撐環(huán)境。此外，多種業(yè)務的運營也會涉及到不同的政策制訂者和管理機構。5． 無論是通信網(wǎng)提供的多業(yè)務傳輸能力，還是終端提供的多種人機交互方式，其中終目的都是為了能夠設計更能吸引用戶的應用，從這個意義上說，通信技術的發(fā)展只是提供了實現(xiàn)各種應用的平臺。 未來通信網(wǎng)絡的技術要求： 接入網(wǎng)絡：首先仍然是帶寬的問題，目前實現(xiàn)了寬帶接入的用戶仍只占很小的比例；其次，用戶使用的終端的業(yè)務能力會有很大差別，這一點也必須被充分的考慮。對于未來通信業(yè)務的發(fā)展，目前主要有以下兩種觀點：支持這種觀點的人認為，這有助于網(wǎng)絡運營商抓住通信業(yè)務價值鏈的核心部分，這樣的運營商也被稱為“強勢”的運營商，典型的代表為日本的NTT DoCoMo； ②以內容提供商（ICP）為主導：運營商只提供基本的技術平臺，而由內容提供商設計業(yè)務、并做為業(yè)務運營的主導。 通信行業(yè)中的標準與法規(guī) 任何行業(yè)的發(fā)展都必須遵循一定的標準、規(guī)章、制度等，通信行業(yè)也不例外，無論是業(yè)務的運營還是技術的研發(fā)，包括整個企業(yè)的運作，都要受到這些“條條框框”的限制。 （1）通信行業(yè)中的政策法規(guī)：政策法規(guī)主要由各國的政府部門制訂?；旧?，在任何國家電信業(yè)務都是受到管制的，也就是要經(jīng)過政府部門的批準。未來的發(fā)展趨勢是業(yè)務的運營、特別是增殖電信業(yè)務的運營將逐步放松管制，而以話音業(yè)務為代表、包括網(wǎng)絡基礎設施建設在內的基礎電信業(yè)務運營仍將在各國受到嚴格的管制；（2）通信行業(yè)中的技術標準：通信行業(yè)中的技術標準主要由各種技術標準化團體、以及相關的行業(yè)協(xié)會負責制訂，典型的標準化組織包括國際電聯(lián)（ITU）、電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）、第三代移動通信伙伴項目（3GPP）等，主要由設備制造商與網(wǎng)絡運營商組成。 ① 首先，一個新的標準必然會針對某個特定的市場，先行關注這一市場的公司一般也會是技術上的先行者，他們會向IEEE申請設立這一標準的研究機構； ③ 標準的研究機構下設多個工作組與研究組，它們針對不同的技術主題，并接受各種研究提案，會提出很多草稿（draft）以供進一步的研究； ⑤ IEEE表決通過之后，即成為IEEE各系列的標準，這些標準又會經(jīng)常被很多國家的標準化機構所引用，成為該國的國家標準。常用的有線介質雙絞線、同軸電纜和光纖以及無線信道都在第2章中進行了討論。 信號的數(shù)字化處理技術 第4章主要介紹與信號的數(shù)字化處理相關的技術，包括模擬信號的數(shù)字化技術、多路復用技術、數(shù)字復接技術、同步技術和同步數(shù)字序列。 語音通信 第6章首先介紹了公用電話交換網(wǎng)（PSTN）的概念、功能、基本結構和業(yè)務，然后說明了PSTN的控制部分—，最后介紹了附加在PSTN網(wǎng)絡之上的為用戶提供增值業(yè)務的智能網(wǎng)。第7章重點討論數(shù)據(jù)通信的基礎知識。本章內容是后續(xù)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎。第二部分則在局域網(wǎng)基本原理基礎上介紹了兩種典型局域網(wǎng)系統(tǒng)，以太網(wǎng)和家庭網(wǎng)。最后按出現(xiàn)的先后順序介紹了三個典型的廣域分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)：、幀中繼網(wǎng)和ATM網(wǎng)。第10章首先介紹了互聯(lián)網(wǎng)的基本工作原理和技術，特別是IP數(shù)據(jù)包的存儲轉發(fā)過程。 綜合業(yè)務與多媒體綜合業(yè)務和多媒體是網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。然后討論了多媒體通信的相關內容。 衛(wèi)星與移動蜂窩通信衛(wèi)星和移動蜂窩通信系統(tǒng)是兩個典型的無線通信系統(tǒng)。 無線通信目前，各類網(wǎng)絡中最具增長潛力的是無線網(wǎng)絡。第13章重點介紹城域范圍、局域范圍和更短范圍的無線通信技術和系統(tǒng)。 下一代網(wǎng)絡 第14章介紹了下一代網(wǎng)絡NGN的技術、業(yè)務和應用。第2章 傳輸?shù)慕橘|傳輸介質是連接通信設備，為通信設備之間提供信息傳輸?shù)奈锢硗ǖ?；是信息傳輸?shù)膶嶋H載體。 傳輸介質的基本概念從本質上講，有線通信與無線通信中的信號傳輸，實際上都是電磁波在不同介質中的傳播過程，在這一過程中對電磁波頻譜的使用從根本上決定了通信過程的信息傳輸能力。但實際上，我們仍然是根據(jù)業(yè)務要求、傳播特性等因素來選擇性的使用電磁波的頻段。因此，在實際的應用中存在著多種多樣的傳輸介質，以下是三類常見的傳輸介質。有線電纜的特點是成本低，安裝簡單；缺點是頻譜有限，而且安裝之后不便移動。使用無線介質的顯著優(yōu)點是建網(wǎng)快捷且移動性支持好，它的缺點是頻譜寬度還要低于電纜，此外，使用無線介質的成本有時要遠高于使用有線介質。例如，在目前的第三代移動通信網(wǎng)絡建設中，很多網(wǎng)絡運營商花費了數(shù)百億美元來購買運營牌照，即是購買相應頻段的使用權，而最終這些成本都要由用戶來承擔； （3 ）光纖：光纖也是一種有線介質，它可以提供高達THz級別的帶寬，而且誤碼率非常低，但缺點是安裝復雜，需要專業(yè)的人員和專業(yè)的設備。表21給出了不同通信技術對電磁波頻譜的使用、以及不同電磁波頻譜所對應的傳輸介質和典型應用。 傳輸介質與傳輸技術的設計傳輸介質只有被相應的傳輸技術所使用，才能夠體現(xiàn)為可供上層業(yè)務使用的信道，由于傳輸介質是與傳輸技術緊密結合的，因此，設計傳輸技術就必須考慮并充分利用傳輸介質本身固有的特點，以下分別說明傳輸介質的各種特征對設計傳輸技術的影響。高帶寬的傳輸介質就可以承載較高的比特率，例如光纖；如果傳輸介質的帶寬會受到其它因素的影響而改變，那么還必須針對這些情況，設計不同的傳