《現代通信網概論》通過闡述現代通信網的基本架構、基本原理、基本技術,以幫助讀者迅速建立起“通信大系統”的整體概念,并力求充分反映現代通信網的發展趨勢。
全書共分8章,分別介紹了通信網的拓撲結構和分層體系結構、關鍵技術,包括通信終端、傳輸技術、交換技術;涉及了公用固定電話通信網、GSM和CDMA移動通信網、四種常見的數據通信網、接入網的基本概念及現代通信網的發展趨勢。附錄部分在“e-Bridge現代通信網實驗平臺”的基礎上,介紹了四個實訓項目。
《高職高專電子、通信類專業“十一五”規劃教材:現代通信網概論》可以作為高等職業技術教育通信、信息工程、計算機科學等專業的教材,也可作為通信工程及相關領域技術人員的參考書。
《現代通信網概論》可以作為高等職業技術教育通信、信息工程、計算機科學等專業的教材,也可作為通信工程及相關領域技術人員的參考書。
本書是21世紀第四輪高職高專電子信息類專業教材選題招標系列之一,系根據教育部高職高專培養目標和對本課程的基本要求編寫而成,并經過系列教材編委會審定。
“現代通信網概論”對于通信專業而言,是一門很關鍵的專業基礎課程,有著承前啟后的重要作用。本書系統地闡述了現代通信網的基本原理、基本技術,較充分地反映了現代通信網發展的趨勢,使讀者對通信系統有一個較為清晰的框架概念。書中內容的選取注重高職學生認知水平,力求從身邊熟知和感興趣的通信網絡環境和實例入手,選用已被廣泛使用、最具代表且相對穩定的各類網絡系統理論基礎,同時努力反映現代通信網的發展走向,是進一步深入學習和掌握現代通信新技術的基礎。
全書共分8章和一個附錄。第1章從總體上對現代通信網進行了介紹,并對通信網絡技術標準化組織作了必要的介紹。第2章介紹了現代通信中采用的關鍵技術,包括通信終端、傳輸技術、交換技術。第3章介紹了支撐網絡所涉及的信令網、同步網及管理網的結構和基礎知識。第4章在討論了公用固定電話通信網的要求、特點、結構、編號計劃、業務等內容后,還就我國通信體制的演變過程作了介紹。第5章以GSM和CDMA網絡為重點,介紹了移動通信網的結構、無線傳輸和接續、移動性管理過程等內容。第6章介紹了4種常見的數據通信網,并分析了數據通信網和計算機網絡的相互關系。第7章主要介紹了接入網的基本概念、寬帶有線接入方式和寬帶無線接入方式。第8章討論了現代通信網的發展趨勢,并著重介紹了智能網和寬帶IP網方面的內容。另外,附錄中以“e-Bridge現代通信網實驗平臺”為基礎,介紹了4個實訓項目。
全書內容緊湊,力求形成一個較為清晰、完整的體系,避免簡單堆砌和羅列,以幫助讀者迅速建立起“網絡”的整體概念,同時增強他們對飛速發展的通信網絡技術的本質認識,消除紛繁多樣的網絡技術所造成的混亂印象。
本書的參考學時數為40學時。
本書由強世錦、朱里奇、黃艷華共同編寫,廖繼紅擔任主審。強世錦編寫了第1、7章,朱里奇編寫了第2~5章;黃艷華編寫了第6、8章,李雪整理并完成了附錄實訓內容。全書由強世錦統稿并定稿。
在本書的編寫過程中得到了編者所在單位的全力支持,同時得到了西安電子科技大學出版社所給予的幫助和強有力的支持,在此表示衷心的感謝。
由于編者的水平有限,疏漏和不足之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
第1章 概論 1
1.1 通信網的基本概念 1
1.1.1 信息、消息和信號 1
1.1.2 模擬信號和數字信號 1
1.1.3 通信、通信系統、通信網 2
1.2 通信網的發展 3
1.2.1 第一階段 3
1.2.2 第二階段 3
1.2.3 當前階段 4
1.3 通信網的構成要素與基本結構 5
1.3.1 交換式網絡 5
1.3.2 通信網的構成要素 6
1.3.3 通信網的分類 7
1.4 通信網的體系結構 8
1.4.1 網絡分層的概念 8
1.4.2 分層結構中的接口和服務 11
1.4.3 OSI和TCP/IP 12
1.5 通信網絡技術標準化 14
1.5.1 ITU 14
1.5.2 ISO 14
1.5.3 IAB 15
思考題 15
第2章 現代通信網基礎技術 16
2.1 現代通信終端 16
2.1.1 固定電話機 16
2.1.2 移動電話機 18
2.2 現代傳輸技術 20
2.2.1 傳輸介質 20
2.2.2 多路復用 24
2.3 數字通信技術 26
2.3.1 數字通信過程 26
2.3.2 PCM 30/32系統簡介 29
2.3.3 數字復接 29
2.4 現代交換技術 32
2.4.1 交換技術概述 32
2.4.2 主要的交換技術 33
思考題 37
第3章 支撐網絡 38
3.1 信令網 38
3.1.1 信令的基本概念 38
3.1.2 信令的分類 39
3.1.3 信令方式 39
3.1.4 No.7信令系統 41
3.1.5 No.7信令網 44
3.2 同步網 49
3.2.1 同步網概述 49
3.2.2 時鐘同步網 51
3.2.3 時間同步網 57
3.3 電信管理網 58
3.3.1 網絡管理一般原理 59
3.3.2 電信管理網(TMN) 62
思考題 69
第4章 電話通信網 70
4.1 引言 70
4.2 電話網的結構 71
4.2.1 本地電話網 71
4.2.2 長途電話網 71
4.2.3 國際電話網 73
4.2.4 電話網的路由選擇 74
4.3 電話網的編號 75
4.3.1 編號原則 75
4.3.2 編號方案 75
4.4 電話交換機 76
4.4.1 程控數字交換機的交換原理 76
4.4.2 程控數字交換機的硬件系統 77
4.4.3 程控數字交換機的軟件系統 80
4.5 電話網的業務及服務質量 82
4.5.1 電話網的業務種類 82
4.5.2 電話網的服務質量 84
思考題 88
第5章 移動通信網 89
5.1 概述 89
5.1.1 移動通信的基本概念 89
5.1.2 移動通信的發展歷史 90
5.1.3 移動通信的基本技術 92
5.2 GSM系統 94
5.2.1 GSM網絡結構 95
5.2.2 GSM的區域、號碼與識別 99
5.2.3 信道類型及時隙結構 101
5.2.4 呼叫接續與移動性管理 103
5.2.5 GSM系統的業務功能 108
5.3 CDMA系統 112
5.3.1 CDMA系統概述 112
5.3.2 CDMA技術的基本原理 113
5.3.3 CDMA網絡結構 115
5.3.4 CDMA關鍵技術 116
5.3.5 呼叫處理及移動性管理 117
思考題 120
第6章 數據通信網 121
6.1 數據通信網概述 121
6.1.1 數據通信網的基本概念 121
6.1.2 數據通信網的分類 122
6.1.3 數據通信網的主要性能指標 123
6.1.4 數據傳輸方式 124
6.2 數據通信網體系結構 127
6.2.1 通信協議 127
6.2.2 數據鏈路控制規程 130
6.3 分組交換網 132
6.3.1 分組交換網的構成 132
6.3.2 分組交換網的原理 134
6.3.3 X.25協議 135
6.4 快速分組交換網 135
6.4.1 幀中繼FR 136
6.4.2 ATM網絡 138
6.5 局域網 141
6.5.1 局域網的拓撲結構 142
6.5.2 局域網的訪問方式 142
6.5.3 以太網 143
6.6 Internet與寬帶IP網 145
6.6.1 Internet概述 145
6.6.2 TCP/IP協議 146
6.6.3 Internet的基本應用 152
思考題 154
第7章 寬帶接入網 156
7.1 接入網的基本概念 156
7.1.1 接入網的定義 156
7.1.2 接入網的功能結構 157
7.1.3 接入網的分層模型 158
7.1.4 接入網的接口 158
7.1.5 接入網的分類 159
7.1.6 接入網的供電 159
7.2 寬帶有線接入網技術 160
7.2.1 ADSL接入網 160
7.2.2 HFC接入網 162
7.2.3 光纖接入網 163
7.3 寬帶無線接入網技術 167
7.3.1 3.5 GHz固定無線接入 167
7.3.2 LMDS接入技術 169
7.4 無線局域網 171
7.4.1 系統組成 171
7.4.2 拓撲結構 172
7.4.3 關鍵技術 173
7.4.4 協議標準 173
思考題 175
第8章 現代通信網的發展 176
8.1 現代通信網發展引言 176
8.1.1 三網融合 176
8.1.2 下一代網絡 176
8.2 自動交換光網絡(ASON) 177
8.2.1 ASON的功能 177
8.2.2 ASON的組成 178
8.2.3 ASON的控制平面 179
8.2.4 信令協議和路由協議 180
8.2.5 對ASON節點的要求 180
8.3 智能網 181
8.3.1 智能網概述 181
8.3.2 智能網業務 184
8.3.3 智能網新的發展與應用 188
8.4 軟交換技術 190
8.4.1 概述 190
8.4.2 主要功能 191
8.4.3 接口與協議 191
8.4.4 軟交換技術的主要應用 193
思考題 193
附錄 現代通信網實訓 194
實驗1 e-Bridge現代通信實驗平臺簡介 194
實驗2 SDH設備硬件總體介紹 198
實驗3 L&C08交換機系統介紹 210
實驗4 寬帶設備總體介紹 228
英文縮略語 234
參考文獻 245
第1章 概論
近年來,通信技術與通信產業一直以異乎尋常的高速度持續發展,通信網已深入到社會生活的各個層面,通信與能源、交通一起成為現代社會三大基礎結構之一,是現代信息社會運行機體的神經系統。通信網的作用和意義已經超越了它本身原有的范疇,它像水、電、文字、交通工具一樣,成為人類社會生活中不可分割的一部分;它不僅將我們帶進信息時代,而且深刻地影響和改變著我們的生活方式,通信網的廣泛使用已成為這個時代的顯著標志。
電信從本質上講就是實現信息傳遞功能的一門科學技術,它將大量有用的信息無失真、高效率地進行傳輸,同時在傳輸過程中將無用信息和有害信息進行抑制。
1.1 通信網的基本概念
1.1.1 信息、消息和信號
信息在不同的場合有各種各樣不同的定義。從工程觀點來講,信息是對客觀存在的各個事物各種可能的狀態及其隨時間發生變化的反映。任何地方都有信息存在,人們在各種社會活動中通過現象獲取信息,并逐步地認識事物的屬性。
信息必須借助于載體以便于人們進行交換、傳遞和存儲。攜帶信息的載體稱為消息,它是信息的物質表示。消息是某事件發生與否的論斷,傳遞或交換消息也就是傳遞或交換信息。
為了使消息適于在通信系統中傳輸和處理,需要將其變換為電(或光)的形式,稱為電(或光)信號,簡稱信號。電信號最常用的形式是電流或電壓。
……