传输介质
▪ 按照传输方式介质分为有线介质（双绞线、同轴
电缆、光纤）和无线介质（无线电、微波、红外 线）
纤包
保
芯层
护
套
通信网的定义和构成
▪ 定义：通信网是由一定数量的节点和连接这些节
点的传输系统有机地结合在一起，按约定信令和 协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
▪ 构成要素
软件设施：信令、协议、控制、管理、计费 硬件设施：终端节点
在数字信道中传送数字信号的一个波形符号，它 可能是二进制的，也可能是多进制的。
▪ 比特：是信息的度量单位。一位二进制数所携
带的信息量即为一比特（bit,缩写为b）。例如， 10010110，八位二进制数字，所携带的信息量 为8比特。
1.2 信息和信息量
例 求下图1-2-1所示分别为二进制和四进制码元 序列的信息量
第一章 基本概念
1.1通信系统与通信网
21世纪，计算机和通信技术在飞速发展，它们的结合 具有划时代的意义。以计算机为代表的IT产业和以语音、 数据通信为代表的CT产业，融合为了ICT（Information and Communication Technology）产业。
：将内容转换成文字、声音、标识，通过某种装置变 成电磁信号，通过光纤、铜线、无线等传送方式（信道）， 从地球的某个角落传送到另一角落。
通信的传输方式
通信的传输方式
按消息传送的方向与时间，通信方式可分为单工通信、半双工通信 及全双工通信三种。 单工通信
是指消息只能单方向进行传输的一种通信工作方式。 单工通信的例子很多，如广播、遥控、无线寻呼等。这里，信号（消息
）只从广播发射台、遥控器和无线寻呼中心分别传到收音机、遥控对象 和 BP 机上。
对于图1-2-1(b)所示的四进制码元序列，其有四 个计数符号0、1、2、3，且出现概率均为1/4， P(0)=P(1)= P(2)= P(3)= 1/4，则四进制一个码元的信 息量为：
I = log21/P = log24 = 2(bit)
1.2 信息和信息量
1.2.3 信道容量
模拟信道的信道容量可以根据香农公式计算。香农 (Shannon)公式指出：在信号平均功率受限的高斯白噪 声信道中，信道的极限信息传输速率(信道容量)C为
发
信
收
端
道
端
单工方式传输是只能单方向传输的通信方式
通信的传输方式
半双工通信方式，是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发 的工作方式。
发
终 端 A
收
信道
发
终 端 B
收
发
终 端 A
收
信道
发
终 端 B
收
半双工方式是通信双方可以收发消息，但不能同时收和发的工作方式
通信的传输方式
所谓全双工通信，是指通信双方可同时进行双向传输消息的工作方式。 在这种方式下，双方都可同时进行收发消息。很明显，全双工通信的 信道必须是双向信道。 生活中全双工通信的例子非常多，如普通电话、手机等。
交换节点 业务节点 传输系统
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通信网的功能结构
从功能的角度看，一个完整的现代通 信网可分为相互依存的三部分：业务 网、传送网、支撑网
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业务网
负责向用户提供各种通信业务，采用不同交换技 术的交换节点、业务节点等设备通过传送网互连在一 起就形成了不同类型的业务网。如基本话音、数据、 多媒体、租用线、VPN等。
点到点通信系统
信源
发送设备
信道
接收设备
信宿
（发送端）
噪声和干扰
（接收端）
图1-1-1 基本的点对点通信的一般模型
•信源：负责产生信息，信源可以是人或机器； •发送设备：把信源发出的信息变换成适合信道中传输的信号。 •信道：信号传输媒介的总称，分有线信道、无线信道。 •接收设备：将经过信道传输的信号（混杂噪声和干扰）还原为接收者可 以接收的信息； •信宿：信息的最终接收者。 噪声源：是信道中的噪声及分散在通信系统其他各处噪声的集中表示， 分加性噪声、乘性噪声。
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传送网
负责按需为交换节点/业务节点之间的互连分配电路，在这 些节点之间提供信息的透明传输通道。
构成传送网的主要技术要素有：传输介质、复用体制、传 送网节点技术等。
主要的传送网有PDH、SDH/SONET和光传送网(OTN)
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支撑网
负责提供业务网正常运行所必须的信令、 同步、网络管理、业务管理、运行管理等功 能。包括:
▪ 二进制等概率数字信号中，每个码元所含信息量为
I
=log211Fra biblioteklog2
2
1 bit
2
用二进制代码，即一个“0”或“1"，传送两个等概率消息中的
任何一个，最少需要1个二进制代码，每一个二进制代码所包含的信
息量定义为1比特。
1.2 信息和信息量
1.2.2 二进制与多进制
▪ 码元：携带信息的数字单元称作码元。它是指
发
终 端 A
收
信道1 信道2
收
终 端 B
发
全双工是通信双方可同时进行双向传输消息的工作方式
模拟信号与数字信号
• 信号：信号是信息的表达形式，在现代通信系统 中，信号大部分是电信号或光信号.
• 模拟信号:承载信息的参量在时间上连续，在取 值上也连续。
• 数字信号:承载信息的参量在时间上离散，且取 值为有限多个。
▪ 信令网
实现节点间的信令的的传输和转接
▪ 同步网
实现设备间的信号时钟同步
▪ 管理网
提高全网服务质量、充分利用全网资源
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1.2 信息和信息量
▪ 不难看出，I与 之间遵从如下关系：
P(x)
I
loga
1 P(x)
loga
P(x)
▪如果取对数的底为2 ，则信息量的单位为比特( bit) 。
图1-2-1 二进制和四进制码元序列
1.2 信息和信息量
对于图1-2-1（a）所示的二进制码元序列，只有两 个计数符号，0和1出现的概率相等：P(0)=P(1)=1/2， 则任何一个0或1码元的信息量为：
I=log21/P(0)=log21/P(1）=log22=1(bit)
1.2 信息和信息量
C
B log2 1
S N
bit
/
s
S/N为平均信号/噪声功率比，噪声为正态分布的加性白 噪声；B为信道带宽；C为信道容量。
1.3 通信系统的主要性能指标
▪ 通信系统的主要性能指标包括有效性、可靠性、适应性、
经济性、保密性、标准性、维护性等，其中最主要的性能 指标是有效性与可靠性。
有效性指标用于衡量系统的传输效率。 可靠性指标用于衡量系统的传输质量。