通信网络，是各类网络系统中最复杂最庞大的系统。
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1.2 通信网络的简要发展历史
通信网络的发展历史
1. 通信网络概述
通信的发展史很大程度上就是网络通信的发展史
1837年莫尔斯发明电报后构建的电报网
1876贝尔发明的电话机后构建的电话网
人工交换（1878年）
机电式步进交换机（1893年）
实际使用的光纤的传输速率已经达到几十Gbps。
高速路由器和交换机的端口速率也已经达到几十Gbps。
采用超宽带技术的无线个域网的速率可达几百兆bps的水平。
无线局域网的速率达到约50Mbps的水平。
无线城域网(WiMAX)的速率达到接近100Mbps的水平。
4G移动通信系统达到接近100Mbps的水平。
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1.1 网络的基本概念
日常生活和工作中的网络系统示例 电力网系统 通信网系统 城市供水网络系统 铁路、公路交通运输网络系统 邮政邮件传递网络系统 油气传输管线网络系统 银行金融系统 各类行政部门构成的管理系统
1. 通信网络概述 华南理工大学
网络运行的基本要素; 统一的协议与规程 合理的协调与管理机制
5G移动通信系统的目标是达到Gbps的水平。
(对于无线通信系统，通常是理想信道条件下的指峰值速率)
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1.3 现代通信网络的常用定义与概念
宽带通信网络
1. 通信网络概述
用户与网络之间的接口速率大于PCM一次群速率的网络。
(传输实时多媒体信号所要求的基本速率)
一次群（基群）速率：
中国、欧洲等国家和地区：2.048Mbps；
2000s：第三代（3G）移动通信系统开始规模商用。 2010s：第四代（LTE/4G）移动通信系统开始规模商用。
第五代 （5G）移动通信系统的概念的提出 ……
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有关数据通信网络传输能力的发展水平
1. 通信网络概述
基于波分复用单根光纤的传输速率实验室研究结果已经可达
Tbps（1000Gbps＝1000000Mbps＝1012bps）的水平。
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现代无线通信网络(续)
1. 通信网络概述
无线通信网络的主要发展方向
宽带化(物理层技术)：3G－2Mbps；WLAN－54Mbps；
LTE/4G、802.16－100M-300M；5G-1Gbps 。
支持移动性(物理层、链路层技术)： 终端移动环境下的高
传输速率；终端高速移动下的通信(如高铁)。
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Hale Waihona Puke 移动通信网络技术的发展1. 通信网络概述
1950/60s：美国电话电报公司（AT&T）的贝尔实验室，研究发 明了蜂窝式的频率重用无线通信系统 ；
1980s：第一代（1G）基于模拟通信技术的蜂窝移动通信系统开 始规模商用;
1990s：模拟移动通信系统被采用数字通信技术的第二代（2G） 蜂窝移动通信系统所代替；
蜂窝结构：基站用户间采用点到多点(MPM)无线工作方式；
基站与核心网之间回程网采用有线(或无线)的连接方式。
互联网的无线接入网
作为有线连接的局域网的无线扩展，通过AP(Access Point)
设备使用户通过无线的方式接入网络，构成无线局域网。
无线网状网(无线Mesh网)
节点间通过无线互联的方式构成可实现区域覆盖的网状结
网络通信原理概述网 络协议模型
《网络通信原理》课程参考书：
《网络通信原理讲义》(第二版) ---- 华南理工大学
《网络通信原理》的基本内容：
1、第一篇：通信网络的数学分析基础 2、第二篇：通信网络概论
2020年11月
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第二篇：通信网络概论
2020年11月
现代数据通信与计算机网络的发展
1. 通信网络概述
1960s：在通信网络中提出分组交换的概念 以计算机为核心的网络的建立和应用；
1970s：计算机互联网的实验与TCP/IP协议的创立； 1980s：国际互联网的发展
综合服务业务网概念的提出； 1990s：ATM（异步转移模式）网络技术的发展
基于IP的高速宽带网络技术的广泛应用； 2000s：下一代网络（NGN/软交换）和下一代互联网的发展。
纵横式自动交换机（1938年）
程序控制交换机（1965年）
全数字式程控交换机(当前)
基于IP的分组/报文交换
软交换 软件定义网络
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无线广播是最早的单向广播式的通信网络
1918年出现的调幅无线音频广播 1933年出现的调频无线音频广播 1938年开通电视广播
1. 通信网络概述
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1. 通信网络概述
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通信网络面对的主要问题
1. 通信网络概述
（1）业务类型多种多样 可以是具有流特性的，或是离散突发特性的；
（2）具有实时性要求的，非实时要求的； （3）单向非对称的，或是双向交互式的； （4）一对一的，或者是组播的，或者广播性质的； （5）有线方式传输的，或是无线方式传输的； （6）网络中的节点，可以是固定的，也可以是移动的。
构的网络。如Ad Hoc网络、无线回程网等。
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现代无线通信网络(续)
1. 通信网络概述
无线传感器网络 由无线传感器通过无线方式互连构成的网络； 网络结构：点到多点(MPM)方式、网状网方式； 主要关注问题：低功耗、轻量级协议栈。
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现代无线通信网络(续)
1. 通信网络概述
无线通信网络的类型
无线广域网：全国范围，如运营商的移动通信网络；
无线广域网通常泛指有无线接入网和核心网构
成的跨区域大规模网络。
无线城域网：方圆几公里到几十公里范围，如802.16网络；
无线局域网：若干百米范围，如802.11网络；
无线个域网：若干米范围，如802.15篮牙、超宽带(UWB)；
无线体域网：体内设备与体外穿戴设备等构成的网络。
异构网间的无缝漫游(网络层技术)：终端可接入不同的网
络，如在不同制式的蜂窝移动网络、WLAN和UWB网
北美、日本等国家和地区：1.54Mbps。
一般认为：宽带网络的接口速率大于等于：2Mbps
满足音频、视频等多媒体信号同时传输的要求：
例如 MPEG1：1.5Mbps
MPEG2: 4－6Mbps
MPEG4/H.264: 1-2Mbps
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现代无线通信网络
1. 通信网络概述
移动通信系统的无线接入网