2012北京课改版九上《现代通信技术及发展前景》课件

现代通信技术的发展方向,目录,一.通信发展概况 二.宽带化 三.综合化 四.个人化 五.网络化,世界通信发展概况,2000年 固定电话用户 8亿 移动电话用户 4亿 因特网用户 4亿 2005年 固定电话 12亿 移动电话 11亿 因特网用户 10亿 2/3用无线,我国通信发展,2000年底 全国固定电话用户 1.44亿户 移动电话用户 8526万户 全国电话普及率 20.1%,城市普及率 39% 全国光缆总长 125万公里, 其中长途光缆 28.6万公里 数字微波 7万公里 无线寻呼机 7000万用户,我国通信发展,计算机互联网已覆盖全国31省,市,自治区, 有2250万用户,国际出口2.8 Gbps 全国通电话的行政村占 85% 2001年底 全国固定电话用户增加 2510户 移动电话用户增加 4640万户 全国电话普及率 25%,城市普及率 41%,我国通信发展,2005年目标 全国电话普及率 40% 全国固定电话用户 2.2-2.6亿，世界第一 移动电话用户 2.6-2.9亿，世界第一 数据、多媒体及互联网用户 2亿 上网普及率 15 全国通电话的行政村占 95% 全国电信业务收入 0.92万元,目录,一.通信发展概况 二.宽带化 三.综合化 四.个人化 五.网络化,宽带化,1 光纤通信 长波长,低损耗,高速 单模光纤理论带宽达30,000GHz(30THz) 1.55um光纤衰耗小于0.2dB/km 实验室单波长传输速率已达40-100Gb/s 波分复用WDM,DWDM 可复用上百路信号,总速率可达1-5Tb/s 渗铒光放大器(EDFA) 是90年代的一项重大成就,带宽已达4THz 越洋光缆 已成为国际通信的主要手段 光缆用户网 FTTH,FTTC,FTTB,FDDI 全光网络,我国的国际光缆,中日 1200km 565Mb/s 93.12 中韩 546km 565Mb/s 96.2 FLAG 27,000km 10Gb/s 97.11 亚欧(陆) 27,000km 622Mb/s 98.10 中国-东南亚6,900km 25Gb/s 施工中 中美 26,000km 20Gb/s 99年底 亚欧(海) 38,000km 40Gb/s 99.9,我国八纵八横光缆,八纵:哈尔滨-广州 呼和浩特-北海 齐齐哈尔-三亚 呼和浩特-昆明 北京-上海 西宁-拉萨 北京-广州 成都-南宁 八横:北京-兰州 上海-重庆 青岛-银川 杭州-成都 上海-西安 广州-南宁-昆明 连云港-伊宁 广州-北海-昆明,全光网络,全光网络中信号传输全部在光域内进行, 因此有以下优点： 对信号是完全是透明的,它通过波长选择器 件实现路由选择；提供巨大的带宽；避免光/电/光变换，交换速度快；误码低。 光交换/光路由是全光网络的关键技术,其主要工作是波长变换。 光交换技术可分为电路交换和包交换。 电路交换可分为空分、时分、波分/频分 包交换可用ATM交换,2 SDH/SONET 同步数字复接系列 SDH是随着光纤通信而发展起来的 STM-1 155.52Mb/s STM-4 622.08Mb/s STM-16 2488.32Mb/s STM-48 10Gb/s 3 宽带交换,网络 ATM 异步转移模式 千兆网 帧中继(FR),4 卫星通信 大容量 新频段:Ka,V 今后10年预计将发射1700颗卫星 卫星宽带互联网 5 数字微波通信 向SDH发展 LMDS MMDS 6 平流层通信,INTELSAT通信卫星,1965年发射第一颗商用卫星,共发射近50颗卫星 目前在轨工作卫星约30颗,10颗覆盖亚洲地区 V/VA 13颗 21C+6Ku转发器 5+2波束 VI 5 38C+10Ku 8+2 K 1 VII 5 26C+10Ku 10+4 VIIA 2 26C+14Ku 10+6 VIII 3 38C+6Ku VIIIA 1 28C+3Ku IX 4 44C+12Ku 2000年发射,波束覆盖中国的区域卫星,亚洲一号 24C转发器 寿命12年 已退役 亚洲二号 24C+ 9Ku 15年 亚洲三号 28C+16Ku 15年 亚太一号 24C 10年 亚太一号A 24C 10年 亚太-IIR 28C+16Ku 15年 东星(中星六号) 24C 已退役 中卫一号 18C+20Ku 15年 鑫诺一号 24C+14Ku 15年 中星八号 36C+16Ku 大于15年 (待发射) 泛美PAS-A 8C+4Ku (东亚波束),宽带无线固定接入技术LMDS,无线接入有多种方式： 移动通信系统 无线本地环路系统(WLL) 无绳电话系统 移动卫星接入系统 无线局域网 宽带无线固定接入技术(LMDS) LMDS被认为是最后一公里光纤的灵活替代技术 LMDS工作在2040GHZ，传输速率可155Mbps, LMDS提供对称业务,平流层通信,工作平台高度 23km 飞艇 50m*150m,表面积22260平方米 载重4.9T,自重5.6T 工作频率 47.2-47.5GHz(下行) 47.9-48.2GHz(上行) 覆盖区域 40/125/546km 每个区分成700个蜂窝小区,共2100小区,每小区7.2平方公里 终端数据率 2/15/155Mbps 可供数百万用户使用(每用户64kb/s) 可用于因特网接入,高速LAN,WAN,MAN,平流层天星通信 SSI/STS 天星平台,工作高度:23Km 最大直径：50m 最大长度：150m 表面积：22260m2 容积：170000m3 自重：5.628T 浮力：62g/m3 总浮力：10.5T 载重：4.912T 推进器：电晕离子 推进器 效率：10mN/W 工作频率： 下行 47.2-47.5GHz 上行 47.9-48.2GHz,主要参数,目录,一.通信发展概况 二.宽带化 三.综合化 四.个人化 五.网络化,综合化(多媒体通信),1.多媒体：多种混合信息（文本、数据、图像、语音、视频、音频等数字信号）的表示形式 主要的媒体类型如下所述 (ITU-T I.374)： 感觉媒体(Perception Medium),直接作用于人的感觉器官，如听觉、视觉 表示媒体(Representation Medium),是传输感觉媒体的中介，如声音编码，图象编码等，它定义了信息的特征 显示媒体(Display Medium) 存储媒体(Storage Medium) 传输媒体(Transmission Medium),2.多媒体通信的业务种类 主要有 6类多媒体通信业务(ITU-T F.700)： 多媒体会议型业务 (MM Conference Service) 多媒体会话型业务 (MM Conversation Service) 多媒体回放型业务 (MM Retrieval Service) 多媒体消息型业务 (MM Message Service) 多媒体分配型业务 (MM distribution Service) 多媒体采集型业务 (MM Collection Service),H.323终端结构框图,2.多媒体通信技术 视频压缩技术 JPEG,MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4,H.261,H.263 音频压缩 G.711,G.721,G.726,G.728,G.729,G.723, GSM,CTIA,NSA 多媒体通信的网络交换技术 多媒体通信的用户接入网技术 Modem ISDN XDSL CableModem 无线接入,目录,一.通信发展概况 二.宽带化 三.综合化 四.个人化 五.网络化,个人化(移动通信),1 地面蜂窝移动通信 第一代 模拟移动电话 第二代 数字移动电话TDMA,CDMA 第三代 宽带数字移动通信IMT-2000 2 卫星移动通信 3 数据移动通信 WAP,GPRS,CDPD,EDGE,BLUETOOTH 4 Beyond 3G (第四代移动通信),无线移动通信的发展,移动通信向IMT2000系统过渡,北美,欧洲,第二代 第二代+ 第二代+ 第三代IMT2000,IS-95A,IS-95B,IS-95C,cdma2000,GSM TDMA,GSM+ GPRS,HSCSD,GSM+ EDGE,WCDMA,普通分组数据业务,高速电路交换数据,GSM增强数据率,第三代移动通信系统,WAP(Wireless Application Protocol) WAP将因特网与智能终端联为一体 WAP论坛成立于1998年,由 Nokia, Ericsson,Motorola 和 Unwired Planet发起 预计2000年全球将有1亿部手机兼容WAP WAP可建立在GSM-900,GSM-1800, GSM-1900,CDMA IS-95, IMT-2000, TDMA IS-136(DAMPS),UMIS,W-CDMA, 宽带IS-95,CDPD,FLEX寻呼等系统上,GPRS(General Packet Radio Service) 基于GSM的移动分组数据承载业务 支持点对点和点对多点业务 最高速率可达171.2kbps,此时占用8个时隙, 但实际上达不到 在GSM网上增加一些新的基础设施并进行一些 软件升级,即可使用 基于传送的数据量计费,兰牙(Bluetooth) 采用低功耗器实现语音,数据和视频传输 待机时间3个月,通话时间75小时 可用于笔记本电脑,PDA和移动电话手机等 最高传输速率1Mbps,TTD双工方式, 10/100M距离,0-20dBm 用2.4GHZ的ISM频段,采用跳频技术,短分组, GFSK(0.28-0.35)调制, CVSD话音编码 预计2002年 长出“兰牙”的移动电话手机将达2.5亿部 长出“兰牙”的笔记本电脑将达2500万台,目录,一.通信发展概况 二.宽带化 三.综合化 四.个人化 五.网络化,网络化,信息高速公路 智能网 互联网 Internet,Intranet,Extranet 接入网 三网合一,信息高速公路,美国政府1993年2月22日正式宣布“信息高速公路建设” 10-15年内建成,到2007年国民生产总值增加3200亿美元 主要内容 建设一个能覆盖全国的以光纤通信网络为主的,辅以数字微波通信和卫星通信的数字化大容量高速通信网 信息资源开发与利用,把几千个数据通信网和上万个各类数据库连接起来,为用户服务 以微电子技术为基础的传输和交换以及多媒体终端,把多种业务(电视,计算机,话音,图像,数据)综合起来,进行交互式通信 信息系统软件开发和标准化接口.要求所有网络能互联,即无缝技术 培养大量专业技术人才 正式命名为NII(国家信息基础设施),智能网,智能网(IN)建立在现存网上,或从现存网演化 主要发展趋势是采用网络集中管理,软件是关键 智能网数据库要扩大2-3个数量级 21世纪的智能网处理能力将是目前网络的100倍 IP 和 CCS7信令是建立全球网络的关键,因特网,2000年世界因特网用户估计为 4亿 美国要求2000年每个学生都能上网 部分电话和传真业务已转移到因特网上 第二代因特网 美国有三大计划:VBNS,NGI,Internet-2 我国已开始实施“校校通”计划,VBNS,VBNS:Very High Performance Bakbone Network Service VBNS由美国科学基金会与MCI合作建设,5000万美元,为期5年 1995-1997年已铺设14,000英里OC-12 (622Mbps) 2000年VBNS主干速率将升级到OC-48(2.4Gbps) VBNS是一个资源网络,为美国的研究教育界服务,网上禁止私人有个体商业活动.现已连接近百个研究教育机构,NGI,由美国政府建设.计划五年完成 成员有:国防高级研究项目局 DARPA 美国航空航天局 NASA 国家卫生研究所 NIH 国家标准与技术研究所 NIST 能源部 DOE 国家科学基金会 NSF 以及100多家大公司:IBM,AT&T等,1998年预算8500亿美元,1999年预算1.1亿美元 1999年建成100多网站的“100倍速”(端对端速率为100Mbps)的下一代因特实验网 2002年建成10个网站的“1000倍速”因特网 目的是在高级应用领域进行研究与开发 如:利用网络的合作研究技术 远程操作和模拟 分布式计算 保密与安全,INTERNET-2,由美国80多所大学共同发起,1992年9月成立先进因特网开放大学联盟(UCAID).目前已有130多所大学参加Internet-2计划. I2的关键工程之一是建立千兆接入点(Gigapop) 1998年UCAID提出Abilene计划,采用IP over SONET 技术,骨干网带宽为2.5Gb/s.计划在全国建立17个千兆接入点,1999年底有64个成员以155,622Mb/s或2.5Gb/s接入. I2将开展QoS技术研究,和宽带多媒体网络应用研究:协同设计,协同实验,远程教育,远程医疗,宽带会议电视,视频点播,虚拟现实等,下一代因特网涉及的主要技术,开发新的Internet协议-IPV6 IPV6的网络地址由IPV4的32位扩充到128位， IP总数达 3.4E32 个，估计地球表面每平方米可分到1500个IP地址。适应于移动通信发展。 安全性更好 服务质量QoS,允许区分不同等级优先权 更强大的安全性,强有力的安全措施,保证网络及数据的安全 新协议 IP over Everything,IP over .,我国的因特网,截止2000年12月底 用户 2250万 上网计算机 892万 全国已建成9家国际联网的互联网 CHINANET 公用计算机互联网 CHINAGBN 金桥信息网 CERNET 中国教育与科研网 CSTNET 中国科技网 UNINET 联通公用计算机互联网,CNCNET 中国网通公用互联网 CGWNET 中国长城网 CMNET 中国移动互联网 CIETNET 中国国际经济贸易互联网 国际接口 1999.12 351 Mbps CSTNET 10 Mbps CHINANET 291 Mbps CERNET 8 Mbps CHINAGBN 22 Mbps 2000.6 达 1234 Mbps,2000.12 CSTNET 55 Mbps CHINANET 1953 Mbps CERNET 117 Mbps CHINAGBN 148 Mbps UNINET 55 Mbps CNCNET 377 Mbps CMNET 90 Mbps CIETN