第一讲-信息与通信技术(刘化君)PPT课件.ppt

通信 网络及其发展 专题讲座 刘化君 liuhuajun003 南京工程学院通信工程学院2020年3月20日 1 通信 网络及其发展 专题讲座 第1讲信息与通信技术 第3讲信息与通信产业的发展 第2讲通信网络 1 信息科学技术中的几个基本概念2 信息与通信技术研究的主要问题3 信息与通信技术各学科之间的关系和分工4 通信产业链及其形成 1 信息与通信产业在国民经济中的地位2 国家新兴战略性产业规划中的信息网络3 物联网 传感网及其产业链4 通信产业的发展 认识及思考 1 移动通信与移动通信网2 电信网 语音网 广播电视网3 互联网 计算机网络 4 三网融合 2 第一讲信息与通信技术 通信 网络及其发展 专题 刘化君 liuhuajun003 南京工程学院通信工程学院2020年3月20日 3 第一讲信息与通信技术 一 信息科学技术中的几个基本概念二 信息与通信技术研究的主要问题三 信息与通信技术各学科之间的关系和分工四 通信产业链及形成小结 主要内容 4 一 信息科学技术中的几个基本概念 一 几个基本概念 1 信息的含义 信息是人类社会 宇宙和大自然的一切事物运动变化的表征 信息是知识 是资源 也是财富 当代社会将信息 材料和能源并列 被称之为社会的三大支柱 5 2 关于信息技术 不论何种信息 要描述它都需通过语言 文字 包括定律 数学公式和数据等书面形式 或图像反映出来 因而信息与语言 文字和图像密不可分 在一定程度上可以说 信息技术是关于语言 文字和图像的技术 一 信息科学技术中的几个基本概念 一 几个基本概念 信息技术进步与世界文明发展密切相关 信息技术与世界文明关系表 6 创造了语言人类才由动物进化成人类 信息技术进步与世界文明发展密切相关 7 一 信息科学技术中的几个基本概念 沟通信息 交换情报的社会需求 是人类通信技术进步的源动力 古代峰火边防 海军旗语 信鸽传书 8 一 信息科学技术中的几个基本概念 3 关于信息科学 信息科学是人类了解自然 感知自然 了解社会 沟通情报的一门综合性科学 信息科学是由信息论 通信工程 控制论 计算机科学 仿生学 系统工程与人工智能等学科互相渗透 相互结合而形成 如果从技术角度看 则可以认为 信息科学是系统研究信息获取 传输 处理 显示 存储 检索与应用的科学 它涉及语言 文字 数据 包含物理参数 生物信息 图像等信息形式 通信工程 是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域 尤其是数字移动通信 光纤通信 Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度 通信工程具有极广阔的发展前景 也是人才严重短缺的专业之一 9 一 信息科学技术中的几个基本概念 二 信息科学的广泛含义 机械信息技术 如留声机 记录声音的振动波形 手摇计算机等 留声机 手摇计算机 10 一 信息科学技术中的几个基本概念 光信息技术 光滤波 光放大 光信息处理等 由全光学器件实现 新闻出版 节目制作 图书资料管理 媒体传播学等都属于信息科学技术范畴 11 一 信息科学技术中的几个基本概念 三 通信工程是最具活力的古老而又年轻的技术领域 电的通信技术是从发明电报 电话开始的1837年莫尔斯发明电报1876贝尔发明电话 贝尔电话构思模型 最早期打电话情形 图中为贝尔 传送第一句语音的液体话筒 最早使用的听筒 12 弗莱明 三 通信工程是最具活力的古老而又年轻的技术领域 续 一 信息科学技术中的几个基本概念 13 电子管原理结构 电子管实物照片 1946年 美 宾州大学用18800个电子管作的世界上第一台计算机 重30吨 占地约两间教室大 耗电174千瓦时 运算速度5000次加法 秒 一 信息科学技术中的几个基本概念 14 第一只晶体管 技术进步 晶体管发明者 巴丁 布拉坦和肖克利 电子管体积大 耗电多 一个普通电子管阴极灯丝耗电约6W 1947年 美 贝尔实验室三位科学家巴丁 布拉坦和肖克利制造出了世界上第一只点接触型锗晶体三极管 15 晶体管实物 晶体管内部原理结构 电子管体积大 耗电多 一个普通电子管阴极灯丝耗电约6W 16 世界第一片集成电路 1958 1971年世界上第一个商用微处理器 英特尔4004 晶体管数目 2300 速度 108kHz 基尔比1958年设计集成电路草稿 1958年 美 德州仪器公司工程师杰克 基尔比在一块6 45平方毫米硅片上集成了12个元件 研制出了一个RC移相振荡器 这是世界上第一块集成电路芯片 它标志着电路制作上的一次革命性进展 1961年仙童公司集成电路 从此开创了微电子新时代 晶体管体积仍较大 17 一块芯片内可集成10万以上的元器件 从此电子信息技术跨入了飞速发展的新时代 电子管发明至今只约100年 集成电路发明不过50年 电子信息 通信技术是最具活力的年轻学科 当今集成电路的制造水平 线宽45纳米 一片集成电路就是一个电子系统 386CPU芯片 芯片内部布线 18 1906年第一只电真空三极管诞生至2006年电子管发明100周年 为纪念电子管发明100周年制作的电子管 晶体管 集成电路混装PC主板 一 信息科学技术中的几个基本概念 19 工程 工程是将自然科学原理应用到工农业生产部门中去而形成各学科的总称 通信 通信指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递 从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法 使用何种媒质 将信息从某方准确安全传送到另一方 通信工程 也称电信工程 旧称远距离通信工程 弱电工程 是电子工程的一个重要分支 同时也是其中一个基础学科 该学科关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用 技术 泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能 产业 产业是指生产物质产品的集合体 包括农业 工业 交通运输业 邮电通信业等部门 一般不包括商业 有时专指工业 如产业革命 有时泛指一切生产物质产品和提供劳务活动的集合体 一 信息科学技术中的几个基本概念 20 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 一 信息获取 二 信息传输 三 信息处理 四 信息的存储 五 信息利用 4 5 21 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 5 一 信息获取 1 语音是人类使用最频繁 使用最多的交流信息的工具 语音获取使用最多 语音获取方法 获取的语音波形 22 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 一 信息获取 续1 2 图像信息获取方法 光电摄像 CCD成像 红外成像 微波成像 X光医学图像等 光电摄像管 CCD成像器件 多光谱地面成像照片 X光医学图像 23 二 信息与通信科学技术研究的主要技术问题 一 信息获取 续2 3 物理参数 如温度 压力 张力 变形 流量 液体或气体 流速等 采用相应的参数传感器 广泛用于各工业 工程和国防控制系统中 温度传感器 压力传感器 流量传感器 传感器是将物理参数变成电信号 24 二 信息传输 通信系统的模型 电话 广播 电视 互联网 都是信息传输系统 也称通信系统 消息 指语音 文字 数据或图像非电信号 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 何谓通信 通信指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递 从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法 使用何种媒质 将信息从某方准确安全传送到另一方 信息的传递即通信 25 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 5 二 信息传输 续1 4 通信系统类型 注 广播 电视数字化后 用户可上传信息 如点播节目 但这是利用上传通道 另一通道 实现的 这不叫双工 互联网有类似情况 26 二 电子信息科学技术研究的主要技术问题 二 信息传输 续2 编码理论 调制理论 检测理论 提示 信息传输的理论和技术在信息与通信技术中占有很大比重 但有待优化 27 2020 3 20 28 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 三 信息处理 语音数据压缩 语音识别 语音合成 评 数字图像处理技术己应用十分广泛 29 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 三 信息处理 续1 印刷体汉字识别 联机手写体汉字识别 脱机手写体汉字识别 语义识别 自然语言处理 自然语言理解 30 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 三 信息处理 续2 信息处理相关技术 数字图像处理 数字语音处理 模式识别与人工智能 自然语言理解 31 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 四 信息存储 硬盘 光盘 闪存 SD卡 纳米存储器 硬盘 光盘 32 二 信息与通信技术研究的主要技术问题 4 5 五 信息利用 信息利用能力 信息无处不在 它既存在于网络 也存在于人们的周围 是否善于利用外部信息资源 对外部信息的利用效率与质量 反映了一个人的信息利用能力 它决定了一个人的发展空间与成就大小 网络时代 给信息传播和人们获取信息提供了前所未有的优越条件 网络信息检索是介绍从网络中获取信息的方法 信息利用领域 电子商务 网络经济 远程教育 远程医疗 影视制作 各类信息服务业等 33 三 信息与通信领域各学科之间的关系和分工 各学科之间关系 电子科学与技术 承担电子材料与元器件的研究 设计 制造与应用 它是信息科学技术的基础 控制科学与工程 主要是研究信息综合应用 分析 判断 决策 信息与通信工程 从事信息获取 信息处理 信息传输与通信网络的理论 技术与产品的研究开发 设计与制造 计算机科学与技术 计算机系统结构 软件工程 人工智能 信息存储 计算机网络及计算机外部设备等的理论 技术 设备的设计 制造与研究工作 光电信息技术 在激光发明之后产生的新领域 它与电子信息科学技术的所有学科都已结盒 密不可分 如光计算机 光存储 光通信 激光雷达等 34 计算机硬件 曙光超级计算机 笔记本电脑 微电子产业 半导体材料 集成电路 集成电路生产装备 固定通信 移动通信 软件产业 通用软件 专业软件 互联网产品 数字家电产业 光电子产业 电视机 摄相机 DVD播放机 光网络 光纤光缆 光设备 光存储介质 激光照明 路由器 交换机 网卡 调制解调器 集线器 信息服务业 通信产业 卫星通信 微波通信 信息检索 电子商务和娱乐等 产业分类 三 信息与通信领域各学科之间的关系和分工 35 产业与学科的对应关系 学科 产业 对应 三 信息与通信领域各学科之间的关系和分工 36 一 通信产业链 1 何谓产业链产业链是产业经济学中的一个概念 是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联 并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态 产业链的实质就是不同产业的企业之间的关联 而这种产业关联的实质则是各产业中的企业之间的供给与需求的关系 通信产业是指生产物质产品的集合体 通信产业链是指生产通信产品的各个通信产业部门之间的链条式关联形态 四 通信产业链及其形成 37 2 产业链的类型产业链分为接通产业链和延伸产业链 1 接通产业链是指将一定地域空间范围内的断续的产业部门 通常是产业链的断环和孤环形式 借助某种产业合作形式串联起来 2 延伸产业链则是将一条既已存在的产业链尽可能地向上下游拓展延伸 产业链向上游延伸一般使得产业链进入到基础产业环节和技术研发环节 向下游拓展则进入到市场拓展环节 一 通信产业链 续 四 通信产业链及其形成 38 二 产业链的形成 产业链的形成首先是由社会分工引起的 在交易机制的作用下不断引起产业链组织的深化 在图中 C1 C2 C3表示社会分工的程度 其中 C3 C2 C1表示社会分工程度的不断加深 A1 A2 A3表示市场交易的程度 A3 A2 A1表示市场交易程度的不断加深 B1 B2 B3表示产业链的发展程度 其中 B3 B2 B1表示产业链条的不断延伸和产业链形式的日益复杂化 三个坐标相交的原点0 表示既无社会分工也无市场交易更无产业链产生的初始状态 四 通信产业链及其形成 39 从C1点开始 而不是从坐标原点开始 意味着社会分工是市场交易的起点 也是产业链产生的起点社会分工 C1的存在促进了市场交易程度A1的产生 在A1作用下 需要B1的产业链形式与它对接 B1这种产业链形式的产生又促进社会分工的进一步发展 于是 社会分工就从C1演化到C2 相应地 在C2的作用下 市场交易程度从A1发展到A2 A2又促进了产业链形式从B1发展到B2 接着 按照同样的原理 B2促使C2发展到C3 C3又促使A2发展到A3 A3又促使产业链从B2发展到B3 此周而复始 使产业链不断形成发展 二 产业链的形成 续 产业链形成的动因来源于产业价值的实现和创造 产业链是产业价值实现和增值的根本途径 四 通信产业链及其形成 40 与2G产业链相比 3G产业链增加了两个重要的环节 内容和应用 随着业务的日益丰富 移动产业链愈来愈复杂 3G产业链把众多本来和电信没有直接关系的行业聚集在一起 横跨了包括媒介 娱乐 银行 交通 物流 餐饮 金融等许多行业 比如与中国移动合作的全国性CP SP超过了1000家 区域性或地方性的超过了7000家 三 第三代移动通信产业链 3G产业链是以移动运营商为核心 由网络设备制造商 移动运营商 内容服务商 系统集成商 终端制造商 应用开发商 软件开发商 用户等上 中 下游多个部分共同组成的 四 通信产业链及其形成 41 1 网络运营商从目前来看 网络运营商在3G产业链中仍将处于价值链中承上启下的关键环节 占据主导地位 仍然是核心力量 它通过建立一个开放的业务平台 整合各方关系的最优质资源 协调各个环节的分工合作和密切配合来实现多赢 共同推进产业演进 2 内容提供商由于移动通信正在向移动宽带互联网方向发展 内容在新的产业链中地位越来越重要 但网络运营商不可能像传统电信时期一样依靠自身力量提供所有的服务 为了满足用户丰富的信息需求 需要寻找内容来源和组织内容 内容提供商通过发挥自己的专长 根据不同的客户群 在应用中融入有吸引力的内容 在各个领域开发新的产品 为人们提供有用信息 特别是在3G时代 移动通信与媒介融合的趋势日益凸显 内容提供商将在产业链中更加显要 四 通信产业链及其形成 42 3 增值业务提供商增值业务提供商是以基础网络运营商所提供的基础网络设施和基础业务为基础 向用户提供各种应用和业务的服务商 在产业链中 增值业务提供商通过自己或者网络运营商的增值业务平台向用户提供服务 并与网络运营商进行利益分成获取价值 在3G产业链条中 由于用户对网络质量和服务非常敏感 因而如何有效处理好运营商与增值业务提供商之问的关系就成为3G运营商关心的新问题 增值业务运营商在产业链上也占据了重要的位置 其作用还将随着产业的发展而不断增大 地位不断提升 4 网络设备供应商它们为运营商的网络建设提供如交换机 路由器等支撑 为运营商的信息高速公路铺路搭桥 在传统产业链中处于 基石 地位 在3G产业链中也成为产业进步的原动力之一 目前 由于竞争的激烈 它们在保证网络设备性能的同时 为了培育更多的竞争力 还不断为运营商开发多种基于网络的新业务 因而它们还是许多新业务的开发者和实验者 四 通信产业链及其形成 43 5 终端设备制造商终端设备制造商起到为用户使用运营商的产品和服务提供终端设备 它是将用户和运营商联系在一起的桥梁 终端直接面向最终用户 终端的性能 款式等直接决定了服务内容的开发和用户的使用界面 手机终端对新业务支持能力的滞后性是许多移动通信运营商所面临的问题 特别是当前 终端定制已经成为运营商构建核心竞争力的手段之一 终端与业务的适配更加重要 此外 手机终端与网络以及手机之间的兼容性问题也将在一定程度上制约3G业务的开展 譬如 日本KDDl之所以能够在3G市场上后发先至 一个重要的原因就是深化了与终端提供商的合作 使其业务与手机终端功能合理匹配 6 系统集成与应用软件提供商其特点是