通信网络化

通信名词

通信（通讯是它的曾用名），顾名思义是指通达信息。虽然人们迄今尚未给“什么是信息”下过一个确切的、公认的定义，但信息的可流动性已成为人们的共识。通信网络化是建立环状式通信网，优点是接续迅速，可靠性高。缺点是当通信业务量少时，电路的利用率低。因此，它通常适于通信业务量大的通信点之间使用。

简介

定义

通信（通讯是它的曾用名），顾名思义是指通达信息。虽然人们迄今尚未给“什么是信息”下过一个确切的、公认的定义，但信息的可流动性已成为人们的共识。信息的价值在于流动，只有流动起来才能为众人所共享。换句话说，信息本身不显示价值，只有通过传递才能产生其功效。

按照经济学观点，信息流量是国民经济发展的倍乘因子，用公式可表示为：

社会净产值=物质生产投入总和（主要包括人力和资金）×信息流量

前已提及，按照信息论的观点，一个完整的信息系统由“信源”、“信道”和“信宿”3部分构成。任何一种信息总有一个发源地和目的地，比如李四向张三通报一个重要信息，那么，李四是信息的源头，叫“信源”；张三是信息的归宿，叫“信宿”；李四与张三之间的信息传输通道叫“信道”。

通信基本原理

在信源、信道和信宿3个要素中，信源与信宿可以互相易位。甲、乙双方打电话，甲方讲话时传出的信息是信源，乙方接受了甲方传来的信息是信宿；但当乙方根据甲方传来的信息作出反馈时，乙方就成了信源，甲方接受了乙方反馈的信息，此时就转变成了信宿，如此反复不已。然而，作为信源与信宿之间流通的桥梁——信道，则是相对不变的。信息是可以流通的，但信息的内容必须通过一定的形式反映出来，这就是“信号”。换句话说，信息是通过一定的信号传递的，信号起着信息载体的作用。信源发出信息时，一般是以某种信号表现出来，有以电信号为载体的，如有线电通信、无线电通信等，有以光信号为载体的，如无线光通信（大气激光通信）、有线光通信（光导纤维通信）等。同样一条信息可以用语言的方式表达（如用电话传递信息），也可以用字符（字母、数字和符号的统称）、图像的方式表达（如用电报机、传真机传递信息），还可以转换成电子计算机代码等。此外，信源送出的信息可以压缩在很短时间内快速传递，也可以缩小到很小的空间范围内先储存起来。

信息传输系统中的信源、信道和信宿三要素与交通运输系统中的车辆和道路有点类似。交通运输中有装货和卸货的过程，信息传输时也有“装”和“卸”的问题。“装”就是将欲传递的信息变换成适合信道传输的信号形式；“卸”是指将从信道上送来的信号转换成使信宿能够接收的形式。在信息系统中，前者称作“编码”，后者叫做“译码”。

譬如说，传递一份电报，发报人（信源）先将自己想表达的意思拟成电文，经报务员把电文通过机器或按键转换成电码，这就是“编码”，这里的“码”就是指按照一定的规则排列起来的符号序列，经过编码，消息（信息）就演变成了信号。在实际信息传递过程中，信息往往要经过多次编码才被送入信道传输。

电码信号通过信道传送到接收端以后，收报员先将电信号接收下来，随之将电码还原成电文，这就是“译码”。译码实际上是编码的反变换，经过变换，使收报人（信宿）理解发报人要表达的意思，这就是电报传递信息的过程。不仅发电报如此，一切信息传递过程概莫例外，只是具体的信源、信道、信宿以及编码、译码的方式方法可能有所不同罢了。

信息沿信道传输，不可避免地会受到各种噪杂音的干扰，有人为的干扰，也有自然的干扰（如雷电），有来自信息系统内部的干扰（如热噪声等），也有来自信息系统外部的干扰，使信宿不能原原本本、准确无误地收到信源发出的信息，因而导致传输质量劣化。严重时，信息甚至完全被噪杂音湮没，使信息传输无法进行。因此，如何同噪杂音作斗争就成为信息传输中的重要课题。

为了使信宿能从编码的码子序列中无失真的复制出原始信息，以最大限度地减少信息疑义度，信息论研究中提出了滤波理论。所谓“滤波”，通俗地说，是指从获得的信号与干扰的合成波中，尽可能将干扰波滤除掉，分离出所期望的信息。这与过滤嘴香烟能滤掉有害的尼古丁有点类似。

前已提到，传递信息离不开信道，电报、电话刚问世时，是采取建立直通的专用电路的方法，将通信双方连通。随着通信用户的不断增多，这种直接连通的方法日益暴露出其弊端。

模拟通信网络

我们知道，两部电话机（电报机）要有1对线路连通才能进行通话（也可以用1条线连通，另1条线以大地作回路）。如果有两部以上电话机接在同1对线路上，就需要规定不同的呼叫信号；否则，一家摇铃，大家都会出来应接。实际工作中，直接用1对线（画图时通常用1条线表示）将两部电话机连通（这叫“直通的专用电话”）当然是可以的，但是随着电话用户的增多，这种直接连通的方法就会出现问题。我们不难看出，2个用户相通需要1对线；3个用户相通需要3对线；4个用户相通需要6对线……如果有N个通信用户间相互直通时，根据数学中的组合原理，每个用户连接的线路需要对线。例如，有5个用户，则需要=10对线；倘若N=8，则需要=28对线；假设用户增加到1000个，则共需连接499500对线路。N再增大，所需线路将急剧地增加。再说，当N很大时，每1部电话机要连接（N-1）对线，接续、安装和使用起来无疑都很不方便。显然，采用一一直接连通的办法是行不通的。如果在电话用户分布区域的中心设置1台电话交换机，每个电话用户都拉1对线到它上面，由交换机将要通话的两个用户临时连接起来，这样，总共只需要N对线路（辐射连接的线对数等于用户数）就可以完成任意两个用户之间的通话接续，而其他用户则不接入。通信是跨地区、跨部门的，人们总希望在一定范围内所有的通信点之间都能任意进行通信，这就要求将分散在各地的交换机相互连接起来，组成一个四通八达的通信网络。

通信网络种类

通信网络种类繁多，结构不一。在实际通信中，最简单的通信网络有环状式、栅格式、网状式和星状式等多种。环状式也叫格形式。甲、乙、丙、丁长途电话局之间都建立有直达电路（称点点相连），中间不需要经过接转。当其中有任何一条电路发生障碍时，只要经过第三者一次接转，即可建立迂回通信。例如，甲丁间的长途直达电路发生中断，可以通过乙或丙长途电话局接转，必要时也可经过乙和丙2个长途电话局联合接转。

环状式通信网

建立环状式通信网，优点是接续迅速，可靠性高。缺点是当通信业务量少时，电路的利用率低。因此，它通常适于通信业务量大的通信点之间使用。

栅格式网

如果在环状网的基础上，将任一对角线之间用电路连接，就成了栅格式网。

网状式网

如果2条对角线之间都建立有直达电路，就构成了网状式网。

星状网

星状网也叫辐射网，它以一个通信局为中心（通常称作交换中心）向其他通信支局辐射。各中心局之间按照环状式组网，各通信局之间没有直达电路，必须经过中心局转接。1号电话通信网中的1号电话局所辖用户，如果想找本网中的4号电话局所辖用户通话，只要经过中心局甲一次转接即可；倘若要与4号电话通信网中的用户通话，则需要再经中心局乙和中心局丙等长途电话局接转。建立星状式通信网，优点是节省传输线路、设备和投资，通信网中的任意两个用户借助于中心局的接转，可以随时达成通信，适宜于长途电话业务量比较少、网点散布较为广阔的区域内使用。但由于这种网络结构特别强调网络的中心局的作用，一旦中心局发生了障碍，由于没有建立迂回电路，往往造成群龙无首而影响全网通信。

汇接辐射网

上面说的2种组网方式在功能上各有千秋，有所长也有其短。为了集二者之优，在通信网的组织上出现了综合式（也叫汇接辐射式）通信网络。

汇接辐射网既有环状网的功能，又有星状网的特点。在通信量较少的地区采用中继转接，在通信量大的地区设置直达电路。

为了增强通信网的可靠性和灵活性、提高传输信道的利用效率，使其能够覆盖较大地域的长途通信，国内外综合通信网的汇接方式通常采用多级式（有三级、四级乃至五级）结构。

汇接中心

一级汇接中心是国家中心汇接局；二级汇接中心相互之间以及与一级汇接中心之间按环状式联接，建立直达式长途电话网；三级汇接中心与二级汇接中心，以及各三级汇接中心之间通常都建立有长途直达电路；四级汇接中心通常系地区的汇接局，它与三级汇接局建有长途直达电路；五级汇接中心通常系最后一级汇接局，一般是按辐射式组网。多级汇接辐射式综合通信网因为通信覆盖面大，可以使网内任何一地的用户都能找到相距很远的用户通话，只不过随着距离的增长，电话的转接次数要相应地增多罢了。

随着科学技术的发展，通信方式越来越多。除了一般的电话电报外，又出现了移动电话、寻呼电话、电视电话、用户电报、图像文件电报、用户传真、数据业务，以及由这些终端设备综合而成的办公自动化系统，将来可能还有新的突破。如果把全世界看成是一个大系统，那么分布在世界各地的城市就是一个个信息处理中心，而支撑这个信息中心的则是各种电信网络。

先进、高效的长途通信网络是完成信息传递的重要因素。一些发达国家都已基本淘汰了人工接续网，而用自动交换网来替代。过去长途通信网都是采用模拟式的，已逐步向数字化方向发展（或者是数模兼容）。综合业务数字通信网（ISDN）已被认为是通信网建设的发展方向，它不仅可以用来进行电话通信，也可传送非电话信号（如文件、图表和电脑数据等），开放电报、传真、电视、数据传输等各种通信业务。

在综合业务数字通信网中，传输和交换的信号都是离散的数字信号，其设备都需要采用数字设备，如果是模拟电话需要进行传输或交换，则必须先经过“模/数”转换设备（A/D）把它转换成数字信号后才能进网，到达接收终端时，再经“数/模”转换设备（D/A）变换为原始的模拟电话信号。

有线无线利用

随着信息交换量的日益增大，建立有线和无线综合利用的通信网已提到了议事日程，当有线信道发生障碍时，信息传输就会自动改道，用无线信道接替传输。

国外使用较多的“自动通信集成网络”是比较理想的一种电信网络。这种网络由3个相互联系的部分组成：电话中枢网、无线电话网和控制中心。其主要优点是通信可靠，能保证用户随时同任何地点的其他用户取得联系；机动性强，当它转移时通信不会中断；安装速度快，建立一个电话中枢仅需半小时；抗毁性强，当一部分通信设备遭受意外摧毁或干扰时，信息的传输就会自动迂回，以保证通信联络不间断。

随着世界各国友好往来的日益增多，通信已经跨过国门通达全球。为使信息流遍五洲四海，只要在综合电话通信网的基础上利用各种信道（卫星通信、光纤通信、电缆通信等）将各国的一级汇接中心相互间联络起来，就能组建起一个全球性通信网络，偌大的蔚蓝色星球都在这个通信巨网覆盖之下。你只要拥有一台电话机，通过国际长途直拨电话通信网络，就能迅速地与位于异国他乡的亲友通话，打国际电话如同打市内电话那样方便。“海内存知己，天涯若毗邻”，这段唐代诗人王勃的绝句，不再是夸张比喻和情感抒发，而是真能做到的事了。不难想象，如果没有先进发达的全球通信网络，世界各国人们的友好交往和工作、生活将会有多么大的不便！

通信网络的诞生，被誉为是通信发展史上的一座里程碑。通信网之所以能获此殊荣，最根本的原因是由于它顺应了现代社会发展的需求。

在信息就是财富、信息就是胜利的当今社会，时间的价值明显上升，有时信息早到或晚到一刹那，就会产生截然不同的效果。作为传递与交换信息的通信，从来没有像现在这样受人青睐。人们要求通信要迅速、可靠、不间断。在按“点对点”的形式组织通信联络时，如果两地间的传输信道受到阻塞，就会使全线瘫痪不能实现通信，从而贻误信息的及时传递。而在建立了通信网络的条件下，情况就大不一样。通信两地间既有直达路由，又有众多的迂回电路。当通信网络部分电路或设备发生障碍时，能自动选择路由，实现迂回通信，此断彼通，此阻彼达，可谓是“东方不亮西方亮，条条大路通罗马”。当4个通信节点呈网状互相连接时，运用排列求和公式可以算出，从通信始端到通信终端的路由共有5条，换句话说，可以通过5个方向建立通信联络；当5个通信节点互相连接时，从通信始端到通信终端的路由共有16条；当6个通信节点互相连接时，从通信始端到通信终端的路由增至65条。由于路由众多，当某一方向出现信息传递拥挤时，就可利用空闲信道接替，实现无阻塞传输，因而大大提高了通信联络的时效性，可最大限度地满足人们对通信的需求。

抗毁能力

在电子抗争日益尖锐的今天，通信设施往往成为敌方首选的打击目标。如何提高通信的抗毁生存能力，以确保信息不间断的畅通，这也是人们所期盼的问题。在这一方面，通信网络也能一显身手。

当将众多的通信信道按照一定的规律编织成网时，网络的局部受损只是影响一定的通信呼损率，使接通率下降，但仍能保证生存用户间的通信，不会影响通信联络的全局。例如，当4个通信节点用6对线连接组成网状式网络时，如果其中有一对线出了故障，仍能保持各通信节点间互相连通；即使只有在3对线的情况下，也能做到这一点，因而大大增强了通信网络的抗毁能力，使信息传递不间断。

作用

通信网络以其优异的特性，在通信领域占据很重要的地位，成为通信系统中的神经中枢。随着社会日益信息化，无论是军用通信网络还是民用通信网络都在不断地发展，涌现出了许多新秀。下面介绍的是在网络世界中绽放出来的几朵久开不衰的耀眼鲜花，它们分别是光纤通信网、微波接力通信网和卫星通信网。这三大通信网络从地面到空中直至九天，将整个地球覆盖，成为组成现代通信网络的三大支柱。

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