1.1 通信网的组成与分类
1.1.1 通信网的组成
最简单的通信网就是点对点通信系统。点对点通信模型可抽象为以下几个部分构成，即：信源、信宿、信道、调制发射系统和解调接收系统，如图1-1所示。
图1-1 点到点通信模型
（1）信源：即信息源，是发出信息的基本设施。根据发出的信息的不同，信源可以是电话机、传真机、计算机等。
（2）信宿：即受信者，是信息传输的终点设施。信宿负责将信息转换为相应的消息，可与信源一致，也可不一致。
（3）信道：即信息的传输介质。通常的情况下，信道的划分标准有以下两种方式。
按传输介质的不同可分为无线信道和有线信道。使电磁信号能够在自由空间传输的信道称为无线信道。例如，我们常说的长波、短波、超短波、微波等。把电磁信号约束在某种有形传输介质上传输的信道称为有线信道，例如，经常使用的各种双绞线、电缆和光缆等。
按传输信号形式的不同可分为模拟信道和数字信道。模拟信道上传送的是模拟信号，主要有音频信号的实线传输和采用频分复用技术的多路传输等方式。数字信道上传输的是数字信号。
（4）调制发射系统：该系统的任务是将信源产生的基带信号调制成适合在给定信道中传输的信号，然后通过发射系统将信号发射出去。该系统输出的信号在信道传输中具有较强抗干扰能力并且能够实现多路复用。
（5）解调接收系统：该系统基本任务正好与调制发射系统相反，它是将信道传输中带有噪声和干扰的信号解调成基带信号交给信宿。
点对点通信是通信网的基础形式，实际的通信网应解决任意两个用户间的通信问题。采用点对点方式为任意两个用户提供一条专用的信道是不现实的，因为这样需要提供的链路数将与用户数的平方成正比，在用户数较多时将造成线路的巨大浪费，链路的利用率也是比较低的，整个通信网的性价比将是不能接受的。
在实际的通信网中解决任意两个用户间的通信是通过采用交换技术，引入交换机，设置交换节点来完成的。
交换技术是在通信网中设置交换节点，使用交换机，用户之间不再直接连接，而是与交换机相连。在用户需要通信时，由交换机为他们提供物理或逻辑连接。
综上所述，通信网在硬件上由以下三部分组成。
（1）终端设备：终端设备是用户与通信网之间的接口设备，它包括图1-1所示的信源、信宿与调制发射系统、解调接收系统的一部分。它必须具有以下功能：
①能将发送信号和接收信号进行适当的调制与解调，以适应信道和用户的需要；
②与信道相互匹配的接口；
③能产生和识别网络信令的信号，以便与网络相互联系、应答。
（2）传输设备及链路：传输设备及链路是信息的传输通道，是连接网络节点的媒介。它一般包括图1-1所示的信道、调制发射系统和解调接收系统的一部分。传输链路是指信号传输的媒介，传输设备是指链路两端相应的变换设备。
（3）交换设备：交换设备是构成通信网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。各种不同的交换设备完成不同的业务交换，例如电路交换、分组交换等。
交换设备的交换方式可以分为两大类：电路交换方式和存储-转发交换方式。
电路交换方式是指两个终端在相互通信之前，需预先建立起一条实际的物理链路，在通信中自始至终使用该条链路进行信息传输，并且不允许其他终端同时共享该链路；通信结束后再拆除这条物理链路。电路交换方式又分为空分交换方式和时分交换方式。
存储—转发交换方式是以包为单位传输信息的，在用户的信息包到达交换机时，先将信息包存储在交换机的存储器中（内存或外存），当所需要的输出电路有空闲时，再将该信息包发向接收交换机或用户终端。存储—转发交换方式主要包括报文交换方式、分组交换方式和帧中继方式等。
为了使整个通信网协调、正常地工作，除了硬件设备外，通信网还应该包括各种软件：即信令方案、各种通信协议、网络拓扑结构、路由方案、编号方案、资费制度以及质量标准等。
1.1.2 通信网的分类
通信网从不同的角度出发，可以有各种不同的分类。常见的有以下几种。
1. 按功能划分
按照通信网的功能可划分为：
（1）业务网—用户信息网，是通信网的主体，是向用户提供各种通信业务的网络，例如，电话、电报、数据、图像等；
（2）信令网—实现网络节点间（包括交换局、网络管理中心等）信令的传输和转接的网络；
（3）同步网—实现数字设备之间的时钟信号同步的网络；
（4）管理网—管理网是为提高全网质量和充分利用网络设备而设置，以达到在任何情况下，最大限度地使用网络中一切可以利用的设备，使尽可能多的通信得以实现。
后三种网络又统一称为支撑网，业务网与支撑网之间的关系如图1-2所示。
图1-2 业务网与支撑网之间的关系示意图
2. 按业务类型划分
通信网按业务类型可划分为：
（1）话音网—传输话音业务的网络，交换方式一般采用电路交换方式；
（2）数据网—传输数据业务的网络，交换方式一般采用存储—转发交换方式；
（3）广播电视网—传输广播电视业务的网络，通常采用点对点方式传播。
3. 按服务范围划分
按服务范围划分，通信网可分为本地网、长途网和国际网，或者分为广域网、城域网和局域网。
4. 按所传输的信号形式分
按所传输的信号形式分，通信网可划分为：
（1）数字网—网中传输和交换的是数字信号；
（2）模拟网—网中传输和交换的是模拟信号。
5. 按传输介质划分
按所采用的传输介质分，通信网可分为：
（1）有线通信网—使用双绞线、同轴电缆和光纤等传输信号的通信网；
（2）无线通信网—使用无线电波线等在空间传输信号的通信网，根据电磁波波长的不同又可以分为中、长波通信网、短波通信网、微波通信网、卫星通信网等，如表1-1所示。
表1-1 电磁波频段的划分及适用的传输介质
6. 按运营方式划分
按运营方式划分，通信网可划分为：
（1）公用通信网—由国家电信部门组建的网络，网络内的传输和转接装置可供任何部门使用；
（2）专用通信网—某个部门为本系统的特殊业务工作的需要而建造的网络，这种网络不向本系统以外的用户提供服务，即不允许其他部门和单位使用。