第一章概论-1

2020 4 7 现代通信网技术 第一章概论 2020 4 7 现代通信网技术 现代通信所传送的信息分为三大类 即音频 视频和数据 相应地有三类主要的通信 即电话通信 图视通信和数据通信 所对应的信息网络有电话通信网 广播电视网和计算机网络 本章主要概括介绍信息网及系统的概念 分类 构成及发展趋势 2020 4 7 现代通信网技术 第一节信息网的概念及分类信息网络可以定义为 信息网络是由信息网元组成的集合体 用以支持组织之间和组织内部的包括话音 文本 数据或使它们组合体的各种形式的通信要求 网元是指在网络中的基本部件 在不同的网络中其表现形式也不相同 通信是指按照统一的约定进行信息传送 2020 4 7 现代通信网技术 网状网 多个节点或用户之间互连而成的通信网称为网状网 也叫直接互连网 完全或部分互连网 星型网 星型网拓扑结构是一种以中央节点为中心 把若干外围节点 或终端 连接起来的辐射式互连结构 复合型网 复合型网是由网状网和星型网复合而成的网络 环型网 通信网各节点被连接成闭合的环路 总线型网 总线型网把所有的节点连接在同一总线上 是一种通路共享的结构 树型网 是总线网的扩充 网络的拓扑结构 2020 4 7 现代通信网技术 1 频分多路复用 FDM FDM是把一条公共信道上可用的传输频段分割成多个较窄的频带 并使每个窄带都变成为一个独立信道的复用技术 2 时分多路复用 TDM TDM是一种按规定的间隔 在时间上相互错开 在一条公共信道上传输多路信号的复用技术 复用技术 2020 4 7 现代通信网技术 3 统计时分复用 STDM STDM是在TDM系统中 以固定分配时隙的方式对来自多个设备的数据源进行组合 然后在单一的公用信道上传输 4 频分复用多址 FDMA FDMA是将系统的总频段分成若干个等间隔的频段 频道 分配给不同的用户使用 2020 4 7 现代通信网技术 5 时分复用多址 TDMA TDMA是把时间分割成周期性的时针 每一时针又分成若干时隙 而一个频分信道可以分配给一定数量的时隙 然后根据一定的分配原则 使每个移动台在每帧内只能在指定的时隙向基站发送信号 6 码分复用多址 CDMA CDMA不具体分配时隙和频段 各个用户是用各不相同的编码序列 也称伪随机码或地址码 来区分的 2020 4 7 现代通信网技术 信息网可有各种不同的分类1 按业务类型进行分类 电话网 广播电视网 数据网 传真网 综合业务网 多媒体网 智能网 信令网 同步网 管理网 计算机通信网 局域网 城域网和广域网 等 2 按传输媒介进行分类 有线网 电线 电缆 光缆等 无线网 长波 中波 短波 超短波 微波 卫星等 2020 4 7 现代通信网技术 3 按通信通信范围进行分类 本地通信网 市话通信网 长话通信网和国际通信网或局域网 城域网和广域网等 4 按通信服务的对象分类 公用网 专用网 5 按通信传输处理信号的形式分类 模拟网 数字网 混合网 6 按通信的终端分类 固定网 移动网 7 按通信的性质分类 业务网 传输网 支撑网 2020 4 7 现代通信网技术 电信网 两大类共十四个网 1 业务网 公用交换电话网 PSTN 公用交换分组数据网 PSPDN 公用陆地移动通信网 PLMN 窄带综合业务数字网 N ISDN 宽带综合业务数字网 B ISDN 智能网 IN 接入网 AN 多媒体通信网 计算机互连网 InternetandIntranet 数字数据网 DDN 同步数字系列传送网 SDH 2020 4 7 现代通信网技术 2 支撑网 七号公共信道信令网 No 7CCS 数字同步网 电信管理网 TMN 广播电视网无线电视网 无线广播网 有线广播电视网 CATV 计算机网局域网 LAN 城域网 MAN 广域网 WAN 互联网 Intrenet 等 2020 4 7 现代通信网技术 电话通信网PSTN PublicSwitchedTelephoneNetwork传输系统PDH PlesiochronousDigitalHierarchySDH SynchronousDigitalHierarchyWDM DWDM WavelengthDivisionMultiplexing DenseWDM ASON AutomaticallySwitchedOpticalNetworkEPON GPON Ethernet GigabitPassiveOpticalNetworkMSTP Multi ServiceTransportPlatform 内容简介 2020 4 7 现代通信网技术 移动通信GSM GlobeSystemforMobileCommunicationGPRS GeneralPacketRadioServicePLMN PublicLandMobileNetworkFPLMTS FuturePublicLandMobileTelecommunicationSystem 2020 4 7 现代通信网技术 IMT 2000 InternationalMobileTelecommunication 2000WiMAX WorldinteroperabilityforMicrowaveAccess 全球微波接入互操作FDMA FrequencyDivisionMultipleAccessTDMA TimeDivisionMultipleAccessCDMA CodeDivisionMultipleAccess 2020 4 7 现代通信网技术 数据通信PSPDN PacketSwitchedPublicDataNetworkDDN DigitalDataNetworkFRN FrameRelayNetwork计算机通信网LAN LocalAreaNetworkMAN MetropolitanAreaNetworkWAN WideAreaNetworkFDDI FiberDistributedDataInterfaceDQDB DistributedQueueDualBusSMDS SwitchedMulti megabitDataServiceInternet 2020 4 7 现代通信网技术 智能网IN IntelligentNetwork专用通信网PABXPBXCENTREX公共信令系统CCSS CommonChannelSignalingSystem数字同步网DSN DigitalSynchronousNetwork 2020 4 7 现代通信网技术 网络管理系统SNMP SimpleNetworkManagementProtocolTMN TelecommunicationManagementNetwork综合业务数字网ISDN IntegratedServicesDigitalNetworkB ISDN Broadband IntegratedServicesDigitalNetworkATM AsynchronousTransferMode 2020 4 7 现代通信网技术 宽带IP网IPOverATMIPOverSDHIPOverWDM DWDM WavelengthDivisionMultiplexing DenseWDM IP交换 IPSwitch 标签交换 TagSwitch MPLS Multi ProtocolLabelSwitch 2020 4 7 现代通信网技术 第二章通信网基本构成通信网是整个信息网络的核心 从图1 1中我们可以看到组成通信网的三个要素 终端设备 传输系统和交换节点 再通过好的网络技术就可以连接成一个通信网络 要完成一个通信过程主要由信源 变换器 信道 反变换器和信宿等部分组成 2020 4 7 现代通信网技术 2020 4 7 现代通信网技术 接续网络 从金属接点发展到数字开关 分立元件 集成元件 光开关 信息形式 从模拟 电流 发展到数字 电脉冲 光脉冲 复用方式 从空分到时分 再发展到统计时分 现在又有波分 密集波分 控制方式 从人工到机电 再到电子 最后发展到存储程序控制 SPC 信令方式 从信令与呼叫信息交替用同一信道 随路信令 发展到专用信道 公共信令 交换方式 从电路交换到分组交换 或称IP交换 信息带宽 从窄带 音频 发展到宽带 1 100MHz 2020 4 7 现代通信网技术 第三节现代信息网的发展趋势近几十年来 通信技术获得了迅猛的发展 通信网正向智能化 个人化 标准化发展 通信体制正由模拟网向全数字网发展 通信业务由单一的电话网向综合业务数字网 ISDN 方向发展 下面是对现代信息网的发展趋势的预测 2020 4 7 现代通信网技术 1 网络业务数据化目前的PSTN用户随照时间的推移将逐步减少使用传统的固话 取而代之的是移动或VoIP 现代信息网络应用系统将向更深和更宽的数据业务方向发展 如 远程会议 远程教学 远程医疗 远程购物及网络多媒体技术的应用等 今后 数据化业务主要分以下五类 视频类业务 包括流媒体组播 点播电视 视频电话等 高速上网业务 VoIP业务 互动游戏等媒体游戏类应用 信息服务类应用 2020 4 7 现代通信网技术 2 网络传输光纤化鉴于光纤的巨大带宽 低成本和易维护等一系列优点 特别是波分复用 WDM 技术的日益成熟 自动交换光网络 ASON 的逐步推出 以及基于SDH的多业务传送节点 MSTP 的应用领域在不断拓宽 因此 传输系统的光纤化是信息网发展的主要趋势之一 也便于今后传统的传输网向业务网方向的演进 2020 4 7 现代通信网技术 2 网络传输光纤化鉴于光纤的巨大带宽 低成本和易维护等一系列优点 特别是波分复用 WDM 技术的日益成熟 自动交换光网络 ASON 的逐步推出 以及基于SDH的多业务传送节点 MSTP 的应用领域在不断拓宽 因此 传输系统的光纤化是信息网发展的主要趋势之一 也便于今后传统的传输网向业务网方向的演进 2020 4 7 现代通信网技术 3 网络结构宽带化随着数据业务量特别是IP业务量的飞速增长 数据网由分组网到帧中继 ATM网络 根据业务的需求 以电话业务量为主的窄带传统通信网和提供综合业务的宽带数据通信网要共同生存较长的一段时间 并逐步淘汰电路交换机 特别是软交换技术的进展 信息网络宽带化会得到快速的发展 使宽带综合业务数字网 B ISDN 的实现成为可能 2020 4 7 现代通信网技术 4 网络接入多样化网络接入就是指 最后一公里 又大体分成有线和无线接入网两大类 现在 网络接入向多样化的方向发展 光纤接入网 如FTTH等 铜线接入网 如ADSL等 用混合光纤同轴接入网 如HFC 及无线接入的电话接入网 如远端模块等 无线局域网 WLAN 等 以后还会有更多更好的接入方式出现 如 在基于IEEE802 16的WiMAX FTTH中将的EPON IPTV等 2020 4 7 现代通信网技术 5 网络交换分组化PSTN网络以电路交换 CS CircuitSwitching 为主 它是一种直接的交换方式 具有下列特点 对传输信息没有差错控制 电路连通后提供给用户的是 透明通道 数据信息以信号形式在通路中 透明 传输 交换机对它不进行存储 分析和处理 对通信信息不做任何处理 信令除外 因此 交换机的处理开销少 要在通信用户间建立专用的物理连接通路 实时性较好 那一个终端发起呼叫或出现其它动作 系统能够及时发现 并做出相应的处理 2020 4 7 现代通信网技术 6 网络融合快速化通信网 计算机网 广播电视网的三网融合是人们所期待的 但涉及到这个问题的除技术之外还有运营机制等环境因素 目前有的运营商已开始尝试 从社区的接入网下手 开始通过FTTH实现三网融合 现代技术的发展也促进了业务的相互融合 如VoIP IPTV等技术的出现 就是指IP网中可以实现语音 电视等业务 2020 4 7 现代通信网技术 7 网络设备管理集中化ITU T提出电信管理网 TMN 就是要实现各种管理系统的平滑过度 NetManager是为了保证通信网络高效 可靠 安全运行 且成本最优化的管理系统 能够对不同地域的交换等网络设备进行全面地 统一地网络管理 2020 4 7 现代通信网技术 8 网络信令协议优选化在相当一段时间内 IPv6 NO 7BISUP 或BICC 将占据信息网络的主导地位 目前的VoIP是基于H 323协议开发 在H 323的基础上会出现全新的视频 音频通信协议 在NGN中SIP 会话初始协议 的应用将逐步增大 它是下一代软交换与软交换之间 软交换与应用服务之间 软交换与智能终端之间的呼叫控制协议 也是3GPPIMS呼叫控制服务器之间的多媒体控制协议 2020 4 7 现代通信网技术 9 网络分布合理化随着市场运营的规范发展及有序竞争 在网络资源分配上将更趋于合理 运营公司的资源可以相互使用 实现互联互通 避免重复建设 各个运营公司在同一个区域内重复建设 如基站 局域网等 的现象将不会出现 2020 4 7 现代通信网技术 10 网络经营专业化未来的网络及提供的业务可能会出现专业化经营 如业务 电视 娱乐节目等 提供商 业务 如数据 语音等 经营商 传输系统主干网 如长途干线 经营商 城市线路 如管道线路 经营商 信息服务平台 存放信息 咨询信息等 提供商 接入网 最后一公里 统一的业务接入管理平台 实现综合接入 经营商 终端设备 专营终端设备 经销商 设备运营维护 网络设备维护 支撑商等 2020 4 7 现代通信网技术 11 网络接口标准化网络接口要符合国际 国内的相关标准 标准化是网络相互融合 相互开放的前提 例如V5接口设备的出现 打破了接入网对异型设备无法兼容的禁区 再如管理网络相关标准及接口的有效实施 加速了向具有综合管理功能的TMN目标的过渡 在选用信息网络设备时 应充分考虑具备国际标准接口及开放兼容能力 2020 4 7 现代通信网技术 12 网络通信个人化所谓个人通信是指以个人为对象 通信到人而不是通信到终端设备 可解释为 在任何时间 Whenever 任何地点 Wherever 任何人 Whoever 可以同任何人 Whomever 进行任何业务 Whatever 的通信 的五个 W 个人通信有终端移动和个人两种 终端移动指终端有时也能通信 个人移动指用户能在网中任何地理位置 根据其通信要求 选择任一移动终端或固定终端进行通信 个人通信可以先实现个人号码惟一化 如 无论是移动手机 还是固定电话 都是同一个号 发展初期可以通过加拔网号或字冠的方法区别不同的运营商网络 2020 4 7 现代通信网技术 13 网络运行维护人员高层次化网络维护操作对技术人员提出了更高 更专业的要求 要会使用多种设备或网络实体 能够在隔离故障的同时协调多种资源的运作状态 能拷贝或调用大量的网络管理数据 识别各种事件的优先级 并快速反应 熟练地进行软件升级及数据修改 能分析各种告警信息和预测网络的运行状况 能与其他操作员或维护机构有效地协作等 2020 4 7 现代通信网技术 14 网络管理综合化现有的通信网一般是由许多独立管理的专用网和公用交换网互连组成的 它们大多采用各自的管理协议 互不兼容 这样导致了既使是在一个通信网中也有多个不同管理功能和服务设施与通信网管理系统的共存 2020 4 7 现代通信网技术 15 网络服务一体化实现网络服务一体化 是方便用户 提高服务质量的重要标志之一 所有接入用户的业务一线化 只需一条光纤入户 FTTH 接到 家庭集线盒 即可接入所有业务 并能实现跟号服务 如用户更换运营公司后 仍能保持原来的号码不变 特服号码一个化 如 拨打 1xx 所有的紧急情况全部受理 热线服务号码一个化 如 政府 新闻 交通 气象等所有的热线都可以用一个热线号拨入 2020 4 7 现代通信网技术 16 网络收费市场化随着网络资源的极大丰富 干线网带宽的足够大 为了鼓励用户多打电话 就要改变网络资费政策 网络收费由目前的主要由政府定价 逐步过渡到资费市场化 即在政府监督下由运营公司自己定价 如 打电话就像现在乘坐市内公交车一样实行