语音通讯网络

1、邯郸学院本科学生作业邯郸学院本科学生作业 题题 目目 语音通讯网络 学学 生生 指导教师指导教师 郑卫华 副教授 年年 级级 2010 级级 专专 业业 网络工程 二级学院二级学院 信息工程学院 （系、部）（系、部） 邯郸学院信息工程学院（系、部） 2013年5月 郑重声明郑重声明 本人的作业是在指导教师郑卫华老师的指导下独立撰写完成的。如有剽 窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由 此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此 郑重声明。 作业作者（签名）： 年 月 日 语音通讯网络 摘要 网络语音通信已经发展多年，早些年由于互联网接入主要以

2、调制解调器为主，硬件 和当时网络不普及等因素制约了网络语音通信的发展；今天，宽带接入越来越普及，语 音应用完全没有问题，已经可以给人类带来最廉价的语音通信，但是目前只能限制在点 对点通信。 看一下传统电话的发展史。早期的电话就是点对点通信。随着用户需求的增加，技 术进步和成本降低，才形成今天这样一张大网。互联网的发展史，就是将分散各地的局 部计算机和计算机网络编织起来的历史。互联网的特点就是廉价、共享和遍及全球，谁 也不能控制和垄断互联网。既然传统的电话运营商不能控制和垄断文字、图像等信息的 交流，也就不能制约仅占数字信息交流一小部分的语音通信！可以推断网络语音通信未 来的模式是有点到面最终发

3、展成一个片及全球的分布式通信网络，是互联网应用中的一 部分而纳入互联网服务供应体系，就网络通信而言，不再会有传统意义上的语音通信运 营商。 关键词：关键词：网络语音通信 voip 廉价 传统电话运营商 voice communications networks mayang directed by associate professor zheng weihua abstract network voice communications has been developed over the years, the early years of the internet access relay

4、 on modem, hardware and network are not universal have influenced the development of network voice communications; today, broadband access is becoming increasingly popular, voice applications that are notproblems, it can bring to the human the cheapest voice communication, but currently only limited

5、 to point-to-point communication. look at the history of the development of the traditional telephone. the early telephone is peer-to-peer communication. with the increase in user demand, technological progress and cost reduction, before the formation of such a big net. the history of the developmen

6、t of the internet, is to weave together the history of dispersion around the local computers and computer networks. characteristics of the internet is cheap, sharing, and throughout the world, who can not control and monopoly internet. characteristics of the internet is cheap, sharing, and throughou

7、t the world, who can not control and monopoly of the internet. since the traditional telephone operators can not control and monopoly of text, images and other information exchanges, it can not restrict accounted for only exchange of digital information a small portion of voice communication!it can

8、be inferred network voice communication mode is a bit to the surface eventually developed into an on-chip and distributed global communication network is part of the internet applications included in the system of internet service providers, network communication, there will no longer be in the trad

9、itional sensevoice communications operators. key words：internet voice communication voip cheap traditional phone operator 目目 录录 摘要 .i i abstract. .iiii 前言 .2 1 数据通信网络的发展 .3 1.1 通信发展历程.3 1.2 数据通信的基本概念.3 1.3 数据传送速率与频谱.4 2 主流网络技术 .6 2.1.数据网络 .6 2.2 wan 链路技术 .7 2.3 wan 网络技术 .7 2.4 wan 技术对比 .8 2.5 wan 技术

10、的发展 .9 2.6 man 的兴起 .10 2.7 man 技术分析 .11 4 数据网络热点技术 .12 参考文献 .12 致谢 .13 单击此处，执行“插入引用索引和 目录”命令插入目录 前前言言 基于互联网的语音通信技术已经成熟，尤其是 sip 语音通信技术，就其硬件和软件 来说，稍加培训，一般的 it 技术员都能胜任系统部署、安装和维护。换句话说，已经使 用了互联网和局域网的中小企业都可以自己建立一个 sip 语音通信系统，就像建立企业自 己的网站一样容易。 目前市场上的 sip 技术和产品已经不成问题，从小到 10 用户，大到成千上万用户系 统都有现成方案和产品供应，笔者作为有一定

11、 it 能力的企业管理人员，几个月前，通过 自学研究，仅用了 1 个月，从一无所知，到建成一个 20 用户的 sip 语音通信系统，至今 运行正常。 显然 sip 语音通信直接冲击传统电话运营商的利益，尽管 sip 语音通信技术如此成 熟，也不愿意推广应用，而且由于掌握了互联网络的重要资源ip 地址和出口，既可 以高价的 ip 制约用户，也可以出口费用制约其他宽带运营商，最终制约了网络语音通信 的发展。同时，由于掌握着传统电话的垄断，有利于钳制网络语音通信与传统电话的互 通。 1 数据通信网络的发展 1.1 通信发展历程 近代的通信史 1840 年，美国人莫尔斯发明了有线电报机； 1876 年

12、，bell 发明了有线电话，人类由此进入了实时语音通信时代； 1890 年，电话网络中的机械交换机出现，取代手工接续； 1907 年，德福雷斯特在纽约进行了无线电广播实验。 1936 年，英国广播公司在世界上率先开办电视广播。 1960s，通信工程师开始提出存储转发的分组交换（store-and-forward packet- switching ） ，以实现多台计算机的互连； 1969 年，arpanet 开始运作，同年适于短距低速的 rs-232-c 计算机串口通信标准 发布； 1970s，以太网技术出现，大大降低了局域网的互连成本； 1980 年，电话网络的传输链路开始使用同步光纤网络(

13、sonet)，随后于 1988 年， itu-t 通过 sdh 标准； 1983 年， arpanet 和 milnet 共同组成 internet，采用 tcp/ip 协议软件； 1988 前后，电话网络的交换机之间的语音信号由以前模拟信号更新为数字信号（比 特流，bit stream） 。 数字通信技术的完善，为数据通信时代的来临奠定了技术基础。随着计算机的规模 应用，数据通信技术得到了飞速发展 1.21.2 数据通信的基本概念数据通信的基本概念 1.2.1 数据通信 数据通信是指通过某种类型的介质（如网线、光纤）从一个地点向另一个地点传送 数据。 1.2.2 数据通信系统 通常，一个数据

14、通信系统应当包括 4 个部分：数据、数据终端设备（dte） 、数据电 路终接设备（dce）和通信链路，这些设备相互配合实现数据终端之间的数据通信。 数据通信技术十分注重数据的格式和传输方式，因为它们在很大程度上决定了通信 的成功与否以及效率； 1.2.3 通信网络 通信网络是用来在位于不同空间位置的设备或用户之间交换信息的硬件和软件 构架环境。交换的信息可能是语音、声音、图形、影像、数据等，为了减少传输错误， 现代通信网络系统大多使用数字传输的传输方法。 1.31.3 数据传送速率与频谱数据传送速率与频谱 数据通信是关于数据从一个地方到另一个地方的传送，数据必须以一种能够传送的 形式快速有效地

15、传送。 比特率比特率 比特率是指在网络上每秒钟传送多少个比特（bps） 。比特（bit）是二进制数字的缩 写，它是计算机使用最小数据单位，是一个字符的一部分。 频带宽度频带宽度 频带宽度指的是一个频率范围，用 hz 表示。传送通道的频带越宽，传送数据的速度 就越快。例如：一根电话线的传送频率范围是 0 到 4000hz，则频带宽度为 4khz。 对于人类不同的服务需求，需要有不同的比特率和数据传送通道。 2 主流网络技术 2.12.1 数据网络数据网络 从网络的演进可以看出，数据网络主要分为用于本地互联的局域网（lan）和用于 网间互联的广域网（wan） 。 lan：局域网是属于一个组织或机构

16、，网络存在于办公室或是相对较小的范围内， 完全由企业自身负责；典型的 lan 技术有： 以太网（ethernet）:拓扑灵活、配置简单、成本低； 1972，xerox 发布最早版本。 令牌环（token ring）：拓扑单一、配置复杂、成本高，优势在于网络效率高、可管 理性强，衍生出了 fddi（光纤分布式数据接口） ； 80 年代初，ibm 开发，并由 ieee802.5 标准化。 wan:广域网由广泛分布的终端构成，一般由政府或拥有通信线路的公司调控； 第一代：hdlc、ppp、x.25、ddn、fr 第二代：atm、pos 一般来说，公司的局域网内部传输数据的速率比它们接入 intern

17、et 广域网的速度要快 很多，这种设计是合理的，因为局域网必须支持组织中服务器和工作站之间的高速通信， 而广域网支持电子邮件和不频繁的文件传输，这并不需要太高的速率。 2.22.2 wanwan 链路技术链路技术 先介绍两个链路控制协议：hdlc 和 ppp hdlc：high-level data control hdlc 高级数据链路控制协议， 在 70 年代提出，可作为 x.25 网络接口标准的一部分。与 rs-232c 相比，hdlc 将数据 比特比特组成一个一个的分组，以提升发送效率，同时采用 crc（cyclic redundancy check 循环冗余校验）进行错误检测。 hd

18、lc 协议具较高的数据传输可靠性和数据传输 效率以及使用上的灵活性，适用于点到点和多点链路； ppp：点到点数据链路协议，广泛应用于 internet 网络，可实现将个人用户的 pc 通过拨 号连接到 isp 的 internet 服务器。 ppp 具有差错检测功能、支持多种网络层协议(如 novell)，ppp 的帧格式基本上采用 hdlc 的帧格式。 2.32.3 wanwan 网络技术网络技术 modem：由于电话系统的普及和标准化，很自然地，数据通信系统开始时使用电话系统 作为传送数据的方式。modem 可以将数据转换为模拟信号转换为数字信号，这样广域上， 两台计算机就可以通过电话网络

19、进行通信了。 x.25：最早的分组交换网络，由 itu-t 定义的关于主机系统和分组交换网络之间接口的 标准，分组交换网也俗称 x.25 网。x.25 作为接入层路由器的广域接口，典型速率为 64k，广泛应用早期的 internet 网络中；分组交换数据网的突出优点是可以在一条电路上 同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用， fr(帧中继)：是对 x.25 的简化与改进，在链路层实现数据单元的快速交换。 ddn（数字数据网）：采用数字交叉连接复用设备，基于电路交换，传输质量较高： 数 字中继大量采用光纤传输系统，用户之间专有固定连接，网络时延小。协议简单： 采用 交叉连接技术和时分复用技术，本

20、身不受任何规程的约束，是全透明网，面向各类数据 用户。 在物理层，ddn、x.25、fr 普遍采用 v.35、v.24 等接口，基于 2m 及更低速率的物理链 路，少量 fr 设备能提供更高速率的接口。 2.42.4 wanwan 技术对比技术对比 因此，fr（帧中继）正逐步取代了 x.25 目前，ddn 和 fr 网络共存 2.52.5 wanwan 技术的发展技术的发展 90 年代中期以来，伴随 internet 的高速发展，全球对网络带宽的要求以超过“摩尔定律” 300%的速度飙升，上一代的数据通信网络已不能满足需要，在带宽需求的推动下，诞生 了 ipoa 和 pos 技术。 ipoa：

21、ip over atm pos：ip(packet) over sdh 共同的特点：大带宽、大容量、低时延，较上一代技术有质的飞跃。 2.62.6 manman 的兴起的兴起 随着网络的普及与发展，城市内部的数据业务越来越复杂，同时带宽的需求不断增长， 如何高效、平滑、低成本的实现用户数据业务的接入、汇聚和调度，成为了设备厂商和 运营商最热的话题之一。此时，man 逐步从 wan 中独立出来，形成了一个新的网络体 系。 man 的应用与特点的应用与特点 1）城域网有别于普通窄带话音网络、能在城市范围内提供宽带数据及多媒体业务的网络。 2）城域传输网是数据骨干网和长途电话网在城域范围内的业务延伸

22、和区域覆盖，它以宽 带光传输为开放平台，通过各类网关实现话音、数据、图像、多媒体、ip 和各种增值业 务及智能业务的接入，并与各运营商的长途网和 pstn 互通的本地综合业务网络。因此可 以认为城域传输网最大的特点是宽带。 3）另外，城域传输网和长途干线网有所不同，城域传输网连接着低速接入网、高速长途 干线网及局间网，其特点是互联程度高、传送的业务种类多、距离则比长途干线网短得 多。 2.72.7 manman 技术分析技术分析 主流接入层技术： 窄带：拨号、n-isdn、gprs/cdma-1x 宽带：lan、adsl、vdsl、hfc、wlan、b-isdn（除 adsl 和 b-isdn

23、 是基于 atm 技术外，其他宽带接入技术都基于以太网技术。 ） ddn、fr 部分时候也用于业务接入 对比分析： adsl、vdsl：适用于电信等拥有丰富铜线资源的固话运营商 lan、wlan：适用于新兴的数据业务运营商 hfc：适用于广电拥有完善的广播电视网 b-isdn：可实现 qos 的分组技术，在北美有较大规模应用 主流汇聚层/骨干层技术： atm、sdh、ge、rpr 对比分析： atm：带宽统计复用、高 qos、高转发速率、优良的网络管理 技术复杂、昂贵、对窄带业务支撑差、网络保护能力弱 sdh：适合窄带业务、网络保护能力强、oam 功能强大 静态连接、带宽利用率低 ge：高转发

24、速率、低成本、带宽利用率高、从接入层到汇聚层到骨干层“无缝”桥接、 组网灵活方便 不支持窄带业务、网络保护能力差、网络管理难 rpr：解决了以太网的诸多难题 标准尚未统一、技术较复杂 功能定位： 接入层：完成各类业务的接入和适当的带宽收敛 汇聚层：完成接入层业务的带宽收敛和灵活调度，做为衔接接入层和骨干层的桥梁 骨干层：主要完成大容量业务的传送，衔接 wan 和 man 从技术本身的特点和网络发展的进程来看，目前任何一种单纯的技术都不能完全满足 man 建设的需要，因此在一定的时期内，man 必然是各种技术同时存在的一个综合体- -atm 网、sdh 网、ethernet 网、rpr 网 在保证功能实现的基础上，如何降低 man 的网络建设和运维成本？根本办法就是实现各 种网络的有效融合，在同一平台上实现多种业务的处理和传送-mstp mstp 是传统传输网络的演进和升华，是当前 man 的最