通信工程专业导论课件

第三讲电信网络与网络融合通信工程专业导论2010级通信工程专业教学安排节次内容主讲第一讲专业方向知识框架介绍刘颖第二讲专业方向知识框架介绍刘颖第三讲电信网络与网络融合郭宇春第四讲无线与移动通信姚冬萍第五讲光通信孙强第六讲计算机网络周华春第七讲信息安全张振江第八讲研讨郭宇春问题通信网络与通信系统的差别？什么需求促使通信网络出现？通信网络核心要素？电信网络？提供不同业务的电信网络通信网络设计要求？如何构建通信网络？需要解决的主要问题网络技术发展？历程/趋势/动力系统组成主要问题如何发送/接收信号？信号调制/解调,编码/解码,…信道/噪声对信号的影响？系统分析方法设计目标：通信质量/性能可靠：尽可能准确有效：尽量少的资源,传尽可能多的信息基本理论信息论通信系统信宿接收设备发送设备信源消息电信号消息电信号通信系统分类通信网络n方问题终端数量？传输线数量？两点之间的通信n点中任意两点通信通信网络如何解决n方问题？交换的产生交换（Switching)交换设备：n个物理/逻辑输入/输出端口信息从交换设备的某个输入端口转移到某个输出端口的过程网络核心交换设备电信网络9/609/9基础电信运营商的变革：邮电局电信局邮政局时间电信局无线局中国联通中国移动中国网通中国吉通数据局中国电信中国联通中国电信中国网通中国电信南方北方C网中国卫通铁通公司中国移动中国移动铁道部中国航天科技集团公司电邮运营商为公众用户提供通信服务的运营的通信网络最早建立的电信网络——电话网PublicServiceTelephoneNetwork1878年研制出磁石式交换机最早建立的电信网络——电话网PublicServiceTelephoneNetwork1878年美国：磁石式交换机人工交换1900年美国：Stroger步进式交换机1919年瑞典：纵横式交换机1965年美国：程控交换机1970年法国：数字程控交换机自动交换123交换设备ABCDEF456电路交换编号/编址标识节点终端移动与固定电话网互连移动电话网数据通信网最早的数据通信——电报通信网电信的发展是先有电报后有电话电报网基于数字技术，电话网是从模拟起步的电报网被电话网取代利用载波电报的方法在话路内可同时传送24路电报，独立的公用电报网就失去了存在的必要性电话网上实现数据通信：传真(图像)就20世纪70年代可利用的业务而言，电话网称得上是多业务的综合网计算机发展推动数据通信数据通信与话音通信的不同信源更复杂信源速率不同速率可变对错误敏感延时要求低一些数据网络实例X.25分组交换网局域网LAN帧中继网Internet(互联网)…典型的数据通信网广播电视网无线卫星有线cable（CATV-CAbleTeleVision)

1979年有线电视在伦敦开通;1980年左右—公用天线系统;微波干线/电缆分配;1990年后—光纤干线/电缆分配,光纤/同轴电缆混合系统—HFC2000年--以HFC为基础向双向基于IP的宽带多业务IPTV，有线高清晰度数字电视HDTV发展对通信网的要求转接的任意性网络内任意两用户可以互相通信信息的透明性允许任意形式的信息在网络内传递可靠性概率意义上的可靠质量的一致性子系统满足的质量指标：局部性；一致的全程指标：全局性网络的灵活性允许新用户或新业务进网；与其他网络互联互通；具有一定的过载能力经济上的合理性技术/社会条件/人为因素信息安全性信息窃取/攻击通信网中的问题网络元素间如何连接？拓扑结构如何找到一条连接通信双方的好路？路由网络节点如何在输入/输出端间实现信息传递？交换如何保证终端之间高效可靠传递信息？传输如何组织网络元素？体系结构与协议规程路由如何找到一条连接通信双方的好路？经过多个交换设备（网络节点）连通多条路径中选择哪条路更好？路由方式预先找到好路：静态路由当前的好路：动态路由什么是好路？短/快/便宜…可靠性交换基本交换方式电路交换分组交换电路+分组交换ATM交换MPLS交换…目标用户满意质量/性能/服务价格运营商盈利成本传输目标多/快准/稳可靠传输技术差错控制传输出错：噪声、干扰拥塞/流量控制网络拥塞：数据流量接近或大于网络传输和处理容量健壮/容错能力链路和节点故障宽带传输——修更宽的路SDH/WDM复用技术——路上跑更多的车频分复用FDM波分复用WDM

时分复用TDM

统计时分复用STDM……协议规程分层独立简化标准接口与服务邮政系统的分层协议模型OSI七层模型ISO(InternationalStandardOrganizaiton)提出OSI(OpenSystemInterconnection)普适性开放标准仅为参考模型，不涉及具体设计

应用

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会话

运输

网络数据链路

物理

应用

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会话

运输

网络数据链路

物理

网络数据链路

物理

物理媒质主机节点主机TCP/IP协议分层emailWWWphone...copperfiberradio...SMTPHTTPRTP...TCPUDP…IPethernetPPP…CSMAasyncSDH...网络体系结构：水平分解核心网：传输、路由、交换节点能力/传输能力？接入网：将用户接入到核心网ADSL，WLAN，WiMaX，PON…用户驻地网：用户负责CoreAccessHomeAccessHomeADSL接入系统

网络技术发展宽带传输无线接入IP承载与数据分组化网络融合北京天津石家庄太原成都重庆贵阳昆明广州长沙哈尔滨呼和浩特济南西宁南宁柳州南昌上海蚌埠南京福州杭州沈阳长春乌鲁木齐郑州武汉西安洛阳兰州银川乌鲁木齐宽带传输宽带需求大量低延时数据业务的增长

Web浏览，LAN本身带宽窄，但通信量极大Email及附件，移动电话高带宽应用流媒体，图像传输，电视转播网路自愈需要多消耗30%-60%光传输能力提高干线网城域网接入网局域网用户网FTTR（光纤到地区）FTTZ（小区）FTTC（路边）FTTB（大楼）FTTH（到户）FTTD（桌面）通信业务带宽需求无线接入Mobile核心网：有线接入网：无线

光纤接入网干线网络固定台基站BTS主干宽带交换机基地台（BS）宽带接入设备ONUOLTIDWDMONUONUDWDM主干交换机主干交换机移动交换中心(MSC）IP承载与数据分组化计算机的大量应用与普及=>网络业务数据化电路交换对突发数据而言，传输交换成本高，效率低以分组传输、交换效率高，成本低美国长途业务量分布图麦肯锡等公司统计网络融合业务繁多…垂直综合业务网络低效FullServiceSpectrumBroadcastTVHigh-definitionTVEnhancedpay-per-viewVideo-on-demandInteractiveTVInteractivevideogamesVideocatalogshoppingDistancelearningDesktopmultimediaImagenetworkingTransactionservicesInternetaccessTelecommutingVideoconferencesVideotelephonyWirelessAccessCellular/PCSsystemsPOTS-PlainoldtelephoneserviceEntertainmentInformationTransactionsCommunications网络融合电信网公用数据网无线网有线电视网计算机局域网因特网1835年电报网1876年模拟电话网3.4KHz1960年程控电话网64Kb/s1988年ISDN192Kb/s-2Mb/s1992年B-ISDN155Mb/s-622Mb/s1976年分组交换网9.6Kb/s-64Kb/s1990年帧中继网2~45Mb/s80年代模拟移动90年代GSM2000年后3G70年代CATV1994年HFC70年代10BASE-510Mb/s80年代FDDI100Mb/s90年代初

100BASE-T100Mb/s90年代中ATM-LANIPOA,MPOA97年GBE1000Mb/s1969年ARPA1982年TCP/IP1992年IPv6，RTPRSVP1996年第3,4层交换1998年IPOVERSDHIPOVERWDM融合？2000年光交换网Gb/s-Tb/s450MHz60ch.模拟TV750MHz~1GHz200ch。数字TVVoIP40年代提出t现有网络的融合：3网合一Communicationnetwork电信网CableTVnetwork有线电视网Computernetwork计算机网下一代网络NGNITU-TISDNBISDNATMSDH下一代网络nextgenerationnetwork软交换IP承载网基于分组传送控制功能与承载能力、呼叫/会晤、应用/服务分离业务提供与网络分离，并提供开放接口支持广泛的业务，包括实时/流/非实时和多媒体业务具有端到端透明传递的宽带能力与现有传统网络互通具有通用移动性提供用户自由选择业务提供商的功能等理想的通信？UbiquitousNetwork泛在通信TelegraphTelephoneRadiobroadcastTVMobile,InternetSatllite,fiber-opticWSN(WSAN,RFID)3DvirtualvisionCommunication:Human-HumanReal-timevirtualface-to-facecommunicationandinteractionCommunication:Human–NatureHuman–MachineMachine-MachineMDNMC=MultiDimensionalNetworkedMultimediaCommunicationReadingHearingSeeingMDNMCSensing

BeingEvolutionofTelecommunication任何人(Whoever)任何地点(wherever)任何时间(whenever)任何对象(whichever)任何方式(Whatever)

发展的动力你的角色你期望大学教育给你带来什么？有能力创建更美好的生活什么样的更好的生活？ImagineitCreateit理想的网络？NetworkofphonesNetworkofcomputersNetworkofthingsNetworkofinformationNetworkof…?你未来的用武之地新应用新技术新网络促进

产生满足创新需求新技术技术与需求之间的距离——新问题，驱动力小结通信网络目标通信网络构成终端、传输设备、交换设备；协议规程支持不同业务的通信网络电话网、数据网、广电网通信网络设计中的主要问