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第三講電信網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)融合通信工程專業(yè)導(dǎo)論2010級(jí)通信工程專業(yè)教學(xué)安排節(jié)次內(nèi)容主講第一講專業(yè)方向知識(shí)框架介紹劉穎第二講專業(yè)方向知識(shí)框架介紹劉穎第三講電信網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)融合郭宇春第四講無(wú)線與移動(dòng)通信姚冬萍第五講光通信孫強(qiáng)第六講計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)周華春第七講信息安全張振江第八講研討郭宇春?jiǎn)栴}通信網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)的差別?什么需求促使通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)?通信網(wǎng)絡(luò)核心要素?電信網(wǎng)絡(luò)?提供不同業(yè)務(wù)的電信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求?如何構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)?需要解決的主要問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展?歷程/趨勢(shì)/動(dòng)力系統(tǒng)組成主要問(wèn)題如何發(fā)送/接收信號(hào)?信號(hào)調(diào)制/解調(diào),編碼/解碼,…信道/噪聲對(duì)信號(hào)的影響?系統(tǒng)分析方法設(shè)計(jì)目標(biāo):通信質(zhì)量/性能可靠:盡可能準(zhǔn)確有效:盡量少的資源,傳盡可能多的信息基本理論信息論通信系統(tǒng)信宿接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備信源消息電信號(hào)消息電信號(hào)通信系統(tǒng)分類通信網(wǎng)絡(luò)n方問(wèn)題終端數(shù)量?傳輸線數(shù)量??jī)牲c(diǎn)之間的通信n點(diǎn)中任意兩點(diǎn)通信通信網(wǎng)絡(luò)如何解決n方問(wèn)題?交換的產(chǎn)生交換(Switching)交換設(shè)備:n個(gè)物理/邏輯輸入/輸出端口信息從交換設(shè)備的某個(gè)輸入端口轉(zhuǎn)移到某個(gè)輸出端口的過(guò)程網(wǎng)絡(luò)核心交換設(shè)備電信網(wǎng)絡(luò)9/609/9基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商的變革:郵電局電信局郵政局時(shí)間電信局無(wú)線局中國(guó)聯(lián)通中國(guó)移動(dòng)中國(guó)網(wǎng)通中國(guó)吉通數(shù)據(jù)局中國(guó)電信中國(guó)聯(lián)通中國(guó)電信中國(guó)網(wǎng)通中國(guó)電信南方北方C網(wǎng)中國(guó)衛(wèi)通鐵通公司中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)鐵道部中國(guó)航天科技集團(tuán)公司電郵運(yùn)營(yíng)商為公眾用戶提供通信服務(wù)的運(yùn)營(yíng)的通信網(wǎng)絡(luò)最早建立的電信網(wǎng)絡(luò)——電話網(wǎng)PublicServiceTelephoneNetwork1878年研制出磁石式交換機(jī)最早建立的電信網(wǎng)絡(luò)——電話網(wǎng)PublicServiceTelephoneNetwork1878年美國(guó):磁石式交換機(jī)人工交換1900年美國(guó):Stroger步進(jìn)式交換機(jī)1919年瑞典:縱橫式交換機(jī)1965年美國(guó):程控交換機(jī)1970年法國(guó):數(shù)字程控交換機(jī)自動(dòng)交換123交換設(shè)備ABCDEF456電路交換編號(hào)/編址標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)終端移動(dòng)與固定電話網(wǎng)互連移動(dòng)電話網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)最早的數(shù)據(jù)通信——電報(bào)通信網(wǎng)電信的發(fā)展是先有電報(bào)后有電話電報(bào)網(wǎng)基于數(shù)字技術(shù),電話網(wǎng)是從模擬起步的電報(bào)網(wǎng)被電話網(wǎng)取代利用載波電報(bào)的方法在話路內(nèi)可同時(shí)傳送24路電報(bào),獨(dú)立的公用電報(bào)網(wǎng)就失去了存在的必要性電話網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信:傳真(圖像)就20世紀(jì)70年代可利用的業(yè)務(wù)而言,電話網(wǎng)稱得上是多業(yè)務(wù)的綜合網(wǎng)計(jì)算機(jī)發(fā)展推動(dòng)數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信與話音通信的不同信源更復(fù)雜信源速率不同速率可變對(duì)錯(cuò)誤敏感延時(shí)要求低一些數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例X.25分組交換網(wǎng)局域網(wǎng)LAN幀中繼網(wǎng)Internet(互聯(lián)網(wǎng))…典型的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)廣播電視網(wǎng)無(wú)線衛(wèi)星有線cable(CATV-CAbleTeleVision)

1979年有線電視在倫敦開(kāi)通;1980年左右—公用天線系統(tǒng);微波干線/電纜分配;1990年后—光纖干線/電纜分配,光纖/同軸電纜混合系統(tǒng)—HFC2000年--以HFC為基礎(chǔ)向雙向基于IP的寬帶多業(yè)務(wù)IPTV,有線高清晰度數(shù)字電視HDTV發(fā)展對(duì)通信網(wǎng)的要求轉(zhuǎn)接的任意性網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意兩用戶可以互相通信信息的透明性允許任意形式的信息在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳遞可靠性概率意義上的可靠質(zhì)量的一致性子系統(tǒng)滿足的質(zhì)量指標(biāo):局部性;一致的全程指標(biāo):全局性網(wǎng)絡(luò)的靈活性允許新用戶或新業(yè)務(wù)進(jìn)網(wǎng);與其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通;具有一定的過(guò)載能力經(jīng)濟(jì)上的合理性技術(shù)/社會(huì)條件/人為因素信息安全性信息竊取/攻擊通信網(wǎng)中的問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)元素間如何連接?拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何找到一條連接通信雙方的好路?路由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)如何在輸入/輸出端間實(shí)現(xiàn)信息傳遞?交換如何保證終端之間高效可靠傳遞信息?傳輸如何組織網(wǎng)絡(luò)元素?體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議規(guī)程路由如何找到一條連接通信雙方的好路?經(jīng)過(guò)多個(gè)交換設(shè)備(網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn))連通多條路徑中選擇哪條路更好?路由方式預(yù)先找到好路:靜態(tài)路由當(dāng)前的好路:動(dòng)態(tài)路由什么是好路?短/快/便宜…可靠性交換基本交換方式電路交換分組交換電路+分組交換ATM交換MPLS交換…目標(biāo)用戶滿意質(zhì)量/性能/服務(wù)價(jià)格運(yùn)營(yíng)商盈利成本傳輸目標(biāo)多/快準(zhǔn)/穩(wěn)可靠傳輸技術(shù)差錯(cuò)控制傳輸出錯(cuò):噪聲、干擾擁塞/流量控制網(wǎng)絡(luò)擁塞:數(shù)據(jù)流量接近或大于網(wǎng)絡(luò)傳輸和處理容量健壯/容錯(cuò)能力鏈路和節(jié)點(diǎn)故障寬帶傳輸——修更寬的路SDH/WDM復(fù)用技術(shù)——路上跑更多的車(chē)頻分復(fù)用FDM波分復(fù)用WDM

時(shí)分復(fù)用TDM

統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM……協(xié)議規(guī)程分層獨(dú)立簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)接口與服務(wù)郵政系統(tǒng)的分層協(xié)議模型OSI七層模型ISO(InternationalStandardOrganizaiton)提出OSI(OpenSystemInterconnection)普適性開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)僅為參考模型,不涉及具體設(shè)計(jì)

應(yīng)用

表示

會(huì)話

運(yùn)輸

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路

物理

應(yīng)用

表示

會(huì)話

運(yùn)輸

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路

物理

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路

物理

物理媒質(zhì)主機(jī)節(jié)點(diǎn)主機(jī)TCP/IP協(xié)議分層emailWWWphone...copperfiberradio...SMTPHTTPRTP...TCPUDP…IPethernetPPP…CSMAasyncSDH...網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu):水平分解核心網(wǎng):傳輸、路由、交換節(jié)點(diǎn)能力/傳輸能力?接入網(wǎng):將用戶接入到核心網(wǎng)ADSL,WLAN,WiMaX,PON…用戶駐地網(wǎng):用戶負(fù)責(zé)CoreAccessHomeAccessHomeADSL接入系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展寬帶傳輸無(wú)線接入IP承載與數(shù)據(jù)分組化網(wǎng)絡(luò)融合北京天津石家莊太原成都重慶貴陽(yáng)昆明廣州長(zhǎng)沙哈爾濱呼和浩特濟(jì)南西寧南寧柳州南昌上海蚌埠南京福州杭州沈陽(yáng)長(zhǎng)春烏魯木齊鄭州武漢西安洛陽(yáng)蘭州銀川烏魯木齊寬帶傳輸寬帶需求大量低延時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)

Web瀏覽,LAN本身帶寬窄,但通信量極大Email及附件,移動(dòng)電話高帶寬應(yīng)用流媒體,圖像傳輸,電視轉(zhuǎn)播網(wǎng)路自愈需要多消耗30%-60%光傳輸能力提高干線網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)局域網(wǎng)用戶網(wǎng)FTTR(光纖到地區(qū))FTTZ(小區(qū))FTTC(路邊)FTTB(大樓)FTTH(到戶)FTTD(桌面)通信業(yè)務(wù)帶寬需求無(wú)線接入Mobile核心網(wǎng):有線接入網(wǎng):無(wú)線

光纖接入網(wǎng)干線網(wǎng)絡(luò)固定臺(tái)基站BTS主干寬帶交換機(jī)基地臺(tái)(BS)寬帶接入設(shè)備ONUOLTIDWDMONUONUDWDM主干交換機(jī)主干交換機(jī)移動(dòng)交換中心(MSC)IP承載與數(shù)據(jù)分組化計(jì)算機(jī)的大量應(yīng)用與普及=>網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化電路交換對(duì)突發(fā)數(shù)據(jù)而言,傳輸交換成本高,效率低以分組傳輸、交換效率高,成本低美國(guó)長(zhǎng)途業(yè)務(wù)量分布圖麥肯錫等公司統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)融合業(yè)務(wù)繁多…垂直綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)低效FullServiceSpectrumBroadcastTVHigh-definitionTVEnhancedpay-per-viewVideo-on-demandInteractiveTVInteractivevideogamesVideocatalogshoppingDistancelearningDesktopmultimediaImagenetworkingTransactionservicesInternetaccessTelecommutingVideoconferencesVideotelephonyWirelessAccessCellular/PCSsystemsPOTS-PlainoldtelephoneserviceEntertainmentInformationTransactionsCommunications網(wǎng)絡(luò)融合電信網(wǎng)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)有線電視網(wǎng)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)因特網(wǎng)1835年電報(bào)網(wǎng)1876年模擬電話網(wǎng)3.4KHz1960年程控電話網(wǎng)64Kb/s1988年ISDN192Kb/s-2Mb/s1992年B-ISDN155Mb/s-622Mb/s1976年分組交換網(wǎng)9.6Kb/s-64Kb/s1990年幀中繼網(wǎng)2~45Mb/s80年代模擬移動(dòng)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層交換1998年IPOVERSDHIPOVERWDM融合?2000年光交換網(wǎng)Gb/s-Tb/s450MHz60ch.模擬TV750MHz~1GHz200ch。數(shù)字TVVoIP40年代提出t現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的融合:3網(wǎng)合一Communicationnetwork電信網(wǎng)CableTVnetwork有線電視網(wǎng)Computernetwork計(jì)算機(jī)網(wǎng)下一代網(wǎng)絡(luò)NGNITU-TISDNBISDNATMSDH下一代網(wǎng)絡(luò)nextgenerationnetwork軟交換IP承載網(wǎng)基于分組傳送控制功能與承載能力、呼叫/會(huì)晤、應(yīng)用/服務(wù)分離業(yè)務(wù)提供與網(wǎng)絡(luò)分離,并提供開(kāi)放接口支持廣泛的業(yè)務(wù),包括實(shí)時(shí)/流/非實(shí)時(shí)和多媒體業(yè)務(wù)具有端到端透明傳遞的寬帶能力與現(xiàn)有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通具有通用移動(dòng)性提供用戶自由選擇業(yè)務(wù)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)任何地點(diǎn)(wherever)任何時(shí)間(whenever)任何對(duì)象(whichever)任何方式(Whatever)

發(fā)展的動(dòng)力你的角色你期望大學(xué)教育給你帶來(lái)什么?有能力創(chuàng)建更美好的生活什么樣的更好的生活?ImagineitCreateit理想的網(wǎng)絡(luò)?NetworkofphonesNetworkofcomputersNetworkofthingsNetworkofinformationNetworkof…?你未來(lái)的用武之地新應(yīng)用新技術(shù)新網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)

產(chǎn)生滿足創(chuàng)新需求新技術(shù)技術(shù)與需求之間的距離——新問(wèn)題,驅(qū)動(dòng)力小結(jié)通信網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成終端、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備;協(xié)議規(guī)程支持不同業(yè)務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、廣電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)

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