概論第一章概述.ppt

1、現(xiàn)代通信網(wǎng)概論,解相吾 解文博 主編,2010.3.6,第一章 導(dǎo)論,1.1 現(xiàn)代通信網(wǎng)基本構(gòu)成 1.2 現(xiàn)代通信網(wǎng)的分類 1.3 現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要特點 1.4 現(xiàn)代通信網(wǎng)的發(fā)展 小結(jié) 練習(xí)思考題,第一章 導(dǎo)論,1.什么是現(xiàn)代通信網(wǎng)？ 現(xiàn)代通信網(wǎng)是由一系列通信設(shè)備、信道和規(guī)章(則)組成的有機整體，使與之相連的用戶終端設(shè)備可以進行有意義的電信息交流。 定義：通信網(wǎng)是由一定數(shù)量的節(jié)點(包括終端節(jié)點、交換節(jié)點)和連接這些節(jié)點的傳輸系統(tǒng)有機地組織在一起的、按約定的信令或協(xié)議完成任意用戶間信息交換的通信體系。 簡單地說，通信網(wǎng)是能夠在多個用戶間相互傳遞電信息的網(wǎng)絡(luò)，如我們經(jīng)常使用的電話通信網(wǎng)、電報通信網(wǎng)

2、、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、計算機通信網(wǎng)等等。,2.現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成 現(xiàn)代通信網(wǎng)由三個基本網(wǎng)構(gòu)成，它們是： （1）業(yè)務(wù)網(wǎng) （2）傳輸網(wǎng) （3）支撐網(wǎng),3.業(yè)務(wù)網(wǎng) 業(yè)務(wù)網(wǎng)也就是用戶信息網(wǎng)，它是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主體，是向用戶提供各種電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)網(wǎng)主要可分為以下幾個子網(wǎng)： （1）電話網(wǎng)（如：PSTN，公用電話交換網(wǎng)） （2）數(shù)據(jù)網(wǎng)（如：PSPDN，公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)） （3）智能網(wǎng)（如：IN） （4）移動通信網(wǎng)（如：GSM）,4.傳送網(wǎng) 傳送網(wǎng)主要用來完成用戶信號的傳輸功能。 （1）有線傳輸網(wǎng) （2）無線傳輸網(wǎng) （3）接入網(wǎng)（包含有線和無線）,微波通信網(wǎng) 衛(wèi)星通信網(wǎng) 移動通信網(wǎng),5.支撐網(wǎng) 支撐網(wǎng)是使業(yè)務(wù)網(wǎng)正

3、常運行、增強網(wǎng)絡(luò)功能、提供全網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量以滿足用戶要求的網(wǎng)絡(luò)。在各個支撐網(wǎng)中傳送相應(yīng)的控制、監(jiān)測信號。支撐網(wǎng)主要包括： （1）No.7信令網(wǎng) （2）數(shù)字同步網(wǎng) （3）電信管理網(wǎng),圖1.1 現(xiàn)代通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖,圖1.2 現(xiàn)代通信網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu),1.1 現(xiàn)代通信網(wǎng)基本構(gòu)成,現(xiàn)代通信網(wǎng)由于科學(xué)技術(shù)的不斷進步，各種通信功能部件層出不窮，由此構(gòu)成了不同的通信網(wǎng)，完成不同的通信業(yè)務(wù)功能。 但是，拋開具體的業(yè)務(wù)功能，抽取其核心的東西不難看出，現(xiàn)代通信網(wǎng)中的通信系統(tǒng)基本模型是一致的，如圖1.3所示。,1.現(xiàn)代通信網(wǎng)的基本模型,圖1.3 簡單通信系統(tǒng)模型 (a) 模型圖；(b) 實例,(1) 信源：產(chǎn)生各種信息的信息

4、源，它可以是人或機器(如計算機等)。 (2) 發(fā)送器：負(fù)責(zé)將信源發(fā)出的信息轉(zhuǎn)換成適合在傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘?。對?yīng)不同的信源和傳輸系統(tǒng)，發(fā)送器會有不同的組成和信號變換功能，一般包含編碼、調(diào)制、放大和加密等功能。 (3) 信道：信號的傳輸媒介，負(fù)責(zé)在發(fā)送器和接收器之間傳輸信號。通常按傳輸媒介的種類可分為有線信道和無線信道；按傳輸信號的形式則可分為模擬信道和數(shù)字信道。 (4) 接收器：負(fù)責(zé)將從傳輸系統(tǒng)中收到的信號轉(zhuǎn)換成信宿可以接收的信息形式。它的作用與發(fā)送器正好相反。主要功能包括信號的解碼、解調(diào)、放大、均衡和解密等。 (5) 信宿：負(fù)責(zé)接收信息。,2.模型各部分作用,上述通信系統(tǒng)只是一個點到點的通信

5、模型，要實現(xiàn)多用戶間的通信，則需要一個合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將多個用戶有機地連接在一起，并定義標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，以使它們能協(xié)同工作，這樣就形成了一個通信網(wǎng)。 通信網(wǎng)要解決的是任意兩個用戶間的通信問題，由于用戶數(shù)目眾多、地理位置分散，并且需要將采用不同技術(shù)體制的各類網(wǎng)絡(luò)互連在一起，因此通信網(wǎng)必然涉及到尋址、選路、控制、管理、接口標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)成本、可擴充性、服務(wù)質(zhì)量保證等一系列在點到點模型系統(tǒng)中原本不是問題的問題，這些因素增加了設(shè)計一個實際可用的網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度。,3. 通信網(wǎng)概念的建立,要實現(xiàn)一個通信網(wǎng)，最簡單直觀的方案就是在任意兩個用戶之間提供點到點的連接，從而構(gòu)成一個網(wǎng)狀網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，如圖1.2(a)所示。該方

6、法中每一對用戶之間都需要獨占一個永久的通信線路，通信線路使用的物理媒介可以是銅線、光纖或無線信道。然而該方法并不適用于構(gòu)建大型廣域通信網(wǎng)，其主要原因如下： (1) 用戶數(shù)目眾多時，構(gòu)建網(wǎng)狀網(wǎng)成本太高，任意一個用戶到其他N-1個用戶都要有一個直達線路，技術(shù)上也不可行。 (2) 每一對用戶之間獨占一個永久的通信線路，信道資源無法共享，會造成巨大的資源浪費。 (3) 這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難以實施集中的控制和管理。,4.交換式網(wǎng)絡(luò),為解決上述問題，廣域通信網(wǎng)采用了交換技術(shù)，即在網(wǎng)絡(luò)中引入交換節(jié)點，組建交換式網(wǎng)絡(luò)，如圖1.3(b)所示。在交換式網(wǎng)絡(luò)中，用戶終端都通過用戶線與交換節(jié)點相連，交換節(jié)點之間通過中繼線

7、相連，任何兩個用戶之間的通信都要通過交換節(jié)點進行轉(zhuǎn)接交換。在網(wǎng)絡(luò)中，交換節(jié)點負(fù)責(zé)用戶的接入、業(yè)務(wù)量的集中、用戶通信連接的創(chuàng)建、信道資源的分配、用戶信息的轉(zhuǎn)發(fā)，以及必要的網(wǎng)絡(luò)管理與控制功能的實現(xiàn)。,圖1.4 點到點的網(wǎng)絡(luò)與交換式網(wǎng)絡(luò),（1）按需分配?！敖粨Q”概念背后的思想是：讓網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶實際的需求為其分配通信所需的網(wǎng)絡(luò)資源，即用戶有通信需求時，網(wǎng)絡(luò)為其分配資源，通信結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)再回收分配給用戶的資源，讓其他用戶使用，從而達到網(wǎng)絡(luò)資源共享，降低通信成本的目的。 （2）接入方式。在交換式網(wǎng)絡(luò)中，用戶終端至交換節(jié)點可以使用有線接入方式，也可以采用無線接入方式；可以采用點到點的接入方式，也可以采用共享

8、介質(zhì)的接入方式。 （3）多路復(fù)用。為了提高中繼線路的利用率，降低通信成本，現(xiàn)代通信網(wǎng)采用復(fù)用技術(shù)，即將一條物理線路的全部帶寬資源分成多個邏輯信道，讓多個用戶共享一條物理線路。實際上，在廣域通信網(wǎng)上，任意用戶間的通信，通常占用的都是一個邏輯信道，極少有獨占一條物理線路的情況。,5.交換網(wǎng)絡(luò)的特點,(1) 大量的用戶可以通過交換節(jié)點連到骨干通信網(wǎng)上，由于大多數(shù)用戶并不是全天候需要通信服務(wù)，因此骨干網(wǎng)上交換節(jié)點間可以用少量的中繼線路以共享的方式為大量用戶服務(wù)，這樣大大降低了骨干網(wǎng)的建設(shè)成本。 (2) 交換節(jié)點的引入也增加了網(wǎng)絡(luò)擴容的方便性，便于網(wǎng)絡(luò)的控制與管理。 實際中的大型交換網(wǎng)絡(luò)都是由多級復(fù)合型

9、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的，為用戶建立的通信連接往往涉及多段線路、多個交換節(jié)點。,6.交換式網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點,1.2 現(xiàn)代通信網(wǎng)的分類,1按業(yè)務(wù)類型分 按業(yè)務(wù)類型，可以將通信網(wǎng)分為電話通信網(wǎng)(如PSTN、移動通信網(wǎng)等)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(如X.25、Internet、幀中繼網(wǎng)等)、計算機通信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)等。 2.按通信的傳輸手段進行分 按通信的傳輸手段進行分類，分為長波通信網(wǎng)、載波通信網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)、無線電通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、微波接力網(wǎng)和散射通信網(wǎng)等。,3按信號傳輸方式分 按信號傳輸方式，可以將通信網(wǎng)分為模擬通信網(wǎng)和數(shù)字通信網(wǎng)。 4按運營方式分 按運營方式，可以將通信網(wǎng)分為公用通信網(wǎng)和專用通信網(wǎng)。 需要注意的是，從管理

10、和工程的角度看，網(wǎng)絡(luò)之間本質(zhì)的區(qū)別在于所采用的實現(xiàn)技術(shù)的不同，其主要包括三方面：交換技術(shù)、控制技術(shù)以及業(yè)務(wù)實現(xiàn)方式。而決定采用何種技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的主要因素則有：用戶的業(yè)務(wù)流量特征、用戶要求的服務(wù)性能、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的物理范圍、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、當(dāng)前可用的軟硬件技術(shù)的信息處理能力等。,5.按通信服務(wù)的區(qū)域進行 按通信服務(wù)的區(qū)域進行劃分，分為農(nóng)話通信網(wǎng)、市話通信網(wǎng)、長話通信網(wǎng)和國際通信網(wǎng)或局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)等。 6.按通信的活動方式分 按通信的活動方式分，分為固定通信網(wǎng)和移動通信網(wǎng)等。,7.按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分 主要有星型、網(wǎng)狀型、環(huán)型、樹型、總線型、復(fù)合型等幾種。 （1）星型網(wǎng) 星型網(wǎng)是一種以中央節(jié)點為中心，

11、把若干外圍節(jié)點(或終端)連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)，所以也被稱為輻射網(wǎng)。 （2）網(wǎng)狀型網(wǎng) 網(wǎng)狀型網(wǎng)由多個節(jié)點或由用戶之間互連而成，它是一種完全互聯(lián)的網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)特點是網(wǎng)內(nèi)任何兩個節(jié)點之間均有直達線路相連。 （3）環(huán)型網(wǎng) 環(huán)型網(wǎng)中所有節(jié)點首尾相連，組成一個環(huán)。N個節(jié)點的環(huán)網(wǎng)需要N條傳輸鏈路。,圖1.5 通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),（4）樹型網(wǎng) 樹型網(wǎng)可以看成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的擴展，在樹型網(wǎng)中，節(jié)點按層次連接，信息交換主要在上、下節(jié)點之間進行。樹型結(jié)構(gòu)主要用于用戶接入網(wǎng)或用戶線路網(wǎng)中。 （5）總線型網(wǎng) 總線型網(wǎng)結(jié)構(gòu)屬于共享傳輸介質(zhì)型網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)中所有的節(jié)點都連接在一個公共傳輸總線上，任何時候只允許一個用戶占用總線發(fā)送

12、或接收數(shù)據(jù)。 （6）復(fù)合型網(wǎng) 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，復(fù)合型網(wǎng)是由網(wǎng)狀型網(wǎng)和星型網(wǎng)復(fù)合而成的。組網(wǎng)時根據(jù)業(yè)務(wù)量的需要，以星型網(wǎng)為基礎(chǔ)，在業(yè)務(wù)量較大的轉(zhuǎn)接交換中心區(qū)間采用網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)，所以整個網(wǎng)絡(luò)比較經(jīng)濟且穩(wěn)定性較好。,1.3 現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要特點,1.使用方便 功能強大的通信終端可為用戶提供方便的使用條件。 電話機、傳真機、計算機等通信終端使用非常便利，操作者通過簡單的幾個按鍵或點擊鼠標(biāo)，即可向遠(yuǎn)在萬里的人們傳遞信息，達到信息交流的目的。,2.安全可靠 現(xiàn)代通信網(wǎng)是社會的神經(jīng)系統(tǒng)，已成為社會活 動的主要機能之一，人們迫切希望現(xiàn)代通信網(wǎng)傳遞 信息安全、可靠。 現(xiàn)代通信網(wǎng)的服務(wù)功能充分考慮了用戶傳遞信 息的

13、安全和可靠因素，采用了大量的有效措施。 例如，對傳輸信息的傳輸鏈路加密、網(wǎng)絡(luò)進入的認(rèn)證等方式，有效地防止了信息的誤傳：對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的安排有效地解決了部分設(shè)備故障帶來的信息傳遞的延誤等。,3.靈活多樣 在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中，雙方既可以進行文字的交流，也可以交換和共享數(shù)據(jù)信息；既可以進行真誠的語音交流，也可以進行富有感情色彩的多媒體信息交流。 總之，現(xiàn)代通信網(wǎng)提供了豐富多彩、靈活多樣的信息服務(wù)。,4.覆蓋范圍廣 “海內(nèi)存知己，天涯若比鄰”，現(xiàn)代通信網(wǎng)拉近了人與人之間的距離。無論你是出差辦事、商務(wù)活動、還是探親訪友：無論你是在國內(nèi)活動，還是在國外旅游，現(xiàn)代通信網(wǎng)都能為你提供廣泛的信息交流服務(wù)。,1.4 通

14、信網(wǎng)的發(fā)展史,21世紀(jì)人類的活動越來越多地依賴于通信網(wǎng)，通信網(wǎng)日益成為現(xiàn)代社會的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，人類社會正明顯地向以通信網(wǎng)為主體的信息社會演變。人類目前擁有各種各樣的通信網(wǎng)，如電話通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、計算機通信網(wǎng)等，它們的任務(wù)都是傳遞信息。通信網(wǎng)對人類社會發(fā)展的最重要貢獻是，消除了通信用戶之間在地理上的距離，使世界在信息共享意義上成為了“地球村”，為人類大范圍的合作創(chuàng)造了良好的條件。,1.4.1 現(xiàn)代通信網(wǎng)的發(fā)展過程,1.第一階段 現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第一階段是19世紀(jì)中葉至20世紀(jì)40年代。 第一階段又可分為有線通信和無線通信兩大類。,有線通信部分： （1）傳輸 1844年有線電報的發(fā)明人莫爾斯親自從

15、華盛頓向他的大學(xué)發(fā)出第一份電報； 1854年美國軍隊在克里米亞戰(zhàn)爭中，建立了從司令部到下屬部隊的電報通信網(wǎng)； 在甲午戰(zhàn)爭中，中國也使用了電報。,（2）交換 人工交換機：發(fā)明電話以后的很短時間里，人們已經(jīng)開始意識到電話線應(yīng)該匯接到一個中心，在中心點上建立兩個電話的線路連接，這就是以人工交換臺為基礎(chǔ)的電話通信網(wǎng) ； 步進制交換機：1889年發(fā)明了機電式的步進制交換機，由用戶撥號脈沖直接控制機電器械選擇路由的步進制交換機，一直用至20世紀(jì)70年代； 縱橫制交換機：1932年瑞典人發(fā)明了類似繼電器接通的縱橫制交換機。,無線通信部分 1895年馬可尼和波波夫分別發(fā)明了無線電收發(fā)報機。這種不受位置限制、通

16、信距離遠(yuǎn)和速度快的通信手段很快風(fēng)靡軍隊。 1897年美國陸軍在紐約附近建立了一條試驗性艦岸無線線路。 1905年清朝政府北洋新軍為海軍船只裝備了無線電臺。 在第二次世界大戰(zhàn)中，出現(xiàn)了短波、超短波無線電臺、無線接力機，配合傳真機和多路載波機等通信設(shè)備，開始產(chǎn)生保障通信的完整體制和編制。,現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第一階段形成了有線電話、電報和無線電電臺為主，簡易信號和運動通信為輔的通信網(wǎng)。 綜上所述，現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展第一階段的主要技術(shù)特征是信息開始以電磁信號的形式實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，即電話、電報傳輸。,第一階段的主要成果,2第二階段,現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第二階段是在20世紀(jì)5070年代。 （1）新器件的產(chǎn)生。 晶體

17、管、半導(dǎo)體集成電路和計算機等技術(shù)的發(fā)展，為通信網(wǎng)的發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。 （2）微波接力通信的應(yīng)用。 1951年美國建成了第一條有100個中繼站的微波接力通信線路，采用4GHz工作頻率和20MHz帶寬，從此中大容量模擬無線接力系統(tǒng)在全世界推廣應(yīng)用。 （3）多路復(fù)用。 20世紀(jì)60年代基于脈沖編碼調(diào)制(PCM)(每路電話64kbits)的數(shù)字傳輸體系開始建立，至今仍是通信網(wǎng)傳輸體系的骨干。 （4）程控交換系統(tǒng)。1965年美國AT&T推出了第一個程控本地交換系統(tǒng)。 （5）衛(wèi)星通信。1962年美國發(fā)射了一顆AT&T通信衛(wèi)星，第一次實現(xiàn)了跨越大西洋的電視轉(zhuǎn)播。 1965年第一顆地球同步通信衛(wèi)星INTEL

18、SAT-I發(fā)射。,現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第二階段中，數(shù)字通信體制的出現(xiàn)(由于抗干擾能力強、便于計算機處理、高安全性加密，以及能很好地滿足現(xiàn)代通信自動控制的要求)使得原來占絕對統(tǒng)治地位的模擬通信體制不可逆轉(zhuǎn)地被數(shù)字體制替代。 現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展第二階段的主要技術(shù)特征是自動交換、多路復(fù)用、數(shù)字傳輸體系、衛(wèi)星通信等共同作用而實現(xiàn)的綜合通信網(wǎng)。,第二階段的主要成果,3第三階段,現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第三階段大致在20世紀(jì)的7080年代。 （1）光纖通信。1970年一根涂有二氧化硅的光導(dǎo)纖維的傳輸損耗達到了20dBkm，1959年激光的發(fā)明導(dǎo)致光通信技術(shù)的起步。 （2） ARPA網(wǎng)。1966年在美國國防部高級研究計劃署

19、的資助下，建立了第一個分組交換實驗網(wǎng)-ARPA網(wǎng)，1971年開始投入試驗運行。 （3）以太網(wǎng)。1974年RMMetcalfe和同事們作為實驗計劃，開始了后來最為人們熟悉的以太網(wǎng)(Ethernet)研究。,現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第三階段中，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)開始成為通信網(wǎng)的重要組成部分。 在這階段，通信信息中非語音內(nèi)容顯著增加，如大量數(shù)字化圖像的情報、導(dǎo)航、定位和計算機信息等。 現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第三階段的主要技術(shù)特征是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、分組交換系統(tǒng)和大容量光纖、數(shù)字微波傳輸體系的形成。,第三階段的主要成果,4第四階段,現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第四階段開始于20世紀(jì)80年代中期。 1972年原CCITT(現(xiàn)為ITU-T)在G7

20、03建議中初步定義了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(1SDN)的概念，1984年通過了ISDN的I系列建議，被稱為ISDN發(fā)展的第一個里程碑。 ISDN是一種全數(shù)字化、業(yè)務(wù)綜合化、傳輸與交換一體化和標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的全新通信網(wǎng)。ISDN提供電話、數(shù)據(jù)、文字、圖像業(yè)務(wù)和線路承載(租用)。,現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第四階段，計算機通信網(wǎng)，特別是因特網(wǎng)及其網(wǎng)上應(yīng)用系統(tǒng)的出現(xiàn)，極大地推動了多媒體通信的發(fā)展。 防通信網(wǎng)開始從原來的傳輸網(wǎng)向信息網(wǎng)轉(zhuǎn)化，通信網(wǎng)逐步形成信息傳輸和應(yīng)用一體化的趨勢。 現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的第四階段主要技術(shù)特征是ISDN和互聯(lián)網(wǎng)的形成。,第四階段的主要成果,1.4.2 現(xiàn)代通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢,在當(dāng)今科技高速發(fā)展的年

21、代，信息呈爆炸式出現(xiàn)和廣為人們所利用，作為信息的承載體網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展也格外為人們所重視。 因此，研究和探討未來通信網(wǎng)發(fā)展的趨勢，從容地應(yīng)對挑戰(zhàn)必須引起我們的高度重視。 具體來講，現(xiàn)代通信網(wǎng)發(fā)展的趨勢主要體現(xiàn)在五個方面。,1網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化 100多年來，通信網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)一直是電話業(yè)務(wù)，因而通信網(wǎng)一般稱為電話通信網(wǎng)。 近10年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和信息時代的到來，信息交流日益廣泛，電話用戶的平均年增長率為5一10左右。近年來，由于計算機的廣泛應(yīng)用和普及，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)正呈現(xiàn)指數(shù)式增長態(tài)勢，平均年增長率達2540，遠(yuǎn)高于電話業(yè)務(wù)的增長。特別是IP業(yè)務(wù)正呈現(xiàn)爆炸式增長，其規(guī)模和業(yè)務(wù)量快速增長。 隨著通信數(shù)據(jù)

22、處理量日益增加，特別是信息涉及范圍的進一步拓寬，通信網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化已成為不可阻擋的潮流。,2網(wǎng)絡(luò)信道光纖化 鑒于光纖的巨大帶寬、小重量、低成本和易維 護等一系列優(yōu)點，從20世紀(jì)80年代中期以來，通信網(wǎng)的光纖化一直是包括中國在內(nèi)的世界各國通信網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢之一。 開始，光纖化的重點是長途通信網(wǎng)，然后轉(zhuǎn)向中繼網(wǎng)和接入網(wǎng)的饋線段，目前正在逐漸向配線段延伸。,在新一輪通信網(wǎng)的光纜建設(shè)高潮中，有四個重要的技術(shù)新特點。 其一是統(tǒng)一采用新一代的非零色散光纖，特別是大有效面積光纖和低色散斜率光纖。目的是為了支撐下一代超高速迢高容量通信網(wǎng)。 其二是光纜芯數(shù)明顯增加，平均可高達100芯以上。目的主要是為了轉(zhuǎn)售光纖

23、。 其三是普遍采用以10Gbits為基礎(chǔ)的密集波分復(fù)用技術(shù)。按照這三個特點，目前干線路由橫截面的傳輸能力可以高達10Tbits，而傳輸成本可望比傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)降低一個數(shù)量級左右。 其四主要是設(shè)計以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特別是IP業(yè)務(wù)為中心的融合通信網(wǎng)，當(dāng)然也計劃將來支持語音業(yè)務(wù)。,隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量特別是IP業(yè)務(wù)量的飛速增長，主要有下面三大類應(yīng)用對以電話業(yè)務(wù)量為主的傳統(tǒng)通信網(wǎng)形成越來越大的壓力： (1)大量低延時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用(諸如Web瀏覽、LAN)需要高帶寬。諸如Web瀏覽的典型帶寬可從數(shù)百kbits到數(shù)Mbits，而LAN的典型帶寬可從數(shù)Mbits到上百Mbits。 (2)本身帶寬窄，但通信量極大的業(yè)務(wù)應(yīng)用(

24、諸如電話、E-mail)也需要很高的網(wǎng)絡(luò)帶寬。而且除了電話業(yè)務(wù)特別是蜂窩移動電話業(yè)務(wù)在繼續(xù)增長外，目前E-mail的附件規(guī)模正變得越來越大。 (3)固有的寬帶應(yīng)用(諸如圖像、文件備用)更需要高帶寬。上述三者結(jié)合在一起形成了對傳統(tǒng)通信網(wǎng)巨大的業(yè)務(wù)量壓力。,3網(wǎng)絡(luò)容量寬帶化,網(wǎng)絡(luò)容量寬帶化的發(fā)展 從現(xiàn)代通信網(wǎng)處理的具體業(yè)務(wù)上來看，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，用戶對寬帶新業(yè)務(wù)的需求開始迅速增加。 （1）光纖傳輸、計算機和高速數(shù)字信號處理器件等關(guān)鍵技術(shù)的進展，使寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)的實現(xiàn)成為可能。 （2）B-ISDN基礎(chǔ)是新的光干線傳輸體系、異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)傳輸方式、復(fù)用和交換。 （3）以

25、ATM技術(shù)為核心的B-ISDN己進入實用化階段，有大量的ATM產(chǎn)品問世。以ATM交換機為骨干組建的大型廣域網(wǎng)已開始出現(xiàn)，可承載ATM、幀中繼、電路仿真、N-ISDN等多種業(yè)務(wù)，能提供遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻點播等服務(wù)。,4網(wǎng)絡(luò)接入無線化 100多年來，無論是核心網(wǎng)，還是接入網(wǎng)，通信網(wǎng)基本上是有線通信業(yè)務(wù)的一統(tǒng)天下。 只有在一些特殊的時期和特殊的地區(qū)，無線才有過短暫的輝煌。然而，隨著光纖的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，無線的地位再次衰退下去。 目前在傳統(tǒng)通信網(wǎng)干線網(wǎng)上，光纖系統(tǒng)的成本已比微波系統(tǒng)低一個數(shù)量級以上，微波通信系統(tǒng)只能作為一種通信網(wǎng)的補充和輔助手段而存在。就接入網(wǎng)而言，傳統(tǒng)的無線一點多址系統(tǒng)也只有在

26、偏遠(yuǎn)地區(qū)和特殊地理區(qū)域才占有一席之地。,近幾年來，隨著蜂窩移動通信系統(tǒng)和固定無線接入系統(tǒng)的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，無線在通信網(wǎng)中的地位正在發(fā)生根本性的變化。 據(jù)各種研究報告的綜合分析結(jié)果表明，全球蜂窩移動用戶在2006年左右將可能達到13億，與有線用戶數(shù)基本持平。 以后將逐漸超過有線用戶，從數(shù)量上成為網(wǎng)絡(luò)接入的主要手段。我國的情況估計大約滯后68年，預(yù)計在2010年至2015年之間，無線用戶數(shù)將會逐漸超過有線用戶數(shù)。今后這種通信網(wǎng)接入的無線化趨勢將會越來越明顯。,5網(wǎng)絡(luò)傳輸分組化 具有100年歷史的電路交換技術(shù)盡管有其不可磨滅的歷史功勛和內(nèi)在的高質(zhì)量、嚴(yán)管理優(yōu)勢，但其基本設(shè)計思想是以恒定對稱的話務(wù)量為

27、中心，采用了復(fù)雜的分等級時分復(fù)用方法，語音編碼和交換速率為64kbits。 分組化通信網(wǎng)具有傳統(tǒng)電路交換通信網(wǎng)所無法具備的優(yōu)勢。諸如無復(fù)雜的時分復(fù)用結(jié)構(gòu)，有信息才占用網(wǎng)絡(luò)資源，效率高、成本低，信令、計費和網(wǎng)管簡單，可適應(yīng)非對稱的突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。 顯然，隨著通信網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量成為主導(dǎo)后，從傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)逐步轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)特別是IP為基礎(chǔ)的整個通信新框架將是歷史的必然。,1.4.3.未來通信網(wǎng)管理新技術(shù)及其發(fā)展,1網(wǎng)絡(luò)管理綜合化 通信網(wǎng)綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(INMS)，它具有： (1)管理各子網(wǎng)內(nèi)的所有資源，從低級到中級，直至端系統(tǒng)。 (2)提供單一網(wǎng)絡(luò)操作接口，使用方法簡便易學(xué)。 (3)采用單一管理詞匯集，容易記憶。 (4)采用單一公共管理功能集。 (5)不同管理對象定義之間自動翻譯。 (6)自動維持各管理對象之間聯(lián)系等功能。,2網(wǎng)絡(luò)管理智能化 對未來的網(wǎng)絡(luò)管理來說，人工智能在現(xiàn)代通信網(wǎng)中的應(yīng)用可以分成四類： (1)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(包括網(wǎng)絡(luò)配置)中用在線分析、實時交互式專家系統(tǒng)可支持網(wǎng)絡(luò)配置的動態(tài)修改和網(wǎng)絡(luò)操作中的故障檢測、故障診斷和路由選擇。 采用分布式人工智能技術(shù)后，專家系統(tǒng)的