第三講電信網絡與網絡融合通信工程專業導論2010級通信工程專業教學安排節次內容主講第一講專業方向知識框架介紹劉穎第二講專業方向知識框架介紹劉穎第三講電信網絡與網絡融合郭宇春第四講無線與移動通信姚冬萍第五講光通信孫強第六講計算機網絡周華春第七講信息安全張振江第八講研討郭宇春問題通信網絡與通信系統的差別？什么需求促使通信網絡出現？通信網絡核心要素？電信網絡？提供不同業務的電信網絡通信網絡設計要求？如何構建通信網絡？需要解決的主要問題網絡技術發展？歷程/趨勢/動力系統組成主要問題如何發送/接收信號？信號調制/解調,編碼/解碼,…信道/噪聲對信號的影響？系統分析方法設計目標：通信質量/性能可靠：盡可能準確有效：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信宿接收設備發送設備信源消息電信號消息電信號通信系統分類通信網絡n方問題終端數量？傳輸線數量？兩點之間的通信n點中任意兩點通信通信網絡如何解決n方問題？交換的產生交換（Switching)交換設備：n個物理/邏輯輸入/輸出端口信息從交換設備的某個輸入端口轉移到某個輸出端口的過程網絡核心交換設備電信網絡9/609/9基礎電信運營商的變革：郵電局電信局郵政局時間電信局無線局中國聯通中國移動中國網通中國吉通數據局中國電信中國聯通中國電信中國網通中國電信南方北方C網中國衛通鐵通公司中國移動中國移動鐵道部中國航天科技集團公司電郵運營商為公眾用戶提供通信服務的運營的通信網絡最早建立的電信網絡——電話網PublicServiceTelephoneNetwork1878年研制出磁石式交換機最早建立的電信網絡——電話網PublicServiceTelephoneNetwork1878年美國：磁石式交換機人工交換1900年美國：Stroger步進式交換機1919年瑞典：縱橫式交換機1965年美國：程控交換機1970年法國：數字程控交換機自動交換123交換設備ABCDEF456電路交換編號/編址標識節點終端移動與固定電話網互連移動電話網數據通信網最早的數據通信——電報通信網電信的發展是先有電報后有電話電報網基于數字技術，電話網是從模擬起步的電報網被電話網取代利用載波電報的方法在話路內可同時傳送24路電報，獨立的公用電報網就失去了存在的必要性電話網上實現數據通信：傳真(圖像)就20世紀70年代可利用的業務而言，電話網稱得上是多業務的綜合網計算機發展推動數據通信數據通信與話音通信的不同信源更復雜信源速率不同速率可變對錯誤敏感延時要求低一些數據網絡實例X.25分組交換網局域網LAN幀中繼網Internet(互聯網)…典型的數據通信網廣播電視網無線衛星有線cable（CATV-CAbleTeleVision)

1979年有線電視在倫敦開通;1980年左右—公用天線系統;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—HFC2000年--以HFC為基礎向雙向基于IP的寬帶多業務IPTV，有線高清晰度數字電視HDTV發展對通信網的要求轉接的任意性網絡內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絡內傳遞可靠性概率意義上的可靠質量的一致性子系統滿足的質量指標：局部性；一致的全程指標：全局性網絡的靈活性允許新用戶或新業務進網；與其他網絡互聯互通；具有一定的過載能力經濟上的合理性技術/社會條件/人為因素信息安全性信息竊取/攻擊通信網中的問題網絡元素間如何連接？拓撲結構如何找到一條連接通信雙方的好路？路由網絡節點如何在輸入/輸出端間實現信息傳遞？交換如何保證終端之間高效可靠傳遞信息？傳輸如何組織網絡元素？體系結構與協議規程路由如何找到一條連接通信雙方的好路？經過多個交換設備（網絡節點）連通多條路徑中選擇哪條路更好？路由方式預先找到好路：靜態路由當前的好路：動態路由什么是好路？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…目標用戶滿意質量/性能/服務價格運營商盈利成本傳輸目標多/快準/穩可靠傳輸技術差錯控制傳輸出錯：噪聲、干擾擁塞/流量控制網絡擁塞：數據流量接近或大于網絡傳輸和處理容量健壯/容錯能力鏈路和節點故障寬帶傳輸——修更寬的路SDH/WDM復用技術——路上跑更多的車頻分復用FDM波分復用WDM

時分復用TDM

統計時分復用STDM……協議規程分層獨立簡化標準接口與服務郵政系統的分層協議模型OSI七層模型ISO(InternationalStandardOrganizaiton)提出OSI(OpenSystemInterconnection)普適性開放標準僅為參考模型，不涉及具體設計

應用

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運輸

網絡數據鏈路

物理

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物理

物理媒質主機節點主機TCP/IP協議分層emailWWWphone...copperfiberradio...SMTPHTTPRTP...TCPUDP…IPethernetPPP…CSMAasyncSDH...網絡體系結構：水平分解核心網：傳輸、路由、交換節點能力/傳輸能力？接入網：將用戶接入到核心網ADSL，WLAN，WiMaX，PON…用戶駐地網：用戶負責CoreAccessHomeAccessHomeADSL接入系統

網絡技術發展寬帶傳輸無線接入IP承載與數據分組化網絡融合北京天津石家莊太原成都重慶貴陽昆明廣州長沙哈爾濱呼和浩特濟南西寧南寧柳州南昌上海蚌埠南京福州杭州沈陽長春烏魯木齊鄭州武漢西安洛陽蘭州銀川烏魯木齊寬帶傳輸寬帶需求大量低延時數據業務的增長

Web瀏覽，LAN本身帶寬窄，但通信量極大Email及附件，移動電話高帶寬應用流媒體，圖像傳輸，電視轉播網路自愈需要多消耗30%-60%光傳輸能力提高干線網城域網接入網局域網用戶網FTTR（光纖到地區）FTTZ（小區）FTTC（路邊）FTTB（大樓）FTTH（到戶）FTTD（桌面）通信業務帶寬需求無線接入Mobile核心網：有線接入網：無線

光纖接入網干線網絡固定臺基站BTS主干寬帶交換機基地臺（BS）寬帶接入設備ONUOLTIDWDMONUONUDWDM主干交換機主干交換機移動交換中心(MSC）IP承載與數據分組化計算機的大量應用與普及=>網絡業務數據化電路交換對突發數據而言，傳輸交換成本高，效率低以分組傳輸、交換效率高，成本低美國長途業務量分布圖麥肯錫等公司統計網絡融合業務繁多…垂直綜合業務網絡低效FullServiceSpectrumBroadcastTVHigh-definitionTVEnhancedpay-per-viewVideo-on-demandInteractiveTVInteractivevideogamesVideocatalogshoppingDistancelearningDesktopmultimediaImagenetworkingTransactionservicesInternetaccessTelecommutingVideoconferencesVideotelephonyWirelessAccessCellular/PCSsystemsPOTS-PlainoldtelephoneserviceEntertainmentInformationTransactionsCommunications網絡融合電信網公用數據網無線網有線電視網計算機局域網因特網1835年電報網1876年模擬電話網3.4KHz1960年程控電話網64Kb/s1988年ISDN192Kb/s-2Mb/s1992年B-ISDN155Mb/s-622Mb/s1976年分組交換網9.6Kb/s-64Kb/s1990年幀中繼網2~45Mb/s80年代模擬移動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Gb/s-Tb/s450MHz60ch.模擬TV750MHz~1GHz200ch。數字TVVoIP40年代提出t現有網絡的融合：3網合一Communicationnetwork電信網CableTVnetwork有線電視網Computernetwork計算機網下一代網絡NGNITU-TISDNBISDNATMSDH下一代網絡nextgenerationnetwork軟交換IP承載網基于分組傳送控制功能與承載能力、呼叫/會晤、應用/服務分離業務提供與網絡分離，并提供開放接口支持廣泛的業務，包括實時/流/非實時和多媒體業務具有端到端透明傳遞的寬帶能力與現有傳統網絡互通具有通用移動性提供用戶自由選擇業務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(wherever)任何時間(whenever)任何對象(whichever)任何方式(Whatever)

發展的動力你的角色你期望大學教育給你帶來什么？有能力創建更美好的生活什么樣的更好的生活？ImagineitCreateit理想的網絡？NetworkofphonesNetworkofcomputersNetworkofthingsNetworkofinformationNetworkof…?你未來的用武之地新應用新技術新網絡促進

產生滿足創新需求新技術技術與需求之間的距離——新問題，驅動力小結通信網絡目標通信網絡構成終端、傳輸設備、交換設備；協議規程支持不同業務的通信網絡電話網、數據網、廣電網通信網絡設計中的主要問