单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三讲 电信网络与网络融合,主讲 郭宇春,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,通信 电信,通信,传递信息,光,/,电信号,远程,telecommunication,，,电信,1876 Bell Speaking into Telephone,First Transatlantic Radio Service Marconi Operator Leon R.Johnstone is shown transmitting the first official messages of the commercial wireless telegraph service from Marconi Towers,near Glace Bay,Nova Scotia,to Clifden,Ireland,on 17 October 1907.Ten thousand words ere exchanged between the stations on the first day of operation.Source:,Marconi operator Johnstone,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,通信网组成,三要素,终端系统,电话机、手机、计算机、,PDA,、,传输系统,SDH,、,WDM,、无线、卫星、,交换系统,程控交换机、,FR/ATM,交换机、路由器、,规程约定,信令、协议、标准、,language for Interoperating,Internetworking,通信网是由多个终端节点、交换节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的系统,电信网络,9,/60,9,/,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,Public Service Telephone Network,1878,年研制出磁石式交换机,最早建立的电信网络,电话网,Public Service Telephone Network,1878,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,1,2,3,交换,设备,A,B,C,D,E,F,4 5 6,电路交换,编号,/,编址标识节点,网络规模及服务范围,每个交换机能够服务的用户有限,增加交换机,用户之间距离增加,本地网,长途网,早期,5,级电话网结构,现在的电话网结构,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,分组交换,Data transmitted in,small packets,.,Longer messages are split into,series of packets,.,Each packet contains a,portion of user data plus some control info,(headers and trailers)for routing or other purposes.,Packets are received,stored briefly(buffered)and past on to the next node-,store and forward,.,广播电视网,无线,卫星,有线,cable,（,CATV-CAble TeleVision),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,HFC,2000,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,拓朴结构,网络元素间如何连接？,常见拓扑结构,拓扑结构影响什么？,与性能的关系？,大规模通信网用什么拓扑结构？,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,网络体系结构,网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。,国际标准组织,ITU-T,（,International Telecommunication Union,，,Telecommunication Standardization Sector(ITU-T),传统电信网络标准的主要制订机构，前身为国际电报电话咨询委员会,(CCITT),，负责研究通信技术准则、业务、资费、网络体系结构等，并发表相应的建议书,ISO(International Standards for Business,Government and Society),an,international-standard,-setting body composed of representatives from various national,standards organizations,.,IETF(Internet Engineering Task Force),IAB(Internet Architecture Board),下属的标准制定机构,Internet,协议标准的制订机构,开放式标准制订过程,标准建议以,RFC(Request for Comments),形式在网上公开发布,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(International Standard Organizaiton),提出,OSI(Open System Interconnection),普适性开放标准,仅为参考模型，不涉及具体设计,应用,表示,会话,运输,网络,数据链路,物理,应用,表示,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,email WWW phone.,copper fiber radio.,SMTP HTTP RTP.,TCP UDP,IP,ethernet PPP,CSMA,a,sync,SDH,.,网络体系结构：垂直分解,业务网,电话、数据、图像、视频和多媒体等业务网,传送网,业务承载网，主要由各种传输线路和传输设备,PDH/SDH/WDM,支撑网,同步网,信令网,管理网,业务应用,业务网,传送网,支,撑,网,TMN,的层次、功能和业务域,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,Core,Access,Home,Access,Home,ADSL,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,ONU,OLT,I,D,W,D,M,ONU,ONU,D,W,D,M,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