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1、第十章第十章 电信新技术电信新技术 本章内容本章内容移动通信系统的演进移动通信系统的演进下一代网络与软交换技术下一代网络与软交换技术无线宽带接入技术无线宽带接入技术IP多媒体子系统多媒体子系统通信网络及其发展演进通信网络及其发展演进10.1 移动通信系统的演进移动通信系统的演进10.1.1 移动通信系统演进移动通信系统演进10.1.2 第四代移动通信通信系统第四代移动通信通信系统10.1.1 移动通信系统演进移动通信系统演进第一代模拟式仅提供语音服第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数字移动通信系务；第二代数字移动通信系统传输速率也只有，最高可统传输速率也只有，最高可达达32Kbps，如，如PH
2、S；而第三；而第三代移动通信系统数据传输速代移动通信系统数据传输速率可达到率可达到2Mbps；第四代移；第四代移动通信系统可以达到动通信系统可以达到10Mbps至至20Mbps。10.1.2 第四代移动通信通信系统第四代移动通信通信系统第三代移动通信系统主要是以第三代移动通信系统主要是以CDMA为核为核心技术，第四代移动通信系统技术则以心技术，第四代移动通信系统技术则以正交频分多路复用技术（正交频分多路复用技术（Orthogonal Freqency Division Multiplexer，OFDM）为）为核心技术，提供增值服务。核心技术，提供增值服务。图图10-2 第四代系统的小区第四代系
3、统的小区/无线网络结构无线网络结构10.2 下一代网络与软交换技术下一代网络与软交换技术 无所不在的信息需求，推动了网络融合，无所不在的信息需求，推动了网络融合，下一代网的愿景是：下一代网的愿景是：任何事物都可以使用通信网任何事物都可以使用通信网任何地方都能使用通信网任何地方都能使用通信网任何时间都能使用通信网任何时间都能使用通信网任何方式（融合任何方式（融合WLAN/WiMax、有线、有线、3G、GPS等技术）等技术）10.2.1 网络融合的趋势网络融合的趋势 互联网互联网下一代移动网下一代移动网3G、4GB3GPSTN网网广电网广电网下一代互联网下一代互联网(NGI)IPv6下一代接入网下
4、一代接入网下一代传输网下一代传输网NGN移动网移动网图图10-3 下一代网的总体框架下一代网的总体框架身份可识别，可计费各种业务的运营需要一个安全可靠的IP网络可以识别网络应用，动态分配网络资源图图10-4 多业务融合的智能网络多业务融合的智能网络图图10-5 网络家电示意图网络家电示意图10.2.2 下一代网络下一代网络下一代网络（下一代网络（NGN）是一个建立在）是一个建立在IP技术基础上的新型技术基础上的新型公共电信网络，能够容纳各种形式的信息，在统一的公共电信网络，能够容纳各种形式的信息，在统一的管理平台下，实现音频、视频、数据信号的传输和管管理平台下，实现音频、视频、数据信号的传输和
5、管理，提供各种宽带应用和传统电信业务，是一个真正理，提供各种宽带应用和传统电信业务，是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。体化、传输接入一体化的综合业务网络。NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立；其传送技术相独立；NGN使用户可以自由接入到不同使用户可以自由接入到不同的业务提供商；的业务提供商；NGN支持通用移动性。支持通用移动性。P
6、STN，GSM，ATM，.网络运行中心软交换转换网关网关IP网内容服务器业务层图10-6 下一代网的基本结构10.2.3 软交换的网络结构及实现软交换的网络结构及实现传统电信网的传统电信网的“呼叫控制呼叫控制”功能是与业务结合在一起功能是与业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能也不同。的，不同的业务所需要的呼叫控制功能也不同。软交换则与业务无关，这要求它提供的呼叫控制功能软交换则与业务无关，这要求它提供的呼叫控制功能完成对各种业务的基本呼叫控制，通过把呼叫控制和完成对各种业务的基本呼叫控制，通过把呼叫控制和业务交换分离到不同平面，提供强大的软件业务交换分离到不同平面，提供强大的软件A
7、PI接口。接口。软交换可把低层的传输服务与控制信令协议绑定，实软交换可把低层的传输服务与控制信令协议绑定，实现业务应用层中一种服务到另一种服务的平滑过渡，现业务应用层中一种服务到另一种服务的平滑过渡，并可快速地将新的业务引入到现有的平台土。基于软并可快速地将新的业务引入到现有的平台土。基于软交换的网络体系结构如图交换的网络体系结构如图10-7所示。所示。传输服务层业 务 生 成 服 务 器（SCP）媒体服务器应用服务器策略服务器业务应用层控制层软交换软交换软交换媒体接入层核心传输网信 令 网 关7号信令 网媒 体 网 关公共交换电信网无 线 网 关移动网接 入 网 关用户终 端媒 体 网 关I
8、P/ATM/FR/X.25图10-7 基于软交换的网络体系结构软交换作为新、旧网络融合和关键设备，软交换作为新、旧网络融合和关键设备，必须具有以下功能。必须具有以下功能。1.媒体网关接入功能媒体网关接入功能2.呼叫控制功能呼叫控制功能3业务提供功能业务提供功能4.互联互通功能互联互通功能10.2.4 下一代互联网下一代互联网NGI互联网与可管理的互联网与可管理的IP网并存，网并存，NGI和和NGN并存并存 图10-8 网络的演化10.3 无线宽带接入技术无线宽带接入技术宽带无线接入以其组网灵活迅速、升级宽带无线接入以其组网灵活迅速、升级维护方便以及高速双向数据传输等优点维护方便以及高速双向数据
9、传输等优点正赢得业界的青睐。正赢得业界的青睐。当前，主要有当前，主要有WiMAX，MMDS，LMDS，WLAN，UWB，HSDPA，EVDO，SCDMA等等无线宽带技术。无线宽带技术。10.3.1 无线宽带接入技术标准无线宽带接入技术标准无线宽带接入技术标准有：无线宽带接入技术标准有：个域网接入技术（个域网接入技术（WPAN）：标准，如蓝牙；）：标准，如蓝牙；局域网接入技术（局域网接入技术（WLAN）：标准，如）：标准，如WiFi；城域网接入技术（城域网接入技术（WMAN）：标准，如）：标准，如WiMAX；广域网接入技术（广域网接入技术（WWAN）：标准，如）：标准，如Mobile-F。10.
10、3.2 短距离无线接入短距离无线接入常见短距离无线接入技术包括：常见短距离无线接入技术包括：UWB、ZIGBEE、Bluetooth 等。等。UWB作为一种超高速的短距无线接入技术，作为一种超高速的短距无线接入技术，能在能在10米左右的范围内实现每秒数百兆至数米左右的范围内实现每秒数百兆至数吉比特的数据传输速率；吉比特的数据传输速率；ZIGBEE主要应用于家庭电器控制、工业应用主要应用于家庭电器控制、工业应用等领域；等领域；Bluetooth作为个人通信接入技术，主要应用作为个人通信接入技术，主要应用在蓝牙耳机等领域。在蓝牙耳机等领域。10.3.3 WiMAX技术技术WiMAX是一项新兴的无线
11、城域网是一项新兴的无线城域网（WMAN）技术，是针对微波和毫米波频）技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。段提出的一种新的空中接口标准。全球微波接入互操作性（全球微波接入互操作性（World Interoperability for Microwave Access，WiMAX）技术是宽带无线接入）技术是宽带无线接入（Broadband Wireless Access，BWA）标）标准。准。10.3.4 各种无线接入技术比较各种无线接入技术比较技术技术标准标准使用使用吞吐率（最高）吞吐率（最高）范围范围频率频率WiMAX802.16d无线城域网75Mbit/s（20MHz B
12、W）视距50km；非视距1016km低于11GHzWiMAX802.16e移动无线局域网30 Mbit/s（10MHz BW）3.28km26GHzWi-Fi802.11a/b/g无线局域网1154Mbit/s（20MHz BW）100m2.4，5GHzWCDMA/UMTS3G无线广域网2 Mbit/s（采用HSDPA技术，可达10 Mbit/s）1.68km1800，1900，2100MHzCDMA20001x EV-DO3G无线广域网2.4 Mbit/s（通常300600Kbit/s）1.68km400，800，900，1700，1800，1900，2100MHzDSL有线接入最高达58M
13、bit/s1.57kmCable有线接入下行速率为51Mbit/s，上行速率为500Kbit/s31Mbit/s下行频率 54860MHz，上行频率 565 MHz图10-17 Wi-Fi、WiMAX与3G覆盖范围示意图 10.4 IP多媒体子系统（多媒体子系统（IMS）图图10-19 IMS分层结构图分层结构图图10-19 IMS分层结构图图例：CSCF：呼 叫会话控制功能MGCF：媒体网关控制功能IMS业务业务消息类业务、多媒体呼叫、增强型呼叫管理、消息类业务、多媒体呼叫、增强型呼叫管理、群组业务、信息共享、在线游戏以及娱乐类群组业务、信息共享、在线游戏以及娱乐类业务等。业务等。业务类别业
14、务类别业务细业务细分分A：消息类即时消息群组文本聊天即时MMSB：多媒体呼叫类多媒体呼叫视频电话C：增强呼叫管理类多个身份状态信息D：群组类多媒体群组呼叫聊天室PoCE：信息共享类网络会议应用日程whiteboardF：移动游戏类服务器类游戏实时P2P游戏G：娱乐类个人信息传送事件监控（比赛结果，股票）10.5 通信网络及其发展演进通信网络及其发展演进从现有运营网络向下一代网络过渡，需从现有运营网络向下一代网络过渡，需要一个演进的过程，在这个过程中，会要一个演进的过程，在这个过程中，会出现多种网络技术的综合；由于各网络出现多种网络技术的综合；由于各网络层面本身具有技术差异，在发展中也会层面本身
15、具有技术差异，在发展中也会呈现出不同的趋势，因而决定了不同的呈现出不同的趋势，因而决定了不同的网络层面应采用不同的演进思路。网络层面应采用不同的演进思路。实做项目及教学情境实做项目及教学情境10.6.1WiMAX接入接入实做项目一：实做项目一：WiMAX接入接入目的：了解目的：了解WiMAX的接入过程及原理。的接入过程及原理。要求：要求：（1）设计一个WiMAX接入，将计算机与校园网相连。（2）建立WiMAX接入渠道，实现对校园网的访问。10.6.2IP电话电话实做项目二：实做项目二：IP电话电话目的：目的：（1）了解通信计算机网与电话网进行通信的过程。（2）理解网络之间互联互通的过程。要求：要求：（1）利用互联网提供的各种资源（如QQ、MSN等），实现PC到PC的多媒体通信。（2）利用普通电话拔打IP电话，分析电话的通信过程。（3）利用IP电话软件，实现PC和电话间的通信，观察分析通信过程。