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1、1 现代通信技术南京邮电大学信息网络技术研究所2010年09月第一章第一章 现代通信和通信网现代通信和通信网主要教材和参考书主要教材和参考书穆维新穆维新 靳婷主编靳婷主编现代通信交换技术现代通信交换技术人民邮人民邮电出版社，电出版社，2005年年1月月唐宝民等编著唐宝民等编著通信网基础通信网基础机械工业出版社，机械工业出版社，2009年年1月月Alberto Leon-Garcia等等通信网基本概念与主通信网基本概念与主体结构体结构乐正友等译，清华大学出版社，乐正友等译，清华大学出版社，2003年年6月月2目录目录现代通信概况现代通信概况通信网分类通信网分类通信服务和标准通信服务和标准3现代通
2、信概况现代通信概况现代通信现代通信通信改变社会和人们的生活方式通信改变社会和人们的生活方式通信发展简史通信发展简史4现代通信现代通信（远程）通信是人们跨越空间进行交流的手段。（远程）通信是人们跨越空间进行交流的手段。通信自古有之，从驿站、烽火台到马拉松、信通信自古有之，从驿站、烽火台到马拉松、信号板，我们听过不少通信的故事；从千里眼、号板，我们听过不少通信的故事；从千里眼、顺风耳到飞毛腿、土行孙，我们也知道不少古顺风耳到飞毛腿、土行孙，我们也知道不少古人关于通信的憧憬。人关于通信的憧憬。现代通信是从电报开始的，主要是电信技术，现代通信是从电报开始的，主要是电信技术，进行的是远距离的信息传输。进
3、行的是远距离的信息传输。目前电信技术已经渗透到社会的各个角落。目前电信技术已经渗透到社会的各个角落。5现代通信现代通信现代通信技术和计算机信息技术密不可分，主现代通信技术和计算机信息技术密不可分，主要表现在两个方面：要表现在两个方面：在通信网的运行、管理和控制中广泛使用计在通信网的运行、管理和控制中广泛使用计算机技术，整个通信网成为一个分布式计算算机技术，整个通信网成为一个分布式计算系统；系统；信息处理中，广泛使用通信手段，完成其应信息处理中，广泛使用通信手段，完成其应用目标，通信成了信息处理的一部分。用目标，通信成了信息处理的一部分。本课程主要介绍通信，即信息的空间穿越。本课程主要介绍通信，
4、即信息的空间穿越。6通信改变社会和人们的生活方式通信改变社会和人们的生活方式通信的发展给社会和人们的生活方式带来革命通信的发展给社会和人们的生活方式带来革命性的变化。性的变化。我国固定电话用户数已达三亿多，移动电话用我国固定电话用户数已达三亿多，移动电话用户达八亿多，普及率分别是户达八亿多，普及率分别是22.9%和和60.5%，互，互联网用户已达一亿一千万户（联网用户已达一亿一千万户（10.06）。）。通信已经渗透到各行各业和人们生活的各个角通信已经渗透到各行各业和人们生活的各个角落，没有体会到通信对人类生活方式的改变吗落，没有体会到通信对人类生活方式的改变吗？试想，没有互联网、没有手机、也没
5、有电话，？试想，没有互联网、没有手机、也没有电话，您的生活会怎样。您的生活会怎样。7通信改变人们的生活方式通信改变人们的生活方式8通信网和应用通信网和应用投资理财投资理财旅游订票旅游订票网上购物网上购物交友聊天交友聊天游戏娱乐游戏娱乐通信促进各行业的发展通信促进各行业的发展9通信网和应用通信网和应用工业自动化工业自动化电子政务电子政务医疗卫生医疗卫生智能家居智能家居智慧农业智慧农业通信改变社会和人们的生活方式通信改变社会和人们的生活方式通信的发展也给政府和商家的日常活动带来便通信的发展也给政府和商家的日常活动带来便利和机会。利和机会。在政府政务方面，目前，税务、交管、公安、在政府政务方面，目前
6、，税务、交管、公安、工商等部门都提供了网上发布信息和办理各种工商等部门都提供了网上发布信息和办理各种手续的手段，大大方便和群众的交互。手续的手段，大大方便和群众的交互。网络的出现除了给工商业原有的活动带来便利网络的出现除了给工商业原有的活动带来便利以外，更是创造了大量的商机和新的运营模式。以外，更是创造了大量的商机和新的运营模式。网上商店，电子商务，网上交易等的出现创造网上商店，电子商务，网上交易等的出现创造了更多的就业机会和方式，促进了经济的发展了更多的就业机会和方式，促进了经济的发展和人民生活水平的提高。和人民生活水平的提高。10通信改变社会和人们的生活方式通信改变社会和人们的生活方式社会
7、需求推动了通信的迅速发展，反过来，通信社会需求推动了通信的迅速发展，反过来，通信的发展也促进了社会的宏观发展，典型的例子是的发展也促进了社会的宏观发展，典型的例子是克林顿时期的美国克林顿时期的美国“信息高速公路信息高速公路”计划。计划。其概念是其概念是1992年年2月美国总统发表的国情咨文中月美国总统发表的国情咨文中提出的，即计划用提出的，即计划用20年时间，耗资年时间，耗资20004000亿亿美元，以建设美国国家信息基础结构（美元，以建设美国国家信息基础结构（NII），作），作为美国发展政策的重点和产业发展的基础，倡议为美国发展政策的重点和产业发展的基础，倡议者认为，它将永远改变人们的生活、
8、工作和相互者认为，它将永远改变人们的生活、工作和相互沟通的方式，产生比工业革命更为深刻的影响。沟通的方式，产生比工业革命更为深刻的影响。11通信改变社会和人们的生活方式通信改变社会和人们的生活方式当时预计，到当时预计，到2007年即美国建成信息高速公路之年即美国建成信息高速公路之际，国民生产总值将因信息高速公路建成而增加际，国民生产总值将因信息高速公路建成而增加3210亿美元；实现家庭办公等将减少铁路公路和亿美元；实现家庭办公等将减少铁路公路和航运的工作量的航运的工作量的40%，也相应减少能源消耗和减，也相应减少能源消耗和减少能源消耗和污染；光是汽车的废气排放量每年少能源消耗和污染；光是汽车的
9、废气排放量每年减少减少1800万吨，通过远距教学和医疗诊断，节省万吨，通过远距教学和医疗诊断，节省大量时间和资金；劳动生产率将提高大量时间和资金；劳动生产率将提高20%40%。1213GDP增增3210亿亿污染减排污染减排1800万吨万吨/年年地面和空中运输地面和空中运输降低降低40%信息高速公路信息高速公路劳动生产率提高劳动生产率提高20%40%现在未见到这现在未见到这种效果的具体种效果的具体统计数据，但统计数据，但自提出自提出NII以后，以后，确实给美国带确实给美国带来近十年的持来近十年的持续发展和繁荣。续发展和繁荣。通信改变社会和人们的生活方式通信改变社会和人们的生活方式信息高速公路的发
10、展主要依赖通信网技术、多媒信息高速公路的发展主要依赖通信网技术、多媒体技术和计算机技术，其中通信网中的关键技术体技术和计算机技术，其中通信网中的关键技术包括：包括：光通信技术；光通信技术；移动通信和卫星通信技术；移动通信和卫星通信技术；宽带接入技术；宽带接入技术；Internet技术。技术。从某种意义上来说，覆盖全球的通信网是人类迄从某种意义上来说，覆盖全球的通信网是人类迄今为止建立的最大人工系统。今为止建立的最大人工系统。14通信改变社会和人们的生活方式通信改变社会和人们的生活方式在改变社会和人们生活方式的同时，也给人们带在改变社会和人们生活方式的同时，也给人们带来很大的困扰，例如：来很大的
11、困扰，例如：上网和游戏成瘾；上网和游戏成瘾；包括诈骗在内的网络犯罪日益猖獗；包括诈骗在内的网络犯罪日益猖獗；企业对信息系统依赖造成的问题；企业对信息系统依赖造成的问题；非法信息传播的控制问题；非法信息传播的控制问题；个人信息和公司机密的泄露。个人信息和公司机密的泄露。如何趋利避害，既是国家法律和社会道德要解决如何趋利避害，既是国家法律和社会道德要解决的问题，也是通信和信息处理领域技术要解决的的问题，也是通信和信息处理领域技术要解决的问题。问题。15通信发展简史通信发展简史在通信发展的历史上，有些里程碑式的事件，如：在通信发展的历史上，有些里程碑式的事件，如：电报的发明，出现现代意义上的电信技术
12、；电报的发明，出现现代意义上的电信技术；电话的发明，造就了延续百年和遍及全球的电电话的发明，造就了延续百年和遍及全球的电信业务；信业务；电报网和电话网的建立，是电信业务的普及和电报网和电话网的建立，是电信业务的普及和发展的必要条件；发展的必要条件；机电制自动交换机，自动化控制的开始；机电制自动交换机，自动化控制的开始；PCM系统，通信走向数字化；系统，通信走向数字化；程控交换，计算机技术的引入；程控交换，计算机技术的引入；Internet的出现，多种服务、广泛应用和普及。的出现，多种服务、广泛应用和普及。16通信发展简史电报的发明和发展通信发展简史电报的发明和发展电报是第一种现代电信技术和电信
13、业务，一般认电报是第一种现代电信技术和电信业务，一般认为电报的发明人是美国画家莫尔斯，其实在他是为电报的发明人是美国画家莫尔斯，其实在他是受英国人库克发明的启发而发明电报的，并发明受英国人库克发明的启发而发明电报的，并发明了莫尔斯电码，一直用到了莫尔斯电码，一直用到20世纪中期。世纪中期。17通信发展简史电报的发明和发展通信发展简史电报的发明和发展莫尔斯电报的发明时间是莫尔斯电报的发明时间是1837年，年，1850年便出现年便出现第一条横跨英吉利海峡的电报电缆，第一条横跨英吉利海峡的电报电缆，1866年跨大年跨大西洋电缆成功敷设。西洋电缆成功敷设。19世纪世纪70年代又发明电传打字机，连同后来
14、的纸年代又发明电传打字机，连同后来的纸带穿孔机和读带机等自动化设备，大大提高了电带穿孔机和读带机等自动化设备，大大提高了电报传送的效率（报传送的效率（Baudot、中文电码）。、中文电码）。由于计算机网络的发展，电报逐渐淡出人们的视由于计算机网络的发展，电报逐渐淡出人们的视野，很多国家已经终止了这项服务，即使提供电野，很多国家已经终止了这项服务，即使提供电报服务的国家，也多是采用计算机通信手段进行报服务的国家，也多是采用计算机通信手段进行的。的。18通信发展简史电报的发明和发展通信发展简史电报的发明和发展19通信发展简史电话的发明通信发展简史电话的发明如果说电报已经离我们远去，电话则依然活跃在
15、如果说电报已经离我们远去，电话则依然活跃在我们的生活中。一般认为，电话的发明者是美国我们的生活中。一般认为，电话的发明者是美国人贝尔，发明时间是人贝尔，发明时间是1876年。年。20通信发展简史电话网的发展通信发展简史电话网的发展电话发明的电话发明的3年以后，电话交换机发明，电话进入年以后，电话交换机发明，电话进入商用。商用。1891年自动电话交换机发明，虽然人工交年自动电话交换机发明，虽然人工交换被广泛应用到换被广泛应用到20世纪中期，但自动交换机的发世纪中期，但自动交换机的发明将电话的发展推向高潮。明将电话的发展推向高潮。到到20世纪世纪60年代，公众交换电话网已经成为覆盖年代，公众交换电
16、话网已经成为覆盖全球的的通信网络，经历了磁石交换、机电交换、全球的的通信网络，经历了磁石交换、机电交换、电子空分交换、程控交换、数字交换等等阶段。电子空分交换、程控交换、数字交换等等阶段。电话网的传输手段也经历了由基带传输到载波，电话网的传输手段也经历了由基带传输到载波，由模拟到数字，由电路方式到分组方式的革命性由模拟到数字，由电路方式到分组方式的革命性发展。发展。21通信发展简史电话网的发展通信发展简史电话网的发展传输媒介从架空线发展到对称线对电缆、同轴电传输媒介从架空线发展到对称线对电缆、同轴电缆、无线（包括微波和卫星通信）、光纤。缆、无线（包括微波和卫星通信）、光纤。电话网的控制手段也由
17、直流信令发展到音频模拟电话网的控制手段也由直流信令发展到音频模拟信令、数字随路信令、数字共路信令。信令、数字随路信令、数字共路信令。由于广泛的存在，电话网曾经是各种业务网络的由于广泛的存在，电话网曾经是各种业务网络的基础，电报网、分组交换网等最初都是利用电话基础，电报网、分组交换网等最初都是利用电话网的传输功能建立覆盖网络实现的；在电话网的网的传输功能建立覆盖网络实现的；在电话网的基础上，也实现了数据传输、传真等二次复用业基础上，也实现了数据传输、传真等二次复用业务，有些覆盖网和二次复用业务至今仍然在使用。务，有些覆盖网和二次复用业务至今仍然在使用。22通信发展简史多种业务的涌现通信发展简史多
18、种业务的涌现一直到一直到20世纪世纪70年代，电信网承载的主要还是电年代，电信网承载的主要还是电话业务，虽然有电报、传真业务的存在，但都以话业务，虽然有电报、传真业务的存在，但都以依托电话网建立的，或是作为叠加网提供独立业依托电话网建立的，或是作为叠加网提供独立业务，或是作为电话网提供的附加业务。务，或是作为电话网提供的附加业务。多媒体通信的需求和计算机的出现使得这种局面多媒体通信的需求和计算机的出现使得这种局面发生了变化。发生了变化。ISDN概念的提出，为通信网和通信概念的提出，为通信网和通信业务的分离建立了基础。业务的分离建立了基础。计算机网中，大量功能由终端来实现，为通信应计算机网中，大
19、量功能由终端来实现，为通信应用的灵活性创造了条件，网络的简化是一柄双刃用的灵活性创造了条件，网络的简化是一柄双刃剑，很多问题也由此而生。剑，很多问题也由此而生。23目录目录现代通信概况现代通信概况通信网分类通信网分类通信服务和标准通信服务和标准24通信网分类通信网分类通信网的分类方式通信网的分类方式按业务的分类按业务的分类按范围的分类按范围的分类按功能的分类按功能的分类25通信网的分类方式通信网的分类方式如前所述，电信网已经成为覆盖全球的最大人如前所述，电信网已经成为覆盖全球的最大人工系统。随着社会需求和技术的发展，各种通工系统。随着社会需求和技术的发展，各种通信技术不断涌现，通信网也变得越来
20、越复杂。信技术不断涌现，通信网也变得越来越复杂。在此形势下，在进行教学和总体考虑时，如何在此形势下，在进行教学和总体考虑时，如何给如此众多的技术和网络分类，一直是众说纷给如此众多的技术和网络分类，一直是众说纷纭。从不同的角度考虑，通信网可以有不同的纭。从不同的角度考虑，通信网可以有不同的分类方式。分类方式。我们可以按照传统的分类方式，按提供的业务我们可以按照传统的分类方式，按提供的业务对通信网进行分类，也可以按覆盖地域对其分对通信网进行分类，也可以按覆盖地域对其分类，还可以按功能对网络进行分段分类。类，还可以按功能对网络进行分段分类。26通信网的分类方式通信网的分类方式说到通信网的分类，我们不
21、得不先讨论一下通信说到通信网的分类，我们不得不先讨论一下通信网提供的服务（网提供的服务（Service），建立通信网的目的是），建立通信网的目的是提供通信服务，在电信行业，传统上将电信服务提供通信服务，在电信行业，传统上将电信服务称作电信业务。称作电信业务。过去网络业务比较单一，整个网络基本是按电话过去网络业务比较单一，整个网络基本是按电话业务的需求而建立的，直到业务的需求而建立的，直到Internet普及以前，电普及以前，电话网一直作为骨干网络存在。话网一直作为骨干网络存在。在这种情况下，不同的的服务（业务）一般是建在这种情况下，不同的的服务（业务）一般是建立不同网络（有时是叠加的网络）来实
22、现的，例立不同网络（有时是叠加的网络）来实现的，例如，电报网、如，电报网、X.25网、网、DDN网等等。网等等。27通信网的分类方式通信网的分类方式因此传统上，常常用承载的业务来对网络进行分因此传统上，常常用承载的业务来对网络进行分类，例如，电话网、电报网、数据网、计算机网、类，例如，电话网、电报网、数据网、计算机网、有线电视网等等。有线电视网等等。从从ISDN开始，服务（网络提供给应用的功能）和开始，服务（网络提供给应用的功能）和网络分离的概念开始提出。以网络分离的概念开始提出。以Internet为代表的计为代表的计算机网虽然也能提供各种功能，但同传统网络相算机网虽然也能提供各种功能，但同传
23、统网络相比，那是以功能强大的基于计算机终端为基础提比，那是以功能强大的基于计算机终端为基础提供的功能。供的功能。综合业务的网络当然不能再用承载的业务来分类，综合业务的网络当然不能再用承载的业务来分类，于是需要其他的分类方式。于是需要其他的分类方式。28通信网的分类方式通信网的分类方式另一种网络分类方式是按照在业务提供中实现的另一种网络分类方式是按照在业务提供中实现的功能来分类，例如，传输网、交换网、接入网、功能来分类，例如，传输网、交换网、接入网、信令网、同步网、管理网等。信令网、同步网、管理网等。还可以用网络覆盖的范围来分类网络，例如：广还可以用网络覆盖的范围来分类网络，例如：广域网（域网（
24、WAN）、城域网（）、城域网（MAN）、局域网）、局域网（LAN）、个域网（）、个域网（PAN）。）。网络所采用的技术也可以成为网络分类的方式，网络所采用的技术也可以成为网络分类的方式，按这种方式，可以有模拟网、数字网、电路交换按这种方式，可以有模拟网、数字网、电路交换网、分组交换网。参考书的讲述是采用组合几种网、分组交换网。参考书的讲述是采用组合几种分类的方式作为线索的。分类的方式作为线索的。29按业务的分类按业务的分类电话网是历史上最重要的网络，顾名思义它承载电话网是历史上最重要的网络，顾名思义它承载的是电话业务。的是电话业务。在电话网中，电话网加上终端（电话机），构成在电话网中，电话网加
25、上终端（电话机），构成完整通信应用。完整通信应用。模拟电话网中，交换的是大约模拟电话网中，交换的是大约4kHz带宽的模拟音带宽的模拟音频信号，数字化以后，交换的是频信号，数字化以后，交换的是64kbit/s的数字的数字音频信号。音频信号。后来的后来的ISDN受数字电话网的影响很大，主要提供受数字电话网的影响很大，主要提供64kbit/s或或nx64kbit/s的交换能力，不同的是它向的交换能力，不同的是它向用户提供的是数字方式的接口。用户提供的是数字方式的接口。30按业务的分类按业务的分类电报业务一般有两种方式提供，一种是莫尔斯电电报业务一般有两种方式提供，一种是莫尔斯电码方式，另一种是博多电
26、码方式，后期的电报网码方式，另一种是博多电码方式，后期的电报网采用后一种方式。采用后一种方式。电报网提供的实际是低速数字信号的传输和交换，电报网提供的实际是低速数字信号的传输和交换，如果按照现在的计算方式，电报网提供的是如果按照现在的计算方式，电报网提供的是100bit/s以下的传输和交换能力。以下的传输和交换能力。电报网的传输通过电报载波在电话传输信道中复电报网的传输通过电报载波在电话传输信道中复用实现，交换则用转发的方式实现。用实现，交换则用转发的方式实现。现在电报网已经不复存在，电报业务一般是用文现在电报网已经不复存在，电报业务一般是用文本传送的方式在数据网或计算机网上实现。本传送的方式
27、在数据网或计算机网上实现。31按业务的分类按业务的分类近期业界对近期业界对“三网融合三网融合”谈论很多，所谓谈论很多，所谓“三网三网”是指电信网、计算机网和有线电视网。这实际是指电信网、计算机网和有线电视网。这实际上也是按照承载的业务来分类网络的。上也是按照承载的业务来分类网络的。典型的计算机网是典型的计算机网是Internet，发展到现在，它正在，发展到现在，它正在逐渐取代电话网成为承载各种业务的骨干网络。逐渐取代电话网成为承载各种业务的骨干网络。计算机网还有很多其他技术形式，但由于各种原计算机网还有很多其他技术形式，但由于各种原因，都没有形成气候，例如，因，都没有形成气候，例如，DECNe
28、t、ATM等。等。虽然虽然Internet得到迅速发展，但同传统的电信网相得到迅速发展，但同传统的电信网相比，它还是有很多问题和不足。比，它还是有很多问题和不足。Internet提供的是提供的是“尽力而为（尽力而为（Best Effort）”的服务。的服务。32按业务的分类按业务的分类和传统电信网相比，这种尽力而为的服务至少有和传统电信网相比，这种尽力而为的服务至少有以下问题：以下问题：传输的可靠性得不到保证；传输的可靠性得不到保证；对于某些应用（例如实时语音通信）的性能得对于某些应用（例如实时语音通信）的性能得不到保证和控制；不到保证和控制；网络的安全性得不到保证。网络的安全性得不到保证。由
29、于这些原因，由于这些原因，Internet很难提供高质量的通信。很难提供高质量的通信。为了满足各种业务的需要，人们研究了很多技术为了满足各种业务的需要，人们研究了很多技术来对来对Internet进行补救，例如带宽预留技术、进行补救，例如带宽预留技术、P2P技术等。研究全新网络也是人们努力方向之一。技术等。研究全新网络也是人们努力方向之一。33按业务的分类按业务的分类移动通信网最初是从电话网发展起来的，随着通移动通信网最初是从电话网发展起来的，随着通信的发展，和电话网一样，逐步演变为以分组交信的发展，和电话网一样，逐步演变为以分组交换为基础的数字网络，承载电话和换为基础的数字网络，承载电话和In
30、ternet接入的接入的功能。功能。和一般的电话或数据业务相比，移动通信网提供和一般的电话或数据业务相比，移动通信网提供了一些特殊的功能，除了无线接入以外，主要是了一些特殊的功能，除了无线接入以外，主要是保证用户终端的移动性。保证用户终端的移动性。用户终端在移动的过程中，需要转换与之通信的用户终端在移动的过程中，需要转换与之通信的基站，移动通信系统要保证在基站转换的情况下基站，移动通信系统要保证在基站转换的情况下不中断通信。不中断通信。34按业务的分类按业务的分类智能网（智能网（IN）是建立在数字电话网上的覆盖网，）是建立在数字电话网上的覆盖网，提供的是所谓的智能业务（如提供的是所谓的智能业务
31、（如VPN、800、300等）等），可以看做是对电话业务的扩充应用。，可以看做是对电话业务的扩充应用。随着网络技术的发展，智能网提供的业务逐渐被随着网络技术的发展，智能网提供的业务逐渐被NGN的应用代替，业务提交平台（的应用代替，业务提交平台（SDP）取代了）取代了智能网的地位，整个网络越来越像一个分布式计智能网的地位，整个网络越来越像一个分布式计算系统。算系统。SOA、Open API等概念的出现使得网络功能的灵等概念的出现使得网络功能的灵活性大大增加，人们可以根据自己的需要配置网活性大大增加，人们可以根据自己的需要配置网络上的功能，完成自己所需的应用。络上的功能，完成自己所需的应用。35按
32、业务的分类按业务的分类有线电视网也是一种通信网，它承担的服务是有有线电视网也是一种通信网，它承担的服务是有线电视的传播。线电视的传播。由于有线电视服务主要是单向的广播服务，所以，由于有线电视服务主要是单向的广播服务，所以，它的骨干网络相对比较简单，主要投资在于用户它的骨干网络相对比较简单，主要投资在于用户接入方面。接入方面。现在的有线电视入户一般采用现在的有线电视入户一般采用HFC方式，有极高方式，有极高的带宽，为提供交互电视服务，也为提供其他服的带宽，为提供交互电视服务，也为提供其他服务（如务（如Internet接入服务）创造了条件。接入服务）创造了条件。反过来，反过来，Internet也可
33、以提供电视服务，所以，网也可以提供电视服务，所以，网络的这种分类开始变得模糊起来。络的这种分类开始变得模糊起来。36按业务的分类按业务的分类从从ISDN开始，提出综合业务网络的概念，按业务开始，提出综合业务网络的概念，按业务建网的方式逐渐退出人们的视野。建网的方式逐渐退出人们的视野。克林顿政府曾经提出过美国国家信息基础结构的克林顿政府曾经提出过美国国家信息基础结构的思想，建立统一的全国的基础网络。当前这个网思想，建立统一的全国的基础网络。当前这个网络是络是IP网，以此为基础，促进国家的信息化。网，以此为基础，促进国家的信息化。国际上曾经也提出国际上曾经也提出GII，现在基础结构的主要发展，现在
34、基础结构的主要发展方向是方向是NGN（ITU-T SG13），核心技术是），核心技术是IPV6。在统一的基础结构下，人们可以构造各种应用，在统一的基础结构下，人们可以构造各种应用，实现各种网络服务。因此，按业务分类网络的概实现各种网络服务。因此，按业务分类网络的概念今后也许会淡出课堂的讲台。念今后也许会淡出课堂的讲台。37按区域的分类按区域的分类按区域分类的方式过去主要用于计算机网，由于按区域分类的方式过去主要用于计算机网，由于骨干网正在从电话网转向骨干网正在从电话网转向IP网，所以这种分类也网，所以这种分类也就有了普遍意义。就有了普遍意义。广域网（广域网（WAN）是指覆盖城市、国家间的网络，
35、）是指覆盖城市、国家间的网络，当前的当前的IP网主要是用网主要是用SDH作为传输手段，骨干路作为传输手段，骨干路由和交换设备作为交换手段的网络。由和交换设备作为交换手段的网络。地域分类有时不是绝对的，例如，在我们的地域分类有时不是绝对的，例如，在我们的ADSL Modem上，将通往电信运营商的方向称为上，将通往电信运营商的方向称为广域网。广域网。38按区域的分类按区域的分类城域网（城域网（MAN）是指本地的计算机网，由于有密）是指本地的计算机网，由于有密集的接入点和交换集的接入点和交换/路由点的存在，采用的技术也路由点的存在，采用的技术也相对复杂一些，相对复杂一些，FDDI、ATM等底层技术在
36、城域网等底层技术在城域网中也有较多的应用。中也有较多的应用。局域网（局域网（LAN）基本上是室内的网络，有时也用）基本上是室内的网络，有时也用于园区（校园网），局域网的底层技术主要是以于园区（校园网），局域网的底层技术主要是以太网（太网（Ethernet）及其变种技术，近年来，无线）及其变种技术，近年来，无线局域网（局域网（WLAN）发展迅速。）发展迅速。和一般公众无线通信不同，无线局域网采用的是和一般公众无线通信不同，无线局域网采用的是ISM频段，是开放的频段，可以不经申请使用。频段，是开放的频段，可以不经申请使用。39按区域的分类按区域的分类当前流行局域网和无线局域网主要标准制订者是当前流
37、行局域网和无线局域网主要标准制订者是IEEE，局域网标准包括，局域网标准包括802.3（以太网）系列和（以太网）系列和802.11（无线局域网）系列。（无线局域网）系列。无线局局域网技术后来也发展成城域网（无线局局域网技术后来也发展成城域网（IEEE 802.16，WiMax），甚至成为第四种），甚至成为第四种3G移动通信移动通信标准（标准（2007年）。年）。局域网体系近年来也有较大的发展，以局域网体系近年来也有较大的发展，以G.hn为代为代表的技术和标准方面的努力将大大提高局域网通表的技术和标准方面的努力将大大提高局域网通信速率和接入的能力。信速率和接入的能力。08年开始，年开始，G.hn
38、被被ITU-T接纳为接纳为G.9000系列标准。系列标准。40按区域的分类按区域的分类个域网（个域网（PAN）是指范围比局域网更小的网络，）是指范围比局域网更小的网络，当前主要发展的是无线个域网（当前主要发展的是无线个域网（WPAN）。）。个域网是当前非常活跃的网络发展领域，特别是个域网是当前非常活跃的网络发展领域，特别是今年奥巴马政府倡导智慧地球以后，物联网今年奥巴马政府倡导智慧地球以后，物联网（Internet of Things）受到社会各界普遍的重视。）受到社会各界普遍的重视。如果把世界比做人体，把通信网比作血管网，那如果把世界比做人体，把通信网比作血管网，那么，个域网就是人体的毛细血
39、管。人体毛细血管么，个域网就是人体的毛细血管。人体毛细血管占血管的总长度占血管的总长度90%以上，个域网同样如此。以上，个域网同样如此。据估计物联网的最终总投资将是据估计物联网的最终总投资将是Internet的几十倍，的几十倍，其中大部分将是末梢部分。其中大部分将是末梢部分。4142按功能的分类按功能的分类这里的功能是指网络在通信中起的作用，严格来这里的功能是指网络在通信中起的作用，严格来说，应当是按功能的分段。说，应当是按功能的分段。为了完成通信，至少要有以下组成部分：为了完成通信，至少要有以下组成部分：用户终端，通信双方直接与之交互的设备；用户终端，通信双方直接与之交互的设备；接入功能，将
40、终端接入网络；接入功能，将终端接入网络；交换功能，实现通信的控制，完成通信接续；交换功能，实现通信的控制，完成通信接续；传输功能，完成信息的跨地理范围的传输；传输功能，完成信息的跨地理范围的传输；管理和运营功能，实现运营和网络的管理。管理和运营功能，实现运营和网络的管理。除了终端以外，习惯上，人们常常把完成这些功除了终端以外，习惯上，人们常常把完成这些功能的网络组成部分也称作是能的网络组成部分也称作是“xx网网”。4344传输网传输网交换网交换网接入网接入网接入网接入网接入网接入网接入网接入网支支撑撑网网按功能的分类按功能的分类传输网完成通信信号的传输功能，是通信网的基础传输网完成通信信号的传
41、输功能，是通信网的基础功能，传输网是通信网中最早实现数字化的部分，功能，传输网是通信网中最早实现数字化的部分，也是最早被不同业务共用的部分。也是最早被不同业务共用的部分。传输网使用各种媒介，完成通信信号的传输，不同传输网使用各种媒介，完成通信信号的传输，不同接续的通信信号要共用传输媒介，为了更好地利用接续的通信信号要共用传输媒介，为了更好地利用媒介的传输能力，需要对媒介进行复用。媒介的传输能力，需要对媒介进行复用。传输网使用的传输媒介包括：架空明线、对称电缆、传输网使用的传输媒介包括：架空明线、对称电缆、同轴电缆、微波（包括卫星通信）、光纤等。同轴电缆、微波（包括卫星通信）、光纤等。当前骨干网
42、络主要使用光纤作为传输媒介，其传输当前骨干网络主要使用光纤作为传输媒介，其传输速率可达数十速率可达数十Gbit/s，不久的未来可达数百，不久的未来可达数百Gbit/s。45按功能的分类按功能的分类传输网使用各种不同的复用技术对传输媒介进行复传输网使用各种不同的复用技术对传输媒介进行复用，使不同连接的信息可以共用传输媒介，复用技用，使不同连接的信息可以共用传输媒介，复用技术包括频分复用（术包括频分复用（FDM）、时分复用（）、时分复用（TDM）、）、码分复用（码分复用（CDM）。当前光纤网采用的时分和波）。当前光纤网采用的时分和波分结合的方式（分结合的方式（DWDM可以看做是频分复用）。可以看做
43、是频分复用）。在复用信号的组织方面，过去采用频分组群方式、在复用信号的组织方面，过去采用频分组群方式、PDH方式，当前主要采用方式，当前主要采用SDH或或SONET方式，但方式，但FDDI、ATM也有应用。也有应用。无论是频分组群还是无论是频分组群还是PDH也都有两种制式，一种主也都有两种制式，一种主要用于欧洲（中国），另一种主要用于美国、日本。要用于欧洲（中国），另一种主要用于美国、日本。46按功能的分类按功能的分类传统意义上的交换网完成承载业务的控制和交换，传统意义上的交换网完成承载业务的控制和交换，因此，有电话交换网、电报交换网、数字数据交换因此，有电话交换网、电报交换网、数字数据交换网
44、的区别。网的区别。交换网主要完成信息的转接和承载业务的呼叫控制交换网主要完成信息的转接和承载业务的呼叫控制功能，早期的交换网中，这些功能是集中在交换机功能，早期的交换网中，这些功能是集中在交换机中完成的。中完成的。随着通信技术的发展，通信网中传输信息的转接和随着通信技术的发展，通信网中传输信息的转接和承载业务（服务）的控制逐步分离。核心网中的交承载业务（服务）的控制逐步分离。核心网中的交换完成信息从源点到端点的交换和传输任务，各种换完成信息从源点到端点的交换和传输任务，各种业务网关则完成业务的接续和控制任务。业务网关则完成业务的接续和控制任务。47按功能的分类按功能的分类最早实现自动交换的网络
45、是电话网，从最早实现自动交换的网络是电话网，从19世纪后世纪后期电话网运营后不久，就出现了自动电话交换机。期电话网运营后不久，就出现了自动电话交换机。电话交换网完成如下功能：电话交换网完成如下功能：被叫的寻址；被叫的寻址；呼叫的建立和拆除；呼叫的建立和拆除；用户电路的转接。用户电路的转接。这样，在电话交换网上，有两类信息需要传输和这样，在电话交换网上，有两类信息需要传输和交换，一是寻址和呼叫控制信息，二是用户通信交换，一是寻址和呼叫控制信息，二是用户通信的信息，前者常常被称为的信息，前者常常被称为“信令信令”（signaling）。）。48按功能的分类按功能的分类电话的信令发展经历了以下几个阶
46、段：电话的信令发展经历了以下几个阶段：直流信令（至今的摘机、挂机信号依然在用）；直流信令（至今的摘机、挂机信号依然在用）；随路信令（音频、模拟、数字随路信令）；随路信令（音频、模拟、数字随路信令）；数字共路信令（七号信令、一号用户信令）。数字共路信令（七号信令、一号用户信令）。电路转接和交换控制技术经历以下几个阶段：电路转接和交换控制技术经历以下几个阶段：机电制分散控制交换机（旋转式、步进制）、机电制分散控制交换机（旋转式、步进制）、机电制集中控制交换机（纵横制）；机电制集中控制交换机（纵横制）；电子控制模拟空分交换机；电子控制模拟空分交换机；程序控制时分程序控制时分-空分数字交换机；空分数字
47、交换机；ATM、软交换体系结构。、软交换体系结构。49按功能的分类按功能的分类计算机通信的迅速发展催生了数据交换技术，数计算机通信的迅速发展催生了数据交换技术，数据交换的主要技术是分组交换技术，是相对电路据交换的主要技术是分组交换技术，是相对电路交换技术而来的。交换技术而来的。数据交换发展的初期，不同交换方式并存，例如：数据交换发展的初期，不同交换方式并存，例如：X.25数据交换网；数据交换网；DDN（数字数据网）网、帧中继网；（数字数据网）网、帧中继网；ATM网等。网等。尽管有诸多问题，由于商业上的成功尽管有诸多问题，由于商业上的成功Internet成了成了占支配地位的数据通信网，不仅如此，
48、占支配地位的数据通信网，不仅如此，IP技术还技术还成为承载各种媒介的通信网络（成为承载各种媒介的通信网络（VoIP，IPTV）。）。50按功能的分类按功能的分类Internet的基本协议是的基本协议是IP协议，其交换方式是无连协议，其交换方式是无连接的分组交换，以接的分组交换，以IP包为单位进行交换。包为单位进行交换。无连接的分组交换不需要在网络中保持连接信息，无连接的分组交换不需要在网络中保持连接信息，大大简化了网络结构。大大简化了网络结构。由于不需要建立连接，所以，通信建立迅速，通由于不需要建立连接，所以，通信建立迅速，通信中的分组可以根据情况寻找不同的路由，不会信中的分组可以根据情况寻找
49、不同的路由，不会因为某些链路的故障造成通信的中断。因为某些链路的故障造成通信的中断。在在IP之上有之上有TCP协议来适应需要建立连接进行通协议来适应需要建立连接进行通信的一些应用。但由于信的一些应用。但由于Internet本身的特点，通信本身的特点，通信质量的保证变得十分复杂。质量的保证变得十分复杂。51按功能的分类按功能的分类接入网完成用户终端接入功能，常常也是用户自接入网完成用户终端接入功能，常常也是用户自有通信网接入的广域网手段，最初的移动通信基有通信网接入的广域网手段，最初的移动通信基站也是作为电话的接入手段设计的。站也是作为电话的接入手段设计的。接入网采用的技术很多，从双绞线、同轴电
50、缆接入网采用的技术很多，从双绞线、同轴电缆HFC一直到光纤都是接入网使用过的物理媒介。一直到光纤都是接入网使用过的物理媒介。上层曾经有音频上层曾经有音频-直流接入、载波复用接入、数字直流接入、载波复用接入、数字复用接入等语音通信的接入方式。复用接入等语音通信的接入方式。语音接入还发展了语音接入还发展了V5方式的接入网接口，使得用方式的接入网接口，使得用户可以从标准的电话远端模块接入。户可以从标准的电话远端模块接入。52按功能的分类按功能的分类对于对于Internet的接入，有的接入，有xDSL（HDSL、ADSL等）等）方式接入、光纤接入（方式接入、光纤接入（EPON、GPON等）。等）。其中