现代通信网络的关键技术.docx

现代通信网络的关键技术信息与电子学院2220110145(一) 通信网的现状1835年莫尔斯发明了电报1876年贝尔发明了此后在长达近百年的时间里，这两种电信业务一直处于 垄断地位60年代初，半导体技术长足的进步与计算机应用的普及，使通信事业发生革命性的变化C&C(Computer Communication)已成为现代通信的同义语数字化和业务的多样化是现代通信的两个重要特点，以数字“0”和“1”表示的信息具有很高的传输质量，并 且便于进行通信处理和信息处理随着科学技术的进步和经济文化的发展，社会需求的通信业务的种类不断增加.表 1列出了一些国家已经投入运营的各种通信网网将世界上现有的几亿部机相互连接，构成当代最大的通信系统目前各国电信部门广泛利用数字程 控交换技术和数字传输技术对模拟网进行改造，从而能够不断增设新的附加业务，提高通话质量，进一步降低 设备与网路运行管理的成本，使网逐步向综合数字网(IDN： Integrated Digital Network)过渡表1通信网的甜共业麝种类网 路 类型 -交挽网内瓯甫我瓦 市内血话网，长途陈 国际险途旭话网电伺交换网用尸电报雨、电报市曜交摸网、国际电报网艇据通信网1职路吏换网、苛迎换网、专用数府通信梅，国际敝裾谖信网秽动通信网,汽车电摇网、判车网1船舶通信队 飞机通信有“一图像通盾网 1惟真通侑用、刨残留文网，可挽网、会议电观网增值通信网广域VAN、同域理iN、会闻情振检蜜同 —国.家专用网 1行政通信网、公安通信网、军用网、防火通信网 -一一会同企事业通倍网供斜专甬网、可力专用网、水麻重通两、四速缎通桔网辱&业通倡网眼打，新除 出版等专用除 办公自劾化、工J宿幼优两局域&息网L CATV.家隹牡劫化(HA)网数据通信网不仅能够传送数据，还可利用配置在网内的计算中心进行数据处理。

它在社会生活中发挥着重要的 作用尤其是采用著名的X. 25通信协议的分组交换网近年来获得了迅速发展，已成为仅次于网的国际第二大 通信网与此相反，电信网呈现出停滞乃至衰落的趋势，将来可能完全被数据通信网取代这是因为数据网完全具 备电信网的功能，能够高速提供所有电报业务的缘故移动通信网是利用无线信道将汽车、船舶和飞机等移动体和网等固定的通信网相连的通信网近年来，移 动通信业务发展迅速，各发达国家每年以高速率增长为了进一步扩大移动用户数，便于与数字网互通以及与 ISDN网综合，今后将主要发展900MHz数字移动通信系统在移动通信网中需要移动体定位及跟踪交换等特殊的网管 技术当前，在图像通信中应用最广的是(FAX)业务尤其在一些不习惯利用键盘输入字符的国家得到迅速推广 在一些发达国家中可视图文(Video text)业务也逐渐普及它能够非常便利地向人们提供电信购物、新闻检索和经 济信息等服务，具有广阔的发展前景，可视与会议电视等动图像通信业务是最重要的交互型视频通信业务会 议电视具有清晰的画面及逼真的临场感，它不仅能够缓解日益严峻的交通状况，而且可以节省大量的时间和经费， 提高工作效率增值通信网(VAN： Value Added Network) 1973年始于美国。

当时许多经营者利用从电信、公司租用的线路组建 分组交换网，然后再出租来获取利润起初这种通信网被称作VAN，后来把凡具有协议变换、速率变换和存储功能 的数据通信网统称为VAN它的资费低廉用户可利用网路中丰富的通信协议和任何通信对象进行通信ISDN是以公用网IDN为基础构成的它以标准的用户一网络接口实现端到端的数字连接，此外，其信息通 路与信令通路相分离，并得到No. 7信令网的支持总之它是严格按照CCITT l系列建议组建的通信网当前经常看 到在局域网(LAN)中实现ISDN的提法这是一个错误的概念，虽然功能强化的计算机局域网中可能包容多种通信媒 体，即除具有通常的LN的功能外尚能提供、FAX和会议电视等等多种业务，但是它只是一个多媒体的高级办公 自动化(OA)系统，而绝非ISDN，LAN只能作为ISDN的一个终端通过I系列接口接入ISDN当前，以微电子技术和软件技术为核心的信息通信技术进入了一个新的高度材料与器件向超高密度化、超高 速化、超小型化及光化发展在信息处理技术中将广泛利用知识工程和人工智能(AI)技术，朝向智能化、拟人化发 展通信网技术向高速、大容量和移动性发展通信器件与线路的”超化”、“光化”、传输与交换系统的大容量 化以及人工智能和知识工程的导人与应用使通信业务呈现以下特点：(1)通信业务发生质的变化：从以为中心的话音通信向可视的图文与图像通信扩展，改变以往以发信人为 主体的通信方式，使发信人与收信人在通信中处于对等地位，从而体现对于个人的尊重。

鉴于通信在社会生活中的 重要地位，要求通信业务具有极高的可靠性2 )通信业务的多样化：由于语音、字符、图像和信息媒体的扩展，将涌现出丰富多采的通信业务、终端和信 息源就通信业务而言，可以举出不出门即可获得的电视会议、电信诊病、电子购票及购物等业务，令人心情舒畅 的壁挂图像业务、多画面电视业务以及具有高度临场感的立体影视剧场业务，夕卜出时可以利用的电信监护、家电遥 控等业务就信息源而言，可举出电子报刊、电子图书馆、电子美术馆等就终端而言，携带便利的袖珍将得 到普及，超薄型大屏幕显示器使人们在室内充分领略到自然景色和珍品佳作3)业务高级化：采用识别与理解的高级信息处理技术能够很方便地实现各种高级通信业务例如，易于呼叫 的语音拨号、书写字符输入、节省时间的电子秘书、代行数据库检索的操作、协助作出判断的战略信息系统、支援 系统以及克服语言障碍的翻译系统等二) 通信网的发展动向可视化、智能化及个人化是今后通信业务发展的总趋势它将对通信网的发展与变化产生深刻的影响图像业 务迅速发展预测到2005年一些发达国家拥有的各类视频终端(包括可视)总数可与目前接入公用网的机总 量相匹敌因图像业务占用很宽的频带，网路传送的信息量将会大大增加。

因此，发展宽带通信网是通信领域中紧 迫的任务之一智能处理与通信相结合，通信网将提供包括个人通信在内的各种高级通信业务为了完成自动翻译、位置登录、 号码变换、对用户跟踪和用户身份验证等操作访问数据库的频度急剧增加由此可见，必须导入智能网(IN： Intelligent Network)以实现高级业务的接续控制1) 通信网的宽带化研究表明，可以采用异步转移模式(ATM： Asynchronous Transfer Mede)和光交换方式实现通信网的宽带化 无论采用哪一种技术，都必须开发大容量的光通信系统并使用户网络光纤化1) 异步转移模式ATM本质上是一种高速分组交换模式它能够适应从速率低于数千比特到高达数百兆比特的 各种业务以ATM实现B—ISDN的技术困难较少美、日、法、德等国已组建ATM实验网，基于上述理由，CCITI"于 1988年在I.121建议中明确提出ATM是实现B—ISDN(Board ISDN)的传送方式，并在1990年5月于日内瓦召开的第十 八研究组全会上提出了较为详细的B—ISDN建议草案1992年在第9会期末将提出第一版ATM技术的B—ISDN建议 1995年将开展B—ISDN的商用业务。

1996年公布B—ISDN的正式建议2) 光交换方式当前，通信网中已普遍采用光纤通信，如进一步导人光交换技术，即可实现光交换与光传输 一体化的全光交换网光交换网将完成通信网与广播网的综合它不仅具有良好的通信网的功能，并且至少可提供 300个高清晰度电视(HDTV： High Definition Television)频道这是无线方式的电视广播网(至多提数10个频道) 无法比拟的光交换网的技术难点较多，目前仍处于基础研究阶段，但已引起人们的高度重视，估计不久可进入实 用化阶段2) 通信网的智能化与个人化为了实现智能化，智能网应提供能对用户信息进行高级处理(例如通信媒体变换和自动回译等)的“通信/信息 处理业务，，和使通信线路接续方式高级化的“高级接续业务”为了实现个人化，应发展使用户能够在移动中接 入的无线接人手统以及进行移动管理的高级接续业务无线接人系统是能够提供话音、和数据通信等多媒体化 的系统高级接续业务则要求信息传送系统和数据库功能的高速、大容量化以及接口的标准化，使之具有跨越多个 网络进行灵活控制的能力2. 1 21世纪的通信网结构进入21世纪后，一方面，数据信息业务量将成为主要，另一方面，移动终端数将更为普遍。

这两项预测对我们 考虑未来的通信建设有着极其重要的指导意义首先，未来的通信网，尤其是有线固定通信网，将是大容量通信网，所承担的信息业务是以数据信息为重点， 网内设施、结构和功能必然首先照顾数据信息，让数据得到最好、最快的传送效率长期以来传统的公用交换 网PSTN(public switched telephone network使用电路交换(circuit switching) 已不适合了，应该考虑为数据信 息服务的分组交换(packet switching)数据信息宜于采用互联网规约IP，而在统一的通信网，每种信息都应该使 用IP为了使这统一的通信网兼顾传送信息，而且保证通信双方实时会话所需的业务质量，必须研窕P电 话的技术使之达到这样的要求由此，可以有把握地说，未来的通信传送核心网必将是以数据为重点的分组交换网， 而且由它成为国家的统一通信网，不断地扩大容量和充实设施，以适应形势的需要在90年代中期兴起的Intemet，突然使通信网中信息业务的分布受到巨大冲击，从此，用户计算机数据通信业 务量将遥遥领先，将来实行多媒体(multimedia)通信，仍然属于数据为主的通信未来的通信网在加大容量的同时， 必须对数据信息特别照顾，才能获取最好的效果。

这就是果断决定未来的通信网将是数据为重点的分组交换网的理 由这样，现已存在的PSTN需要逐步进行改革但为了节约起见，不是立即废弃原有的通信网设备，而是在筹建新 型的未来通信网的同时，仍充分利用和尽快改革原有通信网的设施2. 2光纤传输线路和全光通信网60年代未开始研究光纤通信技术的科学家，绝想不到光通信技术会这般突飞猛进，带来一场声势浩大的电信技 术革命从最初英国公司研制出第一根光纤，^ USDH传输技术研究取得突破，从1990年提出全光网概念，到DWDM密 集波分复用技术全面商用，光通信技术都吸引了太多的来自世界前沿科技的注意力即使在移动通信和因特网高速 发展的今天，光通信技术仍然能吸引众多的目光，与它们平分秋色全光网，可以说是光通信网络技术发展的最高阶段，它是一个应用灵活、可靠、性能稳定的网络，分为核心传 输网、区域网和接入网3部分厉博士说，光网络即光层(Optical Layer)网络，其基本结构是由光纤、WDM设备、 光放大器(OA)、光交叉连接设备OXC、光插分复用器(OADM)、网管系统、网络监测系统、网络保护与恢复系统等一 起组成的其中所有设备都是光的要实现真正意义上的全光网，还有相当的一段距离。

从网络的下层来看，随着 光通信技术的不断发展，全光网已现雏形，但是，由于在技术上的限制，全光网还有很多技术上的挑战有待克服随着全光网的发展，光网络必须要与如因特网、ATM网等其它网络融合，也必须与移动通信网融合发展全光 网的另一个难点是如何与internet、ATM、X. 25以及其它网络连接从这方面说，网络的接口问题是一个上层问题， 它需要有一个规范标准的接口协议，也要有。