现代通信网的发展

现代通信网概论

学院： 软件学院

专业班级：计算机通信2班

指导老师： 许焱平

姓名： 李跃文

学号： 410920070150

现代通信网的发展：

第一阶段从本世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。在这期间，首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统，其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到30～40MHz可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段，特点是专用系统开发，工作频率较低。

第二阶段从40年代中期至60年代初期。在此期间内，公用移动通信业务开始问世。1946年，根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。当时使用三个频道，间隔为120kHz，通信方式为单工，随后，西德(1950年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过 渡，接续方式为人工，网的容量较小。

第三阶段从60年代中期至70年代中期。在此期间，美国推出了改进型移动电话系统(1MTS)，使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。德国也推出了具有相同技术水平的B网。可以说，这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。

现代通信网呢，又含有传输网，信令网，同步网，电话通信网，移动通信网，等等。下面为这提到的几个做以下概括：

1传送网是以光或电为载体传送信息的网络。由具有发送、转移、接收信息功能的各种节点和链路组成。

以MSTP/ASON为代表的传送网技术有许多新特点。MSTP在传统SDH基础上，通过IP/ATM等多业务接入能力的引入，在业务接口上提供了以太网类接口和ATM类接口，是一个可以直接同数据业务进行接口的传送平台。在现有网络环境下，MSTP在承载原有TDM业务的同时，可以开展多种高可靠性、大容量的新业务，如以太网专线、点到多点以太网、以太环网等业务；为大客户提供综合接入；实现DSLAM到BRAS的接入与汇聚；作为3G业务的传输手段等。

20世纪90年代开始，SDH设备通过同步性能的改善，首次提供了灵活的业务颗粒（如虚容器VC-12和虚容器VC-4）调度能力，将传送网的组网和保护功能发挥的淋漓尽致。因而，SDH技术作为传送网主体技术以其特有的优势在传送网中占据了绝对主导地位，为电信运营商业务的发展发挥了巨大作用。 WDM设备则首次拓展了光领域，充分利用光纤通信的波分特性，大大提高了传送网的容量。自20世纪90年代中期商用以来，WDM系统发展极为迅速，已成为实现大容量长途传输的主流手段。不过，现阶段大多数WDM系统主要用在点对点的长途传输上，联网依然在SDH电层上完成。在条件许可和业务需要的情况下，在WDM系统中有业务上下的中间节点可采用OADM设备，从而避免使用昂贵的OTU进行OEO变换，节省网络建设成本，增强网络灵活性。目前具有固定波长上下的OADM已经广泛商用，而能够通过软件配臵灵活上下波长的动态可重构OADM（ROADM）也开始步入市场。同时随着160×10Gbit/sDWDM系统的成熟，在业务量大的地区新建WDM系统已越来越

多地引入80/160×10Gbit/s的系统。

面对电信业务的加速数据化和IP化以及多样化的业务环境，SDH技术加强了支撑数据业务的能力并向多业务平台发展，形成SDH多业务平台（MSTP）。SDH多业务平台的基本思路是将不同的业务，通过VC级联等方式映射进不同的SDH时隙，而SDH设备与二层设备乃至三层分组设备在物理上集成为一个实体，构成具有业务层和传送层一体化的网络节点。

作为SDH设备的改进，MSTP所改善的是在用户接口一侧，但是内核一侧却仍然是电路结构。因此，可以说MSTP技术向包处理或IP化的程度不够彻底。随着TDM业务的相对萎缩及“全IP环境”的逐渐成熟，传送设备要从“多业务的接口适应性”转变为“多业务的内核适应性”，分组传送网迎合了这种趋势。

2信令网是在电信网的交换节点间，采用共路信令，由信令终端设备和共路信令链路组成的网络。信令网按网络结构的等级可分为无级信令网络和分级信令网两类：1无级信令网。2分级信令网

无级信令网是未引入信令转接点的信令网。在无级网中信令点间都采用直联方式，所有的信令点均处于同一等级级别。

无级信令网结构比较简单，但有明显的缺点，信令路由都比较少，而信令接续中所要经过的信令点数都比较多；网状网虽无上述缺点，但当信令的数量较大时，局间连接的信令链路数量明显增加。

分级信令网也叫水平分级信令网。是引入信令转接点的信令网。二级信令网是采用一级信令转接点的信令网；三级信令网是具有二级信令转接点的信令网，第一级信令转接点称为高级信令转接点（HSTP）或主信令转接点，第二级为低级信令转接点（LSTP）或次信令转接点。分级信令网的一个重要特点是每个信令点发出的信令消息一般需要经过一级或n级信令转接点的转接。

比较无级网和分级信令网的结构，分级信令网具有如下的优点：网络所容纳的信令点数多；增加信令点容易；信令路由多、传号传递时延相对较短。因此，分级信令网是国际、国内信令网常采用的形式。

我国信令网采用三级。第一级是信令网的最高级，称为高级信令转接点(HSTP)，第二级是低级信令转接点(LSTP)，第三级为信令点(SP)。信令点由各种交换局和特种服务中心(业务控制点、网管中心等)组成。 同步网是产生时间或频率基准,用来提供基准定时信号的网络。 3同步网（Snchronization Network），电信网运行的支持系统之一。为电信网内电信设备时钟（或载波）提供同步控制信号，使其工作速率同步。

电信网内任何两个数字交换设备的时钟速率差超过一定值时，接收信号交换的缓存读写时钟会产生速率差，当该差值超过某一定值时将产生滑码，会造成接收数字流的误码或失步。同步网的功能就在于使交换设备时钟频率相同，以消除或减少滑码。

“同步”指通信双方的定时信号符合特定的频率或相位关系，即两个或两个以上信号在相对应的有效瞬间，其相位差或频率差保持在约定的允许范围之内，根据不同区分，同步被分为位同步、帧同步和网同步。位同步指通信双方的定时脉冲信号频率相等且符合一定的相位关系；帧同步指通信双方的帧定时信号的频率相同且保持一定的相位关系；网同步指网络中各个节点的时钟信号的频率相等，也就是多个节点之间的时钟同步，从而也可以在各个节点实现帧同步。 当通信双方由于位定时偏差，造成码元增加和减少时，造成滑码。滑码与误码作为数字网的同步损伤，会对网络应用造成影响，例如通信网难以定位。

不同电路对滑码率的性能指标有不同的要求。编码的冗余度愈高，滑动损伤就愈小。如语音冗余高，对滑动敏感度低，这时普通话音可能出现“喀喀”声，传真业务可能造成信息不全；而数据对滑动较敏感，会造成音质差、丢包率高、接通率低、图像花屏和伴音中断等现象，影响通信质量，严重时会中断通信。

在实际的数字交换机中，缓冲器的容量可为1帧或大于1帧（典型值为2个帧长），把滑码一次丢失或增加的码元数控制为1帧。这样做的优点是：仅对完整的一个帧漏读或重读，而不打乱帧结构，防止帧失步的产生。由于滑码一次丢失或增加的码元数是确定的，也常称其为受控滑码。

4电话通信网是进行交互型话音通信，开放电话业务的电信网，简称电话网。它是一种电信业务量最大，服务面积最广的专业网，可兼容其它许多种非话业务网，是电信网的基本形式和基础，包括本地电话网、长途电话网和国际电话网。

电话网采用电话交换方式，主要由四部分组成：发送和接收电话信号的用户终端设备、进行电路交换的交换设备、连接用户终端和交换设备的线路和交换设备之间的链路。

电话网基本结构形式分为多级汇接网和无级网两种。我国电话网由四级长途交换中心和一级本地网端局组成五级结构。其中一、二、三、四级的长途交换中心构成长途电话网，由本地网端局和按需要设臵的汇接局组成本地电话网。

除了以传递电话信息为主的业务网外，一个完整的电话通信网还需要有若干个用以保障业务网正常运行、增强网路功能、提高网路服务质量的支撑网路。支撑网中传递的是相应的监测和控制信号。支撑网包括同步网、公共信道信令网、信输监控网和网路管理网等

5移动通信网由无线接入网、核心网和骨干网三部分组成。无线接入网主要为移动终端提供接入网络服务，核心网和骨干网主要为各种业务提供交换和传输服务。从通信技术层面看，移动通信网的基本技术可分为传输技术和交换技术两大类。

从传输技术来看，在核心网和骨干网中由于通信媒质是有线的，对信号传输的损伤相对较小，传输技术的难度相对较低。但在无线接入网中由于通信媒质是无线的，而且终端是移动的，这样的信道可称为移动（无线）信道，它具有多径衰落的特征，并且是开放的信道，容易受到外界干扰，这样的信道对信号传输的损伤是比较严重的，因此，信号在这样信道传输时可靠性较低。同时，无线信道的频率资源有限，因此有效地利用频率资源是非常重要的。也就是说，在无线接入网中，提高传输的可靠性和有效性的难度比较高。

从网络技术来看，交换技术包括电路交换和分组交换两种方式。目前移动通信网和移动数据网通常都有这两种交换方式。在核心网中，分组交换实质上是为分组选择路由，这是一种类似于移动IP选路机制（或称为路由技术），它是通过网络的移动性管理（MM）功能来实现的。

接入网是在公用电信网中连接核心网与用户或用户驻地网的桥梁，是本地交换机到用户终端的实施系统，它通过V5接口与交换设备连接，无交换功能，主要完成传输、复用、交*连接；AN采用ATM以支持多业务接入（电话、数据、视像和多媒体业务等）。

接入网分为有线接入和无线接入，主要技术有：xDSL、OAN、HFC、SDV、宽带无线接入。

xDSL技术：是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使之承载宽带业务，DSL即Digital Subscriber Line（数字用户线），x=A，H，S，V；ADSL（非对称DSL）是其中的代表，ADSL的上行和下行速率不对称，适于支持Internet、VOD和远程LAN业务，同时能在保证原POTS业务的前提下，不改动原有铜缆设施就能提供宽带业务，因此ADSL在北美和欧洲有很好的推广应用，我国也正在发展应用中。

光纤接入网（OAN）：是在接入网中采用光纤作为主要传输媒质，实现接入网功能的技术，它具有带宽宽、不需要中继器、传输质量好、市场看好等特点；OAN技术由于其性能和带宽的优势，将在宽带接入中发挥主要作用。 “最后一公里”：即从用户家庭到电话网端局的用户线长度。我国实际用户线的平均长度为3.38km，比一公里要大。目前电信网中，传输网和交换网已分别实现宽带化、数字化和程控化，而用户接入网中以铜线为主的“最后一公里”发展缓慢，成为影响制约通信网发展的瓶颈。“最后一公里”采用何种技术，是接入网需解决的问题。

FTTX（Fiber ToThe“x”）：光纤到“x”，指“最后一公里”的解决方案，x=大楼（building）、路边（curb），家（home）、小区（zone）。

美国前几年已实行FTTC战略，通过光纤到远端模块或电节点再经铜线分配至用户的FTTR方式，有源双星结构的ADS-FTTC方式和PON实现。对于FTTH计划的实施，采用AON、PON、WDM与路由器相结合的PON方案进行；美国有线电视网非常发达，对有线电视网的改造采用“电话和电视（模拟）HFC方案”、综合HFC方案（即信令、数字电话、模拟和数字电视）以及“宽带接入HFC方案”。

北京、上海等城市正在进行FTTZ的建设，部分高校内采用FTTB建立自己的吉比特局域网，中国电信将在3～5年内，建成适合全业务要求的灵活可*的宽带接入网，通过统一接入平台，满足不同速率、不同类型、不同服务质量的要求，到2005年，使宽带用户到2000万以上；中国“网通”宽带接入网的建设，将以IP为切入点，以实现各类电信业务的融合为方向。

无线接入：指从业务节点接口到用户终端部分或全部采用无线方式。目前无线接入网所能传送的业务主要是电话、传真和短消息，对数字视频和因特网浏览等数据业务的支持正处于积极研究阶段，并已有相关产品问世，如WAP手机、掌上电脑。

目前的接入网与业务节点：PSTN、CATV、ATM分别有各自的SNI接口，未来的接入网与业务节点的接口仅需一个SNI接口。

未来宽带接入网中，有线和无线共存，光纤接入是主流，无线接入因其组网方便、使用灵活和成本低等特点也将占有一席之地。

6在这我谈一下“三网”发展现状和趋势

通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化，能够支持各类窄带和宽带、实时和非实时、恒定速率和可变速率，尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电话网、有线电视网（CATV）、计算机网，它们都各有自己的优点和不足。

计算机网络虽能很好地支持数据业务，但实时性（QoS，服务质量）差，宽带性不够，不支持电话和实时图像业务，网络管理的让费和安全性不够。

电话网虽可高质量地支持话音业务，但带宽不够，所有的程控交换机均按传输话音的带宽设计（64kbit/s）。同时智能不够，虽有部分智能网业务（如800），

但目前还达不到计算机网络的智能。

有线电视网虽然实时性和宽带能力均很好，但不能双向通信、无交换和网络管理。

三种网都在逐步演变，使自己具备其他两网的优点，电信网通过采用光纤、xDSL、以太网和ATM，提供Internet的高速接入和交互多媒体业务；CATV铺设光缆，以更换同轴电缆，采用HFC技术进行双向化改造；网络公司围绕Internet技术建网，力争在同一个网上，支持全业务。目前*单一网络的发展，难以实现通信网的发展要求，因此提出“三网融合”的概念。

“三网融合”不是指三网在物理上的兼并合一，而是指高层业务应用的融合，即技术上互相渗透，网络层上实现互通，应用层上使用相同的协议，但运行和管理是分开的。三网将在GII（全球信息基础结构）概念下，共同存在，向互通融合的趋势发展。

“三网融合”有利于最大程度地共享现有资源，为推动“三网融合”，ITU提出了GII概念，其目标是通过三网资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效网络，满足用户在任何时间、任何地点，以可接收的质量和费用，安全地享受多种业务（声音、数据、图像、影像等）。

下一代网络中软交换、能动网和分布式面向对象的网络结构（DONA）将是新的发展思路。

在现代通信新技术中，这里主要介绍宽带网核心技术（IP与ATM）、接入网技术、光纤接入技术、第三代移动通信技术及蓝牙、超宽带等无线通信技术。

二心得：

学了这么长时间现代通信网，发现现在的人们离不开这些网，而这些的各种网，有极大的空间，等着人们探索。

在中国，网络学习还是个新生事物，如同罩着一层神秘的面纱，使不少人望而却步，不知自己是否能够适应这种全新的学习模式。随着家用电脑的普及，网络学习愈来愈呈现出其特有的优势。

在网络学习中我与同行们互相交流，互相学习，在互动中我学到了一些粗浅的网络知识，我将继续通过网络的学习，于教师共同探究问题，网上交流，增加知识的积淀，充实自己、完善自己。