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1、宽带网络技术,主讲：张崇富 E-mail: 电子科技大学通信与信息工程学院,主要内容,第一章 宽带网络技术概论 第二章 宽带业务网 第三章 宽带通信网接入技术 第四章 ATM网络技术 第五章 宽带IP网络技术 第六章 宽带MPLS网络 第七章 下一代宽带网络技术,参考书,异步传递方式 宽带ISDN技术 马丁.德.普瑞克著 程时端译 人民邮电出版社 1999 IP交换技术协议与体系结构 Christopher Y. Metz 著 吴靖等译 机械工业出版社 1999 TCP/IP网络原理与技术 周明天 汪文勇 编著 清华大学出版社 1993第1版 宽带网络技术基础 ATM: Foundation
2、 For Broadband Networks 美 Uyless Black 清华大学出版社 1998,第一章 宽带网络技术概论,宽带网络技术产生背景 通信网络与发展 宽带网络技术基本概念 宽带网络技术的未来 宽带网络关键技术综述,内 容,宽带网络技术产生背景,宽带网络技术产生背景,时代的呼唤： 随着21世纪的到来，全球进入信息时代，信息的产生与传输非常迅速，也影响到了生活的方方面面，因此对通信的质量、速率、带宽等提出了更高的要求。 技术的支持： 通信技术随着社会信息化而迅速发展，技术的发展与完善为宽带网络产生提供了可靠的技术支持。例如：宽带网络接入技术，宽带网络相关协议，实现方式，宽带网络组
3、网技术和解决方案等得到了长足发展。,通信网络与发展,通信网络与发展,通信技术的发展： 古代烽火报警、火炬表字母，击鼓鸣金、信 鸽传信、旗语等。 19世纪1837年莫尔斯发明了莫尔斯电码； 1876年贝尔发明了电话； 19世纪末期赫兹、波波夫和马可尼等 对采用电磁波传送信号做了很多实质 性的研究工作与实验。,20世纪1901年马可尼成功实现了横跨大西洋的 无线通信； 1957年前苏联第一颗人造卫星成功发射； 1960年梅曼发明了激光器，1970年康宁公 司研制出了损耗为20dB/km的光纤。 目前通信技术中新技术的不断涌现与发展为通信 发展开辟了新的华章，如宽带网络技术，蓝 牙技术，光通信技术、
4、无线通信技术和空间 通信技术等等。,通信网络与发展,通信网络与发展,通信网技术的发展历程,60年代 计算机化 70年代 数字化，分组交换网的 出现 80年代 业务综合化-ISDN,通信网络与发展,90年代以后 宽带化（光纤传输，Gb/s交换） 智能化（IN，TMN，TINA） 个人化（GSM，CDMA， 第三代移动通信） 开放性 标准化,通信网络与发展,网络的演进路线-IP over X ?-,网络技术的发展： 通信网络技术中三网 电信网主要采用有线或无线传输介质，以电磁、光电信号载体，对信号的发射、传输和接收的通信网，电信网由基础网、支撑网和业务网组成。电信网以传输语音为主，主要包括了公用交
5、换电话网（PSTN）、移动通信网和基础数据网（数字数据网DDN、帧中继FR和X.25网络）,通信网络与发展,PSTN 结构 高度冗余、多层次的分层结构 本地回路（双绞线，模拟信号） 干线（光纤/微波，数字信号） 交换局,本地回路,本地回路,准长途 干线,准长途 干线,带宽中心 长途干线,电话,电话,端局,端局,长途局,长途局,中心交换局,通信网络与发展,本地回路 传输损害 衰减、延迟变形、噪声 调制解调器 数模转换 调幅、调频、调相 回声问题 回声抑制器：半双工 回声消除器：全双工,接口 RS-232-C（V.24） DTE/DCE 20 kbps，15 m RS-449 RS-423-A R
6、S-422-A：2 Mbps，60 m 光纤本地回路 FTTH FTTC,通信网络与发展,干线复用技术 频分多路复用 Frequency Division Multiplexing，FDM 时分多路复用 Time Division Multiplexing，TDM 码分复用 Code Division Multiplexing 波分多路复用 Wavelength Division Multiplexing，WDM,通信网络与发展,PSTN应用 计算机系统通过调制解调器连接远程终端 通信：PSTN + Modem 特点：主从通信 以主机为核心 以终端为输入输出设备,PSTN,主机,终端,Mode
7、m,Modem,PSTN由传输线路、交换机和用户终端组成。基本的拓扑结构有星形网、网状网、树形网及混合网等。此网由若干级交换中心组成核心交换网，再通过端局接入到用户。,通信网络与发展,DDN DDN是采用数字信道传输信号的网络。由网络节点、网络接入单元和用户设备组成。能满足一定的多媒体信息实时传输，但由于受限于网管中心的控制，不适合小型用户之间的通信。 FR 是一种简化的帧交换模式，可以完成OSI的核心功能。该技术将被广泛应用到远程电视电话会议业务中。 移动通信网 移动通信网可以实现真正的5W（whoever、wherver、whenever、whomever和whatever)通信，同时也向
8、宽带网络方向发展。,通信网络与发展,计算机网是通信技术计算机技术,通信网络与发展,目前的Internet就是典型的计算机网,1961-1972: 早期的分组交换实验性网络,1972-1980: 网络互联,1980-1990:新协议,网络的进一步扩大,1990s:商业化阶段, WWW,Internet的发展速度 是历史上发展最快的一种技术。以商业化后达到 5000 万用户为例：电视用了13年，收音机用了38年，电话更长。Internet 从商业化后达到 5000 万用户用了4 年时间。,通信网络与发展,LAN和互联网络的发展、综合业务数字网（ISDN）和智能网（IN）的涌现，致使网络发展得到了较
9、大的发展。网络的发展使传输宽带大幅度的提高，网络资源充分共享等。 国内相继建成了中国科技网CSTNET、中国教育科研网CERNET、中国金桥网ChinaGBN、中国共用互联网ChinaNet等。,通信网络与发展,有线电视网 传输网络有线电视台间节目源的传输 分配网络有线电视台与以后间的分配,有线电视网,通信网络与发展,我国有线电视网中同轴电缆入户率较高，有利于开展Internet接入服务，利用电缆调制解调技术在HFC上传输IP数据将会得到长足的发展。此技术主要支撑设备是电缆调制解调器终端系统（CMTS）和电缆调制解调器（CM）。CMTS与CM是点到多点、全双工通信，在信息传输上下行为广播方式，
10、上行为TDMA方式。在CM间功能由CMTS完成。,通信网络与发展,通信网络与发展,三网合一 电信网、计算机网和有线电视网都具有各自优势和存在的问题，一种新型的网络技术正成为研究热点与发展趋势“三网合一”。 “三网合一”可从分层分割概念的角度分析，目前主要指高层业务应用的融合，技术上趋于一致，网络层上的互联互通，业务上的相互渗透与交叉，应用层上趋于统一的TCP/IP协议。三网合一涉及到了技术、网络、业务、产业、终端和政策等等的融合。,通信网络与发展,三网合一的意义 可以缓解的问题： 电信网以语音为主，不能满足目前以高于摩尔定律2-3倍速率增长的数据业务。多业务的增长为网络带宽提出了新的要求； 用
11、户以指数式增长； 业务带宽快速的增长。 对产业的影响： 三网合一为全业务提供了机遇，致使三网在地域、市场和业务上的重构，不同行业公司的兼并与业务上的扩展提供可能。 PDHSDH，铜线 光缆或无线，电路交换 基于IP的分组交换，常规光纤 新一代非零色散光纤，模拟数字，等。,通信网络与发展,“三网合一”技术的支持 TCP/IP协议的提出为基于IP over ATM电信网、IP over Optical计算机网和IP over SDH有线电视网三网合一的业务层上奠定了基础。 三网形成了不同的网络形态，其中接入技术的差异是三网合一的关键技术之一，因此接入技术的成熟使三网合一在统一接口标准和规范上成为可
12、能，接入技术也越来越趋于宽带化。 数字化技术与光通信技术的成熟与广泛应用。数字化为传输话音、数据、图像等提供了可靠保障；光通信的发展为通信提供了更高的带宽，并保障了通信质量。 软件技术的发展致使三网及终端可通过软件支持多用户、多业务和多功能，促进通信网络的智能化与软件化。,通信网络与发展,三网融合的业务基础,不同的网络结构往往适于传送不同的业务信号，而不同的业务信号也往往要求不同的网络结构来支持 IP协议将成为电信网的主导通信协议 在这种大形势下，网络将逐渐向着对IP业务最佳的分组化网(特别是IP网)演进和融合，这是历史的必然,通信网络与发展,三网合一的大趋势（三网融合的演进步骤）,在CPN处
13、已经开始向IP协议融合(80%) 电信级语音网关 (统一协议，大容量，多信令)的出现和普及 在5年左右ATM/IP将开始在核心网代替新装长途交换机，然后在网络边缘逐渐代替新装端局交换机和移动交换机 蜂窝将最后转向IP，通过GPRS, 3G 接入网将长期分离，竞争，共存，发展 整个过渡期将需要10-20年,通信网络与发展,宽带网络技术发展 Internet的发展： 数据业务以年40-50%速率增长，超过了语音业务10的增长速率。 Internet用户数急遽增长，预计2005年可得到4亿。 用户数与业务需求的增长，致使带宽供应以6-9个月增长1倍的速率增长，目前来看通信网主干线也基本实现了宽带化，
14、也具备了处理大容量，多媒体服务的能力。 业务的多样性与个性化日趋明显，如音频、视频和数据的新型宽带业务，服务内容的个性化。 Internet是NGN的主题，将以全光传输，IP协议为基础得以发展。,通信网络与发展,电信网的发展： 多业务的需求 综合业务数字网（ISDN）,N-ISDN,B-ISDN,ATM（1990s）,基于SDH的ATM的WAN（90年代中期）,IP业务增长，ATM退色（90年代后期）,IP over ATM， IP over SDH，MPOA,Gbit/s线速路由交换机IP网络,宽带IP网络（IPATM),通信网络与发展,下一代网络： 现代通信发展的新趋势 1、移动业务固定业
15、务 2、数据业务语音业务 3、分组交换电路交换 通信技术的支撑技术 1、 IPv6技术使用户可通过任何的现有设备成为Internet上的终端； 2、软交换技术使各新业务方便快捷加载到网络中去，同时使PSTV、 Internet和移动网得以融合； 3、3G技术将新业务融入到移动网中去。 发展态势 致力下一代网络的公司雨后春笋般成立，实验成功的进行，NGN是也将是追捧的热点技术。,通信网络与发展,下一代网络的结构： 下一代网将是一个混合结构的网络 千兆比路由器（IP over SDH）和ATM SW是核心网部分的关键组成部分 IP over ATM 将会在网络边缘长期存在 在可以预见的未来，IP
16、over ATM，IP over SDH 和 IP over WDM 将共存互补 长期看，IP over WDM 将会在核心骨干网中起中心作用 电路交换网将通过与语音网关与数据网相联,通信网络与发展,新一代网应是以ATM或ATM/IP为基础的分组化网； 这一过渡期在我国大约需10-15年左右，因而未来主要任务是同时支持两种网络，解决两网间互通以及各自业务和应用间互操作性。 宽带网发展的技术基础 光通信技术 微电子技术 数字信号处理技术,宽带网络技术基本概念,宽带网络技术基本概念,基本术语： 通信技术是采用电缆、无线电、光或电磁等，对信号、声音、图像等信息进行发送、传输和接收的技术。 宽带，顾名思义传输带宽很宽。严格意义上讲宽带在整个网络中接入与输出均要求是宽带的。ITU在1113号建议中把宽带定义为一种传输的能力，要求传输速率达到1.5-2.0Mb
