教学课件通信网络原理与技术—1-1通信网络概论ppt（全）.ppt

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1、教学课件通信网络原理与技术1-1通信网络概论通信系统教研室通信系统教研室授授 课课 人：人：通信网络原理与技术通信网络原理与技术通信网络原理与技术通信网络原理与技术课程意义课程意义v7070年代以来，随着计算机、程控交换、分组交换、年代以来，随着计算机、程控交换、分组交换、IPIP、ISDNISDN、ATMATM、SDHSDH等技术出现，通信网络技术飞等技术出现，通信网络技术飞速发展速发展思考：为什么会出现这些技术？你了解技术的演进的历思考：为什么会出现这些技术？你了解技术的演进的历史吗？你了解技术演进的背后动机吗？史吗？你了解技术演进的背后动机吗？计算机导致程控交换出现，从而不再使用手工的方

2、式；计算机导致程控交换出现，从而不再使用手工的方式；计算机导致数据传输成为重要需求，从而出现分组交换计算机导致数据传输成为重要需求，从而出现分组交换v2121世纪的通信将是一个融合了语音、数据和图像业世纪的通信将是一个融合了语音、数据和图像业务的超高速、宽带、可移动的多媒体网络务的超高速、宽带、可移动的多媒体网络思考：这对通信网络理论带来了那些问题？如何比较提思考：这对通信网络理论带来了那些问题？如何比较提炼出这些问题？炼出这些问题？3课程意义课程意义v时代变化需要我们培养懂得网络运维和管理的高级时代变化需要我们培养懂得网络运维和管理的高级专门人才专门人才思考：科学网络管理的依据是什么？思考：

3、科学网络管理的依据是什么？v具体讲，我们需要懂得链路层、网络层及网络层之具体讲，我们需要懂得链路层、网络层及网络层之上的功能，尤其是懂得上的功能，尤其是懂得网络控制网络控制平面和平面和管理管理平面的平面的人才人才思考：通信网络的管理与控制方式与通信网原理是什么思考：通信网络的管理与控制方式与通信网原理是什么关系？关系？通信网络基础理论正是将通信网络抽象出来，利用排队通信网络基础理论正是将通信网络抽象出来，利用排队论和图论等从理论上对其进行研究和分析，并将成果应论和图论等从理论上对其进行研究和分析，并将成果应用到实际中以调整、管理与控制网络使其发挥最大性能用到实际中以调整、管理与控制网络使其发挥

4、最大性能4课程定位课程定位v学会用数学的语言研究通信网络学会用数学的语言研究通信网络思考：如果是你负责构建通信网的理论研究框架，你会思考：如果是你负责构建通信网的理论研究框架，你会如何入手？如何入手？v学会从应用的角度理解通信网络学会从应用的角度理解通信网络思考：为什么要从应用的角度理解通信网络？思考：为什么要从应用的角度理解通信网络？v学会用随机的思想看待通信网络学会用随机的思想看待通信网络思考：随机的思想都用在哪里？能否举出一些例子？思考：随机的思想都用在哪里？能否举出一些例子？随机的思想最显著的一个例子即无论经过如何设计的通随机的思想最显著的一个例子即无论经过如何设计的通信网，总会时而闲

5、置致使成本提高，时而又拥塞致使性信网，总会时而闲置致使成本提高，时而又拥塞致使性能下降，而变化从来无法事先准确的知道能下降，而变化从来无法事先准确的知道5“一种科学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地步。”马克思“在任何特定的理论中，只有其中包含数学的部分才是真正的科学。”康德 名人名言名人名言6关于教材关于教材主用教材：主用教材：2022年年1月电子工业出版社，韩仲祥主编月电子工业出版社，韩仲祥主编通信网络原通信网络原理与技术理与技术，及，及通信网络原理与技术实验指导书通信网络原理与技术实验指导书2020年年9月。月。参考教材：参考教材：（1）李建东、盛敏）李建东、盛敏 编著，通信

6、网络基础，高等教育出编著，通信网络基础，高等教育出版社，版社，2011年出版，第二版，年出版，第二版，2013年年12月印刷。月印刷。（2）马东堂等编著，通信网络理论与应用，科学出版）马东堂等编著，通信网络理论与应用，科学出版社，社，2017年，年，2017年年06月印刷。月印刷。（3）谢希仁）谢希仁 编著，计算机网络，电子工业出版社，编著，计算机网络，电子工业出版社，2017年出版，第年出版，第七七版，版，2017年年7月印刷。月印刷。课程评价方式课程评价方式闭卷、笔试闭卷、笔试70%；课程实验课程实验20%；作业成绩作业成绩10。联系方式：联系方式：TEL:E-MAIL8第一章第一章 通信

7、网络概论通信网络概论功能及分类功能及分类拓扑与分层结构拓扑与分层结构 内容安排内容安排质量指标质量指标 发展概况发展概况 概念及构成概念及构成91.1 通信网络概念与构成通信网络概念与构成v通信网络就是将众多通信网络就是将众多通信系统通信系统通过通过传输传输系统系统、交换系统交换系统按照一定的按照一定的拓扑结构拓扑结构形式，形式，在在操作系统操作系统、规则协议规则协议的控制下，的控制下，有机地有机地组合在一起并能够为众多终端设备提供话组合在一起并能够为众多终端设备提供话音、图像、数据、文字、气味感觉、温度音、图像、数据、文字、气味感觉、温度感觉等感觉等端到端端到端业务业务服务的服务的信息基础设

8、施信息基础设施101.1 通信网络概念与构成通信网络概念与构成网络示意图网络示意图固定或可变路径，模拟、数字、固定或可变路径，模拟、数字、ATM、SDH等等等等协议规则，协议规则，No.7信令，信令，TCP/IP，OSI路由选择、交换，通信服务路由选择、交换，通信服务111.1 通信网络概念与构成通信网络概念与构成传输链路（电缆、光纤等）一个基本通信网络示意图一个基本通信网络示意图路由器、交换机等121.1 通信网络概念与构成通信网络概念与构成网络节点网络节点：交换、控制、管理、支撑等设备。：交换、控制、管理、支撑等设备。传输链路传输链路：传输设备、信道。：传输设备、信道。通信终端通信终端：电

9、话机、：电话机、PC机、传真机。机、传真机。131.1 通信网络概念与构成通信网络概念与构成传统的通信网传统的通信网14提供新型业务复杂网络示意图复杂网络示意图 1.1 通信网络概念与构成通信网络概念与构成151.2通信网络功能及分类通信网络功能及分类基础功能基础功能 传输功能传输功能 交换功能交换功能 电路交换电路交换 分组交换分组交换 服务功能服务功能 栅格化信息传输功能栅格化信息传输功能多业务承载功能多业务承载功能网络化服务功能网络化服务功能161.2通信网络功能及分类通信网络功能及分类通信网从不同的角度出发有多种分类方法，主通信网从不同的角度出发有多种分类方法，主要有：要有：v按通信的

10、业务类型按通信的业务类型可分为电话网、电报网、可分为电话网、电报网、广播电视网、数据通信网、计算机通信网、广播电视网、数据通信网、计算机通信网、多媒体通信网和综合业务数据网。多媒体通信网和综合业务数据网。v按传输信号的形式按传输信号的形式可分为模拟通信网和数字可分为模拟通信网和数字通信网等。通信网等。171.2通信网络功能及分类通信网络功能及分类 v 按按服务的区域或范围服务的区域或范围可分为本地网、可分为本地网、长途网、国际网（或局域网、城域网、长途网、国际网（或局域网、城域网、广域网）等。广域网）等。v按通信服务的对象按通信服务的对象可分为公用通信网和可分为公用通信网和专用通信网等。专用通

11、信网等。v按传输方式按传输方式可分为微波通信网、光纤通可分为微波通信网、光纤通信网、无线通信网等。信网、无线通信网等。18通信发展历史第一阶段：技术积累！通信发展历史第一阶段：技术积累！1、1837年年Samuel Morse 发明电报发明电报2、1876年年Alexander Graham Bell 发明光电话发明光电话3、1895年年Guglielmo Marconi 发明无线电发明无线电4、1906年电子管的发明使模拟通信得到发展年电子管的发明使模拟通信得到发展5、1928年年Nyquist取样定理和取样定理和1948年年shannon定理在理论上为数字定理在理论上为数字通信奠定了基础通

12、信奠定了基础6、20世纪世纪50年代、年代、60年代半导体和集成电路的发展使数字通信得年代半导体和集成电路的发展使数字通信得到发展到发展7、1945年第一台电子计算机的问世到年第一台电子计算机的问世到80年代计算机的飞速发展使年代计算机的飞速发展使数据通信成为可能数据通信成为可能1.2 通信网的演变过程通信网的演变过程198、1963年第一次实现同步卫星通信年第一次实现同步卫星通信9、20世纪世纪70年代光导纤维的发明实现了光纤通信年代光导纤维的发明实现了光纤通信10、1974年美国年美国Bell实验室提出蜂窝移动通信概念实验室提出蜂窝移动通信概念通信发展历史第二阶段：迅速发展！通信发展历史第

13、二阶段：迅速发展！11、60年代通信计算机化（分水岭年代通信计算机化（分水岭-信息化的前提）信息化的前提）12、70年代通信数字化，分组交换网出现年代通信数字化，分组交换网出现13、80年代业务综合化年代业务综合化ISDN14、90年代宽带化（光纤传输，年代宽带化（光纤传输，Gb/s交换）交换）智能化（智能化（IN，TMN）个人化（个人化（GSM，CDMA，第三代移动通信）第三代移动通信）开放性、标准化开放性、标准化1.2 通信网的演变过程通信网的演变过程20第三阶段第三阶段-通信网：网络化！通信网：网络化！1、电话网电话网（最早的通信网）（最早的通信网）v60年代以前是模拟通信年代以前是模拟

14、通信v60年代以后采用数字传输和交换方式，一直延续至今。年代以后采用数字传输和交换方式，一直延续至今。全世界范围内运转着全世界范围内运转着两种两种数字载波系统：数字载波系统：24个个64kbit/s语音信道，速率为语音信道，速率为1.544Mbit/s的传输系统的传输系统 30个个64kbit/s语音信道，速率为语音信道，速率为2.048Mbit/s的传输系统的传输系统这就是脉冲编码调制（这就是脉冲编码调制（PCM）时分通信网络。）时分通信网络。1.2 通信网的演变过程通信网的演变过程21通信网：通信网：2、数据通信网数据通信网vITU-T规定的规定的X.25通信协议的分组交换网实现了早期的通

15、信协议的分组交换网实现了早期的数据通信；数据通信；v快速分组交换网：包括帧中继、快速分组交换网：包括帧中继、ATM、高速、高速IP等等。等等。3、移动通信网移动通信网：个人通信的基础：个人通信的基础vGSM、CDMA（我国自主知识产权的（我国自主知识产权的TDS-CDMA）v1G、2G、3G、4G、5G等等4、综合业务数字网综合业务数字网v将多种业务结合在一起的通信网（现今和以后的主流）。将多种业务结合在一起的通信网（现今和以后的主流）。1.2 通信网的演变过程通信网的演变过程221.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v为信息流选择一条为信息流选择一条优质低价路由优质低价路由，即选

16、择中，即选择中间节点最少的路由。间节点最少的路由。v为终端用户提供为终端用户提供最短的响应时间最短的响应时间和和最大的业最大的业务通过量务通过量。v网络应具有良好的网络应具有良好的差错控制和恢复丢失信息差错控制和恢复丢失信息的能力，保证信息流能准确到达目的地。的能力，保证信息流能准确到达目的地。1、网络拓扑设计原则、网络拓扑设计原则231.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v树型网（辐射网树型网（辐射网）这种结构像树一样逐层分支，是一种这种结构像树一样逐层分支，是一种具有顶点具有顶点的分层或分级结构的分层或分级结构。我国。我国长途电话网长途电话网的网络的网络结构采用的就是树型拓扑，

17、此外，传统的结构采用的就是树型拓扑，此外，传统的CATV网网也采用树型拓扑，因而它很适于单也采用树型拓扑，因而它很适于单向广播式业务。向广播式业务。2、网络拓扑结构、网络拓扑结构241.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v星型网星型网 有一个特殊节点（即枢纽点）与其他所有节点直接相有一个特殊节点（即枢纽点）与其他所有节点直接相连，而这些节点之间互相并不直接相连，由枢纽节连，而这些节点之间互相并不直接相连，由枢纽节点执行全网的交换和控制。星型网的点执行全网的交换和控制。星型网的优点是节省传优点是节省传输线路设备，缺点是可靠性差，存在枢纽节点输线路设备，缺点是可靠性差，存在枢纽节点“瓶

18、瓶颈颈”效应。效应。2、网络拓扑结构、网络拓扑结构251.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v环型网环型网 主要用于计算机网络中，它将许多节点（如主要用于计算机网络中，它将许多节点（如PC机）机）一个接一个地连接起来，环中的每一个节点将至少一个接一个地连接起来，环中的每一个节点将至少有两个连接：一个用于接收从相邻节点发来的数据，有两个连接：一个用于接收从相邻节点发来的数据，一个用来把数据发送到环中的下一个节点。一个用来把数据发送到环中的下一个节点。2、网络拓扑结构、网络拓扑结构261.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v环型网环型网 信息流沿环形信道流动，环上的每一个节

19、点除了信息流沿环形信道流动，环上的每一个节点除了发送发送和和接收接收数据外，还必须数据外，还必须转接转接其他节点间的数据。每其他节点间的数据。每个节点应能判别数据包头标，以确定地址是否为自个节点应能判别数据包头标，以确定地址是否为自己的，如果不是，数据包就再次沿环传到下一个节己的，如果不是，数据包就再次沿环传到下一个节点，这一过程一直持续到数据包到达它的目的地。点，这一过程一直持续到数据包到达它的目的地。但是，在环型网中，每个节点在确定地址和重传数据但是，在环型网中，每个节点在确定地址和重传数据包时都会产生包时都会产生延时延时。此外，一旦某一节点或某一段。此外，一旦某一节点或某一段信道失效，会

20、影响全局。信道失效，会影响全局。解决的办法解决的办法：双环拓扑：双环拓扑（如同步光纤网）（如同步光纤网）2、网络拓扑结构、网络拓扑结构271.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v网状网网状网 在该网中，每个节点彼此互连，不需经过第三个节点。在该网中，每个节点彼此互连，不需经过第三个节点。此外，由于任意两节点间存在此外，由于任意两节点间存在多条可以通达的路径多条可以通达的路径，以供选择路由，这就大大提高了该网的可靠性。网以供选择路由，这就大大提高了该网的可靠性。网状网的缺点是状网的缺点是投资费用大投资费用大，且，且网络协议复杂网络协议复杂。目前。目前的分组交换网主要采用这种结构。的分

21、组交换网主要采用这种结构。2、网络拓扑结构、网络拓扑结构281.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v总线网总线网 常用于计算机通信网中。在总线型网中，节点都被连常用于计算机通信网中。在总线型网中，节点都被连接到一条公共的总线上。为了标识每个数据包的目接到一条公共的总线上。为了标识每个数据包的目的地，使用了编址技术。的地，使用了编址技术。2、网络拓扑结构、网络拓扑结构291.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v总线网总线网 当数据在总线上传输时，每个节点都检查数据包头标，当数据在总线上传输时，每个节点都检查数据包头标，以确定其中的地址是否为自身的，如果是，这个节以确定其中

22、的地址是否为自身的，如果是，这个节点就将数据存入内存，而原有的传输信号仍停留在点就将数据存入内存，而原有的传输信号仍停留在总线上，它必须在总线的终点被吸收。总线上，它必须在总线的终点被吸收。总线结构具有遍及全网的公共设施，因而易于控制信总线结构具有遍及全网的公共设施，因而易于控制信息流动。缺点是息流动。缺点是公共信道若失效，将影响全网工作公共信道若失效，将影响全网工作。此外，此外，信息的保密性也较差信息的保密性也较差。因此，总线网结构较。因此，总线网结构较适于分配式业务。适于分配式业务。2、网络拓扑结构、网络拓扑结构301.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v蜂窝网蜂窝网 主要用于

23、公共移动通信网中。该结构可主要用于公共移动通信网中。该结构可提高频谱利用提高频谱利用率率，减少相互干扰，增加系统容量减少相互干扰，增加系统容量。蜂窝网目前采。蜂窝网目前采用用小区制小区制覆盖区半径在覆盖区半径在10 km以内的正六边形以内的正六边形结构。现在及未来的蜂窝拓扑将是结构。现在及未来的蜂窝拓扑将是微蜂窝微蜂窝和和微微蜂微微蜂窝窝混合结构，覆盖区半径只有几米到几百米，其技混合结构，覆盖区半径只有几米到几百米，其技术将靠重复使用频率和大基站的术将靠重复使用频率和大基站的“延伸部件延伸部件”小功率发射机来扩展业务处理能力。小功率发射机来扩展业务处理能力。2、网络拓扑结构、网络拓扑结构311

24、.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v蜂窝网蜂窝网 2、网络拓扑结构、网络拓扑结构321.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构在网络结构选择和设计时要综合在网络结构选择和设计时要综合考虑现有的及长远的考虑现有的及长远的规划规划，包括节点的，包括节点的地理位置地理位置、网络的重要性网络的重要性、需要需要提供的业务提供的业务、保护要求保护要求、经济性经济性以及以及维护管理维护管理等。等。传统的通信网是各自业务范围的独立网络，通常是传统的通信网是各自业务范围的独立网络，通常是依据业务的性质来选择不同的网络结构。现代通信依据业务的性质来选择不同的网络结构。现代通信网已经开始向综合

25、业务网发展，网已经开始向综合业务网发展，通信网往往不再是通信网往往不再是单纯的上述某一种结构形式，而是它们的组合，形单纯的上述某一种结构形式，而是它们的组合，形式则更加多样化式则更加多样化。2、网络拓扑结构、网络拓扑结构331.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v随着通信技术的发展与用户需求的日益多样化，现随着通信技术的发展与用户需求的日益多样化，现代通信网正处在变革与发展之中，网络类型及所提代通信网正处在变革与发展之中，网络类型及所提供的业务种类在不断增加、更新，形成了复杂的通供的业务种类在不断增加、更新，形成了复杂的通信网络体系。信网络体系。v较为科学的理解是较为科学的理解是I

26、TU-T提出的网络分层分割提出的网络分层分割（Laying and Partitioning）概念。现代通信网的分）概念。现代通信网的分层可以从层可以从水平水平和和垂直垂直两个方面去理解。两个方面去理解。341.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v根据网络功能，现代通信网根据网络功能，现代通信网从水平方向从水平方向上可以划分上可以划分为三层，即为三层，即用户驻地网用户驻地网（Customer Premises Network，CPN）、）、接入网接入网（Access Network，AN）与）与核心网核心网（Core Network，CN）。）。一、水平分层一、水平分层现代通信网水

27、平结构图现代通信网水平结构图 351.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v根据网络功能，现代通信网根据网络功能，现代通信网从垂直方向从垂直方向上也可划分上也可划分为三层，从下至上分别为为三层，从下至上分别为基础网基础网、承载网承载网、业务网业务网，以及贯穿这三层的以及贯穿这三层的支撑网支撑网和和安全管控安全管控。二、垂直分层二、垂直分层现代通信网垂直结构图现代通信网垂直结构图 361.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v传输网又称传输网又称通信基础网通信基础网，是一个以光纤、微波接力、，是一个以光纤、微波接力、卫星传输为主的传输网络。卫星传输为主的传输网络。v对通信基础

28、网的描述同样可引入网络分层概念，即对通信基础网的描述同样可引入网络分层概念，即通信基础网可以分为三层：通信基础网可以分为三层：第一层为传输媒介第一层为传输媒介，第二层为传输系统第二层为传输系统，第三层为传输网节点设备第三层为传输网节点设备。1、基础网、基础网 371.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v承载网是通信网络中各类信息系统、专用网络、通承载网是通信网络中各类信息系统、专用网络、通信业务的通用承载平台，未来将融合于一网。承载信业务的通用承载平台，未来将融合于一网。承载网统一承载网络化计算和存储设施、信息服务体系、网统一承载网络化计算和存储设施、信息服务体系、通信服务系统，以

29、及各级各类应用系统。通信服务系统，以及各级各类应用系统。2、承载网、承载网 381.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v业务网也就是业务网也就是用户信息网用户信息网，它是现代通信网的主体，它是现代通信网的主体，是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种电信业务的网络。等各种电信业务的网络。v业务网可分为电话网、数据网、计算机网、综合业业务网可分为电话网、数据网、计算机网、综合业务数字网、蜂窝移动通信网、有线电视网、会议电务数字网、蜂窝移动通信网、有线电视网、会议电视网以及智能网。视网以及智能网。3、业务网、业务网 391.3网络拓

30、扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v支撑网是为保证通信基础网和业务网正常运行，增支撑网是为保证通信基础网和业务网正常运行，增强通信网功能，提高整个通信网的服务质量而形成强通信网功能，提高整个通信网的服务质量而形成的专门网。在支撑网中传递的是相应的监测、控制的专门网。在支撑网中传递的是相应的监测、控制及信令等信号。按其具有的不同功能，支撑网涉及及信令等信号。按其具有的不同功能，支撑网涉及信令网、同步网信令网、同步网以及以及电信管理网电信管理网三大技术。三大技术。3、支撑网、支撑网 401.3网络拓扑结构与分层结构网络拓扑结构与分层结构v 采取全方位、全过程的安全管控措施，保障通信采取全方位、

31、全过程的安全管控措施，保障通信网络信息基础设施的安全运用。网络信息基础设施的安全运用。4、安全管控、安全管控 411.4通信网络质量指标通信网络质量指标对通信网的服务质量一般通过可访问性、透明性和可对通信网的服务质量一般通过可访问性、透明性和可靠性这三个方面来衡量。靠性这三个方面来衡量。1可访问性可访问性v 可访问性是对通信网的基本要求之一，即网络保可访问性是对通信网的基本要求之一，即网络保证合法用户随时能够快速、有保证地证合法用户随时能够快速、有保证地接入到网络接入到网络以以获得获得信息服务信息服务，并在规定的时延内传递信息的能力。，并在规定的时延内传递信息的能力。它反映了网络保证它反映了网

32、络保证有效通信有效通信的能力。的能力。v影响可访问性的主要因素有：网络的影响可访问性的主要因素有：网络的物理拓扑结构物理拓扑结构、网络的网络的可用资源数目可用资源数目以及以及网络设备的可靠性网络设备的可靠性等。实等。实际中常用际中常用接通率、接续时延接通率、接续时延等指标来评定。等指标来评定。421.4通信网络质量指标通信网络质量指标2透明性透明性v 这也是对通信网的基本要求之一，即网络保这也是对通信网的基本要求之一，即网络保证用户证用户业务信息准确、无差错传送的能力业务信息准确、无差错传送的能力。它反映了网络保证用户信息具有它反映了网络保证用户信息具有可靠传输质可靠传输质量量的能力，不能保证

33、信息透明传输的通信网的能力，不能保证信息透明传输的通信网是没有实际意义的。实际中常用是没有实际意义的。实际中常用用户满意度用户满意度和和信号的传输质量信号的传输质量来评定。来评定。431.4通信网络质量指标通信网络质量指标3可靠性可靠性v可靠性是指整个通信网连续、不间断地可靠性是指整个通信网连续、不间断地稳定运行的稳定运行的能力能力，它通常由组成通信网的各系统、设备、部件，它通常由组成通信网的各系统、设备、部件等的可靠性来确定。一个可靠性差的网络会经常出等的可靠性来确定。一个可靠性差的网络会经常出现故障，导致正常通信中断现故障，导致正常通信中断,但实现一个绝对可靠但实现一个绝对可靠的网络实际上

34、也不可能，网络可靠性设计不是追求的网络实际上也不可能，网络可靠性设计不是追求绝对可靠，而是在经济性、合理性的前提下，满足绝对可靠，而是在经济性、合理性的前提下，满足业务服务质量要求即可。可靠性指标主要有以下几业务服务质量要求即可。可靠性指标主要有以下几种：种：(1)失效率失效率：系统在单位时间内发生故障的概率，一：系统在单位时间内发生故障的概率，一般用般用表示。表示。441.4通信网络质量指标通信网络质量指标3可靠性可靠性(2)平均故障间隔时间平均故障间隔时间(MTBF)：相邻两个故障发生的：相邻两个故障发生的间隔时间的平均值，间隔时间的平均值，MTBF=1/。(3)平均修复时间平均修复时间(

35、MTTR)：修复一个故障的平均处理：修复一个故障的平均处理时间，时间，表示修复率，表示修复率，MTTR=1/。(4)系统不可利用度系统不可利用度(U)：在规定的时间和条件内，：在规定的时间和条件内，系统丧失规定功能的概率，通常我们假设系统在稳系统丧失规定功能的概率，通常我们假设系统在稳定运行时，定运行时，和和都接近于常数，则都接近于常数，则451.5通信网络发展概况通信网络发展概况根据对业务发展的需求，未来的网络应该具有以下特征：根据对业务发展的需求，未来的网络应该具有以下特征：（1）网络应是高速、可控制、可维护管理、四通八达的，）网络应是高速、可控制、可维护管理、四通八达的，相当于一个高速公

36、路，可以提供相当于一个高速公路，可以提供端到端信息端到端信息，包括话音、，包括话音、视频和各种多媒体信息的传送。视频和各种多媒体信息的传送。（2）接入应具有）接入应具有高速性和综合性高速性和综合性，保证各种宽带业务的，保证各种宽带业务的应用需求。应用需求。（3）网络应是）网络应是开放开放的，就像高速公路一样可以有各种出的，就像高速公路一样可以有各种出口，通过这个出口获得各种服务，特别是丰富的内容服口，通过这个出口获得各种服务，特别是丰富的内容服务。务。（4）支持移动性、游牧性支持移动性、游牧性。1、未来网络的特征、未来网络的特征461.5通信网络发展概况通信网络发展概况根据对业务发展的需求，未

37、来的网络应该具有以下特征：根据对业务发展的需求，未来的网络应该具有以下特征：（5）网络是）网络是安全安全的、的、不被攻击不被攻击的，有高的的，有高的可靠性可靠性和和可用可用性性。（6）网络应该是）网络应该是有质量保证有质量保证。（7）网络应该是）网络应该是可控制和可管理、可经营可控制和可管理、可经营的。的。（8）网络与现有各种网络应该是）网络与现有各种网络应该是互联互通互联互通的。的。1、未来网络的特征、未来网络的特征471.5通信网络发展概况通信网络发展概况近年来，在全球通信产业发展过程中，近年来，在全球通信产业发展过程中，以移动通信技术、宽带技术和以移动通信技术、宽带技术和IP数据数据通信

38、技术发展最为迅速。整个通信产通信技术发展最为迅速。整个通信产业的技术发展呈业的技术发展呈宽带化宽带化、移动化移动化、IP化化以及以及网络融合网络融合的的发展趋势。发展趋势。2、网络发展趋势、网络发展趋势481.5通信网络发展概况通信网络发展概况宽带化宽带化：v由于用户所需要的业务包括数据业务、由于用户所需要的业务包括数据业务、IPTV业业务、互动游戏、视频电话等，因此要满足用户务、互动游戏、视频电话等，因此要满足用户的各种业务的需要，用户接入的宽带化将是一的各种业务的需要，用户接入的宽带化将是一个非常重要的条件。个非常重要的条件。v2010年用户各种业务所需要的带宽约为年用户各种业务所需要的带

39、宽约为20Mbit/s。据有关单位对于用户带宽的预测，。据有关单位对于用户带宽的预测，2020年我国家庭互联网接入平均带宽为年我国家庭互联网接入平均带宽为40Mbit/s，典型接入带宽为，典型接入带宽为24Mbit/s。2、网络发展趋势、网络发展趋势491.5通信网络发展概况通信网络发展概况宽带化宽带化：v接入网已经成为全网宽带化的最后瓶颈，接入网已经成为全网宽带化的最后瓶颈，接入网的宽带化已成为其发展的主要趋势。接入网的宽带化已成为其发展的主要趋势。2、网络发展趋势、网络发展趋势501.5通信网络发展概况通信网络发展概况宽带化宽带化：v在我国以在我国以ADSL、LAN为代表的宽带接入为代表的

40、宽带接入增长迅速，成为网络接入的发展主流。据增长迅速，成为网络接入的发展主流。据初步预测，初步预测，2020年我国宽带用户普及率将年我国宽带用户普及率将达到达到38.5。其中，城镇普及率达。其中，城镇普及率达61.9，农村普及率达农村普及率达9.7，互联网用户渗透率，互联网用户渗透率为为90，城市将实现户户多媒体的目标。，城市将实现户户多媒体的目标。因此宽带化是下一代网发展的趋势。因此宽带化是下一代网发展的趋势。2、网络发展趋势、网络发展趋势511.5通信网络发展概况通信网络发展概况移动化和游牧性移动化和游牧性：v从国际通信业务的发展情况来看，用户通信的从国际通信业务的发展情况来看，用户通信的

41、个性化要求日益强烈，而移动性是个性化通信个性化要求日益强烈，而移动性是个性化通信很好的表现形式，因而用户对于通信业务移动很好的表现形式，因而用户对于通信业务移动性的要求已经越来越普遍。用户希望无处不在性的要求已经越来越普遍。用户希望无处不在的通信，不仅有移动的电话业务，还有提供移的通信，不仅有移动的电话业务，还有提供移动的数据业务，希望在任何地点都可以享受方动的数据业务，希望在任何地点都可以享受方便的上网、浏览网页、发送电子邮件等各种数便的上网、浏览网页、发送电子邮件等各种数据通信。据通信。2、网络发展趋势、网络发展趋势521.5通信网络发展概况通信网络发展概况移动化和游牧性移动化和游牧性：v

42、移动性表现在用户可以在网络覆盖的范围内自移动性表现在用户可以在网络覆盖的范围内自由地进行通信，而且可以在移动中进行通信，由地进行通信，而且可以在移动中进行通信，而游牧则是用户并不一定要在行进中进行通信，而游牧则是用户并不一定要在行进中进行通信，但是用户从一地到另一地如同牧人游牧一样，但是用户从一地到另一地如同牧人游牧一样，还可以如同在原来的地方一样进行各种通信。还可以如同在原来的地方一样进行各种通信。这是未来的通信无处不在的要求。这是未来的通信无处不在的要求。2、网络发展趋势、网络发展趋势531.5通信网络发展概况通信网络发展概况IP化化：v下一代网的核心承载网将采用下一代网的核心承载网将采用

43、IP技术是目前大技术是目前大多数人的共识，现在不仅数据通信业务在多数人的共识，现在不仅数据通信业务在IP网网上疏通，且话音业务也越来越多地通过上疏通，且话音业务也越来越多地通过IP来疏来疏通，目前我国通，目前我国VoIP的长途业务量已经超过了传的长途业务量已经超过了传统电路交换上的话音业务，而且互联网上享受统电路交换上的话音业务，而且互联网上享受免费话音业务的免费话音业务的MSN，SKYPE用户数和业务量用户数和业务量也在快速增长。目前各国际标准化组织包括也在快速增长。目前各国际标准化组织包括ITU、3GPP、TISPAN等对于下一代网或者对等对于下一代网或者对于下一代移动网的研究已达成共识，

44、即下一代于下一代移动网的研究已达成共识，即下一代网是基于网是基于IP的。的。2、网络发展趋势、网络发展趋势541.5通信网络发展概况通信网络发展概况网络融合：网络融合：网络在向下一代网发展的过程中，网络融合成为网络在向下一代网发展的过程中，网络融合成为一个发展趋势。从广义上看，网络融合包括固一个发展趋势。从广义上看，网络融合包括固定网和移动网的融合，也包括电信网、计算机定网和移动网的融合，也包括电信网、计算机网和广播电视网的三网融合在内，融合的目的网和广播电视网的三网融合在内，融合的目的首先是用户可以通过各种接入方式或者各种终首先是用户可以通过各种接入方式或者各种终端无缝地接入到网络中，获得各

45、个网络所能提端无缝地接入到网络中，获得各个网络所能提供的服务，给最终用户提供一个统一的业务体供的服务，给最终用户提供一个统一的业务体验；验；2、网络发展趋势、网络发展趋势551.5通信网络发展概况通信网络发展概况网络融合：网络融合：另一方面，在网络融合中应能够综合应用各种网另一方面，在网络融合中应能够综合应用各种网络资源，体现资源的整合和共享。融合以后的络资源，体现资源的整合和共享。融合以后的网络将更加便于维护和管理。因此融合是通信网络将更加便于维护和管理。因此融合是通信业发展的一个基本方向。业发展的一个基本方向。2、网络发展趋势、网络发展趋势56小小 结结主要内容主要内容功能及分类功能及分类拓扑与分层结构拓扑与分层结构 质量指标质量指标 发展概况发展概况 概念及构成概念及构成57思考与练习思考与练习1、什么是通信网络？通信网络由哪几部分、什么是通信网络？通信网络由哪几部分构成构成?2、通信网的拓扑结构有哪些、通信网的拓扑结构有哪些?各自适用什么各自适用什么环境？环境？3、通信网根据网络功能从水平方向和从垂、通信网根据网络功能从水平方向和从垂直方向各是怎样分层的直方向各是怎样分层的?4、通信网按业务类型分类可以分成哪些网、通信网按业务类型分类可以分成哪些网?5、未来通信网络的发展趋势是怎样的、未来通信网络的发展趋势是怎样的?58