第一部分现代通信网络系统

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➢ 电话网络的演进
1890年前后的电话网络，通过手工操作来完 成交换，建立呼叫的整个过程可能要求若干个接 线员完成。每响应一次呼叫，就必须为双方建立 一条电路连接，接线员通过改变连接进行电路交 换。接线员后来被机械交换机替代，100年后， 电子交换机替代了机械交换机。
➢ 电话网络的演进
从1980年开始，电话网络的传输链路开 始使用光纤链路，主干网络使用同步光纤 网络（Synchronous Optical Network, SONET）。当今主干网最通用的链路是 OC-3、OC-12、OC-48，OC-192链路 也开始投入使用。使用波分复用技术，一 条单独的光纤可以携带100个OC-192的 链路，速率达到1Tbps。
➢ 通信网络的定义
通信网络是把多台具有独立功能的通信终 端通过通信设备和线路连接起来，再配有相 应的软件，以实现资源共享和相互通信的系 统。
从用户的角度看，通信网络是一个透明的 通信传输机构。
➢现有几种主要的通信网络
– 电信网络（电话网） – 计算机网络 – 有线电视网络 – 无线网络
1.2 电话网络的演进与反思
➢ 100多年来，电话网络尽管在数字化、光纤化、综 合业务等方面有所创新，其语音质量不断提高、服 务更加可靠、价格也稳定下降，但总体感觉这些改 进是缓慢、累积与不明显的。
➢ 电话网络技术的反思
➢ 电话网络不适宜于数据传输（数据包长度不定，固 定带宽电路不能灵活适配）；
➢ 在传送短数据包时效率低下（为传送此数据包，须 先建立连接，随后需拆除连接）。
➢ 电话网络的演进
从20世纪中期开始，电话网络中的每个终端通过 低速专用链路访问当地交换机，交换机之间通过主 干相联。主干线为高速链路，通过复用可以同时传 输多路语音会话,复用技术产生。20世纪后期，电 话网络主干链路被分为不同层次的逻辑信道，如北 美地区的信道为DS1、…DS4等，传输速率从 1.544Mbps到274.176Mbps不等。
➢ 电话网络的演进
1990年后的电话网络一个主要的技术创新是通 过ISDN（Integrated Services Digital Network,综合业务数据网）将语音和数据信号集 成起来，实现多媒体通信。传输线路可以是模拟的 或数据的。
目前出现一种替代ISDN的新技术为ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line,非对称 数字用户线路）。

➢ 电话网络的演进
1988年前后的电话网络，电话端到交换机之间是 模拟信号，交换机之间是数字信号，使用电子交换 机及CCS交换控制信息。
CCS：Common Channel Signaling,公共信道 信令。主要功能是将呼叫控制功能从语音传输中分 离。CCS是一种数据通信网络，功能分离有利于通 信商提供新的服务，如呼叫等待、呼叫转移、呼叫 返回等。
➢ 计算机网络的演进
20世纪60年代开始，针对多台计算机相连， 提出存储转发的分组交换技术。其传输过程是 源节点向目的节点不断发分组，一个节点接收 到分组，将检查路由表，并判断使用哪个链路 发送该分组。
➢ 计算机网络的演进
20世纪60年代末至70年代初，提出 多路访问的连接方法，如以太网，大大降 低了局域网中计算机互连的成本，也大大 降低了访问广域网的费用。
➢ 电话网络的技术创新
电话网络演进过程中的关键技术创新包括：
➢ 电路交换 ➢ 复用技术 ➢ 数字化处理 ➢ 呼叫控制与语音传输相分离 ➢ 光纤链路 ➢ 综合业务集成等
➢ 电话网络技术的反思
➢ 电话网络采用电路交换技术，面向连接，即在传送 信号之前，必须先通过信令建立连接；它所承载的 业务是固定速率的端到端连接，其延迟等于电路的 传播延迟；固定路径，固定带宽，固定时延，以电 话连接64kb/s为基础；
➢ 计算机网络的演进
20世纪80年代初，IBM公司开发了另一种 多路访问方法，叫令牌环（token ring)，网络 中计算机共享环，如何访问是由令牌传递协议进 行控制的。
➢ 计算机网络的演进
1946年第一台计算机诞生，计算机之间并未通信， 直到1969年RS-232-C计算机串口通信标准的实行。 该标准规定一次传输8比特的字符，并通过时间间隔分 开。串行线路的距离与速率都是受到限制的。
➢ 计算机网络的演进
20世纪70年代同步传输标准增加了传输速率与 传输链路的有效距离。该标准采用同步数据链路控 制（Synchronous Data Link Control,SDLC)协 议，SDLC将数据按一定的数据结构组成一个一个分 组，分组头部（H）包含的前导码包括接收者的时 钟，通过自同步的编码比特保持相位一致。接收者 通过CRC进行错误检测。SDLC避免了RS-232-C中 连续字符的空白间隔而造成的时间浪费。
第一部分：现代通信网络系统
Electric & Information College, Hunan University
1.1 概述
➢ 通信网络的作用
我们已经进入了21世纪。21世纪的一些重要 特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个 以通信网络为核心的信息时代。信息的传递要 依靠通信网络，因此实现信息化离不开完善的 通信网络。通信网络已成为信息社会的命脉和 重要基础。
➢ 由于固定路径，当路径出现拥塞或破坏时，通信将 中断，需重新建立连接。
➢ 网络的“智能体”放在昂贵的交换机中，网络设备 复杂，而终端设备（如电话机）简单，功能很少， 引入新的服务就需要改变网络基础设施，这种改变 既缓慢又昂贵，需要精心考虑和计划，导致电话网 络技术进展缓慢。
1.3 计算机网络的演进与反思
➢ 电话网络的演进
1876年，Bell发明了电话。此时的电话网络传输 线路是模拟的，在用户之间通信采用两两简单互联。 如果有n个用户，则需布n(n-1)/2根电话线。
➢ 电话网络的演进
随着用户数的增加，布线数目呈几何级数增长， 导致交换技术的出现。由于用户分布在不同区域，将 某区域用户汇接到端局交换机，形成了多端局交换机 网络。