现代通信网络的关键技术

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年贝尔发明了电话。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。

电话网将世界上现有的几亿部电话机相互连接，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电话网进行改造，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，使电话网逐步向综合数字网(IDN：Integrated Digital Network)过渡。

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，已成为仅次于电话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电话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，便于与数字电话网互通以及与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传真(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，可视电话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是以公用电话网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的功能外尚能提供电话、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：从以电话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，外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，携带便利的袖珍电话将得到普及，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(包括可视电话)总数可与目前接入公用网的电话机总量相匹敌。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 Transfcr 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、传真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电话网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