现代通信技术第1章(现代通信技术与行业概论).ppt

现代通信技术与系统编著 陆 韬,教师联系方式,授课教师:陆 韬移动手机：校园网移动短号：656360QQ：80940442 E-mail：精品课程网页：,课程系统介绍1,本课程是介绍现代通信技术和系统知识的“概述”型课程，综合了“现代通信原理”、“光通信系统”、“程控交换”、“互联网IP通信技术”、“移动通信”等5门通信专业课程，涉及的范围广，内容新；故要求同学们以认识和掌握基本概念和系统结构为要点，用宏观的概念认识各系统之间的联系,具体要求如下：1.基础知识学习：认识和了解通信系统的基本组成，通信行业的基本知识,多媒体信号的基本知识，PCM数字复用传输和数字交换原理，以及通信系统结构组成；2.系统知识学习：认识和了解光传输系统、程控交换与新一代NGN交换系统、移动通信系统等基本原理和网络组成；3.实验与实践项目：通过参观和实验项目，对通信传输、交换、移动和宽带网络等通信系统知识产生感性认识；为今后的学习和生活奠定良好的基础。,课程内容介绍（续）,1.基础知识（13次*2节）通信行业与通信业务的基本知识；多媒体信号原理 通信系统数字转换，数字传输和交换原理2.通信系统（15次*2节）光纤传输系统（5-16）；5次*2节电话交换系统（6-15）；5次*2节移动通信系统（7-16）；5次*2节 3.实验项目（4次*2节）校内PCM原理实验；电信接入网机房参观校外电信局机房参观,第1章 通信基本技术概论,1-1 通信网技术概论 1-2 通信产业的系统构成 1-3 通信系统基本概念 1-4 通信工程与规划设计概述,1-1 通信网技术概论,1通信的发展史与通信网络的概念 2现代通信方式和技术组成 3现代通信系统结构组成 4现代通信网络的技术特点 5通信系统的分类：6通信系统性能的衡量与质量保障体系,前言,人类社会进入21世纪的今天，通信技术和信息产业的长期高速发展，不仅将我们带入了信息时代，并且深刻的影响和改变着我们的生活和工作方式，各种通信方式的广泛使用已成为我们这个时代的显著标志；使人足不出户，真正感受到“小小地球村”的魅力；以数字化、光纤化、网络智能化和技术水平不断发展为特征的现代通信行业，将带您进入五彩斑斓的未来世界，为您的事业打下坚实的基础。下面，让我们从最基本的“通信网”的概念入手，进入这个多姿多彩的信息化的世界。,1.通信网的概念,通信的过程:将人类的某种信息转换为适合于传送的某种信号,经过通信系统，进行远距离传送和处理的过程。构成现代通信过程的元素有：信息源、通信终端（信息转换装置）、通信传输信道、通信交换系统以及对应的信息终点（信宿）。,信息源,通信终端,信息宿,通信终端,通信传输信道,通信传输信道,通信交换系统,用户系统,通信系统,用户系统,构成现代通信过程的元素有：信息源、通信终端（信息转换装置）、通信传输信道、通信交换系统以及对应的信息终点（信宿）。,各部分的系统组成与工作原理如下；信息源：各类信息的产生源；可以是人的说话声音，也可以是计算机（PC机）发出的某条指令；通信终端：最常见的就是电话机或手机将话音信息转换成适合于信道传输的电（光）数字信号，还有上网的电脑PC机；通信传输信道：信号的传输媒介，负责将信息快速、完整（无失真）地传送到对端。通信交换指挥系统：负责将信息传递到对端信息宿，并负责指挥、协调与监控通信的全过程。如程控交换机，负责将主叫电话用户与被叫电话用户沟通，并负责控制整个电话通信的全过程和计费。还有宽带路由器和交换机，负责传递互联网上的各类用户信息。,（2）通信网络的概念：现代电信网是由专业机构以通信设备（硬件）和相关工作程序（软件）有机建立的通信系统，为个人、企事业单位和社会提供各类通信服务的总和。现代通信系统（硬件）一般是由用户终端、交换节点和传输链路系统有机连接的组合体。,（3）通信技术的发展史,古代：是以“邮政”的方式传送信息的；近代：无线电电报、有线电话，标志着“电讯时代”的开始将信息转换成某种电磁波信号并进行远距离传送；自动电话（1910-1980）时代：（电磁式）自动交换机的诞生，标志着“通信自动化”时代的开始。,通信技术的发展史（续）,新技术、智能化时代（1981-至今）：随着程控交换、光纤通信、数字移动通信、互联网通信新技术的发展，通信技术进入到了一个“智能化、新技术层出不穷”的新时代。今后的技术发展：NGN交换技术、IPTV、光纤OTN波分传输技术、多媒体视屏技术、第3代（3G）移动通信技术等。,（4）通信行业的主要任务,就是根据通信技术能力和社会大众的信息传送与消费情况，提供合适的通信方式，引导和满足人们发送和接收各种信息的消费需求。,不同的时代，人类信息的种类是不同的：（1）在古代，人们通信的方式主要是信件；（2）在近代，有电报、电话、传真、电视图象、短信BB 机、窄带（ISDN）上网等；（3）现在，则改为电话（有线和移动两种）、宽带上网（1Mb/s以上，IP技术）和有线电视等；（4）在不远的未来，通信信息技术将表现出“IP技术数字 化（IP网络承载所有种类的通信业务）”、“宽带互动 化”、“图象多媒体化”和“无线移动化”等多重特性；远程教育、远程医疗、网络商店与购物、远程监控与 报警、网络银行与支付、以及各种网络产品，将改变 人们的生活方式，“SOHO（在家上班）一族”将成为 普遍现象。（5）总结：所以，不同的社会发展阶段，通信内容与方 式也有不同的形式。,2通信方式和技术组成,通信网的技术发展情况：（1）通信网络现状（2）基本的通信业务方式（3）通信的控制方式（4）通信网络的未来发展方向,3 现代通信系统结构组成 城市通信系统分为用户接入网、（光纤）城域网和业务交换（广域）网，结构如下：通信电缆 通信光缆 通信光缆 用户接入网 光纤城域网 业务交换广域网 图12 城市通信网的系统组成示意图(1)用户接入网;(2)光纤城域网;(3)业务广域网,通信终端,通信网节点机房,通信局中心机房,省中心局、移动局等,(1)用户接入网,是用户接入通信节点机房的设备总和；是由各区域的通信汇聚节点（无人值守机房）；相关通信光缆、电缆；光电缆分线设备；以及用户终端设备等通信设施组成。是组成城市和乡村通信网络的基础部分。一个城市的通信网，就是由若干个“用户接入网”的集合所组成；在市区，一般按照自然道路等形成的区域，组成一个接入网区域，该区域内的所有通信用户，均通过通信线缆，汇接到通信节点（机房）中；常见的城市接入网区域半径为0.53.0Km；在乡村，一般是以自然村镇的形式划分用户接入网区块，范围与市区接入网区域类似，该区域内的所有通信用户，也是通过通信线缆，汇接到通信节点（机房）中。,(2)光纤城域网,指通信“中心机房”与各个“接入网节点机房”之间，以光纤传输系统连接组成的城市通信线路和传输设备系统的总和；是整个城市通信网的业务传输枢纽部分。其作用，一是汇聚各个接入网的通信业务至中心通信局，二是由中心通信机房的各类交换系统，形成通信业务的交换功能；三是形成至长途通信、其它业务通信的出口转接功能，如本地电话用户呼叫长途用户、本地固定电话用户呼叫移动用户等通信业务的转接。,(3)业务广域网,主要指光纤通信组成的长途通信网络系统，形成国内和国际通信网络；或者形成不同的通信业务之间的通信网络。,4通信网的技术特点（1）技术的时代先进性：现代通信技术汇聚了当代先进的生产力和科技发展水平，形成了以信息“光纤数字化”、“IT宽带网络化”和“实时智能监控化”等为标志的国际专业性的技术体系；并以“后向兼容”的方式不断发展，演进；是时代先进科技水平的重要标志之一；目前的通信技术发展趋势是以电信级的IP宽带网络承载话音业务、数据业务和交互式视频业务（IPTV），形成具有“三重业务（triple-play）传输能力”的综合信息IP传送网络。,（2）四维时空性：通信技术具有实时传播性，地域的广泛性；（3）优质的服务性：现代通信系统具有的服务性：高可靠性：无间断，故障率低；传播对象的大众化：传播用户多、范围广、容量大；低廉的收费：各通信公司的竞争，引起通信价格不断下降；通信产品的多样性：各通信运营公司根据自身的特点和用户需求，推出各种“适销对路”的通信产品，以满足各种消费者的通信需求；,（4）国民经济的基础产业性：通信行业是信息化社会的基础产业，是特殊的生产力，对国民经济的发展具有巨大的推动作用。（5）通信系统的分层结构性：功能上分为三层；基础网络又分为“用户终端网络”、“用户接入网”、“（光纤）城域汇聚网”、“业务交换网”。,（6）通信网技术的高速发展性：用奥运体育口号来形容一点也不为过：技术水平“更高”、网络速率“更快”、网络性能“更强”。通信网络目前正 面临着从技术到管理体制的“全面转型”：技术上，网络体制的发展速度是十分惊人的：80年代初期“纵横制交换机+同轴长途电缆+铅包市话电缆”；90年代“程控数字交换机+长途单模光缆+全塑市话电缆”；目前正向着以“IP/MPLS”网络技术为基础的“NGN交换网+长途智能多业务综合传输网+多制式（xDSL、FTTx等）综合业务接入网”的方向转化；体制转变：中国电信等运营商的企业转型，正向着“现代通信综合服务商”的方向转化。,5通信系统的分类：（1）光通信及传输系统；（2）通信交换系统；（3）移动通信系统；（4）通信接入网系统；（5）计算机通信系统（6）通信电源系统；（7）卫星通信系统；（8）电视通信系统。,6。通信系统性能的衡量与质量保障体系,（1）通信系统性能的主要参数 现代通信均为数字系统，故从数字通信系统的“有效性”和“可靠性”两方面加以评价：（1）传输信息的可靠性：用“传信率”、“传码率”评价。（2）传输系统的可靠性：用“误码率”、“丢包率”评价。（2）通信质量的衡量 专业上，从通信交换和传输两个方面进行衡量：（1）通信交换接续质量：用“接通率（百分比）”评价，即100次接续的接通比率。（2）通信传输质量：用信道上的“信噪比”评价。,（3）电信级质量保障体系 用“通信业务质量保障QoS”参数系列，保证每一种通信业务的传输与交换系统服务质量；用“流量工程”体系，随时随地监控通信网络的业务流量情况，并随时动态调整和优化网络的参数指标，以保证通信网络的畅通无阻，及时杜绝各种中断通信的故障发生。,通信系统性能的衡量指标一览表,1-2 通信产业的系统构成,1-2-1 通信产业的发展与体制转换1-2-2 通信产业的概念与系统组成1-2-3 通信行业企业划分,1-2-1 通信产业的发展与体制转换,通信产业一直是由国家主导的基础产业之一，1998年开始，原邮电部与电子工业部改组合并，成立了新的“信息产业部”，满足和引导社会对信息化消费的需求”。引进业务竞争和股份制（上市）机制，形成了“中国电信（南方为主）公司”、“中国网通（北方10省市）公司”、中国移动公司、中国联通公司、中国铁通公司等为主体的国有股份制通信运营（商）公司，由“通信业务提供商”向“通信综合服务商”的角色转换，以“为用户提供全方位的通信服务”为己任。,1-2-2 通信产业介绍,“通信”过程是在专业的通信运营公司（电信公司、移动公司等）开办的通信网络上实现的，实际的通信产业结构列表如下：通信行业定义：现代通信行业属第三产业，是通信企业运用由时代的先进科技水平组成的专业通信系统，为个人、企业和社会提供各种信息的实时传输需求的服务行业。目前的通信系统是由电话通信网、各种数据（宽带）通信网和电视传送网组成。,1-2-3 通信行业企业划分,分为以下5个类别：（1）政府行政管理机构（2）通信运营商（3）通信设备制造商（4）通信工程服务商（5）相关科研机构,3通信行业企业划分（1）政府行政管理机构：信产部、各省信息产业厅；国际技术协调机构：国际通信标准化组织（ITU）等（2）通信运营商：基础运营商，如中国电信、移动公司、网通、联通、铁通、卫通公司等；增值运营商，在原有的通信网络上开办各类增值通信业务 的通信运营公司，一般是新兴的通信公司，如盛大网络公 司、长城宽带网络公司、丽水正阳网络（丽水信息港)等；（3）通信设备制造商：生产通信设备、器材的各类通信技术公 司，国内著名的有深圳华为技术有限公司、深圳中兴通讯股 份有限公司、上海贝尔-阿尔卡特通信有限公司、大唐电信 股份有限公司、武汉邮科院系列的烽火网络股份有限公司等；（4）通信工程服务商：指通信咨询设计公司（院）、通信工程（施工）公司和通信工程监理公司等；（5）相关科研机构：各类通信研究院，各类大专院校；进行通信 技术、产业规范的研发和各类技术人才培养.,1-3 通信系统基本概念,现代通信系统的基本组成主要是“传输系统”和“交换系统”两大类，另外，“通信网络的分层与协议”、“国际通信标准化组织”和“电信服务质量保障协议SLA”等概念，也是组成现代通信系统的基本要素，故而在此列出，专题加以论述与解释。,1-3-1 通信传输系统,通信传输系统是通信两大基本系统之一，其任务，是将通信信号（光/电信号或无线信号）进行高效率的、远距离的、透明的、无失真的传输。根据网络结构和信号业务种类的不同，传输系统主要有基带电缆传输系统（ADSL系统）、无线移动传输系统、以及光传输系统等三大类，在不同的网络节结构中传输各类信号。,由表1.4可知，常用的通信传输系统主要有电话电缆综合传输系统、SDH光纤传输系统和单模光纤光电转换器通信传输系统三大类。下面分别予以简介：（1）电话电缆综合传输系统：由全塑通信电话电缆系统形成通道，以不同的频率划分成不同的信道，同时传送电话信号和ADSL宽带互联网数据信号，考虑到宽带速率要求达到10Mb/s，以上，目前的电缆传输距离在2.5Km之内；该系统的组网主要采用星型结构。,（2）SDH光纤传输系统：这是传统的数字光纤传输系统，将模拟电话信号转换成同步数字传输制式（SDH）后，再转换成相应速率的光传输信号，在单模光纤信道上传输。该方式可以形成电话信号和宽带互联网信号的综合传输制式，最长距离可达3000Km以上，是目前通信行业主要的城域网和长途网的传输方式，由光端机、通信单模光缆和再生中继器等设备组成；其中，光端机进行数字电信号与光信号之间的相互转换。（3）光电转换器通信传输系统：一般采用单模光纤光缆作为传输导线，直接将IP数字电信号转换成光信号，用于点到点方式的宽带互联网信号的传输，最长距离可达15 Km以上。,1-3-2 通信交换系统,1.交换系统的作用与方式 传输系统完成了信号的无失真传播，交换系统的作用就是指挥通信用户，完成通信的全过程。传统的通信交换系统设备，是指在电话网中，将主叫用户与被叫用户连通起来的局内通信设备，它经历了“人工交换”、“机电制自动交换”、“程控（模拟信号）空分交换”和“程控数字交换”等几个技术发展过程。现代通信交换的概念不仅包括电话通信网，也包括所有数字传输的通信网，特别是宽带互联网数据信号。通信网络是面向社会大众的“公共通信”网络，其服务容量是巨大的，在接入网层面，必然是以“星型网络”的形式汇聚大量的用户，形成“交换式”通信网络的格局。,下面，以“电话通信”的四个步骤为例，说明交换系统的工作过程：（1）“主叫用户拿起话机-听到拨号音”：交换系统724小时监控用户的电话状态，一旦接收到该用户“要打电话”的信息（信令），立即展开通信服务：送出拨号音信号，并做好“接收被叫用户号码”的准备；（2）“主叫用户拨被叫号码-听到被叫用户回铃音”：交换系统根据被叫用户号码，查找被叫用户；然后，向被叫用户送出振铃（彩铃）信号，向主叫用户送回铃音信号。（3）“被叫用户拿起话机双方通话”：一旦被叫用户取机通话，立即接通双方的通话信道，并保持对双方通话状态的监控。,（4）“双方挂机拆除通话信道”：一旦收到“通话完毕”的信令，立即拆除双方的通话信道，并保持对双方电话机状态的监控；重新开始下一个轮回的通信状态的服务准备。如上所述，对电话用户而言，交换系统的作用就是为客户提供“随时随地”的各种通信服务：随时接受用户通话的请求，然后及时接通并保持用户的通话，直至双方挂机。,2.宽带数据“分组交换”的通信方式 宽带数据通信均采用“分组交换”的通信方式：将要传送的数据流以字节（8bit）为单位，按不同的协议方式分组（信息包），并在包头或尾部冠以地址信息和其它传送管理信息，形成一个个“信封”的方式，一组一组的经过数据交换系统（通常由“网关路由器”和“宽带交换机”等设备组成）网络传输到目的地。对宽带上网用户来说，随时接受用户宽带上网的请求，及时为用户传输（发送和接收）相应的各类数据信号流。对通信系统本身而言，交换系统的作用就是：要用最经济合理的技术手段，满足和发掘用户“随时随地”的各种通信业务需求。,3.通信交换的概念与系统组成 根据现代通信网中广义的交换路由的实施情况，其基本概念如下：是利用先进的硬件与软件设备系统，实时监控用户的各种通信状态，并随时协助通信用户，完成通信的全过程；是建立在通信传输系统之上的，直接面向用户的，体现通信服务特征的核心通信系统。交换的通信业务有“电话话音”业务和“宽带数据信息包（IP）”业务；它是由“路由交换系统”、“信令协议（接口）系统”和“通信控制系统”等几个子系统组成，分层系统示意图如图1.4所示，相关的各部分系统说明如下：,（1）路由交换系统：选通“输入用户”与“输出用户”之间的信息传递路由；通信种类有“电话话音”业务和“宽带数据信息包（IP）”业务，对应的话音信息交换路由技术有“固定路由时隙交换（即TST程控交换）”，宽带信息有“面向连接的信息包分组交换”和“面向无连接的IP路由交换”等技术。（2）信令协议（接口）系统：对用户和内部系统进行实时监控，并及时传送用户和内部通信状态与通信信息的各种“接口电路系统与协议”；程控交换的“信令系统”，与计算机通信中的“协议”具有相同的效果。输入：将各种用户状态信息实时（周期性）传送给“通信（中央）控制系统”；输出：及时（周期性）输出各类“驱动指令信息”，指挥通信系统按照设定的流程正常运转。,（3）通信控制系统：完成的功能如下：预先设定好各种通信功能流程；设置用户信息库、路由信息库等各类资源信息库；根据用户通信状态实时信息，控制通信流程的正常运转。（4）路由/用户等资源信息库：存储用户姓名、住址、通信服务等级（是否长途有权、是否IP宽带用户等信息）等的用户资源信息库、下一级路由走向信息库（静态或动态）等资源，及时为用户通信过程的查询服务。,4交换系统的技术种类：通信系统的交换传输方式一般有以下三种组网方式：（1）固定数字信道交换方式 主要用于电话业务的程控交换系统。用户在通信（通话）之前，系统预先分配1个信道（复用时隙）给它们在通信期间专用，无论通信期间是否有信息传输，其它用户均不能使用；如程控数字电话交换系统中，预先占用的“数字中继线”，在通话期间由用户单独享用；通话结束，该中继线才能被下1次通话专用。,（2）统计时分复用信道方式（STDMStatistical Time Division Multiplexing）为改善信道资源利用效率，在数据交换系统提出了动态分配（或称“按需分配”）信道传输资源的组网设计思想：不再把信道资源固定分配给某个通信过程，而是根据信息组（包）到达的时间顺序，分配给需要传输的数字信息组（包），这样当用户暂时不传送信息时，就不再占用信道资源；这种“按需分配信道资源”的方式称为统计时分复用信道（STDM）方式。数据传输的“帧中继”、“ATM”等交换形式都属于这类方式。以上两种“面向连接的交换方式”中，通信交换的过程都包含了：预先建立连接路由，保持通信传输和释放通信路由三个过程。,（3）面向无连接的交换方式 主要用于宽带互联网业务的路由交换系统。此时不需要事先建立通信连接或虚电路就可直接通信，不管是否来自统一数据源，交换系统将每个分组信息看成互不依赖的基本单元，独立地处理每一个分组，为其寻找最佳的转发路由，因而来自同一数据源的不同分组可以通过不同的路径到达目的地，故而可以最大限度地使用整个交换网络的信道资源，目前发展十分迅猛的“互联网IP协议交换”就属于这种方式。,以上3种交换方式各有特点：面向连接交换方式传输性能稳定，通信质量得到充分保证，适用于大批量、可靠的数据传输，但网络转发控制机制复杂；无连接交换方式对信道的利用率最高，交换控制方式简单，适用于突发性强、对网络速度要求高的数据业务，特别是作为宽带互联网的主要路由交换技术，是目前甚至未来都被看好的数字通信交换技术。,1-3-3 主要的国际通信标准化组织,随着通信网的规模越来越大，以及移动通信、国际互联网业务的发展，使得国际间的通信越来越普及，这需要相应的标准化机构对全球网络的设计和运营进行统一的协调和规划，以保证不同运营商、不同国家间网络业务可以互连互通。目前与通信领域相关的主要的标准化机构有ITU、ISO、IAB等。1ITU(International Telecommunication Union国际电信联盟)成立于1932年，1947年成为联合国的一个专门机构，是由各国政府的电信管理机构组成的，目前会员国约有170多个，总部设在日内瓦。原则上，ITU只负责为国际间的通信制定标准、提出建议。但实际上相关的国际标准通常都适用于国内网。,为适应现代电信网的发展，1993年ITU机构进行了重组，目前常设机构有：ITU-T：电信标准化部门，其前身是国际电报电话咨询委员会(CCITT)，负责研究通信技术准则、业务、资费、网络体系结构等，并发表相应的建议书。ITU-R：无线电通信部门，研究无线通信的技术标准、业务等，同时也负责登记、公布、调整会员国使用的无线频率，并发表相应的建议书。ITU-D：电信发展部门，负责组织和协调技术合作及援助活动，以促进电信技术在全球的发展。,在上述三个部门中，ITU-T主要负责电信标准的研究和制定，是最为活跃的部门。其具体的标准化工作由ITU-T相应的研究组SG(study group)来完成。ITU-T主要由13个研究组组成，每组有自己特定的研究领域，4年为一个研究周期。为适应新技术的发展和电信市场竞争的需要，目前，ITU-T的标准化过程已大大加快，从以前的平均410年形成一个标准，缩短到912个月。ITU-T制定并被广泛使用的著名标准有：局间公共信道信令标准SS7，综合业务数字网标准ISDN，电信管理网标准TMN，光传输体制标准SDH、多媒体通信标准H.323系列等。,2ISO(International Organization for Standardization国际标准化组织)是一个专门的国际标准化组织，正式成立于1947年。它的总部设在瑞士日内瓦，是联合国的甲级咨询组织，并和100多个国家标准化组织及国际组织就标准化问题进行合作，它是国际电工委员会(IEC)的姐妹组织。ISO的宗旨是“促进国际间的相互合作和工业标准的统一”，其目的是为了促进国际间的商品交换和公共事业，在知识、科学、技术和经济活动中发展相互合作，促进世界范围内的标准化及有关活动的发展。ISO的标准化工作包括了除电气和电子工程以外的所有领域。ISO的组织机构包括全体大会、主要官员、成员团体、通信成员、捐助成员、政策发展委员会、理事会、ISO中央秘书处、特别咨询组、技术管理局、标样委员会、技术咨询组、技术委员会等。,ISO技术工作是高度分散的，分别由2700多个技术委员会(TC)、分技术委员会(SC)和工作组(WG)承担，其中与信息相关的技术委员会是JTC1(Joint Technical Committee 1)。在这些委员会中，世界范围内的工业界代表、研究机构、政府权威、消费团体和国际组织都作为对等合作者共同讨论全球的标准化问题。管理一个技术委员会的主要责任由一个ISO成员团体(诸如AFNOR、ANSI、BSI、CSBTS、DIN、SIS等)担任，该成员团体负责日常秘书工作。与ISO有联系的国际组织、政府或非政府组织都可参与工作。国际标准由技术委员会(TC)和分技术委员会(SC)经过以下六个阶段形成：申请阶段、预备阶段、委员会阶段、审查阶段、批准阶段、发布阶段。若在开始阶段得到的文件比较成熟，则可省略其中的一些阶段。ISO制定的信息通信领域最著名的标准/建议有开放系统互连参考模型OSI/RM、高级数据链路层控制协议HDLC等。,3IAB(Internet Architecture Board)即Internet结构委员会，主要任务是负责设计、规划和管理Internet，其工作重点是TCP/IP协议族及其扩充。它的前身是1979年由美国DARAP建立的ICCB(Internet Control and Configuration Board)。IAB最初主要受美国政府机构的财政支持，为适应Internet的发展，1992年，一个完全中立的专业机构ISOC(Internet Society，Internet协会)成立,它由公司、政府代表、相关研究机构组成，其主要目标是推动Internet在全球的发展，为Internet标准工作提供财政支持、管理协调，举办研讨会以推广Internet的新应用和促进各种Internet团体、企业和用户之间的合作。ISOC成立后，IAB的工作转入到ISOC的管理下进行。IAB由IETF和IESG两个机构组成。,IETF(Internet Engineering Task Force)：负责制定Internet相关的标准。现在IETF有12个工作组，每个组都有自己的管理人。IETF主席和各组管理人组成IESG(Internet Engineering Steering Group)，负责协调各IETF 工作组的工作，目前主要的IP标准均由IETF主导制定。IRTF(Internet Research Task Force):负责Internet相关的长期研究任务。IRTF与IETF一样也有一个小组，叫IRSG，是制定研究的优先级别和协调研究活动的。每个IRSG成员主持一个Internet志愿研究工作组，类似于IETF工作组，IRTF是一个规模较小的、不太活跃的工作组，其研究领域没有进一步划分。,IAB保留对IETF和IRTF等两个机构建议的所有事务的最终裁决权，并负责向ISOC委员会汇报工作。Internet及TCP/IP相关标准建议均以RFC(Request for Comments)形式在网上公开发布，协议的标准化过程遵循1996年定义的RFC 2026，形成一个标准的周期约为10个月左右。IETF制定的标准有用于Internet的网际通信协议TCP/IP协议族，以及目前正在制定的下一代IP骨干网通信协议MPLS。目前，由于IP已成为未来网络事实上的标准，世界上的其他标准化机构如ITU-T也在向IP靠拢，参与制定一些IP标准，促使IP成为下一代通信网的统一标准。但主要的工作仍由IETF主导。,1-3-4 通信网络的组网特征分层结构与通信协议,1网络分层的原因 目前，现代通信网均采用了分层的体系结构，主要的原因有以下几点：(1)可以降低网络设计的复杂度。网络功能越来越复杂，在单一模块中实现全部功能过于复杂，也不可能。每一层在其下面一层提供的功能之上构建，则简化了系统设计。(2)方便异构网络设备间的互连互通。用户可以根据自己的需要决定采用哪个层次的设备实现相应层次的互连，例如终端用户关心的往往是在应用层的互连，网络服务商关心的则是在网络层的互连，它们使用的互连设施必然有所不同。,(3)增强了网络的可升级性。层次之间的独立性和良好的接口设计，使得下层设施的更新升级不会对上层业务产生影响，提高了整个网络的稳定性和灵活性。(4)促进了竞争和设备制造商的分工。分层思想的精髓要开放，任何制造商的产品只要遵循接口标准设计，就可以在网上运行，这打破了以往专用设备的易于形成垄断性的缺点。另外，制造商可以分工制造不同层次的设备，例如软件提供商可以分工设计应用层软件和OS，硬件制造商也可以分工设计不同层次的设备，开发设计工作可以并行开展。网络运营商则可以购买来自不同厂商的设备，并最终将它们互连在一起。不同的网络中，层次的数目、每一层的命名和实现的功能各不相同，但其分层设计的指导思想却完全相同，即每一层的设计目的都是为其上一层提供某种服务，同时对上层屏蔽其所提供的服务是如何实现的细节。,2.通信网络的分层模型OSI和TCP/IP 模型目前，在通信领域影响最大的分层体系结构有两个，即TCP/IP协议族和OSI参考模型。它们已成为设计可互操作的通信标准的基础。TCP/IP体系结构以网络互连为基础，提供了一个建立不同计算机网络间通信的标准框架。目前几乎所有的计算机设备和操作系统都支持该体系结构，它已经成为通信网的工业标准。OSI则是一个标准化了的体系结构，常被用来描述通信功能，但实际中很少实施。它首先提出的分层结构、接口和服务分离的思想，已成为网络系统设计的基本指导原则，通信领域通常采用OSI的标准术语来描述系统的通信功能。,（1）OSI协议体系结构(1)应用层：为用户提供到OSI环境的接入和分布式信息服务。(2)表示层：将应用进程与不同的数据表示方法独立开来。(3)会话层：为应用间的通信提供控制结构，包括建立、管理、终止应用之间的会话。(4)运输层：为两个端点之间提供可靠的、透明的数据传输，以及端到端的差错恢复和流量控制能力。(5)网络层：使高层与连接建立所使用的数据传输和交换技术独立开来，并负责建立、保持、终止一个连接。(6)数据链路层：发送带有必需的同步、差错控制和流量控制信息的数据块(帧)，保证物理链路上数据传输的可靠性。(7)物理层：负责物理介质上无结构的比特流传输，定义接入物理介质的机械的、电气的、功能的特性。,OSI的目标是用这一模型取代各种不同的互连通信协议，不过以OSI为背景虽已经开发了很多协议，但七层模型实际上并未被接受。相反，TCP/IP却成为通信网络的工业标准。其中一个原因是OSI过于复杂，它用七层实现的功能，TCP/IP用很少的层就实现了。另外一个原因是，当市场迫切需要异构网络的互连技术时，只有TCP/IP是经过了实际网络检验的成熟技术。,（2）TCP/IP协议体系结构 TCP/IP是美国国防部高级研究计划署(DARPA)资助的ARPANet实验项目的研究成果之一，开始于20世纪60年代的ARPANet项目，主要目的就是要研究不同计算机之间的互连性，但项目开始进展得并不顺利。直到1974年，V.Cerf与R.Kahn联手重写了TCP/IP协议，并最终成为了Internet的基础。TCP/IP与OSI模型不同，并没有什么组织为TCP/IP协议族定义一个正式的分层模型，然而根据分层体系结构的概念，TCP/IP可以被很自然地组织成相关联的五个独立层次，如图1.8所示。下面是各层的具体功能。,(1)应用层：包含支持不同的用户应用的应用逻辑。每一种不同的应用层需要一个与之相对应的独立模块来支持。(2)运输层：为应用层提供可靠的数据传输机制。对每一个应用，运输层保证所有的数据都能到达目的地应用，并且保证数据按照其发送时的顺序到达。(3)IP：该层执行在不同网络之间IP分组的转发和路由的选择。其中使用IP协议执行转发，使用RIP、OSPF、BGP等协议来发现和维护路由，人们习惯上将该层简称为IP层。(4)网络接入层：它负责一个端系统和它所在的网络之间的数据交换。,(5)物理层：定义数据传输设备与物理介质或它所连接的网络之间的物理接口。可以说，Internet今天的成功主要归功于TCP/IP协议的简单性和开放性。从技术上看，TCP/IP的主要贡献在于：明确了异构网络之间应基于网络层实现互连的思想。实践中可以看到，一个独立于任何物理网络的逻辑网络层的存在，使得上层应用与物理网络分离开来，网络层在解决互连问题时无需考虑应用问题，而应用层也无须考虑与计算机相连的具体物理网络是什么，从而使得网络的互连和扩展变得容易了。,3网络分层的通信与通信协议（1）通信协议 在分层体系结构中，协议是指位于一个系统上的第N层与另一个系统上的第N层通信时所使用的规则和约定的集合，即保证通信所需的接口之间的所有联络信息；早期的交换机的信令系统也属于此类。一个通信协议主要包含以下三种内容：(A)语法：协议的数据格式；(B)语义：包括协调和错误处理的控制信息；(C)时序：包括同步和顺序控制。,网络体系结构就是指其分层结构和相应的协议构成的一个集合。上图1.6描述了一个五层结构的网络。通常将位于不同系统上的对应层实体称为对等层(Peer)，通信过程是在两个系统对等层之间进行的。对等层之间的通信使用相应层协议，但实际上，一个系统上的第N层并没有将数据直接传到另一个系统上的第N层，而是将数据和控制信息直接传到它的下一层，此过程一直进行到信息被送到第一层，实际的通信发生在连接两个对等的第一层之间的物理媒介上。图1.7中对等层之间的逻辑通信用虚线描述，实际的物理通信用实线描述。,（2）对等层间的通信 在通信发起端（计算机），信息自上而下传递，并逐层打包（如图1.7）。图1.7中信息M由运行在第五层的一个应用进程产生，该应用进程将M交给第四层传输，第四层将H4字段加到M的前面以标识该消息，然后将结果传到第三层，H4字段包含相应的控制信息，例如消息序号，假如底层不能保证消息传递的有序性，目的地计算机的第四层利用该字段的内容，仍可按顺序将消息传到上层。,在大多数网络中，第三层都实现网络层的功能，在该层协议对一个消息的最大尺寸都有限制，因此第三层必须将输入的消息分割成更小的单元，每个单元称为一个分组，并将第三层的控制信息H3加到每一个分组上，图中消息M被分割成M1和M2两部分。然后第三层根据分组转发表决定通过哪一个输出端口将分组传到第二层。第二层除了为每一个分组加上控制信息H2外，还为每个分组加上一个定界标志T2,它表示一个分组的结束，也表示下一个分组的开始，然后将分组交到第一层进行物理传输。,1-3-4 电信服务质量保障协议SLA,目前，中国电信公司热心于与重要客户签署“电信服务质量保障协议SLA”，进一步提高了其通信系统的整体服务质量，那么，什么是SLA协议呢？SLA（Service Level Agreement，服务水平协议）是用户与服务提供商之间签署的规范服务水平、服务方式的服务协议。SLA的一个重要特点，就是把服务承诺提升到法律的层面上来。它通过对电信服务科学化、规范化的管理，促使运营商在用户支付一定费用的条件下，对用户提供个性化、差异化、精品化、等级化服务的专业服务；并承诺：如果运营商提供的服务没有达到协议要求，用户就有权依据赔付标准向电信运营商索赔；这是国际流行的服务模式。,中国电信在几前年，就将SLA服务作为战略规划发展目标之一；并着手在企业运营、业务、财务管理等支撑系统上狠下功夫，致力于本地网流程再造(BPR)，逐步改进完善企业自身管理运营结构，转向以客户为中心的服务模式。服务承诺的背后是通信技术与通信系统实力的支撑。对SLA服务,各电信公司将提供如下保障基础：1.优质线路、优质设备保障；2.专家队伍、专门人力维护保障；3.全天候(724小时)服务保障；4.重点检测、预检预修保障；5.备用资源保障等。,客户为何需要SLA?通信网络与商机须臾不可分离。商机稍纵即逝，容不得有丝毫的闪失和疏忽。比如，一部分企业的产品订单等经营信息都是通过网络传递来获知的，如果网络中断1分钟，就可能造成几百万元的损失；证券行情瞬息万变，一刻之间就可能使股民完成贫与富的角色转换。这就使市场对高效安全的网络产生了迫切的需求：大客户希望运营商提供的服务能够万无一失，以便他们的利益得到“保险”。客户与运营商签订SLA服务协议后，用户享用的服务品质便得到了明确的承诺，用户还能够对运营商服务的性价比作出准确的判断，从而更好地为自己创造价值。以上海伟创力集团公司为例，该公司向中国电信购买了最高等级的SLA服务产品，上海电信为此制定了详细的技术保障措施,为伟创力(上海)公司提供光缆接入和双局向互为主备份方案，本地和长途路由均采用SDH方式，对通信电路实施724小时监控。正是在电信SLA的保障下，伟创力成功地在中国为客户生产尖端的产品如微软的X-box等。在伟创力集团针对全球供应商