大话通信通信技术Word下载.docx
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\hIP网的寻址
\h怎么会有这么多地址?
\h第6章谈谈“优化”
\h处处都有“优化”在
\h分工和职责——通信分层结构
\h一根线“掰”成几“瓣”用——复用技术
\h“排兵布阵”有讲究——网络拓扑浅析
\h开车还是坐地铁?
——面向连接和非面向连接
\h不可忽视的通信网络“摩擦力”——传输损耗
\h“非诚勿扰!
”——网络安全基本概念
\h浓缩的,都是精华!
——通信压缩技术
\h服务第一,顾客至上!
——通信服务质量
\h从几个案例来看优化
\h节能与综合利用
\h第7章通信网络基础框架透视
\h传送网——一切通信网的基础
\h语音网——百年历史,成就卓著
\h数据网——通信新贵,未来之星
\h支撑网——默默无闻,鞠躬尽瘁
\h综合网——通信网中的混血儿
\h各种网络的结构关系
\h第8章通信网中的传送介质和传输网
\h如何选择传送介质
\h从频谱到带宽
\h看得见的“线”——有线网络的传输介质
\h有线传输设备和网络
\h别拿空气不当导体——无线传输技术
\h高空孤独的通信巨人——卫星通信
\h第9章电话交换网
\h自动交换:
就来自于那次“灵感一闪”
\h公众电话交换网(PSTN)
\h交换机原理
\h作战图——程控交换机的路由
\h作战部署——信令
\h无所不能的智能网
\h软交换网络的诞生
\h几种IP呼叫信令——百舸争流
\hVoIP——忆往昔峥嵘岁月稠
\hNGN——万般业务竞自由
\h软交换的技术实现——对外开放,对内搞活
\h实时传输协议(RTP)——鹰击长空,鱼翔浅底,媒体实时流
\hIP网络的语音编码——谁主沉浮?
\hIMS——移动网中的软交换
\h业务新目标——滚滚长江东逝水,统一通信成主流
\hICT——CT与IT渐行渐近
\h第10章数据通信
\h还从电话网的铜线开始——xDSL
\h局域网互连的技术——帧中继
\h学院派经典技术——ATM
\hIPoverSDH——驴唇对上了马嘴?
!
\hIPoverWDM/OTN——大速率,大流量
\h语音数据的“杂交”技术——MSTP
\h光纤进入千家万户的希望之星——无源光网络
\h用电视网传送数据——CATV的双向改造和数据应用
\h第11章路由与交换基础
\hIP网的钢筋混凝土——HUB、以太网交换机和路由器
\h路由的发现——路由协议
\hTCP与UDP:
IP的传输协议
\hICMP:
IP网检测基本工具
\h第12章互联网通信
\h互联网的诞生
\hIP技术在互联网中成功的诀窍
\h千变万化的接入方式
\h互联网内容的主要载体——IDC
\hE-mail——互联网的经典应用
\hWWW、HTTP与门户网站
\hBBS、FTP、Telnet
\h即时通信
\h搜索引擎
\h电子商务、阿里巴巴的淘宝网和支付宝
\h远程教学和远程医疗
\h网络游戏
\h网络直播
\h共享经济
\h知识付费
\h互联网应用新时代
\h互联网的攻击手段
\h互联网的安全防护帮手——防火墙
\h互联网的安全防护帮手——态势感知
\h第13章移动通信
\h先搞清楚“辈分”
\h1G——充满梦想的一代
\hGSM创造历史
\hCDMA打破垄断格局
\h专用业务移动调度系统——数字集群
\h“小灵通”横空出世
\h移动直放站和室内分布——目标:
没有盲区!
\h3G提速移动数据传送
\h4G赋能移动视频服务
\h5G催生革命性新业务
\h移动网增值业务
\h第14章个人和家庭的通信
\h固定电话及其衍生的数据接入技术
\h个人移动通信
\h电力线也能上网?
Yes!
\h利用有线电视电缆的通信新技术
\hIPTV打破传统电视垄断
\h第15章行业和企业的通信
\h行业和企业里的语音通信
\h企业IP应用
\h视频会议系统
\h第16章丰富的电信业务
\h电信业务的定义和分类
\h基础电信业务
\h增值电信业务
\h增值业务举例
\h应急通信服务
\h第17章运营支撑和管理计费
\h同步——是有统一的时钟
\h认证和鉴权——通信网准入策略
\h网络管理——通信网忠实守护神
\h千变万化的电信计费模式
\h运营商之间的互连互通与结算
\h通信网的运营维护
\h运营商缴费系统
\h电信运营商的那些事儿
\h第18章通信新热点
\h云计算
\h大数据
\h物联网
\h软件定义网络(SDN)
\h那些云计算与SDN演化出的新技术
\h量子通信
\h区块链
\h人工智能
\h虚拟现实(VR)与增强现实(AR)
\h第19章通信网常见设施
\h机房与装修
\h机房监控
\h电信设备
\h工控机和服务器
\h线缆
\h常见物理接口和接头
\hDDF、ODF与MDF
\h空调
\h电源、电池与UPS
\h基站铁塔
\h第20章通信产品开发基础
\h智能性与产品开发
\h嵌入式与非嵌入式系统
\h基于PC或者服务器的通信产品开发基础
\h嵌入式系统的开发
\h关于产品的认证
\h通信产品开发的思路
\h第21章通信行业价值链简介
\h通信行业的价值链条
\h工业和信息化部
\h主要电信运营商
\h第22章相关国际标准化组织
\h第1章 通信发展史
残阳如血,飞鸟归巢,远处山口突然尘土飞扬。
你看到了成群的敌人从山那头层层逼近。
你直起身,规整好有些凌乱的铠甲,放下那柄随身带的刀,从箭楼下面的火堆中拿出一根正在激烈燃烧的树枝,走到那一堆干柴和动物粪便混合而成的什物中间,点燃了它们。
少顷,滚滚浓烟直插云霄!
你站起来,拿好你的刀,望着这黑烟,祈祷上苍尽快把救兵派到,你很清楚,如果稍有差池,你将永远无法回到你日夜思念的亲人面前……你是这个地球上最早的通信人,你升起的那注狼烟就是人类远程通信的鼻祖。
虽然你对此毫不知情,但这并不妨碍几千年后,中国一家知名通信设备制造商用它的名字命名自己的企业。
这自你开始一站一站向你的都城传递的狼烟,有一个专有名词,叫作“烽火”。
2018年某座城市高楼林立的街角,你坐在星巴克品一口卡布奇诺,用右手食指在智能手机上点击“下单”,那只被你仔细研究并看好的蓝筹股立刻被委托买入。
3~5分钟的焦急等待,股市开盘了,系统提示交易成功!
你长舒一口气,顷刻间,大盘飙红,你买的那只股票已涨停!
你通过钉钉给公司发了消息,又抿了一口咖啡,突然觉得这场景似曾相识。
几千年前,烽火台上的将士也是这样长舒一口气,呷一口烈酒,仰天长啸!
因为他看到救兵汹涌而来,敌人已闻风而逃!
开始,人类认为世界是由物质构成的;
到了20世纪,爱因斯坦将质量和能量统一了,因此人类又说,世界应该是能量的,因为物质从本质上讲就是由能量构成的。
于是我们意识到,过去常常说的信息,其实就是组织和调动能量的法则。
人类发明语言、文字、信件、烽火台,并发明了纸张、印刷术、打字机、计算机,都是为了便于信息传播的。
正是有了语言和文字,人类才与其他生物逐渐产生了区别,并逐渐成为地球的主人。
今天我们知道,科学的本质就是通过一套有效的方法去发现这样一些特殊的信息。
现代通信就是运用科学,将这些信息从人和自然界中发掘出来并传送到人类希望到达的任何地方,于是有了电报、电话、广播、电视、雷达、计算机、互联网、移动通信,以及云计算、量子计算机和量子通信。
信息及其传递,是贯穿整个人类历史的一条主线。
让我们看看人类通信的发展史。
古代通信,人类基于最原始的需求,利用自然界的基本规律和人的基础感官可达性建立通信系统,人们最熟悉的要算“烽火传讯”和“信鸽传书”了。
近、现代通信,从电磁技术引入通信开始,人们尝试使用电话、电报、传真,到成规模地建设各种电信网络和专网网络,并创造了性能更强、质量更好、效率更高的数字通信、光纤通信。
当代通信,是指在前人基础上创造的移动通信、互联网通信、物联网和融合技术的发展历程。
未来通信,是在目前人类文明和科技发展的基础上,在可以预见和不可预见的未来,更加强大的通信工具变革和更加广阔的通信发展前景。
前文说过,要拿具体的“大事件”来进行清晰地分界是不太现实的。
比如当代通信,一般被认为是从1996年至今的20多年间,其主要的特征是移动通信和互联网的高速发展,但是早在1979年,摩托罗拉就在芝加哥建成并试运行了高级移动电话业务(AMPS,AdvancedMobilePhoneServic)。
有趣的是,通信界任何一个时代里,都有专家把当前最先进的技术称为Advanced技术,孰不知,很快,这种先进技术会被更先进的技术所取代)。
互联网则是源于美国军方1969年开始建设的基于分组交换技术的网络——ARPAnet。
因此,无论采用何种分类方式,都不可避免地要模糊边界,强调技术的最强盛状态。
另外,本文的“古代”“近、现代”和“当代”与任何国家的历史教科书中所定义的相同名词不完全相同。
我们这样命名,是希望从通信的眼光看历史,不要过分拘泥于特定日期发生在特定历史阶段的事件。
动物之间也是有沟通的,但不能称之为“通信”。
蚂蚁通过互相碰触角、狼嚎时会发出不同的声音、鸟通过各种叫声来向同伴表达不同的含义,也许是发现了一块不错的食物要与同伴共飨,也许是发现了敌情通知同伴做好战斗准备。
通信本就是人类的本能,但远距离通信则起始于文明时代。
人类最早有记录的用于远距离通信的工具之一,就是本章开始时讲述的烽火,用于“发送”烽火的设施,就是“烽火台”。
用当前的分类方式去理解,烽火通信是典型的“存储——转发”模式的、半双工模式的(两个相邻烽火台可以互相传递但不能同时互相传递信息)、广播模式的(传递给所有可看到的地方)、可视模式的(必须视线可达)、无线模式的(没有连接线)、数字化的(只有两种状态“无”和“有”)通信手段。
当最临近敌人的烽火台的守候部队发现敌情,守兵会点着狼烟。
古人用“狼烟四起”来形容到处都在爆发战争,说明国家危机,百姓要遭殃!
距离这支发现敌情的部队比较近的烽火台守候部队接着燃起狼烟,逐步向国内扩散,很快,国家中枢机构就得知前线有敌情,要么派兵增援,要么赶快挑几个王昭君这样的美女去议和。
中国历史上著名的昏君周幽王,一手导演了“烽火戏诸侯”的闹剧(见图1-1),就是利用诸侯国对烽火系统的敏感,在无敌情的状况下点燃狼烟,等各路诸侯派兵救驾,当诸侯们火速赶来,却发现这不过是个玩笑,周幽王的目的只是为了博得褒姒开颜一笑,却因此失去了诸侯们的信任,在真有敌情的时候却无人来救驾。
这个故事给了通信人几点启示:
第一,古代的军事通信工具简陋而有效,传送介质可以借助一切自然力量和周边环境;
第二,再先进的通信工具,也需要合适的人使用它,才能发挥效能;
第三,千万别拿两样东西开玩笑:
一个叫作战争机器,一个叫作通信设施。
而周幽王,都违反了。
图1-1 烽火戏诸侯
人类发展几百万年,是通过几个网络而发展起来的。
最早是水网。
西亚的两河流域、印度的两河流域、中国的黄河流域,淡水养育了勤劳、勇敢、智慧的人类,孕育了光辉、灿烂的古代文明;
接着是路网,驿路、驿站以及当代的公路、铁路和飞机航路的使用让人与人之间的沟通越来越密切,有了路网,人类创造了一种文本语言的通信手段,也就是我们常说的“信件”;
到了当代,电话网、互联网、移动互联网等通信网的发展,让人类进入新的历史阶段。
因此可以说,人类的文明史,就是网络的发展史。
利用电和磁的技术,实现通信目的,被称为“电信”。
近代通信起始的标志,就是开始应用“电信技术”。
而电磁技术最早的电信应用,就是电报。
人类发电报的历史已有170多年。
电报的原理是人们用长、短音电信号来标识文字或者词汇,相当于给每个字(或字母)做了一个编码,发报员只要按照编码把文字或者词汇翻译并通过专用的发报装置发送出去即可。
在20世纪90年代以前,企业在邮电部门(那时候国内邮政和电信还没分家)注册后可获取一个“电报挂号”。
任何时代通信技术的发展都会受制于当时的科学基础。
而在100多年前整个通信行业还未体系化、专业化,因此最初的技术突破是众多散乱的点,相互之间联系并不紧密,而其发展规律也不够清晰。
为了让读者更容易理解,让我们看看西方科技高速发展的同时,中国正在做着什么。
通过这种对比,一方面让读者感性地了解一下中国的通信技术发展为什么暂时落后于西方发达国家水平;
另一方面,也希望中国当代通信人“知耻而后勇”,为我国通信技术的发展尽快赶超世界先进水平而努力!
1835年,美国雕塑家、画家、科学爱好者莫尔斯先生发明了有线的电磁电报。
莫尔斯发明了以他自己名字命名的莫尔斯电码——利用“点”“划”和“间隔”,实际上就是时间长短不一的电脉冲信号的不同组合来表示字母、数字、标点和符号。
(5年后,中国结束了长达2000多年的封建社会。
)
1860年,意大利人安东尼奥·
梅乌奇(AntonioMeucci)首次向公众展示了他的电话发明,并在纽约的意大利语报纸上发表了关于这项发明的介绍。
美国国会2002年6月15日的269号决议确认梅乌奇为电话的发明人。
1875年,苏格兰青年亚历山大·
贝尔(A.G.Bell)发明了电话机,并于1878年在相距300km的波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验,获得了成功,后来就成立了著名的贝尔电话公司。
真正被公认的第一次电话通信是1892年纽约到芝加哥的线路开通当天实现的。
贝尔因此被认为是现代电信的鼻祖,以其名字命名的实验室和电信运营商至今还活跃在美国以至全世界的电信领域。
(1881年,英籍电气技师皮晓浦在上海十六铺沿街架起一对露天电话,付36文制钱可通话一次,被认为是中国的第一部电话。
1878年,磁石电话和人工电话交换机诞生。
1880年,发明了供电式电话机,通过二线制模拟用户线与本地交换机接通。
1885年,发明步进制交换机。
1892年,那个著名的殡仪馆老板史瑞乔发明了步进式自动电话交换机。
(中国历史上,6年后的1898年,戊戌变法开始并迅速失败。
电报和电话开启了近代通信的历史,但是当时都是小范围的应用,在第一次世界大战以后,发展速度有所加快。
1893年,美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·
特斯拉(NikolaTesla)首次公开展示了无线电通信,他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。
1895年5月7日,俄国物理学家亚历山大·
波波夫在圣彼得堡俄国物理化学会的物理分会上宣读了论文《金属屑同电振荡的关系》,并且表演了他发明的无线电接收机。
为了纪念波波夫在无线电方面的卓越贡献,1945年5月7日,苏联政府将5月7日规定为苏联无线电节,俄罗斯人一致尊波波夫为无线电发明人。
1895年,意大利工程师古列尔莫·
马可尼(GuglielmoMarconi)发明了无线电报,并于1896年在英国获得了无线电技术的专利。
1901年12月,马可尼将无线电信息成功地穿越大西洋,从英格兰传到加拿大的纽芬兰省。
1909年11月,马可尼因为发明无线电的功绩,荣获了诺贝尔物理学奖。
1904年,美国专利局将特斯拉1897年在美国获得的无线电技术专利撤销,转而授予马可尼发明无线电的专利,据说这一举动可能是受到托马斯·
爱迪生、安德鲁·
卡耐基等马可尼在美国的经济后盾人物的影响。
1943年6月21日,在特斯拉去世后不久,美国最高法院宣布,尼古拉·
特斯拉提出的基本无线电专利早于其他竞争者,无线电专利发明人是尼古拉·
特斯拉(无线电发明之时正处于清朝末期,无线电技术发展落后,但其开始应用的时间几乎与世界同步。
1899年,清政府购买了几部马可尼猝灭火花式无线电报机,安装在广州两广总督督署和马口、威远等要塞以及南洋舰队各舰艇上,供远程军事指挥之用。
这是无线电报业务在中国的首次使用)。
1919年,发明纵横式自动交换机。
(中国革命史的重要篇章——五四运动爆发。
1930年,发明传真、超短波通信。
(第二年,“九·
一八”事变爆发。
20世纪30年代,信息论、调制论、预测论、统计论获得了一系列的突破。
1935年,发明频率复用技术,发明模拟黑白广播电视。
(一年后,红军长征胜利结束;
两年后,七七事变,抗日战争全面爆发。
1947年,发明大容量微波接力。
(两年后的10月1日,中华人民共和国成立。
1956年,发明欧美长途海底电话电缆传输系统。
1957年,发明电话线数据传输。
1958年,发明集成电路(IC)。
20世纪50年代以后,元器件、光纤、收音机、电视机、计算机、广播电视、数字通信业大发展。
1962年,发射同步卫星。
(两年后,中国的第一颗原子弹爆炸试验成功。
1972年,发明光纤。
1972年以前,只存在一种基本的网络形态。
这就是基于模拟传输、采用确定复用、有连接操作寻址和同步转移模式(STM)的公众交换电话网(PSTN)形态。
这些技术体系和网络形态至今还有使用。
中国的电信网是从电话网开始的。
1880年,由丹麦人在上海创办的第一个电话局,开创了中国通信历史的重要一页。
1939年,世界上第一台电子计算机的试验样机ABC开始运转。
1946年,莫克利和艾克特制造的电子计算机ENIAC诞生,它采用了更多的电子管、运算能力更强大,高速计算能力成为现实,二进制的广泛应用触发了更高级别的通信机制——“数字通信”,加速了通信技术的发展和应用。
1972年光纤的发明和CCITT(ITU的前身)通过G.711建议书(语音频率的脉冲编码调制——PCM)及G.712建议书(PCM信道音频四线接口间的性能特征),标志着电信网络开始进入数字化发展历程。
1972年到1980年的8年间,国际电信界集中研究电信设备数字化,这一进程,提高了电信设备的性能,降低了成本,并改善了电信业务的质量。
最终,在模拟PSTN形态的基础上,形成了综合数字网(IDN)的形态。
在此过程中有一系列成就值得我们关注:
统一了语音信号数字编码标准;
用数字传输系统代替模拟传输系统;
用数字复用器代替载波机;
用数字电子交换机代替模拟机电交换机;
发明了分组交换机。
这个时代是中国命运的转折点。
应该说,就是因为改革开放,彻底解放的生产关系带来了生产力的巨大发展,才让今天的中国人几乎与世界同步地享受着高科技的通信技术带来的全新体验,也让中国人感受到了全球移动通信和互联网时代一日千里的变化。
目前全球范围内,语音业务占比不断下降,数据业务成为主流。
随着超高清视频(4K)、虚拟现实、智慧家庭、云计算、物联网、大数据等创新业务的兴起,用户对于网络带宽的需求持续爆发式增长。
如果我们非要给当今时代命一个名的话,那么我们认为应该称为“全连接时代”。
看过中国香港电影的人,说起对20世纪80年代末、90年代初中国香港社会的印象,大家会不约而同地提到“大哥大”。
“大哥大”在当时是身份、地位、财富的象征。
中国内地近几十年受到中国香港文化的影响可谓很深。
中国香港无线电视台的电视剧、成龙的电影、“四大天王”的歌曲和中国香港的“大哥大”,影响了一代中国人。
而中国内地的移动通信就是从那时候开始逐步发展起来的。
让我们看看这个时代全球通信界标志性的里程碑事件。
1982年,发明了第二代蜂窝移动通信系统,分别是欧洲标准的GSM、美国标准的D-AMPS和日本标准的D-NTT(3年后中兴通讯成立)。
1988年,“欧洲电信标准协会”(ETSI)成立(华为公司成立)。
1990年,GSM标准冻结(北京亚运会成功举办)。
1992年,GSM被选为欧洲900MHz系统的商标——“全球移动通信系统”。
2000年,提出第三代多媒体蜂窝移动通信系统标准,其中包括欧洲的WCDMA、美国的cdma2000和中国的TD-SCDMA(中国的第一次电信体制改革已经完成,中国移动通信集团成立)。
2007年,ITU又将WiMAX补选为第三代移动通信标准(第二年,北京奥运会成功举办)。
2012年,ITU将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为第四代移动通信技术(简称4G)国际标准(中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标准)。
2018年,第五代移动通信技术(简称5G)独立组网标准正式确立。
而随着互联网爆发性增长,更是彻底改变了人的工作方式和生活习惯。
看看一些标志性的里程碑。
1964年,美国Rand公司的Baran提出无连接操作寻址技术,目的是在战争残存的通信网中,不考虑时延限制,尽可能可靠地传递数据报。
1969年,美军*****问世。
1979年,局域网诞生(两年前中国刚刚恢复高考)。
1983年,TCP/IP成为*****的唯一正式协议,伯克利大学提出内含TCP/IP的UNIX软件协议。
1989年,欧洲核子研究组织(CERN)发明万维网(WWW)。
1996年,美国克林顿政府提出“下一代Internet计划”(NGI)。
随后的20年,一大批太阳、月亮和星星一样的企业横空出世,一大批业界精英粉墨登场,一大批新技术、新思路、新理念、新思维风起云涌、叱咤风云……
2005年,在突尼斯举行的信息社会峰会上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:
物联网》,正式提出了物联网的概念。
同一年,亚马逊发布AmazonWebServer(AWS)云计算平台,云计算的序幕正式拉开。
2008年,史蒂夫·
乔布斯向全球发布了新一代的智能手机iPhone3G,从此开创了移动互联网蓬勃发展的新时代,移动互联网以摧枯拉朽之势迅速席卷全球。
同年,中国3G牌照发放。
2008年,《自然》杂志专刊提出了BigData的概念,大数据进
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