现代通信网络概论 课件 第5、6章 业务大融合到统一通信、移动5G与万物智联

现代通信网络通识通信网络之“前缘与今生”挣脱束缚——移动电话网业务大融合到统一通信通信网鼻祖——固定电话网互联网的诞生——IP数据通信一统江湖移动5G与万物智联345621课程章节目录CENTENTS从ISDN到三网融合最后一公里：胖子兄弟崛起传输线缆及接口通信系统的信息搬用工——传送网123401从ISDN到三网融合1.1窄带MODEM拨号上网电话和上网，不可兼得；上网速率慢：最高56Kbit/s。窄带ISDN“一线通”，这种业务对于普通家庭用户其最高速率为128bit/s，但需要将模拟电话线更换为数字用户线，成本太高，且速率提升不大。宽带ISDN核心技术是ATM（异步传输模式），它跟窄带“一线通”业务相比，无需更换用户线，就可以同时上网和打电话，第一代ADSL的上网速率最高可到8Mbit/s。ISDN：综合业务数据网1.2ADSL拨号上网ADSL接入技术不需要重新布网，投入成本低，但不能真正实现三种业务的融合ADSL技术：语音分离器+MODEM分离器：分离低频语音和高频数据业务2.1坎坷前行的三网融合2.2三网融合发展历程美国新法打开融合之门日本：NGN消除网络界限英国新机构管控实现网络融合20世纪90年代初，联邦电信委员会建议国会废除混业经营的禁令。《1996年电信法》彻底打破了美国信息产业混业经营的限制。“语音＋视频＋数据”一体化的模式

“语音＋视频＋数据＋无线”的方向发展。三网融合在日本催生了网络的融合、用户终端的融合和相关法律的融合。三网融合还推动用户终端的融合。日本日益流行的信息家电就是传统家电和信息通信技术的结合史蒂夫•马斯特斯是英国电信公司全球联合通信业务的负责人，他认为网络融合可以分为三个阶段：首先是统一产业标准；其次是基础设施的融合；然后是延伸拓展阶段，即各种通信服务的融合。方便：三项服务一次搞定，用户不需向三家公司申请价格便宜技术的进步提供了更多便利2.3国外三网融合历史3、我国三网融合的发展现状我国三网融合组网模式家用宽带IPTVVOIP家用宽带移动终端专线IPTV视频监控政企大客户

三网融合组网模式大致分为三层：核心层，汇聚层，接入层。业务系统包含：AAA系统（宽带上网），软交换系统（语音），IPTV业务系统。PON系统组成有线上网业务无线上网业务VOIP业务IPTV专线业务系统接入互联网专线接入业务是指客户通过租用专线接入到中国移动互联网（CMNet）的业务。一般包括：宽带上网、政府企业信息发布、办公OA、视频服务器、游戏服务器、电子商务。致敬！坚守在防汛救灾一线的通信人自2021年7月19日起，河南郑州、新乡等多地连续出现强降水天气，导致城市内涝，造成通信设备和线路受损、中断。面对严重灾情，基础电信企业认真贯彻落实习近平总书记防汛救灾重要指示精神，在工业和信息化部指挥调度下，第一时间开展应急通信保障工作，全力修复故障基站，抢通受损光缆。在这场防汛救灾攻坚战中，广大一线通信人坚守岗位、任劳任怨，不畏艰难、连续奋战，甚至冒着生命危险护航通信生命线。中国电信高桂梅：战洪魔保通信风雨中的铿锵玫瑰7月21日，大雨已持续两天，中国电信新乡分公司云网调度中心主任高桂梅始终坚守在核心机房，集中对受灾信息进行汇总统计、统一发布，完成工作请示及协调救灾的指令下达，通报防汛抢修工作进展情况。同时，在饮马口中心机房、市公司枢纽楼核心机房安排了夜晚值守人员，确保核心机房安全。尽管已在调度中心连续待了48小时，发布了近千条指挥调度指令，声音已经嘶哑，但由于新乡市气象局发布黄色预警信息，高桂梅仍不放心，还是坚持留在调度中心坐镇指挥。21日20点开始，新乡市区突降特大暴雨，一楼电力室在开始出现渗水，高桂梅立即组织现场值守人员，进行雨水清理，同时对电力室门口用沙袋进行封堵。年近五十的高桂梅，和前来抢险的十余名男同志始终奋战在一起，抹去脸上的雨水、汗水，一盆一盆地接水、一袋一袋地搬运沙袋，机房门前的雨水已达1米多深，高桂梅又和前来支援的同志坐着铲车搬运抢险物资，白天到夜晚，深夜到黎明，确保了饮马口核心机房电力室的设施安全。在高桂梅的带领下，云网调度中心全体员工发扬不怕吃苦、不惧风雨的团队精神，个个冲锋在前、誓保机房安全，直至险情缓解，赢得了最后的胜利。思考：收集整理通信人在各种境况下坚守岗位、不畏艰险，护通信生命线的事件。02最后一公里：胖子兄弟的崛起我叫小胖（PON）我国PON技术的发展历程Page26PassiveOpticalNetwork无源光网络OLTONU光线路终端光网络单元:

SS/PSTNInternetIPTV/CATVONUONUODN光分配网:提供光传输通道P

O

S

无源分光器Splitter1:64网管OLTONUONUONUONU核心网 接入网 驻地网IPTVSS/PSTNIPLANPBXVOICE+DATAONU的位置决定了FTT”x”的含义光纤到户光纤到办公室光纤到路边光纤到大楼FTTCFTTHFTTOFTTXFTTB根据ONU安装的位置不同GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：下行数据流采用广播技术；上行数据流采用TDMA技术。1490nm1310nmGPON原理--数据复用EPON系统原理OLTONU1ONU2ONU3终端用户1终端用户2终端用户3132132132132132Splitter无源光分路器下行方向：传输速率1.25G；波长：1490nm/1550nm(CATV专用)OLT采用TDM技术、广播方式发送，ONU选择性接收。EPON系统原理OLTSplitter无源光分路器ONU1ONU2ONU3终端用户1终端用户2终端用户3132132213上行方向:传输速率1.25G；波长1310nmONU采用TDMA技术、分时突发，并采用测距技术保证上行数据不冲突对OLT发送的广播进行选择性接收，若需要接收该数据要对OLT进行接收响应；对用户的需要发送的以太网数据进行收集和缓存，按照被分配的发送窗口向OLT端发送该缓存数据。ONU的功能三种PON技术的对比03传输线缆与接口

机房常用的线缆有:电话双绞线、以太网双绞线、光纤跳线(尾纤)、V.35线缆，同轴电缆等

RJ11RJ11只有4根针脚计算机系统，RJ11主要用来联接modem调制解调器电话系统中，电话机的接口RJ45T568B，其线序为:白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕五类网线和六类网线水晶头的大小规格是一样,六类线增加了绝缘的十字骨架六类水晶头里面的8根触点（金属片）是上下错开分成两排的，五类水晶头里面的8根触点则是一字排开。超五类网线相对而言铜芯较细；六类网线的铜芯相对而言铜芯较粗，六类线的传输速率是1000M/S，而超五类线的传输速率是100M/SV.35低端路由器、Modem、MUX多路转换器RJ48T1、E1串行线路，采用屏蔽双绞线BNC（ayonetNutConnector卡扣配合型连接器）用于同轴电缆的连接器网络设备中的E1接口就可以用两根BNC接头的同轴电缆来连接在高档的监视器、音响设备中，BNC接头也经常用来传送音频、视频信号AV接口声音和视频的混合端口S端子一种五芯接口45光纤的基本结构及组成光纤主要由纤芯、包层、涂敷层组成。纤芯的作用：是传导光波。包层的作用：是将光波封闭在光纤中传播。纤芯和包层均由石英材料构成。涂敷层的作用：是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械的擦伤，同时增加光纤的柔韧性。

它一般采用环氧树脂或硅橡胶。目前主流应用的光纤有两种尺寸规格：一种：或50um

/125um（纤芯直径/包层直径）的多模光纤。一种：9um/125um的单模光纤。光纤的组成结构单模光纤尺寸多模光纤尺寸光纤接口数字配线架DDF用于电缆的转接。不同的DDF架会有不同的接头类型在DDF架上用“跳线”将所需连接的端口“对接”起来光配线架ODF所有带有光接口的设备，其光接口之间一般也不是直接连接起来的，而是先都连接到ODF架上，在ODF架上用“跳线”将所需连接的端口“对接”起来方便查询和维护，便于调换电路，并且容易明确责任。MDF是“总配线架”适用于大容量电话交换设备的配套，用以接续内外线路，还具有测试、保护局内设备和人身安全的作用04通信系统的信息搬用工——传送网业务网能实现信息传递的整个过程吗？业务网需要和传送网协同工作。4.1传送网的典型接口——E1接口E1是因固定数字语音业务需求而诞生的，它的信息传递频率与语音信号的抽样频率8KHz保持一致。（1）E1的帧结构

帧结构就是某一种技术使用的数据单元的组成。E1的每一帧是32个时隙，分别用时隙0－31表示。每个时隙8bit，一帧的长度就是32×8=256bit。E1帧频是8000帧/秒，那么E1的速率就是：8000Hz×256bit/s=2.048Mbit/s面向连接通信双方通信前先在发送方和接收方之间建立好连接。具体可参照电路交换的过程。刚性管道刚性管道就是传输速率恒定。弹性（柔性）管道，各站点之间按需分配带宽，用的多就多占，用的少就少占，不用就不占资源。E1接口的特点0201030506传送网是整个通信网的最底层，负责所有异地信息的传送，而对于传送的信息本身不闻不问。概括来说，传送网就是远距离传送信息的可靠网络。传送网是通信系统的信息搬运工。传送网分为三层：接入层、汇聚层和核心层。传输媒介：电缆、光缆和空气。光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。光波属于电磁波的范畴，包括紫外线、可见光和红外线。光纤通信利用的波长范围是0.8——1.8μｍ，属于近红外线区。光纤通信的实用工作波长有三个：0.85μｍ、1.31μｍ和1.55μｍ。添加标题04初识传送网4.3传送网的刚性管道时代（1）PDH

准同步数字系列（PDH）作为第一代光通信的标准，规定了一系列的速率等级和等级间复用的方法。PDH在全世界范围有两大体系3个标准。15423缺陷没有世界性标准的光接口规范。致使不同厂家的设备光接口各不相同，不能互连，即横向不兼容。只能采用异步复接方式，低次群信号需要经过码速调整变成完全同步后才能复用。上/下支路困难。网络管理能力不强。没有统一的网管接口。PDH的缺陷STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构。帧结构中的字节（8bit）从左到右、从上到下，一个字节一个字节的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。STM-N信息净负荷(payload)占有261×N列，用以存放需要传送的业务信号（各种低速信号）；

通道开销(POH)对打包的低速信号进行通道性能监视、管理和控制。段开销(SOH)是为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必须附加的网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。管理单元指针(AU-PTR):用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置。MSTP是指基于SDH平台同时实现TDM、以太网、ATM等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。MSTP（多业务传送平台）（1）WDM

波分复用(WDM)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。4.4光通信高速干道WDM可利用的波段划分波分复用可以分为密集波分复用（DWDM）和稀疏波分复用（CWDM），简称密波和粗波。CWDM(粗波)的频率间隔为20nm，使用O、E、S、C、L共5个波段，波道数支持最大16个。DWDM(密波)的波长间隔为0.4nm或0.8nm左右，使用C波段和L波段。DWDM系统的组成光转发单元(OTU):将客户侧信号转换为电信号之后，再通过光模块转换为规定的波长，实现了任意波长光信号(如G.957)到满足G.692要求的波长转换的功能。光合波器/分波器光功率放大器(OBA)光前置放大器(OPA)光线路放大器(OLA)（2）OTNOTN(光传送网)是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是DWDM下一代的骨干传送网，可以解决传统WDM网络对于波长子波长业务调度能力差、组网保护能力弱等问题。OTN结合了DWDM大容量的优势和SDH的组网灵活、保护完善、管理功能强大的特性。OTN做了几件事:（a）OTN定义了帧结构。OTN定义了OTUk、ODUk、OPUk一系列速率等级和帧结构。（b）OTN实现了电交叉（c）OTN实现了光交叉（d）OTN增强了监控开销。分组传送网PTN本意应该是分组传送网的统称，一般说到PTN是指基于MPLS-TP实现的分组传送网。IPRAN本意是指无线接入网的IP化。而实际工作中我们说的IPRAN是指IP/MPLS的分组网的解决方案。PTN和IPRAN两者的最大区别在于控制平面的实现不同。PTN的控制平面的功能是通过网管实现。IPRAN的控制平面是在设备上实现的，设备之间通过各种路由协议、标签分发协议，相互沟通，商量着实现路径选择、资源预留等功能。NS0

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SDN就是软件定义网络。02SDN是一种新型的网络架构，通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。03SDN是一种理念，而不是一个具体的技术04广义的SDN是指控制转发分离和网络可编程，满足这两点就可以叫作SDN05控制和转发分离，可以使网络不受硬件设备的限制，可以灵活地增加、更改网络的功能06硬件设备只完成转发，余什么都不管，复杂的路由策略、业务配置、性能监测管理等所有功能都放到控制器上实现DSDN

控制器是SDN的关键部分，控制器通过南向接口管理网络设备，通过北向接口支持业务层的各种应用程序，也就是网络可编程。我国的北斗导航系统2020年6月23日9时43分北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心成功发射。从2000年北斗一号的首星发射到北斗三号的末星入轨的20年间中国航天人用他们的集体智慧战胜了无数的艰难险阻才终于完成了这一宏伟的航天工程。中国为什么要耗费大量的时间、资金、人力研发北斗卫星导航系统呢？这是因为独立自主的卫星导航系统对一个国家的战略意义实在是太大了。可能我们普通人在日常生活中对导航系统的应用主要就是手机、汽车的定位导航功能，然而事实上导航系统的用途其实是相当丰富的：远洋运输、航空导航、测量测绘、农田信息采集,,,,,,卫星导航系统还可以应用于军事领域：在战争状态下如果你安装着人家的GPS，那么人家把卫星一关就使你的导弹会因为失去目标而在天上乱飞，但人家却依然可以精准打击你。总而言之，在全球四大卫星导航系统中，美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯算是最早的系统。其中美国的GPS是应用最广泛的GNSS（全球卫星导航系统），而格洛纳斯主要是军用，两家目前都处于现代化改造阶段。欧洲的伽利略系统是完全民用的卫星导航系统，但还处于试验阶段。北斗系统作为全球第三家正式投入应用的GNSS，拥有最新的各项技术加持，未来可期。但目前的民用推广还需发力，商业化应用也是任重道远。思考：查阅相关资料，了解我国北斗导航系统哪些技术占有独创优势？

谢谢观看现代通信网络通识通信网络之“前缘与今生”挣脱束缚——移动电话网业务大融合到统一通信通信网鼻祖——固定电话网互联网的诞生——IP数据通信一统江湖移动5G与万物智联345621课程章节目录CENTENTS移动5G万物智联12了解5G和物联网的基本概念了解5G的组网模式了解物联网的工作模式了解5G和物联网的发展应用知识目标能够简单描述4G和5G组网模式的区别能够简述物联网的三层网络架构能够简述物联网的应用场景能力目标章节学习目标认知我国在5G技术上的优势具备通信创新技术的理念和信心素质目标HUAWEI01移动5G5G会改变什么？5G：G-Generation-代，第五代移动通信标准/技术5G的含义（1）基站不同：

宏基站

微基站5G和4G的区别（2）频段不同：5G的频段范围在28~39GHz之间，给每个频段信号分配400MHz宽的道路。频带越宽,速率越高。

5G和4G的区别5G的优点及应用超低的时延＜1ms超快的网速＞10Gbps15倍+（4K高清电影

几分钟→1秒钟）超大的容纳量同时连接海量终端（每平方公里100万台设备,万物互联）智能出行智能家居智能工厂游戏娱乐无人驾驶远程医疗超高清视频思政课堂思考：试着了解移动通信在抗疫的过程中发挥重要作用的案例通信战“疫＂通信人“火神山”奋战保障通信牛哥餐厅故事

之5G组网方案A方案B独立组网非独立组网独立组网方式选项2组网方式选项5组网方式非独立组网方式选项3组网方式选项3a组网方式双连架构:UE用户终端在连接状态下同时使用至少两个不同基站的无线资源(分为主站和从站)。选项3x组网方式非独立组网方式选项4组网方式选项4a组网方式选项7组网方式选项7a组网方式选项7x组网方式5G网络的演进1、网络切片——服务无所不能

网络切片:将网络资源进行切片，单一物理网络可划分成多个逻辑虚拟网络，为典型的业务场景分配独立的网络切片，在切片内针，业务需求设计增强的网络架构，实现起到好处的资源分配和流程优化，多个网络切片共用网络基础设施，从而提高网络资源利用率，并且每个网络切片之间，包括切片内的设备、接入、传输和核心网，逻辑上都是独立的，网络切片之间互不影响，从而保证了为不同用户群使用不同业务提供最佳的支持。5G网络的演进2、“重”网络与5G“轻形态”（1）“重”部署

广域覆盖、热点增强，层层加码使得网络变得越来越笨重，网络部署的难度越来越高。（2）“重”投入

无线网络日益复杂、站点变多，使得网络建设投入大，投资回收期长，网络达到目标性能的代价高。（3）“重”维护多接入方式并存及新型设备形态的引入，提高了运维难度，另外无线网配置复杂，一旦配置难以改动。为解决上述问题，5G网络将会以“轻形态”出现，那么什么是5G的轻形态呢？5G网络的演进外在层面（1）部署轻便，具有宽松的站址选取要求和灵活的组网形态。（2）投资轻度，具有较低的网络建设和运维成本。（3）维护轻松，支持低复杂度、便捷、高效的网络运营、维护和优化方式。（4）体验轻快，满足个性化、智能化、低功耗的5G用户体验。内在层面（1）虚拟，通过虚拟层和软扇区等技术，解决超密集组网中的站址和回传获取困难，及网络部署和运维成本高的问题。（2）分布，包括分布式大规模天线及混合分层回传技术，侧重于解决大规模天线中天面对站址要求高，及分层组网部署成本高等