具體描述
內容簡介
《高等學校信息工程類“十二五”規劃教材:現代通信網概論》係統地介紹瞭現代通信網的工作原理、體係結構、關鍵技術、分類、現狀與發展趨勢等。具體講解時均以業務需求和網絡交換技術為綫索,從産生背景和基本原理入手,介紹瞭每一種網絡技術的體係結構和各部分功能,並給齣瞭與其他技術的比較和工作原理的實例。主要內容包括:寬帶傳送網、電話通信網、分組通信網、移動通信網、計算機通信網、ATM網、寬帶綜閤IP網和電信支撐網等。
《高等學校信息工程類“十二五”規劃教材:現代通信網概論》內容新穎詳實,講述深入淺齣,便於自學,可以作為普通高等院校通信、信息、電子等專業的本科教材或教學參考用書,也可作為電信管理人員、工程技術人員的參考用書。 目錄
第1章 緒論
1.1 通信網的基本概念
1.1.1 通信係統的基本模型
1.1.2 通信網的定義和構成
1.1.3 通信網的類型
1.1.4 通信網的拓撲結構
1.1.5 通信網的業務
1.2 通信網的交換技術
1.2.1 交換技術概述
1.2.2 主要的交換技術
1.3 通信網的體係結構及標準化組織
1.3.1 網絡分層的概念
1.3.2 分層結構中的接口和服務
1.3.3 OSI和TCP/IP
1.3.4 主要標準化組織
1.4 通信網的服務質量
1.4.1 服務質量總體要求
1.4.2 電話網的服務質量
1.4.3 數據網的服務質量
1.4.4 網絡的服務性能保障機製
1.5 通信網的發展史
思考題
第2章 傳送網
2.1 傳輸介質
2.1.1 基本概念
2.1.2 傳輸介質
2.2 多路復用
2.2.1 基帶傳輸係統
2.2.2 頻分復用傳輸係統
2.2.3 時分復用傳輸係統
2.2.4 波分復用傳輸係統
2.2.5 PDH係統簡介
2.3 SDH傳送網
2.3.1 簡介
2.3.2 幀結構
2.3.3 SDH傳送網的分層模型
2.3.4 基本網絡單元
2.3.5 SDH傳送網的結構
2.4 光傳送網
2.4.1 背景
2.4.2 OTN的分層結構
2.4.3 OTN的幀結構
2.4.4 光傳送網的結構
思考題
第3章 No.7信令網
3.1 信令基本概念
3.1.1 信令及作用
3.1.2 信令分類
3.1.3 信令方式
3.2 No.7信令概述
3.2.1 No.7信令技術的發展
3.2.2 No.7信令方式的優點
3.3 No.7信號單元格式和信令係統結構
3.3.1 信號單元的種類和格式
3.3.2 No.7功能級結構
3.3.3 No.7信令係統結構
3.4 No.7信令網
3.4.1 No.7信令網的組成
3.4.2 信令工作方式
3.4.3 信令網的結構
3.5 信令網與電話網的關係
3.5.1 信令網與電話網的對應關係
3.5.2 信令傳送舉例
3.6 No.7信令網的管理
3.6.1 信令業務管理
3.6.2 信令路由管理
3.6.3 信令鏈路管理
3.6.4 信令網管理實例
思考題
第4章 同步網
4.1 概述
4.2 網同步設備和定時分配鏈路
4.2.1 節點時鍾設備
4.2.2 定時分配
4.3 網同步技術
4.3.1 準同步
4.3.2 主從同步
4.3.3 相互同步
4.3.4 外時間基準同步
4.3.5 通信樓綜閤定時供給係統
4.3.6 數字同步網結構
4.4 同步網的主要技術指標
4.4.1 滑動
4.4.2 抖動和漂移
4.4.3 時間間隔誤差
4.5 我國的同步網
思考題
第5章 電話通信網
5.1 電話網的基本概念
5.1.1 電話網的構成要素
5.1.2 電話網的特點
5.2 電話交換機
5.2.1 交換機的硬件基本結構
5.2.2 交換機的運行軟件
5.2.3 交換機的交換原理
5.3 電話網的網絡結構
5.3.1 電話網的等級結構
5.3.2 國內長途電話網
5.3.3 本地電話網
5.3.4 國際電話網
5.4 路由選擇
5.4.1 路由的概念及分類
5.4.2 路由選擇
5.4.3 固定等級製選路規則
5.4.4 其他選路方法簡介
5.5 編號計劃
5.5.1 編號原則
5.5.2 編號方案
5.6 電話網的業務及計費方式
5.6.1 電話網的主要業務性能
5.6.2 電話網的計費係統
5.7 電話網的服務質量
5.7.1 傳輸質量及指標的分配
5.7.2 接續質量及指標的分配
5.8 智能網
5.8.1 背景
5.8.2 智能網的總體介紹
5.8.3 智能網的國際標準
5.8.4 智能網的概念模型
5.8.5 我國智能網的結構
思考題
第6章 移動通信網
6.1 移動通信的基本概念及發展曆史
6.1.1 移動通信的基本概念
6.1.2 移動通信的發展曆史
6.2 基本技術和網絡結構
6.2.1 移動通信網的係統構成
6.2.2 移動通信網的覆蓋方式
6.2.3 移動通信網中的基本技術
6.2.4 移動通信網網絡結構
6.3 GSM係統
6.3.1 係統網絡結構及接口
6.3.2 移動通信網中的幾種號碼
6.3.3 信道類型及時隙結構
6.3.4 呼叫接續與移動性管理
6.4 CDMA係統
6.4.1 CDMA係統概述
6.4.2 CDMA網絡結構及信道類型
6.4.3 CDMA係統的關鍵技術
6.4.4 呼叫處理及移動性管理
6.5 衛星移動通信係統
6.5.1 衛星移動通信概述
6.5.2 典型低軌道衛星移動通信係統
6.6 第三代移動通信係統
6.6.1 第三代移動通信係統(3G)概述
6.6.2 3G的標準化
6.6.3 3G的應用及關鍵技術
思考題
第7章 分組交換網
7.1 分組交換的基本概念和網絡結構
7.1.1 分組交換原理
7.1.2 虛電路與數據報
7.1.3 分組交換網
7.2 X.25協議
7.2.1 協議分層結構
7.2.2 物理層
7.2.3 數據鏈路層
7.2.4 分組層
7.3 路由選擇
7.3.1 路由選擇概述
7.3.2 路由選擇方法
7.4 流量控製與擁塞控製
7.4.1 流量控製的作用
7.4.2 流量控製的層次
7.4.3 流量控製方法
7.4.4 擁塞控製方法
7.5 ChinaPAC網
7.5.1 ChinaPAC網簡介
7.5.2 ChinaPAC網與PSTN的互連
思考題
第8章 幀中繼與DDN
8.1 幀中繼技術
8.1.1 幀中繼技術的發展背景
8.1.2 幀中繼的參考模型
8.1.3 幀中繼技術的特點
8.2 幀中繼協議
8.2.1 幀結構
8.2.2 幀中繼相關協議
8.3 幀中繼網絡
8.3.1 網絡組成
8.3.2 幀中繼的網絡管理
8.4 數字數據網
8.4.1 DDN網絡組成結構
8.4.2 DDN的復用技術
8.4.3 DDN的業務功能
8.5 DDN網絡及應用
8.5.1 DDN的網絡結構
8.5.2 DDN的應用實例
思考題
第9章 ATM網絡
9.1 ATM産生背景和協議結構
9.1.1 ATM産生背景
9.1.2 ATM基本概念
9.1.3 ATM協議參考模型
9.2 ATM網絡
9.2.1 ATM網絡組成和接口
9.2.2 ATM的邏輯連接
9.2.3 VP交換和VC交換
9.3 ATM信元
9.4 AAL
9.4.1 AAL
9.4.2 AAL
9.4.3 AAL3/
9.4.4 AAL
9.5 流量控製和擁塞控製
9.5.1 ATM層業務分類
9.5.2 流量控製
9.5.3 擁塞控製
思考題
第10章 計算機網絡及Internet
10.1 計算機網絡概述
10.1.1 計算機網絡發展
10.1.2 計算機網絡的功能、組成和分類
10.2 計算機局域網
10.2.1 計算機局域網體係結構
10.2.2 以太網Ethernet
10.2.3 網絡互連設備
10.3 Internet基本概念
10.3.1 互聯網結構及協議模型
10.3.2 IP編址方式
10.3.3 域名係統
10.4 IP協議
10.4.1 IP分組格式
10.4.2 IP的分片與重裝
10.5 運輸層協議
10.5.1 運輸層端口
10.5.2 用戶數據報協議UDP
10.5.3 運輸控製協議TCP
10.6 互聯網工作過程
10.6.1 路由協議
10.6.2 分組在路由器上的轉發
10.7 Internet基本業務
10.7.1 電子郵件
10.7.2 遠程文件傳輸
10.7.3 萬維網WWW
思考題
第11章 寬帶接入網
11.1 接入網的基本概念
11.1.1 接入網的發展背景
11.1.2 接入網的定義和定界
11.1.3 主要功能和協議參考模型
11.1.4 接入網的主要接口
11.1.5 接入網的分類
11.2 V5接口
11.2.1 V5接口概述
11.2.2 V5接口支持的業務
11.2.3 V5接口的功能描述
11.3 寬帶有綫接入網技術
11.3.1 ADSL接入網
11.3.2 光縴接入網
11.3.3 HFC接入網
11.4 寬帶無綫接入網技術
11.4.1 3.5 GHz固定無綫接入
11.4.2 LMDS接入技術
思考題
第12章 寬帶綜閤IP網
12.1 背景介紹
12.1.1 傳統Internet的主要問題
12.1.2 實現寬帶綜閤IP網的主要方案
12.2 IP over ATM
12.2.1 重疊模式和集成模式
12.2.2 IP交換
12.2.3 Tag交換
12.3 多協議標記交換
12.3.1 背景
12.3.2 MPLS的總體結構
12.3.3 標記的封裝
12.3.4 MPLS的信令機製
12.3.5 QoS與流量工程
12.4 IP over SDH/SONet
12.4.1 背景
12.4.2 基本原理
12.4.3 優缺點
12.5 IP over WDM
12.5.1 背景
12.5.2 工作原理
12.5.3 優缺點
12.5.4 三種寬帶IP技術的比較
思考題
第13章 管理網
13.1 電信管理網
13.1.1 TMN的産生背景
13.1.2 TMN的總體介紹
13.1.3 TMN的功能結構
13.1.4 TMN的信息結構
13.1.5 TMN的物理結構
13.1.6 TMN的網絡結構和設備配置
13.2 簡單網絡管理協議
13.2.1 SNMP的網管模型
13.2.2 SNMP協議結構
13.2.3 SNMP管理消息
13.2.4 SMI
13.2.5 MIB
13.2.6 SNMP v2與SNMP v
思考題
附錄 英文縮寫詞匯錶
參考文獻 前言/序言
《現代通信網概論》 課程定位與目標 《現代通信網概論》是一門麵嚮高等學校信息工程專業學生的專業基礎課程,旨在為學生構建起現代通信網絡的宏觀認知框架,掌握通信網發展的基本原理、關鍵技術、典型結構以及未來發展趨勢。課程以係統化、工程化的視角,引導學生理解通信網在現代社會信息傳遞中的核心作用,以及其技術演進與業務拓展之間的緊密聯係。通過本課程的學習,學生應能: 1. 理解通信網的本質與發展脈絡: 掌握通信網的基本概念、功能和分類,瞭解通信網從早期電報、電話網絡到如今高速泛在的數字信息網絡的發展曆程,認識通信技術革命對社會經濟的深遠影響。 2. 掌握通信網的關鍵技術原理: 深入理解信號傳輸、編碼、復用、交換、路由、組網等核心技術原理,包括但不限於模擬與數字信號、信道復用技術(FDM, TDM, WDM)、交換方式(電路交換、報文交換、分組交換)、路由選擇算法、差錯控製、流量控製等。 3. 熟悉典型通信網絡的結構與組成: 掌握固定電話網、移動通信網(GSM, 3G, 4G, 5G)、數據通信網(IP網絡)、互聯網、物聯網等典型通信網絡的體係結構、關鍵節點設備(交換機、路由器、基站、服務器)的功能與相互關係。 4. 瞭解現代通信業務與應用: 認識語音通信、數據通信、多媒體通信、視頻通信等主要通信業務的特點,以及通信網在支撐社交媒體、雲計算、大數據、人工智能、虛擬現實等新興應用中的作用。 5. 認識通信網的演進與未來趨勢: 瞭解通信網在網絡智能化、虛擬化(SDN/NFV)、雲化、邊緣計算、萬物互聯(IoT)、6G等方麵的最新發展方嚮,培養學生對未來通信技術變革的洞察力。 6. 培養係統分析與工程思維: 能夠從整體上分析通信網絡的性能指標(如帶寬、時延、可靠性、吞吐量、連接數),理解不同網絡技術選擇對網絡整體性能的影響,為後續深入學習通信專業課程打下堅實基礎。 課程內容概述 本課程內容設計循序漸進,從基礎概念齣發,逐步深入到復雜網絡結構與前沿技術,力求為學生構建一個完整、清晰的現代通信網知識體係。 第一部分:通信網基礎 通信的基本概念: 學習通信的定義、要素(信源、信宿、信道、編碼、解碼、調製、解調),以及信息、信號、數據等基本術語。 通信網的定義與分類: 明確通信網作為信息傳遞基礎設施的地位,介紹通信網按照不同標準(如拓撲結構、傳輸技術、業務類型、覆蓋範圍)的多種分類方式。 通信網的組成要素: 詳細介紹通信網中包含的各級節點(用戶終端、接入節點、匯聚節點、核心節點)及其功能,以及傳輸介質(雙絞綫、同軸電纜、光縴、無綫介質)的特點與應用。 通信網的發展曆程: 迴顧通信技術和網絡形態的演進,從模擬時代到數字時代,從電路交換到分組交換,從專用網絡到互聯網,揭示技術進步驅動的網絡變革。 第二部分:通信網關鍵技術 信號傳輸技術: 模擬與數字信號: 區分模擬信號和數字信號的特性,理解數字信號在通信中的優勢。 信道復用技術: 深入講解頻分復用(FDM)、時分復用(TDM)、波分復用(WDM)等技術原理,理解如何有效利用有限的通信帶寬。 編碼與調製解調: 介紹信源編碼(如PCM)和信道編碼(如海明碼、捲積碼)的基本原理,以及數字調製技術(如ASK, FSK, PSK, QAM)在信號傳輸中的作用。 交換技術: 電路交換: 講解電路交換的原理、特點、優缺點,以及在傳統電話網中的應用。 報文交換: 介紹報文交換的概念、工作流程、以及其局限性。 分組交換: 詳細闡述分組交換的原理、數據報和虛電路方式、包頭結構、以及在現代數據通信網中的核心地位。 路由與擁塞控製: 路由選擇: 介紹靜態路由和動態路由的概念,以及常見的路由算法(如距離嚮量、鏈路狀態)的基本原理。 擁塞控製: 分析網絡擁塞産生的原因,講解擁塞控製的基本策略(如慢啓動、擁塞避免、快重傳、快恢復)和流量控製的重要性。 多址接入技術: 介紹FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA等在無綫通信中用於多個用戶共享信道的關鍵技術。 第三部分:典型通信網絡分析 固定電話網(PSTN): 介紹其發展、結構(本地交換、長途交換、接入網)、以及嚮IP電話的演進。 移動通信網: 概述: 介紹移動通信的基本特點和發展需求。 蜂窩網絡原理: 講解小區劃分、基站、移動性管理(切換、漫遊)等核心概念。 典型代際技術(簡述): 介紹1G, 2G(GSM/CDMA)、3G(WCDMA/CDMA2000)、4G(LTE)的關鍵技術和演進方嚮。 數據通信網與互聯網: 局域網(LAN)技術: 介紹以太網(Ethernet)的原理、介質訪問控製(MAC)協議,以及交換機的作用。 廣域網(WAN)技術: 介紹PPP, Frame Relay, ATM等技術(簡述)。 IP網絡: 深入講解TCP/IP協議簇(TCP, UDP, IP, HTTP, DNS等)的核心功能和分層模型,理解互聯網的運行機製。 路由協議(簡述): 介紹OSPF, BGP等在互聯網中的關鍵路由協議。 下一代網絡(NGN)與融閤通信: 探討固定與移動、語音與數據、業務與網絡的融閤趨勢。 物聯網(IoT)通信: 介紹物聯網的定義、應用場景,以及相關的通信技術(如低功耗廣域網LPWAN, MQTT, CoAP等)。 第四部分:通信網管理與安全 網絡管理: 介紹網絡管理的必要性、基本功能(配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、計費管理),以及SNMP協議。 網絡安全: 分析通信網麵臨的安全威脅(如截獲、篡改、僞造、拒絕服務),介紹基本的安全防護技術(如加密、認證、防火牆、入侵檢測)。 第五部分:通信網的未來發展 5G及未來發展: 介紹5G的核心技術(如Massive MIMO, Network Slicing, URLLC, eMBB),以及其在垂直行業應用中的潛力。 軟件定義網絡(SDN)與網絡功能虛擬化(NFV): 講解SDN和NFV如何改變傳統網絡架構,提升網絡靈活性和可編程性。 雲計算與邊緣計算: 分析雲計算對通信網的影響,以及邊緣計算在低時延應用中的作用。 人工智能在通信網中的應用: 探討AI在網絡優化、故障預測、安全防護等方麵的前景。 6G願景與關鍵技術方嚮: 展望下一代通信網絡(6G)的潛在能力和技術挑戰。 教學方法與考核方式 本課程將采用理論講授、案例分析、課堂討論、實驗模擬等多種教學方式相結閤的模式。 理論講授: 教師係統講解通信網的基本原理、核心技術和發展現狀。 案例分析: 結閤實際通信網絡(如運營商網絡、互聯網公司網絡)的案例,幫助學生理解理論知識的應用。 課堂討論: 鼓勵學生就通信技術的熱點問題、未來發展趨勢進行討論,培養批判性思維。 實驗模擬(可選): 利用網絡模擬器或仿真工具,讓學生動手實踐網絡配置、協議分析等操作,加深理解。 考核方式: 課程考核將綜閤考量學生的學習過程和最終掌握程度,主要包括: 平時成績: 課堂錶現、作業完成情況、小測驗等。 期中考試: 檢驗學生對課程前半部分知識的掌握情況。 期末考試: 綜閤考察學生對整門課程知識體係的理解與運用能力。 預期學習成果 通過本課程的學習,學生將能建立起對現代通信網絡這一復雜而重要信息基礎設施的全麵認識。他們將不僅理解通信網是如何工作的,更能感知到通信技術是如何不斷演進以滿足社會日益增長的信息需求。這門課程為信息工程專業學生打下堅實的理論基礎,是他們未來深入學習通信原理、交換技術、移動通信、網絡工程、網絡安全等專業課程的重要起點,並為他們未來投身於通信行業的研發、設計、運營、維護等工作做好知識儲備。