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1宽带通信网课程内容(2002)绪论2程时端ATM原理2程时端ATM标准2程时端ATM交换2程时端TCP/IP原理及路由器6龚向阳宽带网的流量控制6龚向阳MPLS6金跃辉IPQOS2金跃辉IPv62金跃辉移动IP2金跃辉2讲义网址ftp;//202.112.102.254/app_software/upload/宽带网讲义3参考书1.《异步传递方式—宽带ISDN技术》（修订本）MartindePrycker著，程时端、刘斌译，人民邮电出版社19992.《用TCP/IP进行网际互连》第1卷：原理、协议和体系结构（第三版），DOUGLASE.COMER著，林瑶等译，电子工业出版社19983.《IP交换技术协议与体系结构》ChristopherY.Metz著，吴靖、龚向阳、金跃辉等译，机械工业出版社19994.《IP网络的服务质量》GrenvilleArmitage著，隆克平、龚向阳等译，机械工业出版社20014绪论宽带网技术的发展趋势程时端北京邮电大学计算机学院宽带网中心交换网络国家重点实验室chsd@bupt.edu.cn5内容通信网技术的发展历程当前的网络发展趋势ATM和IP的竞争与结合下一代网络（NGN）6通信网技术的发展历程60年代计算机化70年代数字化，分组交换网的出现80年代业务综合化--ISDN7通信网技术的发展历程90年代–宽带化（光纤传输，Gb/s交换）–智能化（IN，TMN，TINA）–个人化（GSM，CDMA，3G）–开放性，标准化8业务数据化传输光纤化信息传送分组化传送协议IP化信息移动化三网融合当前的网络发展趋势9世界网络业务的数据化趋势网络业务量数据年增40%电话年增10%电话业务将逐渐由主角成为配角！1998200810当前全国通信网现状2002年6月全国电话用户3.75亿–固定电话用户达1.99亿,占53%新增1991万户,占39%–移动电话用户达1.76亿,占47%新增3156万户,占61%11近期预测2003年6月全国电话用户4.8亿–固定电话用户达2.4亿,占50%–移动电话用户达2.4亿,占50%2005年全国电话用户7.4亿–固定电话用户达3.4亿,占46%–移动电话用户达4.0亿,占54%12数据业务在中国的兴起X.25业务的年增长率为166%DDN业务的年增长率为156%Internet业务的年增长率为393%公众多媒体通信网业务的年增长为248%IP用户的总数超过200万数据业务用户总数超过200万全国已经建成500多个ATM节点（截至1999年底）13数据业务在中国的兴起2002年6月全国因特网3976万户占电信用户的10.6%数据多媒体64.4万户占0.17%数据通信收入84亿元占4.3%14我国未来非话业务量的比例024681012200020052010非话业务/电话业务量之比0.1/0.2105我国电信网的数据业务量将会在5-10内超过话音业务量，从而使整个电信网的业务构成发生根本性的变化！0.5/1115传输光纤化光纤的传输能力迅速增长–1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用–NEC实现了10.9Tbit/s(273x40Gbit/s)–Alcatel实现了10.2Tbit/s(256x40Gbit/s)（100Km)–预计到2005年，光传输链路的实用化容量可能实现5-10Tbit/s160200400600800100012001995200020052010CPU传输传输带宽9个月翻番CPU速度18个月翻番传输带宽与CPU速度比较17传输成本的降低趋势-RyanHankinKent00.511.522.533.54949595969697美分/话路/公里2.5Gb/s4x2.58x2.516x2.540x2.518信息传送分组化电路交换–控制简单，时延小，通信质量有保证–带宽固定，不灵活，资源利用率低分组交换–带宽可变，灵活，资源利用率高–控制功能复杂，时延大，通信质量难以保证19电路交换技术205123486791011121314151617181920分组交换技术21信息传送分组化电路交换–控制简单，时延小，通信质量有保证–带宽固定，不灵活，资源利用率低分组交换–带宽可变，灵活，资源利用率高–控制功能复杂，时延大，通信质量难以保证22两种分组交换方式虚电路--面向连接方式典型实例：ATM呼叫期间路由固定呼叫分成三个阶段：建立，传数据，拆线数据报--无连接方式典型实例：IP不建立连接通信期间路由可变23传送协议IP化1998年美国数据联网协议IP约占80%1998年英国数据联网协议IP约占75%1999年英国数据联网协议IP可能达97%1998年我国数据联网协议IP约占90%IP已经成为全世界主导的数据联网协议EverythingoverIP24IP业务收入也将在2003年超过其他数据业务0510152025301998200020022004IP专线FR/ATM0510152025301998200020022004IP专线FR/ATM$BMMTAVerticalSys.DataComm.25Internet的发展前景Internet成为将来的多业务网（Multi-servicenetwork）–1980’sISDN(电路交换技术)–1990’sB-ISDN(ATM技术)–2000’sInternet(IP技术)下一代网是基于IP的网络信息的移动化在移动信息社会（MobileInformationSociety）中，人们越来越多的通信都将通过移动终端来进行。个人通信的内容将从话音、文本到图形、多媒体移动终端将成为进行各种交流时个人值得信赖的设备（PersonalTrustedDevice）27无线网络带宽发展文本图片电子邮件浏览文本高清晰视频视频流音频流图片电子邮件浏览文本10K1K100K1000K2G2.5G3G音乐MP3RealAudio视频流MPEG4H.263通信连接InternetBluetooth移动电子商务/政务TXN160+4UPX123/4Real-timetransactionsEncryption现在买?是否无线数据通信的革命数据来源:TexasInstruments数字化融合（Digitalconvergence）微电子技术迅速发展越来越多的设备可以做在一个便宜的芯片中不同的设备组合成具有多种功能的新设备个人数字工具的发展趋势：设备及其应用的集成融合移动互联网将成为个性的延伸个人感观个性特征配置个人数据个人信誉Mymoney个人服务个人标识个性化特征个性化服务个人经验32三网融合的技术背景(1)数字技术使电话，数据和图象业务都可以统一编码传输和交换，而无任何区别。(2)光通信技术的发展为传送各种业务信息提供了必要的带宽，传输质量和低成本。(3)软件技术使三网络都能通过软件变更最终支持各种用户所需的特性，功能和业务(4)统一的TCP-IP协议的普遍采用使得各种以IP为基础的业务都能实现互通。人类首次有了为三大网都能接受的通信协议,33三网融合的业务基础不同的网络结构往往适于传送不同的业务信号，而不同的业务信号也往往要求不同的网络结构来支持IP协议将成为电信网的主导通信协议在这种大形势下，网络将逐渐向着对IP业务最佳的分组化网(特别是IP网)演进和融合，这是历史的必然34在CPN处已经开始向IP协议融合(80%)电信级语音网关(统一协议，大容量，多信令)的出现和普及核心网逐渐过渡为统一的IP网络，电路交换网逐步萎缩接入网将长期分离，竞争，共存，发展蜂窝将最后转向IP，通过GPRS,3G整个过渡期将需要10-20年三网融合的大趋势（三网融合的演进步骤）35IP和ATM的竞争与结合ATMB-ISDN的传递方式用于综合业务IPInternet协议主要用于数据业务36ATM网–面向连接–呼叫建立时选路，同一呼叫的信元走同一路由–数据包汇聚进VC/VP–短信元(53)使时延和时延变化小–采用流量控制技术，业务质量有保证ATM与IP的比较(1)IP网–无连接–路由器为每一个IP分组选路，基于IP地址–连续的数据包可以走不同路由–时延及其变化大变长分组(65535)–业务质量难保证37ATM网–带宽保证–传输效率低(固定53字节，最高效率89%)–可扩展的网络规模，有业务量工程设计–全网成本高–运营成本高ATM与IP的比较(2)IP网–RSVP–传输效率高(变字节长度，最高效率99%)–大规模网的路由表太复杂–全网成本低–运营成本低38CommerceInformationEntertainmentEthernetPSTNISDNxDSLSDHDTBWLLRADIOCORENETWORKSACCESSNETWORKSCUSTOMERSITEWDMATMWirelessLANsCollaborationCATVGSMcopperradiob-casthomeofficeNote:CollaborationincludesconversationIPDominatesattheDesktop39IP和ATM结合的趋势(IPOverATM)ATM–提供有服务质量保证的宽带综合业务传送平台IP–作为统一的网络层协议为各种应用提供连网的接口和规范40IP和ATM结合的方式(IPOverATM)重叠方式LANECIPOAMPOA集成方式IPSwitchingTagSwitchingMPLS41IP和ATM技术的融合ATM网络的三平面（用户、控制、管理）体系结构和面向连接的分组传送方式渗透到下一代互联网中ATM网络的资源管理、流量控制、拥塞控制技术用于下一代互联网的QoS控制ATM的网络管理和计费方式将被下一代互联网部分采纳ATM和IP技术的融合使当前的IP网向电信级的IP网过渡42IPOverATM的缺点用户数据多层封装，开销大IPoverATMoverSDHATM信元开销大，传输效率低43IPoverOptical省了ATM与SDH层，减化了层次，减少了网络设备;减少了功能重叠，简化了设备，减轻了网管复杂性（特别是配置管理）开销最低，传输效率最高省了ATM和SDH设备，简化了网管，又采用了WDM,其成本可望降1-2个量级！44长期的演进趋势WDM层数据图象电话IPSDH层ATM层WDM层数据图象电话IP直通选路QoS/CoS端到端管理巨大容量透明保护恢复协议独立45下一代网（NGN）NGN是一种规范和部署网络的概念，通过使用各种分层、分面和开放接口的方式，给业务提供商和网络运营商提供一个平台，借助这一平台生成、部署和管理新的业务。NGN通过一个公共的分组传送网络在任何时候任何地点支持多种业务。相关的标准和接口应当推动业务提供商、网络运营商和用户之间的开放和公平竞争。NGN推动业务创新并降低OAM的复杂性。46NGN的主要特征下一代网络采用开放的网络构架体系，各网络功能模块分离并独立发展，部件间的协议接口基于相应的标准。下一代网络是业务驱动的网络，业务与控制分离，控制与承载分离，目标是使业务真正独立于网络，灵活有效地实现业务提供。下一代网络是基于统一协议的基于分组的多业务融合网络。47NGN的主要特征NGN不是今天计算机、通信和广电三个网中哪一个网的简单延伸，而是三网融合的产物。NGN是固定和移动网络的融合终端、接入和核心网的全IP化。IP网将成为基础网。EverythingoverIP。在IP网的基础上的进一步演化48NGN的功能结构模型(ITU-T)传送层用户平面控制平面管理平面交换/路由层用户平面控制平面管理平面内容层用户平面控制平面管理平面Y.future49NGN的参考模型ApplicationLayerControlBearerControlBearerServiceControlLayerSoftswitchContr