内容简介
《现代电信网络技术:现代电信网络服务技术》依据下一代电信网络(NGN)的技术参考模型,按照服务能力提供的网络资源所在NGN技术体系的层次,系统介绍了电信网络服务的概念与内涵,电信网络服务平台(包括平台的演进、技术、标准、服务引擎和冲突处理等)、业务服务控制(包括服务控制技术、内容分发技术和协议融合技术等),传送控制服务(包括传送控制服务技术、网络虚拟化技术等),技术展望(包括云计算对NGN的需求、网络服务技术的融合等)方面的内容。结合电信网和互联网技术的新进展,在保证内容的基础性和系统性的基础上,突出对服务技术体系的统一认识,具有较高的工程应用与学术参考价值。
《现代电信网络技术:现代电信网络服务技术》可作为从事通信网络及信息服务专业的工程技术人员、科技工作者和相关专业高校师生的参考书。
作者简介
吴巍,籍贯重庆忠县,1956年出生,工学硕士,研究员级高级工程师,现为中国电子科技集团公司首席科学家:中国电子学会高级会员,通信分会委员会副主任委员中国通信学会高级会员,信息通信网络技术委员会委员,国防通信技术委员会委员。先后主持完成了多项国家重大项目:曾获国家科技进步二等奖、国防科学技术发明二等奖和多项省部级科技进步奖。享受国务院特殊津贴,2002年被国防科工委授予“有突出贡献中青年专家”称号,2007年获得“五一劳动奖章”,2010年被国务院授予“全国劳动模范”称号,主要研究领域为通信网络系统和技术。
吴渭,籍贯河北衡水,1974年出生,工学硕士,中国电子科技集团公司第五十四研究所研究员级高级工程师。曾获信息产业部科学技术进步一等奖、国防科学技术发明二等奖、军队科技进步二等奖、中国电子科技集团公司技术发明一等奖。主要从事通信网络系统与技术的研究开发工作。
郭建立,籍贯河南新乡,1980年出生,工学博士,中国电子科技集团公司第五十四研究所通信系统与网络事业部高级工程师。主要从事通信网络总体、网络服务和无线自组织网络技术研究工作。
内页插图
目录
第一部分 电信网络服务的概念与内涵
第1章 电信网络服务的概念
1.1 各技术领域有关服务的定义
1.1.1 开放系统互连(OSI)七层模型对服务的定义
1.1.2 电信网络技术领域对服务的认识
1.1.3 面向服务的体系结构(SOA)技术领域对服务的认识
1.1.4 云计算技术领域对服务的认识
1.2 本书对服务的认识
1.3 电信网络服务体系框架
1.4 电信网络服务技术发展趋势
1.5 本书的章节安排
参考文献
第2章 服务技术基础
2.1 SOA技术
2.1.1 SOA基本概念
2.1.2 SOA对服务的要求
2.1.3 SOA模型
2.1.4 面向服务
2.1.5 企业服务总线(ESB)
2.2 Web服务技术
2.2.1 Web服务架构(WSA)
2.2.2 Web服务分析
参考文献
第二部分 电信网络服务平台
第3章 电信网络服务平台的演进
3.1 服务平台概念与演进过程
3.2 智能网中的服务平台
3.3 移动环境中的服务平台
3.3.1 CAMEL原理和结构
3.3.2 CAMEL标准和应用程序
3.4 开放网络应用编程接口(API)
3.4.1 目标
3.4.2 原理与结构
3.4.3 标准和应用
3.5 基于IMS的融合网络
3.5.1 原理与标准
3.5.2 增值服务
3.6 展望
参考文献
第4章 电信网络服务模型与架构
4.1 服务平台需求
4.1.1 网络融合
4.1.2 信息技术的发展
4.1.3 开发方式的改变
4.1.4 市场因素
4.1.5 其他因素
4.2 服务平台的网络模型
4.2.1 通用网络模型
4.2.2 PSTN网络模型
4.2.3 智能网模型
4.2.4 IMS网络模型
4.2.5 面向服务的架构
4.3 融合网络的服务平台体系架构
4.3.1 基本原理
4.3.2 体系结构
4.3.3 工作过程
4.4 服务平台部署方式
参考文献
第5章 服务平台技术标准
5.1 Parlay与ParlayX
5.1.1 Parlay概念
5.1.2 Parlay功能
5.1.3 Parlay体系结构
5.1.4 ParlayX
5.2 OMA服务环境
5.2.1 OMA介绍
……
第三部分 业务控制服务
第四部分 传送控制服务
第五部分 技术发展前景
前言/序言
近年来,信息通信技术(ICT)领域广泛采用了“服务”(Service)的概念,并已经成为业界最热门的技术研究领域之一。但对于通信和计算两大技术领域的电信网、互联网来说,其战略规划、标准化、研发、建设、营销等从业人员从各自的角度对“服务”的概念都有不同的阐述和理解,同时,国际上的各信息技术(IT)标准化组织都从各自关心的技术方向对“服务”概念进行了解释,但是,并没有形成统一的认识,以致于造成了“服务”概念认识上的混乱。
电信运营商从电信网络的角度来认识所谓的“服务”,广义上讲,“服务”是指能够提供给消费者的一种产品和营销品牌,从狭义上讲,“服务”多指电信服务分类所包含的基础电信服务和增值电信服务。互联网行业相关企业对“服务”技术的认识,多源于近年来对面向服务架构(SOA)技术的追捧与热炒,目前Google、苹果、Facebook等互联网巨头企业正治着开放服务化平台的路线发展,其利用服务开放概念的目的是对产业链进行控制并吸引用户。云计算的火热更是把服务的概念提升到了“一切即服务(XaaS)”的认识高度。同时,通过研究与服务有关的技术文献资料也会发现,虽然大家都在讲服务,但实际上对服务的以识并不完全一致,包括服务的定义、内涵、技术体系,以及与服务、信息产品、软件等概念的关系等。
鉴于此,本书旨在从电信网络技术领域的角度出发,依据下一代电信网络(NGN)的技术参考模型,围绕网络资源提供的能力作为“服务”的中心思想进行理解,按照服务能力提供的网络资源所在NGN技术体系的层次进行梳理,通过提出电信网络服务体系框架和分析相关技术的途径,希望达到对“服务”概念统一认识、梳理和明确技术体系的目的。
在写作方式上,本书试图沿着概念与内涵、体系框架、技术与标准、应用展望这一主线,使计算、服务和NGN等相关技术领域的读者对电信网络资源的服务化有一个全面、系统的认识。全书共分为五个部分,共16章。第一部分(第1-2章)为电信网络服务的概念与内涵;第二部分(第3-8章)介绍电信网络服务平台技术,是本书的重点,主要围绕NGN架构中应用与服务支持功能展开;第三部分(第9-11章)论述电信网络服务的控制技术;第四部分(第12~13章)依据NGN传送层的功能分层论述电信网络的传送服务技术;第五部分(第14-15章)给出电信网服务技术的发展前景。
本书由吴巍、吴渭、郭建立、许书彬、骆连合编著,阮建英在资料收集和校对方面提供了帮助,在此表示感谢。同时,还要感谢国防工业出版社王晓光编辑为本书出版所做的大量耐心细致的工作。本书参考了大量的技术标准,因此特别要感谢这些标准化组织及提出单位,同时还要对本书所列参考文献的各位作者一并表示感谢。本书的编著得到了通信网信息传输与分发技术重点实验室和中国电子科技集团公司第五十四研究所的大力支持,在此对各位领导和同事表示衷心的感谢。
由于信息技术领域对服务化的研究和认识仍处于发展和完善阶段,加之编著者水平所限,书中难免存在不足之处,敬请专家、读者批评指教。
《信息高速公路的基石:通信网络原理与演进》 内容概述: 本书深入剖析了支撑现代社会运转的通信网络的核心原理、关键技术及其发展脉络。从最基础的信号传输到复杂的网络架构,再到支撑海量数据流动的高级协议,本书为读者构建了一个全面而深入的通信网络知识体系。它不仅追溯了通信技术从最初的电报、电话时代发展至今的漫长历程,更前瞻性地探讨了未来网络的发展趋势和潜在挑战。本书旨在为对通信网络技术感兴趣的专业人士、学生以及希望了解信息时代底层逻辑的读者提供一份详实而易于理解的参考。 第一章:通信的本质与基础 本章将从最根本的层面出发,阐述通信的定义、目的以及信息在传输过程中的基本要素。我们将探讨信号的物理属性,包括电信号、光信号和无线电波,以及它们在不同介质中的传播特性。此外,本章还将介绍信息的编码与解码原理,如二进制编码、ASCII编码等,理解信息如何在转化为适合传输的格式。模拟信号与数字信号的区别与联系,以及数字信号在现代通信中的主导地位的成因也将得到详细阐释。 通信的定义与目的: 探讨信息交换的必要性,以及通信作为连接人与人、人与信息、信息与信息之间的桥梁所扮演的角色。 信息及其表示: 深入理解信息的本质,以及信息如何通过各种形式(文字、声音、图像、视频)被数字化和编码。 信号的类型与传播: 分析电信号、光信号、电磁波等不同信号的特性,以及它们在铜线、光纤、空气等介质中的传播方式和损耗。 编码与解码: 介绍各种信息编码技术,如二进制、ASCII、Unicode等,以及它们在数据传输中的作用,阐述信源编码和信道编码的基本概念。 模拟与数字通信: 详细对比模拟信号和数字信号的优缺点,解释数字信号为何在现代通信中占据主导地位,以及模拟信号的数字化过程。 第二章:传输介质与接入技术 本章将聚焦于通信信号的物理承载者,即传输介质。我们将详细介绍有线传输介质,如双绞线、同轴电缆、光纤,分析它们的结构、性能特点、传输速率和适用场景。同时,也将深入探讨无线传输技术,包括不同频段的电磁波特性、无线传输的优势与局限。接着,本章将转向通信网络的“入口”,即接入技术。我们将详细介绍有线接入技术,如DSL(数字用户线路)、Cable Modem(电缆调制解调器)、FTTx(光纤到户)系列技术,分析它们的速率、部署成本和用户体验。同时,也将详细介绍无线接入技术,包括蜂窝移动通信(2G、3G、4G、5G)的演进、Wi-Fi(无线局域网)的标准和应用,以及其他新兴的无线接入方式,如卫星通信、LoRa等。 有线传输介质: 双绞线: 结构、分类(非屏蔽、屏蔽)、传输性能、在早期电话和以太网中的应用。 同轴电缆: 结构、特性、在有线电视和早期网络中的应用。 光纤: 结构(纤芯、包层)、分类(单模、多模)、传输原理(全反射)、优势(带宽大、损耗低、抗干扰)、不同类型光纤的特点。 无线传输介质: 电磁波谱: 不同频段的特性(如射频、微波、红外线),以及它们在通信中的应用。 无线传输的优势与挑战: 移动性、部署便捷性,以及干扰、衰减、带宽限制等问题。 有线接入技术: DSL系列: ADSL、VDSL等,基于电话线的传输,速率、距离限制。 Cable Modem: 基于同轴电缆,与有线电视共享,速率、共享性。 FTTx系列: FTTN(光纤到节点): 光纤部署到社区,后段使用铜线。 FTTC(光纤到路边): 光纤部署到路边,后段使用铜线。 FTTB(光纤到楼): 光纤部署到楼内,后段使用铜线或以太网。 FTTH(光纤到户): 光纤直接部署到用户家中,最高速率和最佳体验。 无线接入技术: 蜂窝移动通信: 2G(GSM/CDMA): 数字语音通信,短信。 3G(WCDMA/CDMA2000): 数据传输初步发展,移动上网。 4G(LTE): 高速数据传输,视频流,移动互联网爆发。 5G: 更高带宽、更低时延、海量连接,支持物联网、自动驾驶等。 Wi-Fi: IEEE 802.11标准系列(a/b/g/n/ac/ax),家庭、办公、公共场所的无线局域网。 其他无线技术: 卫星通信(覆盖广,时延高)、蓝牙(短距离、低功耗)、NFC(近场通信)、LoRa(低功耗广域网)。 第三章:交换技术与网络架构 本章将深入探讨通信网络中实现数据有效传输的关键——交换技术。我们将区分电路交换和分组交换,详细阐述它们的原理、优缺点以及适用场景,理解电路交换如何在电话网络中发挥作用,而分组交换又是现代数据网络的基础。接着,本章将引导读者理解网络的基本组成部分和组织方式,即网络架构。我们将介绍不同的网络拓扑结构,如总线型、星型、环型、网状型,分析它们的优劣势。随后,我们将进入分层网络模型,重点讲解OSI(开放系统互连)参考模型和TCP/IP模型,阐述各层的功能和协议,理解数据如何在不同层级之间传输和处理。 电路交换: 原理: 建立端到端的固定物理连接。 优点: 实时性好,传输稳定。 缺点: 线路独占,资源浪费,不适合突发性数据。 应用: 传统电话网络。 分组交换: 原理: 将数据分割成数据包,独立路由传输。 优点: 资源共享,效率高,适合突发性数据。 缺点: 可能存在时延和丢包,需要复杂的路由和控制。 应用: 互联网、现代数据网络。 网络拓扑结构: 总线型: 简单,易于扩展,但易发生冲突,单点故障影响大。 星型: 中心节点,管理方便,故障隔离性好,但中心节点是瓶颈。 环型: 数据单向传输,避免冲突,但扩展性差,故障影响大。 网状型: 可靠性高,冗余性好,但复杂,成本高。 混合型: 结合多种拓扑的优点。 网络模型: OSI参考模型(7层): 物理层: 信号传输。 数据链路层: 帧传输,MAC地址。 网络层: 路由选择,IP地址。 传输层: 端到端通信,TCP/UDP。 会话层: 对话管理。 表示层: 数据格式转换。 应用层: 用户接口,HTTP, FTP。 TCP/IP模型(4/5层): 网络接口层/链路层: 对应OSI的物理层和数据链路层。 网际层/网络层: 对应OSI的网络层。 传输层: 对应OSI的传输层。 应用层: 对应OSI的会话层、表示层、应用层。 协议栈的概念: 各层协议的协同工作。 第四章:网络协议与通信机制 本章将深入探讨通信网络赖以运转的语言——网络协议。我们将详细介绍TCP/IP协议族的核心协议,包括IP(Internet Protocol)协议(包括IPv4和IPv6)的地址分配、路由寻址机制,以及TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)在传输层提供的不同服务。我们将分析TCP的连接建立、可靠传输、流量控制和拥塞控制机制,以及UDP的无连接、尽力而为的传输特性。此外,本章还将介绍一些应用层协议,如HTTP(超文本传输协议)、FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)等,理解它们如何在网络上实现特定的通信功能。 IP协议(IPv4与IPv6): IP地址: 分配、分类(A/B/C类,私有地址),子网划分。 IPv6: 地址空间扩大,新的寻址方式,自动配置。 路由寻址: 路由器的工作原理,路由表,路由协议(RIP, OSPF, BGP)。 TCP协议: 面向连接: 三次握手建立连接,四次挥手断开连接。 可靠传输: 确认应答(ACK),超时重传,滑动窗口。 流量控制: 接收方控制发送方的数据发送速率。 拥塞控制: 网络内部拥塞的检测与缓解。 UDP协议: 无连接: 无需建立连接,直接发送数据。 尽力而为: 不保证可靠性,可能丢包。 优点: 效率高,时延低,适用于实时应用。 应用层协议: HTTP: Web浏览的基础,请求/响应模式。 FTP: 文件上传与下载。 SMTP: 电子邮件发送。 DNS: 域名解析,将域名转换为IP地址。 DHCP: 动态IP地址分配。 第五章:现代网络设备与技术 本章将聚焦于支撑现代通信网络运行的各类硬件设备和关键技术。我们将详细介绍网络中的核心设备,如集线器(Hub)、交换机(Switch)、路由器(Router),阐述它们各自的功能、工作层次以及性能差异。我们将深入理解交换机如何在数据链路层实现高效的数据转发,而路由器又如何在网络层进行跨网络的数据包路由。此外,本章还将探讨网络安全技术,包括防火墙(Firewall)的功能和类型,VPN(虚拟专用网络)的原理和应用,以及加密技术的必要性。最后,我们将介绍一些新兴的网络技术,如SDN(软件定义网络)和NFV(网络功能虚拟化),分析它们如何改变传统的网络管理和部署模式。 网络设备: 集线器(Hub): 工作在物理层,广播所有端口,效率低。 交换机(Switch): 工作在数据链路层,基于MAC地址转发,提高网络效率。 路由器(Router): 工作在网络层,基于IP地址进行跨网络路由,连接不同子网。 接入点(Access Point): 提供Wi-Fi无线接入。 调制解调器(Modem): 将数字信号与模拟信号相互转换。 网络安全技术: 防火墙(Firewall): 隔离网络,控制流量,防止未授权访问。 VPN(Virtual Private Network): 在公共网络上建立安全加密的通信隧道。 入侵检测/防御系统(IDS/IPS): 监控网络流量,检测和阻止恶意活动。 加密技术: 对数据进行加密和解密,保护数据隐私和完整性。 新兴网络技术: SDN(Software-Defined Networking): 将网络控制与数据转发分离,实现集中化管理和编程。 NFV(Network Function Virtualization): 将网络功能(如防火墙、负载均衡器)从专用硬件迁移到通用服务器上运行。 云计算与边缘计算对网络的影响。 第六章:通信网络的演进与未来展望 本章将对通信网络的历史发展进行回顾,重点梳理从最初的模拟通信到今天的数字通信,再到未来智能化、泛在化的网络演进脉络。我们将重点关注移动通信技术的每一次飞跃,分析5G技术为我们带来的新机遇,并对其未来的发展进行展望,如6G技术的发展方向、AI在网络中的应用、物联网(IoT)的普及如何重塑通信格局,以及通信网络如何更好地支持虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等沉浸式体验。本书还将探讨网络安全、隐私保护、网络公平性等重要议题,为读者提供一个关于通信网络未来发展的宏观视角。 通信技术演进史: 从电报、电话到互联网。 模拟通信到数字通信。 第一代到第五代移动通信技术的里程碑。 5G技术及其影响: eMBB(增强移动宽带):超高带宽,高清视频,VR/AR。 URLLC(超可靠低时延通信):自动驾驶,远程手术,工业自动化。 mMTC(海量机器类通信):大规模物联网连接,智慧城市。 6G展望: 更高的频率,更智能的通信,天地一体化。 人工智能在通信网络中的应用: 智能路由、网络优化、故障预测、安全防护。 物联网(IoT)与通信网络: 海量设备的连接,数据采集与分析,智慧生活的实现。 沉浸式体验的支撑: VR/AR对带宽和时延的需求。 网络安全与隐私挑战: 数据泄露,网络攻击,个人信息保护。 网络公平性与数字鸿沟: 确保通信资源的公平分配。 未来通信网络的发展趋势: 泛在连接,绿色通信,可持续发展。 本书以其详实的理论阐述、丰富的技术细节和前瞻性的视野,为读者提供了一个探索现代通信网络奥秘的完整旅程。无论您是初涉通信领域的学生,还是寻求技术深度提升的专业人士,本书都将是您宝贵的参考资料。