內容簡介
《現代電信網絡技術:現代電信網絡服務技術》依據下一代電信網絡(NGN)的技術參考模型,按照服務能力提供的網絡資源所在NGN技術體係的層次,係統介紹瞭電信網絡服務的概念與內涵,電信網絡服務平颱(包括平颱的演進、技術、標準、服務引擎和衝突處理等)、業務服務控製(包括服務控製技術、內容分發技術和協議融閤技術等),傳送控製服務(包括傳送控製服務技術、網絡虛擬化技術等),技術展望(包括雲計算對NGN的需求、網絡服務技術的融閤等)方麵的內容。結閤電信網和互聯網技術的新進展,在保證內容的基礎性和係統性的基礎上,突齣對服務技術體係的統一認識,具有較高的工程應用與學術參考價值。
《現代電信網絡技術:現代電信網絡服務技術》可作為從事通信網絡及信息服務專業的工程技術人員、科技工作者和相關專業高校師生的參考書。
作者簡介
吳巍,籍貫重慶忠縣,1956年齣生,工學碩士,研究員級高級工程師,現為中國電子科技集團公司首席科學傢:中國電子學會高級會員,通信分會委員會副主任委員中國通信學會高級會員,信息通信網絡技術委員會委員,國防通信技術委員會委員。先後主持完成瞭多項國傢重大項目:曾獲國傢科技進步二等奬、國防科學技術發明二等奬和多項省部級科技進步奬。享受國務院特殊津貼,2002年被國防科工委授予“有突齣貢獻中青年專傢”稱號,2007年獲得“五一勞動奬章”,2010年被國務院授予“全國勞動模範”稱號,主要研究領域為通信網絡係統和技術。
吳渭,籍貫河北衡水,1974年齣生,工學碩士,中國電子科技集團公司第五十四研究所研究員級高級工程師。曾獲信息産業部科學技術進步一等奬、國防科學技術發明二等奬、軍隊科技進步二等奬、中國電子科技集團公司技術發明一等奬。主要從事通信網絡係統與技術的研究開發工作。
郭建立,籍貫河南新鄉,1980年齣生,工學博士,中國電子科技集團公司第五十四研究所通信係統與網絡事業部高級工程師。主要從事通信網絡總體、網絡服務和無綫自組織網絡技術研究工作。
內頁插圖
目錄
第一部分 電信網絡服務的概念與內涵
第1章 電信網絡服務的概念
1.1 各技術領域有關服務的定義
1.1.1 開放係統互連(OSI)七層模型對服務的定義
1.1.2 電信網絡技術領域對服務的認識
1.1.3 麵嚮服務的體係結構(SOA)技術領域對服務的認識
1.1.4 雲計算技術領域對服務的認識
1.2 本書對服務的認識
1.3 電信網絡服務體係框架
1.4 電信網絡服務技術發展趨勢
1.5 本書的章節安排
參考文獻
第2章 服務技術基礎
2.1 SOA技術
2.1.1 SOA基本概念
2.1.2 SOA對服務的要求
2.1.3 SOA模型
2.1.4 麵嚮服務
2.1.5 企業服務總綫(ESB)
2.2 Web服務技術
2.2.1 Web服務架構(WSA)
2.2.2 Web服務分析
參考文獻
第二部分 電信網絡服務平颱
第3章 電信網絡服務平颱的演進
3.1 服務平颱概念與演進過程
3.2 智能網中的服務平颱
3.3 移動環境中的服務平颱
3.3.1 CAMEL原理和結構
3.3.2 CAMEL標準和應用程序
3.4 開放網絡應用編程接口(API)
3.4.1 目標
3.4.2 原理與結構
3.4.3 標準和應用
3.5 基於IMS的融閤網絡
3.5.1 原理與標準
3.5.2 增值服務
3.6 展望
參考文獻
第4章 電信網絡服務模型與架構
4.1 服務平颱需求
4.1.1 網絡融閤
4.1.2 信息技術的發展
4.1.3 開發方式的改變
4.1.4 市場因素
4.1.5 其他因素
4.2 服務平颱的網絡模型
4.2.1 通用網絡模型
4.2.2 PSTN網絡模型
4.2.3 智能網模型
4.2.4 IMS網絡模型
4.2.5 麵嚮服務的架構
4.3 融閤網絡的服務平颱體係架構
4.3.1 基本原理
4.3.2 體係結構
4.3.3 工作過程
4.4 服務平颱部署方式
參考文獻
第5章 服務平颱技術標準
5.1 Parlay與ParlayX
5.1.1 Parlay概念
5.1.2 Parlay功能
5.1.3 Parlay體係結構
5.1.4 ParlayX
5.2 OMA服務環境
5.2.1 OMA介紹
……
第三部分 業務控製服務
第四部分 傳送控製服務
第五部分 技術發展前景
前言/序言
近年來,信息通信技術(ICT)領域廣泛采用瞭“服務”(Service)的概念,並已經成為業界最熱門的技術研究領域之一。但對於通信和計算兩大技術領域的電信網、互聯網來說,其戰略規劃、標準化、研發、建設、營銷等從業人員從各自的角度對“服務”的概念都有不同的闡述和理解,同時,國際上的各信息技術(IT)標準化組織都從各自關心的技術方嚮對“服務”概念進行瞭解釋,但是,並沒有形成統一的認識,以緻於造成瞭“服務”概念認識上的混亂。
電信運營商從電信網絡的角度來認識所謂的“服務”,廣義上講,“服務”是指能夠提供給消費者的一種産品和營銷品牌,從狹義上講,“服務”多指電信服務分類所包含的基礎電信服務和增值電信服務。互聯網行業相關企業對“服務”技術的認識,多源於近年來對麵嚮服務架構(SOA)技術的追捧與熱炒,目前Google、蘋果、Facebook等互聯網巨頭企業正治著開放服務化平颱的路綫發展,其利用服務開放概念的目的是對産業鏈進行控製並吸引用戶。雲計算的火熱更是把服務的概念提升到瞭“一切即服務(XaaS)”的認識高度。同時,通過研究與服務有關的技術文獻資料也會發現,雖然大傢都在講服務,但實際上對服務的以識並不完全一緻,包括服務的定義、內涵、技術體係,以及與服務、信息産品、軟件等概念的關係等。
鑒於此,本書旨在從電信網絡技術領域的角度齣發,依據下一代電信網絡(NGN)的技術參考模型,圍繞網絡資源提供的能力作為“服務”的中心思想進行理解,按照服務能力提供的網絡資源所在NGN技術體係的層次進行梳理,通過提齣電信網絡服務體係框架和分析相關技術的途徑,希望達到對“服務”概念統一認識、梳理和明確技術體係的目的。
在寫作方式上,本書試圖沿著概念與內涵、體係框架、技術與標準、應用展望這一主綫,使計算、服務和NGN等相關技術領域的讀者對電信網絡資源的服務化有一個全麵、係統的認識。全書共分為五個部分,共16章。第一部分(第1-2章)為電信網絡服務的概念與內涵;第二部分(第3-8章)介紹電信網絡服務平颱技術,是本書的重點,主要圍繞NGN架構中應用與服務支持功能展開;第三部分(第9-11章)論述電信網絡服務的控製技術;第四部分(第12~13章)依據NGN傳送層的功能分層論述電信網絡的傳送服務技術;第五部分(第14-15章)給齣電信網服務技術的發展前景。
本書由吳巍、吳渭、郭建立、許書彬、駱連閤編著,阮建英在資料收集和校對方麵提供瞭幫助,在此錶示感謝。同時,還要感謝國防工業齣版社王曉光編輯為本書齣版所做的大量耐心細緻的工作。本書參考瞭大量的技術標準,因此特彆要感謝這些標準化組織及提齣單位,同時還要對本書所列參考文獻的各位作者一並錶示感謝。本書的編著得到瞭通信網信息傳輸與分發技術重點實驗室和中國電子科技集團公司第五十四研究所的大力支持,在此對各位領導和同事錶示衷心的感謝。
由於信息技術領域對服務化的研究和認識仍處於發展和完善階段,加之編著者水平所限,書中難免存在不足之處,敬請專傢、讀者批評指教。
《信息高速公路的基石:通信網絡原理與演進》 內容概述: 本書深入剖析瞭支撐現代社會運轉的通信網絡的核心原理、關鍵技術及其發展脈絡。從最基礎的信號傳輸到復雜的網絡架構,再到支撐海量數據流動的高級協議,本書為讀者構建瞭一個全麵而深入的通信網絡知識體係。它不僅追溯瞭通信技術從最初的電報、電話時代發展至今的漫長曆程,更前瞻性地探討瞭未來網絡的發展趨勢和潛在挑戰。本書旨在為對通信網絡技術感興趣的專業人士、學生以及希望瞭解信息時代底層邏輯的讀者提供一份詳實而易於理解的參考。 第一章:通信的本質與基礎 本章將從最根本的層麵齣發,闡述通信的定義、目的以及信息在傳輸過程中的基本要素。我們將探討信號的物理屬性,包括電信號、光信號和無綫電波,以及它們在不同介質中的傳播特性。此外,本章還將介紹信息的編碼與解碼原理,如二進製編碼、ASCII編碼等,理解信息如何在轉化為適閤傳輸的格式。模擬信號與數字信號的區彆與聯係,以及數字信號在現代通信中的主導地位的成因也將得到詳細闡釋。 通信的定義與目的: 探討信息交換的必要性,以及通信作為連接人與人、人與信息、信息與信息之間的橋梁所扮演的角色。 信息及其錶示: 深入理解信息的本質,以及信息如何通過各種形式(文字、聲音、圖像、視頻)被數字化和編碼。 信號的類型與傳播: 分析電信號、光信號、電磁波等不同信號的特性,以及它們在銅綫、光縴、空氣等介質中的傳播方式和損耗。 編碼與解碼: 介紹各種信息編碼技術,如二進製、ASCII、Unicode等,以及它們在數據傳輸中的作用,闡述信源編碼和信道編碼的基本概念。 模擬與數字通信: 詳細對比模擬信號和數字信號的優缺點,解釋數字信號為何在現代通信中占據主導地位,以及模擬信號的數字化過程。 第二章:傳輸介質與接入技術 本章將聚焦於通信信號的物理承載者,即傳輸介質。我們將詳細介紹有綫傳輸介質,如雙絞綫、同軸電纜、光縴,分析它們的結構、性能特點、傳輸速率和適用場景。同時,也將深入探討無綫傳輸技術,包括不同頻段的電磁波特性、無綫傳輸的優勢與局限。接著,本章將轉嚮通信網絡的“入口”,即接入技術。我們將詳細介紹有綫接入技術,如DSL(數字用戶綫路)、Cable Modem(電纜調製解調器)、FTTx(光縴到戶)係列技術,分析它們的速率、部署成本和用戶體驗。同時,也將詳細介紹無綫接入技術,包括蜂窩移動通信(2G、3G、4G、5G)的演進、Wi-Fi(無綫局域網)的標準和應用,以及其他新興的無綫接入方式,如衛星通信、LoRa等。 有綫傳輸介質: 雙絞綫: 結構、分類(非屏蔽、屏蔽)、傳輸性能、在早期電話和以太網中的應用。 同軸電纜: 結構、特性、在有綫電視和早期網絡中的應用。 光縴: 結構(縴芯、包層)、分類(單模、多模)、傳輸原理(全反射)、優勢(帶寬大、損耗低、抗乾擾)、不同類型光縴的特點。 無綫傳輸介質: 電磁波譜: 不同頻段的特性(如射頻、微波、紅外綫),以及它們在通信中的應用。 無綫傳輸的優勢與挑戰: 移動性、部署便捷性,以及乾擾、衰減、帶寬限製等問題。 有綫接入技術: DSL係列: ADSL、VDSL等,基於電話綫的傳輸,速率、距離限製。 Cable Modem: 基於同軸電纜,與有綫電視共享,速率、共享性。 FTTx係列: FTTN(光縴到節點): 光縴部署到社區,後段使用銅綫。 FTTC(光縴到路邊): 光縴部署到路邊,後段使用銅綫。 FTTB(光縴到樓): 光縴部署到樓內,後段使用銅綫或以太網。 FTTH(光縴到戶): 光縴直接部署到用戶傢中,最高速率和最佳體驗。 無綫接入技術: 蜂窩移動通信: 2G(GSM/CDMA): 數字語音通信,短信。 3G(WCDMA/CDMA2000): 數據傳輸初步發展,移動上網。 4G(LTE): 高速數據傳輸,視頻流,移動互聯網爆發。 5G: 更高帶寬、更低時延、海量連接,支持物聯網、自動駕駛等。 Wi-Fi: IEEE 802.11標準係列(a/b/g/n/ac/ax),傢庭、辦公、公共場所的無綫局域網。 其他無綫技術: 衛星通信(覆蓋廣,時延高)、藍牙(短距離、低功耗)、NFC(近場通信)、LoRa(低功耗廣域網)。 第三章:交換技術與網絡架構 本章將深入探討通信網絡中實現數據有效傳輸的關鍵——交換技術。我們將區分電路交換和分組交換,詳細闡述它們的原理、優缺點以及適用場景,理解電路交換如何在電話網絡中發揮作用,而分組交換又是現代數據網絡的基礎。接著,本章將引導讀者理解網絡的基本組成部分和組織方式,即網絡架構。我們將介紹不同的網絡拓撲結構,如總綫型、星型、環型、網狀型,分析它們的優劣勢。隨後,我們將進入分層網絡模型,重點講解OSI(開放係統互連)參考模型和TCP/IP模型,闡述各層的功能和協議,理解數據如何在不同層級之間傳輸和處理。 電路交換: 原理: 建立端到端的固定物理連接。 優點: 實時性好,傳輸穩定。 缺點: 綫路獨占,資源浪費,不適閤突發性數據。 應用: 傳統電話網絡。 分組交換: 原理: 將數據分割成數據包,獨立路由傳輸。 優點: 資源共享,效率高,適閤突發性數據。 缺點: 可能存在時延和丟包,需要復雜的路由和控製。 應用: 互聯網、現代數據網絡。 網絡拓撲結構: 總綫型: 簡單,易於擴展,但易發生衝突,單點故障影響大。 星型: 中心節點,管理方便,故障隔離性好,但中心節點是瓶頸。 環型: 數據單嚮傳輸,避免衝突,但擴展性差,故障影響大。 網狀型: 可靠性高,冗餘性好,但復雜,成本高。 混閤型: 結閤多種拓撲的優點。 網絡模型: OSI參考模型(7層): 物理層: 信號傳輸。 數據鏈路層: 幀傳輸,MAC地址。 網絡層: 路由選擇,IP地址。 傳輸層: 端到端通信,TCP/UDP。 會話層: 對話管理。 錶示層: 數據格式轉換。 應用層: 用戶接口,HTTP, FTP。 TCP/IP模型(4/5層): 網絡接口層/鏈路層: 對應OSI的物理層和數據鏈路層。 網際層/網絡層: 對應OSI的網絡層。 傳輸層: 對應OSI的傳輸層。 應用層: 對應OSI的會話層、錶示層、應用層。 協議棧的概念: 各層協議的協同工作。 第四章:網絡協議與通信機製 本章將深入探討通信網絡賴以運轉的語言——網絡協議。我們將詳細介紹TCP/IP協議族的核心協議,包括IP(Internet Protocol)協議(包括IPv4和IPv6)的地址分配、路由尋址機製,以及TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)在傳輸層提供的不同服務。我們將分析TCP的連接建立、可靠傳輸、流量控製和擁塞控製機製,以及UDP的無連接、盡力而為的傳輸特性。此外,本章還將介紹一些應用層協議,如HTTP(超文本傳輸協議)、FTP(文件傳輸協議)、SMTP(簡單郵件傳輸協議)等,理解它們如何在網絡上實現特定的通信功能。 IP協議(IPv4與IPv6): IP地址: 分配、分類(A/B/C類,私有地址),子網劃分。 IPv6: 地址空間擴大,新的尋址方式,自動配置。 路由尋址: 路由器的工作原理,路由錶,路由協議(RIP, OSPF, BGP)。 TCP協議: 麵嚮連接: 三次握手建立連接,四次揮手斷開連接。 可靠傳輸: 確認應答(ACK),超時重傳,滑動窗口。 流量控製: 接收方控製發送方的數據發送速率。 擁塞控製: 網絡內部擁塞的檢測與緩解。 UDP協議: 無連接: 無需建立連接,直接發送數據。 盡力而為: 不保證可靠性,可能丟包。 優點: 效率高,時延低,適用於實時應用。 應用層協議: HTTP: Web瀏覽的基礎,請求/響應模式。 FTP: 文件上傳與下載。 SMTP: 電子郵件發送。 DNS: 域名解析,將域名轉換為IP地址。 DHCP: 動態IP地址分配。 第五章:現代網絡設備與技術 本章將聚焦於支撐現代通信網絡運行的各類硬件設備和關鍵技術。我們將詳細介紹網絡中的核心設備,如集綫器(Hub)、交換機(Switch)、路由器(Router),闡述它們各自的功能、工作層次以及性能差異。我們將深入理解交換機如何在數據鏈路層實現高效的數據轉發,而路由器又如何在網絡層進行跨網絡的數據包路由。此外,本章還將探討網絡安全技術,包括防火牆(Firewall)的功能和類型,VPN(虛擬專用網絡)的原理和應用,以及加密技術的必要性。最後,我們將介紹一些新興的網絡技術,如SDN(軟件定義網絡)和NFV(網絡功能虛擬化),分析它們如何改變傳統的網絡管理和部署模式。 網絡設備: 集綫器(Hub): 工作在物理層,廣播所有端口,效率低。 交換機(Switch): 工作在數據鏈路層,基於MAC地址轉發,提高網絡效率。 路由器(Router): 工作在網絡層,基於IP地址進行跨網絡路由,連接不同子網。 接入點(Access Point): 提供Wi-Fi無綫接入。 調製解調器(Modem): 將數字信號與模擬信號相互轉換。 網絡安全技術: 防火牆(Firewall): 隔離網絡,控製流量,防止未授權訪問。 VPN(Virtual Private Network): 在公共網絡上建立安全加密的通信隧道。 入侵檢測/防禦係統(IDS/IPS): 監控網絡流量,檢測和阻止惡意活動。 加密技術: 對數據進行加密和解密,保護數據隱私和完整性。 新興網絡技術: SDN(Software-Defined Networking): 將網絡控製與數據轉發分離,實現集中化管理和編程。 NFV(Network Function Virtualization): 將網絡功能(如防火牆、負載均衡器)從專用硬件遷移到通用服務器上運行。 雲計算與邊緣計算對網絡的影響。 第六章:通信網絡的演進與未來展望 本章將對通信網絡的曆史發展進行迴顧,重點梳理從最初的模擬通信到今天的數字通信,再到未來智能化、泛在化的網絡演進脈絡。我們將重點關注移動通信技術的每一次飛躍,分析5G技術為我們帶來的新機遇,並對其未來的發展進行展望,如6G技術的發展方嚮、AI在網絡中的應用、物聯網(IoT)的普及如何重塑通信格局,以及通信網絡如何更好地支持虛擬現實(VR)、增強現實(AR)等沉浸式體驗。本書還將探討網絡安全、隱私保護、網絡公平性等重要議題,為讀者提供一個關於通信網絡未來發展的宏觀視角。 通信技術演進史: 從電報、電話到互聯網。 模擬通信到數字通信。 第一代到第五代移動通信技術的裏程碑。 5G技術及其影響: eMBB(增強移動寬帶):超高帶寬,高清視頻,VR/AR。 URLLC(超可靠低時延通信):自動駕駛,遠程手術,工業自動化。 mMTC(海量機器類通信):大規模物聯網連接,智慧城市。 6G展望: 更高的頻率,更智能的通信,天地一體化。 人工智能在通信網絡中的應用: 智能路由、網絡優化、故障預測、安全防護。 物聯網(IoT)與通信網絡: 海量設備的連接,數據采集與分析,智慧生活的實現。 沉浸式體驗的支撐: VR/AR對帶寬和時延的需求。 網絡安全與隱私挑戰: 數據泄露,網絡攻擊,個人信息保護。 網絡公平性與數字鴻溝: 確保通信資源的公平分配。 未來通信網絡的發展趨勢: 泛在連接,綠色通信,可持續發展。 本書以其詳實的理論闡述、豐富的技術細節和前瞻性的視野,為讀者提供瞭一個探索現代通信網絡奧秘的完整旅程。無論您是初涉通信領域的學生,還是尋求技術深度提升的專業人士,本書都將是您寶貴的參考資料。