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现代通信网络工程的实施与建设


现代通信网络工程的实施与建设
广义地说,通信就是由一地向另一地传递信息。 广义地说,通信就是由一地向另一地传递信息。 随着人类社会文明·科学技术·通信手段的进步与发展, 随着人类社会文明·科学技术·通信手段的进步与发展,通 社会文明 信的形式越来越多, 通信的方式在不断地更新进步。 十八· 十 信的形式越来越多, 通信的方式在不断地更新进步。 十八· 九世纪发展起来的电通信使通信得到了飞速发展, 九世纪发展起来的电通信使通信得到了飞速发展,直到现代 信息时代通信与网络的结合更使通信无处不在, 信息时代通信与网络的结合更使通信无处不在,使消息在任 通信与网络的结合更使通信无处不在 意距离上实现既迅速·有效,又准确·可靠·大量地传递。 意距离上实现既迅速·有效,又准确·可靠·大量地传递。 摘要: 摘要: 关键词:发展趋势,光纤,无线网络通信, 关键词:发展趋势,光纤,无线网络通信,宽带网建设 一 现代通信网络的发展

随着电子技术和计算机科学的飞速发展, 随着电子技术和计算机科学的飞速发展,以及信息社会对通 信需求的急剧增长,要求通信网络提供多种多样的通信业 信需求的急剧增长,要求通信网络提供多种多样的通信业 且通过通信网络传输· 交换· 处理的信息量将不断增大。 务, 且通过通信网络传输· 交换· 处理的信息量将不断增大。 现代通信网络在这种需求的牵引下, 现代通信网络在这种需求的牵引下,正加速采用现代通信技 术·宽带传输媒介以及计算机技术为基础的各种智能终端技 术和数据库技术,向数字化·宽带化·智能化和个人化的方 术和数据库技术,向数字化·宽带化·智能化和个人化的方 向发展。 向发展。 1 数字化是指通信网络全面采用数字技术,包括数字传 数字化是指通信网络全面采用数字技术, 用数字技术 输·数字交换和数字终端,它是其他四个‘化’的基础。数 数字交换和数字终端,它是其他四个‘ 的基础。 字化有容量大, 交换能力大, 传输质量好, 可靠性高等优点。 字化有容量大, 交换能力大, 传输质量好, 可靠性高等优点。 世界各国都在建设本国的综合数字网。 世界各国都在建设本国的综合数字网。实现数字网是通信网 络发展的第一步。 络发展的第一步。

2 宽带化意味着高速化,即能以每秒几百兆甚至千兆比特以 宽带化意味着高速化, 上的速率传输和交换语音· 数据· 图像· 视频流等各种信息。 上的速率传输和交换语音· 数据· 图像· 视频流等各种信息。 它有窄带综合业务数字网(ISDN)和宽带综合业务数字网 和宽带综合业务数字网 它有窄带综合业务数字网 (B-ISDN)。 。 窄带综合业务数字网不仅以迅速· 准确· 经济· 可 窄带综合业务数字网不仅以迅速· 准确· 经济· 靠的方式提供目前各种通信网络中现有的各种业务,而且将 靠的方式提供目前各种通信网络中现有的各种业务,而且将 通信和数据处理结合起来,开创了很多新业务, 通信和数据处理结合起来,开创了很多新业务,展现了强大 的生民力。 的生民力。 3 智能化是指通信网络中引入更多的智能部件, 智能化是指通信网络中引入更多的智能部件,以提高网 是指通信网络中引入更多的智能部件

络的应变能力,动态分配网络资源, 络的应变能力,动态分配网络资源,并能自适应各类用户的 需要。智能网 将改变传统的网络结构, 需要。智能网(IN)将改变传统的网络结构,对网络资源进行 将改变传统的网络结构 动态分配,将大部分功能以基本功能单元的形式分散在网络 动态分配,将大部分功能以基本功能单元的形式分散在网络 节点上,而不是集中在交换局内。 节点上,而不是集中在交换局内。智能网以智能数据库为基 是集中在交换局内 础,不仅能传递信息,而且能存储和处理信息,使网络中可 不仅能传递信息,而且能存储和处理信息, 方便地引进新业务,并使用户具备控制网络的能力, 方便地引进新业务,并使用户具备控制网络的能力,还可根 据需要及时经济地获得各种业务服务。 据需要及时经济地获得各种业务服务。国内骨干网上的智能 网已完成了一期建设,已进入新技术·新业务的轨道。 网已完成了一期建设,已进入新技术·新业务的轨道。 4 个人化即个人通信,它将传统的“服务到终端”变成“ 个人化即个人通信,它将传统的“服务到终端”变成“服

务到个人” 它是一种理想的通信方式, , 务到个人” 它是一种理想的通信方式,其基本概念是实现 在任何地点·任何时间·向任何人· 在任何地点·任何时间·向任何人·传递任何消息的理想通 信。现有的通信网络系统还不能实现个人化,真正的通信网 现有的通信网络系统还不能实现个人化, 世纪建成并在全球迅速发展。 络定会在 21 世纪建成并在全球迅速发展。 二 现代通信网络媒介——光纤 现代通信网络媒介——光纤 网络媒介——

光纤通信系统的出现使打容量的信息传输成为现实, 光纤通信系统的出现使打容量的信息传输成为现实,光纤通 信是以光波为载体,通过光导纤维传播的一种通信方式。 信是以光波为载体,通过光导纤维传播的一种通信方式。光 纤通信系统则是由光纤光源·光探测器·光放大器· 纤通信系统则是由光纤光源·光探测器·光放大器·光波分 复用器(WDM)等器件组成的通信系统。 等器件组成的通信系统。 复用器 等器件组成的通信系统 1 光通信的优点: )传输频带很宽,通信量大(2)中继 光通信的优点: (1)传输频带很宽,通信量大( ) ( 距离大( )不怕电磁干扰( )保密性好,无串话干扰( ) 距离大(3)不怕电磁干扰(4)保密性好,无串话干扰(5) 节约有色金属和原材料( )线径细,重量轻( ) 节约有色金属和原材料(6)线径细,重量轻(7)抗化学腐 蚀,柔性可绕等。基于以上优点,除了在公用通信和专用通 柔性可绕等。基于以上优点, 信中广泛使用之外,它还在其他许多领域如测量·传感· 信中广泛使用之外,它还在其他许多领域如测量·传感·自 动控制和医疗卫生等得到了十分广泛的应用。 动控制和医疗卫生等得到了十分广泛的应用。 广泛的应用 2 光网络现状与规划建设

光通信网络在世界范围内已大规模部署, 光通信网络在世界范围内已大规模部署,从 PDH 过渡到了 SDH 时代并且随着 DWDM 技术的迅速发展成熟, 技术的迅速发展成熟, 光网络作 为电信网络基础技术的地位便的牢固而不可动摇。 为电信网络基础技术的地位便的牢固而不可动摇。中国电 信·中国联通等在国内光缆干线已达数几十万公里,已形成 中国联通等在国内光缆干线已达数几十万公里, 贯穿南北,横跨东西的“八横八纵”光缆网络局, 贯穿南北,横跨东西的“八横八纵”光缆网络局,省级干线 已经基本覆盖全国各地区城市。 移动· 联通· 电信· 网通· 铁 已经基本覆盖全国各地区城市。 移动· 联通· 电信· 网通· 通等运营商都拥有自己的基础传输网络, 通等运营商都拥有自己的基础传输网络,并且各运营商在网 络拓扑技术的选择上有着不同的考虑和选择, 络拓扑技术的选择上有着不同的考虑和选择,出现了技术方 案的多元化趋势。从长远来看,全光网络的趋势非常明朗, 案的多元化趋势。从长远来看,全光网络的趋势非常明朗, 至于什么时候可以大规模部署,在短期来看, 至于什么时候可以大规模部署,在短期来看,尚且没有大规 模应用的可能,但是随着现代科学技术的飞速发展, 模应用的可能,但是随着现代科学技术的飞速发展,我相信

这不太遥远。 这不太遥远。 现代光传输网络规划建设应遵循以下原则: (1) 现代光传输网络规划建设应遵循以下原则: )需求第 ( 一,应用为王(2)技术先进性与成熟性相结合(3)网络生 应用为王( )技术先进性与成熟性相结合( ) 存性( )网络伸缩性、可扩展性( ) 存性(4)网络伸缩性、可扩展性(5)维护的便捷性 城域

网就是规划建设的一种较广泛的体系。 网就是规划建设的一种较广泛的体系。城域网包含了才骨干 层、汇聚层到接入层的各种设备,汇聚层的采用极大地增强 汇聚层到接入层的各种设备, 了网络的可扩展性,可靠性。但是,对于一些新的运营商, 了网络的可扩展性,可靠性。但是,对于一些新的运营商, 为了实现快速、有针对性、低成本的建网, 为了实现快速、有针对性、低成本的建网,可以暂时将汇聚 层省略掉,直接由接入层上骨干层,实现行星组网。 层省略掉,直接由接入层上骨干层,实现行星组网。两层模 上骨干层 型的精华在于按需要建设所带来的投资节约。 型的精华在于按需要建设所带来的投资节约。 3 全光网络的发展 全光网络的关键技术涉及光交换技术(OXC),光路由技术, 光路由技术, 全光网络的关键技术涉及光交换技术 光路由技术 交 叉连接技术,波长交换技术,光传输技术, 叉连接技术,波长交换技术,光传输技术,光分组技术和光 再生技术等方面, 再生技术等方面,还必须包括如何建立完善的全光网络管理 系统,这将涉及光网络协议的研究,如波长路由、协议、 系统,这将涉及光网络协议的研究,如波长路由、协议、光 分组格式等标准的制定。按照我国光纤通信的技术体系, 分组格式等标准的制定。按照我国光纤通信的技术体系,光 的技术体系 交换机最小颗粒度可以设定为 155Mbit/s。网络节点接口 。 (NNI)可以任选 ZTM-1~STM-64,用户网络接口 可以任选 用户网络接口(UNI) 用于 用户网络接口 器等。 连接 SDH、ATM、以太网路由器等。 、 、以太网路由器等 技术的融合, 全光互网络是 IP 与 WDM 技术的融合,使传统的光网 业务的新一代光网络演变,势在必行。 络向适合与传送 IP 业务的新一代光网络演变,势在必行。 三 无线网络的规划建设

通信网络是实现通信的基础设施, 通信网络是实现通信的基础设施,如何才能建设处既经 济合理又能满足用户各种要求的通信网络, 济合理又能满足用户各种要求的通信网络,是一个非常复杂 的问题。 的问题。做出一个好的建设方案是建设最佳通信网络的先决 条件。 条件。 1 规划 通信网络规划设计的基础理论包括图论、排队论和可靠 通信网络规划设计的基础理论包括图论、排队论和可靠 性论。图论确定最佳的通信网络拓扑结构, 性论。图论确定最佳的通信网络拓扑结构,利用图论可以解 决路径选择或者路径优化的问题, 决路径选择或者路径优化的问题,即在多个节点之间建立通 信网络时,如何确定能够连接所有节点,并使线路费用最小 信网络时,如何确定能够连接所有节点,并使线路费用最小 的网络结构?在一定网络结构下如何选择通信路由? 的网络结构?在一定网络结构下如何选择通信路由?如何 确定首选路由和迂回路由? 确定首选路由和迂回路由?排队论是通信网内业务分析方 法的基础,它是网络流量设计中广泛应用的急促理论, 法的基础,它是网络流量设计中广泛应用的急促理论,是通 急促理论 信网业务分析和性能计算不可缺少的工具。 信网业务分析和性能计算不可缺少的工具。排队分顾客的到 达、排队规则和服务窗口数量三部分组成,顾客的到达满足 排队规则和服务窗口数量三部分组成, 泊松分布规律。可靠性理论用于计算通信网络的可靠性。 泊松分布规律。可靠性理论用于计算通信网络的可靠性。 2 建设 建设项目是指一个总体设计或初步设计范围内, 建设项目是指一个总体设计或初步设计范围内,有一个 或若干个在内的联系的单项工程所组成的, 或若干个在内的联系的单项工程所组成的,经济上实行统一 核算。行政上有独立的组织形式, 核算。行政上有独立的组织形式,实行统一管理的建设工程 实体。 实体。 1) 无线网络的建设应坚持规模发展的原则, 无线网络的建设应坚持规模发展的原则, 持规模发展的原则 充分考虑远期发 并根据区域重要程度考虑采用分步实施的建设方式。 展 , 并根据区域重要程度考虑采用分步实施的建设方式。

在工程建设实施时要见那个几年内的工程项目作为大局。 在工程建设实施时要见那个几年内的工程项目作为大局。 “分步实施”需要根据具体环境情况、业务发展情况、业 分步实施”需要根据具体环境情况、业务发展情况、 务预测结果、 竞争和市场策略决定所采用的分步方法与步 务预测结果、 骤。 2) 无线网络建立的综合效益要得到最大优化。 无线网络建立的综合效益要得到最大优化。 在无线网络覆 盖的广度上应根据经济水平,基础设施状况和网络资源, 盖的广度上应根据经济水平,基础设施状况和网络资源, 建设力量的差异综合考虑。 建设力量的差异综合考虑。在无线网络的深度上要高起 在城市中应建设达到较高的覆盖水平、 较高的网络质 点, 在城市中应建设达到较高的覆盖水平、 量。 3) 坚持以差异化策略指导网络建设, 坚持以差异化策略指导网络建设, 无线网络的建设应尽量 采用各种技术手段实现低成本的覆盖方案, 采用各种技术手段实现低成本的覆盖方案, 现低成本的覆盖方案 确保工程建设 和网络运营维护成本最小化。 投资 和网络运营维护成本最小化。 4) 在技术合理的前提下,应充分利用现在的通信基础设施 在技术合理的前提下, (包括机床、铁塔、传输等)减少重复建设。降低建设运 包括机床、铁塔、传输等)减少重复建设。 营成本。 营成本。 5) 在网络部署建设初期,即要考虑投资使用尽量少的基站, 在网络部署建设初期,即要考虑投资使用尽量少的基站, 考虑投资使用尽量少的基站 并且有尽量大的网络容量潜力。 又要考虑长远的发展 并且有尽量大的网络容量潜力。 3 建设成本的考虑 无线规划是确定无线网络投资的重要依据, 无线规划是确定无线网络投资的重要依据,为投资决策 提供参考。 提供参考。无线规划的重要目的是在确定合理的无线网络投 资的同时,确定最恰当的无线网络结构,最大的网络容量, 资的同时,确定最恰当的无线网络结构,最大的网络容量, 最完善的网络覆盖,最匹配的网络性能, 最完善的网络覆盖,最匹配的网络性能,实现综合的投资优

化。在无线规划的实践中,很多的规划环节可能影响到无线 无线规划的实践中, 网络的成本和造价,例如:用户数量是否准确, 网络的成本和造价,例如:用户数量是否准确,环境划分是 否合理,小区半径是否优化,站址选取是否最优, 否合理,小区半径是否优化,站址选取是否最优,基站数量 是否恰当,基站配置是否妥当,传输承载是否利旧, 是否恰当,基站配置是否妥当,传输承载是否利旧,基础设 施是否简化。对所有环境的认真处理,对成本的时时关注, 施是否简化。对所有环境的认真处理,对成本的时时关注, 可以带来网络效能的优化,成本的节约, 可以带来网络效能的优化,成本的节约,有利于无线网络按 规划顺利实施,获得最佳的网络效果和投资收益。 规划顺利实施,获得最佳的网络效果和投资收益。 四 宽带网的实施建设

1 宽带网建设的发展现状 国家公用骨干宽带网建设是 1998 年随着多媒体网的建 设而提出来的。 设而提出来的。当时为了满足人们快捷准确信息日益增长的 需求, 需求,为了适应英特网技术给多媒体业务发展带来巨大推动 的形势。邮电部门决定充分利用自己的网络优势, 的形势。邮电部门决定充分利用自己的网络优势,建立中国 公众多媒体通信骨干网, 公众多媒体通信骨干网,这个网的建设包括了公用 ATM 宽 带网部分和多媒体业务网两部分。其中, 带网部分和多媒体业务网两部分。其中,ATM 宽带网的建 设不仅将为多媒体业务网提供传输通道, 设不仅将为多媒体业务网提供传输通道,而且也为 CHINANET、帧中继等其他业务网络提供综合统一的传输 、 平台。 即核心层、 平台。国家公用宽带网的建设采用 BC1,BC2 即核心层、边 缘层两层结构的设置方法。 缘层两层结构的设置方法。目前经过几期工程的建设已建成 个省市许多城市的技术先进 功能完善、 许多城市的技术先进、 覆盖全国 31 个省市许多城市的技术先进、功能完善、业务 齐全、安全可靠的宽带骨干网。其中,在北京、广州、 齐全、安全可靠的宽带骨干网。其中,在北京、广州、上海 等城市还设有国际出入口, 等城市还设有国际出入口,同时还有各省依据省内业务需要

也建立了省内的宽带网中国电信、 也建立了省内的宽带网中国电信、中国联通是国内建设宽带 网最广最早,设备最为先进的两大运营商。 网最广最早,设备最为先进的两大运营商。 中国联通数据骨干网作为单一网络覆盖全国范围最广 的多业务数据骨干网, 交换为核心, 的多业务数据骨干网,采用 ATM 交换为核心,结合交换技 术作为网络基本技术,可提供综合、 业务服务, 术作为网络基本技术,可提供综合、有特色的 IP 业务服务, 包括数据、 语音、传真、视频、 包括数据、IP 语音、传真、视频、VPN 和多媒体业务等各 类电信业务, 作为中国联通基础承载网络, 已经成为因特网、 类电信业务, 作为中国联通基础承载网络, 已经成为因特网、 VOIP 网、视频会议网、数据专线网的骨干承载平,并成为 视频会议网、数据专线网的骨干承载平, 的数据承载网。 联通 CDMAIX 的数据承载网。 2 宽带网的建设内容 宽带网的建设包括宽带交换网、 宽带网的建设包括宽带交换网、宽带传输网和宽带接入 网。 1) 交换网的建设传统意义上实际采用的就是 ATM 技术 随着因特网的发展, 的 ATM 网。随着因特网的发展,IP 业务流量超过了 语音流量, 交换技术不断涌现, 语音流量,很多 IP 交换技术不断涌现,业务界普遍 路由交换, 看好并应用的线速 IP 路由交换,提供千兆级的交换 链接。 其中, 吉比特线速路由交换机已成为宽带网的 链接。 其中, 核心技术, 尤其在业务对实时性要求不高的情况下更 核心技术, 为有效。 的特点, 为有效。MPLS 结合了 IP 与 ATM 的特点,结合了 层优势, 链接路层和 IP 层优势,普遍成为宽带网络的构建技 术。 2) 传输网的建设现行主要采用 SDH/WDM 大容量可靠

传输系统来构建。 在宽带网络中, 线传输要解决的 干 传输系统来构建。 在宽带网络中, 问题是大容量、 长距离的可靠传输, 采用的物理线路 问题是大容量、 长距离的可靠传输, 固然是光纤。 波分复用、 密集波分复用 WDM/DWDM 固然是光纤。 波分复用、 技术已成熟运用, 使光线的巨大宽带资源可以充分的 技术已成熟运用, 得以利用,传输容量增加几十倍甚至上百倍。 得以利用,传输容量增加几十倍甚至上百倍。 3) 接入网的建设是整个宽带网与用户相连的最后一段。 接入网的建设是整个宽带网与用户相连的最后一段。 它包括两方面含义: 一方面要是接入网宽带化, 即采 它包括两方面含义: 一方面要是接入网宽带化, 用光纤到楼,到户, 技术等方式。 用光纤到楼,到户,配以相应的 XDSL 技术等方式。 使用户端到端的链接宽带化, 另一方面要解决多种综 使用户端到端的链接宽带化, 合业务以统一方式入网的问题, 即使用户通过一条线 合业务以统一方式入网的问题, 路,一个接口得到宽带网提供的各种业务。 一个接口得到宽带网提供的各种业务。 参考文献: 参考文献: 《现代通信技术与网络应用》 张宝富、张曙光、田华 编著 现代通信技术与网络应用》 宝富、张曙光、 西安电子科技大学出版社 彭灿、 苑闻京、 《通信网络规划与设计》 张传福、 通信网络规划与设计》 张传福、 彭灿、 苑闻京、 林屹峰 编 著 人民邮电出版社 《光纤通信系统工程应用》 胡先志、张世海、陆玉喜 编著 光纤通信系统工程应用》 胡先志、张世海、 武汉理工大学出版社 《宽带网建设研究》 吴萍 编著 中国科学技术出版社 宽带网建设研究》 《宽带移动互联网》 陈灿峰 编著 北京邮电大学出版社 宽带移动互联网》


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