1、通信网络理论基础,李建东教授、刘 勤讲师 通信工程学院信息科学研究所 jdli, http:/,引 言,教材和参考书 本课程讨论的主要问题 定义 网络举例 通信设备 通信终端 通信业务,教材,普通高等教育“十五”国家级规划教材 通信网络基础李建东、盛敏编著高等教育出版社 2004。8,参考书(1),1.Dimitri Bertsekas (MIT,IEEE Fellow)/ Robert Gallager(MIT,IEEE Fellow, ) Data Networks Second Edition, Prentice Hall,Inc. 1992,1987,参考书(2),2. Alberto
2、 Leon-Garcia(Univ. Toronto, IEEE Fellow)/Indra Widjaja(Bell Lab.), Communications Networks: Fundamental Concepts and Key ArchitecturesSecond Edition, McGraw-Hill Companies, Inc., 2004/清华大学出版社，2004,参考书(3),3.谢希仁, 计算机网络，第二版， 电子工业出版社，1994,4. Andrew S. Tanenbaum, Computer NetworksThird Edition，Prentice H
3、all,Inc. 1996,本课程讨论的主要问题（1）,通信原理课程：,给定传输信道，如何进行有效的传输？,信号的表示：PCM/M/信源编码；,信道：恒参信道、变参信道； 基带、带限射频信道；噪声+干扰；,传输方式：模拟传输、数字传输； AM/FM/PM，PSK/FSK/MSK，（基带）最佳传输,同步：位同步、帧同步、群同步,本课程讨论的主要问题（2）,本课程讨论的主要问题（3）,在现实生活中，如果在任意两个用户之间都建立一条物理传输通道，就可以解决我们之间相互通信问题。,假定有N个用户数，共需要 N (N-1) N2 条物理传输通道。,缺点：成本昂贵，且极难扩展，每条物理传输通道的利用率极低
4、。,通信网络的基本问题：就是如何以尽可能低的成本有效地解决处于任何地理位置的任意两个用户之间即时信息传递问题。它完全类似于当今的交通运输系统来解决人和物资流动的问题。,网络举例,Global Lambda Integrated Facility（1） World Map December 2004,Predicted international Research & Education Network bandwidth, to be made available for scheduled application and middleware research experiments by
5、December 2004.,www.glif.is,South America,Africa,North America,Oceania,Europe,Asia,Global Lambda Integrated Facility Predicted Bandwidth for Scheduled Experiments, December 2004,www.glif.is,Oceania,South America,North America,Asia,Global Lambda Integrated Facility Predicted Bandwidth for Scheduled Ex
6、periments, December 2004,www.glif.is,South America,North America,Europe,Africa,网络举例（2）,网络举例（3）,网络举例（4）,网络举例（5）,网络举例（6）,Iridium （7）,,GLOBALSTAR（8）,通信设备举例,大型交换设备（1）,Lucent 5E-XC ZXJ10局用数字程控交换机,Ciscos premier intelligent multilayer modular switch , From 48 to 576 10/100/1000-Mbps to 1152 10/100-Mbps Et
7、hernet ports, hundreds of millions of packets per second (mpps) network cores supporting multiple gigabit and 10-Gbps trunks,The Cisco 12000 Series routers make up a portfolio of intelligent routing solutions that scale from 2.5 Gbps/slot to 40 Gbps/slot capacity, enabling carrier-class IP/MPLS core
8、 and edge networks.,路由器和交换机（2）,The Cisco ONS 15500 Series is designed for carrying mission-critical storage and data applications over a highly available metro optical dense wavelength-division multiplexing (DWDM) network.,光网络设备（3）,无线通信设备（4）,中兴通讯的室外宏基站,中兴通讯的WCDMA室内型宏基站,各种通信终端和用户数,各种通信终端,Over one bil
9、lion users, May,2002,移动用户数和Web手机数,2004年全球GSM用户突破十亿,中国移动2004年7月超过2.08亿 中国联通04年10251.3万户,2000,2010,Voice,Non-voice （image data),2005,Challenging Mobile Multimedia,50%,50%,7080%,3020%,Market size,移动通信业务的预测,本课程讨论的主要问题（4）,从前面的讨论可以看出近年来，通信网络在传统的电话交换网、分组交换网、计算机通信网的基础上得到了飞速发展，出现了多种新型的网络和技术，例如，光传输网、宽带综合业务网（B
10、-ISDN）、Internet、千兆以太网、第三代移动通信系统（3G）等等。目前正在向下一代Internet、全光网络、第4代移动通信(4G)等方向发展。,本课程讨论的主要问题（5）,尽管这些网络在形式上千差万别，但它们许多基本的原理都是相同的。本课程的主要目的就是要讨论这些网络的共性原理。（具体的网络形态将由专业课来介绍。）,希望通过本课程的学习，使大家能够理解现在的各种新型通信网络的设计原理和依据，同时为读者设计和构思其他新型的通信网络打下理论基础。,本课程讨论的主要问题（6）,第1章主要讨论通信网络的基本构成和协议体系、本书所需的数学基础及通信网络的基本理论问题；,第2章详细讨论了链路层
11、、网络层和传输层的端到端传输协议：包括组帧、差错检测、自动请求重发（ARQ）、协议的初始化、差错控制和流量控制等；,第3章首先描述了单个排队系统的基本时延性能，接着描述了多个排队队列组成的网络的时延性能，给出的分析模型是常用的网络时延模型；,本课程讨论的主要问题（7）,第4章分析了多个用户共享一个信道的问题 多址技术，重点研究随机多址的基本特征（时延、通过量和稳定性）及其改进的方法；,第5章研究如何为数据分组选定合适的传输路径问题 路由算法，给出了常用的最短路由算法，并讨论了路由信息的广播；,第6章讨论了维持网络正常运行的基本手段 流量和拥塞控制，重点研究了窗口式和漏斗式流量和拥塞控制方法。,第7章简要讨论了通信网的拓扑设计。,思考题,1。我校的校园网（互连网）是如何组成的？,2。我国的长途电话网是如何构成？,3。全球有多少卫星通信系统？,4。全球漫游的移动通信网是如何组成的？,5。这些网有那些共性的元素组成？,
