现代的通信方式(很全面)
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发布时间：2022-04-23 11:20
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时间：2022-04-12 14:48
摘要本文论述了现代通信的发展现状，所采用的最新技术及其发展趋势，重点介绍通信网中“三网”现状和趋势、宽带网核心技术（ATM与IP）、宽带接入技术、第三代移动通信、蓝牙、超宽带等。
关键词 宽带通信网 ATM IP 接入技术 蓝牙超宽带
1 引言
在NII（国家信息基础设施）的建设中，大容量、高速率的通信网是主干，NII的目标在很大程度上依*通信网实现，因此通信网的发展倍受瞩目。通信网技术的发展，制约着计算机网络的发展，制约着*、经济、军事、文化等各行各业的发展，及时了解和掌握现代通信网新技术及发展趋势，并将之运用于军事装备的设计和规划中，对于提高军事发展水平有重要意义。
2“三网”发展现状和趋势
通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化，能够支持各类窄带和宽带、实时和非实时、恒定速率和可变速率，尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电话网、有线电视网（CATV）、计算机网，它们都各有自己的优点和不足。
计算机网络虽能很好地支持数据业务，但实时性（QoS，服务质量）差，宽带性不够，不支持电话和实时图像业务，网络管理的让费和安全性不够。
电话网虽可高质量地支持话音业务，但带宽不够，所有的程控交换机均按传输话音的带宽设计（64kbit/s）。同时智能不够，虽有部分智能网业务（如800），但目前还达不到计算机网络的智能。
有线电视网虽然实时性和宽带能力均很好，但不能双向通信、无交换和网络管理。
三种网都在逐步演变，使自己具备其他两网的优点，电信网通过采用光纤、xDSL、以太网和ATM，提供Internet的高速接入和交互多媒体业务；CATV铺设光缆，以更换同轴电缆，采用HFC技术进行双向化改造；网络公司围绕Internet技术建网，力争在同一个网上，支持全业务。目前*单一网络的发展，难以实现通信网的发展要求，因此提出“三网融合”的概念。
“三网融合”不是指三网在物理上的兼并合一，而是指高层业务应用的融合，即技术上互相渗透，网络层上实现互通，应用层上使用相同的协议，但运行和管理是分开的。三网将在GII（全球信息基础结构）概念下，共同存在，向互通融合的趋势发展。
“三网融合”有利于最大程度地共享现有资源，为推动“三网融合”，ITU提出了GII概念，其目标是通过三网资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效网络，满足用户在任何时间、任何地点，以可接收的质量和费用，安全地享受多种业务（声音、数据、图像、影像等）。
下一代网络中软交换、能动网和分布式面向对象的网络结构（DONA）将是新的发展思路。
在现代通信新技术中，这里主要介绍宽带网核心技术（IP与ATM）、接入网技术、光纤接入技术、第三代移动通信技术及蓝牙、超宽带等无线通信技术。
3 宽带网核心技术
现有的电信网是基于电路交换的窄带PSTN/ISDM和基于分组（信元）面向连接的宽带ATM网，它将日趋宽带化。
宽带网的业务特点是：速率跨度大、业务突发性强、对差错敏感程度不同、对时延敏感程度不同、多播（multicast）和广播（broadcast）。
3.1 电路交换与分组交换
电路交换虽然时延小、通信质量有保证、控制简单，但呼叫建立需要时间、带宽固定，不能适应不同速率的业务和突发业务。因而不适于宽带业务。
分组交换带宽可变、统计复用资源利用率高，但时延大，协议复杂。部分适用于宽带业务。X.25是传统的分组交换，帧中继、ATM等均属于分组交换。
目前，帧中继在国内外仍广泛应用，速率可达100Mbit／s（我国现仅2Mbit/s），但由于端到端的传输时延会发生变化，只适用于非实时多媒体业务，且网络功能不够简单，差错控制有限。
ATM是一种面向连接的快速分组交换，属于异步传递模式。在这种模式中，信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息的信元不需要在传输链路上周期性地出现；它不进行逐段链路差错和流量控制，面向连接，信头功能简单，信元长度小而固定，用户信息透明地穿过网络。
ATM具有光纤的速率，误码率低，既支持局域队城域网和广域网等固定网，又支持移动网、卫星网等无线网；既支持核心网，又支持接入网。
3.2ATM与IP的比较
ATM是宽带综合业务数字网（B-ISDN）的传递方式，支持不同速率，不同突发性，不同实时性的任何业务，通过统计复用技术能有效利用网络资源，可实现单一通信网（B-ISDN）。ATM网具有电信级QoS，具有新型网络结构应达到的性能，IP网目前还做不到这一点。
IP是Internet协议，是面向无连接的，主要用于数据业务，解决不同网络间的通信。影响IP网发展的关键因素是：地址空间、服务质量、安全性移动管理、计费带宽等。
3.3 发展趋势
ATM最大的优势是与光纤连用，我国光纤的发展与SDH有关，现用的ATM均是基于光纤的。现阶段ATM最广泛的应用是利用其高速率大容量和支持多业务的优势，作为传送数据业务平台，完成链路层功能，但效率低。ATM支持各种业务，理论上可行，实际应用中仍面临许多问题，目前尚难以与IP桌面应用竞争。
IP和ATM结合：IP Over ATM，已广泛用于骨干网，但带宽管理、QoS机制尚不成熟。
ATM将向MPLS演进，形成MPLS与传统ATM混合的网络结构，在未来的通信网中，扮演多业务接入的角色；卫星通信ATM将成为下一代卫星网络的标准；基于ATM的宽带光接入网ATM-PON（无源光网络）设备的开发，将在宽带接入中有重要作用。
IP将成为电信网的主导通信协议，可同时支持现有电路交换网、ATM网、以大网和宽带IP网，最终将是以IP为基础的无缝融合的网。
4 接入网（Access Network，AN）
接入网是在公用电信网中连接核心网与用户或用户驻地网的桥梁，是本地交换机到用户终端的实施系统，它通过V5接口与交换设备连接，无交换功能，主要完成传输、复用、交*连接；AN采用ATM以支持多业务接入（电话、数据、视像和多媒体业务等）。
接入网分为有线接入和无线接入，主要技术有：xDSL、OAN、HFC、SDV、宽带无线接入。
xDSL技术：是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使之承载宽带业务，DSL即Digital Subscriber Line（数字用户线），x=A，H，S，V；ADSL（非对称DSL）是其中的代表，ADSL的上行和下行速率不对称，适于支持Internet、VOD和远程LAN业务，同时能在保证原POTS业务的前提下，不改动原有铜缆设施就能提供宽带业务，因此ADSL在北美和欧洲有很好的推广应用，我国也正在发展应用中。
光纤接入网（OAN）：是在接入网中采用光纤作为主要传输媒质，实现接入网功能的技术，它具有带宽宽、不需要中继器、传输质量好、市场看好等特点；OAN技术由于其性能和带宽的优势，将在宽带接入中发挥主要作用。
“最后一公里”：即从用户家庭到电话网端局的用户线长度。我国实际用户线的平均长度为3.38km，比一公里要大。目前电信网中，传输网和交换网已分别实现宽带化、数字化和程控化，而用户接入网中以铜线为主的“最后一公里”发展缓慢，成为影响制约通信网发展的瓶颈。“最后一公里”采用何种技术，是接入网需解决的问题。
FTTX（Fiber ToThe“x”）：光纤到“x”，指“最后一公里”的解决方案，x=大楼（building）、路边（curb），家（home）、小区（zone）。
美国前几年已实行FTTC战略，通过光纤到远端模块或电节点再经铜线分配至用户的FTTR方式，有源双星结构的ADS-FTTC方式和PON实现。对于FTTH计划的实施，采用AON、PON、WDM与路由器相结合的PON方案进行；美国有线电视网非常发达，对有线电视网的改造采用“电话和电视（模拟）HFC方案”、综合HFC方案（即信令、数字电话、模拟和数字电视）以及“宽带接入HFC方案”。
北京、上海等城市正在进行FTTZ的建设，部分高校内采用FTTB建立自己的吉比特局域网，中国电信将在3～5年内，建成适合全业务要求的灵活可*的宽带接入网，通过统一接入平台，满足不同速率、不同类型、不同服务质量的要求，到2005年，使宽带用户到2000万以上；中国“网通”宽带接入网的建设，将以IP为切入点，以实现各类电信业务的融合为方向。
无线接入：指从业务节点接口到用户终端部分或全部采用无线方式。目前无线接入网所能传送的业务主要是电话、传真和短消息，对数字视频和因特网浏览等数据业务的支持正处于积极研究阶段，并已有相关产品问世，如WAP手机、掌上电脑。
目前的接入网与业务节点：PSTN、CATV、ATM分别有各自的SNI接口，未来的接入网与业务节点的接口仅需一个SNI接口。
未来宽带接入网中，有线和无线共存，光纤接入是主流，无线接入因其组网方便、使用灵活和成本低等特点也将占有一席之地。
5 第三代数字蜂窝移动通信系统（3G）
蜂窝移动通信系统是将所要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在1～10km左右，在每个小区设立一个基站，为本小区范围内的用户服务。
从1997年起，3G的基本框架、网络技术、主要特征、业务种类已经基本成形。
第三代移动通信（3G）的优点是：用户容量大服务性能较好，频谱利用率较高，用户终端小巧，电池使用时间长，辐射小等。
2G是为话音业务所设计，3G则支持移动多媒体业务，具有高保密性，为全球范围无缝漫游系统。
目前我国移动通信处于第二代向第三代过渡时期，3G将更支持数据和多媒体业务，支持IP的移动接入；码分多址和分组传送是3GRTT的公认发展趋势，3G核心网也将向IP、ATM技术相结合的方向发展。
6 蓝牙技术
蓝牙是一种*性的无线解决方案，适用于短距离通信，它无需线缆，可临时组网，能够建立“Adhoc”连接，无需网络基础设施，可以任意方式动态连接，所有的节点都可以自由地移动，实现任何人、任何时间、任何地点、任何设备的无缝连接。它具有尺寸小、价格低廉、标准开放等优点，非常适用于移动设备，频段内无需执照，抗干扰的能力较强，适合于集成到各种各样的设备中，与其他无线设备的能耗相比，其功耗可忽略。
蓝牙技术发展迅速，被称为“爆发性技术”，1998年2月成立蓝牙特殊兴趣小组，1999年7月发布蓝牙规范1.0A版本。现在蓝牙不再是虚拟的技术，也不再停留在理论的标准规范上，蓝牙产品以发言人的速度覆盖市场，蓝牙无线接入可用于超市及零售店、办公室、家庭、飞机场、火车和地铁、饭店、展会等各行各业。
另一方面，由于蓝牙协议较复杂，且只能在500kbit/s-1Mbit/s范围内使用，传输距离近（比802.11近），应用上有一定局限性，蓝牙标准化组织（Bluetooth SIG，蓝牙特别兴趣小组）正在制定下一代的蓝牙标准。未来的蓝牙技术将适应市场的需求和技术的发展，提出更多、更具使用价值的模型及应用规范，使传输速率更高、传输距离更远。
超宽带技术（UWB）
超宽带（Ultra-wideband，UWB）指信号带宽大于是1.5GHz，或信号带宽与中心频率之比大于25%；信号带宽与中心频率之比在1%-25%之间为宽带，小于1%为窄带。
UWB技术的最初发展，起源于20世纪50年代末，随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出更高的要求，超宽带技术又重新被提出，并备受关注。
UWB信号以基带传输，具有以下优点：相对带宽大，具有高距离分辨率；采用调时序列，能够抗多径干扰；容量大，具有高分辨率（ns级）；带宽宽，干扰小，穿透能力很强，可用来精确的定位，定位精度可达1cm；UWB系统发射功率谱密度非常低，完全淹没在噪声中，被获概率很小，被检测概率也很低，与窄带相比，有较好的电磁兼容和频谱利用率。
由于这些特点，在军事上有极大的应用价值。如UWB雷达、UWB LPI/D无线内通系统（预警机、舰船等）、战术手持和网络的PLI/D电台、警戒雷达、UAV/UGV数据链、探测地雷、检测地下埋藏的军事目标或以叶簇伪装的物体。
在民用方面，UWB用于UWB地波通信系统、防撞雷达（民航）、防撞感应器、WLAN、PWAN中，包括Ad hoc无线网络、高速（20Mbit/s）WLAN、WPAN等。
UWB由于具有高距离分辨率、高度隐蔽性、穿透能力强、低截获率和抗干扰性等优点，同时与蓝牙、802.11b、802.15等无线通信相比，可以提供更快、更远、更高的传输速率，越来越多的研究者投入到UWB领域，在军事需求和商业市场的推动下，UWB技术将进一步地发展和成熟起来。
