从通信网络的发展历程到通信网络的层次体系结构,从单一的语音业务网到通融天下、包罗万象的5G以及万物智联的当下,本书通俗地诠释了现代通信网络的基本概念和基础知识。全书以“讲故事”的叙事风格,通过生动、诙谐的语言和卡通漫画式的插图,让一个个单调枯燥的概念和看起来深奥难懂的专业知识变得通俗易懂,使读者能够毫无障碍地迈进通信世界的大门。本书可作为高职高专院校通信类专业的入门级教材,也可作为相关专业的通信类科普读物。
打开本书,你会被一个个精彩的故事吸引,各种通信类知识就这么活泼有趣地呈现在你眼前——这就是作者编写这本书的初衷以及所有参编人员的美好愿景。
大学一年级新生往往对专业课程既向往又忐忑,一边憧憬着一个和自己未来息息相关的未知世界,一边对是否能顺利攻克通信专业领域的道道关卡而心怀疑虑。不管之前基础如何,每一位学生都希望在新的起跑点不落人后。那么专业课程的教学是否能最大程度地激发学生的学习热情,是否能让学生对未来从事的专业方向有明确定位,这些就是本书着重考虑的问题。
“现代通信网络概论”作为通信类专业的基础专业课程,主要针对通信网络的发展和各层次结构进行介绍,帮助学生建立全程全网的概念,为后面专业课程的深入学习做好引导。其特点是概念多、理论抽象、知识体系覆盖面广,要把相关内容学通讲透,对于学生和教师来说都不是很容易的事。为了帮助零专业基础的学生更好地理解和接收相关知识,本书以“讲故事”的方式引入各种概念,并引导学生积极思考,化被动学习为主动求解。在原理阐述过程中,本书采用类比方式,使得专业术语不再晦涩难懂;在章节的间隙,本书适当地安排了一些“思政课堂”,让学生在关注当下社会时事的同时展开进一步的思考,从不同的视角去分析各个事件,提升学生的家国情怀和爱岗敬业的职业素养。
本书共分6章,参考学时为64学时。第1章介绍了通信的起源和发展,以及通信网的基本概念、分类及架构。第2、3、4章分别介绍了语音、数据和广播电视三大单一业务网的基本结构和基础原理。第5章讲述了业务融合的进程以及综合业务网的分层结构,同时对传输介质的分类、接入网和传送网现今的主要技术进行了系统性描述。第6章介绍了移动5G和万物智联的发展及应用。
本书由湖南邮电职业技术学院殷文珊、文杰斌、李崇鞅担任主编。各章节的编写分工如下:文杰斌负责整体策划,殷文珊负责编写第1章、第4章、第5章的5.1节和5.2节及附录,凌敏负责编写第2章和第3章,李崇鞅负责编写第6章的6.1节,汪英负责编写第6章的6.2节,谭晓佩负责编写第5章的5.3节和5.4节,郭金宇负责编写各章的思政课堂内容。全书由殷文珊统稿。
张喜云教授以自身丰富的教学经验和深厚的专业底蕴,对本书的编写提出了大量宝贵的建议,在此表示感谢。
由于编者水平有限,书中难免有不妥之处,恳请读者批评指正。
第1章 通信网络之“前世与今生” 1
1.1 现代通信之起源:莫尔斯电报 2
1.2 古代通信发展之“前世” 2
1.2.1 击鼓传令 3
1.2.2 烽火传军情 4
1.2.3 鱼传尺素 5
1.3 通信网的基本概念 7
1.3.1 通信网业务划分 7
1.3.2 信息的传送方式 7
1.3.3 信息的传送模型 8
1.4 通信网的分类及架构 11
1.4.1 通信网的分类 11
1.4.2 通信网的网络架构 13
第2章 固定电话网 17
2.1 固定电话网的演进史 19
2.1.1 电话机的诞生 19
2.1.2 电话互联互通的功臣:交换机 21
2.2 交换技术 26
2.2.1 电话网中的专业术语 26
2.2.2 固定电话的呼叫流程 30
2.2.3 固定电话网的网络结构 33
第3章 移动电话网 40
3.1 移动电话网的演进史 41
3.1.1 1G:移动通信的开端 41
3.1.2 2G:诺基亚的辉煌 42
3.1.3 3G:开启智能时代 43
3.1.4 4G:移动互联网时代来临 44
3.1.5 5G:开启万物智联 45
3.2 移动电话号码编号原则 46
3.2.1 移动用户号码结构 46
3.2.2 移动网接入号 47
3.3 移动通信网络结构 48
3.3.1 移动通信系统的组成 48
3.3.2 我国移动通信网的网络结构 50
3.4 移动通信的语音呼叫流程 50
3.4.1 移动用户呼叫固定电话用户的流程 50
3.4.2 固定电话用户呼叫移动用户的流程 51
3.4.3 移动用户呼叫移动用户的流程 52
第4章 互联网 56
4.1 IP承载一切 57
4.1.1 TCP/IP协议 59
4.1.2 IP地址分类 61
4.2 HUB、交换机和路由器 63
4.2.1 HUB 64
4.2.2 交换机 65
4.2.3 路由器 66
4.2.4 路由协议 69
4.3 广播电视业务和互联网 72
4.3.1 模拟电视与数字电视 73
4.3.2 互联网电视(IPTV) 73
4.3.3 混合光纤同轴电缆(HFC)网 74
第5章 业务大融合到统一通信 78
5.1 从ISDN到三网融合 79
5.1.1 ISDN业务的发展:从窄带拨号到“一线通” 79
5.1.2 艰难前行的三网融合 81
5.1.3 三网融合的发展现状 86
5.1.4 三网融合的组网模式 87
5.2 戏说“PON” 91
5.2.1 “小胖”和他的兄弟们 91
5.2.2 接入网:PON 96
5.3 传输线缆及接口 98
5.3.1 传输线缆 98
5.3.2 常见的物理接口和接头 98
5.3.3 DDF、ODF和MDF 100
5.4 传送网 101
5.4.1 传送网的典型接口:E1 101
5.4.2 初识传送网 103
5.4.3 刚性网络的演进:PDH—SDH—MSTP 105
5.4.4 分组传送网:IP网 105
5.4.5 高速网络的演进:WDM—OTN 106
5.4.6 由实入虚:SDN重新定义传送网 106
第6章 移动5G和万物智联 111
6.1 移动5G 112
6.1.1 初识5G 112
6.1.2 5G的组网路线选择 115
6.1.3 5G网络的演进 121
6.2 万物智联 124
6.2.1 物联网的前世今生 124
6.2.2 物联网是如何工作的 127
6.2.3 万物智联,未来已来 129
附录 英文缩写名词对照表 136
参考文献 140