通信网理论基础nettheory

通信网理论基础,通信与信息工程学院 王文鼐 教授 ,课程内容,第一章 通信网结构,绪论 宏观认识通信网络,第一章 通信网结构,网络功能概况,专业术语类别,用户透明(users-transparency),通信系统模型,Information Source,Transmitter,Noise Source,Receiver,Destination,Message,Signal,Received Signal,Message,Claude E. Shannon and Warren Weave. The Mathematical Theory of Communication. 1949.,未命名,通信系统模型,信道是通信系统的研究对象,信息表征,信号传输（transmission） 1）编码 信源编码、信道编码 2）调制 基带调制、宽带调制,信息表征,信号传输（transmission） 1）编码 信源编码、信道编码 2）调制 基带调制、宽带调制,消息运输（transportation） 1）分块封装 2）复用 3）多址接入,数据单元传送(transfer),A,E,F,C,D,B,2,3,6,4,1,1,1,3,存储转发、路由选择 路由表查找 容错或迂回 拥塞控制、质量控制,术语化,不计成本的拓扑,Ctrans N(N-1)/2,本地最小成本组织,F,Ctrans N,Ctrans N(N-1)/2,长途最小成本组织,A,E,F,C,D,Ctrans N*(l+L),Ctrans N(N-1)(2l+2L)/2,L,l,Ctrans N*l + aN*L),Prob. a、l、L?,固定式路由组织,A,E,F,C,D,C2,C2,C2,C2,C1,E，D业务不能经由 （E，A，F，D）、 （E，F，C，D）,A，E可选（A，E）,绿地规划,A,E,F,C,D,Prob. 节点位置、节点数、链路设置,增量规划/滚动规划,E,C,G,D,A,F,Prob. 节点位置、节点数、链路设置subject to: 已有配置,资源调度本地,A,E,F,C,D,优化调度本地,A,E,F,C,D,HPQ,LPQ,D,分类,E,A,优化调度多路径,A,E,F,C,D,优化调度多路径,A,E,F,C,D,Prob. 宽带分配、按序到达 subject to: 不影响其他业务的质量,术语化,Mobicents,Open Source VoIP Platform written in Java to help create, deploy, manage services and applications integrating voice, video and data across a range of IP and legacy communications networks.,Gateway Mobile Location Centre,Equipment Identity Register,Online Charging Server,Short Message Service Center,Unstructured Supplementary Service Data,Java APIs for Integrated Networks,例终端群呼叫控制,业务控制器 (SIPproxy/Siplet/Mobicents),CTN,WIFI,1,2,3,CTN,主叫 (SIPUA&2G),SIP/UDP/IP,SIP/UDP/IP,POTS/VOIP/SMS,被叫/群 (SIPUA&2G),第一章 通信网结构,计算机体系结构 1959，IBM 7030系统研究组，Lyle R. Johnson, Mohammad Usman Khan and Frederick P. Brooks 在描述计算机的格式、指令类型、硬件参数和速率增强，统称为“system architecture”，替代原有名词“machine organization”。 Computer architecture, like other architecture, is the art of determining the needs of the user of a structure and then designing to meet those needs as effectively as possible within economic and technological constraints.,体系结构(Arch-itect-ure),计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。 按照计算机系统的多级层次结构，不同级程序员所看到的计算机具有不同的属性。 一般来说，低级机器的属性对于高层机器程序员基本是透明的，通常所说的计算机体系结构主要指机器语言级机器的系统结构。 经典的关于“计算机体系结构”的定义是1964年C.M.Amdahl在介绍IBM360系统时提出的，其具体描述为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性” 。,附百度百科的对比解释,需求：用户透明,在信号传输中，衰变改变了信号的电压，致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。 噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码（比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然）。 误码率（BER）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。 误码率=传输中的误码/传输的总码数 BERE-4，= 64kb/s，每秒6.4个误码 BERE-7，= 64kb/s，每16.7分钟1个误码,误码及其对POTS影响,误码来源,Information Source,Transmitter,Noise Source,Receiver,Destination,Message,Signal,Received Signal,Message,Attenuation,Distortion,Noise,衰减,失真,噪声,衰减,0,5v,2.5v,可应用的范围,临界范围,不可用范围,误码的工程参数,有一个或一个以上误码,BERE-63,39个连续SES,27,500 km指标,BBE： Background Block Error， 无SES的误码单元 BBER：BBE/可用时间 ESR： ES/可用时间,ITU-T发布的14个建议,HRX/HRP,c =300,000km/s = d 100 ms for HRX,ITU-T HRX/HRP, 传输误码的分配 IBM SNA, 链路的可靠传输 E2E论断, 通信子网与资源子网分割 ISO OSI-RM, 分层协议结构 ITU-T B-ISDN PRM, 三平面立体结构,网络体系结构模型,1974, REFwikipedia.org Network Control Program (NCP) Packet switching Multiple accessing Synchronous Data Link Control (SDLC) error detection and correction framing Virtual Telecommunications Access Method (VTAM) telnet,IBM Systems Network Architecture,01111110,01111110,Prob. 处理信息字段的01111110,第一章 通信网结构,汇接体制的形成,A,E,F,C,D,C2,C2,C2,C2,C1,固定的POTS汇接体制,汇接体制弊端,冶山镇,冶山镇,第一章 通信网结构,HW：终端故事,1990s之前，宣称不进入终端领域 公司一普通员工，对UT的财报做了利润分析，发现小灵通业务占到了UT利润的130%，其中小灵通手机业务占到了利润的100%，小灵通系统业务占30%；除此之外的其他业务全都在投入期，一共亏掉了30%。 HW决定打击UT的利润，结果非常成功。 2006-2007，受沃达丰就3G数据卡的询问，OEM了一款给沃达丰用，并同 步开发自己的产品。当时欧洲数据卡的单价大约是1000欧元，公司测算成本估计不超过50欧元。 2007年，第一代iPhone发布，战略部刘南杰博士提出的电信网络“端管云”战略也逐渐被接受。,ZTE：Cloud-Terminal Integrated Architecture,ZTE Technologies2012No.1articles,Classical Network ApplianceApproach,BRAS,Firewall,DPI,CDN,Tester/QoE monitor,WAN Acceleration,Message Router,Radio/Fixed Access Network Nodes,CarrierGrade NAT,Session Border Controller,PE Router,SGSN/GGSN,Fragmented, purpose-built hardware. Physical install per appliance per site. Hardware development large barrier to entry for new vendors, constraining innovation & competition.,第一章 通信网结构,电话呼叫的跳数分布,A,B,端局内,H(0) = 1，p(0) = (N - 1)/Nt,C2汇接局内,H(1) = 3，p(1) = (1-p(0)M/Mt,C1汇接局间,H(2) = 4，p(2) = (1-p(1)J/Jt,随机呼叫的平均跳数, = H(0)p(0) + H(1)p(1) + H(2)p(2),N：端局的用户数 Nt：用户总数,M：端局数 Mt：端局总数,J：C2局数 Jt：C2局总数,Internet跳数:UCLA-to-,Fei A, Pei G, Liu R, et al. Measurements on delay and hop-count of the internetC/IEEE GLOBECOM98-Internet Mini-Conference. 1998.,社会网络的跳数,Mislove A, Marcon M, Gummadi K P, et al. Measurement and analysis of online social networksC/Proceedings of the 7th ACM SIGCOMM conference on Internet measurement. ACM, 2007: 29-42.,Prob. 网络结构的优劣依据,The Apache call graph,The Microsoft IIS call graph,思考题及作业,