通信网的演变定义

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通信的终端越多，它们之间的通信路径就越错综复杂，纵横交织，象一张巨大的蜘蛛网一样。通常，就将这些通信路径上的媒介和设备统称为通信网。建立通信网的目的是为了开展某种通信业务，因此，一般按通信业务的不同，将通信网普遍划分为电话网、数据网和移动通信网。

通信网的演变语音通信

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电话网是最早发展起来的通信网，可谓历史悠久。说起电话网，通常主要指的是公共交换电话网(PSTN)，它的通信终端就是我们很熟悉的固定电话。固定电话能用来做什么呢？当然是打电话啦，这个稍微专业点的叫法就是语音通信。语音通信对传输的实时性要求很高。不能说一句话，要等半天才传到对方的耳朵里，这样的话谁都很不习惯。所以，语音交换主要是由实时性很好的电路交换机来完成的。所谓电路交换机，就是我们现在所使用的程控交换机，这种交换机当有两端需要通话时，就会建立一条专用的通话电路，在通话期间为通信双方所占用，因而实时性很好。

然而电路交换虽然实时性较好，但显然也很占用资源，也就是比较浪费。为什么这么说呢？因为每次通话，通话双方都要占住一条电路不放，而在通话过程中，一般总是一方在说，一方在听，浪费达50%，再加上沉默、思索、找人、等待等等，据估计，浪费量在60%以上。如果将这60%的空闲资源让与别人，也就是让别人来分担你60%的话费，那有多节省啊。

通信网的演变数据通信

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另外，随着计算机的出现，人们对通信的需求不再仅限于打打电话而已，而是希望计算机的程序之间也能进行通信，比如程序之间互发数据，或者发个传真，发张图片，或者发文字消息等。我们把这类的通信统称为数据通信。

对于数据通信，从终端到传输再到交换，整个系统要服务的对象只有一个，那就是数据。那么数据又如何来理解呢？一般认为以编码的方式表示的信息就是数据，而且，这个数据要能被存储、传输和处理。譬如计算机键盘上的每个字符，都是以ASCII码在计算机内被存储和处理的。

既然是有编码，那无非是一些诸如0和1的数字的组合，为什么不直接称为数字通信，而要称为数据通信？原来数字通信是相对于模拟通信来说的，指的是通信系统中传输的是数字信号(通常是一串脉冲波形)，这些信号如果不经过编码，是没有携带信息的。比如有3个“1”和4个“0”这七个数字，如果不经过编码，谁知道它们表示的是什么呢？如果根据ASCII将它们组合为“1100001”或“1100010”，则接收到这组数据的计算机就知道这是字符“a”或字符“b”了，而这也就变成了数据，而不仅仅是数字了。

其实到底是数据通信还是电话通信，咱们现在也不必分得那么清楚了。随着计算机和信源编码技术的发展，现在无论是声音、文字、图像还是什么别的消息，都可以通过信源编码而形成数据了。所以，数据网大有取代电话网的趋势，此为后话。

通信网的演变数据通信和语音通信的区别

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咱们先来看看数据通信和语音通信都有哪些不同呢？

首先，由于消息格式不一样，通信的终端是不一样的。语音通信的终端是电话，数据通信的终端除了计算机，还有数字传真机、可视图文接入设备、智能用户电报终端等等。

其次，对传输的可靠性要求不同。数字化的语音信号，对传输的误码率并不敏感，通常认为在10以下即可，这主要是由于人耳对声音的感知并不是那么精确的。而数据通信由于涉及到程序处理，输入不同的数据可能会产生不同的结果，因此对误码率的要求较高，通常认为误码率应低于10。

再次，通信的平均持续时间不同。据统计，90%的用户数据通信时间在50秒以下，而话音通信的持续时间平均在5分钟左右。由于多媒体、流媒体、P2P等业务以及网瘾族的增多，这个统计并不一定能准确反映现时的情况，但相信差别也不会太大。因此，数据链路的建立时间也应当相应要短，换句话说，要能适应突发的数据传输。

还有，对不同的数据，其对传输速率的要求可能是不同的。比如象棋游戏和CS游戏，我想它们对最低网速的要求应该是不同的。而对于语音通信，我们知道，每路PCM话音都固定是64 kbit/s。

由于数据通信和语音通信有这么大的不同，因此用电话网来传送数据业务，在通信效率、可靠性和经济性方面是有欠缺的。而要满足高速的数据通信的要求，更需要建设专门的数据网，而不能受限于电话网。随着数据通信的需求越来越多，通过专门的数据网来进行数据通信，其经济效益也越来越明显，因此，也就有人愿意去投资建设数据通信网了。

通信网的演变分组交换

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建设数据通信网的关键是分组交换。分组交换的原理是把输入的数据先分成长度相同的分组，然后将这些分组存到缓存器中排队，等线路一有空就转发出去。这个分组队列中不一定是清一色的某路电话的分组，而有可能是好几路电话的分组。这样，当一路电话不说话时，那么别的电话的分组就可以利用它空出来的时间进行传送，线路利用就比电路交换饱满得多。

在70年代后期，有多个国家都先后建立了公用分组数据交换网(PSPDN)。不可否认，这时的分组交换网(也叫X.25网)在提供低速的分组数据服务时是行之有效的。但随着数据通信需求的增多，一方面，每个分组交换节点都要进行的存储转发和X.25协议处理，会造成很大的延时，使需要实时数据通信的用户很郁闷。另一方面，我们前面说过，数据通信的特点是持续时间短，突发次数多，而X.25网又是一种面向连接的分组数据网，因此在传送的数据量较大时，要通过一次次的连接来完成，这显然也是不经济的。

通信网的演变数字数据网(DDN)

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于是，人们自然想到，要满足这样的数据通信需求，干脆给它一条专线，让它折腾去怎么样？数字数据网(DDN)就是在这种情况下发展起来的。数字数据网(DDN)可以为N×64kbit/s(N=1~31)的数字信号提供半永久性连接。所谓半永久性连接，指的是电路一旦从网管设定后，两数据终端之间的连接就是固定的，直到用户提出业务变更时，才再从网管上进行变更。大家可能都已经想到，半永久性连接，是不是意味着不需要交换机了？没错。交换机的作用是实时根据呼叫信令来建立连接或者拆除连接，既然已经是半永久性连接了，那自然是不需要交换机来实时建立连接或拆除连接了。可是如果不需要交换机，那网络中纵横交错的线路怎么来连接呢？用交叉连接设备。交叉连接的原理和交换机差不多，只不过是少了交换机的实时信令连接功能。有了DDN的专线连接，虽然还不能满足宽带数据的需求，但至少不用再频繁申请连接了，想发就发，一发即到，延时短，质量高，速率也还可以，那感觉，还是很不错的！不过，想想看，如果有两个人，一个在深圳，一个在北京，不管是不是在通信，两个人都永久地占用这么长的一条线路，是不是好浪费啊！

通信网的演变帧中继(FR)

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答案是肯定的。为了减少这种浪费，人们又想到了一个新的办法，这就是帧中继(FR)交换机。怎么又是交换机？前面不是刚说过的吗，用数据专线就是为了避免频繁地进行呼叫连接，甚至为了达到专线的目的，把交换机都换成交叉连接设备了，怎么现在又用回交换机了？原来，这个交换机是帧中继交换机，不同于旧的交换机。有什么不同呢？首先帧中继交换虽然也是分组交换，但帧中继并不象X.25那样，不是每个交换节点都要通过三层协议来保证传输的可靠性，而是将X.25协议简化为两层。这样简化以后，帧通过交换机时的处理时延就可以大大地缩小了。其次，帧中继采用了统计复用技术，这点又和DDN不同——DDN采用的是时分复用技术(TDM)。所谓统计复用，和时分复用的区别在于，假设张三李四正在通信，如果他们采用的是时分复用，那么他们的通信数据都各自只固定占用一个时分复用帧中的某一个时隙；而如果他们采用的是统计复用，那么一个时分复用帧中的所有时隙就可能都给张三用，也可能都给李四用，还有可能有一些给张三用，有一些给李四用。通过帧中继，可以为张三或李四建立了一条到达目的地的“虚电路(VC)”。所谓的“虚”电路，意思是在一条实际的物理链路上，可能包含有多条经过统计复用的虚的电路，它们的使用效果跟专线差不多，但线路利用率就高多了。

通信网的演变ATM

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帧中继之后的数据网，就是ATM和IP啦。ATM的最大的目的是要建立一个数据和语音甚至视频等所有媒体都能通用的网络。为了满足高性能的数据通信，它需要分组交换；而为了满足语音、视频等的实时性，它又需要传输延迟足够小，即交换要足够地快。为此，它充分吸取了帧中继的统计复用和虚电路原理，同时对帧中继的帧进行改造，将帧长变短，且固定长度为53字节。这样做的目的是便于通过硬件来加快交换的速度。ATM被称为是学院派(纯技术流)的杰作，很完美，但也很复杂。可惜生不逢时，还来不及证明自己，就被IP的风头给盖过了！

通信网的演变IP网

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其实凡事看似偶然之中都存有必然，不是说简单就好吗？所以ATM搞得那么复杂，被简单IP抢过风头那是迟早的事。为什么呢？因为既然IP能满足这么多的需求，能把互联网撑得如此之大，就说明IP更有有过人之处。那么IP最过人之处是什么？笼统地说，就是它只专注于数据通信，并不是试图去适应这业务，那业务，而是让这业务那业务来适应它。IP的理想很简单，却抓住了通信的未来。因为既然一切消息都可以通过信源编码来转换为数据，那么专注于数据通信，也就抓住了通信的未来。

通信网的演变NGN网

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通信的未来是什么样子的呢？考虑到经济社会，一切都需要花钱，因此要看清未来的通信网方向，我们不能从纯技术的角度来分析。而要关注经济效益，技术必须要为经济服务，上面的通信网的一步步的发展，就是遵循这样的原则的。当前，电信运营商都有各种通信业务，如语音、移动、数据等基本业务，将来多媒体流媒体等新业务也可能会迅速增多。而为了开展这些业务，到目前为止，运营商是分别通过电话网、移动通信网和数据网来提供的。这极大地增加了运营成本。难道将来多媒体业务来了，又要单独建一张多媒体通信网吗？然后又有新业务，又建一张新网吗？这样疲于应付，显然谁都会觉得难以为继。于是，呼唤一张能适应过去、现在和将来所有可能业务的下一代通信网(NGN)的声音，就出现。

显然，下一代通信网的目的是可以灵活、快速地提供业务；可以实现网络大融合；可以满足多种用户的不同需求；网络建设和运营成本低。而要实现灵活、快速地提供业务，就需要一个开放的网络架构，将传统上铁板一块的业务、呼叫控制和承载(带路由功能的传输)分离为独立的网络单元，各单元之间采用标准、开放的接口协议。而要实现网络大融合，就需要综合考虑电信网、有线电视网、计算机网等网络的特点，建设高速分组核心网。这一网络架构，也称为软交换结构。

在软交换的架构中，呼叫控制都统一由软交换来提供，各种用户终端，如固定电话、移动电话、ADSL、计算机等等，只需通过网关接入NGN，即可互连互通，实现基本的电信业务。而对于彩信、彩铃、视频点播等等增值业务，可以架设相应的应用服务器(NGN应用层功能)，通过软交换提供的接口和协议接入到NGN，即可在全网范围内提供该业务。如果NGN能够建成，对于运营商来说，今后无论什么业务，都只需要维护和管理一张网，而且这张网还具有很好的扩展性，可持续发展，因此建设和运营成本自然也就低了。