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现代通信网的分层结构

       业务需求驱动了现代通信技术和通信网络的发展,这里所说的通信网是指由一定数量的节点(包括终端设备、交换和路由设备)和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起,以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。也就是说,通信网是由相互依存、相互制约的许多要素和规程约定组成的有机整体,用以完成规定的功能。
       传统通信网络由传输、交换、终端三大部分组成。其中传输与交换部分组成通信网络,传输部分为网络的链路(Link),交换部分为网络的节点(Node)等。随着通信技术的发展与用户需求日益多样化,现代通信网正处在变革与发展之中,网络类型及所提供的业务种类不断增加和更新,形成了复杂的通信网络体系。
        为了更清晰地描述现代通信网络结构,在此引入网络分层的概念。
        由于传递信息的通信网络结构复杂,从不同的角度来看,会对通信网络有不同的理解和描述,例如,可以从功能上、逻辑上、物理实体和对用户服务的界面上等不同角度和层次进行划分。为了比较客观和全面地描述信息基础设施网络结构,同时也为了能够更好地讲述和理解,本书根据网络的结构特征采用垂直描述并结合水平描述的方法。所谓垂直描述是指为实现用户(端)与用户(端)之间的业务通信,从功能上将网络分为业务与终端、交换与路由和接入与传送(如图1.2所示);而水平描述是基于用户接入网络实际的物理连接来划分的,可分为用户驻地网、接入网和核心网,或局域网、城域网和广域网等。
        图1.2(左)描述的是在一个实际通信网络中,为实现端到端的业务传递(全程全网)所经历的业务一终端一接入一交换一路由一传送等实现进程。图1.2(右)是根据逻辑功能对应的网络分层结构,上层表示面向用户的各种通信业务与通信终端的类型和服务种类,其功能与技术特征表现为“业务与终端”;中层表示支持各种业务的提供手段与网络装备,其功能与技术特征表现为“交换与路由”;下层表示支持所接入业务的传送媒质和基础设施,其功能与技术特征表现为“接入与传送”。本书在后面的章节中也是采用这种垂直分层结构来讲述各种现代通信技术的,这使得各种通信技术与通信网络有机地融合,并能清晰地显现各种通信技术在网络中的位置与作用,同时也避免了一种业务对应一个网络、一个网络对应一种技术、一•种技术对应一门课程的传统描述方法(例如,单独讲述语音通信、数据通信等),体现了从网络分层和网络技术融合的角度来讲述先进通信技术的教学理念与方法(例如将语音、数据等各种类型业务都汇集成待传递的信息,然后统一完成)。
       网络的分层使网络规范与具体实施方法无关,从而简化了网络的规划和设计,使各层的功能相对独立。因此单独地设计和运行每一层网络要比将整个网络作为单个实体设计和运行简单得多。随着信息服务多样化的发展及技术的演进,尤其是随着软件定义网络等先进技术的出现,现代通信网与支撑技术还会出现新的变化与新图的发展。
网络分层结构中的通信技术
图1.2   网络分层结构中的通信技术