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网络结构演进 及 《 宽带通信网 》 研究团队介绍

网络结构演进 及 《 宽带通信网 》 研究团队介绍. 网络结构演变. 网络结构演变 ( 演进 Evolved ) ： 指随着用户需求的变化、技术的进步、人们对网络认识的改变，网络在网元功能及其连接关系、网络传输与交换、控制等方式的变化。. 网络结构演变实例 (1) 从电话拨号到 xDSL ：. PSTN. 内置/外置 ModemV.34. 用户交换机. 计算机. USB/V.24 （ 串口）. 模拟/数字接口. 电 话. Modem 池. Internet. 电话拨号上网的结构特点： (a) 电话与上网分时进行 ,V.92 可实现二者同时进行；

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网络结构演进 及 《 宽带通信网 》 研究团队介绍

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Presentation Transcript

  1. 网络结构演进及 《宽带通信网》研究团队介绍

  2. 网络结构演变 • 网络结构演变(演进Evolved)：指随着用户需求的变化、技术的进步、人们对网络认识的改变，网络在网元功能及其连接关系、网络传输与交换、控制等方式的变化。 • 网络结构演变实例 • (1)从电话拨号到xDSL：

  3. PSTN 内置/外置ModemV.34 用户交换机 计算机 USB/V.24 （串口） 模拟/数字接口 电话 Modem池 Internet • 电话拨号上网的结构特点： • (a)电话与上网分时进行,V.92可实现二者同时进行； • (b)上网速率偏低，2.4kbps,14.4kbps,56kbps； • (c)长时间占用电话交换机，上网速率受限。

  4. 分离器 机架 ADSLAM ADSL Modem ATU-C Data Network ATU-R 分离器 用户线 ATU-C PSTN 用户端接入设备 局端接入设备 • ADSLAM： ADSL Access Multiplexer，ADSL接入复用器 • ATU-C： ADSL Transmission Unit-CO side，ADSL局端传输单元 • ATU-R： ADSL Transmission Unit-Remote side，ADSL远端传输单元 • xDSL上网的结构特点： • (a)电话与上网可同时时进行； • (b)上网速率大幅提高，2Mbps – 8Mbps； • (c)上网数据不经过电话交换机。

  5. 网络结构演变实例(2)--WCDMA RAN体系结构 • 图中缩写词： • a)UE (User Equipment), • b) UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS陆地无线接入网） • c) 基站(Node B) • d)无线网络控制器(RNC) • e) CN (Core Network，核心网) • f) BC-广播 • 该结构上网特点： • (a)接入网由Node B与RNC组成； • (b)核心网分为电路交换CS和分组交换PS。

  6. 网络结构演变实例(2)--4G LTE网络体系结构 • 图中缩写词： • a)MME –移动管理实体 • b) S-GW,服务网关 • c) eNB - Evolved Node B • d) eUTRAN –演进UTRAN • 该结构上网特点： • (a)将Node B与RNC合并为eNB； • (b)核心网分为全分组，不再有电路交换。

  7. 2G、3G和4G LTE网络关系 • 图中缩写词： • a)BSC-基站控制器 • b) GPRS, 通用分组无线服务 • c) SGSN –Serving GPRS Support Node • d) GGSN –Gateway GPRS Support Node • e) MGW – Media Gateway • f) SAE – System Arch. Evolved • 该结构上网特点： • (a)将Node B与RNC合并为eNB,增强移动管理； • (b)核心网分为全分组。

  8. Video Coding Audio Coding Terminal RTP TCP UDP IP Gateway Client Gatekeeper 网络结构演变实例(3)--电话网与Internet的融合 Control and management Application H.245 H.225.0 (Sig. Ch.) H.225.0 (RAS) RTCP NIC ( Network Interface Controller) IP Backbone PSTN 8 2014/8/16

  9. 电话网与Internet的融合 • PSTN-IP网络转换网关Gateway作用： • (a)媒质转换：PSTN 电路音视频信号----IP音视频信号； • (b)信令转换：PSTN信令---- IP网络多媒体通信控制信令。 • 单个网关Gateway缺陷： • (a)实现复杂，性价比低； • (b)可扩性差； • (c)灵活性弱，难以适应千差万别的需求。 9

  10. Gateway/SIP Sever SG H.323/SIP MGC MGC PSN RTP MG MG MG RTP SS7 PCM PSTN CAS,Q.931,… Clients 电话网与Internet的融合-软交换结构 • 软交换体系结构： • (a) MG：媒体网关，实现PSTN音视频---IP网音视频转换； • (b)MGC：媒体网关控制器,也称软交换Softswitch，完成PSTN终端和IP网终端的呼叫连接控制； • (c)SG：信令网关，实现SS No.7的传送。

  11. SCP 数据库 AAA服务器 应用服务器 策略服务器 业务层 软交换 软交换 控制层 BICC SIP-T SIP-I 核心分组网 传送层 MGCP H.248 MGCP H.248 SIGTRAN SG TG AG MAG IP PBX IAD WAG 接入层 宽带接入 无线接入 电话网 SS7网 电话网与Internet的融合-软交换结构 11

  12. 电话网与Internet的融合-软交换结构 • 软交换体系结构优点： • (a)业务、控制、传送/接入分离# ； • (b)各实体之间通过标准的协议进行连接和通信。 • 软交换体系结构弱点： • (a) 支持移动用户差； • (b) 固定电话、移动用户及其它用户的安全性差。 12

  13. … 应用服务器1 应用服务器2 电话服务器 应用层 IMS架构 会话和 呼叫控 制层 集中数据 库HSS 会话控制 CSCF 带宽和策 略控制 IP/MPLS 宽带传送和接入网 传送和 接入层 IPTV 服务器 家庭网关 IPTV STB & TV 电话机 电话网与Internet的融合-IMS(IP多媒体子系统) 13

  14. 电话网与Internet的融合-IMS • 层间分离 • #控制和承载、控制和应用、控制和接入分离，与接入网体制无关 • 简化控制层 • 只提供基本能力：注册、认证、路由、计费 • 应用完全由应用层面提供 • 为各类应用提供通用平台 • 接口开放性 • 应用快速提供 • 应用丰富多彩 • 统一性 • 统一用户数据库 • 统一鉴权认证 • 统一计费 • 提供综合服务，可管理、可运营 14

  15. PSTN/ISDN … . … … 时代 到今天的固移网 迈向 融合的世界 Collaboration Softswitch Presence Internet Internet Internet PSTN TVoIP TVoIP GSM VoIP VoIP TV Back Office Application IMS/SIP IP IP Transmission Terminals 网络融合趋势 • 网络融合特征： • (a) 上下两头趋向多样化，用户接入多样 + 应用多样(业务融合）； • (b) 中间趋向统一化，信息传送+网络控制。 15

  16. 网络融合趋势 16

  17. 团队人员 • 徐展琦，博士，教授；西安电子科技大学通信与电子系统博士，香港科技大学博士后，具有较高通信网理论研究水平和丰富的技术研发经历。 • 《国家863计划》、《教育部国际合作计划》、《国家自然科学基金委NSFC》项目评审专家； • 中国通信学会高级会员，IEEE会员; • optical Fiber Technology, Chines Journal of Electronics, the Journal of China Universities of Post and Telecommunication,《电子学报》、《通信学报》、《电子与信息学报》、《哈工大学报》等学术刊物审稿专家； • 发表论文七十余篇，SCI 检索2篇，EI检索三十余篇；主持完成国家或省部级项目6个，参加2个，第一作者获专利授权5项，申请4项；获部级科技进步二等奖1项（参加），获部级科技进步三等奖3项（第一人1项）。

  18. 团队人员 • 杨帆，博士，副教授；西安电子科技大学通信与电子系统博士，具有较高通信网理论研究和技术研发能力。 • 马涛，博士，讲师；美国内布拉斯加大学-林肯分校电子与计算机工程博士学位，具有较高通信网理论研究和技术研发能力。 • 丁喆，硕士，工程师；西安电子科技大学通信与系统系统在读博士，具有优良通信网理论研究和技术研发能力。

  19. 研究方向 • 根据学科发展前沿和培养学生通信网的综合超群能力，本团队主要研究： 新型宽带（光、卫星、认知）通信网及其原型实现，分为： 1) 光网络与通信(交换、选路routing、接入、光通信） 2) 卫星宽带网络(交换、媒质接入控制MAC、资源管理) 3) 网络新体制(新一代网络NGN，认知网(cognitive networks)) 4）网络资源管理（网络选路与组合优化）； 5）网络设备的原型实现(涵盖通用高速交换、嵌入式系统等)； 6）通信网系统的性能分析与评估(性能计算与计算机仿真)。

  20. 研究项目 国家863计划重大子项目《新一代XX融合宽带通信网测试与仿真》，团队集体负责，2012～2015 涵盖4G宽带无线网、地面宽带网、宽带卫星网；硬件设计（电路设计、FPGA设计、硬件调试）；软件设计、通信协议实现；嵌入式系统硬件与软件设计 国家预研项目《XXXX卫星通信网XX技术》，团队集体负责，2011～2015 涵盖关键技术研究、软件设计 国家重大信息产业化子项目《几十T级别PTN新型交换架构理论及关键技术》，团队集体负责，2012～2014 涵盖交换架构、光网络选路算法、软件设计 中央高校基本业务科研费专向资助项目《多粒度光交换研究》，2012～2014

  21. 研究条件与环境 • 团队具有优良的学习与研究环境，研究生工作室包括：科技楼A518和新科研实验楼A1009 • 团队负责研究生院和通院联合实验室，具备常用仪表、开发平台和实验网络

  22. 获得部级科技进步奖二等奖2项（参加），部级科技进步奖三等奖3项（其中主持1项）；获得部级科技进步奖二等奖2项（参加），部级科技进步奖三等奖3项（其中主持1项）； 共发表论文150余篇，EI检索近50篇，4篇SCI待检索； 部分成果简介 研究成果

  23. 基于FPGA的XX交换原型样机 2009年验收，经过甲方和第3方国家光纤通信质量监督检测中心的严格测试，并于2011年通过技术鉴定：国内领先，达到国际先进水平。 研究成果

  24. 国家863计划目标导向子项目《基于PCE的多层多域光网络关键技术及实验系统》国家863计划目标导向子项目《基于PCE的多层多域光网络关键技术及实验系统》 完成多层光网络选路算法及其可视化性能评估软件，2011年验收，成绩优秀。 研究成果

  25. 国家115预研项目《XXXX多网网关技术》 完成 1) SDH、GE、E1、V.35和RS-232接口的硬件研制 2) 网络处理器NP平台软件研发 2010年验收 超过合同指标，达到国内领先水平。 研究成果

  26. 本次报告总结 • 网络结构演变的推动力或动机(Motivation)： • 用户需求的变化；(时刻在线 - -》手机数据通信，我们正在被“奴役”，逐渐失去自我，...) • 技术的进步；(以太网从总线结构 --》多级星形结构，10M 100M  GE10GE 100GE) • 人们对网络认识的改变；(接入/传送、控制、应用/业务的分离) • 网络投资的保护；(落后就淘汰，固定电话网？它的良好安全性) • 市场的推动与运营商的诱骗；(电话拨号上网 --》xDSL上网 --》光纤到户FTTH；3G视频、推送业务) • 。。。 • 上述因素甚至未来因素的综合

  27. 本次报告总结 • 宽带通信网团队的综合优势： • 多个在研国家项目，提供通信网的宽厚背景 ；(涵盖工程Engineering、学术Academic，CTO or Professor ?) • 优良综合科研环境；(相对优良的团队人员、研究生学习与研究环境 ) • 导师在培养学生方面的投入；(学生每周汇报、讨论，周/月总结，随时鼓励与督催，家长沟通，…) • 严格而人性化的学生服务。(给你“鱼fish”，更给你“渔fishing”，无规矩不成方圆；导师将尽职地帮助学生提高综合素质和减少劣势及缺点，实现学生自身的最大获益) • 。。。

  28. @ 欢迎同学们加入！ 研究组主页： http://bcn.xidian.edu.cn 学校教师主页：web.xidian.edu.cn/zqxu http://web.xidian.edu.cn/yangfan 徐展琦 ：zqxu@mail.xidian.edu.cn，029－88204666

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