语音通讯网络.docx

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语音通讯网络

邯郸学院本科学生作业

题目语音通讯网络

学生

指导教师郑卫华副教授

年级2010级

专业网络工程

二级学院信息工程学院

（系、部）

邯郸学院信息工程学院（系、部）

2013年5月

郑重声明

本人的作业是在指导教师郑卫华老师的指导下独立撰写完成的。

如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。

特此郑重声明。

作业作者（签名）：

年月日

语音通讯网络

摘　要

网络语音通信已经发展多年，早些年由于互联网接入主要以调制解调器为主，硬件和当时网络不普及等因素制约了网络语音通信的发展；今天，宽带接入越来越普及，语音应用完全没有问题，已经可以给人类带来最廉价的语音通信，但是目前只能限制在点对点通信。

看一下传统电话的发展史。

早期的电话就是点对点通信。

随着用户需求的增加，技术进步和成本降低，才形成今天这样一张大网。

互联网的发展史，就是将分散各地的局部计算机和计算机网络编织起来的历史。

互联网的特点就是廉价、共享和遍及全球，谁也不能控制和垄断互联网。

既然传统的电话运营商不能控制和垄断文字、图像等信息的交流，也就不能制约仅占数字信息交流一小部分的语音通信！

可以推断网络语音通信未来的模式是有点到面最终发展成一个片及全球的分布式通信网络，是互联网应用中的一部分而纳入互联网服务供应体系，就网络通信而言，不再会有传统意义上的语音通信运营商。

关键词：

网络语音通信VOIP廉价传统电话运营商

Voicecommunicationsnetworks

mayangDirectedbyassociateprofessorZhengWeihua

Abstract

Networkvoicecommunicationshasbeendevelopedovertheyears,theearlyyearsoftheInternetaccessrelayonmodem,hardwareandnetworkarenotuniversalhaveinfluencedthedevelopmentofnetworkvoicecommunications;Today,broadbandaccessisbecomingincreasinglypopular,voiceapplicationsthatarenotproblems,itcanbringtothehumanthecheapestvoicecommunication,butcurrentlyonlylimitedtopoint-to-pointcommunication.

　　　Lookatthehistoryofthedevelopmentofthetraditionaltelephone.Theearlytelephoneispeer-to-peercommunication.Withtheincreaseinuserdemand,technologicalprogressandcostreduction,beforetheformationofsuchabignet.ThehistoryofthedevelopmentoftheInternet,istoweavetogetherthehistoryofdispersionaroundthelocalcomputersandcomputernetworks.CharacteristicsoftheInternetischeap,sharing,andthroughouttheworld,whocannotcontrolandmonopolyInternet.CharacteristicsoftheInternetischeap,sharing,andthroughouttheworld,whocannotcontrolandmonopolyoftheInternet.Sincethetraditionaltelephoneoperatorscannotcontrolandmonopolyoftext,imagesandotherinformationexchanges,itcannotrestrictaccountedforonlyexchangeofdigitalinformationasmallportionofvoicecommunication!

Itcanbeinferrednetworkvoicecommunicationmodeisabittothesurfaceeventuallydevelopedintoanon-chipanddistributedglobalcommunicationnetworkispartoftheInternetapplicationsincludedinthesystemofInternetserviceproviders,networkcommunication,therewillnolongerbeinthetraditionalsensevoicecommunicationsoperators.

KEYWORDS：

InternetvoicecommunicationVOIPcheaptraditionalphoneoperator

目录

摘要I

ABSTRACT.II

前言2

1数据通信网络的发展3

1.1通信发展历程3

1.2数据通信的基本概念3

1.3数据传送速率与频谱4

2主流网络技术6

2.1.数据网络6

2.2WAN链路技术7

2.3WAN网络技术7

2.4WAN技术对比8

2.5WAN技术的发展9

2.6MAN的兴起10

2.7MAN技术分析11

4数据网络热点技术12

参考文献12

致谢13

前　言

　　基于互联网的语音通信技术已经成熟，尤其是SIP语音通信技术，就其硬件和软件来说，稍加培训，一般的IT技术员都能胜任系统部署、安装和维护。

换句话说，已经使用了互联网和局域网的中小企业都可以自己建立一个SIP语音通信系统，就像建立企业自己的网站一样容易。

目前市场上的SIP技术和产品已经不成问题，从小到10用户，大到成千上万用户系统都有现成方案和产品供应，笔者作为有一定IT能力的企业管理人员，几个月前，通过自学研究，仅用了1个月，从一无所知，到建成一个20用户的SIP语音通信系统，至今运行正常。

　　显然SIP语音通信直接冲击传统电话运营商的利益，尽管SIP语音通信技术如此成熟，也不愿意推广应用，而且由于掌握了互联网络的重要资源——IP地址和出口，既可以高价的IP制约用户，也可以出口费用制约其他宽带运营商，最终制约了网络语音通信的发展。

同时，由于掌握着传统电话的垄断，有利于钳制网络语音通信与传统电话的互通。

1数据通信网络的发展

1.1通信发展历程

近代的通信史

1840年，美国人莫尔斯发明了有线电报机；

1876年，BELL发明了有线电话，人类由此进入了实时语音通信时代；

1890年，电话网络中的机械交换机出现，取代手工接续；

1907年，德·福雷斯特在纽约进行了无线电广播实验。

1936年，英国广播公司在世界上率先开办电视广播。

1960’s，通信工程师开始提出存储转发的分组交换（store-and-forwardpacket-switching），以实现多台计算机的互连；

1969年，ARPANET开始运作，同年适于短距低速的RS-232-C计算机串口通信标准发布；

1970’s，以太网技术出现，大大降低了局域网的互连成本；

1980年，电话网络的传输链路开始使用同步光纤网络（SONET），随后于1988年，ITU-T通过SDH标准；

1983年，ARPANET和MILNET共同组成Internet，采用TCP/IP协议软件；

1988前后，电话网络的交换机之间的语音信号由以前模拟信号更新为数字信号（比特流，bitstream）。

数字通信技术的完善，为数据通信时代的来临奠定了技术基础。

随着计算机的规模应用，数据通信技术得到了飞速发展

1.2数据通信的基本概念

1.2.1数据通信

数据通信是指通过某种类型的介质（如网线、光纤）从一个地点向另一个地点传送数据。

1.2.2数据通信系统

通常，一个数据通信系统应当包括4个部分：

数据、数据终端设备（DTE）、数据电路终接设备（DCE）和通信链路，这些设备相互配合实现数据终端之间的数据通信。

数据通信技术十分注重数据的格式和传输方式，因为它们在很大程度上决定了通信的成功与否以及效率；

1.2.3通信网络

　　通信网络是用来在位于不同空间位置的设备或用户之间交换信息的硬件和软件构架环境。

交换的信息可能是语音、声音、图形、影像、数据等，为了减少传输错误，现代通信网络系统大多使用数字传输的传输方法。

1.3数据传送速率与频谱

数据通信是关于数据从一个地方到另一个地方的传送，数据必须以一种能够传送的形式快速有效地传送。

比特率

比特率是指在网络上每秒钟传送多少个比特（bps）。

比特（Bit）是二进制数字的缩写，它是计算机使用最小数据单位，是一个字符的一部分。

频带宽度

频带宽度指的是一个频率范围，用Hz表示。

传送通道的频带越宽，传送数据的速度就越快。

例如：

一根电话线的传送频率范围是0到4000Hz，则频带宽度为4kHz。

对于人类不同的服务需求，需要有不同的比特率和数据传送通道。

2主流网络技术

2.1数据网络

从网络的演进可以看出，数据网络主要分为用于本地互联的局域网（LAN）和用于网间互联的广域网（WAN）。

LAN：

局域网是属于一个组织或机构，网络存在于办公室或是相对较小的范围内，完全由企业自身负责；典型的LAN技术有：

以太网（Ethernet）:

拓扑灵活、配置简单、成本低；1972，Xerox发布最早版本。

令牌环（TokenRing）：

拓扑单一、配置复杂、成本高，优势在于网络效率高、可管理性强，衍生出了FDDI（光纤分布式数据接口）；80年代初，IBM开发，并由IEEE802.5标准化。

WAN:

广域网由广泛分布的终端构成，一般由政府或拥有通信线路的公司调控；

第一代：

HDLC、PPP、X.25、DDN、FR

第二代：

ATM、POS

一般来说，公司的局域网内部传输数据的速率比它们接入Internet广域网的速度要快很多，这种设计是合理的，因为局域网必须支持组织中服务器和工作站之间的高速通信，而广域网支持电子邮件和不频繁的文件传输，这并不需要太高的速率。

2.2WAN链路技术

先介绍两个链路控制协议：

HDLC和PPP

HDLC：

High-levelDataControlHDLC高级数据链路控制协议，

在70年代提出，可作为X.25网络接口标准的一部分。

与RS-232C相比，HDLC将数据比特比特组成一个一个的分组，以提升发送效率，同时采用CRC（CyclicRedundancyCheck循环冗余校验）进行错误检测。

HDLC协议具较高的数据传输可靠性和数据传输效率以及使用上的灵活性，适用于点到点和多点链路；

PPP：

点到点数据链路协议，广泛应用于Internet网络，可实现将个人用户的PC通过拨号连接到ISP的Internet服务器。

PPP具有差错检测功能、支持多种网络层协议（如Novell），PPP的帧格式基本上采用HDLC的帧格式。

2.3WAN网络技术

Modem：

由于电话系统的普及和标准化，很自然地，数据通信系统开始时使用电话系统作为传送数据的方式。

Modem可以将数据转换为模拟信号转换为数字信号，这样广域上，两台计算机就可以通过电话网络进行通信了。

X.25：

最早的分组交换网络，由ITU-T定义的关于主机系统和分组交换网络之间接口的标准，分组交换网也俗称X.25网。

X.25作为接入层路由器的广域接口，典型速率为64K，广泛应用早期的Internet网络中；分组交换数据网的突出优点是可以在一条电路上同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用，

FR（帧中继）：

是对X.25的简化与改进，在链路层实现数据单元的快速交换。

DDN（数字数据网）：

采用数字交叉连接复用设备，基于电路交换，传输质量较高：

数字中继大量采用光纤传输系统，用户之间专有固定连接，网络时延小。

协议简单：

采用交叉连接技术和时分复用技术，本身不受任何规程的约束，是全透明网，面向各类数据用户。

在物理层，DDN、X.25、FR普遍采用V.35、V.24等接口，基于2M及更低速率的物理链路，少量FR设备能提供更高速率的接口。

2.4WAN技术对比

因此，FR（帧中继）正逐步取代了X.25

目前，DDN和FR网络共存

2.5WAN技术的发展

90年代中期以来，伴随Internet的高速发展，全球对网络带宽的要求以超过“摩尔定律”300%的速度飙升，上一代的数据通信网络已不能满足需要，在带宽需求的推动下，诞生了IPOA和POS技术。

IPOA：

IPOVERATM

POS：

IP（PACKET）OVERSDH

共同的特点：

大带宽、大容量、低时延，较上一代技术有质的飞跃。

2.6MAN的兴起

随着网络的普及与发展，城市内部的数据业务越来越复杂，同时带宽的需求不断增长，如何高效、平滑、低成本的实现用户数据业务的接入、汇聚和调度，成为了设备厂商和运营商最热的话题之一。

此时，MAN逐步从WAN中独立出来，形成了一个新的网络体系。

MAN的应用与特点

1）城域网有别于普通窄带话音网络、能在城市范围内提供宽带数据及多媒体业务的网络。

2）城域传输网是数据骨干网和长途电话网在城域范围内的业务延伸和区域覆盖，它以宽带光传输为开放平台，通过各类网关实现话音、数据、图像、多媒体、IP和各种增值业务及智能业务的接入，并与各运营商的长途网和PSTN互通的本地综合业务网络。

因此可以认为城域传输网最大的特点是宽带。

3）另外，城域传输网和长途干线网有所不同，城域传输网连接着低速接入网、高速长途干线网及局间网，其特点是互联程度高、传送的业务种类多、距离则比长途干线网短得多。

2.7MAN技术分析

主流接入层技术：

窄带：

拨号、N-ISDN、GPRS/CDMA-1X

宽带：

LAN、ADSL、VDSL、HFC、WLAN、B-ISDN（除ADSL和B-ISDN是基于ATM技术外，其他宽带接入技术都基于以太网技术。

）

DDN、FR部分时候也用于业务接入

对比分析：

ADSL、VDSL：

适用于电信等拥有丰富铜线资源的固话运营商

LAN、WLAN：

适用于新兴的数据业务运营商

HFC：

适用于广电－拥有完善的广播电视网

B-ISDN：

可实现QoS的分组技术，在北美有较大规模应用

主流汇聚层/骨干层技术：

ATM、SDH、GE、RPR

对比分析：

ATM：

带宽统计复用、高Qos、高转发速率、优良的网络管理

　技术复杂、昂贵、对窄带业务支撑差、网络保护能力弱

SDH：

适合窄带业务、网络保护能力强、OAM功能强大

静态连接、带宽利用率低

GE：

高转发速率、低成本、带宽利用率高、从接入层到汇聚层到骨干层“无缝”桥接、组网灵活方便

不支持窄带业务、网络保护能力差、网络管理难

RPR：

解决了以太网的诸多难题

标准尚未统一、技术较复杂

功能定位：

接入层：

完成各类业务的接入和适当的带宽收敛

汇聚层：

完成接入层业务的带宽收敛和灵活调度，做为衔接接入层和骨干层的桥梁

骨干层：

主要完成大容量业务的传送，衔接WAN和MAN

从技术本身的特点和网络发展的进程来看，目前任何一种单纯的技术都不能完全满足MAN建设的需要，因此在一定的时期内，MAN必然是各种技术同时存在的一个综合体----ATM网、SDH网、Ethernet网、RPR网

在保证功能实现的基础上，如何降低MAN的网络建设和运维成本？

根本办法就是实现各种网络的有效融合，在同一平台上实现多种业务的处理和传送----MSTP

MSTP是传统传输网络的演进和升华，是当前MAN的最佳选择

3数据网络热点技术

网络建设热点

网络建设热点：

就运营商而言，除了提供普通宽带业务功能外，其主要收入来源于针对大客户的增值数据业务功能，而VPN正是目前网络建设的热点所在。

VPN的分类：

一、根据基于的技术：

Tunneling、MPLS

二、根据基于的层次：

二层VPN、三层VPN

其中：

　IPTunnel是几年前兴起的成熟VPN技术，存在配置复杂等问题；

　基于MPLS的二层VPN，包括Kompella和Martini两个草案，分别由Juniper和cisco提出。

参考文献

[1]郭丙华;;基于计算机网络的智能可视对讲监控系统设计[J];安防科技;2006年12期

[2]哈聪颖;闫兆文;胡国英;王祖林;;通信网络工程实验系统二次开发实验探索与实践[A];北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集[C];2007年

[3]刘晶晶;陈梦东;;基于P2P网络应用的单点登录系统的设计[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用（CACIS）学术会议论文集（下册）[C];2006年

[4]宋雪昌;基于JXTA对等网络的即时通信系统的研究与实现[D];苏州大学;2005年

[5]左伟;基于VoIP网络电话终端设计与部分模块实现[D];武汉理工大学;2007年

[6]上官光华;梁满贵;黄国明;沈颖;;下一代IP网中语音通信的QoS技术研究[A];第六届全国现代语音学学术会议论文集（下）[C];2003年

致　谢

我还要郑重地向我的指导教师郑卫华老师表示感谢！

在整个毕业设计过程中，郑老师不遗余力地指导和帮助我，指出毕业设计中的缺陷和改进方法，促使我顺利地完成了整个毕业设计和毕业论文的编写。

郑老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我受益匪浅，这对于我以后的工作和学习都有巨大的帮助。