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現代信息技術產業的導論.ppt

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現代信息技術導論 北京郵電大學 張筱華 教授1張筱華,北京郵電大學教授,北郵副校長.1963年---1968年在北郵有線系y90班學習;1978年—1981年在北郵讀研究生,獲碩士學位。1991年—1992年在美國colorado大學做高訪學者,任客座教授。1993年—1996年任中國科學院研究生院客座教授。1993年始享受國務院頒發的政府津貼.1999年成為教育部遠程教育專家組成員,現為教育部遠程教育管理的首席專家。2一.我國信息技術產業成就輝煌3通信信息業發展的速度:人類社會借助于紙、筆和文字進行通信大約持續了1800年.模擬通信持續了大約180年.大規模采用數字通信大約18年. 在這18年中,我們又經歷了翻天覆地的變化.4建成了以光纜為主體的大容量數字干線傳輸網,已形成了全國“八橫八縱”的格狀光纜骨干網. 傳輸速率: 10 Gb/s. 相當于每秒鐘傳送800卷鄧選. 5 2.我國電話用戶總數達到1.79億門,我國交換網已成為世界第二大網. 長途電信網已完成由五級向兩級的歷史性跨越.6 3.數字移動通信(GSM)系統正在高速發展,我國的GSM網絡已成為世界上最大的數字移動通信網絡.CDMA系統也在我國迅速發展. 移動用戶已達1.45億戶.“無線風光”已成為當今社會的一道特有的風景. (--history) 74.數據業務在我國迅速崛起:1993年9月第一個公用數據通信網---CHINAPAC正式開通業務.1994年9月---CHINADDN1994年開始了中國互聯網的建設.8數據的比較:1994年,CHINANET的情況: 帶寬: 128Kbps, “網民”: 1萬人. WWW: Whole World Waiting2001年底,我國互聯網的情況: 出口帶寬:約10Gbps 網民: 4000萬9互聯網技術對當代社會影響深遠.一則小幽默: BEG BEG.COM eBEG.COM10 總之,我國信息技術產業發展迅猛、成就輝煌. 我在幾年前的三個預言已經或正在實現.11二.新世紀初IT業的發展展望12 盡管通信和信息產業已有了如此迅猛的發展,但是絕不會就此止步.在未來的十年里,IT技術還將有若干重大突破.我認為起碼包括如下五個方面:131.芯片集成和計算機技術 芯片技術,微電子技術是現代通信,計算機和信息業的基礎,人們所說的奔騰Ⅱ等,都主要是指計算機CPU的芯片. 1) 摩爾定律:每18個月,芯片集成度提高一倍,價格減少一半.對計算機的運算速率和功能也是如此. 14 實際上,目前每一年左右芯片的集成度和運算速率就提高一倍。到2000年底,每個芯片上可包含上億個元件;而到2010年,每個芯片上將包含100億個元件。個人電腦每秒可執行1000億條指令,是現在的250倍。15 當前,世界最高水平的單片集成電路芯片上所容納的元器件數量已達80多億個,美國先進的集成電路生產線已經采用了12英寸硅片、0.18微米的工藝技術,典型產品為256MB DRAM存儲器.16 2)全新的計算機有可能出現并投入商用。例如: 利用分子鍵存儲數據的“生物芯片”. 利用量子理論來存儲數據的量子計算機. 利用光子而非電子處理信息的光子計算機。 17 3) 去年1月,我國報道了中科院物理所在超高密度存儲技術上取得突破,將現有光盤信息容量提高了100倍. 他們研制出世界上存儲密度最高的有機材料,將信息存儲點的直徑減少到0.6納米,并可進行信息點的擦除.一張這樣的光盤可存儲一個國家圖書館的全部信息.這體現了納米技術的一項成果.18 芯片或微電子技術的進步,肯定將使計算機的存儲成為“海量”,也肯定將極大地提高信息處理的速度。這也將對信息高速交換、寬帶傳輸提出了新的要求。19 2.密集式波分復用和全光網絡技術關于波分復用技術:1)光通信的基本原理和傳輸速率 目前,單波長光纖通信系統速率已達10Gbps,不過其潛力已盡,而此時所利用的光纖容量僅占其有效帶寬極小的一部分.202)現用波長和可用波長的比較:大量帶寬資源有待于開發利用. 單模光纖的適用工作區主要有兩個:1310nm窗口和1550nm窗口。實際上,1310nm窗口的低衰耗區約有100nm;1550nm窗口的低衰耗區大約也有100nm。因而兩個工作區共約200nm的低衰耗區可用,這相當于30000GHz的頻帶寬度。這一巨大的帶寬資源現僅利用了約0.01%.21120013001400150016001260136014801580衰減波長單個光源譜寬223)波分復用的基本思想: 將不同波長的多個光源發出的光信號在一根光纖上傳送,在接收端再將這些波長分離,從而提高了光纖帶寬資源的利用率.23合波器分波器光源?1單根光纖?1,?2…...?N檢測器光源?2檢測器光源?N檢測器信道1信道2信道N?1?2?N信道1信道2信道N244)波分復用的主要特點: * 可以大大提高傳輸容量. * 可以節省大量光纖和再生器. * 可以利用不同波長傳送不同的電信業務. * 便于擴容,便于引入寬帶新業務.25 5)波分復用的當前進展: 2000年4月,朗訊公司推出了WaveStar OLS 800G系統,可在一根光纖上傳輸320個2.5G波長或80個10G波長. 在此基礎上若增加“太比特速率”的合波分波器就可平滑過渡到1.6T系統. 最新報道:朗訊的LambdaXtreme Transport 光網絡系統已具有超長距離(4000km) 、超大容量(2.56Tb/s)特征,它是一個DWDM系統.26關于全光網絡技術: 所謂全光網,是指從網絡核心一直到終端用戶節點之間的信號通道都保持著光的形式,采用端到端的完全的光路,中間沒有電信號的介入.也就是說,在整個長途傳輸和交換網絡中都是光信號而非電信號在起作用. 27 全光網的主要優點是: 1)全光網中光信號的流動不再有光電轉換的障礙,克服了途中由于電子器件處理信號速率難以提高的困難.省掉了大量電子器件,大大提高了傳輸速率. 2)全光網采用波分復用技術,以波長選擇路由,可方便地提供多種協議的業務. 28 3)全光網組網極具靈活性,在任何節點可以抽出或加入某個波長. 4)由于沿途沒有變換和存儲,網中許多光器件都是無源的,因而可靠性高. 29 全光網的關鍵單元: 1) 光分插復用器(OADM): 可通過網管系統在光傳輸的中間局站上、下一個或幾個。省略部分。全球通信的需求;同時,數據通信技術的進步特別是因特網的普及,使多媒體通信成為大眾渴望享受的服務,并成為現代通信發展的主要目標之一。522)ITU提出的第三代移動通信系統IMT-2000的主要特征: 3G應是一個全球化系統,應具有世界統一的頻段,應能達到全球的漫游. 3G應能提供寬帶的多媒體業務,包括視頻的2Mb業務. (IMT:Internet Mobile/Multimedia Telecommunications)53 3G應能從第二代系統平穩過渡. 3G應能與發展的固定網業務同步發展,完全互通. 當前,移動通信業界的共識是:未來的移動通信網絡將向IP化方向演進,未來的移動通信網絡將是一個全IP的分組網絡.54 3)由2G向3G的過渡: 3G的標準正在制定之中,涉及地面技術的標準有10種,包括我國提出的TD-SCDMA技術.眾多的標準使之難以大規模發展.同時,“殺手應用”也是制約瓶頸之一. 3G何時能得到大規模的市場認同, 眾說紛紜,其關鍵是是否有“殺手應用”.但一致的看法是應加速應用GPRS技術.GPRS被稱為2.5G移動通信系統. (General Packet Radio Service ) 55 4)GPRS的特點: GPRS是基于GSM的新型移動分組數據承載業務,是移動通信向分組化發展的里程碑. GPRS的 最高速率可達115kbps,可以滿足用戶上網的要求. 56GPRS支持Internet的IP協議及X.25協議.在GSM系統中,新引入了GGSN(網關GPRS支持節點),它可以與多種數據網絡連接,并可把GPRS信包進行協議轉換,傳送到遠端的TCP/IP或X.25網絡.57若干個GPRS用戶可共享一個無線信道,而一個移動數據用戶也可同時利用多個信道,因而GPRS用戶的實際數據通信速率十分靈活,可以低于100bit/s也可高于100Kbit/s. 結論:GPRS將會得到廠商和用戶的支持,技術也已成熟,可望快速發展.585)其它無線新技術: 例如藍牙技術(bluetooth),具有無限廣闊的前景。其特點: 近距離:10 m 頻率2.45GHz:公用、免費、免申請 藍牙程序寫在一個9mm×9mm的微芯片中,該芯片嵌入各種信息設備,支持它們相互通信 傳輸速率<1Mbps595.寬帶接入技術展望 用戶接入,即“最后一公里”已成為網絡最后的瓶頸,引起了人們廣泛地注意. 基本思路:在銅線接入上展開帶寬;把光纖接入作為最終的接入手段.601) N-ISDN技術 利用N-ISDN技術擴展帶寬---“一線通”方案,速率可為2B+D,B代表64K,而D代表16K,即144Kb/s,最高可達2M,從而實現了“一邊上網一邊打電話”.61特點:多功能---利用一對電話線即可享用電話、傳真、可視電話及數據通信等業務.傳輸速率高.使用方便,上網通話互不干擾.速率靈活,64K,N×64K,2M62AO/DI(always on/dynamic ISDN)---- 永遠動態在線ISDN技術 由美國提出,已開始迅速普及. 挖掘D信道潛力,將其作為低速數據專線. 通過D信道,可收發E-MAIL、信息瀏覽等,而且永遠在線. 需高速率時,可自動由D信道擴展到B信道,即16K~128K,甚至144K.63ADSL—非對稱數字用戶線技術 數字用戶線系統(XDSL)是一種有效的寬帶接入技術,它有十幾種花樣,ADSL是當前最為常用的一種,稱為非對稱用戶線技術. ADSL:asymmetrical digital subscriber lines64 特點: 無須改動銅纜網絡設施,利用現有的雙絞線就能提供寬帶業務. 其下行速率可達8Mb/s左右,上行速率可達144Kb/s或384kb/s,可支持因特網和電話業務,以及視頻點播(VOD)業務. 實際速率取決于用戶線的線徑與傳輸距離. 話音業務和數據業務互不干擾.65成本偏高. 對用戶線的要求較高,實際能開到1.5Mb/s速率以上的用戶線通常僅35%左右. 用戶側設備稍為復雜,需專人安裝. 由此產生了改進型的ADSL,稱為無分路器的ADSL,即UADSL.66 ADSL系統參考模型話音分離器ATU-RATU-C終 端各 種 業 務 電話業務ATU: ADSL傳輸單元 C: 局端 R: 用戶端67 ADSL的頻譜分配話音上行下行頻率68 UADSL的特點: 下行速率降低到1.5Mb/s,其復雜性和功耗大為降低,傳輸距離也延長到5.4km. 用戶處不再用電話分離器,簡化了用戶側設備.從而省去了專人安裝測試用戶側設備的麻煩,降低了成本.標準化程度高,便于不同廠家產品的互連和大規模推廣. UADSL技術有可能成為今后寬帶接入的主流技術.69寬帶無線接入---LMDS LMDS---本地多點分配系統,是一種寬帶無線接入系統.它使用頻段高、傳輸容量大、使用手段靈活、能提供多種業務手段,所以很有市場潛力. LMDS---Local Multipoint Distribution System.70LMDS的基本特點: 點到多點的寬帶固定無線接入技術.工作頻帶一般在10GHz~40GHz.可用頻帶較寬,能夠提供可靠的雙向寬帶數字通道.支持話音、數據、視頻圖象多種業務和ATM、TCP/IP、MPEG2等標準.71由于工作頻段高,所以必須采用視距傳輸,且距離一般不超過10公里.目前商用系統中,遠端站一般提供E1接口、10BaseT(10兆以太網)接口,從而支持視頻和數據業務. LMDS系統的組成原理如下圖示:72LMDS系統結構IDU ODUODU IDUODU: 室外單元 IDU: 室內單元PSTNATM網Internet網管基 站遠端站用戶終端73光纖接入---未來的發展方向光纖具有帶寬無限、傳輸距離遠、抗干擾很強等特點,必然成為接入最終的選擇.接入方式可有HFC(光纖同軸混合網)、PON(無源光網絡) 、APON(ATM PON)等,人們現在普遍看好的是IP/Ethernet和PON的結合.74大約在2010年左右,我國將實現光纖入戶.屆時,人們可在家中利用光纖觀看電視節目、進行視頻點播、接受遠程醫療、獲得遠程教育,真正達到三網合一.75 三、信息技術企業和職工面臨著嚴峻的挑戰761、群雄紛起,欲于傳統企業“瓜分天下”。 新技術產生和發展的速度令人瞠目結舌(兩句名言)。772、創辦學習型企業,已成為企業領導明智的選擇.783、終身學習,與時俱進,才不會被時代所淘汰.79 謝謝大家!80
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