孙玉院士技术全集 电信网络总体概念讨论
作者：孙玉
出版时间：2017年版
丛编项： 孙玉院士技术全集
内容简介
本书主要讨论电信网络总体概念，具体包括电信网络基本概念、基本常识、机理分类、工程应用、演变趋势和网络安全问题，并重点讨论了电信网络机理分类及其属性分析。本书适合从事电信网络专业教学、理论研究、设备研制、总体设计和工程应用的同仁阅读，也适合电信网络专业的本科生、硕士生和博士生参考。
目录
第一篇 电信网络基本概念 1
第一章 电信概念 3
一、电信基本概念 3
（一）通信定义 3
（二）电信定义 3
（三）电信定义问题 3
（四）电信与通信概念 4
二、电信派生概念 5
（一）电信定义的派生概念结构 5
（二）媒体的概念 5
（三）传递的概念 6
（四）电磁系统的概念 6
（五）多媒体通信的概念 6
（六）传递方式的概念 7
（七）传递数字体系的概念 8
（八）信号的概念 8
（九）信源编码的概念 9
第二章 电信网络概念 10
一、电信网络顶层概念 10
（一）电信系统的概念 10
（二）电信网络的概念 10
（三）电信网络技术分类 11
（四）电信网络的物理结构 12
（五）电信网络的功能结构 14
（六）电信网络的拓扑结构 14
（七）电信网络的工程要素 15
（八）工程要素在各类电信行为中的位置 15
二、信息系统概念 17
（一）信息系统的基本概念 17
（二）信息基础设施分类 18
（三）信息系统分类 19
三、电信和电信网络概念讨论 20
第二篇 电信网络发展历程
第三章 模拟电信网络发展历程 25
一、模拟电信网络发展里程碑 25
二、模拟电话网发展历程 26
（一）网络形态 26
（二）网络结构 26
（三）电信业务系统 26
（四）用户接入电路 27
（五）传输系统 27
（六）复用技术 27
（七）交换技术 28
（八）传输损伤控制 28
三、分组交换技术 30
四、其他重要发明 30
五、模拟电信网络发展讨论 30
第四章 数字电信网络发展历程 31
一、数字电信网络发展里程碑 31
二、综合数字网（IDN）发展历程 31
（一）概况 31
（二）话音信号编码 33
（三）数字传输系统 33
（四）频率分配规划 33
（五）数字复接设备 34
（六）数字程控电路交换机 34
（七）分组交换机 34
（八）用户环路 35
（九）综合数字网（IDN）网络形态 35
（十）分组交换公用数据网（PSPDN）网络形态 36
（十一）电路交换公用数据网（CSPDN）网络形态 36
（十二）综合数字网（IDN）发展讨论 36
三、综合业务数字网（ISDN）发展历程 36
（一）概况 36
（二）ISDN概念性原则 37
（三）ISDN基本用户接入技术 37
（四）ISDN交换机 38
（五）网同步技术 39
（六）七号信令系统 39
（七）传输损伤控制 39
（八）ISDN网络形态 39
（九）综合业务数字网（ISDN）发展讨论 40
四、宽带综合业务数字网（B-ISDN）发展历程 40
（一）概况 40
（二）ATM提出背景 41
（三）ATM定义和概念 41
（四）ATM交换 42
（五）ATM核心网络 42
（六）ATM接入网络 43
（七）ATM应用位置 43
（八）同步数字体系（SDH） 44
（九）电信管理网络（TMN） 44
（十）智能网（IN） 45
（十一）宽带综合业务数字网（B-ISDN）发展讨论 45
五、Internet发展历程 45
（一）Internet发展演变历程 45
（二）Internet的主要成就和机遇 47
（三）Internet的主要问题 47
六、广播电视网（CATV）发展历程 47
（一）广播电视网发展历程 47
（二）广播电视网数字化发展历程 49
（三）广播电视网（CATV）发展讨论 49
七、移动电话网（MTN）发展历程 49
（一）移动电话网络形态发展历程 49
（二）点间移动通信系统 49
（三）第一代蜂窝移动通信系统 50
（四）第二代蜂窝移动通信系统 51
（五）第三代蜂窝移动通信系统 52
（六）集群移动通信系统 52
（七）移动电话网（MTN）发展讨论 52
八、数字电信网络发展讨论 53
第三篇 电信网络机理分析
第五章 电信网络形态分类 59
一、电信网络的产生背景 59
（一）基本电信系统 59
（二）基本电信系统存在的问题 60
（三）电信网络的形成 60
二、电信网络的分类方法 61
（一）电信网络机理分类 61
（二）电信网络应用分类 62
三、电信网络机理分类 62
（一）复用技术分类 62
（二）确定复用技术机理和基本属性 63
（三）统计复用技术机理和基本属性 64
（四）寻址技术分类 64
（五）有连接操作寻址技术机理和基本属性 65
（六）无连接操作寻址技术机理和基本属性 66
（七）媒体网络形态机理分类 66
四、电信网络应用分类 68
（一）电信网络应用分类的基本考虑 68
（二）电信网络按应用分类 68
（三）典型的电信网络应用网络形态 69
五、关于电信网络有关分类的讨论 71
（一）关于电信网络形态机理分类 71
（二）关于网络形态应用分类 72
第六章 电信网络业务质量属性分析 73
一、电信业务定义和分类 73
（一）电信业务定义 73
（二）电信业务按服务能力分类 73
（三）电信业务按业务属性分类 74
（四）电信业务发展演变 74
二、电信业务质量概念 76
（一）电信业务质量定义 76
（二）电信业务质量表示方法 76
（三）业务质量保障关系 77
（四）业务质量与电信网络性能的关系 77
（五）狭义电信业务质量 79
三、电信网络的业务质量分析 80
（一）第一类电信网络（PSTN）业务质量 80
（二）第二类电信网络（Internet）业务质量 80
（三）第三类电信网络（CATV）业务质量 80
（四）第四类电信网络（B-ISDN）业务质量 80
四、电信业务质量问题讨论 81
（一）关于电信业务质量指标 81
（二）关于电信业务狭义质量属性描述 81
（三）PSTN业务质量属性特点 81
（四）Internet业务质量属性特点 82
（五）电话质量属性等效表示问题 82
第七章 网络资源利用效率属性分析 83
一、电信网络资源利用效率概念 83
（一）广义电信网络资源利用效率 83
（二）狭义电信网络资源利用效率 83
二、第一类电信网络（PSTN）网络资源利用效率 84
（一）电路利用度 84
（二）确定复用效率 84
（三）电路忙时利用率 84
（四）网络资源利用效率 85
三、第二类电信网络（Internet）网络资源利用效率 85
（一）电路利用度 85
（二）统计复用效率 86
（三）电路忙时利用率 87
（四）网络资源利用效率 87
四、第三类电信网络（CATV）网络资源利用效率 87
（一）电路利用度 87
（二）电路忙时利用率 87
（三）电路复用效率 87
（四）网络资源利用效率 88
五、第四类电信网络（B-ISDN）网络资源利用效率 89
（一）电路利用度 89
（二）ATM统计复用效率 89
（三）电路忙时利用率 90
（四）网络资源利用效率 90
六、电信网络的网络资源利用效率问题讨论 91
（一）电信网络资源利用效率计算结果 91
（二）关于业务等级分类 92
（三）关于电路利用度与缓存容量的关系 93
（四）关于分组丢失率与信道利用度的关系 93
（五）电路利用度与传递延时的关系 94
（六）电路利用度与接入速率的关系 95
（七）IP实时应用时网络资源利用效率与字长的关系 96
（八）IP非实时应用网络资源利用效率与字长的关系 97
（九）ATM实时应用网络资源利用效率与字长的关系 98
（十）电信网络机理及其属性是客观存在 99
第四篇 电信网络工程应用
第八章 电信网络工程应用优劣判断 103
一、电信网络形态优劣的判断 103
（一）网络形态优劣评定的判据 103
（二）电信网络环境 103
（三）电信网络支持的电信业务 104
（四）电信网络设计目标 105
二、网络形态的属性比较 106
（一）电信网络的属性 106
（二）网络形态的基本属性比较 107
三、电信网络形态工程应用效果比较 108
（一）本地电话网方案选择 108
（二）本地数据网方案选择 108
（三）本地分配型电视网方案选择 109
（四）复杂核心网/综合业务方案选择 109
（五）简单核心网/综合业务方案选择 110
（六）数据链方案选择 110
（七）支持GII的电信网络优选方案 111
四、电信网络工程应用讨论 112
（一）关于技术属性 112
（二）关于应用属性 112
（三）工程设计原则 112
第九章 应用和发展电信技术的指导思想 113
一、业务综合思想 113
（一）背景 113
（二）ISDN的原则 113
（三）ISDN的发展过程 114
（四）业务综合思想概要 114
（五）曾经起过积极作用 114
（六）1990年之后遇到矛盾和困难 115
（七）目前形势 115
二、网络融合思想 115
（一）背景 115
（二）GII的目标 115
（三）GII的目标和原则 115
（四）GII的实现 116
（五）GII的基本模型 116
（六）GII思想概要 117
三、指导思想的优劣判据 117
四、指导现实工程应用的工程效果 118
（一）工程应用题目 118
（二）各类可能的电话网方案工程效果比较 119
五、指导现实系统集成的工程效果 119
（一）系统集成题目 119
（二）技术方案讨论 120
六、指导现实设备研制的工程效果 120
（一）设备研制题目 120
（二）技术方案讨论 121
七、关于指导思想的讨论 122
（一）关于技术机理和指导思想 122
（二）指导思想产生的背景 122
（三）指导思想与技术基础的关系 122
（四）业务综合思想 122
（五）网络融合思想 123
（六）不同思想引出的不同观点 123
（七）关于指导思想优劣判断的结论 124
第十章 GII电信网络形态讨论 125
一、GII电信网络总体概念 125
（一）概念提出的背景 125
（二）GII电信网络的设计目标 125
（三）GII电信网络的设计原则 126
（四）GII电信网络的发展趋势 127
（五）GII电信网络总体研究框架 127
二、GII电信网络形态 127
（一）GII的基本考虑 127
（二）GII网络形态 128
（三）GII电信网络形态的特点 128
三、GII实现技术 130
（一）ATM统计复用技术 130
（二）MPLS寻址技术 130
（三）AAL2寻址技术 131
（四）GII寻址技术 131
（五）软交换在GII中的应用 132
（六）区别服务（DiffServ）协议应用 132
（七）光交叉连接在GII中的应用 133
（八）GII电信网络的干线传输系统 133
（九）GII电信网络演变对用户接入的影响 134
（十）GII电信网络的局限性 135
四、国际电联的看法 135
五、关于GII电信网络总体概念的讨论 136
（一）关于ITU的研究方向 136
（二）GII电信网络的基本特点 136
（三）关于GII电信网络的工程效果 136
（四）关于GII电信网络的工程应用评价 136
第五篇 电信网络发展趋势 137
第十一章 NGN概念讨论 139
一、NGN问题提出 139
二、国际电信界对NGN的各种看法 140
（一）欧洲电信标准协会（ETSI）的看法 140
（二）国际电信联盟标准局（ITU-T）的看法 140
（三）互联网工程任务组（IETF）的看法 142
（四）国际软交换协会（ISC）的看法 142
（五）欧盟NGN行动计划的看法 144
（六）关于NGN看法的归纳 144
三、关于NGN的各种看法内涵的分析 145
（一）关于分层和分面结构 145
（二）关于软交换技术 146
（三）关于自动交换光网络（ASON） 148
（四）关于多协议标签交换（MPLS） 150
（五）关于IPv6 151
（六）关于第三代移动通信 152
（七）关于综合服务（IntServ） 152
（八）关于区别服务（DiffServ） 153
四、关于NGN概念的讨论 154
（一）关于NGN的定义 154
（二）关于NGN与GII的关系 154
（三）关于冠以NGN的相关技术 155
第十二章 电信网络发展趋势 156
一、电信网络发展演变趋势问题 156
二、电信业务将如何演变 156
（一）公用电信业务的发展演变 157
（二）专用电信业务的发展演变 157
（三）关于电信业务发展预测 157
（四）关于电信业务发展演变的基本看法 158
三、基础环境将如何演变 158
（一）关于电信网络规模和结构环境 158
（二）关于传输系统的质量和容量环境 158
（三）关于基础环境发展演变的基本看法 159
四、电信网络设计目标将如何演变 159
（一）关于服务质量 159
（二）关于网络资源利用效率 159
（三）关于网络安全 160
（四）关于电信网络设计目标发展演变的基本看法 160
五、电信网络实现技术将如何发展 160
（一）电信网络实现技术发展概况 160
（二）正交频率复用（OFDM）技术 161
（三）基于组合公钥（CPK）的标识认证技术 161
（四）无线空间转信技术 162
六、电信网络形态将如何发展演变 165
（一）电信网络形态发展概况 165
（二）数据链网络形态 165
（三）MSTP网络形态 169
七、电信网络演变趋势讨论 170
（一）关于电信网络发展演变规律 170
（二）网络形态发展演变的层次结构 171
（三）关于网络形态发展演变 171
（四）关于实现电信网络的技术 172
第六篇 电信网络安全问题 173
第十三章 电信网络的网络安全基本概念 175
一、安全概念 175
（一）安全定义 175
（二）安全分类 175
二、信息系统的安全概念 176
（一）信息系统的安全问题来源 176
（二）广义电信网络的网络安全概念 176
（三）狭义电信网络的网络安全概念 176
（四）网络安全优劣概念 177
（五）信息系统的安全体系结构 177
三、信息系统安全问题发展演变 177
（一）通信保密年代 177
（二）计算机安全年代 178
（三）计算机网络安全年代 178
（四）向网络世界安全过渡年代 179
四、电信网络中存在的网络安全问题 179
（一）广播电视网（CATV）中的典型网络安全问题 179
（二）公用交换电话网（PSTN）中的典型网络安全问题 180
（三）Internet中的典型网络安全问题 180
（四）无线网络中的典型网络安全问题 180
（五）各类电信网络共同存在的物理安全问题 181
五、电信网络的网络安全概念讨论 181
第十四章 电信网络的网络安全属性分析 183
一、电信网络的网络安全属性概念 183
二、第一类电信网络（PSTN）的网络安全属性 183
（一）安全属性之一 183
（二）安全属性之二 184
（三）安全属性之三 184
三、第二类电信网络（Internet）的网络安全属性 184
（一）安全属性之一 184
（二）安全属性之二 185
（三）安全属性之三 185
（四）安全属性之四 185
四、第三类电信网络（CATV）的网络安全属性 185
（一）安全属性之一 185
（二）安全属性之二 186
（三）安全属性之三 186
（四）安全属性之四 186
五、第四类电信网络（B-ISDN）的网络安全属性 186
（一）安全属性之一 186
（二）安全属性之二 187
（三）安全属性之三 187
六、电信网络的网络安全问题讨论 187
（一）技术机理是决定安全属性的基础 187
（二）不同的网络机理，具有截然不同的网络安全属性 187
（三）网络安全是国家安全的重要组成部分 187
（四）建设类技术与对抗类技术 187
第十五章 电信网络的网络安全防卫 189
一、电信网络的网络对抗模型 189
二、电信网络攻击 190
（一）第一种网络攻击——非法利用 190
（二）第二种网络攻击——秘密侦测 190
（三）第三种网络攻击——恶意破坏 191
三、电信网络防卫 192
（一）第一种网络防卫——机理防卫 192
（二）第二种网络防卫——实现技术防卫 192
（三）第三种网络防卫——工程应用防卫 193
（四）第四种网络防卫——运营管理防卫 193
四、ISO/OSI安全体系结构 194
（一）建立安全体系结构的目的 194
（二）建立安全体系结构的方法 194
（三）ISO/OSI安全体系结构标准 194
（四）ISO/OSI对安全性的一般描述 194
（五）OSI安全体系结构的功能分层 195
（六）OSI安全体系结构各层上的安全服务 195
（七）安全分层及服务配置的原则 195
（八）OSI安全体系结构的各层上的安全机制 196
（九）OSI安全体系的安全管理 196
五、网络安全防卫中的安全技术 196
（一）机理防卫与技术防卫 196
（二）反应式和预应式策略 197
（三）“周边防卫策略”与“相互猜疑策略” 197
（四）单项技术防卫与防卫技术之间的配合与联合 197
（五）防卫技术的相关性与独立性 198
（六）实时信源定位技术 198
（七）“木马”检测技术 198
（八）研制可信电信网络 198
附录A 国际电信联盟（ITU）概况 200
一、国际电信联盟发展历程 200
二、国际电信联盟组织结构 200
三、ITU-R研究组设置 201
四、ITU-R研究组制定的建议 201
五、ITU-T研究组设置 202
六、ITU-T研究组制定的建议 203
附录B 中国工程院信息学部1999年香山会议主题报告 205
一、“业务综合”还要走多远？ 205
（一）背景 205
（二）问题 207
（三）展望 207
二、“网络融合”如何实施？ 209
（一）背景 209
（二）问题 211
（三）趋势 213
三、最后一个问题——电信网络的经济性 217
附录C 网同步总体框架 218
一、网同步概念 218
（一）网同步技术概念 218
（二）时钟分配方式概念 219
（三）网同步技术轮廓 220
二、交换同步 221
（一）交换同步功能 221
（二）帧调整器 222
（三）帧同步技术 224
（四）控制滞后技术 227
（五）交换同步性能指标 229
三、时钟分配网络 230
（一）等级主从同步时钟网络 230
（二）局钟设备 230
（三）主局钟及主局时钟性能规范 232
（四）从局钟及从局时钟性能规范 233
（五）相对漂移数值（X）计算 234
四、网同步工程设计 235
（一）受控滑动性能指标 235
（二）技术可能达到的滑动性能指标 235
（三）电信业务可以接受的滑动性能指标 235
（四）ITU（表1/G．822）建议受控滑动性能指标规定 236
（五）ITU（表2/G．822）建议受控滑动性能指标分配 236
（六）各条链路的受控滑动概率指标计算 236
（七）各条链路的受控滑动速率指标计算 237
（八）各级局钟相对频率容差计算 238
附录D ISDN传输损伤控制总体框架 239
一、传输损伤概念 239
二、数字传输损伤表示方法 239
三、数字传输损伤度量方法 240
四、数字传输损伤传递 241
五、数字传输模型 242
附件E 爱尔兰B公式及其应用 244
一、爱尔兰B公式 244
（一）假设 244
（二）推导 245
（三）结论 245
（四）讨论 246
二、爱尔兰B公式计算数据表 246
三、利用爱尔兰计算曲线导出中继线数/话务量关系曲线 248
四、利用中继线数/话务量关系曲线导出中继线利用度 249
附录F 分组丢失率和延时公式及其应用 250
一、通过复接器的数据分组丢失概率的公式 250
（一）通过复接器的分组丢失现象 250
（二）M/M/1基本的复接器物理模型 250
（三）假定 251
（四）公式导出 251
（五）结论 252
二、分组丢失概率Ploss的计算 252
三、统计复用设备利用度与寄存器容量的关系 255
四、通过复接器数据分组的最大延时 256
五、电路利用度与最大延时的关系 257
（一）IP默认字长时的电路利用度与最大延时的关系 257
（二）IP平均字长时电路利用度与最大延时的关系 259
（三）ATM信元字长时的电路利用度与最大延时的关系 261
（四）ATM在核心网中应用时的电路利用度与最大延时的关系 263
六、电路利用度与接入速率的关系 264
（一）IP默认字长时的电路利用度与接入速率的关系 264
（二）ATM信元字长时的电路利用度与接入速率的关系 265
七、网络资源利用效率与字长的关系 267
（一）IP实时应用时网络资源利用效率与字长的关系 267
（二）IP非实时应用时网络资源利用效率与字长的关系 269
（三）ATM实时应用时网络资源利用效率与字长的关系 271
八、数据分组通过多对统计复接器时的分组延时和丢失率 273
（一）分组通过等级串联复接器时分组延时和丢失概率计算 273
（二）分组通过平级串联复接器时分组延时和丢失概率计算 274
附录G 电信网络复用效率计算 275
一、电信网络中的复用效率 275
二、PDH/SDH的确定复用的复用效率 275
三、以太网统计复用的复用效率 276
四、PMX统计复用效率 276
五、帧中继（RF）统计复用效率 277
六、PPP统计复用效率 278
七、ATM/AAL2电话专用统计复用效率 279
八、ATM/AAL2标准统计复用效率 279
九、ATM/AAL2（标准最大）统计复用效率 280
十、ATM/AAL5标准统计复用效率 280
十一、BTV/FSN复用效率 281
参考文献 285
一、电信网络参考文献 285
二、网络安全参考译文目录 287
三、网络安全参考图书目录 288
后记 290
全集出版后记 293
