現代通信技術導論

中国通信学会（China Institute of Communications，CIC，以下简称“学会”）成立于1978年，是在民政部注册登记、具有社团法人资格的国家级学会，隶属于工业和信息化部，业务主管单位为中国科学技术协会。学会下设42个分支机构，与全国29个省级通信学会建立了密切的业务联系和指导关系，拥有会员5万余人 学会坚持为科技工作者服务、为创新驱动发展服务、为提高全民科学素质服务、为党和政府科学决策服务的职责定位，经过40年的发展，已成为党和政府联系信息通信科技工作者的重要桥梁和纽带。

目 錄

第 1章 認識通信 1

1.1 通信與通信網 1

1.1.1 通信的基本概念 1

1.1.2 通信網的組成與分類 4

1.1.3 網絡的雲-管-端架構 8

1.2 通信的發展過程 9

1.2.1 通信發展的基本歷程 9

1.2.2 現代通信網的建設趨勢 17

1.3 電信條例與電信業務 20

1.4 通信標準化組織 24

1.5 本章小結 26

1.6 思考與練習 27

第 2章 現代通信系統 28

2.1 信號與通信系統 28

2.1.1 模擬信號與數字信號 28

2.1.2 模擬通信系統與數字通信系統 28

2.2 調制與解調 29

2.2.1 模擬調制與解調 30

2.2.2 數字調制與解調 32

2.3 編碼與解碼 34

2.3.1 信源編碼 34

2.3.2 通道編碼與解碼 37

2.4 加密與解密 39

2.4.1 加解密的概念與目的 39

2.4.2 加密技術 39

2.4.3 加密技術發展趨勢 40

2.5 復用與解復用 41

2.6 本章小結 43

2.7 思考與練習 44

第3章 傳輸與接入網 45

3.1 光纖通信概述 45

3.2 光纖與光纜 45

3.2.1 光纖的結構 46

3.2.2 光纖的類型 46

3.2.3 光纖的傳輸特性 47

3.2.4 光纖分類 51

3.2.5 光纜 52

3.3 光纖通信系統 53

3.3.1 光發射機 54

3.3.2 光接收機 54

3.3.3 中繼器 55

3.4 傳輸網技術 56

3.4.1 SDH與MSTP 56

3.4.2 PTN 58

3.4.3 SPN 59

3.4.4 DWDM 61

3.4.5 OTN 62

3.4.6 光交換技術 64

3.5 接入網技術 65

3.5.1 接入網概述 65

3.5.2 接入網的分類 66

3.5.3 接入網發展趨勢 70

3.6 本章小結 72

3.7 思考與練習 73

第4章 電話網與IMS技術 74

4.1 現代交換技術 74

4.1.1 交換的基本概念 74

4.1.2 電話交換的技術發展 76

4.1.3 主要的交換技術 78

4.2 固定電話通信網 82

4.2.1 電話網的基本概念 82

4.2.2 電話網的網絡結構 83

4.2.3 路由選擇 87

4.2.4 編號計劃 89

4.3 電信支撐網 91

4.3.1 同步網 91

4.3.2 信令網 94

4.3.3 管理網 95

4.4 IMS 96

4.4.1 IMS的由來 96

4.4.2 軟交換向IMS的演進 100

4.4.3 IMS的編號及標識 100

4.4.4 IMS基本流程介紹 102

4.4.5 IMS未來展望 104

4.6 本章小結 105

4.7 思考與練習 106

第5章 移動通信 107

5.1 移動通信概述 107

5.1.1 移動通信的概念與特點 107

5.1.2 蜂窩移動通信系統 108

5.1.3 移動通信系統演進 110

5.2 移動通信基本技術 112

5.2.1 電磁波與頻譜 112

5.2.2 天線技術 113

5.2.3 多址技術 116

5.2.4 組網技術 118

5.3 典型移動通信系統 120

5.3.1 2G移動通信系統 120

5.3.2 3G移動通信系統 121

5.3.3 4G移動通信系統 124

5.3.4 5G移動通信系統 126

5.3.5 6G未來移動通信系統 130

5.4 移動通信終端與業務 133

5.4.1 移動通信終端 133

5.4.2 移動通信業務 134

5.5 本章小結 135

5.6 思考與練習 136

第6章 數據通信 137

6.1 數據通信概述 137

6.1.1 數據通信基本概念 137

6.1.2 數據通信發展趨勢 139

6.1.3 OSI參考模型及TCP/IP協議棧 140

6.2 局域網 141

6.2.1 有線局域網 142

6.2.2 無線局域網 146

6.2.3 局域網的應用 148

6.3 IP網絡技術 149

6.3.1 IP地址 149

6.3.2 IP報文 152

6.3.3 IP轉發原理 153

6.3.4 交換路由技術 154

6.3.5 IP網絡的應用 155

6.4 網絡功能虛擬化 158

6.4.1 NFV產生背景 158

6.4.2 NFV基本概念 158

6.4.3 NFV整體架構 158

6.4.4 NFV主要應用 160

6.5 軟件定義網絡 160

6.5.1 SDN基本概念 160

6.5.2 SDN整體架構 160

6.5.3 SDN主要特徵 161

6.5.4 SDN主要應用 162

6.6 數據中心 165

6.6.1 基本概念 165

6.6.2 數據中心標準 165

6.6.3 數據中心發展階段 167

6.6.4 數據中心架構 168

6.6.5 數據中心運營管理 170

6.7 本章小結 172

6.8 思考與練習 173

第7章 微波與衛星通信 174

7.1 微波與傳播特點 174

7.1.1 微波的概念及波段劃分 174

7.1.2 微波的傳播特點 175

7.2 數字微波通信技術 176

7.2.1 數字微波通信概述 176

7.2.2 數字微波通信系統 177

7.2.3 數字微波技術發展方向 178

7.3 衛星通信概述 178

7.3.1 衛星通信發展簡史 178

7.3.2 衛星通信系統的原理 181

7.3.3 衛星通信的工作頻段 183

7.3.4 衛星通信系統的組成 183

7.3.5 衛星通信系統的分類 184

7.4 通信衛星軌道 185

7.4.1 衛星運動的基本規律 185

7.4.2 衛星運行軌道分佈 185

7.5 衛星通信導航系統 187

7.5.1 GPS衛星導航系統 187

7.5.2 BDS北鬥衛星導航系統 188

7.6 衛星互聯網 192

7.6.1 衛星互聯網的概念 193

7.6.2 衛星互聯網發展趨勢 193

7.6.3 衛星互聯網的安全與治理 194

7.7 本章小結 195

7.8 思考與練習 196

第8章 通信網絡安全 197

8.1 通信網安全發展歷程與現狀 197

8.1.1 網絡安全基礎概念 197

8.1.2 通信網安全發展歷程 198

8.1.3 我國通信網安全發展現狀 199

8.2 通信網絡安全體系架構 200

8.2.1 信息安全標準與規範 200

8.2.2 信息安全管理體系 201

8.2.3 網絡安全等級保護體系 203

8.3 通信網絡攻擊方式 207

8.3.1 通信網絡攻擊分類 207

8.3.2 常見網絡攻擊方式 207

8.4 通信網絡安全防禦技術 212

8.4.1 加密技術 212

8.4.2 防火牆技術 214

8.4.3 虛擬專網技術 215

8.4.4 入侵檢測與防禦技術 218

8.4.5 蜜罐技術 219

8.5 通信網絡安全未來展望 221

8.6 本章小結 224

8.7 思考與練習 225

第9章 通信新技術 227

9.1 物聯網 227

9.1.1 基本概念與架構 227

9.1.2 物聯網關鍵技術 229

9.1.3 AIoT技術與應用 231

9.2 工業互聯網 232

9.2.1 工業互聯網概述 232

9.2.2 工業互聯網產業鏈 233

9.2.3 “5G+工業互聯網”應用 235

9.3 量子通信技術 237

9.3.1 量子通信技術概述 237

9.3.2 量子通信的發展現狀 239

9.3.3 量子通信的發展展望 240

9.4 大氣激光通信 241

9.4.1 空間激光通信 241

9.4.2 大氣激光通信 242

9.4.3 激光通信在其他領域的應用 244

9.5 空天一體化通信 245

9.5.1 天地一體化信息網絡 245

9.5.2 國外空天一體網絡的發展 247

9.5.3 國內空天一體的網絡發展 247

9.6 雲計算與算力網絡 249

9.6.1 雲計算 249

9.6.2 雲網融合架構 252

9.6.3 算力網絡 253

9.7 大數據技術 255

9.7.1 大數據概述 255

9.7.2大數據原理 256

9.7.3大數據技術生態 257

9.7.4大數據的應用 258

9.8 人工智能技術 259

9.8.1 人工智能概述 259

9.8.2 人工智能關鍵技術 260

9.8.3 人工智能要素 260

9.8.4 人工智能應用 261

9.9 區塊鏈 262

9.9.1 區塊鏈概述 262

9.9.2 區塊鏈原理與特徵 262

9.9.3 區塊鏈分類及應用 263

9.10 本章小結 265

9.11 思考與練習 266