现代信息技术概要(ppt-79页)课件.ppt
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- 现代信息技术 概要 ppt 79 课件
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1、1现代信息技术导论现代信息技术导论2一一.我国信息技术我国信息技术产业成就辉煌产业成就辉煌3通信信息业发展的速度通信信息业发展的速度:n人类社会借助于纸、笔和文字进人类社会借助于纸、笔和文字进行通信大约持续了行通信大约持续了1800年年.n模拟通信持续了大约模拟通信持续了大约180年年.n大规模采用数字通信大约大规模采用数字通信大约18年年.在这在这18年中年中,我们又经历了翻我们又经历了翻天覆地的变化天覆地的变化.4n建成了以光缆为主体的大容量建成了以光缆为主体的大容量数字干线传输网数字干线传输网,已形成了全国已形成了全国“八横八纵八横八纵”的格状光缆骨干的格状光缆骨干网网.传输速率传输速率
2、:10:10 Gb/s.Gb/s.相当于每秒钟传送相当于每秒钟传送800800卷邓选卷邓选.5 2.我国电话用户总数达到我国电话用户总数达到1.79亿门亿门,我国交换网已成我国交换网已成为世界第二大网为世界第二大网.长途电信网已完成由五级长途电信网已完成由五级向两级的历史性跨越向两级的历史性跨越.6 3.数字移动通信数字移动通信(GSM)GSM)系统正在高系统正在高速发展速发展,我国的我国的GSMGSM网络已成为世网络已成为世界上最大的数字移动通信网界上最大的数字移动通信网络络.CDMACDMA系统也在我国迅速发展系统也在我国迅速发展.移动用户已达移动用户已达1.451.45亿户亿户.“.“无
3、无线风光线风光”已成为当今社会的一道已成为当今社会的一道特有的风景特有的风景.(-(-history)history)74.数据业务在我国迅速崛起数据业务在我国迅速崛起:n19931993年年9 9月第一个公用数据通信月第一个公用数据通信网网-CHINAPACCHINAPAC正式开通业务正式开通业务.n19941994年年9 9月月-CHINADDNCHINADDNn19941994年开始了中国互联网的建设年开始了中国互联网的建设.8数据的比较数据的比较:n1994年年,CHINANET的情况的情况:带宽带宽:128Kbps,“网民网民”:1万人万人.WWW:Whole World Waiti
4、ngn2001年底年底,我国互联网的情况我国互联网的情况:出口带宽出口带宽:约约10Gbps 网民网民:4000万万9互联网技术对当代社会影响深远互联网技术对当代社会影响深远.一则小幽默一则小幽默:BEG BEG.COM eBEG.COM10 总之总之,我国信息技术产业发展我国信息技术产业发展迅猛、成就辉煌迅猛、成就辉煌.我在几年前的三个预言已经或我在几年前的三个预言已经或正在实现正在实现.11二二.新世纪初新世纪初ITIT业业的发展展望的发展展望12 尽管通信和信息产业已有了如尽管通信和信息产业已有了如此迅猛的发展此迅猛的发展,但是绝不会就此但是绝不会就此止步止步.在未来的十年里在未来的十年
5、里,ITIT技术还技术还将有若干重大突破将有若干重大突破.我认为起码我认为起码包括如下五个方面包括如下五个方面:131.芯片集成和计算机技术芯片集成和计算机技术 芯片技术芯片技术,微电子技术是现代通信微电子技术是现代通信,计算计算机和信息业的基础机和信息业的基础,人们所说的奔腾人们所说的奔腾等等,都主要是指计算机都主要是指计算机CPUCPU的芯片的芯片.1)摩尔定律摩尔定律:每每18个月个月,芯片集成度提芯片集成度提高一倍高一倍,价格减少一半价格减少一半.对计算机的运算速对计算机的运算速率和功能也是如此率和功能也是如此.14 实际上,目前每一年左右芯片实际上,目前每一年左右芯片的集成度和运算速
6、率就提高一倍。的集成度和运算速率就提高一倍。到到20002000年底,每个芯片上可包含年底,每个芯片上可包含上亿个元件;而到上亿个元件;而到20102010年,每个年,每个芯片上将包含芯片上将包含100100亿个元件。个亿个元件。个人电脑每秒可执行人电脑每秒可执行10001000亿条指令,亿条指令,是现在的是现在的250250倍。倍。15 当前当前,世界最高水平的单片集成世界最高水平的单片集成电路芯片上所容纳的元器件数量电路芯片上所容纳的元器件数量已达已达80多亿个多亿个,美国先进的集成美国先进的集成电路生产线已经采用了电路生产线已经采用了12英寸硅英寸硅片、片、0.18微米的工艺技术微米的工
7、艺技术,典型典型产品为产品为256MB DRAM存储器存储器.16 2)全新的计算机有可能出现并投全新的计算机有可能出现并投入商用。例如入商用。例如:利用分子键存储数据的利用分子键存储数据的“生物芯生物芯片片”.利用量子理论来存储数据的量子利用量子理论来存储数据的量子计算机计算机.利用光子而非电子处理信息的光利用光子而非电子处理信息的光子计算机。子计算机。17 3)去年去年1月月,我国报道了中科院物我国报道了中科院物理所在超高密度存储技术上取得突理所在超高密度存储技术上取得突破破,将现有光盘信息容量提高了将现有光盘信息容量提高了100倍倍.他们研制出世界上存储密度最高他们研制出世界上存储密度最
8、高的有机材料的有机材料,将信息存储点的直径减将信息存储点的直径减少到少到0.6纳米纳米,并可进行信息点的擦除并可进行信息点的擦除.一张这样的光盘可存储一个国家图一张这样的光盘可存储一个国家图书馆的全部信息书馆的全部信息.这体现了纳米技术这体现了纳米技术的一项成果的一项成果.18 芯片或微电子技术的进步,芯片或微电子技术的进步,肯定将使计算机的存储成为肯定将使计算机的存储成为“海海量量”,也肯定将极大地提高信息,也肯定将极大地提高信息处理的速度。这也将对信息高速处理的速度。这也将对信息高速交换、宽带传输提出了新的要求。交换、宽带传输提出了新的要求。19 2.密集式波分复用和全光网络密集式波分复用
9、和全光网络技术技术关于波分复用技术关于波分复用技术:1)1)光通信的基本原理和传输速率光通信的基本原理和传输速率 目前,单波长光纤通信系统速率目前,单波长光纤通信系统速率已达已达10Gbps,不过其潜力已尽不过其潜力已尽,而而此时所利用的光纤容量仅占其有效此时所利用的光纤容量仅占其有效带宽极小的一部分带宽极小的一部分.202)2)现用波长和可用波长的比较现用波长和可用波长的比较:大大量带宽资源有待于开发利用量带宽资源有待于开发利用.单模光纤的适用工作区主要有两单模光纤的适用工作区主要有两个个:1310nm窗口和窗口和1550nm窗口。实窗口。实际上,际上,1310nm窗口的低衰耗区约有窗口的低
10、衰耗区约有100nm;1550nm窗口的低衰耗区窗口的低衰耗区大约也有大约也有100nm。因而两个工作区因而两个工作区共约共约200nm的低衰耗区可用,这相的低衰耗区可用,这相当于当于30000GHz的频带宽度。这一巨的频带宽度。这一巨大的带宽资源现仅利用了约大的带宽资源现仅利用了约0.01%.21120013001400150016001260136014801580衰减波长单个光源谱宽223)3)波分复用的基本思想波分复用的基本思想:将不同波长的多个光源发将不同波长的多个光源发出的光信号在一根光纤上传出的光信号在一根光纤上传送送,在接收端再将这些波长分在接收端再将这些波长分离离,从而提高了
11、光纤带宽资源从而提高了光纤带宽资源的利用率的利用率.23合波器分波器光源1单根光纤1,2.N检测器光源2检测器光源N检测器信道1信道2信道N12N信道1信道2信道N244)波分复用的主要特点波分复用的主要特点:*可以大大提高传输容量可以大大提高传输容量.*可以节省大量光纤和再生器可以节省大量光纤和再生器.*可以利用不同波长传送不同的可以利用不同波长传送不同的电信业务电信业务.*便于扩容便于扩容,便于引入宽带新业务便于引入宽带新业务.25 5)波分复用的当前进展波分复用的当前进展:2000年年4月月,朗讯公司推出了朗讯公司推出了WaveStar OLS 800G系统系统,可在一根光可在一根光纤上
12、传输纤上传输320个个2.5G波长或波长或80个个10G波波长长.在此基础上若增加在此基础上若增加“太比特速率太比特速率”的合波分波器就可平滑过渡到的合波分波器就可平滑过渡到1.6T系统系统.最新报道最新报道:朗讯的朗讯的LambdaXtreme Transport 光网络系统已具有超长距离光网络系统已具有超长距离(4000km)、超大容量超大容量(2.56Tb/s)特征特征,它它是一个是一个DWDM系统系统.26关于全光网络技术关于全光网络技术:所谓全光网所谓全光网,是指从网络核心一直是指从网络核心一直到终端用户节点之间的信号通道都到终端用户节点之间的信号通道都保持着光的形式保持着光的形式,
13、采用端到端的完全采用端到端的完全的光路的光路,中间没有电信号的介入中间没有电信号的介入.也也就是说就是说,在整个长途传输和交换网络在整个长途传输和交换网络中都是光信号而非电信号在起作用中都是光信号而非电信号在起作用.27 全光网的主要优点是全光网的主要优点是:1)全光网中光信号的流动不再有光全光网中光信号的流动不再有光电转换的障碍电转换的障碍,克服了途中由于电子克服了途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难器件处理信号速率难以提高的困难.省掉了大量电子器件省掉了大量电子器件,大大提高了传大大提高了传输速率输速率.2)全光网采用波分复用技术全光网采用波分复用技术,以波长以波长选择路由选择路由,
14、可方便地提供多种协议的可方便地提供多种协议的业务业务.28 3)全光网组网极具灵活性全光网组网极具灵活性,在任在任何节点可以抽出或加入某个波长何节点可以抽出或加入某个波长.4)由于沿途没有变换和存储由于沿途没有变换和存储,网网中许多光器件都是无源的中许多光器件都是无源的,因而因而可靠性高可靠性高.29 全光网的关键单元全光网的关键单元:1)光分插复用器光分插复用器(OADM):可通过网管系统在光传输的中间局可通过网管系统在光传输的中间局站上、下一个或几个波长的光信号站上、下一个或几个波长的光信号.WDM光信号光信号WDM光信号光信号分出某个插入某个30 2)光交叉连接设备光交叉连接设备(ODX
15、C):ODXC):利用软件可将任一输入光纤上的任利用软件可将任一输入光纤上的任一波长转换为任一输出光纤的任一一波长转换为任一输出光纤的任一波长上波长上,从而达到对各路光信号的交从而达到对各路光信号的交叉连接叉连接.去年已有去年已有256256256256的报道的报道.输入光纤输入光纤输出光纤输出光纤31 3)3)光放大器光放大器:在传输过程中放大在传输过程中放大WDMWDM光信号光信号,以实现以实现长距离的传送长距离的传送.现已有现已有15501550波长范围波长范围的光放大器的光放大器.由由WDMWDM、OADMOADM和和ODXCODXC构成的全光网络构成的全光网络是传输交换网络发展的方向
16、是传输交换网络发展的方向.323.3.IPIP技术和技术和ATMATM技术技术n通信的两个要素通信的两个要素:传输与交换传输与交换.n交换的实质是信息流的转移交换的实质是信息流的转移.这里所这里所说的信息流说的信息流,包括数据、话音、视频包括数据、话音、视频等等.这些业务的数据被综合到一起这些业务的数据被综合到一起,通通过光纤传输到节点过光纤传输到节点,经节点转移到另经节点转移到另一光纤上传输一光纤上传输,这就是交换这就是交换.交换的模交换的模式有两种式有两种,即即IP与与ATM技术技术.33关于关于IP技术技术:1)协议的概念协议的概念.协议即规矩协议即规矩,或通信双方事或通信双方事先商量好
17、的约定先商量好的约定.342)在在Internet中中,采用采用TCP/IP协议组协议组.TCP:Transmission Control Protocol (传输控制协议传输控制协议)IP:Interconnecting Protocol (互联协议互联协议)35出版社打包(TCP协议组)分检选路(IP协议组)不同路由(低层协议)TCP/IP示意图(高层应用)36 3)3)TCPTCP的作用的作用:*在发方将(高层应用)数据分成在发方将(高层应用)数据分成一个个的分组一个个的分组,对每个分组加上序号、对每个分组加上序号、接收方地址接收方地址(即用户即用户B B的地址的地址),),以及以及差错
18、控制信息差错控制信息.*在收方对分组是否出错进行检查在收方对分组是否出错进行检查,发现出错时要求重发该分组发现出错时要求重发该分组,并按序并按序号恢复原始数据号恢复原始数据.37 4)IPIP的作用的作用:对每一个分组选择合适的路由对每一个分组选择合适的路由,将它们送至收方将它们送至收方.路由器是实现路由器是实现IPIP协议协议,为数据为数据分组选择路由的关键部件分组选择路由的关键部件,它相它相当于交换网中的交换节点当于交换网中的交换节点.38Internetrouterrouter局域网1局域网2用户A用户B39 5)5)IPIP网络中数据传输具有特点网络中数据传输具有特点:*路由器根据路由
19、器根据IPIP分组中的目的地址分组中的目的地址来选择路由来选择路由,各个分组长度可以不同各个分组长度可以不同,同一用户信息的各分组又可以选取同一用户信息的各分组又可以选取不同的路由传送不同的路由传送.*路由器对输入的分组不进行流量路由器对输入的分组不进行流量控制控制,仅按先到先服务的原则使后到仅按先到先服务的原则使后到的分组排队等候的分组排队等候,因而路由器转发分因而路由器转发分组的时延将随业务量而变组的时延将随业务量而变.40 *当资源不足时就丢掉来不及处理当资源不足时就丢掉来不及处理的的IPIP包包.在在IPIP的目的地的目的地,终端的终端的TCPTCP层层会检验出会检验出IPIP包的丢失
20、包的丢失,从而要求源端从而要求源端重发重发.这也表现为时延这也表现为时延.*路由器对输入的路由器对输入的IPIP包不纠错包不纠错,接收接收端的端的TCPTCP层发现错误后也要求源端重层发现错误后也要求源端重发该发该IPIP分组分组,这同样表现为时延这同样表现为时延.41 由此可见由此可见,路由器越多路由器越多,时延越大时延越大,抖动越多抖动越多.因此因此,人们称之为人们称之为“尽力而为尽力而为”的的服务方式服务方式,它不能保证它不能保证QOS.QOS.它可以传它可以传送数据业务送数据业务,但不宜传送实时的话音、但不宜传送实时的话音、视频和多媒体业务视频和多媒体业务.42 6)6)IPIP技术的
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