通信网络与基础设施

2024-04-09

通信网络与基础设施（精选6篇）

篇1：通信网络与基础设施

1.4网络体系结构与网络协议基础

教学内容：网络体系结构与网络协议基础。教学目的：了解网络体系结构与网络协议基础。教学重难点：网络参考模型各层的功能划分。教学课时：2课时教学过程：

一、OSI参考模型。

ISO开放系统互连参考模型。OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联。一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层）

划分原则

ISO为了更好的使网络应用更为普及，就推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。根据分而治之的原则，ISO将整个通信功能划分为七个层次，划分原则是：

（1）网路中各节点都有相同的层次；（2）不同节点的同等层具有相同的功能；（3）同一节点内相邻层之间通过接口通信；

（4）每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；（5）不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。分层功能

第7层应用层：OSI中的最高层。为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造报文规范MMS、目录服务DS等协议；应用层能与应用程序界面沟通，以达到展示给用户的目的。在此常见的协议有:HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。

第6层表示层：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。

第5层会话层：在两个节点之间建立端连接。为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式；会话层管理登入和注销过程。它具体管理两个用户和进程之间的对话。如果在某一时刻只允许一个用户执行一项特定的操作，会话层协议就会管理这些操作，如阻止两个用户同时更新数据库中的同一组数据。

第4层传输层：—常规数据递送－面向连接或无连接。为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；传输层把消息分成若干个分组，并在接收端对它们进行重组。不同的分组可以通过不同的连接传送到主机。这样既能获得较高的带宽，又不影响会话层。在建立连接时传输层可以请求服务质量，该服务质量指定可接受的误码率、延迟量、安全性等参数，还可以实现基于端到端的流量控制功能。

第3层网络层：本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。它包括通过互连网络来路由和中继数据；除了选择路由之外，网络层还负责建立和维护连接，控制网络上的拥塞以及在必要的时候生成计费信息。

第2层数据链路层：在此层将数据分帧，并处理流控制。屏蔽物理层，为网络层提供一个数据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输（差错控制）。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址；

第1层物理层：处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。

数据发送时，从第七层传到第一层，接收数据则相反。上三层总称应用层，用来控制软件方面。下四层总称数据流层，用来管理硬件。除了物理层之外其他层都是用软件实现的。

数据在发至数据流层的时候将被拆分。

在传输层的数据叫段，网络层叫包，数据链路层叫帧，物理层叫比特流，这样的叫法叫PDU（协议数据单元）

二、TCP/IP网络协议。

TCP/IP协议不是TCP和IP这两个协议的合称，而是指因特网整个TCP/IP协议族。

TCP/IP协议模块关系

从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。

网络接口层

物理层是定义物理介质的各种特性：

1、机械特性；

2、电子特性；

3、功能特性；

4、规程特性。

数据链路层是负责接收IP数据包并通过网络发送，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据包，交给IP层。

常见的接口层协议有：

Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。

网络层

负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。

处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。

处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。

处理路径、流控、拥塞等问题。

网络层包括：IP(Internet Protocol）协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol）地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。

IP是网络层的核心，通过路由选择将下一条IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。

ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。

ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找对应主机的MAC地址。

RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站还有DHCP服务。

传输层

提供应用程序间的通信。其功能包括：

一、格式化信息流；

二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送，即耳熟能详的“三次握手”过程，从而提供可靠的数据传输。

传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol）和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol）。

应用层

向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。

应用层协议主要包括如下几个：FTP、TELNET、DNS、SMTP、NFS、HTTP。

FTP(File Transfer Protocol）是文件传输协议，一般上传下载用FTP服务，数据端口是20H，控制端口是21H。

Telnet服务是用户远程登录服务，使用23H端口，使用明码传送，保密性差、简单方便。

DNS(Domain Name Service）是域名解析服务，提供域名到IP地址之间的转换，使用端口53。

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol）是简单邮件传输协议，用来控制信件的发送、中转，使用端口25。

NFS（Network File System）是网络文件系统，用于网络中不同主机间的文件共享。

HTTP(Hypertext Transfer Protocol）是超文本传输协议，用于实现互联网中的WWW服务，使用端口80。TCP/IP结构对应OSI关系图

三、、总结。

四、网络作业（在线作业）。

篇2：通信网络与基础设施

6.Standards: De facto/by fact De jure/by law 7.ISO: The International Standards Organization ITU-T: The International Telecommunication Union-Telecommunication Standards Sector ANSI: The American National Standards Institute IEEE: The Institute of Electrical and Electronics Engineers EIA: The Electronics Industries Association 8.Line configuration: Point-to-point: wired or wireless Multipoint 9.Topology: Mesh Star Bus Tree Ring Peer-to-peer: The devices share the link equally Primary-Secondary: Where one device controls traffic and the other must transmit through it Peer-to-peer: Mesh Ring Bus Primary-Secondary: Star Tree Bus

10.Transmission Mode: Simplex Half-duplex Full-duplex Simplex mode: one station can transmit, the other can only receive Half-duplex mode: Each station can both transmit and receive, but not at the same time.Full-duplex mode: Both stations can transmit and receive simultaneously 11.The Open System Interconnection(OSI model is a layered framework for the design of network system that allows for communication across all types of computer systems.OSI model has 7 layers: Physical Data link Network Transportation Session Presentation Application 12.Peer to peer processes: The processes on each machine that communicate at a given layer are called peer-to-peer processes.This communication is governed by an agree-upon series of rules and conventions call protocols The 7 layers are divided into 3 groups: the network support layers(1,2,3 user support layers(5,6,7 link the above subgroups(4 13.fig.3.3

The process starts from layer 7, then move from layer to layer in descending sequential order, at each layer(except 7 and 1 a header is added.At layer 2 a trailer is added as well.14.Physical layers: Line configuration Data transmission mode Topology Signals Encoding Interface Medium 15.The Physical layer coordinates the hardware and software functions required to transmit a bit stream over a Physical medium.It deals with a mechanical and electrical specifications of the primary connections The data link layer is responsible for delivering frames from one station to the next with out errors.It provides error handling and flow control between one station and the next.The network layer is responsible for the source-to-destination delivery of a data packet.It handles switching and routing The transport layer is responsible for the source-to-destination(end-to-end delivery of the entire message from one application to another.The session layer is the network dialog controller.It establishes, maintains, and synchronizes the interaction between communicating devices.The presentation layer ensures interoperability among communicating devices.To transact, encrypt, and compress data The application layer enables the user, whether human or software, to access the network.16.Hz kHz(10^3Hz MHz(10^6Hz GHz(10^9Hz THz(10^12Hz s ms(10^-3s us(10^-6s ns(10^-9s ps(10^-12s 17.The frequency Spectrum of a signal is the combination of all sine wave signals that make that signal.Bandwidth of a signal is the width of the frequency spectrum.18.If we send only those components whose amplitudes are significant(above an acceptable

threshold,we can still recreate the digital signal with reasonable accuracy at the receiver(minimum distortion.We call this part of the infinite spectrum the significant spectrum, and its bandwidth the significant bandwidth.19.Channel capacity is the maximum bit rate a transmission medium can transfer.It depends on : the type of encoding technique, and the signal-to-noise ratio of the system.20.Encode: Analog/Digital D/D D/A A/A 4 kinds D/D encoding : Unipolar Bipolar Polar Polar: Non-Return to Zero, level NRZ-L: 0 “-” 1 “+” Non-Return to Zero, Inverse NRZ-I: 0 “not changed” 1 “convert” Return to Zero RZ: 0 “-to 0” 1 “+ to 0” Manchester 0 “+ to-” 1 “-to +” Different Manchester 0 “transmission” 1 “no transmission” Bipolar: AMI B8ZS HDB3

21.PCM four processes: PAM quantization binary encoding digital encoding 22.A/D PAM: Pulse Amplitude Modulation PCM: Pulse code Modulatio 23.Nyquist 采样定理: f >= 2 f_max

24.D/A encoding: ASK FSK PSK QAM 25.Bit rate(比特率 is the number of bits per second(bps Baud rate(波特率 is the number of signal units per second.ASK baud rate = bit rate = bandwidth(带宽 FSK bandwidth = fc1-fc0 + Nbaud(波特率

26.A diagram called constellation or phase-state diagram is used to show the relationship between phase in PSK 27.Data transmission: Parallel Serial(Asynchronous Synchronous 28.Parallel transmission: use n wires to send n bits at one time.In Serial transmission: one bit follows another, so we need only one communication channel rather than n In Asynchronous transmission mode: start bit(0 stop bit(1 gaps In Synchronous transmission mode: we send bits one after another without start/stop bit or gaps.It is responsibility of the receiver to group the bits into meaningful frames.29.A DTE is any device that is a source of or destination for binary digital data.A DCE is any device that transmits or receives data in the form of an analog or digital through a network.DTE-DCE standards try to define the mechanical, electrical and functional characteristics of connection between the DTE and DCE.30.EIA-530 standard is a version of EIA-449 that uses DB-25 Pins.31.Modem is the most familiar type of DCE.Modem stands for modulator/ demodulator.A modulator converts a digital signal to an analog signal.A demodulator converts an analog signal to a digital signal.32.Intelligent modem contain software to support a number of additional functions, such as automatic answering and dialing.33.Transmission media : Guided media Unguided media Guided media: twisted-pair cable, coaxial cable fiber-optic cable UTP: Unshielded Twisted-pair STP: Shielded Twisted-pair 34.Propagation mode: Multimode Single mode Multimode: Step-index Graded-index 35.光纤优点:noise resistance, less signal attenuation, higher bandwidth

缺点:cost much, hard to installate/maintain, fragility easy broken than wire 36.Multiplexing is the set of techniques that allows the simultaneous transmission of multiple signals across a single data link A Path refers to a physical link.Channel refers to a portion of a path that carries a transmission between a given pair of devices.Multiplexing: Frequency-division multiplexing(FDM Time-division multiplexing(TDM TDM: overlapping.Definition: Synchronous Asynchronous 37.In FDM, channels must be separated by trips of unused bandwidth to prevent signals from FDM is an analog technique that can be applied when the bandwidth of a link is greater than the combined bandwidth of the signal.TDM is a digital process that can be applied when the data rate capacity of the transmission medium is greater than the data rate required by the sending and receiving devices.38.Errors: Single-bit-error, Multiple-bit error, burst-error Error detection and correction is done by the data link layer or transport layer.Single-bit errors is when only one bit in the data unit has changed.Multiple-bit error is when two or more nonconsecutive bits in the data unit have changed.Burst error means that two or more consecutive bits in the data unit have changed.39.Redundancy means adding extra bits for detecting errors at the destination.Redundancy check(冗余校验: VRC, VRC: LRC: CRC: LRC, CRC, checksum Vertical Redundancy Check(垂直冗余校验 Longitudinal Redundancy Check(纵向冗余校验 Cyclical Redundancy Check(循环冗余校验 used in data link layer VRC, LRC, CRC is implemented in physical layer, transport layer.1.Checksum is primarily used by networks, including the internet, and is implemented in the In VRC a parity bit is added to every data unit so that the total

number of 1s(including Parity bit becomes even for even-parity check or odd for odd-parity check.VRC can detect all single-bit errors.It can detect multiple bit or burst errors only if the total number of errors is odd.2.In LRC, a redundant unit is added after a number of data units.3.In CRC a sequence of bits, called the CRC or the CRC remainder is appended to the end of a data unit, so that the resulting data unit becomes exactly divisible by a second, predetermined binary number.40.Application Presentation Session Transport Network Data link : Physical Line discipline: Who should send now? Flow control: How much data may be sent? Line discipline Flow control Error control Error control: 41.Line discipline: How can errors be corrected? ENQ/ACK Poll/Select Enquiry/acknowledgement: ENQ/ACK.is used in peer to peer communication, where there are dedicated link between two devices Poll/Select line discipline is used in primary-secondary communication if the primary wants to receive data, it asks the secondaries If they have anything to send;this function is called polling.If the primary wants to receive, this function is called selecting.43.Flow control: stop-and-wait ARQ go-back-n Sliding window ARQ selective-reject sliding window ARQ: In go-back-n ARQ, retrains mission begins with the last unacknowledged frame even if subsequent frames have arrived correctly.Duplicate frames are discarded.44.Data link protocol: Asynchronous protocol Character-oriented protocol Synchronous protocol Bit-oriented protocol 45.Synchronous protocols: of bits as data.Data transparency in BSC is achieved by a process called byte stuffing.It involves two activities: Defining the transparent text region with data link escape(DLE characters and preceding any DLE character within the transparent region by an extra DLE character.47.HDLC defines 3 classes of frames Information frame(I-frame Flag Address Control Information FCS Flag 46.Data transparency in data communication means we should be able to send any combination Supervisory frames(S-frame Flag Address Control FCS Flag Unnumbered frame(U-frame Flag Address Control Information FCS Flag 48.Bit stuffing 作用 Bit stuffing in HDLC is the process of adding one extra 0 whenever there are five consecutive is in the data so that the receiver does not mistake the data for a flag.49.LANs: Ethernet 50.LLC 定义: MAC 定义: Token bus Token ring FDDI logical link control is the upper sub layer of the data link layer.Media access control is the lower sub layer of the data link layer.Broadband Analog 51.802.3 defines two categories of LAN : Baseband Digital 52.CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection is the result of an evolution from MA to CSMA to CSMA/CD.53.[ 10Base5 ] 10Base-T, cable.10-10Mbps Base-Baseband 5-500meters a star-topology LAN using unshielded twisted pair(UTP cable instead of coaxial 54.Token ring(令牌环网 allows each station to send one frame per turn.Each situation may transmit only during its turn and may send only one frame during each turn.The mechanism that coordinates this rotating is called token passing.55.FDDI: Fiber Distributed Data Interface.（光纤分布式数据接口）FDDI is a local area network protocol standardized by ANSI and the ITU-U.It supports data rates of 100 Mbps.56.4B/5B: FDDI uses a special encoding mechanism called four bits/five bits(4B/5B.Each for-bit segment of data is replaced by five-bit code before being encoded in NRI-I 4B/5B encoding mechanism is designed to avoid long sequence of 0s.57.Switching methods: Circuit switching: circuit Packet Message switching Time-devising switching Space-division switching 58.TSI(Time-Slot Interchange作用 The main component of time-division switching is a device called a time-slot interchange(TSI.In TSI time slot are sent out in an order based on the decision of a control unit.59.Packet switching: Datagram approach virtual circuit approach 60.X.25 is a packet switching protocol used in a wide area network X.25 is an interface between data terminal equipment and data circuit terminating equipment for terminal operation at the packet mode on public data networks.61.the relationship of X.25 and OSI Network: Data link: Physical: D = 1: D = 0: M = 1: Packet layer protocol(PLP Link access procedure balanced(LAPB EIA-232 V-Series X-Series others 62.complete packet sequence the packet requires an acknowledgement from final destination no acknowledgement is needed.后面有包 M = 0: 后面没包 63.connecting devices: a.Networking i.ii.i.ii.Repeaters: Bridges: Routers: physical layer 1、2 层 1、2、3 层 b.Internetworking Gateways: 1~7 层 64.A bridge divide a large

篇3：通信网络与基础设施

中国第一次承办的2010年上海世博会, 是世博会历史上首届以“城市”为主题的盛会。这一主题不仅体现在城市发展、人文环境、经济环境等诸多方面, 也将在城市信息化领域内演绎, 并将使信息化成为本届世博会的亮点, 成为展示人类迈入信息社会的里程碑。规划面积达5.28km2的上海世博会是世博会历史上首次在中心城区举办, 计划吸引7000万人次参观的规模也将是空前庞大。因此, 世博期间的信息服务和通信保障面临着巨大的挑战。

信息服务和通信保障必须依靠通信基础设施支撑, 通信基础设施分为公共基础设施和信息网络设施。公共基础设施主要包括园区内及周边区域的集约化信息管线、共用局房、移动通信基站、各类专用机房和场馆布线系统。信息网络设施则包括园区固定及无线的公众语音数据通信网、满足运营指挥调度的800M数字集群政务共网、承载世博信息应用系统的数据业务专网等。

通过园区通信基础设施的统筹规划和集约建设, 并引入信息通信新技术, 建设高带宽、安全可靠、兼容性强、功能完善的通信网络, 才能充分保障园区票务、信息发布、物流管理、交通组织等各类信息系统的安全可靠运行。为世博园区提供多元化、多媒体化和个性化的信息通信服务, 让每一位参观者都能在世博园区感受信息技术和城市信息化带来的无限便利和美好。

2 世博园区信息通信的研究

2.1 服务对象的需求

世博会运营的184天中, 将迎来200多个国家和国际组织的参展者、7000万人次的游客、众多的新闻媒体。人群差异化不仅要求世博园区既能提供信息通信的普遍服务, 还要满足人们对信息通信多样化和便捷畅通的需求。

游客:基本的语音通信, 随时随地的因特网接入服务, 购买电话卡或租借通信终端, 人性化信息导航如交通指引、票务受理、展馆导览及预约、园内活动及餐饮购物查询, 紧急情况求助, 残疾人无障碍信息设施等。

参展者:基本的语音通信、传真, 视频会议, 高带宽数据传送和因特网接入、电子商务、园区各类信息导航、IT代维等。

组织者:基本的语音通信、传真, 视频会议, 高带宽数据传送和因特网接入、园区运营管理的信息化应用系统如客流引导、票务系统、交通管理、视频监控、应急通信保障、数据中心的运维与管理等。

新闻媒体:便捷、可靠、快速的语音通信和数据传送, 保证全球新闻媒体能够方便地采访世博会现场并高速同步地发布文稿、图片、视频等信息。

2.2 信息系统的建设

世博会信息系统将全面支撑世博会的各项建设和运营工作, 而信息系统的高可靠运行离不开通信基础设施提供的物理承载和网络支撑。现以园区信息发布系统和视频监控系统为例进行分析。

为满足各类人群对信息查询的需求, 世博园区将构建内容丰富、布局合理的信息发布系统。其核心系统及设置在园区广场、出入口、主要场馆区域的查询终端和多媒体显示屏将可以提供普通电话拨打、园区场馆及活动信息查询、参观路线指引及GIS电子地图打印、高速网页浏览及收发邮件、电视节目播放、由世博服务热线工作人员提供的远程可视电话 (如手语服务) 等功能。为此, 需要实现园区宽带网络的全覆盖, 并建设适合多业务承载需求的移动通信网、数据通信网、有线电视网等世博园区信息通信平台。

为满足世博组织者对建设期和运营期的管理需求, 将对世博园区出入口及周边区域、园区内公共区域、主要场馆区等进行视频监控。不同阶段的视频监控系统对承载网络的要求也具有差异化, 如建设期要求网络具有极大的灵活性以满足工地大规模建设的复杂环境, 而运营期则对网络的带宽、可靠性和兼容性等提出了更高的要求。上千台摄像机分布在5.28 km2, 巨大的视频信息流全部依靠网络承载, 将为世博会可视化安全管理与运营指挥起到关键作用。

3 世博园区通信基础设施的规划与建设

3.1 科学规划、集约建设

根据园区总体规划、人流量预测、各场馆及配套设施的功能定位、应用系统的建设需要, 世博园区将完成近千公里的集约化管线、世博信息化和通信运营商局机房、若干POP点, 多个集约化移动通信基站、场馆室内无线合路系统、主辅数据中心等通信基础设施建设, 并在此基础上构建各类公众和专用通信网络。

(1) 与世博园区规划和建设同步进行

世博园区将建设“一轴四馆”永久建筑、多达220多个参展国和国际组织的临时场馆、世博会历史上首创的城市最佳实践区以及公共配套服务设施、高架步道、水陆出入口、园林景观等。世博园区的功能定位要求通信基础设施在总体规划下, 必须和园区各地块的设计保持同步并逐步深化。随着各地块建设工作的展开, 通信基础设施的建设应同步跟进, 统筹共建各类局 (机) 房、管线、移动基站、无线室内合路系统等。其中局房、移动基站和街道站等在合理选址的同时, 还应采用伪装技术使之与周边景观协调一致。

(2) 管线

在已有的市政管道资源基础上, 世博信息化工程要求进行集约化通信管道建设, 除了满足局机房、移动基站的需求, 还应考虑到园区内移动通信街道站、信息亭、广播、视频监控点等对管道的需求, 因此管道路由及孔数的设计和敷设应该科学合理。

传统的市政管线埋设方式造成城市道路的反复开挖, 由此带来了路面养护费用的增加和影响道路交通等诸多问题, 对城市地下空间资源也是一种浪费。世博园区规划建设总长约7.67km的共同沟, 将供水、电力、通信、有线电视等各种管线集约化于其中、并辅以现代化管理手段。世博园区共同沟建成后, 选择其中一部分路段进行景观化建设并予以公开展示, 让世博会参观者感受城市信息化在基础设施建设中的应用和体现。但是, 共同沟内管线种类和数量众多, 应当采用科学规范的管理措施, 并通过“集约化”手段减少使用单位在管线建设和养护方面的费用支出。

同时, 规划建设高容量的光缆, 满足端到端、高质量、高可靠的信息传送需求;建设经济、灵活、安全稳定的电缆网, 满足基本语音通信需求。

(3) 园区数据中心及运营商局 (机) 房

根据2010年上海世博会信息化总体规划, 将建设世博会主、辅数据中心。数据中心是各信息系统运行的核心节点, 支撑世博会各项运营工作。然而高等级的数据中心, 需要大量资金投入和相当数量的专业技术人员支撑。通过和通信运营商合作, 合理选址并进行集约化建设和运营, 通过共建/共用油机、变配电、蓄电池等基础设施, 借助运营商丰富的机房运维管理经验并委托代维, 依托运营商的大网优势构建主备网络等, 既可保证主辅数据中心安全可靠运行, 亦可大大减少资金投入, 并很好地解决了世博会信息设备的后续利用。此外, 通过采用虚拟化设计分析、高能效的软硬件及合理可行的管理规划等手段优化空间、减少能源消耗, 提升运营管理水平并降低运营成本, 建设绿色环保的世博会数据中心。

3.2 应用信息新技术, 提高网络系统性能

随着近年来信息技术快速发展, 信息通信业务从话音为主转向数据为主, 固定电话交换网从传统的电路交换向基于分组的软交换网演进, 移动通信趋向以3G为代表的新一代移动通信技术发展, 无线宽带技术正逐步广泛应用。主干网络对大容量、高带宽的需求日益加重, 各类以IP为基础的业务都要求能在不同的网络上实现互通和业务的融合。

2010年的上海世博会, 信息网络新技术将成为“成功、精彩、难忘”的组成部分。而辉煌谢幕不久的北京奥运会, 实现的宽带奥运构想, 值得我们借鉴。

(1) 全光网

奥运会建成了连接7个城市所有奥运场馆的智能化全光纤网络, 集成化的通信设备可同时支持宽窄带综合接入业务。并具备网络自愈能力, 满足对突发事件进行有效处理。因此, 对信息化要求更高的世博会场馆, 全光网接入同样势在必行。

和现有的光通信系统相比, 全光网络能够提供巨大的带宽;传输透明, 可以采用不同的速率和协议;具备良好的兼容性和可扩展性等。所以全光网络特别适合承载宽带需求大、网络传输速率高、安全性等级高的业务, 如园区视频监控系统、客流引导和信息发布系统等。

从目前应用的情况看, xPON是建设全光网络中用户接入网的较好选择, 它不仅可为用户提供双向100Mbps接入带宽, 而且可以实现平滑升速至1000Mbps, 并提供良好的QoS。上海等大城市中运营商的全光网络案例亦可以为园区建设和运维提供参考。

根据CNNIC分析, 按现有每年约2亿个的IP地址消耗及年约19%的消耗增速, 全球剩余IP地址将于2012年前后耗尽, 因此应着手实施向IPv6过渡的战略规划。国家发改委日前公布了下一代互联网业务试商用及设备产业化专项的通知, 强调将大力促进IPv6业务试商用, 积极推进下一代互联网由试验向商用的转型。另据媒体报道, 奥运会的58个场馆中全面部署了基于IPv6的大规模远程视频管理系统, 并获得了成功运行。

鉴于IPv6协议在下一代互联网中的核心地位及其地址数量、地址配置管理、传输安全性、服务质量保障等各方面突出的技术优势, 在世博园区建设IPv6试验网, 为部分信息系统的应用提供保障, 起到积极的示范效应。如充分利用IPv6优势, 向重点部位、公共场所提供分布式、可按需扩展、即插即用的可控视频监控服务;建设支持IPv6并承载信息系统的园区业务专网;为实现差异化服务, 满足对多协议并存、多业务承载的实际需求, 建设园区场馆的IPv4和IPv6的双栈接入等。

(3) 无线业务

建设以3G为核心的高速移动通信网和WiFi无线保真技术/WiMax全球微波接入互操做性的无线宽带网, 满足无线视频快速部署、游客导览系统、高速因特网接入等应用对新技术的需求。

3.3 兼顾后续利用

世博园区地理位置优越, 经过筹办期间建设和会后再次开发, 世博会址将成为具有现代化国际性文化交流和商务服务中心功能的标志性区域。特别是“一轴四馆”, 将成为举行“两会”、国际演出活动和会展的重要场所。可以预见, 会后该区域对大容量、先进可靠的通信网络的需求将会相当大。因此园区及周边的通信基础设施在服务好世博会的同时, 应结合后续开发做好规划工作, 使局房、管道、基站等设备设施尽可能实现后续利用, 与会后新增的通信基础设施一起成为与世博功能区发展相适应的综合信息服务的核心枢纽, 更好地服务于世博会后的持续发展工作。

4 工作成果

世博园区通信基础设施的规划和建设工作与各地块建设同步展开, 现已完成世博村、一轴四馆、浦东临时场馆区域和浦西城市最佳实践区等地块中各专用机房、弱电机房、移动基站、管道等规划落地和部分机房的土建工作。规划中新建的3个通信局房、主辅数据中心的选址和初步设计工作也已完成 (其中辅助数据中心已建成并投入运营) 。浦东园区市政通信管道设计和建设进度过半, 浦西园区部分路段管道也已启动建设。此外, 最早投入使用的世博村, 即将完成全部局 (机) 房及地块内管道建设、与市政道路管道沟通, 并已着手无线室内合路系统的建设。

各局 (机) 的选址充分考虑了对周边场馆及配套设施、广场、出入口的通信覆盖, 在早先的总体规划基础上结合地块具体设计情况进行了适当调整, 通过双路由管道接入满足通信网络的冗余。在“一轴四馆”中新增了POP点, 既满足世博会期间重要场馆及周边区域的信息通信安全, 又因为选址在永久建筑中实现了后续利用。同时对各局 (机) 房的设备用电量、发热量进行了估算, 为园区供电及空调的规划和建设提供了依据。在基本完成园区通信基础设施规划落地的基础上, 已根据世博信息化的要求全面启动公众通信网、专用通信网的方案编制工作。

5 结束语

要建成具有亮点和里程碑意义的世博信息化, 通信基础设施规划和建设将在其中扮演重要角色。满足通信网络的全面覆盖和安全可靠是最基本的需求, 统筹规划合理选址、全面推广集约化建设实现资源共享, 可以减少建设与运营成本、提高效益。适度引入新一代宽带通信技术有效解决网络带宽瓶颈并促进多业务融合等将更具有重要意义。规划初期进行科学合理的设计, 充分考虑后续利用和可持续发展, 从而减少世博会后地块重新开发对基础建设的投入, 将为未来城市的信息化工程建设提供示范。

摘要：本文基于对世博园区信息服务和通信保障的服务对象需求及信息系统建设等方面的研究, 就通信基础设施规划和建设进行探讨, 重点对集约化建设、新技术引入和后续利用等作了深入分析。

篇4：通信网络与基础设施

关键词：中小学；基础设施；资源建设

中图分类号：G250.73 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2012）02-0011-03

为适应国际教育信息化的发展步伐，教育部提出从2001年开始计划用5～10年时间，在中小学普及信息技术教育，全面实施“校校通”工程，以信息化带动教育现代化；2003年9月经国务院批准，开始实施面向我国中西部地区的“农村中小学现代远程教育工程”。随着“校校通”和“农村中小学现代远程教育”这两大工程的大力推进，我国基础教育信息化进入一个新的发展阶段。

历经近十年的建设与发展，中部经济欠发达地区的中小学校教育信息网络基础设施与资源建设状况究竟怎样？有哪些需要改进之处？调查对象选择了具有中部地区特征、县域经济仍相对欠发达、地处江苏西北与山东安徽河南三省接壤的江苏省徐州市丰县、沛县和河南省商丘市永城市三县(市)作样本，其中包括：丰县沛县68所中小学校，学生样本计2400人，教师样本1300人；永城市12所中小学，学生样本计800人,教师样本750人。调查方法主要采用了问卷调查、现场察看、个别访谈等。通过对中部欠发达地区中小学校教育信息网络基础设施与资源建设状况的深入调查与分析，以期为推进教育信息化建设的相关工作提供一定的参考。

一、教育信息网络基础设施建设情况分析

教育信息网络基础设施是教育信息化建设的重要内容，也是实现教育信息化的物质基础和先决条件。省“校校通”验收标准规定：凡列入验收对象的学校，每校具有一个及以上的计算机网络教室；至少具有ADSL方式接入互联网（或教育城域网）；网络教室计算机数量及配置：定点完小基本达到2人1机或不少于20台；中心小学及以上的学校每室上课（上机）基本达到一人一机的要求。依据此验收标准，我们对所调查学校进行了分析。

1.基础设施建设资金投入

调查发现，中小学校教育信息网络基础设施建设存在资金投入不足，且农村与乡镇、城市之间存在较大的差异（见图1）。在调查的80所中小学校中，近五年基础设施建设资金投入在1万元以下的学校占13.8%，基本为农村村级小学；资金投入在1～10万元之间的学校占37.5%，主要是农村中小学，还有部分条件不好的乡镇中小学；资金投入在11～50万元之间的学校占41.3%；资金投入在50～100万元之间的主要是城区中小学校，占6.3%；资金投入在百万以上的学校只占1.3%，只是个别条件很好的省市级示范学校。

2. 教育信息网络基础设施建设现状

通过调查走访发现，有86.3%的学校拥有普通计算机房，70.0%的学校拥有多媒体教室，26.3%的学校拥有多媒体网络教室，20.0%的学校拥有闭路电视系统教室，17.5%的学校拥有卫星接收系统，61.3%的学校拥有校园广播系统，5.0%的学校拥有电子阅览室和语音实验室。但在针对学生人数与计算机数量的比例调查中发现，只有16.3%的学校生机比在8∶1以下，38.8%的学校生机比甚至达到20∶l以上，且计算机配置较低，主要为农村中小学。以上数据表明，中小学校计算机配置数量不足，与城市学校相比，农村中小学校在教育信息网络基础设施数量上存在很大的差距。

有关“学校是否已经接入互联网”调查显示，接入互联网的学校有61所，占76.3%，其中采用ADSL Modem接入方案的为28所；未接入互联网，但有接入计划的学校有9所。少部分学校建立了视频点播系统、卫星接收系统和语音实验室等，但大多数学校还没有电子图书馆、电子阅览室、校园网等。总体而言，中小学教育信息网络基础设施建设仍然比较滞后。

二、教育信息资源建设情况分析

教育信息资源是各种可供人们直接或间接开发与利用的信息集合的总称，教育信息资源的建设与利用是教育信息化的核心，是关系到教育现代化建设成败的关键。

1.学科教学资源涵盖情况及主要来源

不同性质的中小学校虽然已经拥有了不同数量的教学信息资源，但是数量仍然有限。不同种类学科教学资源所涵盖情况略有差异，各类学科音像资料涵盖的比例是，选择涵盖全部学科的占2.5%，选择涵盖大部分学科的占36.2%，选择涵盖部分学科的占46.3%，教学课件、电子教案教学资源明显不足，大部分学校没有相关资源建设。访谈中大部分教师认为教学资源短缺或严重匮乏，无法满足教学需要，且不同学科教育信息资源建设不平衡。其中学科教学资源数量最多的是语文、英语和数学，最少的是音乐、体育、美术和信息技术。

针对学科教学资源来源情况的调查显示（见表1），不同类型的学科教学资源来源途径不同，对于课件、教案、网络课程主要是由教师个人制作。调查中还发现，几乎没有学校关注校本教学资源的建设积累，没有为学科教师建设优质录像课、优质课件、电子教案资源库等，且部分资源仍为教师个人制作个人拥有，缺少交流共享。

2 .学科教师对教学资源使用满意度及需求程度

不同学科教师对学校教学资源使用的满意程度有所不同。大部分教师对学科教学资源的建设情况并不满意。而在对教师最需要的教学资源情况问题回答分析表明（见图2），38.1%的教师认为最需要教学课件，22.8%的教师最需要电子教案，只有6%的教师认为最需要在教育教学理论方面有所提升。

3.学科教师对学校教育信息资源建设情况的评价

对学科教师的进一步调查发现，有28.5%的教师认为学校信息化资源数量不足，15.0%的教师认为质量不高，17.4%的教师认为与教学内容不配套，17.7%的教师认为不能正常使用，21.5%的教师认为能够满足教学需要。具体分析发现，城区教师认为学校信息化资源能满足教学需要的比例明显高于乡镇中小学和农村中小学的教师，相反，乡镇和农村中小学的教师认为学校教育信息资源数量不足比例最高（见图3）。由此我们可以看出，城市学校信息化资源建设相对较好，而乡镇和农村学校的教育信息化资源建设相对不足。

三、结论和建议

1.结论

（1）不同类型学校之间教育信息化发展存在差距。城市、乡镇和农村学校信息网络基础设施与资源建设发展不均衡，城区学校信息化设备与应用状况较好，乡镇学校次之，农村学校最差。

（2）教育信息基础设施与资源建设滞后。中小学校计算机配置数量不足，特别是农村中小学校，生机比甚至达到20∶1以上；教学软件和教学信息资源库的匮乏，无法满足教学需要，尤其是音乐、体育、美术、信息技术学科教学信息资源不足。多数学校尚未建立专题网络课程、优质录像库、课件库和电子教案库，无法为教师开展学科与信息技术整合提供服务。

2.建议

（1）更新教育观念，提高建设意识

任何体制或制度的创新，观念的更新总是处于最高层次。各级政府主管对教育信息化基础设施与资源建设的重要性要有明确的认识，把加强教育信息化建设提高到实现教育跨越式发展、缩小城乡教育差距、促进经济发展和增强国家实力的高度来实施；学校领导应对教育信息化工程全面科学地认识，跳出应试教育怪圈，加大资金投入，重视教育信息资源建设。

（2）合理配置资源，注重使用效益

学校信息化基础设施与资源建设应考虑本校的实际情况，切忌盲目攀比。学校在购置信息化软硬件之前，应听取教师的意见，了解教师关于信息化设备和教学资源的真正需求；要积极鼓励教师根据教学的需要使用信息技术设备，要把使用效益作为评估教育信息化建设的主要指标。对于已经配置的信息化软硬件资源，特别是硬件资源要尽可能充分使用，使之最大限度地发挥作用。

（3）开发教学资源，实现资源共享

教育信息资源是教育信息化的重要组成部分，在确保硬件设备达到一定的标准后，相关部门及中小学校自身要花大量的精力来研究教育软件资源的配套建设，力求与硬件建设同步进行。学校可采取教师自建教学资源库为主，直接购买为辅的共同建设模式。同时，为防止各学校对资源的重复建设，造成教师负担过重的现象，主管部门可统筹规划，根据各校实际情况，将资源的具体内容划分给各学校、教师，并引入有效的竞争机制调动学校教师的积极性，发挥各校教师人才的资源优势，整合各种现有教育资源，开发适合中小学需要的课程教学资源，实现资源共享。

（编辑：郭桂真）

篇5：通信网络与基础设施

试讲教师：魏绪建

课程名称：大学计算机基础

讲授章节：第八章计算机网络基础与信息安全第一节计算机网络概述

教学对象：运动训练专业学生

教学内容：1．计算机网络的形成与发展 2．计算机网络系统的组成与功能 3．计算机网络的分类 4．网络的拓扑结构

教学目的：通过本节的教学，让学生了解计算机网络的形成与发展，掌握计算机网络系统的组成、基本功能、网络的分类和网络的拓扑结构的分类

教学重点：计算机网络的组成、功能、分类及网络拓扑结构的分类教学难点：网络的拓扑结构的分类教学方法：讲授法课时安排：1.0学时使用教材：《大学计算机基础》中国铁道出版社，主编：刘晓燕贺忠华，2010年8月第1版

一、板书提纲：

第八章计算机网络基础与信息安全 8.1计算机网络概述

8.1.1计算机网络的形成与发展（1）计算机网络的定义

（2）计算机网络的形成与发展(4个阶段)①面向终端的计算机网络时代

②以通信子网为中心的计算机网络时代 ③开放式标准化网络时代 ④网络互连与高速网络时代

8.1.2计算机网络系统的组成与功能（1）计算机网络系统的组成 ①通信子网②资源子网

（2）计算机网络系统的功能 ①资源共享②信息交换

③分布式处理④提高系统可靠性 8.1.3计算机网络分类

（1）按网络通信涉及的地理范围来划分 ①局域网②城域网③广域网（2）按通信方式来划分

①点对点传输网络②广播式传输网络 8.1.4网络的拓扑结构

（1）网络拓扑结构的基本概念计算机网络的拓扑结构结点链路（2）计算机网络拓扑结构的分类 ①总线形拓扑结构②星形拓扑结构 ③环形拓扑结构④网状拓扑结构

二、教学过程

(一)上一章课程回顾

1．学习了多媒体的基础知识，了解了多媒体信息处理的基本原理２．初步具备了处理声音、图像和视频等多媒体信息的能力

３．掌握了如何利用PowerPoint创建、编辑和使用演示文稿的方法（二)新课导入

21世纪是信息的世纪，计算机网络将在其中扮演着重要的角色。掌握计算机网络的使用是每个人都必须具备的技能。本章将和大家一起探讨计算机网络的有关知识。

（三）新课讲解：

第八章计算机网络基础与信息安全 8.1计算机网络概述

8.1.1计算机网络的形成与发展（1）计算机网络的定义

P209 计算机网络的定义：将地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路互相连接起来，并按照有关协议实现相互通信、资源共享、协同工作的综合系统称为计算机网络。

（2）计算机网络的形成与发展(4个阶段)

P209 ①面向终端的计算机网络时代（20世纪60年代初）

②以通信子网为中心的计算机网络时代（20世纪60年代中期）③开放式标准化网络时代（20世纪70年代末）④网络互连与高速网络时代（20世纪90年代起）8.1.2计算机网络系统的组成与功能（1）计算机网络系统的组成P210 从网络的逻辑功能角度分析，计算机网络由两级子网组成，即通信子网和资源子网（如课本图示：8-2，P211）。

①通信子网：处于网络内层，是由通信设备和通信线路组成的独立的数据通信系统,负责完成网络数据的传输和转发等通信处理任务，即将一台计算机的输出信息传送到另一台计算机。当前的通信子网一般由路由器、交换机和通信线路组成。

②资源子网：也称用户子网，处于网络的外层，由主机、终端、外设、各种软件资源和信息资源等组成，负责网络外围的信息处理，向网络投入可供用户选用的资源。资源子网通过通信线路连接到通信子网。（2）计算机网络系统的功能

p211 ①资源共享②信息交换③分布式处理④提高系统可靠性 8.1.3计算机网络分类

（1）按网络通信涉及的地理范围来划分

P212 ①局域网（Local Area Network，简称LAN）:也称局部区域网络特征：范围不超过几千米；数据传输不低于几兆比特/秒（Mbit/s）；为一个单位或部门所独有。

②城域网（Metropolitan Area Network，简称MAN）：也称市域网

特点：覆盖范围一般是一个地区或城市，范围介于几千米到几十千米，介于局域网和广域网之间，有时也称局域网。③广域网（Wide Area Network，简称WAN）：也称远程网

特点：覆盖范围通常在几十千米到几千千米，也可以覆盖整个城市、国家，甚至整个世界，具有规模大、传输延迟大的特征。（2）按通信方式来划分

P212 ①点对点传输网络②广播式传输网络 8.1.4网络的拓扑结构

（1）网络拓扑结构的基本概念

P212 计算机网络的拓扑结构：是指网络中的通信链路（link）和结点（node）之间的几何结构。结点：是网络中计算机、打印机或联网设备（如中继器和路由器）等的抽象描述。

链路：是指两个结点间承载信息流的线路或信道，所使用的介质可是电话线路或微波等。（2）计算机网络拓扑结构的分类