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记得我当初刚参加工作时有一个关于技术学习的很大的困惑:
按说我也是一个好学上进的好孩子,在办公室搜集了很多通信技术资料、书籍、设计文件拿回宿舍看,可
是每次一看起来就觉得非常晦涩难懂,看上几页就昏昏欲睡,然后每次睡醒了继续看,就这样看了又睡、
睡了又看之间徘徊、忍受、坚持了一段时间后,收效甚微,充其量也就是达到一些专业术语眼熟的水平,
后来经过我详细的分析,学习效果不好的原因可能是睡觉时间占比偏高。
直到数年前,网上很火的《大话通信》系列丛书让我如获至宝,醍醐灌顶,可是本人是传输专业,作为一
个一直在技术门槛之外徘徊了十几年的通信人,一直翘首期盼着《大话通信之传送网》的诞生,但多年过
去,连个发布会也没有盼来。
于是冒出一个激进的想法,自己试着写一点?
大话传送网这个标题,分”大话”和”传送网“两部分,传送网?哎,说多了都是眼泪,但一个门外汉能有这
个勇气着实可嘉,好在大话这部分,作为一个浪迹职场十数年的资深忽悠,问题不大。
本文旨在通过深入浅出的介绍,让初入传输的不幸的小白们能够迅速晋升至小白+,本人主要负责浅出部
分,深入部分不行就问度娘,同时也希望专家们能够不遗余力的拍砖,只要拍不死,我就继续修改完善,
发出我的光和热。
本文就不从古代烽火台、八百里加急讲起了,本人历史一直是60分以下水平,说多了怕露怯,咱们就从光
通信的开始——PDH讲起。
闲言少叙。
第零章 传送网是什么
传送网是什么,这个问题不同的人会有不同的答案,可能有人会直观的理解传送网=传输设备+线路,或者
是很多环和链等等,这个问题并没有标准答案,但作为一个刚刚进入这个领域的人,脑子里需要有个相对
靠谱的理解。
如果把信息比作货物,传送网就是一张物流网。物流网承载的是各个企业、个人之间的业务往来,传送网
承载的是各个业务网的信息往来。
固话、移动、宽带、数据、软交换、大客户等等都是靠传送网实现网元间的信息交互的,也就是说,我们
之所以可以远距离的打电话、发短信、互联网上交流、看IP电视等,都是基于这张庞大而又复杂的传送网
实现的。
传送网将遍布全球的业务层面的孤岛联成了固定电话网、移动通信网、宽带互联网,套用一句熟悉的广告
词,我们不生产信息,我们只是通信系统的搬运工。
大话传送网 2016/3/17
在我看来,传送网就是远距离传送信息的可靠的网络。
为什么说远距离呢,你要给你的办公室的同事或者邻居一个东西,就没必要叫快递公司。同样,信息的传
递也不是处处都需要传送网,一般机房内的各种互联就可以直接对接,网线和2M同轴电缆可以传100米左
右,有的设备配置单模光模块也可以传个十几甚至几十公里,但是几百公里甚至几千公里呢?远和近没有
绝对的界限,只要是业务网鞭长莫及的,就要交给传送网了。
另外一方面就是容量,业务侧通过光纤直连在一定距离内固然可以实现,但是这么多专业都光纤直连,势
必要消耗大量的光缆纤芯,付出的建设成本会很高。这就好比大家都不通过快递公司,而是自己开车、坐
火车或飞机去送货,那肯定不是十几块钱能搞定的。传送网可以达到一对纤芯承载8T甚至更高的业务,传
送效率越高就意味着单比特的传送成本越低,正所谓“因为专注,所以专业”。
再者就是安全,你货物交给快递肯定不希望弄丢了,传送网也必须要保证信息传递的安全性和准确性,需
要提供各种容错机制、保护倒换作为安全性的保障。
其实传送网各种技术发展了几十年至今,无非就是这几个关键点:容量、安全、长距离。
0.1 通信是干啥的
0.1.1 古代通信的智慧:烽火台
在很久很久以前,大概在周朝吧,我们的老祖宗苦于各路敌军的滋扰,发明了这么一个能够传递军情的
古老但是很实用技术—烽火台。烽火台的原理大家都知道,就是相隔一定距离筑起一个个的高台,如逢敌
军来犯,则白天施烟,夜间点火,告知最近的烽火台一个简单扼要的信息--我这里有情况,请速
速支援,十万火急!!!于是乎,临近的烽火台通过观察到这里的信息--烟火后,将这个信
息按照同样的方式传递,一路沿着一个个的烽火台直到传达至京城圣上,皇上龙颜震怒,
曰,给朕灭了他们!
大话传送网 2016/3/17
图1-1 古代烽火台
一个烽火台里的工作人员(古时称为“烽子”)通过观察得到了军情,这个军情就是一个信息。
什么是信息(information),在1948年数学家香农提出过,信息是用来消除随机不定性的
东西,什么意思呢?比如“敌军今天可能来犯,也有可能不来”这就不是信息,按照专业的说法
这叫做“信息量为零”,通俗点说就是“废话”。而“有敌军来犯”就是消除了“可能来犯”和“可能不
来”之间的不确定性,明确的告诉你敌军来了,所以,“有敌军来犯”就是信息。
问:在这个过程中,烽火台起到了什么作用呢?
答:信息的传递。
当然,废话也可以传递,只是它没有传递的价值,这句废话传到皇上那,皇上一定很生气,
你敢耍皇上?后果很严重!
当发现敌情的驻军想要将信息传递给上游的驻军,烽火台就是负责将信息远距离传递的快速
有效的工具,烽火台就是一种通信设施,虽然原理很简单,可是里面又凝结了很多我们祖先
的智慧和经验,古人和现代人一样,想要高效、准确的传递信息,我们现代通信人所面临的
一些问题,老祖宗们也曾经思考过,比如:
为什么要有烽火制?站在现代来看,这些烽火制就是一个个的技术体系,假设说,你让唐代
的烽子点火,让明代的烽子去观望,恐怕得到的是不准确甚至是错误的信息。你点起一堆
烟,到底是“报个平安”,还是“火速支援”需要一个共识,“ 同一个世界,同一个规则”是一个必
要的条件,就是大家遵循一个同样的套路。这里我们就可以理解,技术体系是什么具体内容
也许不那么重要,但是信息的“发”和“收”双方使用同样的技术体系却是必须的。
烽火台为什么要“台高五丈”?为什么要燃烧狼粪、牛粪、艾蒿?为了要传的远,台子高站得高
才看得远,火旺、烟多则传得远,如果站在地面上点一个柴火棍的话几里开外肯定看不见。
信息传的远,烽火台之间的距离就远,相同的距离就可以少建一些烽火台。而我们光纤传送
网为什么要去选择合适的波长窗口,为什么要有长距模块?也是为了提高信号强度、减小衰
耗,目的也是为了传得更远,传输距离也是我们传送网的需要解决的一个根本的主要问题。
大话传送网 2016/3/17
图1-2 祖先对烽火台的思考
其他的问题就不一一列举了, 可见烽火台看似简单实则包罗万象,古人们不断的在实际应用
中思考、总结、完善烽火制度,而我们现代通信也是一样,在实践的过程中不断的发现、改
善自身暴露的问题,并随着人类的需求的提高而向前推进技术的演进,技术发展的脚步永远
不会停息,而我们每一个通信人也终将成为“通信”这座宏伟大厦的一粒石子。
0.1.2 通信就是信息交互
烽火台在古时相当于国家军用网,不是我等平民百姓能用的,你王员外再有钱也不能托烽火台给你带个
话。在没有通信网络的古代,人们在面对面的情况下,要相隔一定的距离交互信息只能依靠旗语、击鼓传
声、飞鸽传书、托人带话、驿站邮递等这些落后的方式,基本特点就是靠眼睛去看、靠耳朵去听、靠腿去
跑,技术含量比较低,所以还不能称之为通信“网”。当时的交通也非常不便利,各种通信手段交互的信息
量和效率都十分有限,否则也不会有“烽火连三月、家书抵万金”、“马上相逢无纸笔、凭君传语报平安”这样
的绝世佳句,所以那个时候说起京城,比现在说起美国的感觉还要遥远得多。
大话传送网 2016/3/17
图1-3 古代驿站邮递人类在几千年漫长的岁月一直使用着古老的通信方式,直到19世纪30年代开始,随着
莫尔斯发明了电报,麦克斯韦预言了电磁波并被赫兹最终证实,贝尔发明了电话,马可尼发明了无线电
报,高锟奠基了光纤通信等等,那么多的伟大的科学家、发明家在科学的道路上前赴后继用尽毕生的经
历,使无线通信和有线通信飞速的发展并广泛的应用,使现在的我们可以每天通过手机、电脑等各种终端
去打电话、看新闻视频、刷朋友圈微博等等,人与人之间的距离拉近了,我们一下子感觉到,世界原来是
那么小。我们的电脑上网从64k拨号到现在动辄几十M的光纤入户,我们可以随时随地掏出手机连上WIFI
和3G/4G去畅游网络,我们的电话费、流量费却越来越便宜,所有这些都是通信网的发展给我们带来的实
惠。
图1-4 现代通信系统的效率
人类依靠感官直接获得信息以及彼此之间传递信息交流各自对世界的看法,使人类能够去认识世界、改造
世界,其中,凭自身直接得到的信息量是有限的,而依靠交互得来的信息占信息来源的大部分,信息交互
(我们常说的沟通)是人类获得信息的主要渠道,信息交互是人类最基本最重要的可以和衣食住行并列的
需求之一。我们想要去面对面的沟通会受到各种条件的限制,使用现代通信系统成为了信息交互主要的一
种手段,如果哪一天没有了通信网,我们的生活就会像没有水和电一样无法想象,而我们整个通信行业从
业人员和整个通信网络说到底就是在做这么一件事,满足人类信息交互的需求。
0.2 模拟通信
0.2.1 “模拟”和“数字”
大话传送网 2016/3/17
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