电话通信的基本原理精选(九篇)

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第1篇：电话通信的基本原理范文

【关键词】实训平台；教学改革；通信网

随着通信技术快速发展，网络通信技术已经成为通信行业主要技术之一，通信网络已经成为我们生活中的基础设施，通信产业已经成为国家的支柱产业。作为培养应用型人才的高校的通信工程专业将《通信网》课程设置为电子信息类专业的必修课程，也是“专业核心课程”。《通信网》课程在整体教学环节中起到承前启后的作用，其教学效果对学生理解和掌握通信技术，提高通信设计能力起着极其重要的作用。

一、课程现状分析

目前《通信网》课程的教学主要使学生掌握通信网的体系架构、各种通信协议、信网的规划设计以及通信网技术的发展，教学内容主要体现在各种通信网的原理，授课方式以传统的板书为主的课堂理论授课方式，这些已经不能适用于当今的大学教育的特点，更不适用于高速发展的通信技术。所以对《通信网》课程进行教学改革以提高教学效果，适应当今通信网技术的发展。

二、教学内容和方法的改革

1.教学方法的改革

对于应用型人才培养定位下的本科高校来讲，《通信网》课程的教学目标应确定为“重理论、厚实践”，注重知识和技能的结合。基础理论以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用为重点：专业知识强调针对性和实用性。培养学生综合运用知识和技能的能力。因此要求学生必须掌握通信网的基本理论，熟悉各种通信系统的框架结构，通信设备的基本原理和关键技术。

教学内容上传统教材侧重于几种电信网的平行讲解包括电话通信网、光纤通信、分组数据通信网、以太网、ATM网、三网融合等内容。随着电信业从话音通信时代走向信息、多媒体通信时代，网络的体系架构发生了深刻变革，全IP的业务融合网络成为业界一致的认识，IP技术已经成为下一代网络、宽带移动通信、IPTV等新兴网络的核心技术。因此，在教学内容设计时，适当地缩小电话通信网的比重，增加IP分组网的内容，以反映现代通信网的现状。

2.教学方法的改革

传统教学基本上以课堂理论讲解为主，辅助开设实验课和课程设计以加强实践教学。教学形式单一，内容相对固定，大量课时用于对理论内容的单方面讲授。教学模式不能反映出该课程的专业应用课特征，缺乏实际教学效果。从实际教学情况看，学生对接触较多的网络的应用理论介绍具有较高兴趣，但随后按照相同模式讲解后续抽象理论内容时，学生对此兴趣较低，对知识的掌握情况不佳。

针对抽象的理论内容可以采用多媒体CAI课件的授课形式，CAI课件提供了文字、影像、flas等新型的信息载体，形成了图文并茂，形象直观的交互式学习环境，可以帮助学生理解复杂的通信理论和通信网络。例如在讲解OSI七层模型时，为使学生能够清晰的理解分层通信的概念，可以利用flas演示两个对等实体之间的逻辑通信过程和信息的打包拆包过程。

三、实践教学改革

针对现代通信网实践性较强的特点，针对通信技术专业，利用通信工程实训中心的条件设计了面向应用型人才培养的实践内容，实训平台是采用国内著名的中兴通信公司产品，以商用的通信设备为基础，合理的集成为适合实训教学的硬件平台，构成了当前国内先进的现代通信实验及实习环境。平台主要由程控交换、光传输、数据通信和宽带接入4个子系统组成（如图1所示）。图1中网线在拓扑图中的连接均通过配线架连接，这样可以在实验时进行灵活配线。按照商用运营网络的架构，实训平台的3个部分是一个有机的整体。

在实验过程中实现现场讲解网络设备的各个组成部分的功能和用途，而且可以进行现场维护工作，并检验操作过程和结果的正确性。这样学生在观察通信网设备的同时，能真正的提高学生的实践能力。

四、结束语

《通信网》课程内容构成广泛，知识系统贴近实际应用的通信网络，具有很强的理论性和实践性，通过改进教学内容和教学方法，依托通信实训平台进行实践教学改革，激发学生的学习兴趣，提高课程的教学效果。

参考文献

[1]邱恭安，章国安，杨永杰.基于项目设计的现代通信网教学模式探讨[J].长春理工大学学报，2010.

[2]郭娟，廖亮.通信工程专业通信网系列课程教学改革的探索与实践[J].西安邮电学院学报，2006.

[3]秦岭，杜永兴，杨立东，高鹭.现代通信网课程体系的改革[J].科技资讯，2008.

[4]吴雅琴，吴哲.校企合作计算机通信网的课程建设[J].计算机时代，2011.

第2篇：电话通信的基本原理范文

（大连职业技术学院，辽宁 大连 116037）

【摘要】高校远程开放教育的发展，计算机技术在校园网领域内不断深入，宽带多媒体语音、视频、网络课堂等为师生们带来了极大的方便。但是，由于目前我国绝大多数高校所用电话网络都是中国电信或者中国联通的电话网络，在各级机构之间基本没有建立其它的电话支撑系统。同时较高的通信费用和低效的沟通平台也亟需通过某种技术尽快解决，Asterisk的出现恰好能够很好地解决这些问题。因此非常有必要建立一套基于Asterisk的校园网电话系统。

关键词 VoIP；Asterisk；测试

VoIP其实是一个名词的缩写形式，也就是Voice Over Internet Protocol，指的是将模拟语音信号经过模数转换、编码、压缩与封装之后，以分组的数据报文形式在IP网络中进行语音信号的传输，并在最终再次转换成模拟声音信号[1]。我们常说的IP电话其实就是VoIP的一项典型应用。在VoIP系统中，语音信号被数字信号处理器DSP进行转换并封装成数据帧，存储在分组数据报文中，在IP网络中进行传输[2]。由于VoIP有效地利用了局域网、城域网、Internet互联网等现有的基础设施，为未来的多网融合铺垫了道路。目前越来越多的企业、机构、学校也都纷纷采用VoIP技术来替换或改造自己的语音通信系统，以提升工作效率和降低成本。

Asterisk 是由Digium公司开发，并开放源代码的一个VoIP系统软件包，它可以在Linux环境下独立运行[3]。Asterisk是一种功能非常齐全的应用程序，它为VoIP的普及和IP-PBX的快速发展提供了重要的推动力。现在越来越多的大学校园的电话系统都已经从传统的模拟电路转向了VoIP电话系统，并逐步实现更丰富的IP融合通信，如统一消息支持等。结合我校现有的电话网和校园网的条件，我建立一套基于Asterisk的校园网电话系统，以满足实际需求。

1　我校电话网和校园网的现况分析

我校现有全日制在校学生一万余人，因为众多原因所以目前有两个校区，其相距30公里。从十几年前，学校在两个校区的基础之上，经历了一、二、三期的建设，已经建成了一定规模的校园网。通过光纤，校园网横跨两个校区，接入到所有的院系大楼、学生的宿舍以及后勤机构等。对于学校而言，维护着一张庞大的校园数据网，而这张网上却缺乏更多的应用，不能带来更多的利益，这是一种极大的浪费。

另一方面，经过多年的发展，学校的语音电话通信网络建设也非常成熟，大容量数字程控交换机为整个校园所有用户提供了稳定可靠的语音电话交换服务。所有学生宿舍都安装了直线电话，并开通了本地联通200智能卡业务。但是由于两个校区的电话通信网络互为独立，学生宿舍电话内部以及与学校的内部电话交换网络都无法直接通信，使得这种孤岛现状不单对学校日常的教学管理工作和学习造成了很大的障碍，影响了沟通效率，同时也极大消耗了日常维护和管理成本。例如两个校区之间的语音通信就存在着很大的问题，目前只能通过PSTN互相拨打固定电话，或使用手机拨打，费用高昂。

这种两张网并存的现状，并不符合未来多网融合的大趋势，其既不利于统一管理，无法发挥两网的整合作用，同时也造成了投资建设和管理维护的极大浪费。面对这样的现状，学校考虑在校园网的基础上，利用VolP技术传递语音，建设一个校园内部的IP网络电话系统。这样一方面充分利用了闲置的校园网内部带宽，另一方面又能在学校内部建立一个更高效、更低成本的实时沟通平台，改善校园内部师生的沟通，促进学校与学生的高效互动，提高工作效率，同时还能大幅降低学校内部的通信成本。

2　基于Asterisk的校园网电话系统的设计

根据我校的语音业务需求，结合学校现有的物理网络建设条件和实际情况，在完成安装、启动、并熟悉Asterisk的基本配置和使用方法后，我搭建了一个Asterisk通信模型，设计出的基于Asterisk校园网VoIP电话系统的总体网络拓扑结构如图1所示。本系统在现有的校园物理网络基础上搭建起来到，设计拟采用“集中式布置、异地互为备份”的系统整体解决方案。即在两个校区的物理网络核心交换层，分别部署VoIP电话系统的Asterisk业务服务器和业务应用平台，两个校区的系统软硬件及业务平台配置相同，异地互为备份。

在系统日常工作运行中，设计采用“属地管控、异地同步”的应用逻辑和策略。即主校区、分校区的Asterisk业务服务器及业务应用平台逻辑上按属地管控原则，分别负责完成各校区内部的语音通信业务需求，实现各自校区内部电话用户的呼叫和管控功能。与此同时，两个校区的Asterisk业务服务器及业务应用平台按照同步的方式进行互通和信息交互，实现两个校区之间的电话通信业务以及信息数据的同步备份操作。

两个校区的业务系统互为监测，例如当主校区的Asterisk业务服务器及业务应用平台出现故障时，分校区的系统可立即执行备份业务职能，全权负责整个校园网的语音通信业务，同时进行数据备份和存储。等到主校区的业务系统恢复运行后，分校区的业务系统将其相关业务信息回传，执行两者系统间的同步工作，恢复正常运行工作状态。

3　基于Asterisk的校园网电话系统的相关测试

为了验证该方案的可行性，以及为日后的实际运营和优化扩展提供更多参考性的改进建议，我在校园中进行了全面的测试，并根据实际测试结果，进行了分析和总结。

3.1　测试环境

本测试完全基于我校实际的校园网网络环境，横跨两个校区，接入点分别位于各种日常办公教学和生活的普遍场所，包括实训基地、教师办公室和学生宿舍等。测试网络拓扑如图2所示。

为了验证各种不同IAD的功能特性和相互之间的兼容性，本次测试我挑选了支持SIP协议的IAD设备和免费SIP软件电话。所涉及的用户端测试IAD如下：

1）办公室语音网关：该网关位于分校区电系办公室。采用了AUVTECH AVG800语音网关，并配置了一块4端口FXS语音接口卡，可提供4个RJ11普通电话接口。网关通过百兆网线接入至楼道交换机，测试时使用一个普通模拟电话机接到语音网关的第一FXS接口。

2）实训基地Wlan电话机：采用Net2Com WIP201无线VoIP话机，支持SIP协议，语音活动侦测，舒适噪音产生和G.168回音消除。该电话机位于主校区的实训基地大楼，通过802.11g无线网络接入到校园网。

3）软电话：采用X-Lite软件电话，运行在分校区学生第一宿舍楼房间内的PC上，通过宿舍楼的楼道交换机接入到校园网。

3.2　注册测试

按照各种配置对用户终端设备进行设置，保存配置文件。然后将测试笔记本电脑上连接到Asterisk服务器所在交换机的20号端口（Asterisk服务器连接到2号端口），配置交换机端口镜像，源端口2号，目的端口20号。就绪后启动Wireshark抓包软件，设定捕获条件为“udp port sip”，并开始抓包。最后依次重起所有用户终端设备，监控所有捕获到的SIP注册数据包，并观察是否有200注册成功的返回。

3.3　呼叫测试

在所有终端设备能够成功注册后，下一步需要进行呼叫的功能性验证测试和兼容性测试，测试采用所有SIP终端设备互相呼叫，以及SIP终端设备呼叫学校PBX下接的内线电话。最后根据测试结果，判断AVG网关、无线话机和X-lite之间是否能正常呼叫和通话。

3.4　网络质量测试

在完成呼叫功能验证测试和兼容性测试之后，我还对校园网的实际网络质量进行测试，主要测试指标包括网络时延、抖动、带宽吞吐量。测试结果实际带宽都能保持在20Mbps以上，仅有两次不足1%的无丢包，平均时延均在10ms左右，抖动基本不超过1ms。但中间出现过一次39ms的平均时延，且伴随58.2ms的抖动，经过对学校各交换机流量的分析，发现是大楼内某系进行培训，下载大量视频文件，几乎占用所有带宽所致。总的来说，网络质量完全可以支持VoIP，并保证其通话质量，但存在偶发的网络质量突然下降，日后的实际运营中需要通过QoS服务质量管理来进行优化保证。

3.5　语音质量与负荷测试

在完成以上的底层传输网络质量测试后，最后我还需要进行更直接的VoIP语音质量测试，来评估选定的方案在校园网中的实际运行效果，其中最主要的就是语音质量和最大并发负荷的测试。传统上，话音质量的测试是主观的：拿起电话，听一段通话，判断其话音质量。其中，比较突出的话音质量主观评估方法是MOS，具体参见ITU 的P.800建议。P.800建议描述了人们的这些反应，包括在听到不同延迟和丢包的语音时会给出的印象分。建立了网络特性，延迟和丢包等，与印象分之间的对应关系，使得MOS对于网络的VoIP的评估和调整十分有意义。MOS的评分从1分到5分，其中1分是非常糟糕，而5分是非常好。如果MOS值低于3.60，则可以认为该网络对VoIP的业务支持很差，MOS值是One-way Delay、Jitter和Packet Loss的综合评价。本次测试检查的MOS值是所有接入话音的平均MOS值。

4　基于Asterisk的校园网电话系统中存在的问题

VoIP尤其是Asterisk作为一项新的技术，其成熟程度仍然无法与传统的电话网络相比， 而且在实际测试中，其结果基本达到预期效果，但也反映出以下几个问题，这为日后的实际运营和网络优化提供了宝贵的参考数据。

4.1　语音质量优化问题

当网络设备性能不足和实际可用带宽不足引起网络带宽突然下降、大幅抖动甚至丢包这些常见的问题时应重点测试不同终端设备在不同情况下，尤其是不同的时段和环境中的语音质量及其压力。

4.2　安全问题

校园网的开放性很大，互联网的各种安全威胁在校园网的运行和管理中表现得尤为突出。VoIP只是IP网络上的一种应用，也像其它IP网络应用一样易于受到攻击的安全威胁。除了病毒木马、垃圾邮件等之外，还有盗打电话；窃听电话，对关键设备的攻击，话费欺诈等。在实际运营中也会存在恶意者利用者渗透到校园网VoIP电话系统，对计费数据进行妨碍甚至改动，会对学校带来直接的经济损失。

4.3　管理维护问题

对于校园网电话系统来说，设备安装好并配置调试通过后，最重要的是管理维护整个网络，解决运营过程中出现的各种问题。例如分配资源、计费、查询、管理用户等。Asterisk本身具有强大的功能和很好的扩展能力，但如果单单作实际运营，还需要解决很多的运营支撑问题。因为在构建好网络之后，管理人员不可能针对任何维护都去修改配置文件，这样效率极其低下，并且有可能因为疏忽或误操作导致整个系统瘫痪。

当然不同的校园网电话系统在实际运营中还有其它的问题存在，这也需要进一步的实践，做更好的完善。

参考文献

［1］杨毅．VoIP技术的基本原理与应用[J]．现代企业教育,2003．6(1):177-181．

［2］sudu.cn/info/index.php?op=article&id=245620[OL].

第3篇：电话通信的基本原理范文

    近年来我国的数据通讯获得了迅猛的发展,IP业务量爆发,IP电视业务也逐步向用户开放,并被一定阶层的人士所接受,它的实现必须依托于巨大传输量的通信网络。在过去主要是电话通信网,其使用的方式也是电路交换,而目前这样的方式已不再适应发展的要求,通过分组交换的方式实现计算机操作的多媒体通信是当今的主要数据通信网运营方式。足够大的容量是通信网的核心,各种通信业务量的剧增,扩容是势在必行的事,光网络传播扩大容量的方法有:TDM、SDM和WDM三种。当前我国的数字传输速度的瓶颈就是TDM技术,所以当前社会的通信业务对高速率、大容量的数字传输有较高的要求,因此EDM和TDM的使用率会降低,WDM技术正在不断的成熟并获得更好的未来发展前景。

    2通信网实现光WDM的发展

    由TDM技术载荷的数字信号,一根光纤只能传输一路光载波,最高的数字传输速率也只为10Gbit/s,这在一定程度上限制了数字速率的提高。EDFA是在沿线路每隔100Km引入的一个EDFA放大器,就可以成功的实现了超容量、长距离的信号传输,由于EDFA放大器的利用使得原本不成熟的WDM技术更为完善。当前所使用的WDM技术,可以同时有n路不同的波长操纵的各种网络单元,将通信网络的容量扩大n倍,通过分析可知如果使用不同波长的光路越多,通信网容量也会得到相应的扩大,而WDM技术就能够很好的利用多路数使得光通信网的容量扩大很多倍,因此从电的通信网到光的通信网的实现已经是通信发展的必然趋势。

    3WDM技术在光网络组建中的应用

    3.1WDM技术的基本原理

    客户端与波分系统端站的特定波长相连,当特定的波长信号进入到OMU单元之后就会与其上的其它波长光信号合波,合波之后的信号被送入到OBA使其业务的功率得到放大,在此过程中监控信号并不参与放大,同时在其中加入监控信号后一起送入线路中与中继站的光放大设备相连并上下监控信号,最后传送到目的端站后送入OPA继续进行业务信号发达并下发监控信号,在此阶段监控信号仍然是不参与放大,放大后的业务信号进入到ODU分波单元还原波长后进入到目的客户端。

    3.2波分系统在实际中的应用

    波分系统在控制功率方面使用了大量的无源器件,长距离的数字传输会使得功率迅速下降,因此必须采取一定的措施确保输出的光功率符合线路传输的要求,同时能否对光功率的合理控制关系着波分线路的整体性能的好坏。随着WDM技术的逐步发展,WDM系统由于使用了EDFA多波放大器,可以有效的降低了WDM在长途传输中的成本。因为WDM技术可以使几个或几十个不同的波长在单模光纤中传输,这种大容量的长途传输可以极大的体现了它的优越性,节约了光纤。较传统的SDH系统使用的中继设备数量大量减少,但是在WDM系统中并不支持系统误码性能的监测和连接完整性确定等一些重要的功能。WDM系统在长途网络中应用是按照每波长来计算成本的,在域网的WDM系统具备波长的可扩展性,可通过简单的增加波长而迅速提供新的业务。同时通过WDM技术可以实现网络交换和恢复,使其光网络的组建更经济、更灵活。

    4WDM技术的发展方向

    WDM技术自其诞生之日起就因其显着的优点和强大的生命力,而获得了迅速的推广应用和发展。在未来的WDM技术发展上会光分插复用器、光交叉连接设备、可变波长激光器和全光再生器等,这些都能够很多的解决了当前WDM技术存在的弊端,是的WDM技术发展更为成熟和完善。

第4篇：电话通信的基本原理范文

关键词: 《程控交换与通信网》课程实践教学实践能力

一、前言

《程控交换与通信网》是高等院校通信与电子信息类专业的一门实用性较强的核心专业课程,内容涉及电信级通信网络的基本概念、建网规则、技术实现方法和运行分析方式等多个方面。这些知识广泛应用于各类通信网及电子通信设备的工程、开发、管理及维护。该课程具备较强的实践性,与学生将来从事电子通信的工作联系十分紧密,因此能加强学生的实践能力,特别是提高学生对当前电信级通信设备的认识和操作水平,提高学生毕业后从事电子通信行业的动手能力和就业信心,帮助学生真正实现学以致用。

笔者多年来在从事《程控交换与通信网》课程的教学和科研工作中,一直致力于提高学生对各类通信网络设备的认识和实践动手能力。通过不断摸索、实践和体会,笔者认为在该课程教学过程中教师可以通过以下三个具体的有效途径来提升学生实践动手的能力:一是教师努力提高自身对通信网新技术的认识和实践操作水平。在课堂教学中,教师除了要讲清楚各类网络的基本概念和技术外,应该多启发学生思考在通信网建设的实际工程和具体通信设备的配置维护中,该如何来运用教科书中的技术。二是教师要构建接近于当前实际电信网络的网络硬件实验环境和软件配置开发平台,增加实验教学和课程设计在该课程教学中的比重,并结合具体情况,制作既有验证性又有开发性的实验及课程设计指导书,给学生充分实践动手和体会消化的机会。三是教师可与当地的电信运营商建立联系,共同建设通信网实习基地,通过技术讲座、网络参观、业务体验,以及对一些电信设备和电信管理软件的操作,进一步加强《程控交换与通信网》课程的实践教学,全面提升学生的实践能力。

二、课堂教学中的实践引导

《程控交换与通信网》主要分为三个部分:第一部分是介绍当前各类电信级通信网的基本概念、建网规则和主要组网技术;第二部分是讲解TST、CLOS、ATM、软交换等交换网络的工作原理与控制方法;第三部分是使用概率论和爱尔兰公式等数学工具对通信网的话务性能和控制能力进行一定的分析。学生理解了这三个部分的主要原理并能应用于实际的通信网络,就能较好地掌握该课程的知识,以指导将来的实践工作。

教师在课堂教学过程中,第一部分的内容主要是先讲通信网的概念和组成,然后介绍公用电话网PSTN、数字传送网(PDH/SDH/WDM)、综合业务数字网ISDN、公共陆地移动通信网PLMN、智能网IN、接入网AN、各类数据网(如DDN)等多种通信业务网的技术和组网情况,最后讲解公共信道信令网CCSN、数字同步网DSN、电信管理网TMN三种通信支撑网对以上通信业务网的控制和管理。比如在讲解最基本通信业务网PSTN的基本技术后,笔者建议教师可向学生介绍电话通信设备的开局、扩容、改造、升级等软硬件技术流程;在讲解智能网IN建网的基本原理后,笔者建议教师介绍实际通信网络中电话卡、电话投票与查询、被叫集中付费800等智能业务数据配置的建立和撤销过程,突出体现该网络业务的灵活性和增值性等特点;在讲解支撑网中的公共信道信令网CCSN时,可以介绍如何通过信令分析软件来管理电话和手机的接续,来判断和定位通信故障点,在说明数字同步网DSN技术时,可以介绍用GPS卫星系统进行全球数字同步与全球定位的区别等等。总之,在通信网理论和技术的讲解中,教师应多引导学生联系实际,加强理论知识和实际使用技能的联系。

第二部分TST等交换网络的内容是程控交换的基础,在讲解的过程中教师应该多使用图例,最好是通过制作不同角度的Flas来加深学生对电路时隙交换的认识和理解;在讲解ATM等宽带交换方式时,教师可以联系ADSL宽带交换接入的实例和仪器设备来分析DMT和CAP等重要的调制复用技术;在讲解软交换时,教师可多联系固定和移动通信网络中的实际使用到的软交换媒体网关的工作过程,通过实际的智能业务分析来说明软交换中业务控制和承载控制相分离的主要特点。

第三部分内容主要是借助概率论和排队论等数学模型,分析当前各类通信网话务特性。以电话网的网络特性和对应的分析工具爱尔兰公式为例,该内容主要是分析用户电话话务量、呼损率和交换设备线数三者的重要关系,教师可以联系实际从三个方面进行举例说明。如对应某电话网已知用户数和交换设备线数,来确定用户呼损率是否符合通信行业的要求;又如根据呼损要求和已有交换设备容量及性能,来确定可以接入多少用户,进而确定放出的电话号码数;再如可以根据建网当地的用户话务量和服务呼损要求,来确定采购多大容量和什么性能的电话交换机及传输设备,以此作为技术数据供网络的投资商来决策。

可见,在《程控交换与通信网》课程的课堂教学中,教师应该在讲明白基本理论的同时,多联系实际工程中的设计、管理和维护,开阔学生的眼界,提升学生的学习兴趣,为学生在该课程后面的实验、实习及毕业后的相关工作打下一定的实践基础。

三、实验教学和课程设计的改进

对于《程控交换与通信网》课程的实验教学,大多数普通高校的课程学时以前不超过8个,实验设备和实验过程也都比较简单,绝大多数借助于简陋的程控交换实验箱,甚至把普通电话机的组装和测试这些技术含量较低的操作作为非常重要的实验内容。随着中兴、华为等国内通信设备制造商的崛起,许多高校构建了较完整的包含实际通信网中使用的交换和传输等设备的专业实验室。同时一些高校通过增加对应课程的实验学时,修改实验操作软件平台与实验指导书,引导学生取得了更理想的实践效果。

以我校通信专业为例,2007年该课程的专业实验室已建设完毕,包含程控交换、SDH传输和宽带数据接入三类网络的重要硬件实验设备和软件实验平台。我校增加了交换传输设备硬件组装和配置、各类信令数据的制作和跟踪分析、SDH环网的网络设计、交换机计费查询及话务统计的制作、数据通信设备宽带上网调测等近十个既有验证性又有设计性的实验。另外,为了指导这些新型教学实验和课程设计工作的开展,根据该专业实验网络设备的功能,我校通信专业制作和改进了相应的实验和课程设计指导书,还鼓励学生根据指导书上的提示,自己动脑动手设计实验。比如该专业根据学生自己构想来设计一些增值通信业务和新型通信方式,如三方通话、电话投票、免打扰、恶意呼叫追查等。与此同时,我校《程控交换与通信网》课程的教学计划也作了大的调整,实验学时从原来的6个学时增加到15个学时,并在学期结束的时候只针对该课程安排一周的课程设计任务。在任课和实验老师的指导下,学生充分认识和理解了这些设备和对应的网络技术,学会了从硬件网络和软件平台两个方面来操作和管理这些设备和网络。以上实验教学和课程设计的改进措施增强了学生对该课程所学理论知识的理解力,大大提高了学生对与该课程有关的通信业务的实践动手能力。

《程控交换与通信网》专业实验室的建立,以及该课程实验教学和课程设计的改进工作,使我校通信专业学生的对该课程的学习兴趣大大加强,学习效果明显提高。学生对该课程的教学满意度也有了很大的提高,从2006年的82%上升至现在的95%。

四、电信实习基地的建立

高校投入的实验经费是有限的,能构建的网络实验室也只能涵盖通信网中部分重要的设备和技术,而通信网设备和技术的发展是非常迅速,如当前传输网络中的智能光交换网络ASON、波分复用传输WDM,下一代网络NGN中的各类网关设备,等等。因此高校要让学生对这些与《程控交换与通信网》课程相关的新兴技术有所了解和进行实践学习,就必须与当地各个电信运营商建立良好的合作关系,给学生提供稳定的实习基地,创造条件让学生更多地接触当前的先进设备和先进技术。

以我校为例,结合该课程的课堂教学和专业实验室的实验和课设,我校组织学生到当地的电信公司、移动公司、联通公司、广电集团等单位实习,使他们能接触到更多最新的网络技术和技能。比如本地的电信分公司,硬件设备很多:光缆装置、光接收与发射机、数字电路测试架、华为及富士通程控交换机、UT小灵通交换机、中兴ADSL宽带接入设备、3G移动控制中心设备、模拟电路测试架、通信保险架及电源设备,等等。在实习现场,学生可以在电信工程师的指导下进行传统电信通信业务和新型的3G通信业务的体验,还可以进行一系列的硬件安装操作和软件控制管理的实习。学生通过这样的体验和实习能更加理解该课程的理论知识,并能使自己的实践操作水平得到进一步的提高。

五、结语

电子通信行业由于技术发展和人才竞争,对该专业学生的要求愈来愈高,只有既有扎实理论基础又有较强实践动手能力的大学毕业生才有更强的市场竞争力。因此在该专业的核心专业课程《程控交换与通信网》的理论教学和技术实践中,技术实践显得尤为重要。教师通过在该课程中课堂教学的实践引导、实验教学的与时俱进、实习基地的现场体验等行之有效的措施,可以较好地解决本专业学生在学习该课程过程中理论和实践脱节的严重矛盾。我校对最近两届电子通信类专业毕业学生进行了问卷调查,发现:90%的学生反映以上的实践教学的改进让他们对《程控交换与通信网》课程所学知识掌握得更加牢固,对毕业后从事相关通信网络行业的实际工作更有信心。

参考文献:

[1]张翠芳.《通信原理》课程教学研究与实践[J].西安邮电学院学报,2009.

[2]叶敏.程控数字交换与交换网(第一版)[M].北京邮电大学出版社,1993.

[3]王承恕.通信网基础(第一版)[M].人民邮电出版社,1999.

第5篇：电话通信的基本原理范文

一、光热利用

太阳能是光能和内能的组合，太阳能中的内能是通过红外线直接辐射到地球，光能是通过光子传播到地球.光热利用是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成内能加以利用.在实际应用中出现的新产品早已琳琅满目.

1.太阳能热水器系统

由于将太阳能转化为温度不太高的热水，只要用简单的装置即可实现，因而被广泛采用.目前，在我国市场上常见的太阳能热水器有以下几类：

（1）平板太阳能热水器.它由平板集热器与热水箱组成，一般采用自然循环运行方式.

（2）真空管热水器.它由多支玻璃真空集热管直接插入水箱构成，一般采用自然对流换热；每支真空集热管与水箱插孔间放置硅橡胶制成的密封圈.真空集热管的热损系数小，故用它做成的太阳能热水器在冬季有较好的热性能.

（3）闷晒式热水器.它是集热与贮热合二为一的整体式热水器，一般由两至三个涂黑的圆筒组成，结构简单、造价低，但夜间散热大，热水不能过夜使用，在冬季也不能用.

2.被动式太阳能建筑

被动式太阳能建筑是指太阳能向室内的传递不借助于机械动力，完全由自然的方式，即蓄热体进行的建筑形式.所谓蓄热体一般指可以储存热量的集热体，蓄热体的材料很简单，可以是液态的水、盐水、油等液体，也可以是固体的砖瓦、预制混凝土、沙、黏土、石块等.蓄热体设置在太阳能接收式冷暖系统的建筑物的任何位置都会发挥功用，但为了能发挥最大限度的功能，必须选择理想的位置.

3.太阳能制冷

一般来说，太阳能制冷有两种方式：一是通过太阳能集热器将太阳能转换成内能，驱动吸附式或吸收式制冷机达到制冷的目的；二是将太阳能由光电池转换成电能，驱动常规电冰箱制冷.比较以上两种方式，利用内能制冷具有造价低、系统运行费用低和结构简单的特点，特别适合发展中国家和偏远农村采用.

4.全天候太阳能灶

根据抛物面聚光原理、光热转换原理、热能存贮与传导原理研制发明.该太阳能灶主要由聚光罩、集热器、保温储能箱、支撑架、自动跟踪调节装置、导热体、保温盖等几部分组成.在阳光相对好的天气，内部温度可以达到280℃以上.

此外，在光热应用方面，还出现了太阳能热泵采暖系统、采暖降温净化器、太阳能辅助电加热低温地板辐射采暖等诸多新产品，感兴趣的同学可上网检索.

二、太阳能发电

太阳能的大规模利用是用来发电.利用太阳能发电的方式主要有“光―热―电转换”和“光―电转换”两种.

1.太阳能发电的原理

（1）光―热―电转换.即利用太阳辐射所产生的内能发电.一般是用太阳能集热器将所吸收的内能转换为工作的蒸气，然后由蒸气驱动气轮机带动发电机发电.前一过程为光―热转换，后一过程为热―电转换.在集热过程中，一般采用抛物面型的聚光镜将太阳热集中，使用计算机让聚光镜追随太阳转动，这种方式的热效率很高，将引擎放置在焦点的技术发展的可能性最大.

（2）光―电转换.其基本原理是利用“光生伏打效应”将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池.太阳能电池就是利用光生伏打效应制成的一种光电器件.太阳能电池与普通的化学电池（干电池、蓄电池）完全不同，是一种物理性质电源.虽然太阳光一照射太阳电池就能发电，但它与一般的发电机大相径庭，它无旋转和磨损，能静悄悄地发电.

2.太阳能发电的应用

（1）大规模并网发电

世界上现有的太阳能热发电系统大致有三类：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统.

①槽式线聚焦系统.该系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内传热工质加热，在换热器内产生蒸气，推动常规汽轮机发电.1985年起先后在美国加州建成9个发电装置，总容量354兆瓦，年发电总量10.8亿千瓦时.随着技术不断进步，系统效率由起初的11．5％提高到13．6％，建造费用和发电成本也在不断降低.

②塔式系统.塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚集到一个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温驱动发电系统发电，其总发电效率可达到25～28％.美国和以色列对此具有较强的技术实力，这一系统正在走上商业化的道路.

③碟式系统.抛物面反射镜／斯特林系统是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到75O℃左右，驱动发动机进行发电.

美国热发电计划与Cummins公司合作，1991年开始开发商用的是7千瓦碟式／斯特林发电系统，目前这一系统的产量已超过1000台.该种系统适用于边远地区独立电站.由于这一系统光学效率高，启动损失小，效率高达29％，在三类系统中位居首位.

（2）太阳能电池的应用

根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位.目前，其应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其适合在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用.

电池行业是21世纪的朝阳行业，发展前景十分广阔.在电池行业中，最没有污染、市场空间最大的应该是太阳能电池.太阳能电池的研究与开发越来越受到世界各国的广泛重视.

（3）家庭化的应用

太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适合于各家各户分散进行发电，而且要连接到供电网络上.太阳电池已逐步成为家用电器的“能源心脏”.

①太阳能电话.以太阳能作能源的无线电话已在英国一家无线电公司问世.它利用顶端上装的太阳能接收板，可以不断给电池充电.使用者的声音通过无线电波输入附近的电话交换机，再传送到各地电话通讯网络.

②太阳能冰箱.法国的太阳能冰箱以甲醇为制冰剂，每24h可制冰10kg，保鲜30kg食物.印度研制出一种仓库用的大型太阳能冰箱，上部装的抛物线镜面将阳光集中在半导体网孔上，把光转换成电流，使箱内温度保持在－2℃，可冷藏500kg食品，每天还可制出25kg冰.

③太阳能空调器.日本夏普电器公司制造的这种空调装置，当天气晴朗时，全部动力都由阳光供给，多云或阴天时才使用一般电源.期间的转换由控制系统自动完成，用它可使一间18m2的居室室温保持在20℃左右，并较一般空调器节约电费60％以上.

第6篇：电话通信的基本原理范文

关键词：会话建立协议；网络地址翻译；VoIP；STUN

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)33-1480-05

Research on NAT Traversal Based on SIP

WANG Qing-nian

(School of Computer Science & Technology, Soochow University, Suzhou 215007, China)

Abstract: SIP is an IETF defined IP multimedia communication control protocol and the key protocol of the next generation network (NGN), As a result of the inconsistency between the rapid development of SIP-based audio/video communication applications and the shortage of IPv4 adresses, the NAT traversal problem has been raised , In the paper , the NAT traversal problem of SIP singnalling and media stream is explained firstly. Then an overview is given to the existing solutions of media stream traversal. Finally a STUN protocol based on implementation is detailed to be applicable to enterprise networks.

Key words: SIP; NAT; VoIP;STUN

相比较传统的公共交换网络（PSTN），VoIP的费用相对比较便宜，VoIP是以IP电话为主，并推出响应的增值业务的技术，VoIP可以便宜的传输语音，视频，传真和数据等业务。如：虚拟电话、电话会议、电子商务、Internet呼叫管理等。之所以VoIP相对便宜，是因为VoIP实际上是互联网上的一个应用。而VoIP最大的优势就是它可以利用庞大的现存的IP网络。

VoIP的基本原理是发送方的设备将语音进行采样编码压缩，之后通过IP封装成IP数据包传输到接收方，接收方将封包进行解码输出到相应的设备。设备还原输出模拟语音。VoIP技术的发展日趋成熟，VoIP技术可以分为三个方向。

1) 使用电话行业中的信令概念，譬如：H.323，MGCP，MEGACO/H.248。

2) 使用电话行业中的控制概念，譬如：中心控制和软交换。

3) 使用以Internet协议为中心的SIP（会话建立协议）。

其中SIP借鉴了其他Internet标准和协议的设计思想，相比其他技术有其突出的优点：

1) 它是基于文本的协议，因此，SIP对以文本形式表示的消息的词法和语法分析就比较简单。

2) SIP会话请求过程和媒体协商过程等是一起进行的，因此呼叫建立时间短，

3) SIP只要充分利用已定义的头域，必要时对头域进行简单扩展就能很方便地支持补充业务或智能业务。

在目前的网络环境中，出于安全性和IPv4地址资源问题的考虑，防火墙和NAT设备广泛使用。这样，如何使用SIP协议穿透防火墙和NAT已经成为SIP应用领域的一个重要课题。

1 SIP协议概述及其原理

1.1 SIP协议概述

会话建立协议（Session Initiation Protocol，SIP）是一种基于文本的应用层协议，类似于我们熟悉的并广泛使用的一些协议如HTTP, SMTP。它是由IETF（Internet Engineering Task Force）提出的IP电话信令协议。会话参与者可以使用SIP创建，修改和终止会话。这种会话可以是电话播叫，多媒体会议，和影音传输。会话参与方通常产生一个携带“媒体描述”的SIP包，以便参与者能够对媒体Codec（编解码）达成一致。SIP相对于H.323(另一种IP电话系统结构的信令协议，是由ITU制定的一整套庞大的标准)简洁,SIP通常可以和其他多种协议进行整合，以发挥更多更大的作用。

早在1996年IETF(Internet Engineering Task Force)中的多媒体工作组已经开发了在Internet上的多媒体基础，即Henning Schulzrinne教授的SCIP（the Simple Conference Invitation Protocol）和Mark Handley的SIP这两份提案，后来被宣布合并到会话建立协议（SIP）。新的协议也保留了SCIP提案中的HTTP定位功能。Schulzrinne，SIP协议经过发展在1999年首次被认可作为RFC（Request For Comments，意即“请求注解”）编号2543，也就是SIP的1.0版本，并在同年分离出一个独立的SIP工作组，对于即时消息和在线检测业务的工作组（SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging, SIMPLE）成立了，在2000年，SIP工作组成立了，它主要是开发和完善SIP协议，比如SIP的方法，消息和事件等。随后在2002年专注应用和扩展的SIPPING（Session Initiation Proposal Investigation）工作组也成立了。2005年时，已经成立了多个工作组，如XCON（集中式的会议），ECRIT（紧急事件通讯）, P2PSIP（Peer-to-Peer SIP）。SIP正受到越来越多企业和研究机构的重视，IETF继续进行制定SIP这项工作，在2001年了标志着SIP已经成熟的2.0版本的规范RFC3261。

RFC 3261的标志着SIP的基础已经确立。那个时候起，IETF又了一些RFC 3261的增补版本。例如，RFC 3262 对临时响应的可靠性作了规定。RFC 3263 确立了 SIP 服务器的定位规则。RFC 3264 提供了offer/answer模型，RFC 3265 确定了具体的事件通知。

1.2 SIP协议功能

SIP支持的主要功能：

用户定位：确定通信所用的端系统的位置。

用户可用性判定：确定被叫方是否空闲和是否愿意加入通信。

用户能力交换：确定所用的媒体类型和媒体参数。

会话建立：邀请和提示被叫，在主被叫之间传递和建立媒体会话参数。

会话管理：包括转移和终止会话，修改会话参数以及调用其他业务等。

SIP本身并不提供服务，但是SIP提供一个基础，用以用来实现不同的服务。

1.3 SIP网络元素

一个SIP网络中有四种SIP逻辑实体，每一种实体都有详细设定的功能，传统的SIP是基于C/S模型进行信息通讯，在SIP通信中的实体要么作为一个客户端，用来发送初始化请求，要么作为服务器端用于响应请求，或者同时集中客户端和服务器端的功能。四种类型的逻辑实体如下：

1) 用户（User Agent，UA），它是终端用户设备，如用于创建和管理SIP会话的移动电话、手持设备、PC、PDA等。UA又可以分为用户客户机和用户服务器，用户客户机用来发送消息，用户服务器对消息进行响应。

2) 服务器（Proxy Server），它管理着一个域的会话请求或者响应信息。服务器接受SIP UA的会话请求并查询SIP注册服务器，或其接收方UA的地址信息。然后，它将会话邀请信息直接发给接收方UA(若果它位于同一域中)或服务器（如果UA位于另一个域中）。

3) 重定向服务器（Redirect Server），它允许SIP服务器将SIP会话邀请信息定向到外部域。不像服务器，重定向服务器不会将传送请求到另一个重定向服务器上。

4) 注册服务器（Registrar），它是包含域中所有用户的位置信息的数据库。通常物理上SIP注册服务器与重定向服务器同在一个硬件上。

1.4 SIP消息的组成

SIP消息有两种类型：请求消息（从客户机发送到服务器）和响应消息（从服务器发送到客户机）。但这两种消息在结构上类似，只在起始行上有差别。

SIP消息的格式：

SIP 消息 =起始行（请求行/状态行）

*消息头部 （1..*头部）

CRLF(空行)

[消息体（可选，通常为SDP）]

请求消息行的格式：

请求行 =Method SP Request-URI SP SIP-Version CRLF

比如：INVITE sip: SIP/2.0

在请求行中，SIP-Version（遵循RFC3261协议）等于SIP/2.0（RFC2543是SIP/1.0），请求行中包含了一个方法（Method），它决定了消息的类型和目的。可以是REGISTER,INVITE,ACK,CANCEL,BYE,OPTIONS.(rfc3261中6种)，SIP在其他的文档中还实现了若干个Method。

表1 SIP请求方法

响应消息行的格式：

响应行 =SIP-Version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLF

如：SIP/2.0 180 Ringing.

在响应行中，Status-Code（状态码）参数是从100~699的整数，共有6大类状态码定义了不同的类型的状态，而每一类又可以分为若干个子状态。

表2 SIP响应状态码

在响应行中的 Reason-Phrase（原因）参数用于对Status-Code（状态码）进行的简单文本描述。在消息头部中，是一些通用的头域，由用户客户机产生的SIP请求必须包含下列6个头域：To、From、CSeq、Call-ID、Max-Forwards和Via。

消息头部的格式

Header-Field = “header-name” “:” header-value *(COMMA header-value)

SIP消息示例：

INVITE sip: SIP/2.0

Via: SIP/2.0/UDP ;branch=z9hG4bK776asdhds

Max-Forwards: 70

To: Bob

From: Alice ;tag=1928301774

Call-ID:

CSeq: 314159 INVITE

Contact:

Content-Type: application/sdp

Content-Length: 142

(SDP 省略)

1.5 SIP会话呼叫流程

一次简单的建立会话过程如图1，简单的呼叫必须至少有呼叫方和被叫方，在两者之间通常有SIP服务器，所有的SIP信令都必须通过SIP修改和转发。在SIP终端启动时都会向SIP注册服务器（这里SIP同时也是注册服务器）发送REGISTER消息，而注册服务器响应200，表示注册成功。建立会话时，SIP终端A首先发起呼叫请求，向SIP发送INVITE消息，SIP向终端B发送INVITE请求。图1中100为临时响应，表示呼叫正在处理中。终端B振铃，向SIP服务器发送临时响应180,主叫（SIP终端A）收到180后听到铃音。SIP终端B向SIP发送成功响应200，表示被叫（SIP终端B）同意会话并摘机，SIP终端A在收到SIP转发的成功响应200之后发出ACK，至此两个SIP终端建立连接，两者之间可以进行媒体通信。

SIP终端A向SIP发送BYE消息请求释放连接，经过SIP的转发BYE传送到SIP终端B，在终端A收到200响应后，呼叫释放成功。

2 SDP(会话描述协议)概述

2.1 SDP协议介绍

SDP是由IETF定义用来描述流媒体会话初始化参数的。例如，在多媒体会话中包括音频和视频编码类型，采样率等。SDP不是一个通讯协议，它的描述语言采用文本模式，所以使用者很容易了解SDP包中所包含的信息。

2.2 SDP与SIP关系

SDP纯粹是一种会话描述的格式，它可以使用不同的传输协议，如会话通告协议SAP、会话建立协议SIP和超文本传输协议HTTP等。

在SIP包的消息体中通常携带SDP的内容，并在SIP消息体中用Content-Type: application/sdp指示。这行之后，就是纯粹的SDP消息。

图1 SIP呼叫流程

SDP文本信息包括：

1) 会话名称和意图；

2) 会话持续时间；

3) 构成会话的媒体；

4) 有关接受媒体的信息（地址等）。

协议结构

SDP 信息是文本信息， SDP 会话描述如下：（标注 * 符号的表示可选字段）：

会话描述：

v = （协议版本）

o = （所有者/创建者和会话标识符）

s = （会话名称）

i = * （会话信息）

u = * （URI 描述）

e = * （Email 地址）

p = * （电话号码）

c = * （连接信息 D 如果包含在所有媒体中，则不需要该字段）

b = * （带宽信息）

一个或更多时间描述（如下所示）：

z = * （时间区域调整）

k = * （加密密钥）

a = * （0 个或多个会话属性行）

0个或多个媒体描述（如下所示）

时间描述

t = （会话活动时间）

r = * （0或多次重复次数）

媒体描述：

m = （媒体名称和传输地址）

i = * （媒体标题）

c = * （连接信息 ― 如果包含在会话层则该字段可选）

b = * （带宽信息）

k = * （加密密钥）

a = * （0 个或多个会话属性行）

其中，c=＜network type＞ ＜address type＞ ＜connection address＞: “c=”域包含链接的信息，“连接地址”指的是传输流媒体的IP地址。m=＜media＞ ＜port＞ ＜transport＞ ＜fmt list＞：每个媒体描述域由多个子域组成。＜meidia＞可以是“audio”、“video”、“application”、“data”和“control”五种形式。＜port＞是媒体流发送的传输端口；＜transport＞是传输媒体时所用的传输协议，通常为UDP.。该子域的值依赖于“c=”；＜fmt list＞表示媒体格式。

3 NAT的网络概念

在计算机网络中，为了节约公网IP地址和基于一些安全性考虑，通常局域网内使用内部私有地址，局域网内的主机若要访问INTERNET网，则IP包必先经过NAT(网络地址转换)设备，NAT设备通常是路由器或者防火墙设备，在INTERNET上大多数系统使用NAT是为了使多个主机上使用一个单一的公共IP地址，从而节约一大部分资金以及方便管理和隐藏内部主机的地址。NAT对于内部主机是透明的，同一个局域网内的主机访问外网使用同一个地址，这个地址也就是NAT设备的连接公网的接口地址，使用不同的端口来区分不同的主机的请求。同时NAT会记录下内外网地址的映射关系。以便外部接收外部传输来的连接发到正确的内网设备。

3.1 NAT的类型

根据NAT的对于内外网的映射关系的不同和是否允许外网主动连接内网主机，NAT可以分为下面三种。

1) 静态NAT（Static NAT）

静态NAT是指内部网络中的每个主机都被永久映射成外部网络的某个合法地址。

2) 动态NAT（Pooled NAT）

与静态NAT不同的是动态地址NAT则是外部网络中定义了一系列的合法，采用动态分配的方法映射到内部网络。

3) NA(P)T

NAPT则是把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上，不用的内网机器对应一个外部IP的不同的端口。

绝大部分的NAT使用的这种方式，通常可将NAPT分为四种类型。

1) 完全锥形NAT

完全锥形NAT把所有来自一个内部私网地址/端口的请求，都映射到同一个外部公网地址/端口。并且，任何外部主机可以通过映射得到的该外部地址发送数据包，从而NAT接收数据包并发送到该内网主机。

2) 受限锥形NAT

只有当私网IP向外发出数据包时，NAT才会进行该私网IP/端口与公网IP/端口的映射，这时目标公网IP的返回数据包能通过NAT到达私网设备，而其他公网IP所发送的数据包会被拒绝。也就是，只有当NAT后面的主机主动与其通信时，该IP设备发出的数据包才能获得通过。

3) 端口受限锥形NAT

图2 NAT(P)T示意图

与受限锥形NAT类似，除了NAT后面的主机（私网主机）主动发送数据包到外网IP地址/端口，该IP地址/端口可以发送数据包通过NAT设备到达私网主机，相比受限锥形NAT更严格，即使来自相同外网IP但是用不同的端口发送数据给NAT，NAT就会将该数据包丢弃。

4) 对称NAT

一个私网设备同时与不同的两个公网设备进行通信时，NAT需要提供两组公网IP地址及端口。这种情况下通常是分配给同一个私网设备数据包发送出外网同一个IP不同的端口。

4 现有SIP穿越NAT技术概述

基于SIP协议的NAT穿越主要指的是RTP流的穿越问题，对于这一问题，业界提出了多种不同的技术。

4.1 应用层网关（ALG）

在NAT/Firewall上加入能够用于具体应用协议（如SIP）感知的模块，通过对具体协议的感知，进行针对不同协议的具体NAT/Firewall穿越处理。对于每一种应用协议都需要一个ALG实例来支持，因此每增加一个应用层协议的支持，或者现有的协议修改了，都需要一个新的ALG来支持，因此这种穿越NAT机制在实现中复杂度高，需要升级NAT设备，成本也大，可扩展性差，这种方式在应用中受到很大的限制。

4.2 MIDCOM控制协议

MiddleBox Communications（MidCOM）是通过在受防火墙/NAT信任的第三方实体(MIDCOM Agent)和防火墙/NAT（MiddleBox）之间建立中间盒通信，使中间盒设备（防火墙/NAT）变成可控制的一种新概念。这些信任的实体通过MDCOM协议与防火墙/NAT进行通信。这种方式允许受防火墙信任的第三方实体代表NAT做出决定，强制其开放端口传送媒体流或数据流，但是并非所有的防火墙/NAT都能够支持某种MIDCOM协议，因此这类技术在实际中的应用也存在一定的局限。

4.3 STUN(UDP的NAT简单穿越)

RFC 3489中提出来一种穿越NAT的一种方式，就是在公网上设置一个STUN服务器，用于与私网终端通讯，在发送数据包之前，终端用户先与STUN服务器通讯，在通信的过程中STUN服务器得知终端的外网地址和出口端口号，并告诉给终端，最终修改SDP数据包的是终端，终端与外网服务器之间使用RFC 3489中定义的STUN协议。但是因为STUN告诉内网终端的端口是UDP目的地为STUN服务器的数据包出外的端口，在对称NAT下真正的媒体流出去则分配一个不同的端口号，所有终端修改了数据包也是没有用的，因而，STUN这种方式不能解决在对称式的NAT下的数据包的穿越问题。

4.4 TURN（STUN Relay Usage）

TURN的全称为Traversal Using Relay NAT，及通过Relay方式穿越NAT。这种方式可以解决对称式NAT下的穿越问题，TURN方式解决NAT问题的思路与STUN相似，不同的是，所有的媒体流都需要经过TURN服务器进行Relay转发。

实现TURN的穿越方式需要终端支持TURN Client，这一点同STUN一样对网络终端有要求；此外，所有报文都经过TURN服务器，特别是语音流，这样增大了网络延时和丢包的可能性。

第7篇：电话通信的基本原理范文

[关键词] 现代物流　信息技术

现代物流信息技术是信息技术在现代物流各个作业环节中的综合应用，是现代物流区别传统物流的根本标志。

一、现代物流信息技术构成

1.现代物流信息基础技术，即有关元件、器件的制造技术，它是整个信息技术的基础。例如微电子技术、光电子技术等。

2.现代物流信息系统技术，即有关物流信息的获取、传输、处理、控制的设备和系统的技术，它是建立在信息基础技术之上的，是整个信息技术的核心。其内容主要包括物流信息获取技术、物流信息传输技术、物流信息处理技术及物流信息控制技术。

3．现代物流信息应用技术，即基于管理信息系统(MIS)技术、优化技术和计算机集成制造系统(CIMS)技术而设计出的各种物流自动化设备和物流信息管理系统，例如自动化分拣与传输设备、自动导引车(AGV)、集装箱自动装卸设备、仓储管理系统(WMS)、运输管理系统(TMS)、配送优化系统、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等等。

4.现代物流信息安全技术，即确保物流信息安全的技术，主要包括密码技术、防火墙技术、病毒防治技术、身份鉴别技术、访问控制技术、备份与恢复技术和数据库安全技术等。

二、现代物流信息技术的发展现状

1.射频技术的基本原理是电磁理论，利用无线电波对记录媒体进行读写。射频技术的优点是不局限于视线，识别距离比光学系统远，射频识别卡可具有读写能力，可携带大量数据，难以伪造和有智能等特点。射频识别系统的传送距离由许多因素决定，如传送频率、天线设计等，射频识别的距离可达几十厘米至几米，且根据读写的方式，可以输入数千字节的信息，同时，还具有极高的保密性。射频识别技术适用的领域：物料跟踪、运载工具和货架识别等要求非接触数据采集和交换的场合，要求频繁改变数据内容的场合尤为适用。

射频识别系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成也会有所不同，但从射频识别系统的工作原理来看，系统一般由信号发射机、信号接收机、发射接收天线等几部分组成。

射频识别系统根据其完成的功能不同，包括四种类型：

(1)EAS系统。EAS系统是设置在需要控制物品出入门口的RFID技术。这种技术的典型应用场所是商店、图书馆、数据中心等地方，当未被授权的人从这些地方非法取走物品时，EAS系统会发出警告。在应用EAS系统时，应在物品上粘附EAS标签。当物品被正常购买或者合法移出时，在结算处通过一定的装置使EAS标签失活，物品就可以取走。物品经过装有EAS系统的门口时，EAS装置能自动检测标签的活动性，发现活动性标签EAS系统会发出警告。EAS技术的应用可以有效防止物品的被盗。

(2)便携式数据采集系统。便携式数据采集系统是使用带有RFID阅读器的手持式数据采集器采集RFID上的数据。适用于不宜安装固定式RFID系统的应用环境。手持式阅读器可以在读取数据的同时，通过无线电波数据传输方式适时地向主计算机系统传输数据，也可以暂时将数据存储在阅读器中，成批地向计算机系统传输数据。

(3)物流控制系统。在物流控制系统中，RFID阅读器分散布置在给定的区域，并且阅读器直接与数据管理信息系统相连，信号发射机是移动的，一般安装在移动的物体、人体上面。当物体、人体流经阅读器时，阅读器会自动扫描标签上的信息并把数据信息输入数据管理信息系统存储、分析处理，达到控制物流的目的。

(4)定位系统。定位系统用于自动化加工系统中的定位以及对车辆、轮船等进行运行定位支持。阅读器放置在移动的车辆、轮船上或者自动化流水线中移动的物料、半成品、成品上，信号发射机嵌入到操作环境的地表下面。信号发射机上存储有位置识别信息，阅读器一般通过无线的方式或者有线的方式连接到主信息管理系统。

2.EDI技术。EDI技术是Electronic Date Interchange的缩写，是指按照统一规定的一套通用标准格式，将标准的经济信息通过通信网络的传输，在贸易伙伴的电子计算机系统之间进行数据交换和自动处理。EDI的目的是通过建立企业间的数据交换网来实现票据处理、数据加工等事项的作业自动化、省力化、及时化和正确性，同时通过有关销售信息和库存信息的共享来实现经营活动的效率化。

EDI通常由四个方面构成:关于信息传递方式的规定、关于信息表示方式的规定、关于系统运行操作的规定和关于交易业务的规定。这些规定是利用EDI系统的各方达成的共识，这些规定实际是对这四个方面涉及的内容进行标准化工作。

3.EOS技术。EOS（Electronic Ordering system）电子自动订货系统是零售业与批发业之间通过局域网或互联网和终端设备以在线连接方式将各种信息从订货到接单，用计算机进行处理的系统。EOS并非单个的零售店与单个的批发商组成的系统，而是许多零售店与许多批发商组成的大系统的整体动作方式。EOS系统基本上是在零售的终端利用条码阅读器获取准备采购的商品条码，并在终端机上输入订货资料；利用电话通过调制解调器传到批发商的计算机中，批发商开出提货传票，并根据传票同时开出拣货单，实施拣货，然后依据送货传票进行商品发货；送货传票上的资料便成为零售商的应付账款资料及批发商的应收账款资料，并接到应收账款的系统中去；零售商对送到的货物进行检验后，便可以陈列与销售了。

EOS系统在物流管理中的作用：一是对于传统的订货方式，EOS缩短了从接到订单到发出订货的时间，缩短了订货商品的交货期，减少商品订单的出错率，节省人工费;二是有利于减少企业的库存水平，提高库存的管理效益，同时也能防止商品特别是畅销商品缺货现象的发生;三是对于产生厂家和批发商来说，通过分析零售商的商品订货信息，能准确判断畅销商品和滞销商品，有利于企业调整商品产生和销售计划。四是有利于提高企业物流信息系统的效率，使各个业务信息子系统之间的数据交换更加便利和迅速，丰富企业的经营信息。

4.GPS技术。GPS是Global Positioning System的简称，中文意思为“全球定位系统”，是结合了卫星及无线技术的导航系统，具备全天候、全球覆盖、高精度的特征，能够实时、全天候为全球范围内的陆地、海上、空中的各类目标提供持续实时的三维定位、三维速度及精确时间信息。

GPS的物流功能：一是实时监控功能。在任意时刻通过发出指令查询运输工具所在的地理位置并在电子地图上直观显示出来;二是双向通讯功能。GPS的客户可使用GSM的话音功能与司机进行通话或使用本系统安装在运输工具上的移动设备的汉字液晶显示终端进行汉字消息收发对话;三是动态调度功能。调度人员能在任意时刻通过调度中心发出文字调度指令，并得到确认信息。四是数据存储、分析功能。

5.GIS技术。GIS(Geographical information system,地理信息系统)是多种学科交叉的产物，以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时地提供多种空间，动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操作和分析。其显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图，显示对象包括人口、销售情况、运输线路以及其他内容。

GIS应用于物流分析，主要是指利用GIS强大的地理数据功能来完善物流分析。国外公司已经开发出利用GIS为物流分析提供专门分析的工具软件。完整的GIS物流分析软件集成了车辆路线模型、最短路径模型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等。

6.物流专家系统。专家系统是利用把数据和信息转换成可使用的知识，吸取和分享专家意见，并把知识管理成资源，来解决问题的计算机软件。以其特有的问题处理能力，成为企业解决问题的一种方法。专家系统包括三个组成部分：知识库、推理动力和客户界面。

知识库包含专家意见，采用的形式是一系列“如果，那就”的条件语句。通常，它对有关决策所需使用的数据和推理去访问一系列“专家”而开发出来的。综合和协调这种由若干专家参与的决策推理，开发具有实质内容的知识库，可使缺乏经验的人员做出更有效的决策。

推理动力在知识库中搜索用以确认有关具体决策所适用的规则。常用的推理机制有正向、反向或双向推理。正向推理、反向推理在分别使用时由于搜索、匹配过长，使处理问题的时效性差，因此可以同时采用正、反向推理，即双向推理。

客户界面有助于决策者与专家系统之间交互影响。该界面用自然语言以格式化的形式向客户提出关键问题，并对客户的回应做出解释。良好的界面允许客户提炼知识库，使之能获得额外信息和专家意见。客户界面包括解释器、专家接口。

三、现代物流信息技术的发展趋势

1.趋势之一：RFID将成为未来物流领域的关键技术。专家分析认为，RFID技术应用于物流行业，可大幅提高物流管理与运作效率，降低物流成本。另外，从全球发展趋势来看，随着RFID相关技术的不断完善和成熟，RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国民经济新的增长点。因此，RFID技术有望成为推动现代物流加速发展的新品剂。

2．趋势之二：公共物流信息平台的建立将成为物流发展的突破点。公共物流信息平台(Public Logistic Information Platform PLIP):是指为物流企业、物流需求企业和政府及其他相关部门提供物流信息服务的公共的商业性平台，其本质是为物流生产提供信息化手段的支持和保障。公共物流信息平台的建立， 能实现对客户的快速反应。现代社会经济是一个服务经济的社会。建立客户快速反应系统，是物流企业更好的服务客户的基础。公共物流信息平台的建立，能加强同合作单位的协作。

3.趋势之三：物流信息安全技术将日益被重视。借助网络技术发展起来的物流信息技术，在享受网络飞速发展带来巨大好处的同时，也时刻饱受着可能遭受的安全危机，例如网络黑客无孔不入地恶意攻击、病毒的肆掠、信息的泄密等等。应用安全防范技术，保障企业的物流信息系统或平台安全、稳定地运行，是企业长期将面临的一项重大挑战。

参考文献：