具体描述
Growth in broadband integrated network technologies like ATM, ISDN, and frame relay has been phenomenal in recent years. This book focuses on the quantitative methods, such as modeling and performance analysis in the high-speed ATM networking environment, as opposed to qualitative overviews. Covers the types of services provided over ATM networks, the ATM protocol model, Broadband ISDN and ATM, traffic characterization, access control in broadband networks, ATM switches, effective capacity, and feedback congestion control. For communication specialists, especially those working in the telecommunications industry.
《泛在融合网络》 一、 时代背景与技术演进 数字时代的浪潮奔涌向前，信息传递的速度、容量与可靠性已成为衡量社会发展水平的关键指标。从最初的电话通信，到电视广播，再到个人电脑的普及，人类社会的信息交互方式经历了颠覆性的变革。互联网的出现更是将全球连接起来，构建了一个前所未有的信息共享平台。然而，随着用户需求的日益增长和应用场景的不断拓展，传统的网络架构和技术已显露出其局限性。 从“单一”到“融合”的必然趋势： 最初的网络是相对独立的，例如电话网专注于语音通信，数据网专注于数据传输，而移动通信网则解决了无线接入的问题。但现实世界中的通信需求是多样的，用户希望在任何时间、任何地点、以任何方式与任何人进行可靠且高效的通信。这种“一切皆通信”的愿景，必然推动不同类型网络的融合。语音、视频、数据、控制信号等，不再被割裂开来，而是需要在一个统一的框架下进行承载和管理。 带宽的爆炸式增长与挑战： 互联网的普及，高清视频的流行，物联网设备的激增，以及人工智能、大数据等新兴技术的兴起，都对网络带宽提出了极高的要求。仅仅增加带宽是远远不够的，还需要网络能够高效地分配和管理这些巨大的带宽资源，确保不同业务的QoS（服务质量）得到保障，避免拥塞和延迟。 连接的泛在化需求： 过去，网络连接是受限的，需要特定的设备和地点。而现在，从智能手机、平板电脑，到可穿戴设备、智能家居，再到工业自动化、智慧城市中的传感器和执行器，万物互联成为现实。这种“泛在”的概念，意味着网络需要能够无缝地连接海量的、异构的设备，并能根据需求动态地提供连接和计算能力。 网络智能化的探索： 随着网络规模的扩大和复杂性的增加，传统的手动配置和管理方式已无法应对。网络需要具备一定的“自我感知”、“自我诊断”、“自我修复”和“自我优化”能力。人工智能和机器学习技术在此发挥着越来越重要的作用，旨在让网络变得更加智能、更具弹性、更易于管理。 《泛在融合网络》一书，正是诞生于这样的时代背景之下。它深刻洞察了网络技术发展的脉络，预见到并深入探讨了如何构建一个能够满足未来信息社会需求的、全新的网络范式。本书并非简单罗列现有技术，而是从更高的战略层面，系统地梳理了从传统通信网络到下一代泛在融合网络的演进逻辑，剖析了融合带来的机遇与挑战，并为构建这样一个全新的网络生态系统指明了方向。 二、 核心理念与技术架构 本书的核心在于“泛在”与“融合”。“泛在”强调的是连接的普遍性和无处不在，无论用户身在何处，使用何种设备，都能享受到高质量的网络服务。“融合”则意味着打破不同网络类型之间的壁垒，实现资源的共享、业务的无缝切换和管理的统一。 1. 泛在连接的实现： 异构网络的无缝互通： 传统的有线、无线（Wi-Fi、蜂窝网络）、卫星等网络往往是独立运作的。本书探讨了如何通过统一的接入层技术和协议，实现这些异构网络的无缝互联互通。例如，智能终端可以根据信号强度、网络负载、业务需求等因素，动态地在不同的网络之间切换，确保用户始终处于最佳连接状态。 软件定义接入（SD-Access）： 传统的网络接入方式硬编码了许多功能，灵活性差。SD-Access通过将网络控制功能与硬件设备分离，使得网络接入更加灵活可编程。例如，可以根据用户的身份、设备类型、应用场景，动态地配置网络策略，实现精细化的接入管理和服务质量保障。 边缘计算的融合： 将计算和存储能力推向网络的边缘，靠近用户和数据源。这可以显著降低延迟，减轻核心网络的负担，并为物联网、实时数据分析等应用提供强大的支持。本书深入探讨了边缘计算如何与网络融合，实现更高效的数据处理和更快的响应速度。 2. 融合网络的构建： 统一的资源池与调度： 传统网络各自拥有独立的资源（带宽、计算能力、存储）。融合网络的目标是将这些资源整合到一个统一的资源池中，并利用先进的调度算法进行智能分配。这意味着，当某个应用需要大量带宽时，可以从整个网络中动态地调用资源，而不会受到单一网络类型的限制。 服务质量（QoS）的端到端保障： 融合网络需要能够为不同类型的业务提供差异化的服务。例如，视频会议需要低延迟和高带宽，而电子邮件则对延迟的要求较低。本书探讨了如何通过端到端的QoS策略，确保关键业务得到优先保障，从而提升用户体验。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）： SDN将网络的控制平面与数据平面分离，使得网络控制更加集中化和灵活化。NFV则将传统的硬件网络功能（如路由器、防火墙）通过软件的形式运行在通用硬件上，大大提高了网络的部署速度和资源的利用率。本书深入分析了SDN和NFV如何作为构建融合网络的重要技术基石。 网络切片技术： 允许将一个物理网络划分为多个逻辑上独立的虚拟网络，每个虚拟网络可以为特定的应用或用户群体提供定制化的网络服务。例如，可以为自动驾驶汽车、远程医疗、工业自动化等场景创建独立的网络切片，以满足其独特的性能和安全需求。 3. 智能化的网络管理与运维： 数据驱动的网络优化： 通过收集海量的网络运行数据，利用大数据分析和人工智能技术，洞察网络运行规律，预测潜在问题，并进行主动优化。 自动化运维： 实现网络配置、故障排除、性能监控等任务的自动化，减少人工干预，提高运维效率，降低运营成本。 安全性的深度融合： 将安全机制从网络边缘深入到网络的各个层面，实现主动防御、威胁情报共享、智能安全策略部署等，构建一个更加安全的网络环境。 《泛在融合网络》一书，通过对这些核心理念和技术架构的深入剖析，描绘了一个未来网络的蓝图：一个无处不在、智能高效、安全可靠的通信基础设施，为人类社会迈向更高层次的数字化、智能化发展提供坚实的基础。 三、 应用场景与未来展望 泛在融合网络的出现，将深刻地改变我们生活的方方面面，并在众多关键领域催生革命性的应用。 1. 智能生活与智慧城市： 全屋智能互联： 智能家电、智能安防、智能照明等设备将实现无缝连接和智能联动，用户可以通过语音或移动设备轻松控制家中的一切，享受更加便捷、舒适和节能的生活。 智慧交通： 自动驾驶汽车需要高可靠、低延迟的网络连接来实时交换信息，实现车与车（V2V）、车与路（V2I）的协同。智慧城市可以通过传感器网络实时监测交通流量，优化信号灯配时，缓解交通拥堵。 公共安全与应急响应： 融合网络可以支持高清视频监控、无人机巡逻、实时态势感知等，提升城市管理和应急响应能力。在发生自然灾害或突发事件时，能够快速构建临时的通信网络，保障救援和信息传递。 智慧能源与环境监测： 智能电网可以实现能源的优化调度，提高能源利用效率。遍布城市的传感器网络可以实时监测空气质量、水质、噪音等环境指标，为城市治理提供数据支持。 2. 工业互联网与智能制造： 柔性生产与大规模定制： 工业设备之间的实时通信和数据交换，将支持更加灵活的生产线调整和个性化产品的生产。 预测性维护： 通过对设备运行数据的实时分析，预测设备故障，提前进行维护，减少停机时间，提高生产效率。 人机协作： 机器人与工人之间能够安全高效地协同工作，提高生产力。 远程操控与监控： 工程师可以远程监控生产过程，甚至进行远程操作和故障诊断。 3. 医疗健康与远程服务： 远程诊断与手术： 高质量的视频和数据传输，使得医生可以为偏远地区的患者提供远程诊断，甚至进行远程手术。 可穿戴健康监测设备： 智能手表、健康手环等设备可以实时监测用户的生理数据，并将数据上传至云端进行分析，为用户提供健康建议，并为医生提供参考。 虚拟现实（VR）/增强现实（AR）辅助医疗： VR/AR技术可以用于医生的培训、手术规划以及患者康复。 4. 教育与娱乐： 沉浸式在线教育： 高带宽、低延迟的网络支持高清的在线课程、VR/AR互动教学，打破地域限制，提供更加生动和个性化的学习体验。 云游戏与超高清流媒体： 泛在融合网络将支持更高质量的游戏体验和视频内容，用户可以在任何设备上畅享无延迟的游戏和流畅的4K/8K视频。 展望未来： 《泛在融合网络》描绘的不仅仅是一个技术愿景，更是一个连接更加紧密、信息流动更加高效、社会运行更加智能的未来。本书为研究人员、工程师、政策制定者以及对未来技术发展感兴趣的读者，提供了一个全面而深入的视角。它鼓励我们跳出传统思维的桎梏，拥抱变革，共同探索和构建这个充满无限可能的泛在融合网络新时代。本书将引领读者深入理解支撑未来数字社会发展的核心技术，并激发更多创新和应用的可能性。
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