网络传输靠什么？传输网包含哪些核心部分？

网络传输是现代信息社会的核心基础设施,它如同人体的神经网络，支撑着数据、语音、视频等各类信息的流动，要理解网络如何传输信息，首先需要明确传输网的概念及其组成部分，传输网是指用于在不同地点之间传递信息的通信网络，它构成了信息高速公路的“骨架”，负责将数据从源端高效、可靠地送达目的地。

网络传输的核心原理

网络传输的本质是将信息（如文字、图片、声音）转换为适合在传输介质中传播的信号，并通过特定的路径将其送达指定位置，这一过程涉及多个关键技术环节：

1. 信号与编码：原始信息需要经过数字化处理，转换为二进制代码（0和1），随后，这些二进制数据通过调制技术转换为可以在物理介质中传输的信号，如电信号、光信号或无线电波，常见的调制方式包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等。

2. 传输介质：信号需要通过物理媒介进行传播，主要传输介质包括：

   • 有线介质：如双绞线（常见的网线）、同轴电缆（有线电视信号）和光纤（利用光的全反射原理传输光信号，具有带宽大、损耗低、抗干扰能力强等优点）。
   • 无线介质：如无线电波、微波、红外线等，通过自由空间传播，适用于移动通信和难以布线的场景。

3. 传输技术：根据信号在传输介质中是否划分为多个信道，传输技术可分为：

   • 基带传输：将数字信号直接在传输介质中传输，无需调制，如以太网。
   • 宽带传输：利用调制技术将多路基带信号调制到不同频率的载波上，实现在同一介质中同时传输多路信号，如电缆调制解调器（Cable Modem）技术。

传输网的核心组成部分

传输网是一个复杂的系统,由多种设备和网络元素协同工作，以确保信息的高效传输，其主要组成部分包括：

1. 传输节点设备：

   • 光纤传输设备：如光端机、波分复用器（WDM/DWDM）、光放大器（OA）、光交叉连接（OXC） 和光分插复用（OADM） 设备，光端机实现光电转换，WDM/DWDM技术可在单根光纤中传输多个不同波长的光信号，极大提升光纤传输容量；光放大器用于补偿光信号在传输过程中的衰减；OXC和OADM则实现光信号在节点处的交叉连接和上下路。
   • 电传输设备：如数字交叉连接（DXC） 设备、SDH（同步数字体系）/SONET（同步光纤网络） 设备、PTN（分组传送网） 设备和MSTP（多业务传送平台） 设备，SDH/SONET是传统的主流传输技术，提供强大的电路级调度和保护能力；PTN和MSTP则适应了IP化业务的需求，以分组交换为核心，支持多业务承载。

2. 传输线路系统：

   • 光缆线路：由光纤、加强件、护套等组成，是陆地上主要的传输介质。
   • 无线中继线路：如微波接力链路、卫星通信链路，用于跨越复杂地形或作为备份链路。
   • 海底光缆系统：用于跨洲际、跨大洋的国际通信，是全球化网络的重要组成部分。

3. 网络管理系统（NMS）：
   负责对传输网中的设备、线路、业务进行统一的监控、管理、配置和维护，通过NMS，运营商可以实时掌握网络运行状态，及时发现并排除故障，优化网络性能，保障业务的可靠运行。

4. 网络拓扑结构：
   传输网的物理或逻辑连接方式，常见的拓扑结构包括：

   • 链型拓扑：节点串行连接，结构简单，但可靠性较低，某一点故障可能导致后续链路中断。
   • 环形拓扑：所有节点首尾相连形成闭环，如SDH的MS环、MSTP的环网，具有自愈能力，可靠性高，是城域网和本地网的主流结构。
   • 网状拓扑：节点间有多条路径相连，可靠性极高，灵活性大，但成本较高，通常用于核心骨干网。

传输网的主要分类与应用场景

根据传输网络的范围、技术和服务对象，可以将其分为不同的类型，以满足多样化的应用需求。

根据承载的业务类型,传输网还可分为TDM传输网（承载传统语音、电路数据业务）、IP传输网（承载互联网数据、视频等分组业务）以及多业务传输平台（同时支持TDM和IP业务）。

传输网的关键技术与发展趋势

随着信息技术的飞速发展,传输网也在不断演进，以应对日益增长的业务需求和挑战，当前的关键技术和发展趋势包括：

• 超高速大容量技术：400G/800G甚至1.6T光传输技术不断成熟，通过提高单波长速率和密集波分复用（DWDM）技术，持续提升光纤传输容量。
• 全光组网（AON）：在光域实现信号的交叉连接、交换和选路，减少光电转换环节，降低时延和功耗，提升网络灵活性和效率。
• 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）：在传输网中的应用，实现控制与转发分离，网络的智能化管理和灵活调度，按需分配资源。
• 5G承载技术：为满足5G高带宽、低时延、大连接的需求，传输网需要引入切片技术、前传/中传/回传的不同解决方案（如eCPRI、FlexE、SRv6等）。
• 确定性网络：为工业互联网、自动驾驶等场景提供低时延、低抖动、高可靠的网络传输保障。

相关问答FAQs

问题1：为什么光纤是目前传输网中最主要的传输介质？
解答：光纤之所以成为传输网的主流介质，主要基于以下优势：1）带宽容量巨大：通过波分复用技术，单根光纤可同时传输数十甚至上百个波长，总带宽可达Tbps级别；2）传输距离远：光信号在光纤中衰减极低，无需中继即可传输数十甚至上百公里，大大减少了中继站的建设和维护成本；3）抗电磁干扰能力强：光纤由石英玻璃等绝缘材料制成，不受电磁干扰，可在恶劣环境下稳定工作；4）保密性好：光信号被限制在光纤内传输，不易被窃听；5）体积小、重量轻：便于铺设和施工，尤其适合海底光缆等场景。

问题2：传输网与数据网（如局域网、互联网）有什么区别和联系？
解答：传输网与数据网是通信网络中不同层面的概念，既有区别又紧密联系。区别在于：1）功能定位不同：传输网的核心任务是“承运”，负责高效、可靠地搬运比特流，如同“高速公路系统”，不关心数据内容；数据网的核心任务是“处理和交换”，负责数据的寻址、路由选择、转发和高层协议处理，如同“城市交通管理和车辆调度系统”，2）技术关注点不同：传输网更侧重于物理层和数据链路层的信号传输、介质、同步、保护和性能监控；数据网更侧重于网络层（IP路由）、传输层（TCP/UDP）及以上层的协议、服务质量（QoS）、安全等。联系在于：传输网是数据网的物理基础，数据网的各种业务（如网页浏览、视频流、语音通话）最终都需要通过传输网进行端到端的传输，可以说，传输网是“管道”，数据网是“管道中流动的内容及其调度规则”，二者相辅相成，共同构成完整的通信网络。