本書是關于電信領域通信技術的一本指南。本書共4部分，一部分主要介紹了目前通信行業的新興技術、數據中心和VoIPPBX;第二部分介紹電信行業的競爭，結構與法規等;第三部分介紹了廣域網與互聯網運營商網絡;第四部分介紹了新興的移動網絡和全球移動產業。
前 言
移動網和因特網的創新消除了地理上的距離造成的溝通障礙。處于不同國家的人們可以通過移動終端、電腦和固定電話方便地進行交流和通信。出國留學的學生和因工作移居海外的人們通過Facebook和百度等社交媒體，以及Skype等互聯網呼叫服務與朋友和家人進行聯系。
無線和有線互聯網接入的廣泛普及是新的創新型公司成立的一個重要因素。在過去的20年中，住宅寬帶和商用電腦得到了廣泛普及，這催生了利用互聯網低成本的優勢進行分銷服務的新業務。這些企業都有一個共同點：領導者不僅高瞻遠矚而且渴望成功。例如亞馬遜的創始人杰夫·貝佐斯，他為消費者閱讀評論書籍和產品開發了創新的方式，并簡化了采購流程。史蒂夫·喬布斯對蘋果公司的愿景是研發出高質量、創新且易于使用的電腦、便攜式音樂播放器和平板電腦。基于互聯網的公司也已改變了零售和企業對企業（B2B）的商業模式。圖書的出版、銷售，以及音樂、電視節目和電影的出品，都只是整個經歷巨大轉變的行業中的冰山一角。
全球范圍內可支付的移動服務極大地促進了通信的發展。但在移動網絡實現全球普及前，很多人甚至從未使用過基本的電話服務。拉丁美洲、亞洲部分國家和非洲的通信是昂貴和繁瑣的。
通過促進總部和遠程辦公人員之間的通信，移動網絡使企業在全球開展業務變得更加容易。然而，在許多新興經濟中時常因基礎設施差（例如電氣特性不一致、道路無法通行）給企業發展造成了阻礙。此外，拉丁美洲部分地區、亞洲某些國家和非洲的高貧困率則意味著大多數人只能購買價格低廉的移動服務。這些都在一定程度上限制了運營商的收益，并且打擊了網絡發展的積極性。
移動服務在新興市場的拓展為來自歐洲、中東和亞洲某些國家的老牌運營商創造了發展機遇。西班牙電信Telefónica如今是拉丁美洲的第二大運營商。在那里，它經歷了高速增長，因為在過去的10年里大多數人都首次訂閱了移動服務。相反，它在歐洲的業務只有較低的收益和增長。
移動網絡對那些有線寬帶資源非常匱乏的國家有著特別顯著的影響。在這些國家中，人們往往將移動電話作為首選的電子通信方式。低成本移動設備的普及也在積極影響著發展中國家的經濟和居民生活。例如，手機銀行使人們足不出戶便可以利用智能手機實現入賬和賬單支付。
移動數據網絡和語音網絡的發展使網絡容量變得緊張。面對這樣的形勢，移動運營商正將網絡升級到4G（第四代）協議，如LTE（長期演進）和WiMAX2 （微波接入全球互操作性2）。這些升級將首次為許多新興國家和農村地區的小企業與消費者提供高速的互聯網接入。
然而，網絡升級成本很高昂。出于這個原因，許多運營商選擇了一種折中方案，這種升級方案可以提高速度，但不能像LTE和WiMAX一樣提供盡可能多的容量。從長遠來看，隨著制造成本的降低，大多數運營商將升級到第四代網絡。
但是，互聯網性能的改善有其不利的一面：隱私的暴露和政府的監控。
然而，互聯網監控行為是一個重要工具，可用于挫敗那些對業務發展、國家安全、關鍵網絡穩定性、供水系統和電網等產生威脅的網絡安全攻擊。對戰略資源的一次嚴重攻擊有可能導致國家陷入癱瘓并造成大范圍的損害。
在線監控行為的另一個案例是企業追蹤個人的瀏覽活動。例如，當消費者下載應用程序、瀏覽互聯網或填寫調查表時，企業常常收集一些信息，如年齡、住址、教育程度和性別。互聯網公司往往在沒有得到消費者同意的情況下，向那些營銷公司銷售這些數據，旨在利用這些信息來制定針對特定人群的廣告策略，從而導致消費者對個人信息的使用失去了控制。
互聯網和無線服務已經改變了消費者和企業訪問、存儲程序和文件的方式。為了節省人員配置和運營成本，企業正在使用云計算。在云計算環境中，電子郵件、人力資源、銷售自動化和應收賬款都通過互聯網在提供商的數據中心進行管理。家庭用戶也接受了云計算，并用它來存儲和播放音樂、創建文件和存儲備份文件。
那些不愿意將關鍵應用交給外部提供商控制的公司，正利用新的技術來支持集中式應用，因為這樣只需要更少的空間和能源，并且只需要更少的全職員工來維護。
通過采取集中式服務和削減分支機構以減少所需人員的方式，可使數據中心的操作更加高效。有些公司也引入了服務器虛擬化，即將多個應用程序和操作系統安裝在一臺服務器中。這減少了所需服務器的數量，節省了空間和能耗。
更高速率、更加可靠的網絡是實現這些性能的重要因素。由于各種基于網絡的服務不斷膨脹，網絡的臨界值也隨之增加，如對更高速度和更大容量的需求。消費者和商業機構理所當然地使用優質的網絡。然而，運營商需要投入巨資升級有線網絡來滿足容量和連通性需求。
移動和固網運營商整合的趨勢正在全世界蔓延，同時許多提供商也在全球和全國開展業務。部分國家通常由兩個或三個提供商掌控大多數的網絡運營。這種低水平的競爭不僅導致了高昂的互聯網接入價格，還降低了網絡創新的動力。相反，在印度這樣擁有大量移動運營商的國家，競爭帶來了低價格的移動服務。然而，低價格也導致了低利潤率。
移動服務的廉價性和互聯網人口比例的不斷增長帶來了難以解決的問題。例如，在具有強大網絡的國家中，商業組織希望總是可以通過電子郵件和短信與員工保持聯系。這使人們難以對工作“置之不理”，也就很難有一個真正的假期。
同時存在一個具有挑戰性的問題：如何既保護國家安全和防止黑客侵犯個人財務數據又在政府的監控下保護居民個人隱私權。此外，對于如何在保護消費者隱私權的同時承認企業需要監控消費者的瀏覽行為來了解市場，也存在挑戰。這些棘手的問題是無法單靠技術得以解決的。
致 謝感謝那些花費時間與我交談并分享他們在電信行業多年工作經驗的人。以下就是給予我幫助的人：Alcatel-Lucent公司產品營銷經理Bhavani M. Rao和高級產品銷售總監Steve Kemp； ARM公司北美市場營銷經理Ken Havens；Avalya通信公司分析師Rachel Winett Lamont；BJ批發俱樂部的電信經理Lori Geoffroy；BroadSoft公司聯合創始人兼首席技術官Scott Hoffpauir；切斯特菲爾德縣學區技術總監Adam L. Seldow教育博士；Ciena公司市場部總監Dave Parks；思科公司云計算市場策略員James Urquhart；Cloudswitch公司（現為Verizon公司的一部分）創始人兼首席技術官John Considine；Farpoint Group公司負責人Craig Mathias；谷歌WebM項目經理John Luther；Hartteras網絡公司營銷和產品線管理副總裁M.Vijay Raman；Interactive Video Technologies公司總裁兼首席營運官Chris O払rien；ip.access公司產品管理和營銷高級副總裁Andy Tiller博士；Juniper網絡公司技術副總裁Wendy Cartee；Level-3通信有限責任公司產品副總裁Paul Savill和首席法律官John M. Ryan；麥迪遜商業房地產服務公司國內商務總監Carlos Alvarez；Market Recognition公司總裁兼首席執行官Gareth Taube和副總裁David Gitner；微軟業務開發經理Bill Sherry；MoreMagic Solutions公司營銷副總裁Nimit Sawhney；NVIDIA公司戰略和DXP 技術副總裁Simon Knowles；Point Topic有限公司首席執行官Oliver Johnson；Sandvine公司市場和銷售執行副總裁Tom Donnelly；Shared Spectrum公司首席執行官Thomas Stroup；Shore Tel公司高級產品營銷總監Bernard Gutnick；SNL Kagan公司研發經理Chris Forth；Sonian公司創始人兼首席技術官Greg Arnett；TeleGeography公司副總裁Stephan Beckert；Trace Media Marketing創始人兼首席執行官Chris Dawkins；UTOPIA執行董事Todd Marriott。
同時也感謝以下提供的個人寶貴見解：愛德華·馬基議員辦公室總參謀長Mark Baye幫助整理了監管問題；美國國家民主學會研究顧問Andrea Levy幫助了解了肯尼亞的情況；Wayin客戶總監Bobby Markowitz幫助了解了網上游戲；Frambors郵件列表技術的擁有者Steve W. Orr幫助了解了區郵件列表信息；以及Elliot Gerberg提供的數據中心和網絡知識；還要感謝Pearson的編輯Christopher Guzikowski。
感謝以下專家提供的信息：波士頓的巴西領事館總領事Fernando Mello Barreto；GSMA的高級技術總監Dan Warren；NECA公司的政府事務部副總裁Joe A. Douglas以及負責關稅、速率、成本、平均進度、技術等技術規劃和實施的主管Sal Talluto；博物館和圖書館服務研究所負責政策、規劃、研究和傳播的副主任Mamie Bittner。
謝謝我的女兒，Nancy Dodd研究所負責人Nancy Dodd；Information Technologies公司高級副總裁Joe McGrath；Sunovion制藥公司網絡和電信高級總監Susan Truesdale。
我在美國東北大學的研究生貢獻了大量的第一手資料。來自不同國家（如中國、印度、塞內加爾和秘魯的國際生貢獻了他們國家的網絡狀態和技術等信息。美國學生提供他們如何使用技術的例子。學生們提供了因特網和移動網絡如何影響他們日常生活的寶貴意見。沒有這些人的幫助和支持，我是無法完成這本書的。
特別感謝我的丈夫Bob提出敏銳的意見。他反復閱讀了每一章。在提供前四個版本意見的基礎上，我期待他能提出更敏銳的意見和尖銳的問題。
出版者的話
本書贊譽
前言
致謝
第一部分 應用技術、數據中心和VoIP PBX
第1章 計算機和應用技術2
1.1 主要的基礎技術3
1.2 數據包發送4
1.3 深度包檢測：流量控制和管理5
1.4 壓縮8
1.5 通過多路復用增加網絡容量10
1.6 廣域網加速和優化11
1.7 利用協議建立一套通用規則13
1.8 協議和分層13
1.9 云計算14
1.10 單個服務器通過虛擬化技術執行多個服務器功能20
1.11 網絡布線22
1.12 總結25
1.13 附錄26
第2章 數據中心和IP專用小交換機28
2.1 引言28
2.2 下一代數據中心：虛擬化和千兆比特速率29
2.3 虛擬化管理36
2.4 骨干網和單個局域網結構38
2.5 內部使用的IP專用交換系統40
2.6 IP電話背后的技術41
2.7 IP用戶小交換機的結構43
2.8 增值電話應用系統49
2.9 總結56
2.10 附錄57
第二部分 行 業 概 述
第3章 競爭、產業結構和規則60
3.1 引言60
3.2 1984年AT&T解體61
3.3 監管問題65
3.4 行業狀況74
3.5 非傳統運營商的競爭對手：亞馬遜、蘋果、谷歌、微軟和Netflix84
3.6 附錄91
第三部分 廣域網和因特網
第4章 運營商網絡94
4.1 公共網絡94
4.2 長途網絡：核心網95
4.3 運營商網絡中使用的技術97
4.4 核心網和城域網匯聚99
4.5 在核心網中傳輸電影和電視106
4.6 中間一英里網絡107
4.7 最后一英里接入網絡110
4.8 有線運營商的接入網絡116
4.9 美國緊急情況下的電信服務118
4.10 信令120
4.11 總結122
4.12 附錄123
第5章 寬帶和廣域網業務125
5.1 引言125
5.2 寬帶的定義126
5.3 寬帶上的VoIP呼叫業務127
5.4 使用多協議標簽交換進行內部連接129
5.5 基于互聯網協議的虛擬專用網絡133
5.6 通過互聯網的安全傳輸134
5.7 托管服務137
5.8 使用數字用戶線接入互聯網139
5.9 運營商級千兆以太網實現高速率接入141
5.10 T1/T3：企業的第一個寬帶服務143
5.11 專用線路和網絡拓撲145
5.12 附錄148
第6章 因特網150
6.1 引言150
6.2 因特網的發展151
6.3 互聯網結構153
6.4 來自互聯網內部、外部的安全威脅158
6.5 隱私權160
6.6 互聯網視頻走向前臺161
6.7 電子商務165
6.8 在線社區論壇167
6.9 網絡中立性168
6.10 數字鴻溝：帶寬、使用技巧和計算機171
6.11 內部網和外聯網172
6.12 總結173
第四部分 移動網絡和全球移動業務
第7章 移動和Wi-Fi網絡176
7.1 引言176
7.2 第一代模擬技術177
7.3 無線網絡的有限頻譜178
7.4 第二代、第三代和第四代數字通信網絡185
7.5 第四代高級移動業務192
7.6 LTE架構簡化了基礎設施199
7.7 微微蜂窩和毫微微蜂窩的蜂窩技術204
7.8 手持設備和平板電腦206
7.9 應用程序和服務210
7.10 蜂窩通信網絡中的Wi-Fi標準、
體系結構和使用214
7.11 衛星221
7.12 總結221
7.13 附錄222
第8章 全球移動運營商226
8.1 引言226
8.2 全球最大的移動運營商227
8.3 亞洲市場228
8.4 拉丁美洲231
8.5 撒哈拉以南的非洲233
8.6 歐洲237
8.7 總結242
術語表243
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