第4章现代通信网概论
现代通信网概论部分整理

1.业务网负责向用户提供各种通信业务,如基本话音、数据、多媒体、租用线、VPN等,采用不同交换技术的交换节点设备通过传送网互联在一起就形成了不同类型额业务网。
2.长途网由各城市的长途交换中心、长市中继线和局间长途电路组成,用来疏通各个不同本地网之间的长途话务。
3.最终路由当一个交换中心呼叫另一个交换中心,选择低呼损路由连接时不再溢出,由这些无溢出的低呼损电路群组成的路由即为最终路由。
4.光纤接入网指采用光纤传输技术的接入网,一般指本地交换机与用户之间采用光纤或部分采用光纤通信的接入系统。
5.无线接入网指部分或全部采用无线电波这一传输媒质连接用户与交换中心的一种接入技术。
6.ATM 异步传送模式,采用快速分组交换和统计复用技术。
7.支撑网负责提供业务网正常运行所必需的信令、同步、业务管理、网络管理、运行管理等功能,以提供用户满意的服务质量。
8.单模光纤纤芯直径非常小,在任何时候只允许光信号以一种模式通过的光纤。
9.信令路由指两个信令点间传送信令消息的路径10.本地电话网简称本地网,是指在同一长途编号区范围内的所有终端、传输、交换设备的集合,用来疏通本长途编号区范围内任何两个用户间的电话呼叫。
11.PON 指ODN不含有任何电子器件及电子电源,ODN全部由光分路器等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。
12.AON 指光配线网ODN含有有源器件的光网络,该技术主要用于长途骨干传送网。
13.软交换将呼叫控制功能从媒体网关(传输层)中分离出来,通过软件实现基本呼叫控制功能14.NGN是以软交换为核心,能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务,采用开放、标准体系结构,能够提供丰富业务的下一代网络。
15.信令是终端和交换机之间以及交换机和交换机之间传递的一种信息,这种信息可以指导终端、交换系统、传输系统协同运行,在指定的终端间建立和拆除临时的通信通道,并维护网络本身正常运行。
16.通信网由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机的组织在一起的,按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
《现代通信网》毛京丽 编著

2.按所传输的信号形式分
若按所传输的信号形式分,通信网可分为: 数字网 模拟网
3.按服务范围分
若按服务范围分,通信网可分为本地网、长途网和国际网。
1.1.3
通信网的分类
4.按运营方式分
若按运营方式分,通信网可分为: 公用通信网 专用通信网
5.所采用的传输媒介分
若按所采用的传输媒介分,通信网可分为: 有线通信网 无线通信网
(1)端局的职能 端局通过用户线与用户相连,它的职能是负责疏通本局用户的去话和 来话话务。 (2)汇接局的职能 汇接局与所管辖的端局相连,以疏通这些端局间的话务; 汇接局还与其他汇接局相连,疏通不同汇接区间端局的话务; 根据需要汇接局还可与长途交换中心相连,用来疏通本汇接区的长 途转话话务。
1.1.2
通信网的概念及构成要素
1.通信网的概念
通信网是由一定数量的节点(包括终端设备和交换设 备)和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起,以实现 两个或多个规定点间信息传输的通信体系。
2.通信网的构成要素
通信网在硬件设备方面的构成要素是终端设备、传输链 路和交换设备。为了使全网协调合理地工作,一个完整的通 信网除了包括硬件以外,还要有相应的软件。
交换设备是构成通信网的核心要素,它的基本功能是完成接入交换节 点链路的汇集、转接接续和分配,实现一个呼叫终端(用户)和它所要 求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。
1.1.3
通信网的分类
1.按业务种类分
若按业务种类分,通信网可分为: 电话网 电报网 传真网 广播电视网 数据通信网
1.3
现代通信网的构成
1.业务网
业务网也就是用户信息网,它是现代通信网的主体,是向用户 提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种电信业务的网络。 业务网按其功能又可分为用户接入网、交换网和传输网三个分。
《现代通信网概论》

HEFEI UNIVERSITY《现代通信网概论》课程综述报告题目:帧中继网概述系别:电子信息与电气工程专业班级:学号:姓名:导师:成绩:2014年 05月 12 日摘要:帧中继(Frame Relay)是从综合业务数字网中发展起来的,由于光纤网的误码率(小于10^-9)比早期的电话网误码率(10^-4~10^-5)低得多,因此,帧中继是在X.25基础上,简化了差错控制(包括检测、重传和确认)、流量控制和路由选择功能,而形成的种快速分组交换技术。
它是由ANSI和CCITT标准化组织定义的、面向连接的数据链路层接口协议,它能为突发业务流量提供高性能价格优势,即其链路带宽可以根据需要调整。
本文从帧中继技术的发展背景、网络的组成、协议结构、帧格式、中国公用帧中继网、帧中继网的前景以及和X.25网的比较等方面简单介绍了帧中继网的发展及相关技术。
关键字:帧中继网帧格式通信网局域网题目:帧中继网概述 0摘要: (1)正文: (3)1.帧中继网 (3)1.1帧中继概述 (3)1.2帧中继技术的发展背景 (3)1.3 FR网络的组成 (4)1.4 FR网中的设备分类 (4)1.4.1节点设备 (4)1.4.2网管控制设备 (5)1.4.3用户入网设备 (5)1.5帧中继的帧格式 (5)1.6帧中继的协议结构 (6)1.7帧中继提供的虚电路服务 (7)1.8帧中继技术的特点 (8)2. 中国公用帧中继网 (8)2.1国内帧中继现况 (8)2.2中国公用帧中继网组织结构 (9)3. 帧中继的业务及应用 (10)3.1帧中继提供的业务 (10)3.2帧中继的业务及应用 (10)3.2.1局域网互连 (10)3.2.2图像传送 (11)4.选择帧中继业务时注意事项 (11)4.1低时延 (11)4.2可靠性 (11)4.3公平性 (12)5.帧中继网和X.25网的比较 (12)6.帧中继的发展和应用前景 (14)总结: (14)参考文献 (15)正文1.帧中继网1.1帧中继概述帧中继是作网络互联(如INTERNET连接)的有效手段。
现代通信网

2.信息社会(用户)对通信的要求 • 多种类、高质量的通信服务 • 不受时间和空间的限制; • 迅速、准确和可靠。
二、通信带来的经济效益和社会效益
据邮电部统计(94年) 每投资1元将产生16元的效益,三年能收回投 资的60% ,五年收回全部投资。 社会经济效果表现为 通信引起间接经济总效果 = 6~10
4. 传输手段的演变
实线传输→载波通信(模拟微波、卫星通信)→PCM 通信(数字微波、卫星通信)→SDH通信→DWDM 5. 通信网的演变
• 模拟通信网→数字通信网
• 单一业务网→综合业务网 • 单一线对接入→接入网 • 网络结构由多级网→无级网;平面网→立体网; • 窄带传输网、交换网和接入网→宽带传输网、 交换网、接入网 • 三网融合的趋势 6.管理手段的演变 人工管理→自动化管理→智能化管理 *7. 通信网承载业务演变 →数据化
现代通信网的体系结构和通信网的分层结构
序:
一、通信技术发展进程回顾
1. 传输信号的演变 模拟信号→数字信号→光信号(E/O变换); 2. 交换手段的演变 人工交换→步进制→纵横交换→程控交换(分组 交换)→ATM交换→Router路由器→光交换
3. 传输媒介的演变 →对称电缆→同轴电缆→光纤 明线 →无线电波(短波、超短波、微波等)
• 可靠性对通信网是至关重要的
• 可靠性必须与经济合理性结合起来
其它要求: • 接续质量—是指用户通话被接续的速度和难易
程度,通常用接续损失(呼损)和接续时延来度量;
• 传输质量—用户接收到的话音信号的清楚逼真
程度可以用响度、清晰度和逼真度来衡量;
• 稳定质量—通信网的可靠性,其指标主要有:失
效率、平均故障间隔时间、平均修复时间。
现代通信网-通信网络概论

1.4.3 基于软交换的下一代网络
下一代网络(Next Generation Network, NGN)是一个定义及其宽松的术语,一般 泛指采用了比目前的网络更为先进技术或 能够提供更先进业务的网络。
NGN的主要特征
(1)基于分组传输; (2)控制功能与承载能力、呼叫与会晤、应用与服务分离; (3)业务提供与网络分离,并提供开放接口; (4)支持广泛的业务,包括实时/流/非实时和多媒体业务; (5)具有端到端透明传递的宽带能力; (6)与现有传统网络互通; (7)具有通用移动性,即允许用户作为单个人始终如一地使
设置,以达到在任何情况下,最大限度地使用网络中一切可以 利用的设备,使尽可能多的通信得以实现。
后三种网络又统一称为支撑网,
2.按业务类型划分
(1)电话网—传输电话业务的网络,交换方 式一般采用电路交换方式;
(2)电报网—传输电报业务的网络; (3)传真网—传输传真业务的网络; (4)广播电视网—传输广播电视业务的网络; (5)数据通信网—传输数据业务的网络,交
用和管理其业务,而不管采用什么接入技术; (8)提供用户自由选择业务提供商的功能。
2.信道编码
1.2.2 差错控制技术
差错控制可分为三种方式: 差错重发(自动请求重发ARQ) 前向纠错(FEC) 混合纠错方式(FEC+ARQ)
(1)差错重发
差错重发又称为自动请求重发(ARQ),它是指发 送端信源送出信息序列,一方面经编码器编码由发 送机送入信道,另一方面把它存入存储器以备重传。
3~30GHz 10~1cm
30~300GHz 10~1mm
105~107GHz 3~0.03m
传输介质
有线线对 极长波无线电
有线线对 超长波无线电
现代通信网概述 课后答案 杨武军 郭娟等

第一章1、构成现代通信网的要素有哪些?它们各自完成什么功能?它们之间相互通信通过什么机制实现?答:(1)从硬件结构来看:由终端节点、变换节点、业务节点、传输系统构成。
功能:完成接入交换网的控制、管理、运营和维护。
(2)从软件结构来看:它们有信令、协议、控制、管理、计费等。
功能:完成通信协议以及网络管理来实现相互间的协调通信。
(3)通过保持帧同步和位同步、遵守相同的传输体制。
2、在通信网中交换节点主要完成哪些功能?无连接网络中交换节点实现交换的方式与面向连接的网络中交换节点的实现方式有什么不同?分组交换型网络与电路交换型网络节点实现交换的方式有什么不同?答:(1)完成任意入线的信息到指定出线的交换功能(2)无连接型网络不用呼叫处理和记录连接状态,但是面向连接的网络需要。
(3)电路交换的交换节点直接在预先建立的连接上进行处理、时延小,分组交换以“存储—转发”方式工作,时延大。
3、现代通信网为什么要采用分层结构?画出对等层之间的通信过程?答:(1)降低网络设计的复杂度、方便异构网络间的相互连通、增强网络的可升级性、促进了竞争和设备制造商的分工。
(2)图略第二章1.简述几种主要传输介质的特点及应用场合.双绞线:便宜易安装,抗干扰能力差,复用度不高,带宽窄。
应用场合:电话用户线,局域网中。
同轴电缆:抗干扰强于双绞线,适合高频宽带传输,成本高,不易安装埋设。
应用场合:CATV,光纤同轴混合接入网。
光纤:大容量,体积小,重量轻,低衰减,抗干扰能力强,安全保密性好。
应用场合:接入网,局域网,城域网,广域网。
无线介质:1.无线电:长距离传输,能穿越建筑物,其传输特性与频率有关。
应用场合:公众无线广播,电视发射,无线专用网。
2.微波:在空间沿直线传输。
应用场合:卫星通信,陆地蜂窝,无线接入网,专用网络等.3.红外线:不能穿越同体,短距离,小范围内通信。
应用场合:家电产品,通信接口等。
2.SDH的帧结构由那几部分组成,各起什么作用?由段开销SDH,管理单元指针AU-PTR,STM净负荷组成。
现代通信网概述

– 定时(Timing)。用来阐明通信中有关操作旳 时间或顺序旳先后关系。
• 协议栈:网络中各层协议旳总和。“栈”形 象旳反应了一种网络中数据传播旳过程--: 由上层协议究竟层协议,再由底层协议到 上层协议。
– 文件传播; – 邮件服务; – 目录服务; – 因特网旳WWW服务;
网络模型
• OSI各层旳功能简介—链路层和网络层示意
通信子网内 旳互换节点 仅包括这三 层功能
– 按传播媒介分:有线;无线 – 按调制方式分:基带传播;调制传播
– 按信道中传播旳信号分:模拟通信系统; 数字通信系统
应用层
通信网络 业务网
• 构成 (图)
传送网
支撑网
– 老式旳构成:终端设备、互换设备及传播链路
– 当代通信网旳构成: 业务网、传播网和支撑网
• 业务网: 就是顾客信息网 如公用电话互换网(PSTN) 数字数据网(DDN)和计算机互联网(Intranet)
– 设备与媒体旳接口和物理特征; – 数据比特旳表达,即比特变为信号(电或光)旳编码
方式; – 数据速率,即每秒发送旳比特数; – 数据比特旳同步,即收发双方比特流旳同步; – 线路连接方式,两设备点一点旳连接和多种设备共享
传播媒体; – 物理拓扑构造:网状、星形、总线型和环形连接; – 传播方式:半工、半双工和全双工。
议数据单元是分组,它本身是由传播层来旳数据和网络层旳协议头构成。当 它封装在第2层旳数据帧中时,这个分组在帧中是作为数据,或净负荷来看待 ,加上第2层旳协议头和协议尾,才构成了第2层旳协议数据单元——帧。
层
现代通信网课件04第4章IP网络

4.2 TCP/IP参考模型
分层模型包括各层功能和各层协议描述两方面的 内容。
计算机网络最早采用的是开放系统互连参考模型 (OSI-RM),IP网络也同样采用分层体系结构, 即TCP/IP参考模型。
在运输层之上,建立自己的专用程序。但设计使用这些 专用应用程序要用到TCP/IP,所以将它们作为TCP/IP 的内容,其实它们不属于TCP/IP。 ➢ 一般将网络层协议采用IP的通信网称为基于IP的通信网, 包括以太网、宽带IP城域网等。
4.3 局域网
一、传统以太网 P69
1. 传统以太网的概念 以太网是基于IP的通信网。传统以太网属于共享式局域网, 介质访问控制方法采用的是载波监听和冲突检测 (CSMA/CD)技术。CSMA代表载波监听多路访问,它是 “先听后发”;CD表示冲突检测,即“边发边听”。
Open Shortest Path First 分布式的链路状态协议。 通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数 据库,生成最短路径树,每个OSPF路由器使用这些最短 路径构造路由表。
适合规模较大的网络
4.5 路由选择协议
4. 外部网关协议BGP BGP(边界网关协议)的概念:
Border Gateway protocol 是一种路径向量路由选择协议。 只是力求寻找一条能够到底目的网络且比较好的路由, 而并非一定是最佳路由。
4.5 路由选择协议
1. 路由选择算法概述
自治系统(AS=Autonomy System): 将整个因特网划分为许多较小的区域,根据情况不同可
现代通信网概论(1-8)完整1

3.网络管理的标准化
在选用通信网络设备时,应考 虑它具有开放性,设备可以和其它 设备兼容,并与其他用户连通。
2.第二阶段
现代通信网发展的第二阶段是在20世 纪50~70年代。晶体管、半导体集成电路 和计算机等技术的发展,为通信网的发展 起到了关键作用。 3.第三阶段 现代通信网发展的第三阶段大致在20 世纪的70~80年代。1970年一根涂有二氧 化硅的光导纤维的传输损耗达到了 20dB/km,而1959年激光的发明导致光通 信技术的起步。
四、反变换器
反变换器的工作过程是变换器的 逆工作过程。
五、信宿
信宿是信息传输的终点,也就是
信息的接收者。
六、噪声源
噪声源并不是人为实现的实体,但在 实际通信过程中又是实际存在的。 通信的基本形式是在信源和信宿之间建立 一个传输(包括信息转移)信息的通 道,即传输信道。
1.2 现代通信网的分类
(1)大量低延时数据业务应用(诸如 Web浏览、LAN)需要高带宽。 (2)本身带宽窄,但通信量极大的业 务应用(诸如电话、E-mail)也需要很高 的网络带宽。 (3)固有的宽带应用(诸如图像、文 件备用)更需要高带宽。
从核心网看,这几年SDH已成燎 原之势,全世界已敷设了大约80万个 独立网,其速率已高达10Gbit/s。 从长远看,仅有波分复用链路而 不消除节点“电瓶颈”是无法真正实 现通信网络容量宽带化的。
2.网络管理智能化
现代通信网已经发展到使网络的维护 和操作相当复杂的程度。本地中心受控于 远地的监控中心,维护工作需要预先安排。 网络维护对操作人员提出了更高的要求: 要会使用多种设备或网络实体;能够在隔 离故障的同时协调多种资源的运作状态; 拷贝大量的网络管理数据;识别各种事件 的优先级,并快速反应;与其他操作员或 维护机构协作等。
现代通信网概论

通信系统:使用光信号或电信号传递信息的硬件、软件系统.任务:克服时间、空间的障碍,有效而可靠地传递信息.点到点:-发送器-信道-接收器-信宿交换式: 交换节点负责用户的接入,业务量集中,用户通信连接的创建,信道资源的分配,用户信息的转发及必要的网络管理与控制功能的实现.交换:网络根据用户实际需求为其分配通信所需网络资源,即用户有通信需求时网络为其分配资源,通信结束后网络再收回分配给用户的资源让其他用户使用,从而达到网络资源共享的目的,降低通信成本的目的通信网:由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有,按约定的信令或协议完成任意用户间的信息交换的通信体系.要素:硬:终端节点,交换节点,业务节点和传输系统,完成接入,交换传输功能.软:信令,协议,控制,管理,计费等,主要完成通信网的控制,管理,运营和维护,实现通信网智能化终端节点:用户信息的处理,信令信息的处理.交换节点:用户业务的集中和接入,交换,信令,其他控制.业务节点:独立于交换节点的业务的执行和控制,对交换节点呼叫建立的控制,为用户提供智能化,个性化,有差异的服务.传输系统:提供传输信道,目标是提高物理线路使用效率(多路复用技术:频分,时分,波分)功能:信息传送:基本任务,传送的信息主要为用户信息,信令与控制信息,管理信息,由交换节点和传输系统完成.信息处理:目的是增强通信有效性,可靠性和安全性,成.信令机制:任意两个通信实体之间为实现某通信任务进行控制信息交换的机制.网络管理:负责网络运营管理,维护管理,资源管理,以保证网络服务质量,最智能部分.结构:业务网负责向用户提供各种通信业务,要素:网络拓扑结构,交换节点技术(核心),编号计划,信令技术,路由选择,业务类型,计费方式,服务性能保证机制传送网:引入管理和交换智能,负责按需为交换节点/业务节点之间的互连分配电路.传送网与业务网:传送网节点也有交换功能.不同之处:业务网交换节点的基本交换单位本质上面向终端业务,粒度很小,而传送网节点的基本交换单位本质上面向一个中继方向,粒度很大.另一个不同:业务网交换节点连接在信令系统控制下建立和释放,而光传送网节点的连接主要通过管理层面指配建立或释放,每个连接需要长期化维持和相对固定.支撑网:负责提供业务网运行必需的信令,同步,网络管理,业务管理,运营管理等,以提供好的服务质量.包含:同步网,信令网,管理网类型:按业务:电话通信网,数据通信网,广播电视网. 按空间:广域网,城域网,局域网.按传输方式:模拟通信网,数字通信网.按运营方式:公用,专用通信网业务:电话,数据,图像,视频和多媒体,承载与终端交换技术:面向连接型和无连接型.交换节点:完成任意入线的信息到指定出线的交换功能,前提是网络中每个交换节点都须拥有当前网络的拓扑结构信息电路交换:面向连接.连接建立阶段,网络要完成两项工作:,专用通信连接.特点:连接建立阶段为用户静态分配通信所需全部网络资源,并在通信期间,资源将始终保持为该连接专用,在数据传输阶段,交换节点只简单将用户信息在预先建立的连接上进行转发,节点处理时延可忽略不计,效率极高.缺点是信道资源的利用率低.( 静态时分复用)分组交换:原因:1.数据业务突发性强,电路交换只支持固定速率传输,不适应数据通信网中终端间异步,可变速率要求3.话音传输对时延敏感,对差错不敏感,而数据相反4.分组交换针对数据通信设计,每个分组包含差错控制信息,可用于对差错的检测校正.类型: 数据报,虚电路.数据报:无连接,优点:协议简单,无需建立连接,无需为每次通信预留带宽资源,每一分组在网上都独立寻路.缺点:需携带全局有效的网络地址,在每个交换节点都要经历存储,选路,排队等待线路空闲,再被转发的过程,因而传输时延大,并存在时延抖动虚电路:面向连接,与电路交换不同之处:并不进行静态带宽资源预留,只将属于该连接的分组应如何进行转发的信息填到转发表中(统计时分复用) 帧中继:利用当代网络高速度,低差错和终端计算成本低的特点, 设计思想:1.网络只进行差错的检测2.将虚电路的复用和交换从原来的第三层移至第二层来完成3.呼叫控制分组和用户信息分组在各自独立的虚电路上传递.A TM(异步传送模式):目标是在一个网络平台上用分组交换技术来实现多种业务的综合传送交换,不同类型业务在实时性要求,服务质量,差错敏感度等方面差异很大,对业务类型需采用不同处理方式.设计策略:1.固定长分组策略.节点缓冲区的管理策略简单了,定长分组也便于用硬件实现高速信元交换2.继承传统分组交换的统计复用和虚电路技术,同时向网络提交详细的服务质量要求说明3.网络只对信元中的控制字段进行必要差错处理4.引入A TM 适配层(AA L层),来支持区分服务体系和标准:分层:原因1.可降低网络设计复杂度2.方便异构网络设备间的互连3.增强网络的可升级性4.促进竞争和设备制造商的分工.协议:指位于系统上的第N层与另一系统上的第N层通信时所使用的规则和约定的集合.包含:1.语法:协议的数据格式2.语义:包括协调和错误处理的控制信息3.时序:包括同步和顺序控制.OSI:物理层-数据链路-网络-传输-会话-表示-应用.TCP/IP:物理-网络接入-IP-运输-应用.服务质量:要求:1.,有保证地接入网络以获得信息服务,并在规定时延内传递信息的能力2.透明性:网络保证用户业务信息准确,无差错传送的能力3.可靠性:整个通信网连续,不间断地稳定运行的能力.电话网:持续质量,传输质量,稳定性质量.数据网:服务可用性,传输时延,时延变化,吞吐量,分组丢失率,分组差错率.保障机制:1.差错控制:将源端和目的地端之间传送的数据所发生的丢失和损坏恢复2.拥塞控制:将网络中的数据量控制在网络的数据处理能力之下3.路由选择:灵活的路由选择技术可帮助网络绕开发生故障或拥塞的节点,以提供更可靠的服务质量4.流量控制:使目的端通信实体可以调节源端通信实体发出的数据流量的协议机制传送网:为各类业务网提供业务信息传送手段的基础设施.介质:双绞线,同轴电缆,光纤,无线介质.多路复用:1.频分复用传输系统:在传输介质上采用F DM技术,FDM是利用传输介质的带宽高于单路信号带宽,将多路信号经过高频载波信号调制后在同一介质上传播.缺点:传输模拟信号,需调制解调设备,成本高体积大,不稳定.2.时分复用:采用TDM,将模拟信号经PCM.3.波分:在光纤上采用WDM,本质是光域上的频分(FDM),将光纤低损耗窗口划分信道,占用不同波长进行传输.PDH:异步复用方式,多个PCM的一次群信号可逐步复用为二次,三次群,最高可达五次群信号.缺点:1.标准不统一,存在三种标准,且互不兼容2.面向点到点传输,组网灵活性不够3.低阶支路信号上,下电路复杂,需要逐次复用,解复用4.帧结构中缺乏足够冗余信息用于传输网的监视,维护和管理.SDH:以同步时分复用和光纤技术为核心的传送网结构,它由分插复用,交叉连接,信号再生放大等网元设备组成,具有大容量,对承载信号语义透明及在通道层实现保护和路由的功能.内容:传输速率,接口参数,复用方式,高速SDH传送网的OAM.优点: 1.标准统一的光接口2.采用同步复用和灵活的复用映射结构3.强大的网管功能.分层模型: 两层:通道层,传输介质层.通道层负责为一个或多个电路层提供透明通道服务,它定义了数据如何以合适的速度进行端到端传输,分为高阶通道层(VC-3,VC-4)和低阶通道层(VC-2,VC-11,VC-12).通道的建立由网管系统和交叉连接设备负责,它可以提供较长的保持时间,由于直接面向电路层,SDH简化了电路层交换,使传送网更加灵活,方便.传输介质层与具体的传输介质有关,它支持一个或多个通道,为通道层网络节点提供合适的通道容量,分为段层和光层.段层又分为再生段层和复用段层.再生段层负责在点到点的光纤段上生成标准的S DH帧,负责信号的再生放大,不对信号做任何修改.多个再生段构成一个复用段,复用段层负责多个支路信号的复用,解复用,以及在SDH层次的数据交换.光层则定义光纤的类型及所使用接口的特性,随着WDM技术和光放大器,光A DM,光DXC等网元在光层的使用,光层也像段层一样分为光复用段和光再生段两层.网络单元:1.终端复用TM:为使用传统接口的用户提供到S DH网络的接入,以类似时分复用器的方式工作,将多个PDH低阶支路信号复用成一个STM-1或ST M-4,也能完成从电信号STM-N到光载波OC-N的转换2.分插复用器A DM:提供与TM一样的功能,但ADM主要是为了方便组建环网,提高光网络的生存性.负责在STM-N中插入或提取低阶支路信号,利用内部时隙交换功能实现两个STM-N之间不同V C的连接,最广泛的网络单元3.数字交叉连接设备DXC(S DXC):具有多个ST M-N信号端口,通过内部软件控制的电子交叉开关网络,可提供任意两端口速率之间的交叉连接,多个DXC的互连可以方便地构建光纤环网,形成多环连接的网孔网骨干结构. 结构:按地理区域分:省际干线网,省内干线网,中继网,用户接入网SDH与PDH的不同在于,PDH面向点到点传输,而S DH面向业务,利用ADM、DXC等设备,可以组建线性,星型,环型,网型等多种拓扑结构的传送网,S DH还提供了丰富的开销字段,这些都增强了SDH传送网的可靠性和OAM&P能力,这些都是PDH系统不具备的.光传送网(OTN):优点:1.DWDM以不断提高现有光纤的复用度,在最大限度利用现有设施的基础上,满足用户对带宽持续增长的需求2.由于DWDM技术独立于具体的业务,同一根光纤的不同波长上接口速率和数据格式相互独立,使得运营商可以在一个OT N上支持多种业务.OTN可以保持与现有S DH/SONet网络的兼容性3.SDH/SONet系统只能管理一根光纤中的单波长传输,而OTN系统既能管理单波长,也能管理每根光纤中的所有波长4.随着光纤的容量越来越大,采用基于光层的故障恢复比电层更快,更经济.分层:由上至下依次为:光信道层,光复用段层,光传输段层1.光信道层(OCh): 负责为来自电复用段层的各种类型的客户信息选择路由,分配波长,为灵活的网络选路安排光信道连接,处理光信道开销,提供光信道层的检测,管理功能2.光复用段层(OMS):为支持灵活的多波长网络选路重新配置光复用段功能;为保证DWDM光复用段适配信息的完整性进行光复用段开销的处理;光复用段的运行,检测,管理等功能3.光传输层(OTS):为光信号在不同类型的光纤介质上提供传输功能,同时实现对光放大器和光再生中继器的检测和控制等功能.结构:光分插复用器,光交叉连接器,典型的OTN拓扑结构.1.光分插复用器(OADM): 在光域实现传统S DH中的SA DM在时域中实现的功能,包括从传输设备中有选择地下路去往本地的光信号,同时上路本地用户发往其他用户的光信号,而不影响其他波长信号的传输2.光交叉连接器(OXC): 与传统S DH中SDXC在时域中实现的功能类似,不同在于OXC在光域上直接实现了光信号的交叉连接,路由选择,网络恢复等功能,无需进行OE O转换和电处理,是构成OT N的核心设备3.典型OTN拓扑:长途核心网络中,为保证高可靠性和实施灵活的带宽管理,通常物理上采用网孔结构,在网络恢复策略上可以采用基于OADM的共享保护环方式,也可以采用基于OXC的网格恢复结构.在城域网中和接入网中则主要采用环形结构移动通信网:指通信的一方或双方可以在移动中进行的通信过程.特点:1.用户的移动性.要保持用户在移动状态中的通信,系统中要有完善的管理技术来对用户的位置进行登记,跟踪,使用户在移动时也能进行通信2.电波传播条件复杂.移动台可能在各种环境中运动,必须充分研究电波的传播特性,使系统具有足够的抗衰落能力3.噪声和干扰严重.移动台在移动时用户之间还会有干扰.这就要求在移动通信系统中对信道进行合理的划分和频率的再用4.系统和网络结构复杂.移动通信系统是一个多用户通信系统和网络,必须使用户之间互不干扰,能协调一致地工作,整个网络结构很复杂的5.有限的频率资源.无线网中频率资源有限,ITU对无线频率的划分有严格的规定.提高系统的频率利用率是移动通信系统的一个重要课题.分类:集群移动通信,公用移动通信系统,卫星移动通信,无绳电话,寻呼系统.技术和结构:构成:1.移动业务交换中心MS C:是蜂窝通信网,作用:a.信息交换功能:为用户提供终端业务,承载业务,补充业务的接续b.集中控制管理功能:无线资源的管理,移动用户的位置登记,越区切换等c.通过关口MS C与公用电话网相连2.基站BS:负责和本小区内移动台间通过无线电波通信,并与MSC相连以保证移动台在不同小区之间移动时也可以进行通信3.移动台MS:即手机或车载台.是终端设备,将用户的话音信息进行变换并以无线电波的方式进行传输4.中继传输系统:在MSC间,MSC和BS间的传输采用有5.数据库:,要对用户进行接续,必须要掌握用户的位置及其他的信息,数据库用来存储用户的有关信息.覆盖方式:大区制:由一个基站覆盖整个服务区.小区制:,每个小区设置一个基站.基本技术:多址方式:给每个用户的信号赋以不同的特征,类型:频分多址方式(FDMA),时分多址方式(TDMA),空分多址方式DMA),码分多址方式(CDMA).频分:把可以使用的总频带划分为若干个占用,不同的移动台占用不同频率的信道进行通信.时分:把时间分成周期性的帧,每帧分割成若干时隙,每个时隙就是一个通信信道.码分:不同移动台共同使用一个频率,,所以各个用户之间没有干扰.工作方式:单工,半双工,全双工方式GS M:全球移动通信系统.优点:频谱效率高,容量大,话音质量高,安全性,业务优势.结构:1.移动台(MS): 用户终端,包括移动设备(ME)和移动用户识别模块SIM卡2.基站系统(BSS):负责在一定区域内与移动台之间的无线通信,包括基站控制器(BSC)和多个基站收发台(BTS)3.网络子系统:包含GS M系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理,安全性管理所需的数据库功能,对通信起管理作用.包含:移动交换中心MS C,网关MSC, 归属位置寄存器HLR,访问位置寄存器V LR,鉴权认证中心A UC, 设备识别寄存器EIR,操作和维护中心4.接口: A接口,Abis接口,Um接口.使不同供应商提供的GSM基础设备能互通,组网.号码: 移动台号簿号码(MSISDN),国际移动用户标识号(IMSI),国际移动台设备标识号(IMEI),移动台漫游号码(MSRN),临时移动用户识别码(T MSI).呼叫接续与移动性管理:移动性管理:位置登记,越区切换这些与用户移动有关的操作1.位置登记:指移动通信网对系统中的移动台进行位置信息的更新,包括旧位置区的删除和新位置区的注册两个过程.移动台的信息存储在HLR,VLR两个存储器中.当移动台从一个位置区进入另一个位置区时,就向网络报告其位置的移动,使网络能随时登记移动用户的当前位置,利用位置信息,网络可以实现对漫游用户的自动接续,将用户的通话,分组数据短消息和其他业务数据送达漫游用户2.呼叫接续:给网中任意用户之间提供通信链路.步骤:a.首先移动台与基站之间建立专用控制信道b.完成鉴权和有关密码的计算c.呼叫建立过程d.建立业务信道e.话终挂机3.越区切换:指当通话中的移动台从一小区进入另一小区,网络能把移动台从原小区所用的信道切换到新小区的某一信道,保证用户的通话不中断CDMA:采用CDMA技术的数字蜂窝移动通信系统.由扩频,多址接入,蜂窝组网和频率再用等几种技术结合而成.特点:系统容量大,保密性好,软切换,软容量,频率规划简单.关键技术:1.同步技术:CDMA系统要求接收机的本地伪随机码PN序列与接收到的PN码在结构,频率和相位完全一致,否则就不能正常接收所发送的信息,若PN码序列不同步,即使实现了收发同步,也不能保持同步,也无法准确可靠地获取所发送的信息数据2.Rak e接收:分别接收每一路的信号进行解调,然后叠加输出达到增强接收效果的目的 3.功率控制:核心技术,使系统既能维持高质量通信,又不对其他用户产生干扰4.软切换:越区切换过程中,移动台与原基站和新基站都保持着通信链路,在两个基站覆盖区的交界处起业务信道的分集作用A TM:(异步传送模式)实现宽带综合业务数字网的解决方案,采用快速分组交换和统计复用技术.基本概念:1.采用短而固定长度的短分组(信元)2.采用统计复用3.采用面向连接并预约传输资源的方式工作:采用分组交换中的虚电路形式,既兼顾网络运营效率又满足接入网络的连接能够进行快速数据传输4.协议简化:不进行流量控制和差错控制,所以信元头部变得异常简单,主要标志虚电路.参考模型:用户平面(U)负责提供用户信息传送,端到端流量控制和恢复操作控制平面(C)负责建立网络连接,管理连接以及连接的释放,主要完成信令功能管理平面(M)两功能,即平面管理和层管理.平面管理,负责所有平面的协调,层管理负责各层中的实体管理,并执行运行,管理和维护(OAM).每个平面分层:物理层利用通信线路的比特流传送功能实现A TM信元传送A TM层利用物理层提供的传送功能,向外部提供传送A T M信元的能力AAL层介于A T M层和高层之间,负责将不同类型业务信息适配成A TM信元高层根据不同的业务特点,完成其端到端的协议功能.网络组成:1.A TM交换机:核心设备,完成物理层和A TM层的功能2.A TM端系统:两类,在纯A TM网络中,端系统就是各种终端,是产生和接收A TM信元的;在互连的网络中,端系统就是互连设备,也叫虚终端,不产生,接收信息网络接口:1.用户网络接口:完成用户网络接口的信令处理和V P/V C交换操作,分为公用用户网络接口(UNI)和专用用户网络接口(PUNI)2.网络节点接口(NNI/PNNI):完成网络节点间的信令处理和V P/VC交换操作3.B-ICI:不同运营商组建的A TM 网间通过B-ICI互连.物理层接口: SDH接口,PDH接口,基于FDDI的4B/5B接口.A TM逻辑连接:1.虚信道和虚信道连接:虚信道V C指的是A TM信元的单向通信能力.虚信道链路是两个相邻A TM实体间传递A TM信元的单向通信能力,用V CI来标识.具有相同VCI的信元在同一个VC上传送.级连的VC链路组成VCC,VC交换机完成VC路由选择的功能.2.虚通路和虚通路连接:多个虚信道组成虚通路V P, VP的VC链路,端到端的多段VP链路组成VPC,VP链路用V PI 来标识, V P交换机完成V P路由选择的功能.3.V CC与VPC:一个接口上用VPI和VCI两个值完全标识一个V C,VP可以单独交换,而VC的交换必然和V P交换一起进行.虚连接(VC)有两种:一种为永久虚连接(PVC)指网络两端点间固定的连接,可以通过管理功能来修改;另一种为交换虚连接(SVC),通过信令系统建立,每次建立的都可能不一样.V C交换:VPI 和VCI只是局部有效的,每个V PI/VCI的作用范围只局限在链路级,每个交换节点在读取V PI/VCI值后,根据本地的转发表查找对应的输出VPI/VCI进行交换并改变V PI/VCI的值.这种交换机根据整个VPI和VCI字段来交换的方式叫VC 交换.VP交换:骨干交换机把这些VC做为一个完整单元看待,只根据VPI字段选路转发信息,这种交换方式就叫V P交换.A TM信元:1.组成:由53个字节的固定长度组成,其中前5,后48个字节为信息域 2.信元头:a.GF C(4b):一般流量控制,控制用户终端方向的信息流b.:虚通路标识码.UNI和 NNI中的V PI字段分别是8 bit 和12 bit c.V CI(16b):虚信道标识码.用于虚信道路由选择,适用于UNI/NNI.d.PT(3b):信息类型指示段.标识信息字段中的内容是用户信息还是控制信息e.CLP(1b):信元丢失优先级,表示信元的相对优先等级 f.HE C(8b):信头差错控制,用于信头差错的检测,纠正及信元定界.信元传输:1.请求建立连接,请求消息从源端沿着信令VC节点依据网络资源决定是否接纳呼叫.若接受呼叫,就给各段链路分配VPI/VCI,并在各交换机内建立控制转发的转发表,决定消息要通达目的地的路径2.信元传送阶段,高层用户信息封装成信元送给入端交换机,交换机按转发表转发信息至目的地.目的地将信元恢复成原始信息递交给高层用户3.通信结束后,用呼叫结束请求拆除VPC和VCC,释放分配的V PI和VCI.AAL:将各种高层信息变换成标准信元净荷,或者做相反变换.两个子层:1.信元拆装子层(SAR):位于AAL层的下面,将一个虚连接的全部信元净荷组装成数据单元并交给高层或在相反方向上将高层信息拆成一个虚连接上的信元净荷2.会聚子层(CS):位于AAL层的上面,作用与各类业务相关,根据业务质量要求,提供不同业务所需的附加功能.流量控制:对用户利用网络资源加以控制,以使网络能处于正常工作状态,即使网络负荷超过网络容量,网络的服务质量仍可处于可接受的水平.层次:段级,沿到沿级,接入级,端到端级.1.基本的流量控制功能:a.呼叫接纳控制(CAC):在呼叫建立阶段网络所执行的一组操作,用以接受或拒绝一个A TM连接.用户在呼叫时,需把自己的业务流特性和参数以及它要求的服务质量告知网络,网络根据资源被占用情况和用户提供的信息,在不降低已建立连接服务质量的前提下,决定是否接纳这个呼叫b.用法参数控制(UPC)和网络参数控制(NPC):分别在UNI和NNI上进行,.网络在接纳呼叫入网后,给这个呼叫分配了一定的带宽,这个带宽是所有连接共享的.实际入网的业务流量有可能超过分配的带宽.因此,需要对业务流量进行监视和控制,保证业务流特性和网络分配的带宽相一致 2.附加的流量控制功能:优先级控制(CLP),业务流整形(TS),网络资源管理(NRM),反馈控制(F C)等,支持和补充CAC,UPC/NPC拥塞控制:拥塞是不正常的状态,在这种状态下,用户提供给网络的负载接近或超过了网络的设计极限,从而不能保证用户所需的服务质量,主要由于网络资源受限或突然出现故障所致.理想的拥塞控制机制是:在不发生拥塞的情况下,使网络负载增加到瓶颈资源的边缘并维持不变,从而最大限度地利用网络资源.三个层次:拥塞管理:确保网络负载不要进入拥塞区域.拥塞回避:时控制机制,在网络过载期间避免拥塞和从拥塞恢复.拥塞恢复:避免降低网络已向用户承诺的业务质量.宽带接入网:接入网(A N)是由业务节点接口(S NI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体所组成的为传送电信业务,提供所需传送承载能力的实施系统,并可通过Q3接口进行配置和管理.包含用户线传输系统,复用设备,数字交叉连接设备和用户网络接口设备.功能包括交叉连接,复用,传输.物理结构:馈线段,配线段,引入线段.功能模型:用户口功能(UPF),业务口功能(SPF),核心功能(CF),传送功能(TF)和接入网系统管理功能(AN-SMF).主要接口:1.业务节点接口(SNI)2.用户网络接口(UNI) 3.维护管理接口(Q3).分类: 宽带有线接入网,宽带无线接入.技术:有线:基于双绞线的xDSL技术,基于HFC网(光纤和同轴电缆混合网)的Cable Modem技术,光纤接入网技术等.无线:3.5 GHz固定无线接入,LMDS等.宽带有线接入网技术:1.ADSL接入网:以普通电话双绞线作为传输媒介,实现高速数据接入,采用FDM(频分复用)和离散多音调制(DMT)技术,组成:局端设备(DSLA M),用户端设备,话音分离器,网管系统.局端设备与用户端设备完成ADSL频带的传输,调制解调,还完成多路ADSL 信号的复用,并与骨干网相连.话音分离器是无源器件,停电期间普通电话可照样工作,它由高通和低通滤波器组成,其作用是将ADSL频带信号与话音频带信号合路与分路,这样ADSL的高速数据业务与话音业务就可以互不干扰.应用领域:个人住宅用户的Internet接入,远端LAN,小型办公室/企业Internet接入.缺点:a.较低的传输速率限制了高等级流媒体应用和HDTV等业务的开展b.非对称特性不适于要求数据流收发对称的企事业和商业办公环境 c.由于ADSL设备是面向A TM体制的,因而ADS L/A TM设备成本仍较高.2.光纤接入网:采用光纤传输技术的接入网,一般指本地交换机与用户之间采用光纤或部分采用光纤通信的接入系统.组成:光线路终端(OLT):有光电转换,传输复用,数字交叉连接及管理维护等功能,实现接入网到SN的连接.用户端的光网络单元(ONU):有光电转换,传输复用等功能,实现与用户端设备的连接.光配线网(ODN):有光功率分配,复用/分路,滤波等功能,为OLT和ONU提供传输手段.类型:有源光网络(AON):指光配线网ODN含有有源器件的光网络,该技术主要用于长途骨干传送网.无源光网络(PON):指ODN 器等无源器件组成,不需贵重的有源电子设备.特点:容量大,损耗低,防电磁能力强.技术:APO N:在OLT与OUN之间的ODN中采用A TM PON技术.缺点:利用A TM信元造成的传输效率较低,带宽受限,系统相对复杂,价格较贵,需要进行协议之间的转换.EPON:基于Ether net技术.与APON区别: APON承载I P数据流的效率低,开销大.3. HFC接入网:光纤和同轴电缆混合网(HFC),利用Cable Modem进行双向数据传输.应用:依托有线电视网,业务有Internet访问,I P电话,远程教育,网络游戏.缺点:Cable Modem用户共享带宽,多个Cable Modem用户同时接入时带宽均分,速率会下降;由于共享总线式的接入方式,在进行交互式通信时必须注意安全性和可靠性问题.宽带无线接入网技术:1.3.5GHz固定无线接入:工作在3.5 GHz频段,是一种点,小型办公室和小区住宅用户提供话音,数据,Internet和图像等业务.构成:基站BS,远端站RS,网管系统NMS.优缺点:建网速度快,覆盖范围较广,但系统容量有限,,提供宽带能力有限 2.LMDS接入技术:本地多点分配业务(LMDS),工作在20-40 GHz频带上.系统构成一般包括基站,远端站和网管系统.缺点:传输距离短,雨衰太大宽带综合IP网:方案:IP over A TM,IP over SDH,IP over WDM,MPLS.IP ov er A TM:IP层主要实现多业务汇聚和数据的封装,A TM层负责提供端到端的QoS,SDH层提供光网络的管理和保护切换功能,光网络层基于WDM提供高带宽.模式:重叠模式:I P与A TM各自保持原有的网络结构,协议结构不变,通过在两个不同层次的网络之间进行数据映射,地址映射和控制协议映射来实现I P over A TM.集成模式:核心网的A TM交换机直接运行IP路由协议,将A TM层看作IP层的对等层,用户终端只需IP地址来标识,无需进行IP 地址到A T M地址的解析,也不使用A TM信令进行端到端VC的建立.IP交换:专用于在A TM网络上传送IP分组的技术.结构: a.IP交换控制器:由IP路由软件和控制软件组成,负责标识一个流,并将其映射到A TM的虚信道上b.通用交换管理协议(GS MP):使I P交换控制器可从内部完全控制A TM交换模块,管理其交换端口,建立和撤销通过交换机的连接c.Ipsilon流管理协议(IF MP):该协议用于在IP交换机间共享流标记信息,以实现基于流的第二层交换工作过程:a.逐跳转发I P分组阶段:b.使用IFMP将业务流从默认VC重定向到一个专用的VC上c.在新的VC上对流进行第二层交换.缺点:a.只支持I P协议,不能桥接或路由其他协议b.分组转发效率依赖于具体用户的业务特性.T ag交换:根据每个分组中预先分配的T ag来进行交换的通用方法.T ag:T ag的长度固定,每个T ag与第三层的路由信息直接关联,这样通过定长的T ag而不是变长的IP地址前缀,就可以将IP分组或A TM信元传送到网络中的合适目的地.IP地址全网有效,T ag局部有效. 组成:边缘路由器(ER),T ag交换机(TS),T ag分配协议(TDP)多协议标记交换MPLS: 功能: 1.提供对不同粒度的业务流的管理机制2.保持原有第二层和第三层协议的独立3.提供一种将I P地址映射成简单的,固定长度标记的方法,该标记可用于不同的分组转发和分组交换技术4.为已有的路由协议提供接口.体系结构:1.控制面:负责交换第三层的路由信息和标记2.于LIB进行分组转发.核心思想:在网络边缘进行路由和标记,在网络核心进行标记交换.标记交换步骤:1.a:LS R使用现有的I P,维护并建立标准I P转发路由表FIB b:使用LDP协议建立LIB2.入口LER接收分组,执行第三层的增值服务,并为分组打上标记3.核心LSR基于标记执行交换4. 出口LER删除标记,转发分组到目的网络.信令机制:1.IP路由信息的交换:使得LSR 可以获取目的网络的可达性信息,建立并维护路由表FIB,主要由现有的IP路由协议完成2.标记分配控制:包括标记的分配,LS P的创建,LIB的维护,由标记分配协议来完成.。
现代通信系统 第4章

《现代通信系统》
第4章 数字通信系统概述
数字传输系统
信 息 源
信 源 编 码 器
信 道 编 码 器
数 字 调 制 器
信 道
数 字 解 调 器
信 道 解 码 器
信 源 解 码 器
受 信 者
噪声源
图4.1 数字通信系统 《现代通信系统》
第4章 数字通信系统概述
4.1.2 数字通信系统的主要性能指标 1. 数字传输系统传输速率 1) 信息传输速率 2) ห้องสมุดไป่ตู้元(符号)传输速率 转换公式为
第4章 数字通信系统概述
第4章 数字通信系统概述
4.1 数字通信系统模型 4.2 数字复接技术 4.3 数字传输信号帧结构 4.4 数字传输信号的处理 4.5 数字信号的调制与解调
《现代通信系统》
第4章 数字通信系统概述
4.1 数字通信系统模型
4.1.1 数字通信系统模型结构 完成数字信号产生、变换、传递及接收全过程的 系统称之为数字通信系统。数字通信系统的模型可用 图4.1来描述。
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[通信企业管理]现代通信网资料精编
![[通信企业管理]现代通信网资料精编](https://img.taocdn.com/s3/m/2f7cdaa8f46527d3250ce06b.png)
(通信企业管理)现代通信网资料第1章现代通信网概述1.1现代通信网基础通信的基本形式是于信源和信宿之间建立壹个传输信息的通道,实现信息的传输。
1.1.1通信系统基本组成信源、发送器、信道、接收器、信宿。
1.1.2通信网络构成要素实际的通信网是由软件和硬件按特定方式构成的壹个通信系统,每壹次通信均需要软硬件设施的协调配合来完成。
从硬件构成来见,通信网由终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成,它们完成通信网的接入、交换和传输等基本功能。
软件部分包括信令、协议、控制、管理、资费制度、编码方案等。
它们主要完成通信网的控制、管理、运营和维护,实现通信网的智能化。
以下重点介绍通信网的硬件构成。
1)终端节点主要功能:(1)用户信息的处理。
(2)信令信息的处理。
2)交换节点交换节点是通信网的核心设备,其主要功能有:用户业务的集中和接入功能;交换功能;信令功能;其他控制功能。
3)业务节点其主要功能是:实现独立于交换节点的业务的执行和控制。
实现对交换节点呼叫建立的控制。
为用户提供智能化、个性化、有差异的服务。
4)传输系统传输系统为信息的传输提供传输信道,且将网络节点连接于壹起。
通常传输系统的硬件组成应包括:线路接口设备、传输媒介、交叉连接设备等。
目标:提高物理线路的使用效率。
1.1.3通信网组网结构从功能的角度见,壹个完整的现代通信网可分为相互依存的三部分:业务网、传送网、支撑网。
1.1.7通信网的体系结构及标准化组织1.通信网的分层体系结构分层体系结构的优点:①分层的体系结构能够降低网络设计的复杂度。
②分层的体系结构方便异构网络设备间的互连互通。
③分层的体系结构增强了网络的可升级性。
④分层的体系结构促进了竞争和设备制造商的分工,屏蔽内部实现细节。
于分层体系结构中,协议是指位于壹个系统上的第N层和另壹个系统上的第N层通信时所使用的规则和约定的集合。
通信协议主要包含语法、语义和时序。
语法规定协议的数据格式;语义包括协调和错误处理的控制信息;时序包括同步和顺序控制。
现代通信网概论讲义第4章.

点,线条和箭头代表网中控制的来源和方向。交换节点中的同
步控制信号来自线条中的时钟信号和节点本地时钟信号之间的 相位差值,或者直接来自线条中的控制信号。
设备中,准同步用于PDH。非同步复用传输效率低,只在低速
数据信号复用中使用。
第4章 同步网 (3) 交换同步:在一个由模拟传输和数字交换构成的混合 网中,网内不存在交换同步问题。只有在数字传输和数字交换
构成的综合数字网内,为了使到达网内各交换节点的全部数字
流都能实现有效的交换,必须使到达交换节点的所有数字流的 帧定位信号同步,这种数字交换中需要的同步称为交换同步。 由于交换同步涉及到网中到达各交换节点的全部数字流,因此 又称为网同步。本书重点讨论的就是网同步的基本概念及网同
第4章 同步网 (3) 单端控制:节点时钟的同步控制信号来自输入时钟信 号和本地时钟信号的差值,也就是来自节点的本端。图4.3(b)
的主从同步必然是单端的,图4.3(e)所示为单端互同步方式。
(4) 双端控制:节点时钟的同步控制信号除来自本端输入
时钟信号和本地时钟的相位差值外,还将发送时钟信号对端所
独立工作,节点之间不需要有控制信号来校准时钟的精度。网
第4章 同步网
4.2.2 定时分配
定时分配就是将基准定时信号逐级传递到同步通信网中的 各种设备。定时分配包括局内定时分配和局间定时分配。 1.局内定时分配 局内定时分配是指在同步网节点上直接将定时信号送给各 个通信设备。即在通信楼内直接将同步网设备(BITS)的输出信 号连接到通信设备上。局内定时分配一般采用星型结构,如图 4.1所示。从BITS到被同步设备之间的连线采用2 Mb/s或2 MHz 的专线。
概论 现代通信网

二、现代通信网的发展 现代通信网的发展过程, 现代通信网的发展过程,大体可分为以 下四个阶段。 下四个阶段。 1.第一阶段 第一阶段: 19世纪中叶至 20世纪 1.第一阶段:是 19世纪中叶至 20世纪 年代。从有线通信的角度来看, 40 年代。从有线通信的角度来看,1844 年 有线电报的发明人莫尔斯( Morse) 有线电报的发明人莫尔斯( Samuel Morse) 亲自从华盛顿向其他的大学发出第一份电报; 亲自从华盛顿向其他的大学发出第一份电报;
3.第三阶段: 3.第三阶段:现代通信网发展的第三阶 第三阶段 段大致在20世纪的70 80年代 1970年一根 20世纪的70~ 年代。 段大致在20世纪的70~80年代。1970年一根 涂有二氧化硅的光导纤维的传输损耗达到了 20dB/km, 1959年激光的发明导致光通信 20dB/km,而 1959年激光的发明导致光通信 技术的起步。 技术的起步。
2.星型网: 2.星型网:拓扑结构是一种以中央节点 星型网 为中心,把若干外围节点(或终端) 为中心,把若干外围节点(或终端)连接起 来的辐射式互连结构。 来的辐射式互连结构。 3.复合型网 复合型网: 3.复合型网:是由网状网和星型网复合 而成的网络。 而成的网络。
4.环型网: 4.环型网:如果通信网各节点被连接成 环型网 闭合的环路,则称为环型网。 闭合的环路,则称为环型网。 在环路中, 在环路中,每个节点的地位和作用是相 同的,不需要进行路径选择,控制比较简单。 同的,不需要进行路径选择,控制比较简单。
2.信号传输的透明性与传输质量的一致性 2.信号传输的透明性与传输质量的一致性 透明性: 透明性:在规定的业务范围内的信息都可 以在网内传输,对用户不加任何限制。 以在网内传输,对用户不加任何限制。 传输质量的一致性: 传输质量的一致性:是指网内任何两个用 户通信时,应该具有相同或相仿的传输质量, 户通信时,应该具有相同或相仿的传输质量, 而与用户之间的距离无关。 而与用户之间的距离无关。
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(3)全网速率较低,忙时出现阻塞或 呼叫等待时间较长。 (4)全网仅北京地区配有TELEX用 户接口,这不利于全国范围内的TELEX在 分组交换网上互连。因此,重建我国分组 交换网就显得十分必要与迫切。
三、中国公用分组交换数据网 CHINAPAC) (CHINAPAC) 网络规模:CHINAPAC网由32个节点 机组成,分别安装在全国各省会及直辖市, 其中北京、上海、沈阳、武汉、成都、西 安、广州、南京八个城市为汇接中心,它 们之间采用完全网状汇接,其余各点采用 不完全的网状结构。
PAD主要有两个功能。 (1)非分组终端字符的组装或分组: 非分组终端的字符通过PAD组装或分组, 发至交换机,同时从交换机来的分组通过 PAD拆卸成字符送至非分组终端。 (2)PAD的数据集中:在PAD中,把 各终端的字符数据流组成分组后,在PAD 至交换机的中速线路上交织复用,以利于 有效利用线路,并且扩充非分组终端接入 的端口。
一、数据通信网发展现状 自从1993年我国建立了第一个公用数 据通信网——公用分组数据交换网以来, —— 近十年来,各级通信部门将数据多媒体通 信网的建设列入投资重点建设项目,推动 了网络建设的发展,使我国数据通信网的 种类达到10余种。
二、扩大网络建设能力,提高 扩大网络建设能力, 网络覆盖面 分组网在网络能力和网络覆盖范围方面, 已基本上能够满足中低速用户的业务需求, 原则上不再发展,今后将会充分利用现有的 网络资源发展相关的数据通信业务。 1.多媒体宽带网 中国电信将以ATM宽带网为基础,形 成安全高效统一的多业务平台,实现中继带 宽的综合利用,解决目前各种网络相互重叠、 网络结构复杂、路由组织困难等问题。
第四章 数据通信网
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7
数据通信网概述 分组交换网 数字数据网 计算机通信网 帧中继网 ATM通信网 IP通信网
4.1 数据通信网概述
4.1.1 念
一般地,数据通信网被划分为两个部分:通 信子网和本地网。 通信子网具备传输和交换功能,它是在原有 通信网传输链路上加装了专用于数据交换或连接 的节点交换机,从而构成了专门处理数据信息的 数据通信网,并随着通信业务变化及网络的不断 进化和变更,进一步发展成为能够处理各种通信 业务的综合通信网。
DNIC为国际数据网识别代号(前三位 为国家号码,第四位为网络号码); NTN为国内终端码(全网采用8位编号 X1~X8,另外的X9X10 为用户的子地址号 码)。 网络互连:CHINAPAC的网号为4603, 国际出口采用X.75规程连接到20几个国家 和地区,并与CNPAC(网号代码4602)采 用X.75连接,可与电话网、用户电报网和 DDN等网络互连。
3.维护管理 维护管理主要用于监视网络的运行状 态,进行线路的测试,收集各项测试数据, 输出统计结果、运行记录等方面的管理。 4.网络状态显示 通过网络状态显示,可在彩色显示器 上显示出网络的运行状态、网络各模块及 各线路的工作状态。
Hale Waihona Puke 六、传输线路 传输线路包括从用户终端至分组交换 机或PAD的用户线及分组交换机间的中继 线,或网间中继线。 七、调制解调器 当用户终端至分组交换机的线路采用 模拟线路时,需要用调制解调器将数据终 端送出的数字信号变成模拟信号,在模拟 线路上传送;或将模拟线路上接收的模拟 信号变成数字信号,送给数据终端。
(3)实现X.25、X.75等多种协议。 (4)执行维护、运行管理、故障报告 与诊断、计费统计等功能。 二、数据终端 数据终端也就是用户使用的通信终端, 包括计算机、打印机、电传机、传真机、 可视图文终端和显示终端等。
三、分组装拆设备 分组终端(计算机与智能终端等)与 分组交换网之间的接口按规定的协议实施 通信与连接,即把发送的数据划分为一个 或多个分组,并加上必要的分组字头及校 验码等。对于较简单的字符终端,可通过 分组拆装设备(PAD)接入分组交换网内。 因此,分组拆装设备是对待发、待收的信 息进行整合,使之满足分组交换网传输及 处理需要的设备。
4.1.3 数据通信网主要质量指标
一、工作速率 工作速率反映数据通信网的工作速度 的快慢。衡量工作速率的技术指标主要包 括:符号速率(信号速率)和信息传输速 率等。 1.符号速率 符号速率又叫信号速率,记为N。
2.信息传输速率 信息传输速率,简称传信率,通常记 为R。它表示单位时间内系统传输(或信源 发出)的信息量,即二进制码元数。
网络速率:CHINAPAC的通信速率可 提高到64kbit/s,同时具有IBMSNA/SDLC 规程,能与电话网双向互连,可供同步中、 高速数据用户使用。 网络吞吐能力:每秒可处理250次呼叫, 每个节点的吞吐量达3000~6000分组/秒。 编号计划:采用原CCITT建议,用15 位号码,即 P+DNIC+NTN 其中:P为国际呼叫前缀(选用O);
四、远程集中器 远程集中器(PCV)可理解为PAD的 扩充。 五、网络管理中心 网络管理中心负责全网运行的管理、 维护和监测,主要包括技术管理、计费管 理、维护管理和网络状态显示等。
1.技术管理 网络的技术管理主要用于用户信息参 数的增加、修改、删除,改变网络各模块 的状态,修改软件版本,进行路由更新、 监视、控制等方面的管理。 2.计费管理 计费管理主要用于收集网络的计费信 息,根据主叫与被叫的各项参数进行计费, 并打印出详细的计费表格。
数据通信网的基本概
与电话通信相比,数据通信有如下特 点: (1)数据通信是人-机或机-机通信, 计算机直接参与通信。这是数据通信的重 要特征。 (2)数据传输的准确性和可靠性要求 高。 (3)传输速率高,要求接续和传输响 应时间快。 (4)通信持续时间差异大。
4.1.2 数据通信网的分类
数据通信网大致分为以下几个业务网: 数字数据网(DDN)、分组交换网(X.25 网)、帧中继网、ATM网等。 DDN网是利用数字信道提供半永久性 连接电路传输数据信号的数字传输网。 分组交换网(X.25网)吸收了电路交 换低时延及电报交换的路由选择自由的优 点,是一种数据传输可靠性较高的数据通 信方式。
四、省内分组交换网 省内分组交换网是国家骨干网的延伸, 是我国分组交换网的重要组成部分。目前 已有绝大多数的省、市开通了省内分组交 换网,其它省、市、自治区也正在规划建 设中。省内网的规模有大有小,有的覆盖 到县城,有的覆盖到地区级城市。
4.3 数字数据网
数字数据网是数据通信网的重要组成 部分之一, 部分之一,在数据传输与数据处理方面得 到广泛应用。 到广泛应用。
转发交换机 局部交换机 分组终端 PAD 高速线路 高速或中速线路 低速字符终端 PAD PT PT PAD PT 转发交换机
PAD
图4.1 分组交换网基本结构示意图
一、节点交换机 节点交换机又称分组交换机,是分组 网的枢纽设备。 分组交换机的主要功能: (1)为网络的基本业务即虚呼叫、 永久虚电路及其它网内各种业务提供支持。 (2)在各节点机之间进行路由选择, 并进行流量控制,防止网络拥塞,完成交 换任务。
二、网络设备 网络设备是指具有数字交叉连接功能 的系统,也称为节点。在我国的DDN体制 中,把DDN节点分为2兆节点、接入节点和 用户节点三种类型。 1.2兆节点 2兆节点是DDN的骨干节点,负责执 行网络业务的转换功能。
2.接入节点 接入节点主要为DDN各类业务提 供接入功能。 3.用户节点 用户节点主要为DDN用户入网提 供接口,并进行必要的协议转换,包括 小容量的时分复用设备等。用户节点可 以设置在用户处。
4.2.2 分组交换网
分组交换网是由分组交换设备及其连 接等级结构构成的,通过相关的设备和一 定的等级机构完成用户之间的分组信息传 输与处理。 一、分组交换网等级结构 分组交换网的等级结构反映了分组交 换网中用户及其端局间连接关系。
二 、 CNPAC 网 ( 中 国 分 组 接 入通信网) 入通信网) 1989年我国组建的CNPAC网(见 图 4 . 4 ) 采 用 的 是 法 国 SESA 公 司 的 DPSⅡ型设备。 DPS
网络功能及特点:除分组交换功能外, 该网还具有帧中继及动态分配帧中继功能 以及网络时延小的特点。 网络管理:分全国、区域和本地三级 管理,可动态地监察全网的运行状况。 开放业务:可分基本业务和选择业务。 基本业务:分交换虚电路(SVC)、永久 性虚电路(PVC);选择业务:根据用户 需求可选择业务(符合原CCITT建议X.25 要求),如网络用户识别(NUI)、全球 助记符服务(GMS)、广播服务和呼叫转 移(CR)等。
国际出口 沈阳 北京 2 北京 1 南京 天津
图 4 4 . CNPAC 网 络 构 成 示 意 图
CNPAC网应用几年来,满足了部分用 户的急需,收到了一定的经济效益。但它 还存在以下几个问题: (1)技术比较陈旧,网络性能差(无 X.32规程及SDLC规程),同步端口数量少 且全网仅有580端口。 (2)网络覆盖面过小,不利于“集团” 用户的发展,更无法满足没有设置分组交 换设备用户数据通信的需求。
三、网络管理系统 网络管理系统一般是由网管工作站及 相应的网管软件组成。它是网络正常运转 和发挥其性能的必要条件,尤其是网的规 模不断扩大时,其重要性就更为突出。 四、本地传输系统 本地传输系统,即通常所称的用户环 路传输系统,是指终端用户至DDN本地节 点之间的传输子系统。
4.3.3 网间连接
帧中继网采用的是快速分组交换技术, 它是在数字光纤线路代替模拟线路、用户 终端日益智能化的基础上发展起来的。 异步传送模式(ATM)是一种用于宽 带网内传输、复用、交换信元的技术,可 以支持高质量的语声、图像和高速数据业 务。它是一种简化的面向连接的高速分组 交换,是未来宽带综合业务数字网的基础 和核心。
2.IP网络 IP网络 IP业务是市场竞争的焦点,IP网建设 对数据多媒体业务将来的发展至关重要。 3.提高网络综合能力,完善网络功能 数据与多媒体通信网已初具规模,完 善网络功能、提高网络综合能力是网络建 设的首要任务。