通信网基础-传输与交换
第八节课 通信网与交换
集线器(Hub)、网桥、 共享介质、 随机 交换机 竞争式 路由器、服务器 ATM 交换机 分组交换 信元交换
2) 传送网 传送网是随着光传输技术的发展，在传统传输系统的 基础上引入管理和交换智能后形成的。传送网独立于具体 业务网，负责按需为交换节点/业务节点之间的互连分配电 路，在这些节点之间提供信息的透明传输通道，它还包含 相应的管理功能，如电路调度、网络性能监视、故障切换 等。构成传送网的主要技术要素有：传输介质、复用体制、
整个通信网中最具智能的部分。已形成的网络管理标准有： 电信管理网标准TMN系列，计算机网络管理标准SNMP等。 因此，从功能的角度看，一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，如图1.4所
示。
电话网
Internet ATM 网 FR 网
移动网 支撑网
业务网
信令网 管理网
“交换”概念背后的思想是：按需分配
让网络根据用户实际的需求为其分配通信所需的网 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，网络再回收分配给用户的资源，让其他用户使用， 从而达到网络资源共享，降低通信成本的目的。 从资源分配的角度来看，不同的网络技术之间的差 异，主要体现在分配、管理网络资源策略上的差异，它们 直接决定了网络中交换、传输、控制等具体技术的实现方 式。 简单的控制策略——资源利用率不高 提高资源利用率——提高网络控制复杂度
表 1.1 主要业务网的类型
业务网 公共电话网 移动通信网 智能网 IN 分组交换网(X.25) 帧中继网 数字数据网 DDN 计算机局域网 Internet ATM 网络 基本业务 普通电话业务 移动话音、数据 以普通电话业务为基础的增值 业务和智能业务 低速数据业务(≤64 kb/s) 局域网互连(≥2 Mb/s) 数据专线业务 本地高速数据(≥10 Mb/s) Web、数据业务 综合业务 交换节点设备 数字程控交换机 移动交换机 业务交换节点、 业务 控制节点 分组交换机 帧中继交换机 DXC 和复用设备 交换技术 电路交换 电路/分组交换 电路交换 分组交换 帧交换 电路交换
通信网络基础（李建东盛敏）课后习题答案
通信⽹络基础（李建东盛敏）课后习题答案1.1答：通信⽹络由⼦⽹和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常⽤的通信⽹络有A TM ⽹络，X.25分组数据⽹络，PSTN ，ISDN ，移动通信⽹等。
1.2答：通信链路包括接⼊链路和⽹络链路。
接⼊链路有：（1）Modem 链路，利⽤PSTN 电话线路，在⽤户和⽹络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到⽤户终端之间的⽤户线路进⾏改造⽽成的数字⽤户线DSL ，x 表⽰不同的传输⽅案；（3）ISDN ，利⽤PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，⼗⼏kb/s ～2Mb/s ；（5）以太⽹，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。
⽹络链路有：（1）X.25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采⽤分组交换，以虚电路形式向⽤户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量⼤，速率为64kb/s ，2.048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复⽤WDM ，在⼀根光纤中能同时传输多个波长的光信号。
1.3答：分组交换⽹中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进⾏传输和交换，每⼀个分组由若⼲⽐特组成⼀个⽐特串，每个分组都包括⼀个附加的分组头，分组头指明该分组的⽬的节点及其它⽹络控制信息。
每个⽹络节点采⽤存储转发的⽅式来实现分组的交换。
1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的⽅式之⼀。
在⼀个会话过程开始时，确定⼀条源节点到⽬的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占⽤物理链路，⽆分组传输时不占⽤物理链路，此时物理链路可⽤于其它⽤户分组的传输。
会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进⾏。
⽽传统电话交换⽹PSTN 中物理链路始终存在，⽆论有⽆数据传输。
通信系统与技术基础-交换技术与网络
2.2.3 程控电话交换网络
15
程控电话交换机的实质，就是电子计算机控制的电话 交换机。它以预先编好的程序来控制交换机的接续动作， 优点非常明显。
我国的PSTN为例，它分为本地电话网（市话网）和长 途电话网（长途网）两种。
我国的PSTN从建立之初起，很长一段时间采取的是5 级结构，如图2-6（a）所示。
制器。
2.3.3 软交换网络的特点
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软交换的特点： 1．基于分组 2．开放的网络结构 3．业务与呼叫控制 分离，与网络分离 4．业务与接入介质 分离 5．快速提供新业务
软交换网络是多种逻辑功 能实体的集合。它提供综 合业务的呼叫控制、连接 和部分业务功能，相对于 传统程控交换技术，软交 换网络是新一代电信网语 音/数据/视频业务的核心 设备。
2.3.2 软交换网络结构
软交换网络是一个可以 同时向用户提供语音、 数据、视频业务的开放 网络。它采用一种分层 的网络结构，使得组网 更加灵活和方便。软交 换网络一共分为4层，从 下往上依次为接入层、 传送层、控制层、业务 层，如图2-8所示。
21
图2-8 软交换网络结构
2.3.2 软交换网络结构
18
WCDMA分为终端、（无线）接入网、3G核心网三部 分，如图2-7所示。
图2-7 WCDMA网络架构
2.2.4 移动电话交换网络
19
终端： 终端即用户终 端设备（User Equipment， UE），它主要 包括射频处理 单元、基带处 理单元、协议 栈模块及应用 层软件模块
接入网：
3G核心网：
步进制自动电 话交换机 自动接续 可靠性差，易 损坏，动作慢， 结构复杂，体 积大，机械噪 声大
纵横制自动电话 交换机 自动接续 不管是“纵横制” 还是“步进制”， 都是利用电磁机 械动作接线的， 所以它们同属于 “机电式自动电 话交换机”。
通信网络基础知识
固定电话网
长途网
18
固定电话网
无级网
19
固定电话网
本地网网路结构
• 本地电话网结构可分为：网状结构和二级网结构 • 网状网结构：端局间为网状连接 • 本地网中仅设置端局，各端局之间设置低呼损（≤1%呼损 率）直达中继电路群，电路群组成网状网。各端局所属长 途局设置低呼损（≤0.5%呼损率)直达中继电路群. • 适用于交换局数量小、各局交换机容量大的本地网。
ICP和ISP
提供信息 服务 提供接入 服务
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互联网基础知识
什么是路由器？
• 路由器是一种网络设备，构成了网络的骨干。
两大功能 转发信息 寻找路径
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互联网基础知识
常用的名词释义 • PPP协议（点到点） 是一种通讯协议，它具有错误检测、选择性压 缩、远端地址协调等功能，使连线更加稳定，更容 易上网，目前已经成为主流。
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互联网基础知识
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• TCP/IP体系结构中的协议及物理网络
TELNT FIP SMTP DNS 协议
应用层 传输层 网络层
TCP
UDP
IP 数据链路层
物理网络X.25 卫星网Fra bibliotek分组无线网
LAN
+物理层
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电信网络基础知识
• 一、通信网络基础知识 • 二、固定电话网 • 三、OSI系统模型 • 四、互联网基础知识
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互联网基础知识
•
现代社会，互联网越来越深入人类生活，给大 家带来许多意想不到的改变和益处，支撑起互联网 需要哪些关键要素？
——IP地址 ——TCP/IP协议 ——路由器
用户A
用户B
交换技术交换与通信网汇总
扫描驱动电路 ——对话路设备的状态进行扫 描，以便送入CPU进行分析处理， CPU发出的指令经驱动电路控制话路设 备动作。
I/O设备 —— 键盘，显示器，打印机等。
二 目前程控交换机的组成
• 交换网络 • 外围接口电路
用户电路
模拟用户电路 数字用户电路
中继单元 模拟中继单元
• •
管从 “业 这理务 一的开 代展”通角网信度络网来主看要络，开。展基于话音、文字或图像的单一媒体业务，
• “下一代”网络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。
• 从电信网络层以下所采用的核心技术来看，
• “这一代”网络是以TDM电路交换为基础的网络，
• “下一代”网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。
通信网越大，后者的优点越明显。
如图N1=.110用0户时间，互连构 交换式通成通信信网网需100根线
图1.2 用户间通过交换设备 构成通信网
互连式通信网需100×99÷2=4950根线
7
终端 中继线
用户小交换机 用户线
市话交换机 汇接交换机
图1.3 大型通信网
8
结论
交换设备是通信网的重要组成 部分，交换设备的好坏决定了通信网 的好坏。
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3、计算机网的交换方式——分组交换 packet switching
将报文分成若干个报文组（packet)，每个报文组要加上地址、 编号、校验码，然后以报文组为存储转发单位逐节点转发，到达 目的地再按编号组装成原报文。
分组交换有两种工作模式：数据报、虚电路方式。
数据报方式：以分组为基本单位逐节点转发，且不同分组 可
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软交换网络的体系结构图
通信网络基础答案
通信网络基础答案一、单选1、数据传输链路分为两大类：一类是用户到网络节点之间的链路，简称（）；另一类是网络节点到网络节点之间的链路，简称（）。
A、网络链路、接入链路B、接入链路、网络链路C、用户链路、接入链路D、网络链路、用户链路参考答案：B2、在分组交换网中，将消息分成许多比较短的、格式化的数据单元称为（）进行传输和交换。
A、满息片段B、报文C、比特流D、分组参考答案：D3、以下哪种链路属于网络链路：（）A、ISDN链路B、XDSL链路C、帧中继链路D、局域网链路参考答案：C4、分组交换网络中有两种最基本的选择路由的方式：一种是（），另一种是（）。
A、广播、虚电路B、虚电路、数据报C、数据报、广播D、可靠路由、不可靠路由参考答流：B5、下列哪个不是采用模块概念带来的好处（）A、各个模块间完全独立B、可懂性好C、互换性好D、标准化参考答案：A6、OS七层模型中，（）的基本功能是把网络中的节点和数据链路有效的组织起来，为高层（终端系统）提供透明的传输通路（路径）。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层参考答露：C二、多选1、OSI参考模型中的从低到高第一到三层包括：（）A、网络层B、传输层C、物理层D、数据链路层参考答案：ACD2、开放系统互联（OSI）参考模型的七层协议又可分为网络功能协议和高层服务协议，其中，网络功能协议保证系统之间跨越网络的可靠信息传送，它包括（）A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层参考答蜜：ABC三、判断1、在分组交换网中，每一个网络节点采用存储转发的工作方式将输入的分组送到选定的输出链路上。
参考答案：正确2、OSI参考模型中，网络层解决子网内的分组路由、寻址和传输等问题，网际之间的关系由更高层解决。
参考答案：错误。
通信网理论基础概述
动电话的用户超过固定电话用户
用户数 (单位：百万)
Source：ITU ICT key indication
00
00 03年，在国内和国际上移动
00 00
00
电话的用户都超过固定电话的 用户
世界移动电话用户
00
00 Penetration:
世界固定电话用户
00 Fixed 24.9%; Mobile 25.9%
HDSL——高速数字用户环路 两对电话线 提供E1速率接入 误码<10-7（传输距离3km）
ADSL——非对称数字用户环路 •克服近端串话 •每对线上E1速率
ADSL-NT
µçО Ö Ô¶¶ËÄ£ T
1.5-6Mb/s
R
VOD
¿é R 16-640Kb/s
T
POTS
Set-
POTS 16-640Kb/s
通信网理论基础概述
第一章 概述
一、通信系统与通信网
点点——通信系统 （含发端机 、 信道、 收端机）
二个用户：双工系统（正向传，反向传） n 用户 n(n-1)
半双工系统（时分使用正反向） n 用户 n(n-1)/2
半工系统
提高效率——转接、交换——联网
通信网——通信系统的系统： 含所有通信设备,协议、标准
四、通信网的发展
世界三大网
电信部门：话音、数据 广电部门：同轴入户（700M），但单向 互联网： •发展活跃
•文字、数据、图像、话音 •问题：速度瓶颈，实时性差
三网竞争 域名，IP地址
种通信技术的发展：
X.25 链路层逐段ARQ，可靠，无差错时延大，节点 理复杂，不能传图、话
帧中继 简化差错控制，取消逐段ARQ，把复杂处理 向网络末端和用户
通信网基础
通信网基础一、概述通信网基础是指网络通信系统中的底层基础设施，为数据传输提供了基本的支持和功能。
通信网基础包括物理层、数据链路层、网络层和传输层。
本文将分别介绍这些层级的基本原理和功能。
二、物理层物理层是通信系统中最底层的层级，主要负责传输原始的比特流。
物理层包括了传输介质、传输速率、编码方式等几个关键要素。
2.1 传输介质传输介质是指数据传输的载体，可以是铜线、光纤、无线电波等。
不同的传输介质有不同的传输特性和传输速率。
选择合适的传输介质可以提升通信质量和速度。
2.2 传输速率传输速率是指单位时间内传输的比特数。
传输速率越高，数据传输越快。
常见的传输速率有bps、Kbps、Mbps和Gbps 等。
2.3 编码方式编码方式是将数据转换为比特流的方法。
常见的编码方式有非归零码、曼彻斯特编码、差分编码等。
选择合适的编码方式可以提高数据的可靠性和安全性。
三、数据链路层数据链路层在物理层之上构建了一个可靠的数据传输通道。
数据链路层负责将原始的比特流划分为数据帧，并添加控制信息，用于进行错误检测和纠正。
3.1 数据帧数据帧是数据链路层传输的基本单位。
数据帧由数据部分和控制信息部分组成。
控制信息包括帧起始符、帧结束符、帧序号等。
3.2 错误检测和纠正数据链路层通过添加校验位来实现错误检测和纠正。
常用的校验位有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
校验位可以帮助接收端检测和纠正传输过程中发生的错误。
四、网络层网络层负责将数据从源节点传输到目的节点。
网络层通过选路协议和路由表等方式，为数据选择合适的传输路径。
4.1 选路协议选路协议是网络层的主要功能之一。
常见的选路协议有静态路由和动态路由。
静态路由是管理员手动配置的路由信息，适用于网络结构稳定的环境。
动态路由是根据网络中的拓扑结构和链路状态自动计算出的路由信息，可以适应网络中的变化。
4.2 路由表路由表是记录了网络中不同节点之间的路由信息的表格。
路由表中包含了目的网络地址、下一跳地址和出接口等信息。
网络基础 数据交换
网络基础数据交换在数据通信系统中，当终端与计算机之间，或者计算机与计算机之间不是直通专线连接，而是要经过通信网的接续过程来建立连接的时候，那么两端系统之间的传输通路就是通过通信网络中若干节点转接而成的所谓“交换线路”。
在一种任意拓扑的数据通信网络中，通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间接通数据通路的技术，就称为数据交换技术。
1．电路交换电路交换方式多用于电话网络交换，它是在数据传输期间，数据源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理连接线路，这条线路被通信双方独占，而不能被其他节点使用，直到数据传输结束。
利用电路交换技术完成的数据传输要经历建立电路、传输数据和拆除电路三个阶段。
●建立电路建立电路是指当数据源节点向网络发送带目的节点地址的请求连接信号时，该信号先到达连接数据源节点的第一个中间交换节点，该节点根据请求中的目的节点地址，按路由选择算法，将请求传送到下一个中间交换节点；依次类推，直到目的节点。
目的节点收到请求信号后，接受请求，从刚才的来路返回一个应答信号，此时，数据源节点与目的节点之间的通信电路即已建立。
如果中间交换节点或目的节点没有空闲的物理线路可以使用时，整个线路的连接无法实现。
只有数据源节点和目的节点之间建立起物理线路之后，才能够进行数据传输。
线路一旦被分配，在未释放之前，其他节点都无法使用该线路，即使该线路上没有数据传输。
如图3-19所示，为电路交换示意图。
图3-19 电路交换示意图数据源节点A需要发送数据到目的节点B，首先要经过中间交换节点1、2、4发送一个呼叫请求到目的节点B，从而建立起一个连接。
节点1到节点4的路径是根据路由选择算法及是否可用等条件决定的。
例如节点1选择通向节点2的线路，在这条线路上分配一个空闲信道，并发送一个与B相连的请求信息，此时，数据源节点A到节点2之间建立一条专用线路；然后，节点2再选择向节点4的路径，直至完成数据源节点A到目的节点B的连接。
通信网络构成
语音网
最早的通信网、最成熟的通信网、发展周期最长的通信网，这 些描述都适合于一种通信网络——PSTN。简单地说，语音网为 用户提供相互之间的语音通信，当然包括固定网和移动网的语 音通信。语音网一般研究的介质实体是程控交换机、移动基站、 接入网设备、电话机、传真机、手机、SIM卡等；一般研究的 技术有A/D和D/A转换、交换原理、电话号码管理、传真技术、 语音压缩技术等。语音网是最早的电信网，和数据网的结合越 来越紧密。随着NGN/IMS技术的发展，语音将逐步承载在以 TCP/IP为核心的数据网之上。
通信基础知识
复用与解复用
确定复用，是指将通道拆成若干部分（无论是用频率拆分还是用 时隙拆分），每个部分确定由某条业务连接独占，多条业务连接 各行其道，相安无事。以下都属于确定复用范畴： ● FDM； ● PDH； ● SDH； ● WDM
通信基础知识
复用与解复用
统计复用，是指将通道不作确定的“拆分”，而是每条业务连接通 过各自的标识号来做区分，各个业务连接根据自身需要来争抢资 源，系统会定义争抢的优先级以及拥塞时的抛弃优先级。下列技 术都属于统计复用范畴： ● PSPDN (X.25)； ● 帧中继； ● PPP； ● ATM； ● 以太网
通信网络构成
目录
C O N TA N T S
一、通 信 网 概 述 二、通信网基础知识 三、网络基础框架 四、传输与介质 五、路由与交换
通信网概述
通信系统 通信是信息在不同时空节点之间的传递。任何通信系统归根究底
都可以简化为：信源，信道，信宿以及信息变换器这几个部分。
信源和发送设备的一部分组合成发送端设备,接收设备的一部分和信宿组合成接收端设备 。发送变换器的一部分和接收变换器的一部分以及它们之间的信道构成传输系统/链路。终 端设备和传输系统/链路就组成一个通信系统。通 Nhomakorabea网络基础框架
14540电信基础知识
波分复用系统定义
光波分复用（WDM）: 是在一根 光纤中同时传输多波长光信号的 一项技术。 在发送端将不同波长的光信号组 合在一起（复用），并耦合到光 缆上的同一根光纤中进行传输， 在接收端将组合波长的光信号分 开（接复用），并作进一步处理， 恢复出原信号后送入不同终端， 因此，将此项技术成为光波分复 用技术
ATM异步转移模式
F
F
传输
ATM复用
按信元头的标记识别信号
ATM交换
Inputs Payload Payload 56 77 Payload 754 Outputs Payload 104
Cell Queues
传输技术
SDH DWDM
SDH概念
光同步数字体系（SDH）传输网由SDH网络单 元组成，在光纤线路或其他传输媒体上进行同 步信息传输、复用、和交叉连接的网络。 SDH网络单元主要有：
电信运营商介绍
联通业务介绍 （与电信、移动业务对比）
通信的发展
通信的发展源于人类的需求，1876年贝尔发明了 电话机，一根电话线和两台电话机就可以构成两个 人之间的通信，随着人们交往的增多，多方的通信 需求促使交换机的产生，以满足语音通信的要求。 数据传送使终端和交换机向数字化方向发展，而通 信距离的增加引起了传输技术的革命，人们语音、 数据和图象的综合要求使多媒体技术和互联网得以 迅速崛起，形成今天通信业繁荣的局面。
采用CDMA技术的优点
系统容量大
语音激活技术 扇区划分技术
通信网理论基础总结
第一章1,什么是通信网：通信网是由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，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。
用户使用它可以克服空间、时间等障碍来进行有效的信息交换。
2，通信网实现的4个主要的网络功能：(1) 信息传送：(2) 信息处理：(3) 信令机制(4) 网络管理3，通信网的类型：按业务类型可以将通信网分为电话通信网(如PSTN、移动通信网等)、数据通信网(如X.25、Internet、帧中继网等)、广播电视网等。
按空间距离可以将通信网分为广域网(WAN：Wide Area Network)、城域网(MAN：Metropolitan Area Network)和局域网(LAN：Local AreaNetwork)。
按信号传输方式，可以将通信网分为模拟通信网和数字通信网。
按运营方式，可以将通信网分为公用通信网和专用通信网。
第二章1，传输介质：有线介质目前常用的有双绞线、同轴电缆和光纤；无线传输常用的电磁波段主要有无线电、微波、红外线等。
2，基带传输系统：基带传输系统是指在短距离内直接在传输介质上传输模拟基带信号的系统。
基带传输的优点是线路设备简单；缺点是传输媒介的带宽利用率不高，不适于在长途线路上使用。
3，频分复用传输系统：频分复用传输系统是指在传输介质上采用FDM技术的系统，FDM是利用传输介质的带宽高于单路信号的带宽这一特点，将多路信号经过高频载波信号调制后在同一介质上传输的复用技术。
为防止各路信号之间相互干扰，要求每路信号要调制到不同的载波频段上，而且各频段之间要保持一定的间隔,这样各路信号通过占用同一介质不同的频带实现了复用4，OTN的分层结构：OTN是在传统SDH网络中引入光层发展而来的，光层负责传送电层适配到物理媒介层的信息，在ITU-T G.872建议中，它被细分成三个子层，由上至下依次为：光信道层(OCh：Optical Channel Layer)、光复用段层(OMS：Optical Multiplexing Section Layer)、光传输段层(OTS：Optical Transmission Section Layer)。
移动通信网络及交换技术
22
移动交换系统概述
1．移动台（MS）
它是移动网的用户终端设备，其主要功能如下：
① 能通过无线接入通信网络，完成各种控制和处理以及提 供主叫或被叫通信业务。
② 具备与使用者之间的人-机接口，当移动用户和市话用 户建立呼叫时，移动台与最近的基站之间确立一个无线信道， 并通过MSC与市话用户通话；同样，任何两个移动用户的通话也 必须通过MSC建立。
37
用户安全技术
2．用户鉴权
用户鉴权也称为用户认证。确认移 动台
通过无线传送的移动用户识别（IMSI）是否是 签约的IMSI，即确认用户的合法身份，防止无 权用户接入网络。 用户鉴权由鉴权中心（Authority Center， AC）、位置寄存器（VLR）和用户 配合完成。
38
用户安全技术
3．用户通信信息的加密
1．人工漫游
两地运营部门预先定有协议，为对方预留一定数量的 漫游号，用户漫游前必须提出申请。该方式用于A，B两地 尚未连网的情况。
33
移动交换系统概述
2．半自动漫游
漫游用户至访问区发起呼叫时由访问区人工
台辅助完成。
3．自动漫游
这种方式要求网络数据库通过7号信令网互 连，网络可自动检索漫游用户的数据，并自动 分配漫游号，对于用户来说没有任何感觉。
过通信网中的交换节点发送给所需的任何一个或
多个被叫用户。 当电话用户分布的区域较广时，就需设置 多个交换节点，交换节点之间用中继线相连，如 图所示。
9
交换的基本概念
采用多个交换节点
10
交换节点的基本功能
为完成交换接续，交换节点必须具备的最基本 的功能如下。 （1）能正确接收和分析从用户线或中继线发 来的呼叫信号。 （2）能正确接收和分析从用户线或中继线发 来的地址信号。 （3）能按目的地址正确地进行选路以及在中继 线上转发信号。 （4）能控制连接的建立。 （5）能按照所收到的释放信号拆除连接。 11
数据通信与通信网基础
3.7.2 公用分组交换网
采用X.25协议，又叫X.25网 X.25应用在线路质量不可靠的模拟电话线路上，协议的很 大部分集中在寻址、流量控制、差错校验等一系列问题上， 效率很低，速率一般小于或等于60Kbps。 X.25协议是ITU－T制定的“在公用数据网上以分组方式工 作的数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备（DCE）之 间的接口”规范
帧中继交换 帧中继是一种减少结点处理时间的技术。帧中继以帧为单 位进行交换，又称为快速分组交换 异步传输模式 ATM 以信元为基本传输单位，主要采用了信元交换和异步时分 多路复用技术。 可以动态分配带宽，因此非常适合于输出突发性数据。
3. 6
数据通信的主要性能指标
3.6.1 数据传输速率与信道带宽
1. 基本概念 信道带宽 带宽是指物理信道的频率宽度，即信道允许的最高频率 和最低频率之差，单位为赫兹(Hz)。 信道带宽则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频 率，也就是限定了一个频率通带。 窄带信道：0~300Hz 音频信道：300~3400Hz 宽带信道：3400Hz以上
数据传输速率 指单位时间内信道上传送的信息量，单位为比特/秒 (bit/second)，记作bps。 信道容量：信道的最大传输速率，即信道在单位时间 内可以传输的最大信号量，反映信道的传输能力
3.5
数据交换技术
若H1与H5通信，则A与E分别称源结点与宿结点。通信
子网必须能为所有进网的数据流提供从源结点到宿结点的 通路，而实现这种数据通路的技术就称为数据交换技术。 从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式 动态地分配传输线路的资源。
3.5.1
电路交换(CIRCUIT SWITCHING)
高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使 用链路的带宽。 可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有 很好的生存性。 分组的长度与传输线路的质量和传输速率有关
数据通信基础与交换技术
2.2.数据编码技术
2.2.1.数据通信系统的组成与类型 一、数据通信系统的组成
信源系统（发送端） 传输系统（传输网络） 目的系统（接收端）
重点： 基带传输和频带传输的含义
三种编码方式（非归零编码；曼彻斯特编码； 差分曼彻斯特编码）
三种调制方式（幅度调制；频率调制；相位 调制）
难点：基带信号的含义
❖ 调制解调器
调制解调器的常见分类方式如下。
（1）按连接方式分类 ①外置式调制解调器：又分为有线和无线 两种。
②内置式调制解调器：又分为有线和无线 两种。
（2）按传送的数据速率分类
①低速调制解调器：传输速率在1.2kbps以 下。
②中速调制解调器：传输速率为1.2k～ 9.6kbpS。
③高速调制解调器：传输速率在9.6kbps以 上。
二、信源数据与传输信号的关系类型
❖ 数字数据，数字信号传输。例如， 10BASE-T以太网。
❖ 数字数据，模拟信号传输。例如，使用调 制解调器上网。
❖ 模拟数据，数字信号传输。例如，数字电 视传输系统。
❖ 模拟数据，模拟信号传输。例如，早期的 电话传输系统。
三、通信系统的类型 ❖ 模拟通信系统
同时具备调制和解调功能的设备称为调 制解调器（Modem）。
载波信号可以表示为：
u(t)=A(t)sin(ωt+ψ)
其中，振幅A、角频率 勇于开始，才能找到成功的路
ω。相位ψ是载波信号的3 个可变参量，它们是正弦 波的控制参数，也称为调 制参数。
❖ 幅度调制 （Amplitude － shift Keying，ASK） ❖ 频率调制 （Frequency － Shift Keying，FSK） ❖ 相位调制（Phase－Shift Keying，PSK）
3.电信交换
23
交换的基本功能
用 户 线 接口 接口 交 换 网 络 接口 中 继 线
接口
控制系统
信令
24
交换节点的基本组成
用户接口 出中继
交 换 单 元
用户接口
入中继
信号设备
信令单元
控制单元
25
同步时分复用信号
农话 汇接局
卫星城 镇端局
农话端局
用户
用户
用户
用户
用户
15
电话通信网结构
省际平面 DC1 DC1 DC1 DC1
• 长途电话网
省内平面 DC2 基于路由 高效直达路由
16
DC2 DC2 A省
DC2
DC2 DC2 DC2 DC2 B省
低呼损直达路由
电话通信网结构
CT 1 CT 1
• 国际长途电话网：
D
发送报文
41
分组交换的特点
• 分组是信息传送的最小单位 • 有面向连接和无连接两种工作方式 • 消息传送有差错控制 • 消息传送不具有透明性 • 基于呼叫延迟制的流量控制
42
分组交换与电路交换的比较
电路交换 传输路径 实时通信 网络延时 线路利用率 速率变换 使用带宽 每次确定 实时 小，但有初始化延时 低 无 固定 分组交换 每分组不同 交互式 大 高 有 可变
信息通路
[时隙复用]
… 1 25s 帧
… 1 25s 帧 · 时隙周期性地出现 · 以帧内的时隙识别通路
… 1 25s 帧
… 1 25s 帧
26
D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 HW 1
通信网基础-通信网概述
1.现代通信网是如何定义的?通信网是由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，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。
通信网的功能就是适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。
通信网交换的信息包括用户信息(如语音、数据、图像等)、控制信息(如信令信息、路由信息等)和网络管理信息三类。
由于信息在网上通常以电或光信号的形式进行传输，因而现代通信网又称电信网。
2.试述通信网的构成要素。
实际的通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统，每一次通信都需要软硬件设施的协调配合来完成。
从硬件构成来看：通信网由终端设备、交换设备和传输系统构成，它们完成通信网的基本功能：接入、交换和传输。
软件设施则包括信令、协议、控制、管理、计费等，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。
3.给出一种现代通信网络的分层结构。
1.网络结构的垂直描述从网络垂直分层的观点来看，可根据不同的功能将网络分解成多个功能层，上下层之间的关系为客户-服务器关系。
我们可以把开放系统互连(Open Systems Interconnection ，OSI )七层模型进行简化，在垂直结构上，根据功能将通信网分为应用层、业务网和传送网，如图1.3所示。
应用层支撑网远程教育会议电视文件传送业务网电话网移动网数据网传送网链路层物理层图1.3 垂直观点的网络结构应用层面：表示各种信息应用与服务种类；业务网层面：表示为支持各种信息服务的业务提供手段与装备，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、图像等各种通信业务的网络。
传送网层面：表示支持业务网的传送手段和基础设施，包括骨干传送网和接入网。
支撑网：用以支持全部三个层面的工作，提供保证通信网有效正常运行的各种控制和管理能力，传统的通信支撑网包括信令网、同步网和电信管理网。
2.网络结构的水平描述水平描述是基于用户接入网络实际的物理连接来划分的，可分为用户驻地网(CustomerPremisesNetwork ，CPN)、接入网(Access Network ，AN)和核心网(Center/Core Network ，CN)，如图1.4所示，或分为局域网(Local Area Network ，LAN)、城域网(Metropolitan Area Network ，MAN)和广域网(Wide Area Network ，WAN)等。
通信网基础
• 为实现用户之间通信，在交换局之间提供呼叫释放等 各种控制信号。
• 2.2电话交换技术
• 一.发展
• 从人工到程控，成模拟到数字。
• 二.程控交换机的特点
• • • • • 1.技术特点 维护管理方便，可靠性高。 适应性强，灵活性好。 便于向综合业务方向发展。 便于采用公共信令系统。
• 2.功能特点 • 业务功能和管理、维护功能强大。
• 各级之间除了有基干路由连接外，还设置了一些高效 直达路由和低呼损路由，以提高长话接续的灵活性和 可靠性。 • 长途网的发展趋势由多级逐步过渡到三级、二级，最 后将成为无级网络。 • 2.长途网的路由选择 • 路由选择顺序遵循的原则： • 直达路由——迂回路由——基干路由。 • 路由选择方式：固定和动态 • 固定路由选择方式：交换机始终按照事先排定的路由 顺序运作。 • 动态路由选择方式：交换局选择路由通常根据时间和 （或）状态经常自动变化。
• 5.会话层
• 允许不同的机器建立会话关系，包括访问、验证和会 话管理等。如：服务器验证、用户登录等。
• 6.表示层
• 提供格式化的表示和转换数据服务。如：数据的压缩、 解压缩，加密、解密等。
• 7.应用层
• 提供网络与用户应用软件之间的接口服务。应用层包
• 含大量人们所需要的协议。如文本传输、电子邮件等。
TCAP（事务能力应用部分）
ISP（中间业务部分） SCCP（信令连接控制部分）
• •
MTP1 MTP2（信令链路级） （消息传递部分）
MTP3（信令网络级）
• 三. NO.7信令的消息格式
• • • • • • 1.消息信号单元（MSU） 真正携带消息的信号单元。 2.链路状态信号单元（LSSU） 传送链路状态的信号单元。 3.填充信号单元（FISU） 不含任何信息的空信号，作用是在网络节点无信息传 输时，使链路保持通信状态，并对对方发来的消息进 行证实。
计算机网络技术基础04 传输、复用和交换技术
·N · · · · ·
·N · · · · ·
· · · · · ·
Ts1 Ts2
Ts3
图 2.17 时分复用示意图
信道复用技术
时分复用
时分复用分为：同步时分复用和异步时分（统计 时分） 复用。 同步时分复用：同步时分复用的每个时间片长度 固定且预先指定，因而从各个信号源发送时是固定同 步的。 异步时分复用：在异步时分复用中，时间片是按 需要动态分配的，提高了传输介质的利用率。时间片 与输入装置之间没有一一对应关系，所以数据单元必 须包含地址信息，降低了传输效率。
9
数据通信传输方式
基带传输与频带传输 1、基带传输 基带传输是指在基带信道上直接传输基带信号的方 式。所谓基带信号是指由数据或消息直接转换成的原始 电信号，基带传输主要用于短距离或有线电系统中。
基带信 号输入
信道信号形成器 信道 滤波器 抽样判决器 基带信 号输出
噪声源
数据通信传输方式
基带传输与频带传输 2、 频带传输 频带传输是包括调制解调过程的传输系统。有时也 把用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输，频带 传输主要用于长距离或无线电系统中。
1、模拟数据与数字数据 模拟数据：数据的状态是连续变化和不可数的。 数字数据：数据的状态是离散的和可数的。 2、 模拟信号与数字信号 模拟信号：电信号的参量对应于模拟数据而连续取 值，这样的信号称为模拟信号。 数字信号：电信号的参量对应于离散数据并离散取 值，这样的信号称为数字信号。
4
数据通信传输方式
16
信道复用技术
码分复用
码分复用技术又称码分多址技术（ CDMA ）， 是基于码型分割信道，每一个用户分配一个地址 码，这些地址码码型互不重叠，以区分每一个用 户。 码分复用技术就是用扩频通信中不同码型的 扩频码之间相关特性，分配给用户不同的扩频码。 CDMA特点：抗干扰能力强；隐蔽性好。
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1.简述信道访问方式的种类和各自的特点?
2.从同步方式角度简述时分复用方式分类。
3.简述用户接入网络的两种方式。
4.简述电路交换、分组交换、ATM交换的特点。
5.比较虚电路和数据报方式的特点及适用场合。
6.说明逻辑信道与虚电路的区别。
7.传输系统包括哪几类设备?各起什么作用?
8.在有线网络上的的宽带接入主要应用那些技术？
通信网的三种主要传输方式：
●光纤通信
●卫星通信
●移动通信
1.简述信道访问方式的种类和各自的特点?
2. 简述用户接入网络的两种方式。
3.从同步方式角度简述时分复用方式分类。
同步时分复用（STDM）
以固定分配时隙的方式对来自多个输入设备的各路信号进行组合。
一帧的时长是确定的（通常为125μs），需要同步信号进行时隙定位，是位置化信道。
异步时分复用（ADTM）
根据用户需求动态按需分配时隙，故也称为统计时分复用方式。
每帧中没有空闲时隙，帧长不定，不需同步信号定位，为标志化信道。
ATDM的效率要比STDM的效率高1.5 4倍。
5.比较虚电路和数据报方式的特点及适用场合。
虚电路与数据报的对比
6.说明逻辑信道与虚电路的区别。
虚电路与逻辑信道既密切相关，又不等同。
虚电路是由多个不同链路的逻辑信道连接起来的，是连接两个DTE的通路。
逻辑信道是传输信道划分成一个个的子信道，是DTE与DCE之间的一个局部实体，它始终存在，可以分配给一条或多条虚电路，或者空闲。
一条虚电路至少要使用两条逻辑信道，即主叫和被叫用户侧各一条。
（永久虚电路是两个DTE之间永久地独占一条虚电路，适用于业务繁忙的两个用户。
）
DTE：Data-Terminal Equipment，数据终端设备
DCE：Data-Circuit-terminating Equipment，数据电路终接设备
7.传输系统包括哪几类设备?各起什么作用?
包括：传输设备和传输复用设备。
作用：
（1）通过传输设备：基带信号转换为适合于在传输媒质上进行传输的信号。
（2）通过传输复用设备：多路信息进行多路复用和解复用，提高了线路利用率，。
8.在有线网络上的的宽带接入主要应用那些技术？
ADSL、HFC、以太网
单工方式半双工方式
全双工方式
频分双工（FDD）方式：收发双方采用不同的
频带，保留频带间隔
➢时分双工（TDD）方式：收发双方采用相同的载波频段，但在时间上分开，保留时间间隔
传
输方
式。