《计算机网络基础》 第8章 广域网技术
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➢ 数据率为8000x193 = 1.544Mbps ➢ 每6个帧中有5个帧使用了 8 bit 的PCM样本 ➢ 第6个帧是7 bit PCM字加上一个信令比特 ➢ 信令比特为每个话音信道形成一条由控制信息和路由
信息组成的流
▪ 数字数据服务用同样的格式
➢ 23个数据信道
每个帧中，各个信道有7个比特用于数据，第8个比特表明帧中 包含的是用户数据还是系统控制数据
虚电路
▪ 3个分组
➢ 同一路由
12
虚电路方式的分组交换过程
▪ 建立连接 ▪ 数据传输 ▪ 终止连接
计算 机 DTE A
A局 DCE
B局 DCE
C局 DCE
计算 机 DTE B
呼叫请求分组 呼叫 建立
数据 传输
呼叫连通分组
P1 P2 P3
入呼叫分组 呼叫接受分组
传播 时延
传输 时延
存储 /处理 时延
▪ 数据报
➢ 没有呼叫建立过程
对于少量分组，性能比较好
➢ 更加灵活
可以使用路由方法避开网络的拥塞部分
18
8.1.4 多路复用
▪ 1．频分多路复用 ▪ 2．同步时分多路复用 ▪ 3．统计时分多路复用 ▪ 4．波分多路复用 ▪ 5．码分复用
《计算机网络技术》-韩毅刚
19
1．频分多路复用
▪ 把传输频带分成若干个较窄的频带
t
释放请求分组
连接 释放
DCE 释放证实分组
释放指示分组
DTE
释放 证实分组
13
2．数据报分组交换方式
▪ 每个分组独立处理 ▪ 分组可以使用任何一条当前可用的路由 ▪ 分组可能不按顺序到达 ▪ 分组可能会丢失 ▪ 接收方负责给分组重新排序，检测丢失的分组，
解决如何恢复的问题
《计算机网络技术》-韩毅刚
➢ 每个窄频带构成一个子通道
频率 f5 f4 f3 f2 f1
信道5 信道4 信道3 信道2 信道1
《计算机网络技术》-韩毅刚
时间
20
2．同步时分多路复用
▪ 在不同的时间交错地传输多路数据信号 ▪ 可能是比特级的数据块 ▪ 时隙预先分配给数据源，且固定 ▪ 即使无数据发送，也为该数据源分配时隙 ▪ 时隙不必要在数据源之间平均分配
《计算机网络技术》-韩毅刚
3
8.1.1 广域网的概念和特点
▪ 覆盖范围广，通信的距离远 ▪ 技术多样，种类繁多 ▪ 管理维护困难
《计算机网络技术》-韩毅刚
4
8.1.2 电路交换网络
▪ 1．电路建立 ▪ 2．数据传输 ▪ 3．电路释放
结点A
结点B
结点C
结点D
电 呼叫请求 路 建 立
通
语音
话
呼叫应答 语音
➢ 数据报 ➢ 虚电路
10
1．虚电路分组交换方式
▪ 数据传送之前，站点之间建立一条路由 ▪ 建立连接 (握手)
➢ 使用呼叫请求分组和呼叫接收分组
▪ 数据传输
➢ 每个分组含有一个虚电路标识，不含目的地址 ➢ 节点不需要再为每个分组决定路由
▪ 终止连接
➢ 使用清除请求分组
《计算机网络技术》-韩毅刚
11
《计算机网络技术》-韩毅刚
21
数字载波系统
▪ TDM结构 ▪ 三种体制：USA/Canada；Japan；ITU-T ▪ 美国系统基于 DS-1 形式（T1） ▪ 复用24个信道 ▪ 每个帧中包含各个信道的8bit再加上一个帧定位
比特 ▪ 每个帧的长度为193位 ▪ ITU-T：E1
22
E1帧格式
▪ 一个节点可以同时与多个节点之间存在虚电路 ▪ 每条虚电路支持特定两节点之间的数据传输。
▪ 虚电路具有分组交换与电路交换两种方式的优点
17
虚电路 vs 数据报
▪ 虚电路
➢ 网络可以提供按序传送和差错控制服务 ➢ 分组转发更迅速
不需要决定路由
➢ 可靠性低
一个节点出现故障，经过这个节点的所有虚电路都会丢失
➢ 通信实时性强，适用于交互式会话类通信
《计算机网络技术》-韩毅刚
7
3．电路释放
▪ 断开电路 ▪ 释放线路资源
《计算机网络技术》-韩毅刚
8
8.1.3 分组交换网络
▪ 1．虚电路分组交换方式 ▪ 2．数据报分组交换方式
《计算机网络技术》-韩毅刚
9
分组交换技术
▪ 站点把长报文分割成分组 ▪ 每次向网络发送一个分组 ▪ 分组流的处理方式有两种：
125μs
同 步1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
信1 令6
1 7
1 8
1 9
2 0
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 7
2 8
2 9
3 0
话路
话路
《计算机网络技术》-韩毅刚
23
T1数字载波线路
▪ 对于话音传输，每个信道还有一个字的数字化话 音数据 (PCM, 每秒8000个样本)
➢ 第24个信道为同步字符保留
24
T1帧格式
125μs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1位百度文库帧位
24路话音，每路8位
25
3．统计时分多路复用
▪ 带宽动态分配 ▪ 每个时隙不仅传送数据，而且也传送地址
▪ 输出数据率低于输入数据率之和 ▪ 尖峰时刻可能出现问题
电 释放请求 路 释 放
《计算机网络技术》-韩毅刚
释放应答
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1．电路建立
▪ 通过呼叫信令
➢ 时延大
▪ 需要路由选择
➢ 只进行一次路由选择 ➢ 路由选择方法 简单
《计算机网络技术》-韩毅刚
6
2．数据传输
▪ 连接期间，信道容量专用
➢ 如果没有数据要传，容量浪费
▪ 一旦连接建立，传输是透明的 ▪ 是为话音通信开发的 (电话)
➢ 缓冲区保存超量输入 ➢ 使缓冲区容量最小以减少时延
《计算机网络技术》-韩毅刚
26
4．波分多路复用
▪ WDM
➢ WaveLength Division Multiplex
14
数据报
▪ 3个分组
➢ 不同路由 ➢ 可能无序到达
15
电路交换 vs 分组交换
▪ 电路交换
➢ 透明 ➢ 不需额外开销 ➢ 数据率恒定 ➢ 时延不变化 ➢ 数据按序
▪ 分组交换
➢ 时延抖动 ➢ 数据无序 ➢ 额外开销
16
虚电路 vs 电路交换
▪ 虚电路是在传输分组时建立起的逻辑连接
➢ 不专用 ➢ 只有传输数据时才占用
《计算机网络技术》
第8章 广域网技术
南开大学通信工程系
《计算机网络基础》-韩毅刚
1
第8章 广域网技术
▪ 8.1 广域网概述 ▪ 8.2 广域网实例 ▪ 8.3 接入网技术 ▪ 8.4 广域网中的协议 ▪ 8.5 路由选择
《计算机网络技术》-韩毅刚
2
8.1 广域网概述
8.1.1 广域网的概念和特点 8.1.2 电路交换网络 8.1.3 分组交换网络 8.1.4 多路复用 8.1.5 广域网的基本设备
信息组成的流
▪ 数字数据服务用同样的格式
➢ 23个数据信道
每个帧中，各个信道有7个比特用于数据，第8个比特表明帧中 包含的是用户数据还是系统控制数据
虚电路
▪ 3个分组
➢ 同一路由
12
虚电路方式的分组交换过程
▪ 建立连接 ▪ 数据传输 ▪ 终止连接
计算 机 DTE A
A局 DCE
B局 DCE
C局 DCE
计算 机 DTE B
呼叫请求分组 呼叫 建立
数据 传输
呼叫连通分组
P1 P2 P3
入呼叫分组 呼叫接受分组
传播 时延
传输 时延
存储 /处理 时延
▪ 数据报
➢ 没有呼叫建立过程
对于少量分组，性能比较好
➢ 更加灵活
可以使用路由方法避开网络的拥塞部分
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8.1.4 多路复用
▪ 1．频分多路复用 ▪ 2．同步时分多路复用 ▪ 3．统计时分多路复用 ▪ 4．波分多路复用 ▪ 5．码分复用
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1．频分多路复用
▪ 把传输频带分成若干个较窄的频带
t
释放请求分组
连接 释放
DCE 释放证实分组
释放指示分组
DTE
释放 证实分组
13
2．数据报分组交换方式
▪ 每个分组独立处理 ▪ 分组可以使用任何一条当前可用的路由 ▪ 分组可能不按顺序到达 ▪ 分组可能会丢失 ▪ 接收方负责给分组重新排序，检测丢失的分组，
解决如何恢复的问题
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➢ 每个窄频带构成一个子通道
频率 f5 f4 f3 f2 f1
信道5 信道4 信道3 信道2 信道1
《计算机网络技术》-韩毅刚
时间
20
2．同步时分多路复用
▪ 在不同的时间交错地传输多路数据信号 ▪ 可能是比特级的数据块 ▪ 时隙预先分配给数据源，且固定 ▪ 即使无数据发送，也为该数据源分配时隙 ▪ 时隙不必要在数据源之间平均分配
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8.1.1 广域网的概念和特点
▪ 覆盖范围广，通信的距离远 ▪ 技术多样，种类繁多 ▪ 管理维护困难
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4
8.1.2 电路交换网络
▪ 1．电路建立 ▪ 2．数据传输 ▪ 3．电路释放
结点A
结点B
结点C
结点D
电 呼叫请求 路 建 立
通
语音
话
呼叫应答 语音
➢ 数据报 ➢ 虚电路
10
1．虚电路分组交换方式
▪ 数据传送之前，站点之间建立一条路由 ▪ 建立连接 (握手)
➢ 使用呼叫请求分组和呼叫接收分组
▪ 数据传输
➢ 每个分组含有一个虚电路标识，不含目的地址 ➢ 节点不需要再为每个分组决定路由
▪ 终止连接
➢ 使用清除请求分组
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11
《计算机网络技术》-韩毅刚
21
数字载波系统
▪ TDM结构 ▪ 三种体制：USA/Canada；Japan；ITU-T ▪ 美国系统基于 DS-1 形式（T1） ▪ 复用24个信道 ▪ 每个帧中包含各个信道的8bit再加上一个帧定位
比特 ▪ 每个帧的长度为193位 ▪ ITU-T：E1
22
E1帧格式
▪ 一个节点可以同时与多个节点之间存在虚电路 ▪ 每条虚电路支持特定两节点之间的数据传输。
▪ 虚电路具有分组交换与电路交换两种方式的优点
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虚电路 vs 数据报
▪ 虚电路
➢ 网络可以提供按序传送和差错控制服务 ➢ 分组转发更迅速
不需要决定路由
➢ 可靠性低
一个节点出现故障，经过这个节点的所有虚电路都会丢失
➢ 通信实时性强，适用于交互式会话类通信
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3．电路释放
▪ 断开电路 ▪ 释放线路资源
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8.1.3 分组交换网络
▪ 1．虚电路分组交换方式 ▪ 2．数据报分组交换方式
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分组交换技术
▪ 站点把长报文分割成分组 ▪ 每次向网络发送一个分组 ▪ 分组流的处理方式有两种：
125μs
同 步1
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3
4
5
6
7
8
9
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1 1
1 2
1 3
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信1 令6
1 7
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话路
话路
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T1数字载波线路
▪ 对于话音传输，每个信道还有一个字的数字化话 音数据 (PCM, 每秒8000个样本)
➢ 第24个信道为同步字符保留
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T1帧格式
125μs
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1位百度文库帧位
24路话音，每路8位
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3．统计时分多路复用
▪ 带宽动态分配 ▪ 每个时隙不仅传送数据，而且也传送地址
▪ 输出数据率低于输入数据率之和 ▪ 尖峰时刻可能出现问题
电 释放请求 路 释 放
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释放应答
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1．电路建立
▪ 通过呼叫信令
➢ 时延大
▪ 需要路由选择
➢ 只进行一次路由选择 ➢ 路由选择方法 简单
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2．数据传输
▪ 连接期间，信道容量专用
➢ 如果没有数据要传，容量浪费
▪ 一旦连接建立，传输是透明的 ▪ 是为话音通信开发的 (电话)
➢ 缓冲区保存超量输入 ➢ 使缓冲区容量最小以减少时延
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4．波分多路复用
▪ WDM
➢ WaveLength Division Multiplex
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数据报
▪ 3个分组
➢ 不同路由 ➢ 可能无序到达
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电路交换 vs 分组交换
▪ 电路交换
➢ 透明 ➢ 不需额外开销 ➢ 数据率恒定 ➢ 时延不变化 ➢ 数据按序
▪ 分组交换
➢ 时延抖动 ➢ 数据无序 ➢ 额外开销
16
虚电路 vs 电路交换
▪ 虚电路是在传输分组时建立起的逻辑连接
➢ 不专用 ➢ 只有传输数据时才占用
《计算机网络技术》
第8章 广域网技术
南开大学通信工程系
《计算机网络基础》-韩毅刚
1
第8章 广域网技术
▪ 8.1 广域网概述 ▪ 8.2 广域网实例 ▪ 8.3 接入网技术 ▪ 8.4 广域网中的协议 ▪ 8.5 路由选择
《计算机网络技术》-韩毅刚
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8.1 广域网概述
8.1.1 广域网的概念和特点 8.1.2 电路交换网络 8.1.3 分组交换网络 8.1.4 多路复用 8.1.5 广域网的基本设备