chap1_通信网概论(全)

第1章通信网概论2什么是通信网？•通信的基本形式是在信源和信宿之间建立一个传输信息的通道，实现信息的传输。

•通信网是由一定数量的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。

3通信网络构成要素•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。

4•最常见的终端节点有电话机、传真机、计算机、视频终端等，它们是通信网上信息的产生者，同时也是通信网上信息的使用者。

•主要功能：–用户信息的处理：主要包括用户信息的发送和接收，将用户信息转换成适合传输系统传输的信号以及做相应的反变换。

–信令信息的处理：主要包括产生和识别连接建立、业务管理等所需的控制信息。

1) 终端节点5•交换节点是通信网的核心设备，最常见的有电话交换机、分组交换机、路由器、转发器等。

交换节点负责集中、转发终端节点产生的用户信息，但它自己并不产生和使用这些信息。

2) 交换节点6用用接接交交功功中中接接控控功功信信功功交换节点的基本功能–用户业务的集中和接入功能，通常由各类用户接口和中继接口组成；–交换功能，通常由交换矩阵完成任意入线到出线的数据交换；–信令功能，负责呼叫控制和连接的建立、监视、释放等；–其他控制功能，路由信息的更新和维护、计费、话务统计、维护管理等。

73) 业务节点•最常见的业务节点有智能网中的业务控制节点(SCP)、智能外设、语音信箱系统，以及Internet 上的各种信息服务器等。

它们通常由连接到通信网络边缘的计算机系统、数据库系统组成。

84) 传输系统•传输系统为信息的传输提供传输信道，并将网络节点连接在一起。

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。

通信网的四个主要的网络功能•信息传送•信息处理•信令机制•网络管理9通信网的发展方向•数字化•宽带化•综合化•智能化1011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1.1 通信网的类型121.1.1 业务网业务网指疏通电话、电报、传真、数据、图像等各类电信业务的网络，是现代通信网的主体。

13业务网 基本业务 交换节点设备 交换技术 公共电话网 普通电话业务 数字程控交换机 电路交换 移动通信网 移动话音、数据 移动交换机 电路/分组交换智能网IN 以普通电话业务为基础的增值业务和智能业务 业务交换节点、业务控制节点 电路交换分组交换网(X.25) 低速数据业务(≤64 kb/s) 分组交换机 分组交换 帧中继网 局域网互连(≥2 Mb/s) 帧中继交换机 帧交换 数字数据网DDN 数据专线业务 DXC 和复用设备 电路交换 计算机局域网 本地高速数据(≥10 Mb/s) 集线器(Hub)、网桥、交换机 共享介质、随机竞争式Internet Web 、数据业务 路由器、服务器 分组交换 ATM 网络 综合业务 ATM 交换机 信元交换主要业务网141 电话网C52 移动电话网•移动将换中心•基站•中继传输系统•移动台15移动交换中心/移动交换局MSC(Mobile-services Switching Centre)MSC是蜂窝通信网络的核心。

•信息交换功能•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；•通过关口MSC与公用电话网相连。

1617基站BS （Base Station)负责和本小区内移动台之间通过无线电波进行通信，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。

移动台MS (Mobile Station)移动台即手机或车载台。

它是移动网中的终端设备，要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。

18中继传输系统（Relay transmission system ）在MSC之间、MSC和BS之间的传输线均采用有线方式。

数据库（Database）移动网中的用户是可以自由移动的，即用户的位置是不确定的。

因此，要对用户进行接续，就必须要掌握用户的位置及其他的信息，数据库即是用来存储用户的有关信息的。

例如归属位置寄存器(HLR: Home Location Register)、访问位置寄存器(VLR: Visitor Location Register)、鉴权认证中心(AUC: Authentic Center)、设备识别寄存器(EIR: Equipment Identity Register)等。

19GMSC 至至至至至BS BSBSBSBSBS 数数数MSC MSC MSC 数数数数数数为维护网络界面的清晰，保障网间结算的准确便捷，需要在移动网与其他网之间设置独立的GMSC ，以实现本地移动网与其他网间的话务、信令转接。

移动汇接局20GSM 移动通信系统网络系统21223 IP 电话网主要技术：话音压缩技术，话音分组交换技术IP 电话是利用Internet 作为传输媒体实现计算机与计算机、普通电话与普通电话、计算机与普通电话之间进行语音通信的技术。

IP 电话的实现原理是先将公共电话网（PSTN ，Public Switched Telephone Network ）传来的电话语音转换为数字信号，经过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，然后把这些语音数据按TCP ／IP 标准进行打包，通过TCP/IP 协议网络（包括Internet 、Intranet 、ATM 、帧中继等）和其它种类的数据包（数据、Email 、视像、图片等）一同传送，在接收端经过重组把这些语音数据包串起来、解压、解码，转换为正常的实时语音，通过PSTN 送到最终接收方。

23IP 电话网的构成24目前，尽管IP 电话已进入了商业运行，但仍有很多技术问题需要解决。

主要包括有不断发展的IP 电话标准的互通、网路的多域组织和网闸互通、业务功能模型、认证结构、路由、计费结构、服务的互操作性、安全、服务质量、设备容量与管理等。

其中用户最关心的就是服务质量（QoS ）问题。

IP 电话的QoS 直接影响IP 电话的推广应用。

由于IP 网络采用的TCP/IP 协议本身是为提供非实时数据业务而设计的，IP 协议负责主机间的数据传输，并不进行检错和纠错，因而IP 电话必须解决QoS 问题。

影响QoS 的因素主要有：编解码方法、时延、时延抖动、丢包、比特差错和协议处理。

254 数据通信网数据通信具有以下特点：•计算机直接参与通信，数字通信代替模拟通信成为通信中的主流；•数据传输的准确性和可靠性比较高；•数据传输速率高；•通信持续时间差异大。

分组交换网数字数据网帧中继网计算机互联网26(1) X.25 分组网•X.25是数据终端设备（DTE ）和数据电路端接设备（DCE ）之间的接口。

X.25协议最初于1976年颁布，在1980年、1984年、1988年、1993年又进行了多次修改。

它是目前使用最广泛的分组交换协议。

X.25协议定义了帧（Frame）和分组（Packet）的结构；数据传输通路的建立和释放、数据的传输等过程； 顺序控制、差错控制和流量控制等机制；分组交换提供的基本业务和可选业务等。

X.25协议分为三层：物理层、数据链路层和分组层，各层在功能上相互独立。

X.25的缺点是协议处理复杂，信息传送的延迟大，不能提供实时通信。

272829（2）数字数据网（DDN ）DDN 是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。

它的主要作用是向用户提供永久性和半永久性连接的数字数据传输信道，既可用于计算机之间的通信，也可用于传送数字化传真，数字话音，数字图像信号或其它数字化信号。

30DDN 网是由数字传输电路和相应的数字交叉复用设备组成。

其中，数字传输主要以光缆传输电路为主，数字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接和子速率的复用。

数据业务单元（调制解调器/基带传输设备/时分复用、语音、数字复用等设备）网管中心31DDN 的主要特点有：（1）传输速率高：在DDN 网内的数字交叉连接复用设备能提供2Mbps 或N ×64Kbps （≤2M ）速率的数字传输信道。

（2）传输质量较高：数字中继大量采用光纤传输系统，用户之间专有固定连接，网络时延小。

（3）协议简单：采用交叉连接技术和时分复用技术，由智能化程度较高的用户端设备来完成协议的转换，本身不受任何规程的约束，是全透明网，面向各类数据用户。

（4）灵活的连接方式：可以支持数据、语音、图像传输等多种业务，它不仅可以和用户终端设备进行连接，也可以和用户网络连接，为用户提供灵活的组网环境。

（5）电路可靠性高：采用路由迂回和备用方式，使电路安全可靠。

（6）网络运行管理简便：采用网管对网络业务进行调度监控，业务的迅速生成。

32•DDN 网络提供的业务：由于DDN 网是一个全透明网络，能提供多种业务来满足各类用户的需求。

提供速率可在一定范围内（200bit/s—2Mbit/s ）任选的信息量大实时性强的中高速数据通信业务。

•如局域网互连、大中型主机互连、计算机互联网业务提供者（ISP ）等。

DDN 的应用33（3）帧中继网•帧中继（Frame Relay ）是基于X.25协议基础上发展而来的，是轻型化的X.25协议。

•帧中继的协议层次要比X.25的要简单的多，它没有网络层，只有数据链路层和物理层，它的数据链路层没有开销大的流量控制和差错控制，只有差错检测，检测到的错误帧被简单地丢弃。

•帧中继常应用于（1）局域网的互联。

（2）语言传输。

（3）文件传输。

34（4）计算机互联网•是一类分组交换网，采用无连接的传送方式，网络中的分组在各个节点独立处理，根据分组上的地址传送到它的目的地。

•由路由器，服务器，网络接入设备，传输链路等组成。

•采用IP 协议把信息分解形成由IP 协议规定的IP 数据报，同时对地址进行分配，按照分配的IP 地址对分组进行路由选择，实现对分组的处理和传送。

35（5）智能网基本思想是将业务控制职能从交换网络中分离出来，以No.7信令系统为桥梁，使交换网络的控制信息与大容量分布式数据库联系起来，集中控制，以方便新业务的引入和快速适应不断变化的市场需求，不必像过去那样在大范围多机种的交换机上进行繁杂的修改。

智能网不但可为公众交换电话网（PSTN ）服务，还可以为公众分组交换数据网（PSPDN ）、窄带综合业务数字网（N-ISDN ）、宽带综合业务数字网（B-ISDN ），以及移动网（GSM/CDMA ）服务。

36智能网的体系结构业业业业业业SCE 业业业业业业SMS 业业业业业数数数No.7信信信信业STP IP SSP 交交交MSC智智智智No.7用用用用SCP 业务交换点—SSP业务控制点—SCP业务管理系统—SMS业务生成环境—SCE 智能外设—IP用户进入移动智能网的接入点移动智能网的核心37（6）ISDN•综合业务数字化网络ISDN (Integrated Services Digital Network)是基于单一通信网络提供包括语音、文字、数据、图像等综合业务的数字网。