通信与网络系统工程

SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信与网络系统工程SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络的基本概念介绍各类通信介质的介绍各类主要通信技术介绍建筑内局域网组网介绍无线网络组网介绍国际互联网与TCP/IP网络工程案例介绍主要内容SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络的基本概念介绍SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络是指将众多的通信设备按照一定的组织结构组合而成的体系。通信系统的模型如下图：什么是通信网络SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络的组成传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号正文正文源系统目的系统传输系统输出信息PC机通信网络主要由三部分组成：(1)用户终端设备、(2)传输链路、(3)转接交换设备SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络的类型按通信内容：电话网、电报网、计算机网、广播电视网综合业务数字网、传感器网按范围局域网、城域网、广域网国内网、国际网个人域网、蜂窝网、按信道电缆网、无线网、微波中继网、卫星网、光缆网SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION国内主要的通信业务网络SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION国内主要的通信业务网络SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络的结构SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络的几个重要概念半双工通信(Half―Duplex)：在任何一个时刻，信号只能单向传输，或从甲方向乙方，或从乙方向甲方，每一方都不能同时收、发信息。比如对讲机、收发报机以及问询、检索等之间的通信。全双工通信(Full―Duplex)：在任何一个时刻，信号能够双向传输，每一方都能同时进行收信与发信工作。比如普通电话、手机。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络的几个重要概念SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信网络的几个重要概念延迟延迟指将一个比特从一端传输到另一端所花费的时间。抖动抖动指在同一条路由上发送数据包之间的时间差异。呑吐量呑吐量是指网络中发送数据包的速率。丢包率丢包率是指在发送数据包时不能接受到的数据包的比率。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信标准组织和通信标准国际电信联盟ITU电气与电子工程师协会IEEE欧洲计算机制造商协会ECMA美国国家标准学会ANSl中国通信标准化协会CCSASHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATIONISO/OSI参考模型数据流层传输层数据链路层网络层物理层应用层(高)会话层表示层应用层SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATIONISO/OSI参考模型传输层数据链路层物理层网络层上层数据上层数据TCP头数据IP头数据LLC头0101110101001000010数据MAC头表示层应用层会话层段包比特帧PDUFCSFCS发送过程SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATIONISO/OSI参考模型接收过程上层数据LLC头+IP+TCP+上层数据IP+TCP+上层数据TCP+上层数据上层数据0101110101001000010传输层数据链路层物理层网络层表示层应用层会话层SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION各类通信介质的介绍SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信介质•含义：通信媒体又称传输媒介，是通信传输系统中发方与收方之间的物理路径。•常用通信媒体双绞线同轴电缆光纤微波无线电卫星通信SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信介质—双绞线•双绞线形式：将一对绝缘线扭绞在一起，任意拧成螺旋形，以减少对外部干扰和串音的敏感。应用场合：用户与本地中心站间及中心站与中心站间的连线。优点：价格便宜，使用方便，安装容易。多芯对称电缆：将多对单独的绝缘双绞线包装在外部保护层中，相邻对线螺距不同，以限制相互之间的串音或电磁干扰。带屏蔽的双绞线（有金属屏蔽）：对外部噪声、串音有较好的低抗力。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信介质—同轴电缆•同轴电缆结构：由对地不对称的同轴管构成。内层导体外层导体绝缘体包层优点：寿命长、通信容量大、质量稳定、外界干扰小、可靠性高和维护便利等。分类：50Ω同轴电缆：适于传输基带数字信号，常用于计算机局域网或电话系统的远程传输；75Ω（120Ω）同轴电缆：又称宽带同轴电缆主要用于模拟传输系统，是CATV的标准传输电缆。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信介质—光纤•光纤形式：很细的、可弯曲的、能传导光束的介质。传输原理：利用光导纤维传递光脉冲完成通信。结构：外壳纤芯包层塑料制成，可吸收光线、防止串音、保护外层表面。透明玻璃制成，纤芯的折射率高于包层，可形成光波导效应，使大部分光被束缚在纤芯中传输。•光纤分类：单模光纤多模光纤单模光纤多模光纤•光纤中只传输一种模式•细芯，要有激光源•端接难•色散小、效率高•价格昂贵•适于长距与高速场合•光纤中存在多种传输模式•粗芯•端接容易•色散大、效率低•价格较便宜•用于短距与低速场合SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信介质—光纤•光纤优点：传输频带宽，通信容量大；传输损耗低，中继距离长；抗雷电和电磁的干扰性好；体积小、重量轻。缺点：接续困难，光接口比较昂贵。光纤是通信领域中重要的传输媒质，为数据通信、远距离通信、宽带高速通信和海底传输系统提供了良好的传输环境。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信介质—无线电•无线电形式：将地球上的大气作为电磁波的长距离传送介质。应用场合：作为个人移动通信的传送介质。优点：跨越自然障碍和阻隔的能力强，最适合于移动通信；成本低、中继距离远、传输质量比较稳定。缺点：雨雪天气易产生吸收损耗，不利地形或环境易造成衰落现象，引起较高的误码率；保密性差。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信介质—卫星通信•卫星通信原理：利用同步卫星上的通信转发器接收地面站发射的信号，对信号放大变频后再转发给其他地面站。优点：频带宽、通信容量大、误码率低、通信质量高、覆盖面广；应用场合：远距离传送电话、电传、电视业务及高利用率国际干线。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION各类主要通信技术介绍SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信系统技术介绍—SDH•SDH传送网的概念最初于1985年由美国贝尔通信研究所提出，称之为同步光网络（SynchronousOpticalNETwork,SONET）。它是由一整套分等级的标准传送结构组成的，适用于各种经适配处理的净负荷（即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分）在物理媒质如光纤、微波、卫星等上进行传送。该标准于1986年成为美国数字体系的新标准。国际电信联盟标准部（ITU—T）的前身国际电报电话资询委员会（CCITT）于1988年接受SONET概念，并与美国标准协会（ANSI）达成协议，将SONET修改后重新命名为同步数字系列（SynchronousDigitalHierarchy,SDH）,使之成为同时适应于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制。•SDH网是对原有PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy准同步系列）网的一次革命。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信系统技术介绍—SDHSDH特点优点：—速率统一：155M、622M、2.5G、10G；—光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64）；—一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号—强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；—组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；—前、后向兼容。缺点：—带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信系统技术介绍—SDH城域核心层汇聚层存储网络视频会议企业用户PON无线业务以太网接入层超长距网络S385S385S385S385S385S385S385S385S385SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信系统技术介绍—SDH程控中继(G.703)无线中继(G.703)调度中继(G.703)广播系统(15kHz、802.3)时钟系统(RS422、802.3)电力监控视频系统(G.703)电视监控(802.3)乘客信息显示系统计算机网络(802.3)列车自动监控系统(802.3)自动售检票系统(802.3)门禁系统(802.3)通信各系统的网管通道SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信系统技术介绍—ATM异步传送模式（ATM）是宽带综合业务数字网（B-ISDN）用于传输、复用和交换的技术，是B-ISDN网络的核心技术。ATM技术以分组传送模式为基础并融合了电路传送模式的优点发展而来，兼具分组传送模式和电路传送模式的优点。ATM主要有以下4个特点：①采用了固定长度的信元并简化了信头功能；②采用了异步时分复用方式；③采用了面向连接的工作方式；④采用了标准化的ATM协议。SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信系统技术介绍—ATMATM网络NNINNINNINNI公共UNI622Mbit/s公用ATM交换机公用ATM交换机工作站LAN用户驻地ATM交换机专用UNI专用UNI专用UNI家用电话PBXlatigidPBXlatigid公共电话公共UNI155Mbit/s公共UNI155Mbit/s视频SHANGHAIINTELLIGENTBUILDINGCONSTRUCTIONASSOCIATION通信系统技术介绍—ADSLADSL是一种接入网技术，全称为非对称数字用户线路（AsymmetricDigitalSubscri