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通信专业综合能力2011年11月第三章现代电信网•3.1电信网（1）–3.1.1电信网的基本概念•电信•电信系统•电信系统的构成模型第三章现代电信网•3.1电信网（2）–3.1.2电信网的构成要素•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。•硬件–终端节点（最外围设备，信息→信号、信号→信息）–交换节点（核心设备，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。）–业务节点–传输系统（提供传输信道）•软件（协议、标准）•3.1.3电信网的拓扑结构–网状网：N（N-1）/2–星型网：（N-1）–复合型网：网状网和星型网–树型网：星型拓扑结构的扩展–总线型网–线型网–环型网：与线型网结构相似，但首尾闭合形成环路。•3.1.4电信网的分类在不同的角度划分类型：–按业务性质分（电报、电话、数据、传真、图像、……）–按服务地域分（国际、长途、本地、LAN、MAN、…..）–按服务对象分（公用、专用）–按传输介质分（电缆、光缆、卫星、…..）–按交换方式分（电路、报文、分组、…..）–按拓扑结构分–按信号形式分（模拟、数字）–按信息传递方式分（同步、异步）–按网络功能分（传输网、业务网、支撑网）•3.1.5电信网的质量电信网的质量要求：–接通的任意性与快速性（最基本要求）•影响因素–电信网的拓扑结构–电信网的可用网络资源–电信网的网络设备可靠性•评定：–接通率–接续延时–信号传输的透明性与传输质量的一致性•评定–用户满意度–信号的传输质量–网络的可靠性与经济合理性•网络可靠性设计不是追求绝对可靠，而是在经济性、合理性的前提下，满足业务服务质量要求即可。•需要在可靠性和经济性之间取得平衡。3.2电话网（1-3）•3.2.1电话网概述1、构成要素（见后图）–用户终端设备（电话机）–交换设备（电话交换机，负责用户信息的交换）–传输系统（负责各交换点之间传递信息）2、电话网的特点–语音业务的特点•(1)速率恒定且单一。•(2)话音对丢失不敏感。•(3)话音对实时性要求较高。•(4)话音具有连续性。–电话网的特点•(1)同步时分复用。•(2)对用户数据透明传输。•(3)面向连接。图电话网的构成交换机交换机交换机交换机电话机；交换机；中继线；用户线3.2电话网（2）•3.2.2电话网的服务质量决定电话业务质量的因素：–接续质量•接续呼损•全程呼损指标分配•接续时延（拨号前时延和拨号后时延）–传输质量•响度•清晰度•逼真度–稳定质量•失效率•平均故障间隔时间（MTBF）•平均修复时间（MTTR）•系统不可利用度3.2电话网（3）•3.2.3电话网的等级结构–等级网和无级网1.等级制电话网星型网–网状网–星型–影响级数的选择以及交换中心位置设置的因素•各交换中心之间的话务流量、流向；•全网的服务质量；•全网的经济性；•运营管理因素；•另外还应考虑国家的幅员，各地区的地理状况，政治、经济条件以及地区之间的联系程度等因素。2.无级长途网3.国内长途电话网（见后图）4.本地电话网（见后图）5.国际电话网网络结构•3.2.4电话网编号方案复合型网图三级网等级结构图本地网用户国际出入口局长途电话网Tm端局DLDC2DC1图二级长途电话网网络结构DC1省际平面A省B省DC2省内平面(长途网部分)DLDC(本地网部分)DLDLPABX远端模块其他接入方式图网状网结构的本地网图本地网二级网结构DLTmPABX远端模块其他接入方式3.3数据通信网（1）•3.3.1数据通信网的概念1.基本概念•数据通信系统的组成（见后图）•终端•数据电路•计算机系统•数据通信网（见后图）•通信子网•本地网2.数据通信网的服务质量•分组交换技术①服务可用性②传输时延③时延变化（抖动）④吞吐量⑤分组丢失率⑥分组差错率3.网络的服务性能保障机制–网络不可能100%可靠，面临的3类问题？•数据传输中的差错和丢失•网络拥塞•交换节点和物理线路故障–目前网络采用的服务性能保障机制•差错控制（差错检测和差错校正）•拥塞控制•路由选择•流量控制数据通信系统的组成数据通信网3.3数据通信网（2）•3.3.2数据通信网的组成•我国的数据通信网–3.3.3分组交换网（X.25网）–3.3.4数字数据网（DDN）–3.3.5帧中继–3.3.6ATM网3.3.3分组交换网（X.25网）•基本思想：“分组”“存储-转发”•技术特点–动态统计时分复用–存储转发–差错控制和流量控制1.统计时分复用（见后图）2.逻辑信道（见后图）3.虚电路和数据报（见后图）4.分组交换网（见后图）5.ChinaPAC网图统计时分复用复用器b标记空闲a21yx终端A终端B终端Cby21xa图逻辑信道的形成过程终端1进程…线路逻辑信道计算机255255终端2终端n254201254201进程进程…终端……图虚电路示意图cba321321321cba节点机3节点机4终端A终端C节点机1节点机2节点机5终端B终端DVC1VC2321cba321cba图数据报方式示意图cba节点机1节点机2节点机4cba节点机3cba终端A终端B图分组交换网的组成PADX.3X.28X.29X.25X.75NPT字符终端PS—分组交换机；NMC—网络管理中心；PAD—分组拆装设备；PCE—分组集中器；分组终端PTX.25端口分组终端PTPCEPSPSPSPSPS其他分组网……NPT…NMC3.3.4数字数据网（DDN）（1-2）以X.25建议为核心的分组交换数据网，为数据用户提供交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）数据业务。但是分组交换方式也受到自身技术特点的制约，节点机对所传送信息的存储转发和通信协议的处理，使得分组交换网处理速度慢，网络时延大，许多需要高速、实时数据通信业务的用户无法得到满意的服务。在市场需求的推动下，介于永久性连接和交换式连接之间的半永久性连接方式的数字数据网(DDN：DigitalDataNetwork)作为一种数据通信应用技术的分支逐渐发展起来。DDN是利用数字信道来传输数据信号的数据传输网，因此，DDN的实现前提是通信网的数字化，其数字传输技术的范围不仅在局间中继或长途干线上，而且还包括数据终端与数据终端之间。3.3.4数字数据网（DDN）（2）DDN特点：(1)DDN是同步数据传输网，传输质量高，传输误码率可达10-11。(2)传输速率高，网络时延小。(3)DDN为全透明网。(4)网络运行管理简便。(5)DDN对数据终端设备的数据传输速率没有特殊的要求，而且可以根据用户的需要对数据速率和信道带宽进行灵活设置。1.DDN网络组成结构（见后图）①本地接入系统②复用及交叉连接系统（FDM和TDM）③局间传输系统（基群信道）④网同步系统（主从同步）⑤网络管理系统2.DDN的网络结构•分级结构（国家骨干网、省内干线网、本地网）图DDN网络组成结构示意图网络管理控制中心NNNNNUAUUAU用户环路本地传输系统局间中继数字信道3.3.5帧中继1.帧中继技术的特点①数据传送阶段协议大为简化（见后图）②用户平面和控制平面的分离（见后图）2.帧中继网络的组成（见后图）•国家骨干网•省内网•本地网3.帧中继的网络管理•带宽管理•PVC管理•拥塞管理图X.25和帧中继的分层协议功能(a)X.25的分层协议功能；(b)帧中继的分层协议功能差错控制第三层(网络层)源终端存储加分组封装选路加帧封装暂存去帧封装选路加帧封装差错控制暂存去帧封装选路去分组封装目的终端第二层(数链层)第一层(物理层)(a)源终端加帧封装选路选路选路去帧封装目的终端第二层(数链层)第一层(物理层)(b)图帧中继用户网络接口协议体系结构Q.931/Q.933LAPD用户可选择的功能LAPF核心物理层用户侧用户平面控制平面Q.931/Q.933LAPD网络侧用户平面控制平面物理层LAPF核心图帧中继网络组织国家骨干网省内网本地网本地网节点;骨干节点;省内网节点;骨干枢纽节点;按需设置的直达电路3.3.6ATM网络1.ATM基本概念（“面向连接”“异步时分复用”“信元”）•特点2.ATM参考模型（“分层分面”）（见后图）•用户平面（U平面）•控制平面（C平面）•管理平面（M平面）3.ATM网络组成（见后图）•ATM交换机•ATM端系统4.ATM通信网接口5.典型ATM物理层接口6.流量控制和拥塞控制图ATM协议参考模型面管理层管理管理面控制面用户面高层ATM层高层物理层ATM适配层(AAL)图ATM网络组成ATM交换机ATM交换机ATM交换机ATM交换机ATM交换机用户终端设备用户终端设备用户终端设备UNIUNIP-UNIP-NNIB-ICINNINNINNI公用ATM网专用ATM网至其他公用ATM网P-UNI3.3.7Internet（1-2）1.Internet结构（见后图）2.TCP/IP分层模型•网络接口层•互联层•传输层•应用层3.Internet的地址和域名•IP地址•网络ID+主机ID•分为5类，即：A类、B类、C类、D类、E类（见后图）•MAC地址•域名•邮件地址•URL•端口号图全球互连网络示意图城域网园区网园区网园区网园区网城域网园区网园区网城域网园区网园区网国家骨干网城域网国家骨干网国际骨干网表IP地址划分方法网络类型特征地址位开始地址结束地址A类0xxxxxxxB0.0.0.0127.255.255.255B类10xxxxxxB128.0.0.0191.255.255.255C类110xxxxxB192.0.0.0223.255.255.255D类1110xxxxB224.0.0.0239.255.255.255E类1111xxxxB240.0.0.0255.255.255.2553.3.7Internet（2）4.子网编址5.域名系统（DNS）•命名机制•Internet域名•DNS管理6.TCP/IP•协议族（见后图）7.IPv6•每个地址128位3.4综合业务数字网（1-2）•3.4.1基本概念•3.4.2网络结构–用户-网络接口•基本速率接口2B+D（144Kb/s）•基群接口30B+D，23B+D（2048kb/s，1544kb/s）–网络功能–ISDN的信令系统•用户-网络信令•网络内部信令•用户-用户信令•3.4.3ISDN用户-网络接口–B信道：提供用户传递信息。64kb/s–D信道：传送电路交换的信令信息和分组数据信息。16kb/s,64kb/s3.4综合业务数字网（2）•3.4.4ISDN协议–结构模型•立体结构模型–用户-网络接口协议–网络协议—NO.7信令系统•3.4.5ISDN的演进3.5移动通信网（1-3）•3.5.1基本概念1.特点2.分类•3.5.2概述1.移动通信网的系统构成（见后图）•MSC，BS，MS，中继传输系统，数据库2.覆盖方式•大区制，小区制3.多址方式•FDMA，TDMA，CDMA•3.5.3网络结构•多级结构的复合型网络移动通信网的系统构成GMSC至其他网络BSBSBSBSBSBS数据库MSCMSCMSC数据库数据库1．移动业务交换中心MSC移动业务交换中心MSC(Mobile-servicesSwitchingCentre)是蜂窝通信网络的核心。MSC负责本服务区内所有用户的移动业务的实现。2．基站BS基站BS(BaseStation)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。采用一定的多址方式可以区分一个小区内的不同用户。3．移动台MS移动台MS(MobileStation)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。4．中继传输系统在MSC之间、MSC和BS之间的传输线均采用有线方式。5．数据库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