通信网络技术第1章 现代通信网概述分析

主讲：孙晓玲联系方式：Mobile：[phone]Email：[e-mail]本课程主要内容：现代通信网概述电话网与电路交换技术数据网与分组交换技术移动通信技术光纤通信技术与同步数字传送网技术接入网技术网络管理第1章现代通信网概述1.1通信的基本概念1.2现代通信网的支撑技术1.3现代通信网的分层结构1.4通信业务本篇参考书目：黄锡伟朱秀昌编人民邮电出版社唐宝民王文鼐等编人民邮电出版社1.1通信的基本概念通信：在源、宿端建立一个传输信息的通道古代的通信方式旗语烽火台1.1通信的基本概念古代的通信方式信鸽信使骑马报平安1.1通信的基本概念莫尔斯和电报亚历山大.贝恩发明了传真机贝尔发明电话？摇把电话和接线台贝尔和他发明的电话梅乌奇发明电话？2002年6月16日，美国国会承认了1860年梅乌奇在纽约展示“电话”这一历史，并把贝尔赶下了电话发明者的位子。第一台计算机1.1通信的基本概念通信系统的分类按照通信业务特点分类单媒体通信系统，如电话、传真多媒体通信系统，如电视、可视电话、会议电话等1.1通信的基本概念通信系统的分类按照通信业务特点分类单媒体通信系统，如电话、传真多媒体通信系统，如电视、可视电话、会议电话等实时通信系统，如电话、电视非实时通信系统，如电报、传真、数据通信1.1通信的基本概念通信系统的分类按照通信业务特点分类单媒体通信系统，如电话、传真多媒体通信系统，如电视、可视电话、会议电话等实时通信系统，如电话、电视非实时通信系统，如电报、传真、数据通信单向传输系统，如广播、电视交互传输系统，如电话、点播电视1.1通信的基本概念通信系统的分类按照通信业务特点分类单媒体通信系统，如电话、传真多媒体通信系统，如电视、可视电话、会议电话等实时通信系统，如电话、电视非实时通信系统，如电报、传真、数据通信单向传输系统，如广播、电视交互传输系统，如电话、点播电视窄带通信系统，如电话、电报、低速数据宽带通信系统，如点播电视、会议电视、远程教育、高速数据等1.1通信的基本概念通信系统的分类按照通信业务特点分类按照传输媒质分类有线通信：架空明线、电缆、光缆无线通信：中波、长波、短波、微波等1.1通信的基本概念通信系统的分类按照通信业务特点分类按照传输媒质分类按照调制方式分类基带传输调制传输1.1通信的基本概念通信系统的分类按照通信业务特点分类按照传输媒质分类按照调制方式分类按照信道中传输的信号分类模拟通信系统数字通信系统1.1通信的基本概念通信系统的基本组成图1.1点－点单向通信系统构成模型信源变换器信道反变换器信宿噪声源1.1通信的基本概念通信系统的基本组成图1.1点－点单向通信系统构成模型信源变换器信道反变换器信宿噪声源信息产生的源头1.1通信的基本概念通信系统的基本组成图1.1点－点单向通信系统构成模型信源变换器信道反变换器信宿噪声源将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号1.1通信的基本概念通信系统的基本组成图1.1点－点单向通信系统构成模型信源变换器信道反变换器信宿噪声源信息传输通道1.1通信的基本概念通信系统的基本组成图1.1点－点单向通信系统构成模型信源变换器信道反变换器信宿噪声源接收信道中的信号，并转换成发送前相同表示形式的信息传递给信宿1.1通信的基本概念通信系统的基本组成图1.1点－点单向通信系统构成模型信源变换器信道反变换器信宿噪声源信息传输的目的地1.1通信的基本概念通信系统的基本组成图1.1点－点单向通信系统构成模型信源变换器信道反变换器信宿噪声源整个系统噪声与干扰的总折合图1.1点－点单向通信系统构成模型信源变换器信道反变换器信宿噪声源同步同步1.1通信的基本概念通信系统的基本组成1.1通信的基本概念通信网的组网结构星型网星型1.1通信的基本概念通信网的组网结构星型网环型网环型1.1通信的基本概念通信网的组网结构星型网环型网网状型网网状型网孔型1.1通信的基本概念通信网的组网结构星型网环型网网状型网复合型网复合型1.1通信的基本概念通信网的组网结构星型网环型网网状型网复合型网总线型网总线型1.1通信的基本概念通信网的组网结构星型网环型网网状型网复合型网总线型网树型网树型1.2现代通信网的支撑技术业务网技术－－交换什么是交换？为何通信网中需要交换技术？1.2现代通信网的支撑技术业务网技术－－交换交换的含义：转接、资源的动态分配交换机1.2现代通信网的支撑技术业务网技术－－交换交换的含义：转接、资源的动态分配电路交换ABCDt连接建立数据传送话音连接释放电路交换的三个阶段空分交换1m21n233两种电路交换方式时分交换两种电路交换方式TSATs3ATs31TST话机A话机BIn01In127Out01Out127ATS3ATS31BTS31BTS3例：话机A和话机B通过一台TST交换机相连通信：话机A利用时隙Ts3发送话音信息A至TST交换机的入线In01；TST交换机对信息A进行TST交换；信息A从Out127出线在时隙Ts31从传送至话机B电路交换的特点总传输时延小电路接续时间长电路利用率低易出现“呼损”现象1.2现代通信网的支撑技术业务网技术－－交换交换的含义：转接、资源的动态分配电路交换报文交换报文交换报文结构数据首部报文报文交换报文结构报文交换过程ABCD报文报文报文t报文交换报文结构报文交换过程报文交换特点存储转发(逐段行为Hopbyhop)时延较大1.2现代通信网的支撑技术业务网技术－－交换交换的含义：转接、资源的动态分配电路交换报文交换分组交换分组交换将报文要传送的信息分为若干个分组（packet），每一个分组有一个头部，含有可供选路的信息和其他控制信息。数据数据数据报文数据首部分组1数据首部分组2数据首部分组3分组交换将报文要传送的信息分为若干个分组（packet），每一个分组有一个头部，含有可供选路的信息和其他控制信息分组如何穿过网络？数据报方式虚电路方式PTK1PTK2PTK3数据报交换PTK1PTK2PTK3PTK1PTK2PTK3PTK1PTK2PTK3虚电路交换PTK1PTK2PTK3PTK1PTK2PTK3建路传输拆除ABCDABCD数据报方式和虚电路方式312312A124356CB报文121212123333数据报A124356CB报文虚电路数据报方式和虚电路方式例：试在下列条件下比较电路交换和分组交换、要传送的报文共x(bit)，从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d(s)，数据率为C(bit/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？电路交换的总时延：Td＝s+kd+x/Csdkdx/C例：试在下列条件下比较电路交换和分组交换、要传送的报文共x(bit)，从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d(s)，数据率为C(bit/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？分组交换的总时延：Tf=k(d+p/C)+(x/p-1)*p/Cd+p/Cdk(d+p/C)(x/p-1)*p/Cp/C例：试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x(bit)，从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d(s)，数据率为C(bit/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？分组交换的总时延：Tf=k(d+p/C)+(x/p-1)*p/C电路交换的总时延：Td＝s+kd+x/C∴k(d+p/C)+(x/p-1)*p/Cs+kd+x/C得：（k-1)psC习题1：在上题的分组交换中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit)，其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关、通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(bit/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取多为大？一个分组经过一段链路的时延：(p+h)/b一个分组经过k段链路的时延：k(p+h)/b报文经过k段链路的总时延：Tf=k(p+h)/b+(x/p-1)(p+h)/b要使Tf取极值，使其对p求导得：xph0///1//))(1/(/)(2pbxhbbkpbhppxdhpkpTf即得：1kxhp1.2现代通信网的支撑技术业务网技术－－交换智能网技术智能网快速生成和提供补充业务的体系结构特点易于生成各种新业务设有大型和集中的数据库采用标准接口连接功能模块与现有的网络兼容采用公共信道信令系统(No.7信令)智能网结构SMAPSMAPSMPSCE数据通信网SCP/SDPSCP/SDPSCP/SDPSCP/SDPNo.7信令网SSP/IPSSP/IPSSP/IPSSP/IPLSLSLSTSTM终端终端终端终端话路话路话路话路话路话路话路话路话路No.7信令链路No.7信令链路数据链路数据链路智能网体系结构示意图8008109977查询译码表01084250321.2现代通信网的支撑技术业务网技术－－交换智能网技术信令网技术信令网什么是信令？是在电话机或其他终端与交换局、交换局与交换局、交换局与各种业务控制点、交换局与操作维护中心之间，为了建立呼叫连接及各种控制而传送的专门信息，是控制交换机动作的操作命令。信令网什么是信令？一对电话用户通话过程中涉及到的信令一对电话用户通话过程中用到的信令主叫被叫摘机拨号音挂机话终被叫号挂机通话应答回铃音振铃音摘机被叫号占用拆线证实端局1端局2信令网什么是信令？一对电话用户通话过程中涉及到的信令信令分类用户线信令是用户和交换机之间的信令，在用户线上传送局间信令是交换机和交换机之间的信令，在局间中继线上传送，又分为随路信令和共路信令两种。信令网什么是信令？一对电话用户通话过程中涉及到的信令信令分类No.7信令网组成HSTPHSTPHSTPAHSTPHSTPHSTPBLSTPLSTPLSTPLSTPSPSPSP大城市本地信令网No.7号信令网No.7信令网组成1.2现代通信网的支撑技术业务网技术－－交换智能网技术信令网技术同步网技术同步网什么是同步？同步是指信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系同步网什么是同步？同步分类位同步：通信双方的位定时脉冲信号频率相等且符合一定的相位关系帧同步：通信双方的帧定时信号频率相同且保持一定的相位关系网同步：网络中各个节点的时钟信号的频率相等同步网什么是同步？同步分类我国同步网组成PRC(节点)PRC(一级基准时钟)LPR(地区基准时钟A类)大区中心节点边远省中心节点省中心BITS(B类)(大楼综合定时供给系统)PRC(节点)全国数字同步骨干网络组织示意图1.3现代通信网的分层结构微观模型－网络纵向分层即协议分层模型，如OSI模型、TCP/IP模型协议分层模型1.层什么是层？实质上就是功能模块分层的目的是什么？使网络互联问题简化灵活性好协议分层模型1.层飞行购买机票投诉(如晚点)检查行李认领行李登机出口起飞降落票务行李门口起/降协议分层模型1.层怎样进行分层？自上而下下层向上层提供一定的服务上、下层之间的通信由原语实现对等层之间的通信通过协议来实现分层的原则独立性单向性增值性协议分层模型1.层协议交换原语交换原语服务用户提供服务服务提供者第n层第n+1层服务用户SAPSAP协议分层模型1.层各个层