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第1章 通信网概述

发布时间:2019-07-26 15:50 来源:未知 编辑:admin

  通信网基础 唐宝民 主编 第1章 通信网概述 1.1 1.2 通信网的类型 通信网的体系结构 1.1 通信网的类型 业务网:是指向公众提供电信业 务的网络 传送网:是指数字信号传送网, 包括骨干传送网和接入网 支撑网:包括7号信令网、数字 同步网和电信管理网 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? 电线kbit/s,占据一次群 中某一时隙,在信令控制下进 行时隙交换。 ? 五级制:C1,C2,C3,C4,C5 ? 三级制:DC1,DC2,DC3 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? 移动通信网 ? 移动通信网的组成 ? 移动交换局、基站、中继传输系统、移动台等组成 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? 移动电话网 ? 移动电线 业务网 ? 移动通信网 ? GSM电话网网络结构 ? 一级汇接中心、二级汇接中心和本地汇接中心 ? GSM组成 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? IP电话网 ? IP电话通过分组交换网传送电话信号 ? 话音压缩技术 ? 平均每路电线kbit/s 提高传输链路和其他网路资源利用率 ? 统计复用技术 ? 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? IP电话网 ? IP电话网的组成 ? 网关、网守、电线 业务网 ? IP电话网 ? IP电话通话过程 ? ? ? ? 拨号—网关A---请求网守---网守验证---允许、拒绝接入 若允许接入---发信息给AAA平台----验证并计费 若本地网守没有被叫信息----请求上一级网守---返回被叫网关B或返 回号码错误 网关A与B建立通路,网关B呼叫被叫用户B,开始通话 关键设备的互通还存在问题 IP电话网设计还不完善 ? IP电线 业务网 ? 数据通信网 ? X.25分组交换网 ? 协议处理复杂、信息传送时延大、非实时通信 提供固定或半固定连接的数据通道 包括数字交叉连接设备、数据复用设备、接入设备和光纤传输设备 ? 数字数据网 ? ? ? 帧中继网 ? ? 取消了X.25的逐段差错控制和流量控制,二层协议,中间节点处 理时间少,传输速率也有提高,减少了通信时延 由帧中继交换机、接入设备、传输链路、网管系统组成 也是一类分组传送网(无连接方式) ? 计算机互联网 ? 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? 智能网(IN) ? IN的特点 ? ? ? ? 易于生成各种新业务 设有大型或集中的数据库 采用标准接口连接功能模块 采用7号信令 SSP SCP SMS SCE ? IN的结构 ? ? ? ? 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? N-ISDN ? N-ISDN是以电话网为基础逐步演变而成的电信网络 ? 支持包括话音和非话音在内的多种电信业务 ? 用户通过标准化的用户—网络接口接入网络 ? ISDN涉及电路交换、分组交换、数字传输等技术 ? ISDN特点 ? ? ? 以原来的SPC为基础 提供端—端的数字连接 能够对各种不同业务进行综合 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? N-ISDN ? 基本功能结构 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? ISDN信道类型 ? B信道 传送用户信息,64kbit/s ? 电路交换连接、分组交换连接、半固定连接 ? ? D信道 速率16或64kbit/s ? 用于传送公共信道信令 ? 无信令时传送分组数据等 ? ? H信道 用来传送高速用户信息 ? H0(384k)、H11(1536k)、H12(1920k) ? 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? ISDN接口结构 ? 基本速率接口 ? 2B+D ? 基群速率接口 23B+D ? 30B+D ? 1.1 通信网的类型 1.1.1 业务网 ? B-ISDN ? B-ISDN是传送宽带业务的综合业务数字网 ? B-ISDN以ATM和SDH技术为基础,ATM是异步转移模 式,是在宽带通信网中采用的一种快速分组交换技术 1.1 通信网的类型 1.1.2 传送网 ? 传输技术体制 ? 是指经过复接后各路群的信号速率等级 ? PDH(准同步数字系列) ? ? ? ? 在PDH中,复接成群路信号的各支路信号时钟频率有一定偏差 插入一定数量的脉冲来实现各支路同步 分一次群、二次群、三次群、四次群、五次群和六次群 PDH标准主要分:欧洲的E系列和北美的T系列 采用同一的标准速率,兼容PDH 增加了网路监控和管理功能 提供了高速率的传输通道 ? SDH(同步数字系列) ? ? ? 1.1 通信网的类型 1.1.2 传送网 ? 传输技术体制 ? SDH速率等级 ? ? ? ? ? STM-1: 155.520Mbit/s STM-4: 622.080Mbit/s STM-16: 2488.320Mbit/s STM-64: 9953.280Mbit/s 其它速率 1.1 通信网的类型 1.1.2 传送网 ? SDH设备组成 ? ADM--分插复用器 ? 具有复接、分接、上路、下路、发送和接收功能 具有复接、分接、发送和接收功能 ? TM--终端复用器 ? ? DXC--数字交叉连接设备 ? ? 数字交叉连接设备 对传输的群路信号及它们的子速率进行交换的一种组网设备 1.1 通信网的类型 1.1.2 传送网 ? SDH传送网 构成统一长途网 构成统一本地网 1.1 通信网的类型 1.1.3 支撑网 ? 信令网 ? 通过公共信道链路传送各种信令信号,是一个专用的 分组交换网 ? 7号信令网由信令点和信令转接点组成 ? 信令网具有充分的冗余度 ? 信令网冗余度结构 1.1 通信网的类型 1.1.3 支撑网 ? 数字同步网 ? 一种电信支撑网 ? 给电信网提供同步的时钟信号 ? ? ? 以铯原子钟作为基准时钟源 同步网之间工作与准同步方式 同步网内采用主从同步方式,网内低等级的时钟均锁定于基准 时钟 1.1 通信网的类型 1.1.3 支撑网 ? 电信管理网 电信管理网由网管中心、网络单元、数据通信网组成 ? 网络单元的事件报告和其他数据信息通过数据信道传送到网 管中心的计算机系统,由计算机系统进行存储和处理 ? 电信管理网具有标准结构、标准接口、标准协议的管理网络 ? ? Q3接口 故障、性能、配置、计费和安全 ? 电信管理网管理内容 ? 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 网络协议 ? 协议是双方实体共同遵守的规则,包括语法、语义和定时 ? 语法 ? 包括数据格式、编码和信号等级 包括用于协调的控制信息和差错控制 包括速率匹配和排序 ? 语义 ? ? 定时 ? 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 网络协议功能 ? 分段和组装 ? 分段优点 ? ? ? ? 通信子网的协议数据长度固定活具有最大数据长度 长度小的协议数据单元进行差错控制更有效 使各个终端得到更为均等的传输机会 接收实体可分配较小的缓冲区 附加开销比例增加, 影响传输效率 增加处理机的中断次数 增加了总的处理时间 接收端将数据组装成消息 ? 分段缺点 ? ? ? ? 数据组装 ? 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 网络协议功能 ? 封装 ? 在分段形成的数据块上增加控制信息陈伟封装 ? ? 协议数据单元不仅包含数据,而且还包含控制信息 有些协议数据只包含控制信息 ? ? 当存在多层协议时,需按层进行封装 协议数据控制信息 ? ? ? 地址 错误检测码 协议控制 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 连接控制 ? 数据通信方式 ? ? 无连接方式 连接方式 连接建立 数据传输 连接拆除 用于流量控制 用于差错控制 用于数据单元组装 ? 面向连接通信过程 ? ? ? ? 数据序号的作用 ? ? ? 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 流量控制 接收实体对发送实体送出的数据单元数量活速率进行控制 ? 流量控制 ? ? ? ? 停止—等待 退回N 选择重传 ? 流量控制协议可设置在不同的协议层上 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 差错控制 ? 保护协议数据单元中的数据和控制信息 ? 一般均采用校验序列 ? ? 如果计算出来的校验序列和接收到的不一致则认为协议数据在 传输过程中出现了错误》重传PDU 重传PDU的另一种情形是定时器超时 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 寻址 ? 寻址的过程涉及寻址的级别、寻址范围、连接识别符 和寻址模式等几个方面 ? 寻址的级别 ? ? IP地址 端口 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 寻址 ? 寻址范围 ? 整体地址的特性 ? ? 单一性 应用性 ? 连接识别符 ? 连接识别符优点 ? ? ? ? 减少开销 选路 复用 状态信息的利用 ? 寻址模式 ? 单播、组播、广播 1.2 通信网的体系结构 1.2.1 网络协议及其功能 ? 复用 ? 指在一个系统上支持多个连接 ? ? X.25的多条虚电路可以终接在一个端系统中 多个TCP连接可以终接在一个给定的系统 ? 附加服务 ? 优先权 ? 服务等级 ? 安全 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI参考模型的层次和功能 ? 确定协议层次的因素 ? ? ? 层次应该足够多 层次数量又不能太多 相关功能分在同一层,不同的功能分配给不同的层次 层次和协议的集合称为网络的体系结构 ? 体系结构 ? ? OSI是一个开放系统互连模型 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI参考模型 ? 网络协议从逻辑上分为七层模型(低三层+高四层) 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI各层主要功能 ? 物理层 ? 物理层提供机械的、电气的、功能的和规程的特性,目的是启 动、维护和关闭数据链路实体之间进行比特传输的物理连接。 数据链路的激活、保持和去活,以及对数据的检错与纠错,向 网络层呈现一条无差错的通路。 目的是保证节点之间正确、有序的数据帧传输 完成对通信子网的运行控制,提供交换和路由功能,以激活、 保持和终止网络层连接。 ? 数据链路层 ? ? ? 网络层 ? 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI各层主要功能 ? 网络层 ? 路由选择、数据交换、网络连接和终止、连接的复用、错误检 测和恢复、分组的排序和信息流控制 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI各层主要功能 ? 传送层 ? 提供源端到目的端可靠而经济有效的数据传输,应用程序所需 要的服务质量的信息互换 会话连接的建立和终止,会话连接的控制,会话连接的同步 为用户提供数据转换和表示服务 管理开放系统的互连,包括系统的启动、维持和终止,并保持 应用进程间建立连接所需的数据记录 ? 会话层 ? ? 表示层 ? ? 应用层 ? 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI协议数据单元 ? 实体和服务 ? ? 特定层为其上一层提供服务 上层是服务用户,下层是服务提供者 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI协议数据单元 ? 协议数据单元 ? SDU、PDU、PCI 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI协议数据单元 ? OSI环境的数据流 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的服务原语 ? 服务原语的类型 ? ? ? ? ? 请求 指示 响应 证实 面向连接的数据通信需要全部四种原语,面向无连接的数据通 信需要请求和指示两种原语 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的服务原语 ? 原语的时序关系 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的服务原语 ? 原语的格式 ? XX—名称 . 类型 . 参数 ? ? ? ? XX指提供服务的层次, ? 如: DL、N、T、S 名称指原语的功能, ? 如:CONNECT、DATA、RESET 类型指原语的类型, ? 如:request、indication、response、confirm 参数 ? 包括主被叫地址、快速数据选择、服务质量、传送服务数据等 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的服务原语 ? 网络层服务原语 ? 连接建立服务原语 ? 如:N-CONNECT . request (callee, caller, acks-wanted, …) ? 连接拆除服务原语 ? 如:N-DISCONNECT . request (originator, reason, …) 如:N-DATA . request ( user-data ) ? 数据传送服务原语 ? ? 连接复位服务原语 ? 如:N-RESET . request (originator, reason ) P27 表1.3 ? 无连接的服务原语 ? 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的服务原语 ? 传送层服务原语 ? 包含面向连接和无连接的服务原语 ? P27 表1.4 ? 原语的实现 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的应用服务单元 ? 应用层实体由一个用户单元UE和一组应用服务单元 ASE组成,ASE又分为CASE和SASE ? CASE--公共服务单元 ? ? ? ACSE:联系和控制服务单元 ROSE:远程操作服务单元 CCR:托付、并发和交替使用单元 电子邮件 文件传送 超文本链接 公共管理信息 ? SASE—特定应用服务单元 ? ? ? ? 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的应用服务单元 ? ACSE服务单元 ? 服务类型 ? P29 表1.5 ? ACSE服务原语及联系建立和中断过程 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的应用服务单元 ? ROSE服务单元 ? 服务类型 ? P30 表1.6 ? 应用层包括ROSE,则必须包含三种应用服务单元 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI的服务和协议 1.2 通信网的体系结构 1.2.2 OSI参考模型 ? OSI参考模型在电信网中的应用 ? 分组交换数据通信网的X.25的接口 ? N-ISDN的S/T接口 ? 7号公共信令网 ? 用户接入网的V5接口 1.2 通信网的体系结构 1.2.3 TCP/IP参考模型 ? TCP/IP协议模型概况 ? 分层模型 1.2 通信网的体系结构 1.2.3 TCP/IP参考模型 ? TCP/IP协议模型概况 ? 协议集 1.2 通信网的体系结构 1.2.3 TCP/IP参考模型 ? TCP/IP协议模型中各层的功能 ? 物理层 ? 解决比特流传输问题,包括机械、电气、功能和规程的特性 对IP数据报的传送 ? 网络接入层 ? ? IP层 ? 功能和OSI的网络层相同 为用户终端提供可靠的数据传送 ? TCP层 ? ? 应用层 ? 为用户提供各种应用服务 1.2 通信网的体系结构 1.2.4 IP网络的体系结构 ? IP网络的特点 ? 采用IP协议 ? IP网络的分层协议模型 作业 ? ? ? ? ? ? ? ? 简述移动通信网的组成及各部分的主要功能 IP电话网采用的主要技术是什么,并说明IP电话价格低于 固定电话价格的两个因素。 什么是ISDN,并说明ISDN的基本功能结构。 什么是PDH和SDH,并说明我国SDH传送网的层次结构。 什么是协议,并说明网络协议的主要功能。 什么是体系结构,并说明OSI模型各层功能。 什么是原语,并说明原语的类型及原语的时序关系。 TCP/IP协议模型各层的主要功能。

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