第1章 通信网概述.ppt
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1、主讲:孙晓玲主讲:孙晓玲联系方式:联系方式:MobileMobile:1391383131713913831317 EmailEmail: 本课程主要内容:本课程主要内容:通信网概述通信网概述 电话网电话网 广域数据网广域数据网 互联网互联网 传送网传送网 接入网接入网 数字同步网和时间同步网数字同步网和时间同步网 公共信道信令网和公共信道信令网和IPIP信令网信令网 网络管理网络管理 通信网理论分析通信网理论分析本章参考书目本章参考书目纪越峰纪越峰 编著编著北京邮电大学出版社北京邮电大学出版社唐宝民唐宝民 王文鼐等编王文鼐等编人民邮电出版社人民邮电出版社第第1 1章章 通信网概述通信网概述1
2、.1 1.1 通信网的分类通信网的分类1.21.2 常见的通信网络常见的通信网络1.3 1.3 通信网的体系结构通信网的体系结构1.1.11.1.1 通信网的通信网的3 3个组成部分个组成部分l 用户终端用户终端l 传输系统传输系统l 交换系统交换系统1.1 通信网的分类用户终端贝尔和他发明的电话贝尔和他发明的电话20022002年年6 6月月1616日,美国国会承日,美国国会承认了认了18601860年梅乌奇在纽约展年梅乌奇在纽约展示示“电话电话”这一历史,并把这一历史,并把贝尔赶下了电话发明者的位贝尔赶下了电话发明者的位子。子。用户终端摇把电话摇把电话1949年,“500”台式电话 按键电
3、话 用户终端莫尔斯和电报机用户终端1843年,亚历山大年,亚历山大.贝恩发明了传真机贝恩发明了传真机 用户终端1946年年2月月14日,第一台电子日,第一台电子计算机问世。它由计算机问世。它由17468个电个电子管、子管、6万个电阻器、万个电阻器、1万个电万个电容器和容器和6千个开关组成,重达千个开关组成,重达30吨,占地吨,占地160平方米,耗电平方米,耗电174千瓦,耗资千瓦,耗资45万美元。万美元。传输系统OMS-155C 局端插卡SDH光传输系统 交换系统早期的人工电话交换机。它能为50家电话用户提供服务 交换系统1.1 通信网的分类1.1.21.1.2 按网络所有权的性质分类按网络所
4、有权的性质分类 通通信信网网是是在在用用户户之之间间提提供供通通信信功功能能的的网网络络,是是信信息息化化社社会会的的基基础础设设施施。通通信信网网分分为为公公用用网网、专用网和虚拟专用网专用网和虚拟专用网。1.1.31.1.3 根据子网的功能分类根据子网的功能分类 早早期期的的公公用用通通信信网网仅仅包包括括电电话话网网和和电电报报网网,随随着着通通信信技技术术的的发发展展,通通信信网网的的类类型型以以及及通通过过通通信信网网向向公公众众提提供供的的电电信信业业务务的的类类型型不不断断增增加加,服服务务质质量量不不断断提提高高。通通信信网网具具有有各各种种不不同同的的类类型型,根根据据子子网
5、网的的功功能能可可以以分分为为业务网、传送网和支撑网业务网、传送网和支撑网。l 业务网是指向公众提供电信业务的网络,包括固定电话网、业务网是指向公众提供电信业务的网络,包括固定电话网、移动电话网、互联网、移动电话网、互联网、IPIP电话网、数据通信网、智能网、窄电话网、数据通信网、智能网、窄带综合业务数字网(带综合业务数字网(N-ISDNN-ISDN)、宽带综合业务数字网()、宽带综合业务数字网(B-B-ISDNISDN)等)等l 传送网是指数字信号传送网,包括骨干传送网和接入网传送网是指数字信号传送网,包括骨干传送网和接入网l支撑网包括信令网、数字同步网和电信管理网支撑网包括信令网、数字同步
6、网和电信管理网1.1 通信网的分类图图1.1 业务网,传送网和支撑网之间的关系业务网,传送网和支撑网之间的关系 1.1 通信网的分类1.1.41.1.4 根据子网的位置划分根据子网的位置划分 可以将通信网分为用户网、接入网和核心网可以将通信网分为用户网、接入网和核心网。l 用户驻地网(用户驻地网(CPNCPN)属用户所有。)属用户所有。l 核心网的作用是交换和传送。核心网的作用是交换和传送。l 相对于核心网,接入网介于交换设备和用户之间,主要相对于核心网,接入网介于交换设备和用户之间,主要完成使用户接入到核心网的任务,由业务节点接口完成使用户接入到核心网的任务,由业务节点接口(SNISNI)和
7、用户网络接口()和用户网络接口(UNIUNI)之间一系列传送设备组成。)之间一系列传送设备组成。1.1 通信网的分类图1.2 用户网、接入网和核心网之间的关系 1.1.51.1.5 其他分类方式其他分类方式l 按网络覆盖范围分类:广域网、城域网、局域网按网络覆盖范围分类:广域网、城域网、局域网l 按信息信号形式分类:模拟通信网、数字通信网按信息信号形式分类:模拟通信网、数字通信网l 按网络拓扑结构分类:星型网、网状网、环型网、总线按网络拓扑结构分类:星型网、网状网、环型网、总线网、混合网网、混合网l 按交换方式分:电路交换网、报文交换网、分组交换网按交换方式分:电路交换网、报文交换网、分组交换
8、网1.1 通信网的分类电话网电话网互联网互联网传送网传送网电信支撑网电信支撑网1.2 常见的通信网络1.2.1 电话网 电话网是开通电话业务的一种业务网络,可以电话网是开通电话业务的一种业务网络,可以分为固定电话网和移动电话网。分为固定电话网和移动电话网。1 1固定电话网固定电话网 固定电话网是采用固定电话网是采用固定终端固定终端的一种业务网络,的一种业务网络,可以分为本地网和长途网。可以分为本地网和长途网。根据服务区域的大小,传统的电话交换局可以根据服务区域的大小,传统的电话交换局可以分为一级中心、二级中心、三级中心、四级中心和分为一级中心、二级中心、三级中心、四级中心和五级中心,即五级中心
9、,即C1C1、C2C2、C3C3、C4C4和和C5C5。其中。其中C1C1、C2C2、C3C3、C4C4为长途转接局,为长途转接局,C5C5为端局。长途网的网络结为端局。长途网的网络结构由一、二、三、四级长途交换中心及五级交换中构由一、二、三、四级长途交换中心及五级交换中心(端局)组成。心(端局)组成。1.2.1 电话网 随着电话网的数字化进程的实现,随着电话网的数字化进程的实现,C1C1、C2C2合并合并为一级,即为一级,即DC1DC1,C3C3、C4C4合并为一级,即合并为一级,即DC2DC2,我国,我国的电话网从五级网演变为三级网,一级交换中心之的电话网从五级网演变为三级网,一级交换中心
10、之间形成网状连接,为今后实现动态无级路由选择创间形成网状连接,为今后实现动态无级路由选择创造条件。造条件。图图1.3 固定电话网的结构图固定电话网的结构图 1.2.1 电话网 电话网经历了由模拟电话网向综合数字电话网电话网经历了由模拟电话网向综合数字电话网的演变,经历了交换程控化、传输数字化的演变过的演变,经历了交换程控化、传输数字化的演变过程。电话交换局是电话网中的核心设备,程。电话交换局是电话网中的核心设备,在数字电在数字电话网中采用数字程控交换设备话网中采用数字程控交换设备,每一路电话编码为,每一路电话编码为64kbit/s64kbit/s的数字信号,占据一次群中的某一时隙,的数字信号,
11、占据一次群中的某一时隙,在信令的控制下进行时隙交换在信令的控制下进行时隙交换,从而实现各个不同,从而实现各个不同用户相连。用户相连。补充:复用和交换的基本概念话音数字化的过程模拟话音模拟话音模拟话音模拟话音采样时钟采样时钟采样时钟采样时钟PAM PAM 信号信号信号信号PCM PCM 信号信号信号信号采样电路采样电路量化和编码量化和编码 数字化数字化数字化数字化声音声音声音声音补充:复用和交换的基本概念复用复用什么是复用?什么是复用?在一条物理线路上建立多条逻辑通信信道,同时传在一条物理线路上建立多条逻辑通信信道,同时传输若干路信号的技术叫做多路复用技术输若干路信号的技术叫做多路复用技术为什么
12、要对信号进行复用?为什么要对信号进行复用?节约链路资源,提高链路利用率节约链路资源,提高链路利用率如何对信号进行复用?如何对信号进行复用?FDM、WDM、TDM复用复用补充:复用和交换的基本概念补充:复用和交换的基本概念补充:复用和交换的基本概念复用复用时间标识码统计时分复用信号信息1信息2信息3信息2补充:复用和交换的基本概念补充:复用和交换的基本概念交换l交换的含义:转接、资源的动态分配交换机补充:复用和交换的基本概念补充:复用和交换的基本概念交换l电路交换A B C D t连接建立连接建立数据传送数据传送话音话音连接释放连接释放面向连接面向连接中间节点对通信信息不做处理,中间节点对通信信
13、息不做处理,无差错控制措施无差错控制措施实时交换,基于呼叫损失制实时交换,基于呼叫损失制固定分配带宽,资源利用率低,固定分配带宽,资源利用率低,灵活性差灵活性差A ATS3TS3A ATS31TS31B BTS31TS31B BTS3TS3例:话机例:话机A A和话机和话机B B通过一台通过一台TSTTST交交换机相连通信:换机相连通信:话机话机A利用时隙利用时隙Ts3发送话发送话音信息音信息A至至TST交换机的入交换机的入线线In01;TST交换机对信息交换机对信息A进行进行TST交换;交换;信息信息A从从Out127出线在时出线在时隙隙Ts31从传送至话机从传送至话机B补充:复用和交换的基
14、本概念补充:复用和交换的基本概念交换l报文交换存储转发机制链路利用率高存储转发机制链路利用率高时延较大时延较大A B C D报文报文报文t补充:复用和交换的基本概念补充:复用和交换的基本概念交换l分组交换基于存储转发方式,有差错控制基于存储转发方式,有差错控制措施措施基于统计时分复用方式,可以不基于统计时分复用方式,可以不建立连接,也可建立连接建立连接,也可建立连接资源利用率高,共享信道资源利用率高,共享信道有时延,实时性差,不能保证通有时延,实时性差,不能保证通信质量信质量思考题思考题例1:假定要在误码率假定要在误码率P=10-6的链路上传送长度为的链路上传送长度为106bit的报文。整个的
15、报文。整个报文就是一个大的分组。数据率为报文就是一个大的分组。数据率为1Mbs。若使用停止等待协议,并忽。若使用停止等待协议,并忽略分组首部的开销、传播时延和确认分组出错的概率,试求这个分组正确略分组首部的开销、传播时延和确认分组出错的概率,试求这个分组正确到达终点所需的平均时间。若将此报文划分为到达终点所需的平均时间。若将此报文划分为1000个个1000bit长的分组,长的分组,然后逐个发送到终点,试证明,所有分组正确到达终点所需的平均时间将然后逐个发送到终点,试证明,所有分组正确到达终点所需的平均时间将比上面得出的时间减少约比上面得出的时间减少约63。2移动电话网移动电话网 移移动动电电话
16、话网网由由移移动动交交换换局局、基基站站、中中继继传传输输系系统统和和移移动台组成。动台组成。移移动动交交换换局局和和基基站站之之间间通通过过中中继继线线相相连连,基基站站和和移移动动台台之之间间为为无无线线接接入入方方式式,移移动动交交换换局局又又和和本本地地电电话话网网中中的的市话局相连组成复合电话网。市话局相连组成复合电话网。移移动动电电信信网网可可分分为为模模拟拟和和数数字字移移动动电电话话系系统统,正正在在广广泛使用的是泛使用的是GSM数字移动电话系统。数字移动电话系统。1.2.11.2.1电话网电话网图1.4固定电话网和移动电话网的互连 ChinaNet是是中中国国电电信信公公众众
17、互互联联网网,下下面面以以ChinaNet为为例例对对互互联联网网作作进进一一步步的的说说明明。ChinaNet骨骨干干网网的的拓拓扑扑结结构构逻辑上分为两层,即核心层和大区层。逻辑上分为两层,即核心层和大区层。大大区区层层主主要要提提供供大大区区内内的的信信息息交交换换以以及及接接入入网网接接入入ChinaNet的信息通路。大区之间通信必须经过核心层。的信息通路。大区之间通信必须经过核心层。1.2.21.2.2互联网互联网图图1.5 Chinanet的国际连接的国际连接 1.2.21.2.2互联网互联网 传送网是指数字传送网络,上面谈到的各类业务网路传送网是指数字传送网络,上面谈到的各类业务
18、网路中的各种不同的业务信号,都将以数字信号的形式通过传中的各种不同的业务信号,都将以数字信号的形式通过传输网进行传输,因此,传输线路、传输设备是电信网的一输网进行传输,因此,传输线路、传输设备是电信网的一项重要的基础设施,由传输线路、传输设备组成的传送网项重要的基础设施,由传输线路、传输设备组成的传送网络也称为基础传送网。络也称为基础传送网。1传输技术体制传输技术体制 目前有两类速率等级信号:准同步数字系列(目前有两类速率等级信号:准同步数字系列(PDH)和同步数字系列(和同步数字系列(SDH)。)。1.2.31.2.3传送网传送网 PDH系统就复接的数字系列而言,分为一、二、系统就复接的数字
19、系列而言,分为一、二、三、四次群,其速率标准如表三、四次群,其速率标准如表1.1所示。所示。表表1.1 PDH时时分复用系列分复用系列欧洲美国日本一次群2.048Mbit/s1.544Mbit/s1.544Mbit/s二次群8.448Mbit/s6.312Mbit/s6.312Mbit/s三次群34.368Mbit/s44.736Mbit/s32.064Mbit/s四次群139.264Mbit/s274.176Mbit/s97.728Mbit/s1.2.31.2.3传送网传送网 SDHSDH是在是在PDHPDH的基础上发展起来的一种数字传输技术体的基础上发展起来的一种数字传输技术体制,它具有以
20、下主要特点。制,它具有以下主要特点。在高速率的传输系统中,采用统一的传输标准速率,在高速率的传输系统中,采用统一的传输标准速率,对两种不同的对两种不同的PDHPDH的速率标准能够予以兼容,给网路的互连的速率标准能够予以兼容,给网路的互连互通提供了方便。互通提供了方便。在在SDHSDH的帧结构中具有丰富的用于监控和管理的开的帧结构中具有丰富的用于监控和管理的开销比特,以此为基础,增加了网路监控和管理的功能。销比特,以此为基础,增加了网路监控和管理的功能。提供了高速率的传输通道,为建立宽带通信网提供提供了高速率的传输通道,为建立宽带通信网提供重要的基础设施。重要的基础设施。1.2.31.2.3传送
21、网传送网表表1.2 SDH的的速率等速率等级级SDH等级SONET等级标 准 速 率OC-1/STS-1(480H)51.40Mbit/s155Mbit/sSTM-1(1920CH)OC-3/STS-3(1440CH)155.520Mbit/sOC-9/STS-9466.560Mbit/s622Mbit/sSTM-4(7696CH)OC-12/STS-12(8046CH)622.080Mbit/sOC-18/STS-18933.120Mbit/sOC-24/STS-241244.160Mbit/sOC-36/STS-361866.240Mbit/s2.5Gbit/sSTM-16(30720CH
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