现代制造信息系统的集成培训资料.ppt

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1、1华南理工大学机械工程学院华南理工大学机械工程学院 Email:现代制造信息系代制造信息系统的集成的集成集成集成n集成是由部分构成整体、由单元构成系统的主要途径。集成是由部分构成整体、由单元构成系统的主要途径。就是通过接口实现不同功能系统之间的数据交换和功能就是通过接口实现不同功能系统之间的数据交换和功能互连。互连。意味着将分散的异构部件联合在一起，形成一个协同的意味着将分散的异构部件联合在一起，形成一个协同的整体，从而实现更强的功能，完成各个部分独自不能完整体，从而实现更强的功能，完成各个部分独自不能完成的任务。成的任务。n信息系统集成信息系统集成是指通过连接所有必须的系统和异构功能实是指通

2、过连接所有必须的系统和异构功能实体来方便跨越组织界限的信息流、控制流和物料流的传递，体来方便跨越组织界限的信息流、控制流和物料流的传递，目的是改进企业内部通信、合作与协调，从而将企业组成目的是改进企业内部通信、合作与协调，从而将企业组成一个协调的整体，达到提高生产率、柔性和管理能力的目一个协调的整体，达到提高生产率、柔性和管理能力的目的。的。n一个企业需要集成的异构功能实体包括信息系统、设备、一个企业需要集成的异构功能实体包括信息系统、设备、应用和人员。应用和人员。系统集成思想系统集成思想n一个典型的网络信息系统由不同的系统组成。这些系统通一个典型的网络信息系统由不同的系统组成。这些系统通常来

3、自多个供应商常来自多个供应商,包括多种不兼容的硬件和软件平台包括多种不兼容的硬件和软件平台,运运行各种商业、科学计算及工程应用程序。行各种商业、科学计算及工程应用程序。n为了实现异构系统连接起来为了实现异构系统连接起来,并把应用程序从一种系统移并把应用程序从一种系统移植到另一种系统上植到另一种系统上,现存的专有系统必须适应标准的接口现存的专有系统必须适应标准的接口,进而向开放系统过渡。进而向开放系统过渡。n用户希望得到的是用户希望得到的是多供应商平台间的可互操作性多供应商平台间的可互操作性。可以说。可以说,系统集成是开放系统驱动的系统集成是开放系统驱动的,是计算机技术发展的必然趋是计算机技术发

4、展的必然趋势。势。系统集成原则系统集成原则1.开放性开放性。系统硬软件平台、通信接口、软件开发工具、网。系统硬软件平台、通信接口、软件开发工具、网络结构的选择要遵循工业开放标准。络结构的选择要遵循工业开放标准。2.结构化结构化。复杂系统设计的最基本方法依然是结构化系统。复杂系统设计的最基本方法依然是结构化系统分析设计方法。分析设计方法。3.先进性先进性。系统的先进性是建立在技术先进性之上的。系统的先进性是建立在技术先进性之上的,系统系统的先进性还表现在系统设计的先进性。的先进性还表现在系统设计的先进性。4.主流化主流化。系统构成的每一个产品应属于该产品发展的主。系统构成的每一个产品应属于该产品

5、发展的主流流,有可靠的技术支持有可靠的技术支持,有成熟的使用环境有成熟的使用环境,并具有良好并具有良好的升级发展势头。的升级发展势头。系统集成的纵向层次系统集成的纵向层次 n网络集成网络集成通过网络设备、服务器、布线连接等设备和措施，通过网络设备、服务器、布线连接等设备和措施，实现了制造企业各单元间信息的物理连接，所有的信息在此实现了制造企业各单元间信息的物理连接，所有的信息在此平台上流动和交互，网络集成起到了平台上流动和交互，网络集成起到了“铺路铺路”的作用。的作用。n数据集成数据集成反映了企业业务过程中对业务数据处理、共享、传反映了企业业务过程中对业务数据处理、共享、传输的需求，初步体现了

6、企业运作的业务逻辑，在系统集成中输的需求，初步体现了企业运作的业务逻辑，在系统集成中一般通过数据交换格式标准化、数据库以及数据仓库技术来一般通过数据交换格式标准化、数据库以及数据仓库技术来实现企业的数据集成。实现企业的数据集成。n应用集成应用集成完整涵盖了企业的运作流程，全面体现了企业的业完整涵盖了企业的运作流程，全面体现了企业的业务逻辑，是企业集成中难度最大也是最务逻辑，是企业集成中难度最大也是最核心的部分核心的部分。制造企。制造企业在以往信息化过程中形成的信息孤岛，根据企业的实际需业在以往信息化过程中形成的信息孤岛，根据企业的实际需要，在应用集成框架下被相互连接起来，企业因而能够整合要，在

7、应用集成框架下被相互连接起来，企业因而能够整合内部资源，有效提高市场反应速度，最大程度的获取利润。内部资源，有效提高市场反应速度，最大程度的获取利润。集成化的企集成化的企集成化的企集成化的企业管理系统业管理系统业管理系统业管理系统柔性化与柔性化与柔性化与柔性化与分布式生产分布式生产分布式生产分布式生产完全集成与优化完全集成与优化完全集成与优化完全集成与优化的设计与制造的设计与制造的设计与制造的设计与制造技术、制造与管技术、制造与管技术、制造与管技术、制造与管理系统即插即用理系统即插即用理系统即插即用理系统即插即用基于科学基于科学基于科学基于科学的制造的制造的制造的制造智能化的智能化的智能化的智

8、能化的工艺与装备工艺与装备工艺与装备工艺与装备未来制造业成功的条件未来制造业成功的条件引自引自引自引自IMTRIMTR集成化设计、制造与管理工程集成化设计、制造与管理工程集成化设计、制造与管理工程集成化设计、制造与管理工程“集成集成”是未来制造业成功的条件之是未来制造业成功的条件之一一集成与协同研制生产的典范集成与协同研制生产的典范集成与协同研制生产的典范集成与协同研制生产的典范JSFJSF1.建立全球30个国家50家公司参与研发的数字化协同平台2.无缝连接、紧密配合的全球虚拟企业和产业链 3.实现了以数字化技术为研制基础的三种变型、四个军种的飞机设计与制造 4.缩短研制周期50%，降低制造成

9、本50%现代制造信息系统集成基本概念现代制造信息系统集成基本概念 n现代制造信息系统集成现代制造信息系统集成既是一个既是一个目标目标也是一种也是一种综合技术综合技术。是在企业是在企业单元信息技术和系统单元信息技术和系统得到广泛应用的基础上，通得到广泛应用的基础上，通过集成而形成的支持企业生产经营全过程的过集成而形成的支持企业生产经营全过程的集成化系统集成化系统。n实施企业信息系统集成是为了解决企业内部各部门之间信实施企业信息系统集成是为了解决企业内部各部门之间信息不能共享、息不能共享、“自动化孤岛自动化孤岛”和和“信息孤岛信息孤岛”给企业整体给企业整体效益提高带来的障碍而采取的技术和组织方法。

10、效益提高带来的障碍而采取的技术和组织方法。n覆盖了企业所有业务部门的企业级集成系统就是现代集成覆盖了企业所有业务部门的企业级集成系统就是现代集成制造系统制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing Systems,CIMS）。）。n现代集成制造系统是在计算机集成制造系统（现代集成制造系统是在计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing Systems,CIMS）的基）的基础上发展起来的。础上发展起来的。计算机集成制造计算机集成制造n计算机集成制造（计算机集成制造（CIM）是一种组织、管理与运营企业生）是一种组织、

11、管理与运营企业生产的哲理。产的哲理。n它借助计算机硬件、软件、综合运用现代管理技术，制造它借助计算机硬件、软件、综合运用现代管理技术，制造技术，信息技术，自动化技术，系统工程技术，将企业生技术，信息技术，自动化技术，系统工程技术，将企业生产经营全过程中的有关人、技术和经营管理三要素及其信产经营全过程中的有关人、技术和经营管理三要素及其信息流、物料流和资金流有机地集成并优化运行，以实现产息流、物料流和资金流有机地集成并优化运行，以实现产品高质量，生产制造低消耗，上市快，从而使企业赢得市品高质量，生产制造低消耗，上市快，从而使企业赢得市场竞争。场竞争。nCIMS就是这样一个复杂大系统，理想是在正确

12、的时间、就是这样一个复杂大系统，理想是在正确的时间、以正确的方式、将正确的信息、传送给正确的人员，使其以正确的方式、将正确的信息、传送给正确的人员，使其作出正确的决策。作出正确的决策。目录1 现代制造信息系统集成的概念现代制造信息系统集成的概念2 现代制造信息系统中的网络集成现代制造信息系统中的网络集成3 现代制造信息系统数据集成现代制造信息系统数据集成4 现代制造信息系统应用集成现代制造信息系统应用集成5现代制造信息系统过程集成现代制造信息系统过程集成网络集成概述网络集成概述 n网络作为一个信息系统的支撑，主要是指网络作为一个信息系统的支撑，主要是指网络硬件产品的集网络硬件产品的集成成(即物

13、理集成即物理集成)。n系统集成的首要任务是将这些来自不同厂商的产品有机地连系统集成的首要任务是将这些来自不同厂商的产品有机地连接在一起，从这个意义上来说，网络集成不单是物理的集成，接在一起，从这个意义上来说，网络集成不单是物理的集成，同时更是技术的集成。同时更是技术的集成。n信息系统网络的集成还要考虑所建网络是局域网还是广域网，信息系统网络的集成还要考虑所建网络是局域网还是广域网，采取何种网络协议等问题，还有采取何种网络协议等问题，还有:网络拓扑结构、网络体系结网络拓扑结构、网络体系结构、通信线路、网关、构、通信线路、网关、DNS、防火墙等一系列问题。、防火墙等一系列问题。网络集成内容网络集成

14、内容n计算机网络系统集成不仅涉及到技术问题计算机网络系统集成不仅涉及到技术问题,而且涉及到企事业而且涉及到企事业单位的管理问题单位的管理问题,因而比较复杂，特别是大型网络系统。因而比较复杂，特别是大型网络系统。从技术角度讲从技术角度讲,不仅涉及到不同厂家的网络设备和管理软不仅涉及到不同厂家的网络设备和管理软件，也会涉及到异构和异质网络系统的互联问题。件，也会涉及到异构和异质网络系统的互联问题。从管理角度讲从管理角度讲,每个单位的管理方式和管理思想千差万别每个单位的管理方式和管理思想千差万别,实现向网络化管理的转变会面临许多人为的因素。实现向网络化管理的转变会面临许多人为的因素。n因此因此,结合

15、企事业单位的实际情况结合企事业单位的实际情况,实现真正的网络化管理实现真正的网络化管理,是是一个崭新的课题一个崭新的课题 网络系统集成的体系结构网络系统集成的体系结构 网络系统网络系统传传输输子子系系统统交交换换子子系系统统接接入入子子系系统统布布线线子子系系统统测测试试子子系系统统安安全全子子系系统统网网管管子子系系统统服服务务子子系系统统服服务务器器子子系系统统网网络络操操作作系系统统1.传输子系统传输子系统n传输是网络的核心传输是网络的核心,传输线路带宽的高低不仅体现了网传输线路带宽的高低不仅体现了网络的通信能力络的通信能力,也体现了网络的现代化水平。也体现了网络的现代化水平。n传输介质

16、传输介质在很大程度上也决定了通信的质量，从而直接在很大程度上也决定了通信的质量，从而直接影响到网络协议。影响到网络协议。1.1 网络传输介质网络传输介质(1)n传输是网络的基础传输是网络的基础,当计算机与计算机联网时当计算机与计算机联网时,首先遇到的首先遇到的是传输问题。是传输问题。n传输介质则是传输质量的基本保证传输介质则是传输质量的基本保证,它在很大程度上决定它在很大程度上决定了通信的质量了通信的质量,从而也直接影响到网络的协议。从而也直接影响到网络的协议。n目前网络的传输介质有多种目前网络的传输介质有多种,可以分为两大类可以分为两大类:无线介质和无线介质和有线介质有线介质。有线传输介质有

17、双绞线、同轴电缆、光纤等；有线传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤等；无线传输介质有无线电波、微波、红外线等。无线传输介质有无线电波、微波、红外线等。1.1 网络传输介质网络传输介质(2)n不同传输介质的区别主要表现在以下特性上不同传输介质的区别主要表现在以下特性上:物理特性物理特性。有线介质主要指传输介质采用的材料及其物理。有线介质主要指传输介质采用的材料及其物理结构等。无线传输介质主要指它的频段。结构等。无线传输介质主要指它的频段。传输特性传输特性。包括介质传送的是模拟信号或数字信号、传输。包括介质传送的是模拟信号或数字信号、传输容量、频率范围、对调制方式的要求等。容量、频率范围、对调制方式的

18、要求等。连通性连通性。传输介质适用于点到点连接还是多点连接。传输介质适用于点到点连接还是多点连接。抗干扰性抗干扰性。传输介质抵抗各种影响传输质量的噪声能力。传输介质抵抗各种影响传输质量的噪声能力。传输距离传输距离。传输介质直接连接的两个站点间的最大距离。传输介质直接连接的两个站点间的最大距离。1.有线传输介质有线传输介质有线网络通信线路的选择必须考虑网络的性能、价格、使用有线网络通信线路的选择必须考虑网络的性能、价格、使用规则、易安装性、可扩展性及其他一些因素。目前规则、易安装性、可扩展性及其他一些因素。目前,在有线通在有线通信线路上使用的传输介质有。信线路上使用的传输介质有。同轴电缆同轴电缆

19、。同轴电缆是由一根空心的外圆柱导体及。同轴电缆是由一根空心的外圆柱导体及其所包围的单根内导线所组成。柱体同导线用绝缘其所包围的单根内导线所组成。柱体同导线用绝缘物质隔开物质隔开,能进行较高速率的传输。能进行较高速率的传输。双绞线双绞线。双绞线是一种柔性的通信电缆。双绞线是一种柔性的通信电缆,由两根具有由两根具有绝缘保护的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一绝缘保护的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起定密度互相绞在一起,可降低信号干扰的影响程度。可降低信号干扰的影响程度。光导纤维光导纤维。光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的。光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一

20、捆纤维组成媒质。光导纤维电缆由一捆纤维组成,简称为光缆。简称为光缆。2.无线传输介质无线传输介质 1.无无线线电电技技术术。网网络络信信号号可可以以通通过过无无线线电电波波进进行行传传输输,这这种种方方式式与与本本地地电电台台广广播播的的手手段段非非常常相相似似,但但是是网网络络应应用用时时信信号频率要远高于电台发射频率。号频率要远高于电台发射频率。2.红红外外线线技技术术。红红外外光光也也可可以以用用做做网网络络通通信信的的介介质质。这这种种技技术术在在电电视视和和立立体体声声系系统统的的远远程程控控制制设设备备上上的的使使用用对对用用户户而而言言最最为为熟熟悉悉。红红外外线线可可以以沿沿单

21、单方方向向也也可可以以沿沿所所有有方方向传播向传播,用用LED来传输来传输,用光电二极管来接收。用光电二极管来接收。3.微波技术微波技术。n地面微波地面微波,是在两个盘状的定向天线间传输信号。是在两个盘状的定向天线间传输信号。n卫星微波卫星微波,是在三个定向天线间传输信号是在三个定向天线间传输信号,3个天线之一个天线之一是空间的一颗卫星。是空间的一颗卫星。无线通信的优缺点无线通信的优缺点 无线电红外线微波优点在安装通信电缆比较困难时，是代替布线的一种廉价方法便携通信的一种选择通常不需要许可要求在安装通信电缆比较困难时，是代替布线的一种廉价方法信号很难被秘密截取在安装通信电缆比较困难时（如要穿越

22、很长的距离），是代替布线的一种方法缺点不适合需要高速通信易于受军事、无线电爱好者、蜂窝电话等信号源的干扰易于受自然障碍干扰不适合需要高速的通信易于受其它光源的干扰不能穿越墙壁不适合需要高速的通信安装维护的成本比较高易于受坏天气、EMI和大气环境的干扰1.2 网络传输设备网络传输设备(1)n网络接口卡网络接口卡。也称网络适配器。也称网络适配器(NIC)。作为一种。作为一种I/O接口接口卡插入在主机板和数据总线的扩展槽上，用于计算机和卡插入在主机板和数据总线的扩展槽上，用于计算机和网络中的数据传输接口。网络中的数据传输接口。n中继器中继器。中继器连接两个或多个电缆段并将进入的所有。中继器连接两个或

23、多个电缆段并将进入的所有信号重新传输到其他段上。可使网络到达远方的用户距信号重新传输到其他段上。可使网络到达远方的用户距离超出离超出IEEE规范要求的一条电缆敷设路线的长度。规范要求的一条电缆敷设路线的长度。1.2 网络传输设备网络传输设备(2)n中继器执行的功能中继器执行的功能:放大输入的信号放大输入的信号调整信号时间调整信号时间在所有电缆敷设路线上重新产生信号在所有电缆敷设路线上重新产生信号n中继器的功能中继器的功能:扩展网络段扩展网络段,例如例如10Base2段要超过段要超过185m的限制的限制,10Base5要超要超过过500m的限制。的限制。增加节点数目增加节点数目,不受一条电缆段的

24、限制不受一条电缆段的限制,例如例如,以太网上的节点可以太网上的节点可以超过以超过30个。个。感知网络上的问题感知网络上的问题,必要时关闭电缆段。必要时关闭电缆段。连接另一网络设备上的部件连接另一网络设备上的部件(如集线器如集线器),以放大信号以放大信号,并对信号调并对信号调整时间。整时间。1.2 网络传输设备网络传输设备(3)n集线器集线器是以星型拓扑结构连接网络节点是以星型拓扑结构连接网络节点(如工作站、服务如工作站、服务器等器等)的一种中枢网络设备。集线器也可以指集中器的一种中枢网络设备。集线器也可以指集中器,具有具有同时活动的多个输入和输出端口。集线器的功能有同时活动的多个输入和输出端口

25、。集线器的功能有:提供一个中央单元提供一个中央单元,从中可以向网络连接多个节点。从中可以向网络连接多个节点。允许大量的计算机连接在一个或多个局域网上。允许大量的计算机连接在一个或多个局域网上。通过集中式网络设计来降低网络阻塞。通过集中式网络设计来降低网络阻塞。提供多协议服务提供多协议服务,如如Ethernet-To-FDDI连接。连接。加强网络主干。加强网络主干。可以进行高速通信。可以进行高速通信。为几种不同类型的介质为几种不同类型的介质(如同轴电缆、双绞线和光纤如同轴电缆、双绞线和光纤)提供连接。提供连接。可以进行集中式网络管理。可以进行集中式网络管理。1.2 网络传输设备网络传输设备(4)

26、网桥网桥是将一个是将一个LAN段与另一个段与另一个LAN段连接起来的网络设段连接起来的网络设备。网桥的用途有备。网桥的用途有:1.当到达连接限制的最大值当到达连接限制的最大值(如以太网段上最多可以有如以太网段上最多可以有30个节点个节点)时时,对对LAN进行扩展。进行扩展。2.扩展扩展LAN使其超过长度限制使其超过长度限制,如细电缆网的以太网可如细电缆网的以太网可以超过以超过185m。3.将将LAN分段以减少数据信息流量的瓶颈。分段以减少数据信息流量的瓶颈。4.防止未授权访问防止未授权访问LAN。1.2 网络传输设备网络传输设备(5)n路由器路由器的有些功能与网桥类似的有些功能与网桥类似,如学

27、习、过滤和转发等。不如学习、过滤和转发等。不同的是路由器具有内置的智能来指导包流向特定的网络同的是路由器具有内置的智能来指导包流向特定的网络,可可以研究网络流量并快速适应在网络中检测到的变化。以研究网络流量并快速适应在网络中检测到的变化。n路由器在路由器在0SI模型的网络层连接模型的网络层连接LAN,从而与网桥相比从而与网桥相比,可以从可以从包流量中解释更多的信息。路由器可以用来包流量中解释更多的信息。路由器可以用来:有效地指导包从一个网络传输到另一个网络有效地指导包从一个网络传输到另一个网络,减少过度的减少过度的流量。流量。连接相临或远距离的网络。连接相临或远距离的网络。连接截然不同的网络。

28、连接截然不同的网络。通过隔离网络的一部分来防止网络的瓶颈。通过隔离网络的一部分来防止网络的瓶颈。保护网络免受入侵。保护网络免受入侵。1.2 网络传输设备网络传输设备(6)n交换机交换机提供了桥接能力以及在现存网络上增加带宽的功提供了桥接能力以及在现存网络上增加带宽的功能。能。用于用于LAN上的交换机与网桥相似上的交换机与网桥相似,因为它们都运作在因为它们都运作在数据链路层的数据链路层的MAC子层上子层上,都检验所有进入的网络流都检验所有进入的网络流量的设备地址。与网桥还有一点相似量的设备地址。与网桥还有一点相似,交换机保持一交换机保持一张有关地址的信息表张有关地址的信息表,并用该信息来决定如何

29、过滤并并用该信息来决定如何过滤并转发转发LAN流量。流量。而与网桥不同的是而与网桥不同的是,交换机采用交换技术来增加数据交换机采用交换技术来增加数据的输入输出总和以及安装介质的带宽。的输入输出总和以及安装介质的带宽。1.2 网络传输设备网络传输设备(7)n在许多环境下都用到了在许多环境下都用到了“网关网关”一词一词,但通常它是指一种但通常它是指一种使得两个不同类型的网络系统或软件可以进行通信的软使得两个不同类型的网络系统或软件可以进行通信的软件或硬件接口。例如件或硬件接口。例如,可以用网关来完成下列任务可以用网关来完成下列任务:将常用的协议将常用的协议(如如TCP/IP)转换为专用的协议转换为

30、专用的协议(如如SNA)。将一种信息格式转换为另一种格式。将一种信息格式转换为另一种格式。转化不同的编址方案。转化不同的编址方案。将主机连接到将主机连接到LAN上。上。为到主机的连接提供终端仿真。为到主机的连接提供终端仿真。指导电子邮件发送到正确的网络目标上。指导电子邮件发送到正确的网络目标上。用不同的结构连接网络。用不同的结构连接网络。1.2 网络传输设备网络传输设备(8)n调制解调器调制解调器将计算机输出的数字信号转换为电话线路可将计算机输出的数字信号转换为电话线路可以传输的模拟信号以传输的模拟信号,然后再在接收端将输入的模拟信号转然后再在接收端将输入的模拟信号转换为计算机可以理解的数字信

31、号。换为计算机可以理解的数字信号。n调制解调器与计算机的连接方式有两种调制解调器与计算机的连接方式有两种:内部连接和外部内部连接和外部连接。内置的调制解调器安装在计算机内主板的一个空连接。内置的调制解调器安装在计算机内主板的一个空的扩展槽中。的扩展槽中。n调制解调器的数据传输速度可以用两种相似但不完全相调制解调器的数据传输速度可以用两种相似但不完全相同的方法来衡量同的方法来衡量:波特率和比特波特率和比特/秒秒(bit/s)。n波特率是指传输数据的信号的波长每秒钟改变的次数。波特率是指传输数据的信号的波长每秒钟改变的次数。n厂商们已经开发了在信号的每个变化中可以传输多个数厂商们已经开发了在信号的

32、每个变化中可以传输多个数据位的技术。由于这种新技术的出现据位的技术。由于这种新技术的出现,现在现在,开始用开始用b/s来衡来衡量调制解调器速度。目前量调制解调器速度。目前,调制解调器的速度可以达到调制解调器的速度可以达到56kb/s。2.交换子系统交换子系统n通常通常,网络按所覆盖的区域分为局域网、城域网和网络按所覆盖的区域分为局域网、城域网和广域网广域网n由此网络交换也可以分为局域网交换技术、城域由此网络交换也可以分为局域网交换技术、城域网交换技术和广域网交换技术。网交换技术和广域网交换技术。网络交换技术网络交换技术(1)n以太网以太网(Ethernet)是一种公共总线型局部网络是一种公共总

33、线型局部网络,是第一个局是第一个局部网络的工业标准产品部网络的工业标准产品,得到了广泛支持。以太网一般分得到了广泛支持。以太网一般分为为10M、100M和和1000M以太网。以太网。nATM网网，异步传输模式，异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode)又又称为称为信元中继信元中继。在某些方面与在某些方面与X.25的交换和帧中继技术相似。的交换和帧中继技术相似。ATM按离散的块传输按离散的块传输,并且允许在一个物理接口上复用多并且允许在一个物理接口上复用多个逻辑连接。这两点是与分组交换和帧中继一致的。个逻辑连接。这两点是与分组交换和帧中继一致的。在在ATM中中,每条逻辑

34、连接上的信息流被组织成称为信每条逻辑连接上的信息流被组织成称为信元的固定长度的分组。元的固定长度的分组。网络交换技术网络交换技术(2)nX.25分组交换网分组交换网。X.25协议是最古老的广域网协议之一协议是最古老的广域网协议之一,它采用的是它采用的是20世纪世纪60年代和年代和70年代开发的年代开发的包交换技术包交换技术。用于国际公用电话数据网用于国际公用电话数据网(PDN)中。中。nX.25协议主要定义了数据是如何从计算机等数据终端设协议主要定义了数据是如何从计算机等数据终端设备发送到包交换机或访问设备等数据电路设备的。特点：备发送到包交换机或访问设备等数据电路设备的。特点：全球性的认可。

35、全球性的认可。可靠性。可靠性。连接老式的连接老式的LAN和广域网的能力。和广域网的能力。将老式主机和微型机连接到广域网的能力。将老式主机和微型机连接到广域网的能力。网络交换技术网络交换技术(3)n帧中继帧中继在几个方面上与在几个方面上与X.25相同。例如相同。例如,二者均在虚拟电路二者均在虚拟电路(在帧中继上在帧中继上称为虚拟连接称为虚拟连接)上使用包交换技术。另外上使用包交换技术。另外,与与X.25相同相同,虚拟连接可以有交虚拟连接可以有交换型换型(SVC)和永久型和永久型(PVC)两种。两种。n帧中继没有像帧中继没有像X.25那样使用那样使用PAD来转换包来转换包,而是使用帧中继拆装器而是

36、使用帧中继拆装器(FRAD)来进行来进行,而而FRAD通常就是路由器、交换机或底盘集线器中的一通常就是路由器、交换机或底盘集线器中的一个模块。个模块。n与与X.25不同不同,帧中继设计成要与现代网络进行接口帧中继设计成要与现代网络进行接口,这些先进的网络可以这些先进的网络可以自己进行自己进行差错检验差错检验。n帧中继常与基于帧中继常与基于TCP/IP或基于或基于IPX的网络共同使用的网络共同使用,而这两种协议可以而这两种协议可以处理端到端的差错检验。帧中继的确会寻找出错的检验序列。如果检处理端到端的差错检验。帧中继的确会寻找出错的检验序列。如果检查出直接节点没有检查出的错误查出直接节点没有检查

37、出的错误,帧中继会抛弃这个坏的包。帧中继会抛弃这个坏的包。网络交换技术网络交换技术(4)n数字数据网数字数据网DDN(Digita1 Data Network)是随着数据通信是随着数据通信业务的发展而发展起来的一种新兴网络业务的发展而发展起来的一种新兴网络,它利用数字信道它利用数字信道提供永久性电路提供永久性电路,以传输数据信号为主以传输数据信号为主,为用户提供专用的为用户提供专用的数字数据传输通道数字数据传输通道,为用户建立自己的专用数据网提供条为用户建立自己的专用数据网提供条件。件。nDDN由数字传输电路、相应的数字交叉连接复用设备和由数字传输电路、相应的数字交叉连接复用设备和网络管理系统

38、组成。其中网络管理系统组成。其中,数字传输电路主要以光缆传输数字传输电路主要以光缆传输电路为主。电路为主。DDN特点特点nDDN是传输网络。是传输网络。DDN不具备交换能力不具备交换能力,只为用户提供数只为用户提供数据传输通路据传输通路,是一个任何通信规程都可以支持的、不受任是一个任何通信规程都可以支持的、不受任何约束的完全透明传输网络何约束的完全透明传输网络,可以承载各种业务可以承载各种业务,为各类数为各类数据用户提供公用的通信网。据用户提供公用的通信网。nDDN传输速率高传输速率高,网络时延小。网络时延小。nDDN传输质量高。传输质量高。nDDN可提供灵活的连接方式可提供灵活的连接方式,可

39、以支持数据、话音、图像可以支持数据、话音、图像等多种业务等多种业务,可以提供数字中继和模拟中继来连接用户网可以提供数字中继和模拟中继来连接用户网络络,为用户网络互联提供灵活的组网方式。当然为用户网络互联提供灵活的组网方式。当然,DDN网络网络也支持直接用户终端的接入。也支持直接用户终端的接入。nDDN支持多种传输速率。支持多种传输速率。n提供定时开放的能力。提供定时开放的能力。3.接入子系统接入子系统n按其功能划分按其功能划分,通信网也可分为通信网也可分为长途网、中继网和接入网长途网、中继网和接入网,通常将中继网和长途网统称为主干网。通常将中继网和长途网统称为主干网。n目前常用的接入技术主要有

40、：目前常用的接入技术主要有：电话线调制解调器电话线调制解调器(MODEM)电缆调制解调器电缆调制解调器(CableMODEM)高速数字用户环路高速数字用户环路(HDSL)非对称数字用户环路非对称数字用户环路(ADSL)超高速数字用户环路超高速数字用户环路(VDSL)无线接入等。无线接入等。3.1 网络接入技术(1)n光纤接入网光纤接入网(0AN)(0AN)又称为光纤用户环路又称为光纤用户环路(FITL),(FITL),在交换局在交换局中设有光线路终端中设有光线路终端(OLT),(OLT),在用户侧有光网络单元在用户侧有光网络单元(0NU)(0NU)。n0LT0LT和和0NU0NU之间用光纤连接

41、之间用光纤连接,0LT,0LT和和0NU0NU之间可以有光纤分配之间可以有光纤分配网网(0DN)(0DN)。n0DN0DN可以采用多种拓扑结构可以采用多种拓扑结构,如树型、总线型、星型等如树型、总线型、星型等,最最简单的简单的0DN0DN可以采用点对点的连接方式或点到多点的星型可以采用点对点的连接方式或点到多点的星型连接方式。连接方式。3.1 网络接入技术(2)铜线接入技术铜线接入技术n最早的数字最早的数字传输传输技技术术采用采用V.22V.22、V.32V.32、V.34V.34、V.90V.90调调制制解解调调器器,这这也是也是现现在在应应用最广的技用最广的技术术。n利用利用调调制解制解调

42、调器的数字器的数字传输传输,网网络络将将调调制解制解调调器器发发出的信出的信号当做音号当做音频频信号信号处处理理,因而要受交因而要受交换换机的音机的音频线频线路接口路接口带带宽宽的限制。的限制。n目前目前较较好的好的电话线电话线上可达上可达56kb/s56kb/s的速率的速率,但很但很难难想像想像调调制制解解调调器的速率会更高。器的速率会更高。3.1 网络接入技术名称含义典型速率V.22话带调制解调器双向14.4kb/sV.3228.8kb/sV.3433.6 kb/sV.9056 kb/sDSLDigital Subscriber Line（数字用户环网）双向160 kb/s（2BD）B64

43、 kb/s D16 kb/sHDSLHigh Digital Subscriber Line（高速数字用户环网）两对或三对用户线双向1.54 Mb/s,2.048 Mb/sSDSLSingle Line Digital Subscriber Line（单线数字用户环网）一对用户双向1.54 Mb/s,2.048 Mb/sADSLAsymmetric Digital Subscriber Line（非对称数字用户环网）高速下行数据通路1.5 Mb/s8Mb/s，低速双向控制通路16kb/s640kb/sVDSL(BDSL)(VADSL)Very High Digital Subscriber L

44、ine（超高速数字用户环网）高速下行数据通路13 Mb/s52Mb/s，低速双向控制通路1.5kb/s2.3kb/s3.1 网络接入技术(3)同轴电缆接入技术同轴电缆接入技术nHFC(HFC(光纤同轴电缆混合网光纤同轴电缆混合网)的网络拓扑结构也是由光纤和的网络拓扑结构也是由光纤和同轴电缆组成。同轴电缆组成。nHFCHFC中的同轴网络采用树型拓扑结构中的同轴网络采用树型拓扑结构,通过分支器连到各通过分支器连到各个用户。这种结构和目前有线电视的结构是完全一样的个用户。这种结构和目前有线电视的结构是完全一样的,所以所以HFCHFC特别适用于有线电视运营公司开通宽带业务。特别适用于有线电视运营公司开

45、通宽带业务。n由于物理上连接到同一个光节点的所有用户共享一条传由于物理上连接到同一个光节点的所有用户共享一条传输介质输介质(同轴同轴),),所以所以HFCHFC接入网中调制和复用技术尤为重接入网中调制和复用技术尤为重要。要。n另外另外,由于大多数由于大多数HFCHFC接入网都采用了现有有线电视网作接入网都采用了现有有线电视网作为基础为基础,所以所以HFCHFC频段的划分必须与现有电视制式兼容。频段的划分必须与现有电视制式兼容。3.2 无线接入技术(1)GSMGSM接入技术接入技术n该技术是目前个人通信的一种常见技术代表。它用的是该技术是目前个人通信的一种常见技术代表。它用的是窄带窄带TDMA,

46、TDMA,允许在一个射频范围允许在一个射频范围(即即“蜂窝蜂窝”)同时进行同时进行8 8组通话。组通话。nGSMGSM是是19911991年开始投入使用的。到年开始投入使用的。到19971997年底年底,已经在已经在100100多多个国家运营个国家运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准。成为欧洲和亚洲实际上的标准。nGSMGSM数字网具有较强的保密性和抗干扰性数字网具有较强的保密性和抗干扰性,音质清晰音质清晰,通话通话稳定稳定,并具有容量大并具有容量大,频率资源利用率高频率资源利用率高,接口开放接口开放,功能功能强大等优点。强大等优点。3.2 无线接入技术(2)CDMACDMA接入技术接入技术nCD

47、MACDMA与与GSMGSM一样一样,也是一种比较成熟的无线通信技术也是一种比较成熟的无线通信技术,CDMA,CDMA的的运作是利用展频技术将所想要传递的信息加入一个特定的信运作是利用展频技术将所想要传递的信息加入一个特定的信号后号后,在一个比原来信号还大的宽带上传输。当基地接收到在一个比原来信号还大的宽带上传输。当基地接收到信号后信号后,再将此特定信号删除还原成原来的信号。这样做的再将此特定信号删除还原成原来的信号。这样做的好处在于其隐密性与安全性好。好处在于其隐密性与安全性好。nCDMACDMA数字网具有以下优势数字网具有以下优势:具有高效的频带利用率和更大的具有高效的频带利用率和更大的网

48、络容量网络容量,简化网络规划简化网络规划,提高通话质量提高通话质量,增强保密性增强保密性,提高覆提高覆盖特性盖特性,延长用户通话时间延长用户通话时间,可提供软音量和软切换功能。可提供软音量和软切换功能。nCDMACDMA手机话音清晰手机话音清晰,接近有线电话接近有线电话,信号覆盖好信号覆盖好,不易掉线。不易掉线。另外另外,CDMA,CDMA系统采用编码技术系统采用编码技术,其编码有其编码有4444亿种数字排列亿种数字排列,每每部手机的编码还随时变化部手机的编码还随时变化,使盗码只能成为理论上的可能使盗码只能成为理论上的可能,一一部部CDMACDMA手机与其他手机并机的可能性是微乎其微的。手机与

49、其他手机并机的可能性是微乎其微的。3.2 无线接入技术(3)GPRSGPRS是分是分组组交交换换技技术术nGPRSGPRS就就较为优较为优越越,下下载资载资料和通料和通话话是可以同是可以同时进时进行的。从行的。从技技术术上来上来说说,声音的声音的传传送送(即通即通话话)继续继续使用使用GSM,GSM,而数据的而数据的传传送便可使用送便可使用GPRS,GPRS,这样这样,就把移就把移动电话动电话的的应应用提升到一用提升到一个更高的个更高的层层次。次。n而且而且发发展展GPRSGPRS技技术术也十分也十分“经济经济”,因因为为只只须须沿用沿用现现有的有的GSMGSM网网络络来来发发展即可。展即可。

50、GPRSGPRS的用途十分广泛的用途十分广泛,包括通包括通过过手机手机发发送及接收送及接收电电子子邮邮件件,在互在互联联网上网上浏览浏览等。等。3.2 无线接入技术(4)nEDGEEDGE接入技接入技术术是一种有效提高了是一种有效提高了GPRSGPRS信道信道编码编码效率的高效率的高速移速移动动数据数据标标准准,它允它允许许高达高达384kb/s384kb/s的数据的数据传输传输速率速率,可可以充分以充分满满足未来无足未来无线线多媒体多媒体应应用的用的带宽带宽需求。需求。nEDGEEDGE提供了一个从提供了一个从GPRSGPRS到第三代移到第三代移动动通信的通信的过过渡性方案渡性方案,从而使从