现代通信网概述-定版

现代通信网络单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式第一章现代通信网概述主要内容1.1通信系统的基本模型1241.2通信网的定义31.3通信网的构成要素1.4通信网的功能结构61.6通信网的类型1.7通信网的传输介质71.5通信网的业务5Ch1现代通信网概述1.10通信网的交换技术1011131.11通信网的体系结构121.12通信网的服务质量（自学）1.13通信网的发展史（自学）141.14通信网的发展趋势（自学）1.9通信网的复用技术91.8通信网的拓扑结构8什么是通信？通信（Communication）是信息从一个地方通过传输信道传送到另一个地方的过程。是信息或其表示方式（表示媒体）的时/空转移。1.1通信系统基本模型简单通信系统模型信息传输通信系统：信源(发送机)、信宿(接收机)、信道通信系统基本模型点到点通信系统信源：信息的发送端，产生各种信息的信息源。发送器(变换器)：将信源发出的信息转换成适合在传输系统中传输的信号。如编码、调制、放大和加密等功能。信道：信号的传输媒介，交换与传输原始电信号或光信号的路径。接收器(反变换器)：将从信道中收到的信号转换成信宿可接收的信息形式。完成发送器相反变换。信宿：信息的接收端，负责接收信息。通信系统基本模型通信系统与通信网通信网是通信系统的一种形式。通信系统可单独存在，通信网络是通信系统的扩充，通信网络不能离开通信系统而单独地存在。通信系统的系统。本书中通信系统特指使用光信号或电信号传递信息的通信系统。1.2通信网的定义10什么是通信网？能将各种语言、声音、图表、图像、文字、数据、视像等多媒体变换成电信号，在任意两地间、两人间、通信设备间，按照约定规则进行传输和交换建立的通信系统，为个人、企事业单位和社会提供各类通信服务的总和，称之为通信网络。通信网是在用户之间提供通信功能的网络，是信息化社会的基础设施。11什么是通信网？通信网：是由多个终端节点、交换节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的系统。信息：用户信息：如话音、数据、图像等控制信息：信令信息、路由信息等网络管理信息：TMN，SNMP等现代通信网：现在的通信网已实现了数字化，并引入了大量的计算机硬、软件技术，使通信网越来越综合化、智能化，把通信网推向一个新时代。现在经常谈到的通信网、电话网、数据网、计算机网、移动通信网等都属于现代通信网，也可简称通信网。现代通信网硬件构成：通信网由终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成，主要完成通信网的接入、交换和传输。软件设施：包括信令、协议、控制、管理、计费等，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。现代通信网1.3通信网的构成要素通信网的构成要素终端节点交换节点业务节点传输系统通信网的构成要素实例：电话机、传真机、计算机、视频终端和PBX等主要功能：用户信息的处理：主要包括用户信息的发送和接收，将用户信息转换成适合传输系统传输的信号以及相应的反变换。信令信息的处理：主要包括产生和识别连接建立、业务管理等所需的控制信息。终端节点：信息的产生者，同时也是通信网上信息的使用者。17通信网的构成要素实例：电话交换机、分组交换机、路由器、转发器等主要功能：用户业务的集中和接入功能。交换功能：完成任意入线到出线的数据交换。信令功能：呼叫控制和连接建立、监视、释放等。其它控制功能：路由信息的更新和维护、计费、话务统计、维护管理等。交换节点：集中、转发终端节点的用户信息，但它自己并不产生和使用这些信息。18交换节点的基本功能结构用户接口交换功能中继接口控制功能信令功能通信网的构成要素实例：智能网中的业务控制节点（SCP）、语音信箱系统，以及Internet上的各种信息服务器。主要功能：实现独立于交换节点的业务的执行和控制。实现对交换节点呼叫建立的控制。为用户提供智能化、个性化、有差异的服务。业务节点：通常由连接到通信网络边缘的计算机系统、数据库系统组成。通信网的构成要素传输系统的硬件组成：线路接口设备、传输媒介、交叉连接设备等。通常采用多路复用技术，以提高资源利用率。如频分复用FDM、时分复用TDM、波分复用WDM等。传输系统：将网络节点连接在一起，为信息的传输提供传输信道。1.4通信网的功能结构通信网的功能结构通信网四个主要网络功能信息处理：增强有效性、可靠性、安全性信息传送：是通信网的基本任务，传送信息分为三大类：用户信息、信令信息、管理信息。信令机制：通信网上控制信息交换的机制。网络管理：负责网络的运营、维护、资源管理，以保证网络在正常和故障情况下的服务质量。各类通信网在类型、方式、提供服务等方面各不相同，但在网络结构、基本功能、实现原理上相似。支撑网电话网ATM网InternetFR网移动网业务网光传送网传送网SDH/SONET信令网管理网同步网为实现通信网的以上功能，一个完整的现代通信网可分为相互依存的三部分：传送网、业务网、支撑网通信网的功能结构通信网的功能结构—业务网构成业务网的主要技术要素。网络拓扑结构、交换节点技术、编号计划、信令技术、路由选择、业务类型、计费方式、服务性能保证机制等。业务网向用户提供各种通信业务，如基本话音、数据、多媒体、租用线、VPN等。业务网基本业务交换节点设备交换技术公共电话网普通电话业务数字程控交换机电路交换移动通信网移动话音、数据移动交换机电路/分组交换智能网IN以普通电话业务为基础的增值业务和智能业务业务交换节点、业务控制节点电路交换分组交换网(X.25)低速数据业务(≤64kb/s)分组交换机分组交换帧中继网局域网互连(≥2Mb/s)帧中继交换机帧交换数字数据网DDN数据专线业务DXC和复用设备电路交换计算机局域网本地高速数据(≥10Mb/s)集线器(Hub)、网桥、交换机共享介质、随机竞争式InternetWeb、数据业务路由器、服务器分组交换ATM网络综合业务ATM交换机信元交换主要业务网的类型通信网的功能结构—业务网独立于具体业务网。传送网主要技术要素有：传输介质、复用体制、传送网节点技术等传送网节点主要有分插复用设备(ADM)和交叉连接设备(DXC)两种类型，是传送网的核心要素。目前主要传送网：SDH/SONET和光传送网(OTN)通信网的功能结构—传送网传送网为交换节点/业务节点之间的互连分配电路，负责提供信息的透明传输通道。通信网的功能结构—支撑网同步网。实现节点设备、传输设备之间的时钟同步、帧同步以及全网的网同步(主从同步/准同步)。信令网。在网络节点之间传送业务相关或无关的控制信息流(NO.7信令网)。管理网。监视业务网的运行情况，并相应地采取控制和管理手段，以保证通信的QoS(SNMP/TMN)。支撑网负责提供业务网正常运行所必需的信令、同步、网络管理、业务管理、运营管理等功能，支撑网包含三部分：1.5通信网的类型按业务类型分通信网按业务类型(视、音、数据)分为：电话通信网(如PSTN、移动通信网等)是最早发展起来的，为语音业务的传送、转接而设置的网络。数据通信网(如X.25、Internet、帧中继网等)指按一定协议（或规程）完成由数字、字母、符号等表示的具有离散形式信息的传输与交换的一种通信方式。有线电视网(广播型和双向交互型）等。是通过有线线路在电视中心和用户终端之间传送图像、声音信息的闭路电视系统。按空间距离分通信网按空间距离，可分为：广域网(WAN：WideAreaNetwork)：远程网，范围通常为几十到几千公里。Internet是广域网，是一种公共数据网络。城域网(MAN：MetropolitanAreaNetwork)：传输距离一般在50-100km之内，目前以光纤为媒体，提供45-150Mbps的高速率，是网络运营商在城市范围内组建的、提供各种信息服务的网络集合。局域网(LAN：LocalAreaNetwork)：传输距离一般在几公里以内，速率在10Mbps以上。按信号传输方式分通信网按信号传输方式可分为模拟通信网：网中传输和交换的是模拟信号。数字通信网：网中传输和交换的是数字信号。模拟信号如何转换成数字信号？数字信号传输的优势？按运营方式分通信网按运营方式可分为：公用通信网：电信公司建设的各种公用网都是为所有按章交费的用户提供服务。专用通信网：是某个部门为本单位的特殊工作的需要而建立的网络。局域网是专用网吗？反之呢？请查阅了解VPN。按传输媒介分通信网按信号传输媒介可分为有线通信网：双绞线、同轴电缆和光缆等传输信号的通信网。无线通信网：使用无线电波在空间传输信号的通信网、移动通信网和卫星通信网。按军事地位及作用分战略通信网：指为国家最高指挥当局、各军兵种和战区级指挥控制系统服务的、提供长途定点通信的固定通信系统，它是实施战略级指挥控制的手段。特点：覆盖广大地域以组成军事通信公用网。战术通信网：是为保障战役军团、战术兵团、部队（分队）指挥而组织的通信网络。如：野战综合通信系统是符合战役（战术）特点和作战要求的新型、多功能战术通信系统，生存性、机动性、保密性、抗干扰性、时效性、互通性好。1.6通信网的传输介质物理层物理层发送方接收方传输介质位于物理层以下，并直接由物理层控制。光/电缆或空气传输介质:是数据传输中收发双方的物理通路，其特性对网络的通信速度和通信量都有很大影响。通信网的传输介质传输介质有线传输介质双绞线同轴电缆无线传输介质无线电、微波、红外线、激光光缆有线传输介质：双绞线、同轴电缆、光缆无线传输介质：无线电、微波、红外线、激光通信网的传输介质有线传输媒体同轴电缆50同轴电缆75同轴电缆双绞线屏蔽双绞线STP(ShieldedTwistedPair)无屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)光缆多模单模同轴电缆(CoaxialCable)同轴电缆由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线）、绝缘线、网状编织的外导体屏蔽层及保护塑料外层所组成。铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套基带同轴电缆：用于传输数字信号，阻抗50，一般用于局域网连接。同轴电缆(CoaxialCable)宽带同轴电缆：用于传输模拟信号，阻抗75，一般用于有线电视（CATV）信号的传输。BNCT型连接器：从主线路分支以连接计算机HFC(HybridFiber-Coaxial)：利用混合光纤同轴来进行双向宽带通信的CATV网络，是一种宽带接入技术。作为早期局域网主要连接介质已逐渐淘汰特点：辐射小和抗干扰能力强；常用于电视工业，曾是LAN中应用的传输媒体。拓扑结构：总线形体积大，不能承受缠结、压力和严重弯曲，成本高同轴电缆(CoaxialCable)双绞线双绞线除用来作为用户环路传递电话信息外，还用来传递网络数据。双绞线分为屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP将相互绝缘的铜导线并排放在一起，用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。屏蔽双绞线STP以铝箔屏蔽，减少干扰和串音，质量好但更笨重更昂贵。铜线聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层屏蔽双绞线STP屏蔽双绞线STP：为提高双绞线的抗干扰能力，可在双绞线外面再加上用金属丝编织成的屏蔽层，即屏蔽双绞线。非屏蔽双绞线UTP铜线聚氯乙烯套层绝缘层无屏蔽双绞线UTP非屏蔽双绞线UTP：非屏蔽双绞线没有金属屏蔽层。根据双绞线线对间绞合度以及线对内两根导线绞合度不同，可分为UTP3和UTP5。HUB/SWITCH工作站HUB/SWITCH工作站双绞线典型应用-LAN光线在光纤中的折射折射角入射角包层（低折射率的媒体）包层（低折射率的媒体）纤芯（高折射率的媒体）包层纤芯光纤(Fiber)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射光纤的芯由玻璃构成的，传输光信号。应用在主干网络中，还有百兆、千兆快速以太网中。光纤光纤传播的特点：信号衰减少，可以无中继远距离传输；带宽宽，传输速度高，传输能力强；电磁隔离，由于传输信息是光束而非电气信号，因此光纤传输的信号不