第二章 现代通信网

2020/2/101第二章现代通信网2-1现代通信网2-2现代通信网分类2020/2/1022-1现代通信网物理结构上的网即为线的集合,在自然界经常见到的蜘蛛网、渔网、网兜都是用线编织而成的。在日常生活中,亲身经历过的运输网、交通网如铁路网、航空网、公路网,以及邮政运输网等。通信网的定义,可描述为它由各种通信节点（端节点、交换节点、转接点）及连接各节点的传输链路互相依存的有机结合体,以实现两点及多个规定点间的通信体系。2020/2/103由通信网的定义可看出,从物理结构或从硬件设施方面去看,它由终端设备、交换设备及传输链路三大要素组成。这里的终端设备主要包括电话机、PC机、移动终端、手机和各种数字传输终端设备,如PDH光端机、SDH光端机等。交换节点包括程控交换机、分组交换机、ATM交换机、移动交换机、路由器、集线器、网关、交叉连接设备等等。传输链路即为各种传输信道,如电缆信道、光缆信道、微波、卫星信道及其他无线传输信道等等。2020/2/104二、通信网的物理拓扑结构从点线组成网的物理结构,即从硬件设施去分析当前组成通信网的基本结构,主要有5种基本网结构,由它可复合组成若干种网。1.星型网如同星状,以一中心点向四周辐射,也可称为辐射网。其结构如图8.1所示。现在的程控交换局或数据集点机与其所在的各电话用户及数据用户间的连接就属于这种结构。图星型网2020/2/1062.网型网任意节点间都有线相连接,如图所示。以上连接属于全连通方式,在实际的组网中根据实际情况从经济效益考虑,可组成不全连通方式而形成网孔型网,这种网在实际通信组网中的大区一级干线网以及市话网中大量采用。3.环型网这是一种首尾相接的闭合网络,如图所示。这种网结构简单,而且有自愈功能,现在的SDH光传输系统组网中经常采用,组成自愈保护环网,其稳定性较高。图网型网图环型网2020/2/1094.总线型网总线型网是节点都连接到一条共有的传输线上,这条传输线常称为总线,因此称之为总线型网。这是一种并联的网络,如电灯网络,在信息传输中计算机网络也较常用,此种网络增减节点很方便,设置的传输链路少,其结构如图所示。5.复合型网现在的实际组网,是以上网组合而成,称为复合型网,如网型网与星型网的组合构成当前的市话网,如图所示。又如星型网扩展组成树型网,如图所示。图总线型网图复合型网图树型网2020/2/1013三、通信系统与通信网1、通信系统通信系统是利用信道连接收、发两端设备而完成信息传递和交流的全过程,是由两端节点与信道构成的通信系统。具有共同的规律性,这种规律从逻辑上讲即为普通的点线连接,两点间连接即为线,点、线的这种连接是构成各种网的基础。没有线构不成网,点、线是构成网的必要条件。也可以说,通信系统是构成各种通信网的基础。通信网构成示意图如图所示。图通信网构成示意图地球站微波设备光传输终端设备数字多路设备长途交换设备市内交换设备移动交换设备基站基站地球站微波设备光传输终端设备数字多路设备长途交换设备市内交换设备移动交换设备基站基站通信卫星光再生中继设备(光放大器)长途网移动网本地网本地网用户2020/2/1015通信网源于通信系统,又高于通信系统。但是不论网的种类、功能、技术如何复杂,从物理上的硬件设施分析,通信系统是各种网不可缺少的物质基础,因此,通信网是通信系统发展的必然结果。通信系统可以独立地存在,然而一个通信网是通信系统的扩充,是多节点各通信系统的综合,通信网不能离开系统而单独存在。2、现代通信网通信系统与通信网的基本概念是从物理结构及硬件设施方面去理解和定义的,然而现在的通信网、通信系统已经融入了计算机技术。2020/2/1016现代通信就是数字通信与计算机技术的结合。现代通信网定义:在数字通信系统中融合了计算机硬、软件技术,这样的系统即为现代通信系统。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,即现代通信网。我们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。2020/2/10176.2现代通信网的分类现代通信网的分类很多,按其功能、作用、性质及其服务范围等,可分为各种不同的网络。按其完成功能作用分为电话网数据网(计算机网)图像网移动网2020/2/1018按服务范围分为长途网本地网接入网专用网的分类就更多了,如各个部门行业,按其自身信息技术的需求而建设的网,如气象网、邮政综合计算机网,各银行组建的金融网,大型工矿企业控制网、监控网等等。不管以上网络如何组成,都是基于以上几种通信系统的实际应用。如气象网主要由卫星通信系统、光纤通信系统等组成的。2020/2/10191、电话网是传统的网,是人们都比较熟悉的网络,其主要是为话音业务的传送、转接而设置的网络。电话网在世界上一般主要采用SDH系统干线传输和中继传输为主,以数字程控交换机为话音信号的转接点而设置等级结构。我国的电话网可分为长途电话网、本地网、市话网和接入网。1）长途网为复合型结构,它以长途交换中心划分为一级交换中心、二级交换中心和三级交换中心组成的三级网络结构。2020/2/1020一级交换中心为国家的大型交换中心,又称为省间交换中心,现主要设置在我国的八大城市（北京,沈阳,西安,成都,武汉,南京,上海,广州）；二级交换中心是以省、市为交换中心,一般设在省会城市；三级交换中心设在地区交换中心。各交换中心之间都设置有传输链路,这些传输链路直接与长途汇接局相连,由传输链路组成为国家的一级干线、二级干线及长市中继线。三级长途网络如图所示。图长途电话三级网结构C1C2C32020/2/10222）本地电话网又称本地网,指在同一编号区内由若干端局、汇接局及局间中继、用户线和话机终端组成的电话网。本地电话网又分为分区单汇接结构,分区双汇接局结构（来话汇接）以及全覆盖网络结构。本地网的全覆盖网络结构是在本地网内设置若干汇接局,这些汇接局均处于平等地位,均匀分担负荷,汇接局间以网状网相连,各端局与汇接局相连,如图所示。一般说来,在特大或大城市的本地网,其中心城市采用全覆盖结构或分区双汇接结构。图本地网的全覆盖网路结构汇接局汇接局端局端局2020/2/10242、接入网描述为:用户与交换节点之间的传输系统（包括终端设备、传输设备及传输线）就构成其接入网。接入网在整个通信网中的位置如图所示。接入网可采用多种多样的信号传输方式、传输技术,光纤、微波、卫星、移动等通信系统等都是接入网的主要方式。这些通信系统以及用以架设的用户金属电缆等就组成了庞大的、结构复杂的接入网,如图所示。CPECPE接入网交换网传送网交换网接入网图接入网在整个通信网中的位置BSBSBSO/EO/E卫星光纤光纤光纤双绞线同轴电缆用户端设备接入网交换局手机BS：基站O/E：光/电转换图多种传输技术构成接入网示意图2020/2/1027接入网按其传输技术分类如下:2020/2/10283、综合业务数字网（ISDN）ISDN基本概念1980年,CCITT给ISDN的定义解释为:它是综合数字电话网IDN的基础上,提供端对端的数字连接,用来支持话音、非话音在内的综合数字业务,并通过标准化多用途用户接入的网络，称为综合业务数字网(ISDN)。它分为窄带N-ISDN和宽带B-ISDN两类。N-ISDN此类网络称为窄带综合业务数字网，它的用户传输速率小于2Mb/s，是以现有的数字程控交换、分组交换为平台而构成的全数字化的通信网。2020/2/1029它实现了用户终端全数字化的综合业务的接入，为用户提供端口速率，以标准B、D、H信道速率为基础。其接口速率为:B信道:64kb/sD信道:16kb/sH信道:384kb/s（6×64kb/s）H11信道:1536kb/s（23B＋D）H12信道:1920kb/s（30B＋D）基本接口速率：144kb/s(2B+D)基群接口速率：2048kb/s、1544kb/s2020/2/1030B-ISDN网此种网络为宽带综合业务数字网,它的用户传输速率一般大于2Mb/s，所谓宽带综合业务是指高比特率的、宽频带的视频信号业务，如可视电话、会议电视、监控图像、有线电视、高清晰度电视业务以及高速数据业务等。B-ISDN是基于宽带ATM交换为基础构建的现代信息网络。现在大、中城市都已建立了ATM网，它实现端到端多媒体数字业务的传输与交换。其特点主要表现为：网络本身与业务无关，它可为不同业务分配不同的带宽，并可实现与其他网络互连互通。