程控交换机信令系统.ppt

第五章程控交换机信令系统,为了使网络的交换、传输等设备能够协调动作，在各设备之间必须经常地传递“信息”以说明各自的运行情况，使网络作为一个整体正常运行，这种“信息”就是信令。信令系统就好像通信网的神经系统是任何通信网必不可少的。,1、信令的概念,用户摘机，用户摘机信号发送给发端交换机。 发端交换机收到用户摘机信号后，立即向主叫用户送拨号音。 主叫拨号，将被叫号码送给发端交换机。 发端交换机根据对被叫号码的分析结果选择局向与中继线，发端交换机在选好的中继线上向终端局交换机发送占用信号，并把被叫号码送给终端交换机。 终端交换机根据被叫号码，将呼叫连接到被叫用户，向被叫用户送振铃信号，并向主叫用户送回铃音。 当被叫摘机应答时，终端交换机接收到应答摘机信号，终端交换机将应答信号转发给发端交换机。 用户双方进入通话状态，这时，线路上传送话音信号。 通话结束挂机复原，传送拆线信号。 终端交换机拆线后，回送一个拆线证实信号，一切设备复原。,按工作区域分 用户线信令：用户与交换机之间的信号，在用户线上传递。 局间信令：交换设备与交换设备之间，或交换设备与网管中心、智能中心、数据库等设备之间使用的信令，在局间中继线上传送。,2、信令的分类,监视信令（用户状态信令）：反映用户话机的摘挂状态，交换机设备通过检测用户线上电流的有无来检测用户是否摘挂机。 地址信令（数字信令）：是主叫用户向交换机设备送出的被叫号码，供交换设备选择路由。可以分解为：直流脉冲信令与双音频多频信令。 铃流和信号音：是交换设备向用户机送出的信令，用户通知用户接续结果。主要包括：振铃、拨号音、忙音、回铃音、长途通知音、空号音、催挂音。,用户线信令,局间信令,随路信令：所谓随路信令，是指在话路接续过程中所需的占用、应答、拆线等业务信令均由该话路本身来传送的一种方式，即用传送话音的通路来传送为建立和拆除该话路所需的各种业务信令。我国目前采用机电制交换机的交货价和与这些机电制交换局相接的数字程控局都是采用这种随路信令方式，称为中国NO.1信令系统。,按信道分类,随路信令系统,共路信令：也称公共信道信令。是局间信令方式的一种。它的主要特点是将信令通路与话音通路分开，而将若干条电路的信令集中在一条专用于传送信令的通道上传送。公共信道信令方式的信令容量大，处理和传送速度快，适用于程控数字交换机和数字传输设备组成的数字网。目前我国采用的公共信道信令就是NO.7信令系统。,按信道分类,共路信令,监视信令：也称为线路信令，它具有监视功能，主要用来改变线路上的接续状态。用户线的监视信令有主被叫的摘挂机信令。局间中继线上的监视信令有占用、应答、正向拆线、反向拆线和拆线证实等信号。 选择信令：也称记发器信令。主要用户路由的选择。用户线的选择信令为主叫所拨的数字信令。局间中继的选择信令包括发端局向收端局送出的数字信令和收端局回送的证实信令。 操作信令：具有操作功能的信令成为操作信令，主要用于网络的维护和管理，包括有描述网络拥塞、设备故障和计费信息等信令。,按信令功能,状态信令：摘机/挂机的信号。 拨号信令：是主叫发出的地址信息。目前，电话网中使用两种不同型式的话机终端，可有两种不用的拨号信号。 号盘话机的拨号是以断、续脉冲组成的脉冲串表示，脉冲断的次数为用户所拨的被叫用户号码的数字。 双音频按键话机的拨号信号是由两个频率组成的双音频组合信号，频率组合及所对应的数字见课本。它比号盘脉冲速度快、传送可靠性高，可以在局间使用这种信号，但双音频脉冲信号也存在着带内信号固有的易受话音模拟为虚假信号的抗干扰问题。,模拟用户线信令,音信号：是指电话局送给用户的各种信号，信号音的音源有45025Hz和95050Hz的两种正弦波，谐波失真不大于10%。,交换机发给用户机的信令,振铃信号：当被叫局交换机按住局所送来的拨号信号选择到被叫用户，且被叫用户空闲时，即向被叫用户送出振铃信号，以驱动被叫用户话机的振铃电路。振铃信号采用频率为253Hz的正弦波。,交换机发给用户机的信令,编码方式： 多频信令 数字型线路信令 No.7信令：若干个8bit位构成的信令单元 传送方式： 端到端方式 逐段转发方式 混合方式 控制方式： 互控方式 非互控方式,信令方式,去话端发送前向信号 。 来话端识别前向信号，发送后向信号 。 去话端识别后向信号，应停发前向信号 。 来话端识别前向信号停发后，停发后向信号 。 后续展开的就是另一个四拍互控周期。,记发器信令的互控过程,处理信令的软件和硬件构成了信令系统。信令的传送必须遵守一定的协议或规约，这些协议或规约我们称之为信令方式，而为了完成信令方式的传递与控制所实现的功能实体称之为信令设备。各种特定的信令方式和与其相应的信令设备就构成了电话网的信令系统。 ITU制定了系列的信令协议对局间信令系统进行规范。例如：随路信令系统的规范R1与R2信令协议，R2信令采用端对端的方式，R2主要应用与欧洲，欧洲各国的市话网的规模不太大。而我国在随路信令系统则采用的是中国NO.1信令系统，它是国际R2信令系统的一个子集。,2、信令系统,线路信令： 模拟型线路信令： 直流标志线路信令，主要应用于机电制交换机在使用。 带内单频脉冲型线路信令，在长途自动电话网中，当局间传输系统采用频分复用的载波、微波或卫星电路是，局间线路信令通常采用音频信号 数字型线路信令：局间数字型线路信令在局间中继采用PCM传输时使用。 复帧：16个子帧组成。每个子帧含32时隙，宽度为125微秒。 一个复帧中就有16个TS16，其中一个TS16的前4个比特用作复帧同步，后4个比特中用一个比特作复帧失步对告，其余15个TS16分别用作30个话路的线路信令传输。,3、中国NO.1信令,帧结构,复帧TS16分配,复帧的宽度：16125=2ms 每路信令的速率：4bit/2ms=2kbs,复帧,每个话路的两个传输方向各有4bit可供线路信令编码，因此可以分为前向信令与后向信令。 假如交换局A向交换局B发出一个呼叫，从A到B的信令是前向信令，从B到A的信令称为后向信令。分别采用三位进行编码，前向信令为：af、bf、cf；后向信令为：ab、bb、cb。,信令编码,af：表示去话交换局状态的前向信号： 0：摘机占用 1：挂机拆线 bf：表示来话局指示故障状态的前向信号： 0：正常 1：故障 cf：表示长话局话务员再振铃或强拆的前向信号： 0：对被叫再振铃或强拆 1：未进行再振铃或强拆,前向信令,ab：表示被叫用户摘机、挂机的后向信号： 0：被叫摘机 1：挂机挂机 bf：表示来话局状态的后向信号： 0：示闲 1：占用或闭塞 cf：表示长话局话务员回铃音的后向信号： 0：向主叫进行回铃操作 1：未进行回铃操作,后向信令,长-话局自动接续的数字标识方式,市话接续的数字标识方式,记发器信令：是电话自动接续的控制信令，包括选择信令和网络管理信令，主要用于局间传输。主要包括两种多频互控（MFC）信令和多频脉冲（MFP）信令。MFC分为前向和后向。MFP主要适用于卫星电路间传送，只有一组前向信令，无后向信令。,中国NO.1信令,多频记发器信令分前向和后向两种，它们分别是6个频率信号中取2个混合组成的15组信号，以及4个频率信号中取2个混合组成的4组传输信号。 前向信号用于传送地址、控制指示语等信息，后向信号主要用于证实和控制。发送一位数字时，前向信号必须等待收到证实时才停止发送。,多频记发器信令,是适用于数字通信网的公共信道信号，具有功能模块化、结构化的特点，最利于在数字的电话网向综合业务数字网过度时期使用。 1973开始研究，1980年第一次提出No.7信令技术规程，包括信令系统的总体结构及消息传递部分、电话用户部分和数据用户部分。1984年进行了完善和补充，并提出了信令连接 控制部分、ISDN用户的相关建议。1988年形成了白皮书，对规程进行了完善和补充，基本完成了电话用户部分的研究，并提出了事务处理能力应用部分和信令系统测试规范。至1994年用于窄带电话网、数据网、ISDN的建议和支持智能网、移动应用部分的标准已经稳定。 我国在1984年开始引进该套信令系统。,4、NO.7信令,因为各个国家在实现七号信令系统的不同，七号信令系统有很多不同的版本。美国、日本、加拿大等国家采用的版本是美国国家标准协会实现的版本，欧洲国家普遍采用的版本是欧洲电信标准协会实现的版本，还有一些国家和地区采用的版本是国际电信联盟实现的版本。为了让使用不同版本的系统之间能够传递信令，不同版本的七号信令系统之间会采用网关将其他版本的信令转换成国际电信联盟实现的版本进行传输。 七号信令系统是一种局间信令系统。和其他局间信令系统一样，七号信令系统一般不负责用户终端和局端之间用户线上面信令的传输和处理，只负责局交换机之间、局交换机和其他电信设备之间的信令传输和处理。需要注意的是，和其他信令系统一样，七号信令系统不负责进行具体语音信号的传输，但是它负责协调各种电信设备，使各种电信设备能够准确地建立语音链路，为用户提供服务。,NO.7信令方式实质上也是局间处理机之间的消息传递。基本结构主要划分为消息传递部分（MTP）、信号连接部分（SCCP）和用户部分（UP） 对应OSI参考模型，MTP分为三个功能及，对应于OSI的1-3层。 第一级信令数据链路级，定义信令数据链路的物理、电气和功能特性，确定与数据链路的连接方法。相当于OSI的L1物理层，主要是数据的双向传输通路，它包含数字传输通路及信号终端设备，数字传输通路采用64Kb/s基本速率。 第二级信令链路功能级规定了把消息信号传送到数据链路的功能和程序。他包括信号单元的分界、信号单元定位、差错检出、差错校正、初始定位、处理机故障、第二级流量控制和信令链路差错率监视等功能与第一级共同保证在两个信令之间提供一条可靠的传送消息的信号链路。,总体结构,OSI参考模型是用于计算间互连和交换信息的分层协议。由于NO.7信令方式实质上也是局间处理机之间的分组数据通信系统，所以也适合采用OSI参考模型。在OSI参考模型中，把用来描述一个通信系统中几个用户间的互连和交换信息协议为七层，即：物理层、链路层、网络层、传输层会话层、表示层、应用层。其中13层的功能是建立通信网的基础，在1-3层的作用下，经过若干串接的信令链路把信息从一个节点传送到另一个节点。4-7层具有端到端的通信功能，这些层的定义与通信网的内部结构无关。另外，从七层的功能中，1-6层包括实现通信所采用的方式，第7层表示通信层的真正内容。 第1层（物理层）：确定与互连两个设备的实际电路相关的功能和性质； 第2层（链路层）：确定由实际电路可靠地传送信息的功能； 第3层（网络层）：确定使用信令链路的功能，如把信息送到若干条可行链路中的一条； 第4层（传输层）：可靠地端到端传送功能。该层两个节点之间的直达逻辑通路是通过1-3层所构成的通信网建立的，它监视经由逻辑能路进行的信息传送； 第5层（会话层）：确定控制通信系统中两个用户之间的对话活动。使如包括断开和接通用户对话通路，并可进行对用户的流量控制； 第6层（表示层）：确定采用接收端可以识别的方法对用户信息进行编码和编排格式的功能，还具有信息的分组和组合功能； 第7层（应用层）：控制和监视通信网中的各种业务的处理过程。,OSI模型,OSI模型,第三级信令网功能规定了在信令点之间传送消息的功能和程序。该功能在信令链路和信令转接点发生故障时，将对信令网重新组合以保证消息可靠传送。信令网功能包括消息处理和信令网管理两部分。 消息处理主要的目的是将消息从一个信令点送到相应的信令链路或用户部分。其作用是：若本节点为消息的目的地点，则将消息送往指定的用户部分，若本节点为消息的转接点，则将消息转送至预先确定的信令链路。它由三个部分完成：消息路由选择、信息识别、信息的分配。 消息路由选择：根据信号单元路由标记中的目的地信令点和信令链路选择字段选择合适的信令链路,以传递信令消息。 信息识别：在信令点收到一条消息信号单元后,判断该信令点是否为信令消息的终点,如果是, 则将该信令消息传送到消息分配的功能;如果否, 则该信令点是一信令转接点, 将此信令消息传送给消息路由功能, 再发送到新选择的信令链路。 信息的分配：消息到达终端点的处理功能,它的功能是确定信令消息属于哪个用户部分, 并将信令消息分配给相应的用户部分。,信令网管理是在信令网中信令链路或信令点发生故障时，提供能维持信令业务和恢复正常信令传送的操作能力。它包括：信令业务管理、信令链路管理、信令路由管理。 信令业务管理 ：当信令链路或信令路由出现故障时，控制将信令业务从一条不可用的信令链路或信令路由转移到一条或多条不同的信令链路式信令路由；或当拥塞产生时控制减少拥塞信令链路或信令路由上的信令业务。 信令链路管理：用来控制本地连接的信令链路， 该功能为建立和维持一个链路组的预定能力提供一些手段，当信令链路发生故障时，为恢复该链路组的预定能力而采取行动。信令链路管理包括信令链路接通，恢复和断开等程序。 信令路由管理：用来保证在信令点之间可靠的交换有关信令路由信息，包括禁止传递程序、允许传递程序、受限传递程序、受控传递程序、信令路由组测试以及信令路由组拥塞测试控制等。,第四级具有OSI模型的4-7层及第三层的部分功能，它包括的主要功能模块有： 信号连接控制部分（SCCP）：SCCP是对MTP的功能补充，可向MTP提供用于面向连接等功能。 电话用户部分（TUP）：完成有关电话网呼叫处理的功能和程序。 ISDN用户部分（ISUP）：定义了ISDN通信网的信号程序和实现这些程序的消息和消息编码。支持ISDN中的话音和非话音业务： 数据用户部分（DUP）：定义使用No.7信令系统的电路交换数据传输业务。 事务处理应用部分（TCAP）：定义了事务处理能力的信号消息，表明和信号程序。位于业务层和SCCP之间的中间层， TCAP用户目前包括了OMAP （操作维护应用部分） 、MAP （移动应用部分）和INAP （智能网应用部分）三大部分，TCAP具有应用层规约和功能，不具备46层的规约和功能。因此TCAP所包括的业务都直接采用SCCP支持功能。,No.7信令以不等长的信号单元的形式传送各种信令消息，这些消息包括信令网管理用信息，信令链路状态管理信息，业务接续控制信息等。信号单元有三种分别为消息信号单元（MSU），链路状态信号单元（LSSU），填充信号单元（FISU）。,信令单元格式,填充信号单元,链路状态信号单元,消息信号单元,F：标志码，指示信令单元的开始和结尾 BSN：后向序号码，占7bit； BIB：后向指示比特，占1bit； FSN：前向序号码， FIB：前向指示比特， LI：长度指示码，6bit； CK：校验字段，16bit；,标识码,SF：状态字段，用来表示链路状态。 LAB或SIF：路由标记，或为各种业务支配的信令信息字段，包括要发送的用户的消息。 SIO：业务信息，分成业务指示码（SI）和子业务字段（SSF），各占4bit。 SI说明信令消息与某用户部分的关系： 0011：SCCP 0100：电话用户部分 0110或0111表示数字用户部分 0101表示ISDN用户部分 SSF用来区分国内还是国际信号消息,信令单元,信令点（SP）：交换局、操作管理和维护中、信令转接点组成。信令点是处理信令消息的节点，产生信令消息的信令点为源信令点，接收信令消息的信令点为目的点。 信令转接点（STP）：是信令传送过程中所经过的中间点。 信令链路（SL）：连接信令点或转接点之间信令消息的通道。直接连接两个信令点的一束信令链路构成一个信令链路组，也可能在两个信令点之间设几个相互平行的联络组。目前的信令链路有4. 8kb/s的模拟信令链路、64kb/s和2Mb/s的数字信令链路等多种。 信令路由和信令路由组：信令路由是指从源信令点到达目的信令点所经过的预先确定的信令消息传送路径。,No.7信令网的组成,全国信令网分为33个主信令区，每个主信令区由若干个分信令区组成。 全国NO.7信令网的信令点采用统一的24位编码方案。依据我国的实际情况，将编码在结构上分为三级即： 主信令区编码 | 分信令区编码 | 信令点编码 每个信令点（信令转接点）的编码由三个部分组成。第一个8it用来识别主信令区；第二个8bit用来识别分信令区；最后一个8bit用来识别各分信令区的信令点。,主信令区编码主要是我国各省、自治区、直辖市信点的编码。在24位编码方案中，用8bit作为主信令区编码，容量为28256个，我国现有31个省、市、区，考虑到省的行政区划分可能变更增多，港、澳等的回归等因素，这样的编码容量也是相当富余的。 分信令的编码位长和信令点编码位长各为8bit，容量均28256个。每个分信令区可有256个信令点，二级决共可分配65536个信令点，以目前我国行政区划中人口最多及地（市）县数量多的四川省为例，该省现有电话交换局204个，其中地区级局21个、县局183个。按此计算，分信令区编码和信令点编码容量是现有局数的300倍以上，因此，足以满足目前和未来的需要。,我国的No.7信令网采用分级网络，信令网络中引入转接点。其特点在于：网络容量大、信令传送只需经过有限个STP（转接点），传输延时不大、网络设计与扩充简单。 二级信令网是采用一级信令转接点的信令网；三级信令网是具有二级信令转接点的信令网，第一级信令转接点称为高级信令转接点（HSTP）或主信令转接点，第二级为低级信令转接点（LSTP）或次信令转接点。分级信令网的一个重要特点是每个信令点发出的信令消息一般需要经过一级或n级信令转接点的转接。我国采用三级信令网。,我国No.7信令网结构,第一级HSTP负责转接它所汇接的第二级LSTP和第三级SP的信令消息。HSTP采用独立(stand alone)型信令转接点设备，目前它应满足NO.7信令方式中消息传递（MTP）规定的全部功能。 第二级LSTP负责转接它所汇接的第三级SP的信令消息，LSTP可以采用独立信令转点设备时，也可采用与交换局（SP）合设在一起的综合式的信令转接设备，采用独立信令转接点设备时，应满MTP规定的全部功能。 第三级SP是信令网传送各种信令消息的源点和目的点，应满足MTP和TUP的功能。,采用NO.7信令进行电话接续时，由TUP来完成电话信令消息的接续控制，它规定了优化电话呼叫的建立和释放的功能和程序，定义了用于电话接续的各类局间信令，并支持部分的用户补充业务。 标记：是一项信息，每一信令消息都包含有这一部分，消息传递部分第三级的消息路由功能根据它的路由标记部分选择适当的信令路由，而电话用户部分则用它识别消息所属的某一次呼叫。 目的信令点编码（DPC）和源信令编码（OPC）(24bit)：给每个信令点编码的代码。 电路识别码（CIC）：12bit，将电路识别码分配给各电话电路，采用双方协商或预先确定的原则：2.048MBPS，7bit表示源与目的信令点之间PCM系统的编码。5bit表示该话路信令所处的时隙编码。,No.7信令电话用户部分（TUP）,标题码：由两部分组成，分别为H0、H1，用来区分不同的消息。H0用于区分不同的信令消息组，H1用于识别同一消息组内的各个具体的信令消息。 如：IAM（初始地址消息）、ACM（地址全消息）、ANC（应答计费信号）、ANM（应答不计费信号）、CBK（后向拆线信号）、CLF（前向拆线信号）、RLG（释放监护信号）等。,电话用户部分（TUP）,呼叫接续,定义了一条链路的两个结点间交换的数据单元格式，以及结点发送和接收数据单元的动作。 基本功能： 链路管理数据在数据链路上的正常传输（建立、维护和释放）； 帧同步：数据传输的单位为帧，定界与同步。也处理透明性问题； 流量控制与顺序控制； 差错控制：前向纠错、差错检测，检错重发； 将数据和控制信息分开； 透明传输； 寻址。,5.数据链路控制技术,由两个直接相连的站组成的数据链路叫做点对点链路。如果一条线路上连接了两个以上的站则叫多点链路。 计算机负责链路的控制，称为主站，各个终端对计算机发出的命令给予响应，因而叫做从站。通信链路上只能有一个主站，可以有多个从站。 一次数据传送过程是由三个阶段组成： 第一个阶段是建立连接的阶段; 第二个阶段是数据传送阶段; 最后一个阶段是拆除连接阶段。 多点链路的控制分成两种情况：所有的站都是对等的，没有主从之分;有主从之分，并且通信总是在主站和次之间进行。 数据传送过程由四个阶段组成： T1 为主站发送选择信号( SEL )和次站处理选择信号的时间; T2 为次站发送应答信号和主站处理应答信号的时间; T3 为主站发达数据和次站接收校验的时间; T4 为次站把对数据的应答发送回主站的时间。 快速选择：主站把选择信号和数据一起发送。次站给予一个总的应答信号。这样要省去了一次应答时间，这种技术用在主站频繁地发送简短消息的情况。,5.1链路管理,流量控制是一种协调发送站和接收站工作步调的技术，其目的是避免发送速度过快，使得接收站来不及处理而丢失数据。 停止-等待协议；发送方发送一帧信息帧后，要等待对方接收后，回复应答帧后才继续发送一帧。 滑动窗口协议。连续ARQ协议，为了克服停止等待协议信道利用率低的问题，可以采用滑动窗口控制方法。,5.2流量控制,完全理想化的数据传输所基于的两个假定: 假定1：链路是理想的传输信道，所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失。 假定2：不管发送方以多快的速率发送数据，接收方总是来得及收下，并及时上交主机。,完全理想化的数据传输,流量控制的目的：现代数据通信的交换方式，采用了存储转发的分组交换技术，当接收方的处理能力小于发送方的发送量时，必须采用流量控制。 保留上述的第一个假定，即主机A向主机B传输数据的信道仍然是无差错的理想信道。但现在不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不低于发送端发送数据的速率，需要流量控制。 由收方控制发方的数据流，是计算机网络中流量控制的一个基本方法。,最简单流量控制的数据链路层协议,在发送结点： (1) 从主机取一个数据帧； (2) 将数据帧送到数据链路层的发送缓存； (3) 将发送缓存中的数据帧发送出去； (4) 等待； (5) 若收到由接收结点发过来的确认应答信息，则从主机取一个新的数据帧，然后转到(2)。 在接收结点： (1) 等待； (2) 若收到由发送结点发过来的数据帧，则将其放入数据链路层的接收缓存； (3) 将接收缓存中的数据帧上交主机； (4) 向发送结点发送一个确认信息，表示数据帧已经上交给主机； (5) 转到(1)。,简单流量控制,比较,在实际的数据传输过程中，由于传输信道特性的不理想和外界干扰的存在，出现传输差错是不可避免的。传输差错导致接收的数据帧错误，接收方要求发送方重发数据帧。严重的传输差错还导致数据帧或应答帧丢失，使发送操作不能继续进行，或接收方重复接收数据。,停止等待协议,停止-等待协议,停止等待协议的优缺点：,优点：比较简单 。 缺点：通信信道的利用率不高，也就是说，信道还远远没有被数据比特填满。 虽然物理层在传输比特时会出现差错，但由于数据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重传机制，数据链路层对上面的网络层可以提供可靠传输服务。,当发送完一个数据帧后，不是停下来等待确认帧，而是继续发送若干数据帧。由于在等待确认时可以继续发送数据，减少了信道空闲时间，因而提高了整个通信过程的吞吐量。 “滑动窗口”机制是实现数据帧传输控制的逻辑过程，它要求通信两端节点设置发送存储单元，用于保存已发送但尚未被确认的帧，这些帧对应着一张连续序号列表，即发送窗口。接收方则有一张接收序号列表，即接收窗口。 发送窗口用来对发送端进行流量控制，发送窗口的大小代表在没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。,连续ARQ协议（滑动窗口）,只有接收窗口向前滑动时（与此同时也发送了确认），发送窗口才有可能向前滑动。收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动，因此这种协议又称为滑动窗口协议。 当发送窗口和接收窗口的大小都等于 1时，就是停止等待协议。 当发送完一个数据帧后，继续发送若干数据帧；不是停下来等待确认帧，而是如果收到了接收方发来的确认帧，则发送方可以继续发送数据帧；如果出现差错，则从出现差错的数据帧开始全部重发。,滑动窗口流量控制方法,返回N帧的ARQ,在连续ARQ中，如果某个数据帧发生差错，后续的数据帧即使被正确地接收到，也要被丢弃，造成网络资源浪费； 为进一步提高信道的利用率，可设法只重传出错的数据帧或计时器超时的数据帧。 可加大接收窗口，先收下发送序号不连续但仍处在接收窗口中的那些数据帧。等到所缺序号的数据帧收到后再一并送交主机。 选择重传 ARQ 协议可避免重复传送那些本来已经正确到达接收端的数据帧。 我们付出的代价是在接收端要设置具有相当容量的缓存空间。,选择ARQ 方式,选择ARQ 方式,差错控制是保证传输速度和传输质量的重要手段，其功能是完成数据帧检错与纠错，以及通知发送方重发丢失或出错的帧。差错一般有两种，帧的丢失和帧的损失。 差错控制中最常用技术有：差错检测、肯定确认、超时重传、否定确认等。,5.3差错控制,检错重发方式（ARQ）： 优点：只需要少量的冗余码，就可以得到极低的传出无码率，同时有一定的自适应能力； 缺点：需要反向信道，故不能用于单向传输系统，并且实现重发控制比较复杂，通信效率低，不适合严格实时传输系统。 前向纠错：发送端经信道编码后可以发出纠错能力的码字；接收端译码后不仅可以发现错误码，而且可以判断错误码的位置并予以自动纠正； 混合纠错方式：,差错控制方式,奇偶校验码： 原理：通过增加冗余位来使得码字中“1”的个数保持为奇数（奇校验）或偶数（偶校验）。例如： 偶校验：110101000，011011011 奇校验：110101001，011011010,错差控制编码,行列监督码又称水平垂直一致监督码或二维奇偶监督码。 二维奇偶校验码不仅可用来检错，还可用来纠正一些错码。例如，当码组中仅在一行中有奇数个错误时，则能够确定错码位置，从而纠正它。,行列监督码,恒比码又称作等重码,这种码的码子中1和0的位数保持恒定比例。由于每个码字的长度是相同的，若1、0恒比，则码字必等重。 该码的检错能力较强，除对换差错（1和0成对的产生错误）不能发现外，其它各种错误均能发现。,恒比码,线性分组码是一组固定长度的码组，例如(n,k)，通常它用于前向纠错。在编码时，k个信息位被编为n位码组长度，因此n-k个监督位的作用就是实现检错与纠错。当分组码的信息码元与监督码元之间的关系为线性关系时，这种分组码就称为线性分组码。,线性分组码,线性编码,CRC利用除法及余数的原理来作错误侦测，CRC校验检错能力强，容易实现，是目前应用最广的检错码编码方式之一。 在K位信息码后再拼接R位的校验码，整个编码长度为N位，因此，这种编码又叫（N，K）码。对于一个给定的（N，K）码，可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码，而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。,循环冗余码（CRC）,校验码的具体生成过程为：假设发送信息用信息多项式K(X)表示，将K(x)左移R位，则可表示成K(x)*2R，这样K(x)的右边就会空出R位，这就是校验码的位置。通过K(x)*2R除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码R（X）。,需要发送信息码：1010001,例：,生成多项式的信息码：10111,信息码为：10100010000,校验码为：1101 实际发送码字为：10100011101,是一个在同步网上传输 数据、面向比特的数据链路层协议。链路控制协议着重于对分段成物理块或包的数据的逻辑传输，块或包由起始标志引导并由终止标志结束，也称为帧。帧是每个控制、每个响应以及用协议传输的所有信息的媒体的工具。所有面向比特的数据链路控制协议均采用统一的帧格式，不论是数据还是单独的控制信息均以帧为单位传送。,6.高级数据链路控制(HDLC),HDLC的完整的帧由标志字段（）、地址字段（）、控制字段（）、信息字段（）、帧校验序列字段（FCS）等组成。 标志字段（）：标志字段为01111110的比特模式，用以标志帧的起始和前一帧的终止。 地址字段（）：标识发送该帧或准备接收该帧的从站，命令帧中的地址字段携带的是对方站的地址，而响应帧中的地址字段所携带的地址是本站的地址。全“1”地址来表示包含所有站的地址，称为广播地址，含有广播地址的帧传送给链路上所有的站。,HDLC帧格式,控制字段（）：用来标识该帧类型，分别存在：信息帧（帧） 、监控帧（帧） 、无编号帧（帧）三种不同类型的帧 信息字段（）：信息字段可以是任意的二进制比特串。比特串长度未作限定，其上限由FCS字段或通信站的缓冲器容量来决定，国际上用得较多的是10002000比特；而下限可以为0，即无信息字段。但是，监控帧（帧）中规定不可有信息字段。 帧校验序列字段（FCS）：帧校验序列字段可以使用16位CRC，对两个标志字段之间的整个帧的内容进行校验,帧结构,主站、从站和复合站定义了三种链路结构 不平衡链路结构 对称链路结构 平衡链路结构,HDLC操作流程,三种链路结构,操作方式： 正常响应方式（NRM）：适用于不平衡链路结构，即用于点-点和点-多点的链路结构中，特别是点-多点链路。这种方式中，由主站控制整个链路的操作，负责链路的初始化、数据流控制和链路复位等。从站的功能很简单，它只有在收到主站的明确允许后，才能发出响应。 异步响应方式（ARM）也适用于不平衡链路结构。它与NRM不同的是：在ARM方式中，从站可以不必得到主站的允许就可以开始数据传输。显然它的传输效率比NRM有所提高。 异步平衡方式（ABM）适用于平衡链路结构。链路两端的复合站具有同等的能力，不管哪个复合站均可在任意时间发送命令帧，并且不需要收到对方复合站发出的命令帧就可以发送响应帧。,HDLC执行数据传输控制功能，一般分为3个阶段：数据链路建立阶段、信息帧传送阶段、数据链路释放阶段。第2阶段的完成需要用到信息帧和监控帧，第1、3阶段的完成需要用到无编号帧。,HDLC操作流程,透明传输。“透明”表示：某一个实际存在的事物看起来好象不存在一样。“透明传输”表示经实际电路传送后的数据信息没有发生变化。因此对所传送数据信息来说，由于这个电路并没有对其产生什么影响，可以说数据信息“看不见”这个电路，或者说这个电路对该数据信息来说是透明的。 可靠性高 传输效率高 适应性强 结构灵活,HDLC规程的特点,TMN是Telecommunication Management Network的简称，是ITU-T从1985年开始制定的一套电信网络管理国际标准。 随着电信技术迅猛发展、网络规模不断扩大，网络的异构性和复杂程度都大大增加。而且，由于运行在网络上的新业务不断增多，因而人们对网络的可靠性、服务质量及灵活性都提出了更高的要求，导致网络的运行、维护和管理开销越来越大。 TMN的基本思想是提供一个有组织的体系结构，实现各种运营系统(OS)以及电信设备之间的互连，利用标准接口所支持的体系结构交换管理信息。从而为管理部门和厂商在开发设备以及设计管理电信网络和业务的基础结构时提供参考。,电信管理网（TMN）,TMN在概念上是一个单独的网络，在一些点上与电信网相通，以发送和接收管理信息，控制它的运营。TMN可以利用电信网的一部分来提供它所需要的通信。,TMN可以管理的主要的网络、电信业务和设备： 公用及专用网，包括窄带及宽带ISDN、移动网、专用语音网、虚拟专用网和智能网； TMN自身； 传输终端(复用设备、交叉连接设备、信道传输设备，SDH等)； 数字及模拟传输系统(电缆、光纤、无线、卫星等)； 恢复系统； 运营系统及其辅助设备； 主机、前端处理器、集群控制器、文件服务器等； 数字及模拟交换机； 电路及分组交换网； 信令终端和系统(包括信令传输点和实时数据库)； PBX，PBX接入和用户终端； ISDN用户终端； 与电信业务有关的软件，如交换软件、名录、消息数据库等；,TMN应用领域,TMN的目标是提供一个电信管理框架。采用通用网络管理模型的概念、标准信息模型和标准接口完成不同设备的统一管理。 TMN标准的目的是管理异构网络、业务和设备。TMN通过丰富的管理功能跨越多厂商和多技术进行操作。它能够在多个网络管理系统和运营系统之间互通，并且能够在相互独立的被管网络之间实现管理互通，因而互联的和跨网的业务可以得到端到端的管理。,TMN的基本目标,TMN支持多个管理领域: 包括电信网及其业务的规划、安装、开通、运营、管理、维护和配备。TMN中交换的某些信息可以用于支持多个管理领域。TMN采用从一组有限的管理服务出发确定管理服务功能成分，进而引出管理服务功能的方法。管理服务功能利用一个或多个被管对象。TMN中信息交换的分类独立于信息的应用。,TMN相关的功能,TMN功能体系结构 TMN信息体系结构 TMN物理体系结构,TMN体系结构,运营系统功能(OSF)：TMN的管理功能由OSF完成，为了进行网络和通信业务的管理，需要各类OSF。一般的分类方法是按抽象程度将OSF划分为商务、业务(客户)、网络和基层4类。 中介功能(MF)：当两个需要交换信息的功能块不能接受和理解对方的信息时，需要用MF进行中介。MF块主要对OSF和NEF(或QAF)之间传递的信息进行处理。 MF块的典型功能有：协议变换、消息变换、信号变换、地址映射变换、路由选择、集线、信息过滤、信息存储以及信息选择等。,TMN功能体系结构,工作站功能(WSF)：向用户提供TMN管理信息的输入输出的手段。WSF包括对人的接口的支持，为终端用户提供数据输入输出的一般功能。 对终端的安全访问、登录； 识别和验证输入； 格式化和验证输出； 支持菜单、屏幕、窗口、滚动、翻页等； 访问TMN； 提供屏幕开发工具。,TMN功能体系结构,网元功能(NEF)：是为了使NE得到监视和控制与TMN进行通信的功能块。NEF提供电信功能和管理电信网所需要的支持功能。 Q适配器功能(QAF)：是连接那些类NEF和类OSF的非TMN实体，实现TMN标准的信息与非TMN标准的信息之间的转换。,TMN功能体系结构,功能参考模型,TMN物理体系结构中包含的元素有：运营系统(OS)、数据通信网(DCN)、中介装置(MD)、工作站(WS)、网元(NE)、以及Q适配器(QA)。 其中MD和QA不是所有TMN的必要元素。 运营系统(OS):OS是完成OSF的系统。OS可以选择性地提供MF、QAF和WSF。OS物理体系结构中包括： 应用层支持程序； 数据库功能； 用户终端支持； 分析程序： 数据格式化和报表。 OS的体系结构可以是集中式，也可以采取分布式。,TMN物理体系结构,中介设备(MD):MD是完成MF的设备。MD也可以选择性地提供OSF、QAF和WSF。 Q适配器(QA):QA是将具有非TMN兼容接口的NE或OS连接到Qx或Q3接口上的设备。一个Q适配器可以包含一个或多个QAF。 数据通信网(DCN):DCN实现OSI的1到3层的功能，是TMN中支持DCF的通信网。在TMN中，需要的物理连接可以由所有类型的网络，如专线、分组交换数据网、ISDN、公共信道信令网、公众交换电话网、局域网等提供。,网元(NE):NE由电信设备构成，支持设备完成NEF。根据具体实现的要求，NE可以包含任 何TMN的其它功能块。NE具有一个或多个Q接口，并可以选择F接口。当NE包含OSF功能时，还可以具有X接口。一个NE的不同部分不一定处理同一地理 位置。例如，各部分可以在传输系统中分布。 工作站(WS):WS是完成WSF的系统。WS可以通过通信链路访问任何适当的TMN组件，并且在能力和容量方面是不同的。,为了有效地定义被管资源，TMN运用了OSI系统管理中被管对象的概念。由被管对象表示资源在管理方面的特性的抽象视图。被管对象也可以表示资源或资源组合(如网络)之间的关系。 管理信息交换涉及TMN的数据通信功能，消息传递功能，主要是接口规范及协议栈。 逻辑分层结构是基于层次结构的概念。上层的范围比下层宽。层次越高功能越通用，层次越低功能越特殊。,TMN信息体系结构,管理层次,事务（商务）管理：支持整个企业的管理功能组成，如：生成经济分析报告、质量分析报告、任务和目标决定等。 业务管理：包括业务提供、业务控制与监测以及业务相关的计费处理，如：电话交换业务、数据通信业务、移动通信业务等 网络管理：提供网上的管理功能，如：网络话务监视与控制，网络保护路由的调度，中断路由质量的监测，对多个网元故障的综合分析、协调等。 网元管理：操作一个或多个网元的功能，包括交换机、复用器等电信设备的远端维护、设备软件、硬件管理等。,管理分层,性能管理：是对电信设备的性能和网络单元的有效性进行评估，并提出评价报告的一组功能。典型的网络单元是交换设备、传输设备、复用器、信令终端等。包括性能测试，性能分析及性能控制。 性能监测，连续收集有关网络单元性能的数据。 负荷管理和网络管理功能。 服务质量观察功能。,应用功能,故障管理：是对电信网的运行情况异常和设备安装环境异常进行管理，对