电信网络架构20131121.ppt

电信网络及其拓扑结构,1,第一部分,电信网络的概念与构成,电信网是由传输、交换、终端设备和信令过程、协议以及相应的运行支撑系统组成的综合系统，从概念上可分为物理网、业务网和支撑管理网。 电信网络的基本质量特征： 高传输质量、高接续质量、高稳定质量,2,电信网络的概念与构成,3,用户A,交换机,交换机,传输链路 （用户线）,用户C,传输链路（中继线）,用户B,用户D,（传输网）,传输链路 （用户线）,传输链路 （用户线）,业务网：为疏通各种不同类型电信业务所形成的网络,物理网,支 撑 管 理 网,电信网构成,物理网：由用户终端、交换系统、传输系统 等电信设备组成的实体结构，是电信网的物质基础。 -用户终端：电信网最外围的设备 它将用户所发送的各种形式的信息转变为电磁信号送入电信网路传送，或将从电信网路中接收到的电磁信号、符号等转变为用户可识别的信息。 -交换系统：处于电信网路枢纽位置，是各种信息的集散中心，是实现信息交换的关键环节。它包括各种电话交换机、电报交换机、数据交换机、移动电话交换机、分组交换机、宽带异步转移模式（ATM）交换机等。,4,电信网构成,-传输系统：信息传递的通道。它将用户终端与交换系统之间或交换系统之间连接起来，形成网路。 传输系统按传输媒质不同，可分为有线传输系统和无线传输系统。有线传输系统包括金属线传输系统和光缆传输系统。无线传输系统可分为长波、中波、短波、超短波和微波通信系统，微波通信系统又可分为地面微波通信系统和卫星通信系统等。 传输系统按其传递信号方式不同，可划分为模拟传输系统和数字传输系统。模拟传输系统传输的信号为模拟信号，数字传输系统传输的信号为数字信号。,5,6,电信网构成,-电信网网路基本结构：直线网、树型网、环型网、星型网、网状网、格型网等。,直线网,星型网,环型网,网状网,树型网,格型网,电信网构成,支撑管理网：是为保证业务网正常运行，增强网路功能，提高全网服务质量而形成的网路。在支撑管理网中传递的是相应的控制、监测及信令等信号。 支撑管理网包括信令网、同步网、管理网。 -信令网（七号信令网）：七号信令方式是一种国际性的、标准化的通用公共信道信号系统，七号信令网是接收、处理和传送信令信号的专用网络，通过对信令信号的识别和传递，产生控制信号以支撑业务网的运行。 -同步网：是产生传送基准定时信号的网络，它提供基准定时信号以支撑业务网和传送网的运行。 -管理网：是接收、处理和传送管理信息的专用网络。其功能是对电信网进行维护和管理。,7,8,电信网构成,业务网： 指疏通电话、电报、传真、数据、图象等各类电信业务的网络。主要包括：,电话网(PSTN)/IP网长途（国家、省）、市话（本地） 分组交换网（CHINA PAC）国家骨干、省骨干、本地 数字数据网（CHINA DDN）国家骨干、省骨干、本地 计算机互联网（CHINANET/CHINAGBN/UNINET/CNCNET/CMNET） 国家骨干、省骨干、本地 电子数据交换（EDI）网 国家骨干、省骨干、本地 帧中继网（CHINA FRN） 国家骨干、省骨干、本地 宽带多媒体 国家骨干、省骨干、本地 移动电话网 国家骨干、省骨干、本地 智能网 国家骨干、省骨干、本地 传真存储转发网（CHINA FAX）国家骨干、省骨干、本地 无线寻呼网 国家骨干、省骨干、本地 综合业务数字网(ISDN) 国家骨干、省骨干、本地,9,电信网构成,随着电信网综合化、智能化的发展以及电信新业务不断增多，对电信网的构成在概念上提出了一些新的划分方法，如将电信网分为承载层、支撑层、业务层等。 -承载层 相当于物理网及其拓扑结构总体，承担电信网中沟通信息交流的承载部分； -支撑层 相当于支撑管理网，包括电信网的维护监控管理系统、网内信令与信息的处理系统和数字同步系统等； -业务层 近似于业务网，是电信网中面向电信用户业务的部分。 这种划分有利于电信网向智能化和综合业务数字化方向发展。,10,业务网-电话网,交换方式：电路交换 电话网分类（按服务地域分）： -本地电话网 -长途电话网 -国际电话网 我国电话网结构 我国电话网原来的网路等级为五级，为了简化网络结构，“九五”期间，我国电话网的等级结构由现有的五级演变为三级。,11,业务网-电话网,电话网路等级结构图,长途网,本地网,A省,B省,本地网1,本地网2,本地网3,本地网4,DC1 省际交换中心,DC2 省内交换中心,本地网汇接局,本地网端局,至国际出入口局,12,业务网-电话网,本地电话网 -服务范围：一个长途编号区的范围就是 一个本地电话网的服务范围。 -网路结构：网状网（端局间网状连接） 汇接网（由汇接局和端局组成）,13,业务网-电话网,本地电话网示意图,本地电话网,长途交换 中心,端局,用户,长途交换 中心,端局,用户,汇接局,本地电话网,（a）由若干个端局组成,（b）由若干个端局和汇接局组成,长市中继线 局间中继线 用户线,14,业务网-电话网,长途电话网 承担疏通本地电话网以外相互间长途电话业务，其中一个或几个一级交换中心直接与国际出入口局连接，完成国际来去话业务的接续。,业务网-数据通信网,数据通信：计算机与计算机之间或计算机与终端之间的通信称为数据通信，通信中传送的是数据信号，因此，也可以说数据通信是传送数据业务的通信。 数据信号：是计算机需要处理或计算机处理过的信号，这些信号是具有某种含义的数字信号（“1”、“0”数码）的组合。 数据通信网：为提供数据通信业务而组成的通信网。,15,业务网-数据通信网,业务种类 在公用数据通信网中有三种形式的数据传输业务： -电路交换 数据传输业务：在数据终端设备间传送数据之前必须先建立电路交换连接。 该项业务可在电路交换公用数据网和综合业务数字网（ISDN）的电路交换部分提供。 -分组交换 数据传输业务：以带有寻址信息的形式进行数据传送。 该项业务可在分组交换网、帧中继网和综合业务数字网（ISDN）中的分组交换功能部分提供。,16,业务网-数据通信网,-租用电路 数据传输业务：提供公用网的一条或多条 电路给用户进行数据传送。 该项业务可在数字数据网中提供。 *在公用电话网和用户电报网中也可提供数据传输业务，但不属于公用数据通信网的范畴，而是该网的增值业务。,17,业务网-数据通信网,目前常见的向公众提供数据基础业务的通信网 -数字数据网(DDN) -分组交换网(PSPDN) -帧中继 网(Frame Relay) -无线数据网(CDPD),18,业务网-数据通信网（DDN）,数字数据网（DDN）：采用数字信道（如光缆、 数字微波和卫星信道等）传输数据信号的数据传输网。为用户提供全数字、全透明、高质量的网络连接，传递各种数据业务。 -组成： 数据用户终端 用户线传输系统 复用及交叉连接系统 局间传输及同步时钟供给系统 网路管理系统,19,业务网-数据通信网（DDN）,数字数据网示意图,20,骨干节点机,接入节点机,数据终端设备 （DTU或Modem),骨干层,接入点层,终端接入层,至省DDN网,接入节点层,骨干层,网络 管理中心,业务网-数据通信网（DDN）,-优点：全数字透明传输、传输质量高、误码率极小、 网路可靠性高；通信速率可根据需要在2.4Kbit/s至2.048Mbit/s之间任意选择；通信时延小、网络处理 速度快。 -应用范围： 适用于业务量大、实时性强的数据通 信用户使用，如金融业、证券业、外资机构等各种固定用户的联网通信；为各种电信增值业务（各种专用网、无线寻呼系统等）用户提供中继或用户数据通道；为局域网间提供中继连接。,21,业务网-数据通信网（PSPDN）,分组交换网：以分组交换方式，并向用户提供数据传输业务的电信网。在网路内部是以分组的 一种格式进行传输与交换，而在外部接口间可能是另外一种格式，必要时可以通过分组装拆设施来完成转换。,22,分组网,业务网-数据通信网（PSPDN）,-分组交换网组成：分组交换机、远程集中器、分组拆装设 备、网路管理中心、传输设备。 分组交换网示意图,23,分组拆装设备,主机,X.25终端,DDN网,DTU,DDN网,X.25终端,DTU,X.25终端,P S T N,Modem,Modem,Modem,至省分组网,网络管理 中心,分组 交换机,远程集中器,异步终端,异步终端,异步终端,Modem,分组拆装设备,模拟专线,业务网-数据通信网（PSPDN）,-特点：可实现多方通信，线路利用率高； 可满足不同速率、不同类型终端的互通； 信息传递安全、可靠； 检错、纠错能力强； 收费与距离无关，按信息量、使用时间收费 端到端数据传送时延大 -适用于：银行、保险、证券、海关、税务、零售业等 机构及需实现计算机联网的公司、企事业单位。,24,业务网-数据通信网（PSPDN）,-提供的业务： 基本业务 交换型虚电路（SVC）：可同时与不同用户 进行通信 永久型虚电路（PVC）：可建立一个或多个 用户间的固定连接。 可选业务 VPN（虚拟专网）、闭合用户群等。,25,业务网-数据通信网（F.R.),帧中继网（F.R.） -帧中继：以帧为单位，在网路上传输，并将流量控制等功能全部交由智能终端设备处理的一种新型高速网路接口技术。 -特 点：按需分配带宽，网络资源利用率高，网路费用低； 采用虚电路技术，适用于突发性业务的使用； 不采用存储转发技术，时延小、传输速率高、数 据吞吐量大； 兼容X.25、TCP/IP等多种网络协议，可为各种网 络提供快速、稳定的连接。,26,业务网-数据通信网（F.R.),-应用范围：局域网互连、局域网与广域网的连接、 组建虚拟专用网、电子文件传输。 -帧中继网组成: 骨干节点机 接入节点机 网管系统 传输链路,27,业务网-数据通信网(CDPD),无线数据网（CDPD）：以无线方式，向无线终端 与中心主机或无线终端与无线终端之间提供数据传输的电信网。 -制式：CDPD -频率：上行 821-825MHz 下行 866-870MHz -空中信道速率：19.2Kb/s -特点：数据安全；支持越区切换与漫游通信；网络 开放性强，对TCP/IP协议透明，应用开发容 易；可与X.25网、Cinanet网互连。,28,业务网-数据通信网(CDPD),CDPD网示意图,29,移动数据 交换中心（1）,移动数据 交换中心（2）,基站,基站,基站,基站,基站,基站,基站,局间中继线,报警系统,网管系统,业务网-窄带综合业务数字网,窄带综合业务数字网（N-ISDN）：提供用户间端对端的数字连接，能同时承担电话和多种非话业务的电信网。它是在电话综合数字网的基础上发展起来的，用户的数字终端可以通过标准的多用途用户网络接口接入N-ISDN 。 -业务功能：因特网、视聆通的高速接入（64Kb/s-2Mb/s)； 数据专线的备份； 视像业务（桌面会议电视、远程教育、数字电 话、连锁店监控系统等）； 国际ISDN,30,业务网-窄带综合业务数字网,ISDN网络连接示意图,31,ISDN汇接局,ISDN 交换局,ISDN 交换局,PSPDN,PSTN,Internet,用户ISDN接口,用户ISDN接口,PABX,PABX,路由器,路由器,局域网（LAN）,局域网（LAN）,会议电视,会议电视,业务网-智能网,智能网： 在原有通信网络基础上为快速提供新业务而设置的网络结构。其特点是将网络的交换功能与控制功能相分离把电话网中位于各个端局交换机中的网络智能集中到若干个新设的功能部件-智能网业务控制点的大型计算机上，而让原有交换机只完成基本接续功能。 智能网提供的业务 -电话投票业务 -记帐卡呼叫业务（300） -被叫集中付费业务（800）-大众呼叫业务 -广域集中用户交换机业务 -虚拟专用网业务（600） -通用个人通信业务（700）,32,业务网-移动通信网,移动通信：指通信的双方中至少有一方是在移动中 进行信息交换。 移动通信系统分类： -公众蜂窝移动通信系统 -公用无绳电话系统 -公众无线寻呼系统 -集群调度移动通信系统 -无中心多信道选址移动通信系统,33,业务网-移动通信网,公众蜂窝移动通信系统的组成 -移动台（MS）：设有收、发信机和天馈线等设备。 -基站 （BS）：设有收、发信机和天馈线等设备，每个 基站有一个可靠的通信服务范围（无线 小区)。 -移动业务交换中心（MSC）：处理信息交换和整个 系统的集中控制管理。 -中继线：MSC与PSTN以及MSC与BS之间相连接的 传输线路。 -无线信道：BS与MS之间的传输信道（话音信道、控制信道）。,34,业务网-移动通信网,公众蜂窝移动通信系统组成示意图,35,BS,MS,BS,MS,BS,MS,BS,MS,MSC1,MSC2,P S T N,移动通信网,公用通信网,Internet,PSTN: 公用电话网 MSC：移动交换中心 BS：基站 MS：移动终端,业务网-移动通信网,GPRS网络系统组成示意图,36,37,业务网-因特网,计算机网络的分类 按照网络覆盖的地区不同，计算机网可分成: -局域网（LAN）：连接近距离的计算机组成的网，分布范围一般在几米到几公里之间。 -广域网（WAN）：连接远距离的计算机组成的网，分布范围可达几千公里乃至上万公里横跨洲际。因特网就是一个典型的广域网。 -城域网（MAN）：连接一个地区、一个城市或一个行业系统的计算机组成的网，其分布范围介于广域网和局域网之间，一般在十几公里到上百公里。,业务网-因特网, 局域网经分组网互连,38,路由器,局域网B,局域网A,路由器,分组网,Modem,Modem,服务器,服务器,租用线,租用线,39,业务网-因特网,因特网(Internet)定义：传统定义是“网络的网络”，即国际互连的意思，也就是一个跨越国际的计算机网络的网络。 因特网(Internet)原理示意,通 信 网,LAN,LAN,LAN,通信服务器,局域网,路由器,路由器,路由器,业务网-因特网,中国公用计算机互连网(Chinanet):Chinanet是由原中国电信经营管理的中国公用 Iternet 网，其核心层由北京、上海、广州三地的节点组成，并与国际 Iternet 网相连。由于中国电信分拆，目前其也在分拆当中。 -用户接入方式：用户可通过电话网、分组网、数字数据网、帧中继网等接入。,40,业务网-因特网,用户接入示意图,41,DDN,PSTN,X.25,F.R.,CHINANET,Router,Router,Router,IP Host,IP Host,IP Host,IP Host,IP Host,IP Host,IP Host,IP Host,IP Host,Modem,物理网传输网,传输网：是为各种电信业务网和各类应用信息系统提供高速、可靠的传输平台，是十分重要的基础网。 传输网在电信网中的位置,42,接入网,接入网,CPN,CPN,用户所在地 网 络,交换机,交换机,传输网,用户所在地 网 络,传输网,数字光纤传输网 -概述 为各种业务网和各类应用系统的数字信号（如：电话网的2Mb/s中继信号）提供透明传输通道。 高速数字信号传输。 传输媒介: 光纤,43,传输网, 光纤传输优点： 带宽宽，传输容量大。 保密性好 传输距离长 节省有色金属 -数字光纤传输系统组成 复用/解复用单元 光发送/接收单元 光纤光缆,44,传输网, PDH（准同步数字系列）光纤传输系统简介 -概述 复用/解复用是数字信号传输的重要部分 复用：将低速信号按照一定的规则变成高速信号 解复用：将收到的高速信号恢复成原来的低速信号 PDH基群信号为 2Mb/s 信号,45,46,传输网,O D F,端局4,D D F,交换机,端局2,O D F,端局1,D D F,交换机,O D F,传输转接点,O D F,交换机,D D F,DDF,PDH 星形网 组网举例,140Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,端局3,O D F,交换机,DDF,2Mb/s,140Mb/s,140Mb/s,140Mb/s,47,传输网,-PDH传输网组网举例,端局接入层,汇接局,长途局,端局,骨干层,48,传输网,-PDH传输网组网举例 （续） 网络结构：由骨干层和端局接入层组成两层结构 骨干层节点即为汇接局和长途局所在位置，也称传输转接点 端局接入层节点即为各端局所在位置 骨干层各传输转接点间以多套140Mb/s PDH设备相连 端局接入层各节点以两套140Mb/s PDH传输设备分别接 到本区域内的两个传输转接点上 由于大量电路要在传输转接点转接，因此需大量配线架，进行人工调度，不灵活，反应速度慢。,传输网,SDH（同步数字系列）光同步传输网简介 -光同步传输网的产生： 随着电信网的发展和用户要求的提高，基于点对点传输的准同步（PDH）系统暴露出其固有的弱点（详见SDH与PDH的比较）。另一方面，现代电信网要求能迅速地、经济地为用户提供电路和业务，甚至最终希望能对电路带宽和业务提供在线实时控制。为了适应电信网的发展和满足用户的要求，产生了一种新的传输技术体制光同步传输网。,49,传输网,-光同步传输网的基本概念： 光同步传输网由一些SDH网络单元（NE）组成，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 全世界有统一的网络节点接口、统一的标准光接口。 有一套标准化的信息结构等级同步传送模块STM1、STM4、STM16。 SDH 的基本网络单元有：同步光缆线路系统、同步复用器（SM）、分插复用器（ADM）、同步数字交叉连接设备（SDXC）等。,50,传输网,-SDH网拓扑结构,51,线型,树型,网孔型,环型,传输网,SDH 星形网举例,52,STM-1 终端 复用器,STM-1 终端 复用器,STM-1 终端 复用器,STM-1 分插 复用器,支路信号,支路信号,支路信号,支路信号,枢纽点,A端,155Mb/s,155Mb/s,155Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,C端,D端,STM-1 终端 复用器,支路信号,2Mb/s,B端,53,传输网,汇接局,长途局,端局,骨干层,端局接入层,网管中心,SDH传输网组网示意图,目标交换局A,目标交换局B,传输网,-SDH传输网组网举例 网络结构：由骨干层和端局接入层组成两层结构 骨干层中设置若干个DXC4/1交叉连接设备 骨干层各节点之间以2.5Gb/s系统通过DXC4/1组成逻 辑上的网状网 端局接入层的节点间以环状、星状或线状接到本区 的传输转接点的DXC4/1 全网由一个网管中心管理,54,传输网,光波分复用（WDM）的基本原理 -光波分复用 采用一种新的复用方式，使光纤通信的容量成几十倍的提高，目前322.5Gb/s的WDM已应用。 -WDM的基本原理： 光波分复用是将单模光纤的可用带宽（波长）划分成多个独立的波长，每个波长是一个信道，信道速率可从52Mb/s-20Gb/s。 光波分复用技术就是采用波分复用器（合波器），在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。 根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同，从2个到132个不等，取决于所允许的光载波波长的间隔大小。,55,物理网接入网,接入网的概念 -传统的用户网 是由交换端局到用户之间的铜线电缆组成的，以传送电话业务为主。,56,交换机,交接箱,分线盒,35Km,500m1Km,10300m,接入网,典型的电话用户接入网结构图,馈线,配线,引入线,这种用户网传输带宽较窄，不能支持各种类型的新业务， 且占用较大的电缆管道空间。因此，引入了接入网的新概念。,接入网,-接入网定义：国际电联（ITUT）定义接入网（AN）为本地交换机与用户端设备（CPE）之间的实施系统。接入网可使用各种传输媒体（如金属对绞线、光纤、同轴电缆、无线系统等），可支持不同的接入类型和业务。,57,交换机,接入网,用户终端设备,接入网概念示意图,接入网,接入网在通信网中位置示意图,58,接入网,接入网,CPN,CPN,用户所在地 网 络,用户所在地 网 络,交换机,交换机,传输网,接入网,接入网支持的业务 -话音类业务：程控电话新业务、磁卡电话业务等。 -数据类业务：DDN业务、分组交换业务等 -图像通信类业务：会议电视业务、可视电话业务等 -多媒体业务：居家办公、购物、VOD、远程医疗等,59,接入网,60,交换机,RBS,ONU,V5.2,无线接入方式示意图,接入网,光纤接入网技术 -概念：光纤接入网采用光纤作为主要的传输媒体来取代传统的双绞线。,61,交换局,ONU,用户设备,双绞线,光纤,光网络单元,-应用形式 FTTH 光纤到户 FTTB光纤到大楼 FTTC 光纤到路边,OF,OF,OF,ONU,ONU,FTTH,FTTB,FTTC,ONU,双绞线,OLT,光线路终端,接入网,-光纤接入网结构举例,62,主干层 （144芯）,分配层,引入层,（48芯）,光交接点,光节点,目标交换机,12芯,12芯,光线路终端,铜缆,用户终端,接入网,63,主干层 （144芯）,分配层,引入层,（48芯）,光交接点,光节点,用户终端,目标 交换局A,12芯,12芯,光纤接入网结构举例,目标 交换局B,光交接点1,光节点1,传输 转接点,光线路终端,至其它交换局点,接入网,64,. . .,OF,OF,OF,OF,SDH环,交换机,ATM,DDN,ONU,ONU,ADM,ADM,ADM,ONU,RBS,RBS,OLT,V5.2,2Mb/s,OF,OF,ONU,ONU,ONU,ADSL,OF,STM-1,POTS,DDN,（ISDN）,ISDN,混合接入网示意图,下一代网络,NGN是在传统的以电路交换为主的PSTN网络中逐渐迈出了向以分组交换为主的步伐的，它承载了原有PSTN网络的所有业务，同时把大量的数据传输卸载到IP网络中以减轻PSTN网络的重荷，又以IP技术的新特性增加和增强了许多新老业务。 NGN是基于TDM的PSTN语音网络和基于IP的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。,65,下一代网络,开放性 高效 多用户 多媒体 资源共享 低成本,66,下一代网络,网络服务层、控制层、媒体层和传输接入层,67,GSM/ CDMA,传输交换,网络控制,网络业务,IP/ ATM/SDH/DWDM,SGW,网络 数据库,计费 服务器,网管 服务器,AAA服 务器,CS,RC,C S: 呼叫服务器 R C：路由控制器 SGW：信令网关 G W：网 关 WGW：无线网关,媒体接入,GW,WGW,GW,GW,下一代网络,现有电信网络向下一代网络的演进 从网络接入层上的演进：宽带接入建设为用户提供宽带的且面向分组的接入，可以为用户提供更加高速的接入方式。 从长途网络层面上的演进：利用集成的或独立的中继网关，旁路部分话音话务到IP网络上，利用SoftSwitch进行路由控制和业务的提供，我们称之为中继旁路的策略。利用这种方式可以减缓现在的电路交换网络的拥塞问题。 从本地交换网络层面上的演进：市话局是需要最大部分投资的地方，拥有大量的用户机架以及许多本地的电话业务数据，改造将是最为困难的。可利用综合的具有大容量的宽带接入设备取代现有的用户架，以独立的接入接入到IP分组网络，升级SoftSwitch和应用