通信网介绍.ppt

1 一 通信网构成 2 通信网划分 从不同角度看通信网 MAN 城域网 WAN 广域网 LAN 局域网 3 本地交换和长途交换 本地交换 长途交换 接入网 接入网 本地交换 其它运营商的网络 移动 固定网 其它运营商的网络 移动 固定网 骨干 核心 传输网 长途交换 长途交换 长途交换 4 公用电话网的网路结构示意图 国际局 DC1 DC1 DC1 DC1 DC2 DC2 国际网 长途网 本地网 C5 Tm 5 端局交换区与本地区域 端局 端局 端局 支局 支局交换区 端局交换区 端局交换区 端局交换区 交换点 配线点 中继线 中继线 中继线 中继线 主干电缆 主干电缆 主干电缆 主干电缆 至长话局中继线 直接服务区 本地网分界线 端局交换区分界线 6 本地接入网 分配点 接入点 本地交换局 微波 直线传播 无线本地环路 铜线电缆 数字光缆 架空铜线 工厂 分配点 接入点 双绞铜线 双绞铜线 双绞铜线 光纤 7 二 传输 8 通信传输介质光纤具有很宽的带宽高速传送同轴电缆较宽的带宽双绞铜线主要用于电话接入网无线传输移动通信 微波等 9 我国固定网传输现状 骨干网已是光缆为主全国八纵八横光缆主干线路 截至2001年末 我国光缆线路长度158万公里 当年新增30万公里 其中长途40万 本地中继75 5万 接入网37万 本地网 光缆 电缆为主微波等无线手段为辅15万公里接入网联系广大用户 原有固定电话网主要是双绞铜线到户 为适应宽带通信业务发展 改造任务较大 交换采用数字交换 骨干网上配备ATM高速数字交换机 10 11 波分复用WDM系统 光源 1 光源 n 检测器 n m 检测器 n 1 光源 n 1 检测器 n 检测器 1 波分复用 波分复用 光源 n m 输入 输出 1 n n n m 输入 输出 单根光纤 12 复用概念示意 PCM脉冲编码调制 Ch1 Ch2 Ch3 Ch4 4 Onesamplefromchannel4 AnalogueSignals 3 2 1 Ch30 30 4 3 2 1 30 125s 1 8000sec m 13 编码后的取样复用成数字信号 量化与编码 1011010001010001011000011101 8bits表示通道2的一个取样 4 3 2 1 8bits表示通道1的一个取样 8bits表示通道3的一个取样 14 北美日本欧洲 64Kb s 1 544Mb s24路 6 312Mb s96路 44 736Mb s672路 274 176Mb s4032路 64Kb s 64Kb s 1 544Mb s24路 6 312Mb s96路 32 064Mb s480路 97 728Mb s1440路 2 048Mb s30 8 448Mb s120路 34 368Mb s480路 139 264Mb s1920路 TDM标准 15 SDH信号的标准速率 16 传统Modem与XDSL技术的比较 17 四 数字网和分组交换 两种基本交换方式及比较电路交换 发送和接收端有建立和撤销通信过程 独占通路 延迟小 适合实时应用 通路利用率不高 分组交换 将信息分组 打包 按目的地址多路径传送 不独占通路 在目的地将分组重装 通道利用率高 延迟大 虚通路的概念数据传输中的检错与纠错误码率 在传输数据中加入纠错码不同传输媒体有不同纠错策略 普通铜线误码率高 分组交换网在每个节点采用反馈重发机制光纤传输误码率低 纠错任务放在终端 18 电路交换 时隙3 数字交换 64kbit s时隙 2Mbit s数字信号 10111001 2Mbit s数字信号 时隙20 10111001 时隙7 00101011 时隙3 00101011 19 电路交换 TransmissionPath 2Mbit s Switch 64Kbit s Switch 64Kbit s Switch 64Kbit s Switch 64Kbit s 2Mbit s 2Mbit s 20 分组交换 分组拆装 数据 Data 1110010100011010111011 地址 数据Data 分组拆装 分组 Packet 数据 1110010100011010111011 分组交换 分组交换 分组交换 PacketSwitch 分组交换 21 ATM分层结构 AALATMAdaptationLayer适配层 SARSegmentationAndReassembly分拆和重装子层CSConvergenceSublayer汇聚子层 22 ATM信元结构 23 局域网 路由器 主机 Internet Internet结构示意图 路由器等构成通信子网 24 Internet Server Client Router Router Router Router Router Router Router Router IPPackets IPPackets Internet 25 Internet分层模型 对应OSI模型的层 Application Transport Network Physical Datalink 没有对应的OSI模型中的Presentation session层 26 Internet路由选择的树状结构 自治系统 自治系统 局域网 局域网 局域网 局域网 核心系统 核心系统 核心系统 核心系统 G G G G G G 核心网关 非核心网关 部分AS间交换路由信息 信任关系 27 路由选择 自治系统 AS AutonomousSystem 包括多个网络和非核心网关 并通过唯一的核心网关与主干网相连 通过它进入主干网 核心系统 AS的建立是为了便于扩展并减轻主干网路由信息更新的过大开销 核心网关由Internet网络操作中心统一管理 非核心网关由本地管理 路由信息的交换 1 自治系统要通过系统内一个授权的非核心网关向所属核心网关报告本地路由信息 核心网关也要通过它报告主干网路由信息 外部网关协议EGP ExternalGatewayProtocol 如EGP BGP 2 核心网关之间相互交换路由信息 核心网关协议GGP Gateway GatewayProtocol 3 自治系统是独立的 其内部可采用自己的路由协议 内部网关协议IGP InternalGatewayProtocol如OSPF RIP IGRP等 信任关系为减轻自治系统对主干网的依赖 提高系统的可靠性 一些自治系统间可直接建立联系 交换路由信息 而不必通过主干网 称信任关系 路径 本地网络将数据发送到核心网关 进入主干网 再通过核心网关送到目的主机所在的自治系统 然后由内部路由到达目的主机 28 公共交换机 IPhone技术方案 Internet PSTN 城市甲 城市乙 公共交换机 ITG1 ITGn 局间用户线 PSTN用户线 PC1 PC2 PCn 29 三 移动通信 30 移动通信系统的发展过程 31 移动通信 三种多址接入方式 32 GSM系统结构 BTS BTS BTS BSC BSC MSC VLR HLR AUC OMC MCS VLR EIR SC PSTNPSPDN MS MS移动台BTS基站收发信台BSC基占控制器AUC鉴权中心OMC操作维护中心MSC移动交换中心SC短信息业务中心HLR归属位置寄存器VLR访问位置寄存器EIR设备识别寄存器 33 其它数字蜂窝标准 美国 IS 136 Interimstandard 136 或D AMPS Digital AdvancedMobilePhoneSystem 800MHz1900MHzTDMAIS 136HS HighSpeed 使用EDGE技术 EnhancedDataRatesforGSMEvolution 接近GSM标准日本 PDC PersonalDigitalCellular 接近GSM标准800MHz1500MHzDoCoMo公司推出 I Mode 一种具有专用Internet浏览软件的手机及系统 类似WAP操作 34 35 GSM系统中的GPRS网络结构 InternetorX 25 SGSN GPRS骨干网 GGSN HLR BSC MSC VLR GPRS 通用分组无线业务 BTS 基站收发信机 BSC 基站控制器 MSC 移动交换中心 HLR 本地位置寄存器 SGSN 服务GPRS支持节点实现与移动台间数据收发 提供分组路由 跟踪移动台在服务区内的位置 实现安全和访问控制功能 GGSN 网关GPRS支持节点 通过基于IP协议的GPRS骨干网与SGSN连接 它是一个与外部网相连的网关 BTS 自2001年7月9日起 中国移动在全国16个省的25个城市对GPRS进行试商用 PSTN PSTN 36 37 38 GSM技术的演进 WAP GSMData HSCSD GPRS EDGEEGPRS WCDMA Evolution Time 1998 1999 2000 2001 384 2048kbps 470kbps 101kbps 9 6 28 8kbps 9 6kbps 39 四 支撑网 7号共路信令网 CCSNO 7 网络管理网 TMNNMS 数字同步网 40 幀定位 2Mbit sPCM幀 G 704 时隙16 信令 语音通道1 15的取样 OneFrame 125s 256bits 幀定位 时隙1 15 时隙0 时隙0 时隙17 31 m 8bits 8bits 8bits 语音通道17 31的取样 41 CommonChannelSignalling CCS 共路信令 数字交换 一个SS 7共路信令 64Kbit s 在交换机间为所有语声信道传送信令信息 64Kbit s语声通道 在一个2Mbit s信号中有30个通道 一个64Kbit s信令通道 通常为时隙16 数字交换 42 SS7信号及智能网络结构 SMS PS EDP SCP SCP SSP SSP STP STP PSTN IP SCE STP SignalTransferPoint信号转移点 SSP ServiceSwitchingPoint业务交换点 SCP ServiceControlPoint业务控制点 PS PacketSwitching分组交换网 SMS ServiceManagementSystem业务管理系统 PSTN PublicSwitchingTelephonyNetwork公用电话交换网 IP Intelligentperipherial智能外设 STP STP 43 七号信令 SS7 分层结构 ISUP Application应用层Presentation表现层Session会话层Transport传输层Network网络层Datalink链路层Physical物理层 OMAP OperationMaintenanceAdministrationProvisioningASEs ApplicationserviceelementsTCAP TransactioncapabilitiespartISUP ISDNuserpartSCCP SignalingconnectionpartMTP Messagetransferpart 44 SS7各层功能 MTPLayer1 提供数字链路 也可提供模拟链路 MTPLayer2 负责在SS7各部件间传送流量 类似于HDLC MTPLayer3 与X 25及ISDN第三层有关 属于网络层的一部分 包含多个功能模块 主要是 消息路由 消息分配 消息鉴别 信号流量管理 信号链路管理 信号路由管理SCCP 网络层的一部分 提供面向连接和非连接服务 其主要功能是为SS7网络中的鉴别器提供地址翻译 ISUP 负责在SS7网络的节点间传输呼叫控制信息 TCAP 属于应用层 有多种用途 如在业务控制点 SCP 间转移800服务号码 它也用于定义各通信部件之间的通信语义 OMAPASEs 分别用于网络管理和用户确定的服务 45 智能网 智能网是1992年由ITU标准化的一个名词 它是能快速 方便 灵活 经济 有效地实施各种各种型业务的体系 它的主要特征是 有效的使用网络资源网络功能模块化重复使用标准的网络功能来生成和实施新的业务网络功能灵活的分配在不同的物理实体中通过独立于业务的接口 网络功能间实现标准的通信从上述目标中可见智能网的目标是用独立于业务的功能块 功能实体的标准通信达到有效的利用已有的资源 快速 简便 灵活地提供各种新的业务 46 智能网标准进展 1992年ITU T颁布INCS 1标准 定义了PSTN的许多基本业务 25目标业务 1997年ITU T推出INCS 2标准 主要研究智能网的网间互连 网间业务以及移动业务1998年ITU T推出INCS 3和INCS 4标准INCS 3标准 主要研究IN与INTERNET的综合INCS 4标准 主要研究智能网与宽带综合业务数字网的综合 以及智能网与第三代移动通信系统的综合 47 智能网标准进展 二 1997年ETSI EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute 提出GSM移动智能网标准CAMAL CustomizedApplicationsforMobileNetworkEnhancedLogic 基于INCS 1标准的CAMAL1 1997年版 CAMAL2 1998年版 WIN WirelessIntelligentNetwork 无线智能网美国TIA Telecom IndustriesAssociations 及EIA ElectronicIndustriesAssociations 负责制定了应用CDMA移动通信网的智能网标准 该协议分三个阶段 阶段1 1995年公布预付费阶段 2000年10月通过阶段2 48 INCS 1业务示例 缩位拨号 AbbreviatedDialingABD记账卡呼叫 AccountCardCallingACC自动更换记账 AutomaticAlternationBillingAAB呼叫分配 CallDistributionCD呼叫前转 CallForwardingCF重选呼叫完成 CallReroutingDistributionCRD遇忙呼叫完成 CompletionofCalltoBusySubscribedCCBS会议呼叫 ConferenceCallingCON信用卡呼叫 CreditCardCallingCCC按目标选择路由 DestinationCallRoutingDCR跟我转移 Follow meDiversionFMD被叫集中付费 FreePhoneFPH恶意呼叫识别 MaliciousCallIdentificationMCI大众呼叫 MassCallingMAS发端去话筛选 OriginatingCallScreeningOCS附加费率 PremiumRatePRU 49 INCS 1业务示例 二 安全阻止 SecurityScreeningSEC遇忙 无应答有选择呼叫前转 SelectiveCallForwardingSCFonBusy Don tAnswer分摊计费 SplitChargingSPL电话投票 TelevotingVOT终端来话筛选 TerminationCallScreeningTCS通用接入号码 UniversalAccessNumberUAN通用个人通信 UniversalPersonalTelecommunicationUPT按用户规定的选路 User definedRoutingUDR虚拟专用网 VirtualPrivateNetworkVPN 50 网络管理系统 NetworkManagementSystem网络管理系统 MobileBase Station移动基站 Access Node接入点 Multiplexer复用器 Switch交换 Security安全 Performance性能 Accounting计费 Configuration配置 Faults故障 对网络进行远程监控及逻辑管理 51 网络管理系统功能 配置管理主要是定义与管理配置信息 设置和修改配置参数和属性 提供及终止网络服务 配置软件等 性能管理网络性能检测 分析 控制 用以维护网络服务质量和运行效率 故障管理包括故障检测与告警 故障定位 修复 业务恢复等 对于管道 线路等设施往往还配以地理信息系统 GIS 计费管理提供费率管理和帐单管理 计算用户使用网络服务的费用 统计网罗资源利用率 进行成本核算等 安全管理使网络免受侵扰和破坏 提供信息加密 认证 52 TMN 电信管理网 由ITU提出的标准 它以OSI模型为基础 基于CMIP 公共管理信息协议 体系结构如下图 OS接入网 OS接入网 主干DCN NE DCN TMN OS OS NE NE NE OS运营系统NE网元 设备 DCN数据通信网 53 简单网管协议 SNMP SimpleNetworkmanagementprotocol 用来管理基于TCP IP协议的网络 管理模型元素包括 管理站 代理者 管理信息库 MIB 网络管理协议 网络资源做为被管对象 被表示为某种数据变量 其集合被组织为管理信息库 MIB 管理站是一个单独的设备 它作为网络管理员与系统的接口 能从被管网络实体的MIB中提取信息 进行分析 对网络进行监控 它向代理者发出请求并接收信息 代理者是配备了相关软件的某些设备 如主机 路由器等 MIB设在代理者处 代理者对来自管理站的信息和操作请求进行应答并报告一些重要事件 管理站与代理者之间通过网络管理协议进行通信 SNMP在UDP IP及有关网络协议 如Ethernet X 25等 之上实现 它通过来操作 所以 SNMP也是面向无连接的协议 54 CORBA Comm