NC-SW 1-1 夯实基础

中兴通讯网络通信教育,夯实基础,中兴通讯NC教育管理中心,中兴通讯网络通信教育,一、现代通信网,二、通讯系统的基本概念,三、信息网的发展,课程目录,中兴通讯网络通信教育,一、现代通信网,中兴通讯网络通信教育,1、电信网的种类和拓扑结构,1、电信网种类繁多，有不同的分类方式：按业务可分为：电话网、电报网、传真网、数据网、CATV网和ISDN网；按信号形式可分为：模拟网、数据网和混合网；按网络用途可分为：承载网、交换网和支撑网；按服务范围可分为：本地网、长途网和国际网；按网络层次可分为：骨干网、接入网和用户网；按带宽可分为：窄带网和宽带网等；按传播媒体可分为：有线网和无线网；按服务对象可分为：公用网和专用网；按网络等级可分为等级网和无级网。,中兴通讯网络通信教育,1、电信网的种类和拓扑结构,2、拓扑结构,中兴通讯网络通信教育,2、通信网的组成和功能,从逻辑上电信网是由节点（Node）、链路（Link）和端点（End）以及信令（协议）组成的。从物理上完善的电信网则是由交换网、传输承载网和终端设备以及支撑系统组成的。,中兴通讯网络通信教育,思考题,1.什么是通信网?通信网：是指由一定数量的结点(包括终端设备和交换设备)和连接结点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。2.通信三要素通信网络由传输、交换、终端三大部分组成，又称为通信网三要素。,中兴通讯网络通信教育,举例：两个电话用户或两个计算机用户互相通信需要经过的设备。（终端可以是电话、计算机等）终端传输交换传输终端,中兴通讯网络通信教育,2.通信网的组成和功能,电信网络框架结构：基础网、支撑网和业务网。,中兴通讯网络通信教育,2.通信网的组成和功能,保证传输快速准确,完成数据和话路的交换,控制传输信令的通道,保证网络设备的时钟同步,提供大量的智能业务,整个电信网络的控制管理,中兴通讯网络通信教育,问题：假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场，现有三种方案：专列专线、专列非专线、非专列非专线，现要求大家一起讨论这三种方案的优劣。,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,结论：在这三种方案中是通过提高线路的利用率来有效地降低费用的。,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,用户线,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,中继线,中继线,A,B,C,D,3.通信网交换技术,电路交换,中兴通讯网络通信教育,工作原理：电路交换技术即为已对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用传输通道。,3.通信网交换技术,电路交换空分电路交换,中兴通讯网络通信教育,电路交换时分电路交换,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,报文交换技术,工作原理：报文交换技术不需要事先建立物理线路，它将发送的数据作为一个整体发给中间交换设备。中间交换设备先将数据存储起来，然后选择一条合适的空闲线路将数据转发给下一个交换设备，如此循环直至数据发送到目的节点。,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,分组交换技术,工作原理：分组交换技术是报文交换技术的改进，它是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发至目的地，这一过程称为分组交换。分组交换技术是在数据网络中最广泛使用的一种交换技术.,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,总结归纳,三种数据交换技术与三种火箭运输方案的对应关系。电路交换技术甲线报文交换技术乙线分组交换技术丙线可进行类比的项目：数据火箭（即所需运输的货物）中间交换设备火车头线路铁路线路利用率铁路的使用率,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,FR(帧中继),FR(帧中继)简介FR（帧中继）采用虚电路技术，能充分利用网络资源，使之具有时延小，吞吐量大，适合突发性业务等特点。FR（帧中继）的适用范围帧中继适用于银行、证券、保险等金融客户。帧中继适用于党、政、军等重要客户。帧中继适用于教育、医疗、交通等其他客户。,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,ATM,ATM简介ATM（AsynchronousTransferMode）：异步转移模式，曾经被认为是最适合于宽带综合业务数字网（BISDN）的交换方式。ATM又称为快速分组交换，它综合了分组交换方式统计占用频带、使用灵活和电路交换方式传输时延小的优点。,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,ATM的特点传输线路质量高，无需进行逐段的差错控制。ATM首先需要预留连接资源，在通信中保持这一资源。因此，ATM是面向连接的。相对的，IP是面向无连接的。ATM信元长度小，时延小，实时性好。ATM能实现不同等级的QoS。,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,ATM能提供哪些业务纯ATM业务电路仿真帧中继（FR）比特透明传输（BTDS）,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,纯ATM业务的优劣ATM业务的带宽高，时延小，适合高端用户。ATM的技术比较先进。ATM可以为用户灵活定制服务等级。ATM的实现比较复杂。ATM的价格相对比较昂贵。ATM目前难以实现端到端的全省覆盖。,3.通信网交换技术,中兴通讯网络通信教育,您还记得数字通信系统的组成吗？您知道两个用户如何通信吗？,熟悉通信系统的组成掌握通信相关的基本概念熟悉PCM系统,学习后续学习，您应该能够：,中兴通讯网络通信教育,二、通讯系统的基本概念,中兴通讯网络通信教育,1、通信系统的组成2、PCM基群帧结构,主要内容,中兴通讯网络通信教育,通信系统基本模型图,噪声,信宿,接收变换器,信道,发送变换器,信源,信息,信息,信号,信号,1.通讯系统组成,中兴通讯网络通信教育,模拟通信系统基本组成图,噪声,收信者,解调器,信道,调制器,发信源,1.通讯系统组成,中兴通讯网络通信教育,数字通信系统基本组成图,噪声源,解调器,收信者,信道,调制器,信道编码器,信源编码器,发信源,信道译码器,信源译码器,1.通讯系统组成,中兴通讯网络通信教育,2.模拟信号数字化,信号,（1）模拟信号,（2）数字信号,时间,电压,0,1,0,中兴通讯网络通信教育,时间,电压,时间,电压,（1）模拟信号,（2）信号采样,（3）信号量化,（4）信号编码,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,什么是数字信号？什么是模拟信号？一般来说，数字信号必须满足在时间和信号幅值上是离散的，相反模拟信号在幅值上是连续的。,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,数字化模型,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,取样（Sampling）是将时间和幅度都连续的模拟信号变换成时间离散的幅度连续的另一种模拟信号（脉冲幅度调制PAM信号），为了使取样后的PAM信号能在接收端完全无失真地恢复为原始信号，取样周期应该满足如下所述的奈奎斯特定理（NyquistTheorem）：一个频带受限于BHz的信号可以唯一地用周期为的样值系列确定,只要fs2B。话音信号频率范围为300-3400Hz，国际统一规定取样频率为8KHz。,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,量化就是对取样后的PAM信号的幅值转换成数字的过程。量化产生量化噪声，分均匀量化和非均匀量化。均匀量化：由于对量化范围内的大小信号均采用相等的量化阶距进行量化，造成大信号的信噪比SNR（信号功率与量化噪声功率之比）有富俗，而小信号的SNR又嫌不足（SNR值越大，音质越好）。为了提高小信号的SNR，采用非均匀量化，即对大小信号分别采用不等的量化阶距，对小信号采用小的量化阶距，对大信号采用大的量化阶距，从而使大小信号具有基本相同的SNR。,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,非均匀量化的实现:是使信号S(t)经过一个具有非线性特性的压缩器进行变换，使其小信号扩张，而大信号被压缩,从而得到压缩了的信号,再通过一个均匀量化器量化，这就等效于对取样后的信号进行非均匀量化。在收端，量化后的信号经过具有与压缩器相反特性的扩张器，使得小信号得以压缩而大信号则被扩张，从而还原出原来的PAM信号。,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,常用的压缩特性有A律（欧洲和中国采用）和律（北美和日本采用）对数压缩。实现上述连续压扩特性需无穷多个量化级,实际上无法加以实现,为此通常采用数字电路分段进行压扩。这样，不仅实现容易,而且成本低。A律压缩采用的就是十三折线法，一象限分8段（在横坐标上输入幅度以1/2递减规律分成8大段，分段点是1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128；在纵坐标上幅度分8均匀段），1-8段斜率分别为1/4、1/2、1、2、4、8、16、16，7、8段斜率一样；一、三象限对称，故共13折线段。,中兴通讯网络通信教育,A律压扩特性13折线近似图,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,编码就是把量化的幅度信号变成二进制数据的过程，中国采用A律13折线压缩编码，规则如下:信号样值有正有负,要用一位码来表示，这一位码叫极性码。正极性以比特“1”表示，负极性以比特“0”表示。13折线压缩律在第一象限有8大段，每一段斜率不同，故需要用3位码表示8个不同的段落，这3位叫段落码，它们也表示各段的起始电平。在每段落内再均匀分为16个小段，这4位叫段内码。由于各段长度均不同，均分后各段内的小段的长度也不等。D1D2D3D4D5D6D7D8极性码段落码段内码,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,取样速率8KHz，每路信号编码后速率64KHz,2.模拟信号数字化,中兴通讯网络通信教育,为什么采用非线性编码？采用均匀（线性）量化法：由于量化误差对大小信号一样，使小信号信噪比较大，通信质量较差为什么叫A律13折线？实际有18条折线，但是其中4条折线的斜率相同，看作一条直线,思考题,中兴通讯网络通信教育,3.PCM基群帧结构(30/32),中兴通讯网络通信教育,抽样频率为8000Hz（周期为125us），对每一话路每抽样一次经过量化可以编成8位码组，占用一个时隙。30/32路PCM系统中，32路复用125us。这32路时隙构成一个“帧”。而16帧又合成一个复帧。计算几个数据：1帧时长为125S，1时隙的时长为125/32=3.9S，一个复帧占用2ms。1帧的位长：832=256位。信道的速率：256位/帧8000帧/秒=2048KBPS话路的速率：8位/路8000路/秒=64KBPS一个模拟信号的带宽最大为4K(3003000HZ).数字信号的优点靠牺牲带宽获得的。,3.PCM基群帧结构(30/32),中兴通讯网络通信教育,三、信息网的发展,中兴通讯网络通信教育,主要内容1.网络融合2.下一代网络NGN,中兴通讯网络通信教育,三网业务融合是发展趋势,业务模式是融合研究的关键,1.网络融合,中兴通讯网络通信教育,中兴通讯网络通信教育,终端简单,语音业务为主,多媒体业务/数据业务为主,终端智能化,ATM网络,IP网络,固定网络,移动网络,传统电信网络,IMS网络,业务的多样化业务的开放性,终端的智能化终端的融合性终端的多样性,网络的归一化网络的简单化网络的融合性,中兴通讯网络通信教育,融合来自用户和运营商的驱动力,用户体验,市场竞争,技术发展,体验生活、享受成功,GROWTH,FMC,中兴通讯网络通信教育,电信网络计算机网络电视传播网络,公共电话网（PSTN）分组交换网（PSPDN）数字数据网（DDN）窄带综合业务数字网（N-ISDN）宽带综合业务数字网（N-ISDN）电信网络是传送交互信息，因而具有全程全网、使用范围广的优点，具有完善的质量保证和认证、计费等网络机制，但基本上是点对点的交互通信模式，且由于信令比较复杂，建立连接的灵活性差。,局域网（LAN）广域网（MAN）Internet网计算机网(如Internet)主要用于传送数据业务。由于采用IP包方式传送，具有异种网络连接方便、灵活的优点，不需要复杂信令。它们采用的IP协议簇，是一个为三网所公认的通用的承载协议，可使业务与网络分离，便于发展新业务。,缺点是：由于Internet网是开放的，网络资源是公用的，缺乏服务质量(QoS)的保证机制、网络安全和流量控制的管理机制，用户间交互访问受到限制，但访问网页却是方便的。,有线电视网（CATV）混合光纤同轴网（HFC）卫星电视网等广播网的任务是视频和语音的广播，适于被动式广播，覆盖范围广、信道频带宽，但不适于交互式通信(改造成双向HFC系统后，反向信道噪声尚未能妥善解决)，也缺乏完善的认证和计费机制。,三网业务融合是发展趋势,中兴通讯网络通信教育,NGN的广义概念不同于这一代，以数据为中心、基于开放的网络架构，提供包括语音、数据、多媒体等多种业务的融合网络体系。,多媒体应用,宽带城域网,视频网,NGN,2.下一代网络NGN,中兴通讯网络通信教育,基于软交换技术的NGN概念基于软交换技术的下一代网是业务驱动的网络，通过呼叫控制、媒体交换及承载的分离，实现了开放的分层架构，各层次网络单元通过标准协议互通，可以各自独立演进，以适应未来技术的发展。,中兴通讯网络通信教育,中兴通讯网络通信教育,ZXUP10ParlayGW/APPServer,Z