第六章电信业务增值之数据业务PPT课件

数据业务,07.06.2020,.,2,数据业务,概述数据通信的概念数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。,07.06.2020,.,3,数据业务,概述数据通信的发展第一阶段：以语言为主，通过人力、马力、烽火等原始手段传递信息。第二阶段：文字、邮政。（增加了信息传播的手段）第三阶段：印刷。（扩大信息传播范围）第四阶段：电报、电话、广播。（进入电器时代）第五阶段：信息时代，除语言信息外，还有数据、图像、文本等。,07.06.2020,.,4,高锟，拥有英国和美国双重国籍的物理学家、香港中文大学前校长、2009年诺贝尔物理学奖得主。,从1957年开始，高锟即从事光导纤维在通讯领域运用的研究。1964年，他提出在电话网络中以光代替电流，以玻璃纤维代替导线。1965年，在以无数实验为基础的一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递，将带来一场通讯业的革命，并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝公里时，光纤维通讯就会成功。1966年，在标准电话实验室与何克汉共同提出光纤可以用作通信媒介。高锟在电磁波导、陶瓷科学（包括光纤制造）方面获28项专利。由于他取得的成果，有超过10亿公里的光缆以闪电般的速度通过宽带互联网，为全球各地的办事处和家居提供数据。由于他在光纤领域的特殊贡献，获得巴伦坦奖章、利布曼奖、光电子学奖等，被称为“光纤之父”。,07.06.2020,.,5,数据业务,概述数据通信的交换方式：电路交换报文交换分组交换,07.06.2020,.,6,电路交换：在数据通信网发展初期，人们根据电话交换原理，发展了电路交换方式。当用户要发信息时，由源交换机根据信息要到达的目的地址，把线路接到那个目的交换机。这个过程称为线路接续。线路接通后，就形成了一条端对端(用户终端和被叫用终端之间)的信息通路，在这条通路上双方即可进行通信。通信完毕，由通信双方的某一方，向自己所属的交换机发出拆除线路的要求，交换机收到此信号后就将此线路拆除，以供别的用户呼叫使用。,07.06.2020,.,7,第一代计算机网络所使用的是什么工作机制？电路交换。电路交换就是通信的过程中维持的是实际的电子电路（物理线路），这条电子电路建立后用户始终占用从发送端到接收端的固定传输带宽。电路交换的机制有什么特点？1、信息传送的最小单位是时隙；2、面向连接；3、同步时分复用；4、信息传送无差错控制；5、基于呼叫损失的流量控制；6、信息具有透明性。,07.06.2020,.,8,电路交换的机制有什么缺点？从电路交换的工作原理看出，电路交换会占用固定带宽，因而限制了在线路上的流量以及连接数量。举例来说，我们假设有A、B两个城市，每个城市都有一部交换机并有一千个用户，两个交换机之间用100条中继线连接着。那么，如果我们说：在A城的两个用户之间建立一条电路，我们指的是把两条用户线路通过A城的交换机联接起来。但当我们说：在A城的一个用户和B城的一个用户之间建立一条电路时，我们指的就是由A城的用户线路经A城交换机联接到A、B城之间的一条中继线路，在经B城交换机联接到B城的用户线路上。由于经济上的原因，中继线路总是大大少于用户线路，并且为所有用户所共享。那么，当我们占用了一条中继线路以后，即使我们不传送信息，别人也不能使用，这就是电路交换最主要的缺点。,07.06.2020,.,9,报文交换：60年代和70年代，在数据通信中普遍采用报文交换方式，目前这种技术仍普遍应用在某些领域(如电子信箱等)。为了获得较好的信道利用率，出现了存储转发的想法，这种交换方式，就是报文交换。它的基本原理是用户之间进行数据传输，主叫用户不需要先建立呼叫，而先进入本地交换机存储器，等到连接该交换机的中继线空闲时，再根据确定的路由转发到目的交换机。由于每份报文的头部都含有被寻址用户的完整地址，所以每条路由不是固定分配给某一个用户，而是由多个用户进行统计复用。,07.06.2020,.,10,报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：优点：报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。,07.06.2020,.,11,缺点：由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。报文交换只适用于数字信号。由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。,07.06.2020,.,12,分组交换：分组交换与报文交换都是采用存储分组交换与报文交换都是采用存储转发交换方式，即首先把来自用户的信息文电暂存于存储装置中，并划分为多个一定长度的分组，每个分组前边都加上固定格式的分组标题，用于指明该分组的发端地址、收端地址及分组序号等。以报文分组作为存储转发的单位，分组在各交换节点之间传送比较灵活，交换节点不必等待整个报文的其他分组到齐，一个分组、一个分组地转发。这样可以大大压缩节点所需的存储容量，也缩短了网路时延。另外，较短的报文分组比长的报文可大大减少差错的产生，提高了传输的可靠性。,07.06.2020,.,13,分组交换：分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点：,07.06.2020,.,14,优点：加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。,07.06.2020,.,15,缺点：尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%10%，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。,07.06.2020,.,16,总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。,07.06.2020,.,17,数据业务续,分组交换业务以CCITTX.25协议为基础，可以满足不同速率、不同型号终端与终端、终端与计算机、计算机与计算机间以及局域网间的通信，实现数据库资源共享。分组交换网是数据通信的基础网，利用其网络平台可以开发各种增值业务，如：电子信箱、电子数据交换、可视图文、传真存储转发、数据库检索。接入方式电话拨号入网:X.28/32专线入网:X.25/28,07.06.2020,.,18,数据业务续,分组交换业务分组交换网的基本结构,07.06.2020,.,19,数据业务续,分组交换业务分组交换网的应用具有高可靠性要求的商业数据传输与交换建立虚拟专用网VPN组建管理信息网络，连接各种类型、不同速率的终端实时业务处理：如股市行情等与其他数据网互联CHINAPAC全网状互联的汇接中心国际出口次级交换中心64k34Mbps覆盖3000个县及发达乡镇,07.06.2020,.,20,CHINAPAC由国家骨干网和各省(市、区)的省内网组成。目前骨干网之间覆盖所有省会城市，省内网覆盖到有业务要求的所有城市和发达乡镇。通过和电话网的互连，CHINAPAC可以覆盖到电话网通达到的所有地区。CHINAPAC设有一级交换中心和二级交换中心，一级交换中心之间采用不完全网状结构，-级交换中心到所属二级交换中心之间采用星状结构；CHIANIPAC在北京和上海设有国际出入口，广州设有到港澳地区的出入口，以完成与国际数据的联网。,07.06.2020,.,21,CHINAPAC提供的业务如下:l.基本业务功能基本业务功能是指向任一数字终端设备(DTE)提供的基本业务功能。它能满足用户对通信的基本要求。有两类基本业务，交换型虚电路(SVC)；永久型虚电路(PVC)2.任选业务功能用户任选业务功能是为了满足用户的特殊需要，向用户提供的特殊业务功能，如入呼叫封阻、出呼叫封阻、单向入逻辑信道、单向出逻辑信道等。3.其他业务功能CHINANET还提供其他费ITU-T建议的业务功能，如虚拟专用网(VPN)、TCP/IP、分组多址广播、呼叫改向等。,07.06.2020,.,22,数据业务续,DDN业务DDN一种以光纤网络为主体的数据网络，通过数字电路管理设备构成的传输速率高、可靠性好、时延小的全透明、高流量基础数据传输网络。网络结构,07.06.2020,.,23,数据业务续,DDN业务用户终端DTE包括：局域网、电话机等完成相互间的全透明传输，接入端单元因此也可以是基带传输、频带传输或时分、频分复用等方式复用交叉连接设备完成低速数据的适配和复接，通常分三类接入点类型：2M，N64kbps及64kbps速率类型的数字传输局间传输，光传输为主，以2M为单位复接成高次群路信号进行传输网络管理及网络同步,07.06.2020,.,24,数据业务续,DDN业务特点多种速率固定或半固定连接，质量高，时延小(450us)协议简单，透明传输，协议的解析和转换由智能化的用户终端完成，支持任意规程连接组网灵活，支持多种业务的传输和终端互联数据、图像、语音集中管理，业务生成快不提供交换功能，缺乏一定的灵活性，不同类型终端互联难度大,但对于数据基础传输足够了。,07.06.2020,.,25,数据业务续,软交换随着通信网络技术的飞速发展，人们对于宽带及业务的要求也在迅速增长，为了向用户提供更加灵活、多样的现有业务和新增业务，提供给用户更加个性化的服务，提出了下一代网络的概念，且目前各大电信运营商已开始着手进行下一代通信网络的实验。软交换技术又是下一代通信网络解决方案中的焦点之一，已成为近年来业界讨论的热点话题。我国网络与交换标准研究组已经完成了有关软交换体系的总体技术要求框架，计划也对有关软交换系统在多媒体和移动通信系统方面的研究课题进行了立项。,07.06.2020,.,26,数据业务续,软交换概念起源一种基于以太网的电话，通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件(CallManager、CallServer)，实现PBX功能(IPPBX)。对于这样一套设备，系统不需单独铺设网络，而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一，综合成本远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高，主要用于满足通信需求，设备门槛低，许多设备商都可提供此类解决方案，因此IPPBX应用获得了巨大成功。受到IPPBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想：,07.06.2020,.,27,数据业务续,软交换概念将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议(MGCP,H248)且主要使用纯软件进行处理，这就是SoftSwitch(软交换)。,07.06.2020,.,28,数据业务续,软交换的网络结构,07.06.2020,.,29,数据业务续,软交换的设计原理和思想软交换技术是一个分布式的软件系统，可以在基于各种不同技术、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性其基本设计原理是设法创建一个具有很好的伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统，它独立于特定的底层硬件操作系统，并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议，在一个理想的位置上把该架构推向摩尔曲线轨道。,07.06.2020,.,30,软交换支持下列基本要求：,.独立于协议和设备的呼叫处理同步会晤管理应用的开发。.在其软交换网络中能够安全地执行多个第三方应用而不存在由恶意或错误行为的应用所引起的任何有害影响。.第三方硬件销售商能增加支持新设备和协议的能力。.业务和应用提供者能增加支持全系统范围的策略能力而不会危害其性能和安全。.有能力进行同步通信控制，以支持包括帐单、网络管理和其他运行支持系统的各种各样的后营业室系统。.支持运行时间捆绑或有助于结构改善的同步通信控制网络的动态拓扑。.从小到大的网络可伸缩性和支持彻底的故障恢复能力。,07.06.2020,.,31,数据业务续,软交换目前软交换的主要协议H.248/MEGACO:媒体网关控制协议MGCP:媒体网关控制协议SIP:会话初始协议SCTP:流控制传输,07.06.2020,.,32,数据业务续,软交换软交换的主要特点()支持各种不同的、和协议等各种网络的可编程呼叫处理系统。()可方便地运行在各种商用计算机和操作系统上。()高效灵活性()开放性等,07.06.2020,.,33,数据业务续,软交换软交换的参考模型,07.06.2020,.,34,数据业务续,IP电话即VoIP传统电话目前规模最大的电话业务网络，通过标准的信令控制网络(SS7)，成为覆盖全球的大型电话网络。这个网络和Internet互联网有着惊人的相似，它们都采用级联结构，具有易于扩展的特性。PSTN传送话音业务的特点：优点：具有良好的服务质量(QoS)保证；延迟极低(1-2)毫秒)。缺点：基于电路交换的结构，结构复杂，成本高，补充新业务复杂(SS7的应用已使得PSTN向智能网发展，但硬件的改造仍很复杂)；计费复杂，交换机间互通性问题严重；也由此带来业务提供商间互联困难；,07.06.2020,.,35,数据业务续,IP电话即VoIPIP电话利用分组网络进行电话业务，这就是IP电话。两个标准ITU-T标准：H.323IETF标准：MGCP,07.06.2020,.,36,数据业务续,ITU-T标准：H.323H.323是最早被采纳的VoIP标准。H.323协议体系规定了基于分组网进行两点/多点实时媒体通信的系统逻辑组件、消息定义和通信过程。两种结构核心协议结构H.323协议的特点基于网守的概念使得H.323网络是集中控制的便于统一维护管理；但由此，一个明显的缺点是，呼叫处理时延大；网络规模也因此受到极大的限制；,07.06.2020,.,37,数据业务续,IETF标准：MGCP该协议体系是由Level3、Bellcore和Cisico发起,并由IETF开发形成的。目的为了开发一个比H.323简单且易于扩展的VoIP协议。ITUT也在同时进行与此类似的计划：莫尼卡(Moniker)计划，H.gcp(H.248)VoIP的优点符合三网合一的发展方向充分利用网络资源价格低廉的服务,07.06.2020,.,38,数据业务续,会话初始化协议(SIP)SIP(SessionInitiationProtocol)是一套用于创建、修改、终止IP会话的信令协议，这些IP会话包括通过IP网络进行的多媒体会议等。SIP的功能名字翻译和用户定位(NameTranslationandUserLocation)。为了不管在哪儿都能定位指定的被叫方，SIP使用一套与Email地址类似的命名机制。每一个用户由分级ULR元素共同决定，比如:SIP:user，80000001beij