数据通信技术教程第版电子教案蒋占军第九章高速数据通信网

1、第九章 高速数据通信网 结束放映学习目录学习要求内容简介作者：蒋占军内容简介返回结束数据通信网是数据通信发展的必然结果，作为现代信息网中的重要组成部分，它在现代信息社会中的作用举足轻重。本章将对数字数据网、帧中继、综合业务数字网、宽带综合业务数字网和高速IP网的基本技术思想、组成、工作原理和应用等内容作简要介绍。 学习要求1. 掌握DDN的基本原理; 2. 了解DDN网络结构;3. 掌握帧中继的基本原理 4. 掌握综合业务数字网的基本原理及网络结构;5. 了解N-ISDN和B-ISDN的区别 ;6. 了解高速IP传输与交换技术的基本原理；返回结束学习目录返回9.1 数字数据网（DDN）9.2

2、帧中继网9.3 综合业务数字网（ISDN）9.4 宽带综合业务数字网（B-ISDN）9.5 高速IP网结束9.1 数字数据网（DDN）本节内容提要：下一页上一页DDN把数据通信技术与数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术、数字交叉连接技术等有机结合在一起，形成了个新的技术整体，使其应用范围从最初单纯提供数据通信服务，逐渐扩展拓宽到支持多种业务网和增值网。 9.1.1 DDN定义及特点 9.1.2 DDN网络组成 9.1.3 DDN网络分级结构 9.1.4 DDN网络业务与用户接入9.1.1 DDN定义及特点下一页上一页利用数字信道传输数据信号的数字传输网 传输媒介可以是光纤、数字微波、卫星信道

3、、电缆和双绞线向用户提供永久性或半永久性的数字电路出租业务 DDN定义 DDN是不具备交换功能同步数据传输网DDN传输速率高，网络时延小，传输误码率低 DDN为全透明网网络运行管理简便 DDN对数据终端设备的数据传输速率没有特殊的要求 DDN特点9.1.2 DDN网络组成 下一页上一页 DDN网络组成结构示意图 9.1.2 DDN网络组成 下一页上一页 DDN网络组成部分及其功能 本地传输系统 由用户设备、用户线和网络接入单元组成 DDN网络节点 基本功能是复用/交叉连接功能 局间传输系统 网络管理系统 是网络正常运转和发挥性能的必要条件 网同步系统 提供全网同步时钟，确保DDN全网设备的同步

4、工作 9.1.3 DDN网络分级结构 下一页上一页 DDN网络分级结构9.1.3 DDN网络分级结构 下一页上一页 国家骨干网网络结构9.1.4 DDN网络业务与用户接入 下一页上一页 DDN可支持的网络业务服务 DDN业务可分为专用电路、帧中继和压缩话音/G3传真三大类 9.1.4 DDN网络业务与用户接入下一页上一页 DDN支持的帧中继业务 9.1.4 DDN网络业务与用户接入 下一页上一页 用户接入速率 9.1.4 DDN网络业务与用户接入下一页上一页 用户接入方式 用户接入原理 DDN用户接入基本方式 9.1.4 DDN网络业务与用户接入下一页上一页9.2 帧中继 本节内容提要：下一页

5、上一页帧中继（FR）是继X.25之后发展起来的数据通信技术之一，兼有X.25分组交换业务和电路交换业务的长处，具有传输速度快、网络延迟低、互连性能好和带宽利用率高等优点。 9.2.1 概述 9.2.2 用户接入帧中继网 9.2.3 帧中继业务应用 9.2.1 概述下一页上一页 帧中继原理 节点交换机收到一帧的目的地址后立即开始将其转发出去， 而不必等到整个帧接收完毕并做相应处理后再转发；错误帧检测策略；帧中继传送数据信息所使用的传输链路是逻辑连接 ；帧中继通过统计时分复用，动态分布带宽；采用面向连接的虚电路交换技术；提供交换虚电路（SVC）业务和永久虚电路（PVC）业务。9.2.1 概述下一页

6、上一页 帧中继的特点 帧中继能为用户提供简单的标准化接口，产品兼容性好；帧中继用带外信息技术，其控制信号在专用的信道内传输；更简单的网络处理更有效的带宽利用多协议的支持较快的传输较低的成本9.2.1 概述下一页上一页 帧中继的帧格式 命令/响应（C/R）、地址字段扩展位（EA） 前向显式拥塞通知（FECN）、后向显式拥塞通知（BECN） 丢弃标识位（DE）、数据链路连接标识符（DLCI）9.2.2 用户接入帧中继网下一页上一页 帧中继的帧格式 9.2.3 帧中继业务应用 下一页上一页 局域网互连 帧中继很适合为局域网用户传送大量的突发性数据，所以利用帧中继网络进行局域网互连是帧中继业务中最典型

7、的一种业务 虚拟专用网帧中继网络可以将网络中的若干个节点划分为一个分区，并设置相对独立的管理机构，对分区内的数据流量及各种资源进行管理。分区内各个节点共享分区内的网络资源，分区之间相对独立，这种分区结构就是虚拟专用网。 图像传送帧中继网络可提供图像、图表的传送业务，这些信息的传送往往要占用很大的网络带宽。为医疗、金融机构之间图象、图表的传送提供了良好的解决方案。 9.3 综合业务数字网（ISDN）本节内容提要：下一页上一页ISDN是综合数字网（IDN）为基础发展而成的。IDN是以64kbit/s的PCM信道为基础，把数字交换技术和数字时分复用传输技术综合起来的数字电话网，相对于IDN，ISDN

8、不仅实现了传输和交换的综合，也实现了各种业务综合，即通过网络为用户提供包括数据、话音、图像和传真等各类业务。 9.3.1 ISDN概念及特征 9.3.2 ISDN网络组成 9.3.3 ISDN用户/网络接口 9.3.4 ISDN的业务能力9.3.1 ISDN概念及特征下一页上一页 ISDN的定义 ISDN是以综合数字电话网（IDN）为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字连接，用来支持包括话音和非话音在内的多种电信业务，用户能够通过有限的一组标准多用途用户/网络接口接入网内 。 ISDN的特点端到端的数字传输通信业务综合化用户/网络接口的标准化9.3.2 ISDN网络组成下一页上一页

9、ISDN功能群 网络终端设备（NT） NT1实现OSI参考模型第一层的各种功能NT2完成用户侧与网络的连接，具有连接与交换功能 终端设备（TE） ISDN的标准终端TE1和非ISDN终端（TE2） 交换终端（ET） 线路终端设备（LT） 9.3.2 ISDN网络组成下一页上一页 ISDN参考点 R：非ISDN终端TE2与终端适配器TA之间的连接参考点； S：终端与网络之间的参考点， 即TE1或NT2之间的连接参考点； T：网络用户端与传送端之间的参考点， 即NT1与NT2之间的连接参考点； U：网络终端接入传输线路接口参考点， 即NT1与线路终端LT之间的连接参考点； V：用户环路传送端与交换

10、设备之间的参考点， 即LT与ET之间的连接点 。9.3.2 ISDN网络组成下一页上一页 ISDN网络结构模型 9.3.2 ISDN网络组成下一页上一页 ISDN信道类型 SDN定义了3种基本类型信道：B、D、H信道 B信道 用户信息信道，用于传输话音、数据等，传输速率是64kbit/s 。 D信道 信令信道，传送信令信息，传输速率为16kbit/s或64kbit/s。 H信道 用来传输高速用户信息，如高速数据、传真、视像等 ； H0信道：384kbit/s H11信道：1536kbit/s（适用于美国、日本等） H12信道：1920kbit/s（适用于中国、欧洲等）9.3.3 ISDN用户/

11、网络接口 下一页上一页 ISDN接口结构 基本速率接口（BRI） 基群速率接口（PRI） 即2B+D接口，是ISDN最基本的用户/网络接口23B+D 和30B+D，D信道的传输速率为64kbit/s集群速率H0信道接口，结构为3H0+D和5H0+D集群速率H0信道接口，结构为H11和H12+D集群速率B/H0混合信道接口，结构为nB+mH0+D （6m+n23,m0,n0） 集群速率H信道接口 9.3.3 ISDN用户/网络接口 ISDN接口分层模型 物理层 ITU-T I.340和I.431分别描述了BRI和PRI的物理层规范物理层基本功能：信息编码、提供双工信道、信道复用等ISDN基本速率

12、接口物理层的接口规程有三种: 激活/去激活规程 D信道接入规程 帧定位规程 ISDN基群速率接口的物理层以PCM基群的规定为基础制定 不需要D信道接入规程 不需要激活/去激活规程。 对应 OSI/RM模型的物理层、数据链路层和网络层三层 下一页上一页9.3.3 ISDN用户/网络接口 数据链路层 ITU-T I.440（Q.920）和I.441（Q.921）分别描述了BRI和PRI的 数据链路层规范 LAPD的帧格式 SAPI：服务接入点标识符 C/R：命令/应答位EA：地址字段扩展位 TEL：终端结束点标识符 下一页上一页9.3.3 ISDN用户/网络接口 下一页上一页 网络层 I.450（

13、Q.930）和I.451（Q.951）分别描述了ISDN BRI和PRI的 网络层规范ISDN网络层通过其下层提供的服务，在用户和网络间发送、 接收各种控制信息，并根据用户的要求对链接的建立、保持与 释放进行控制其中详细的规定了网络层的功能、呼叫控制过程应具有的各种 状态、消息类型、电路交换的呼叫程序以及分组交换的程序等9.3.4 ISDN的业务能力 承载业务 单纯的信息传送业务，由网络提供电路交换方式的承载业务分组交换方式的承载业务帧中继方式的承载业务在人和终端的接口上提供的各种面向用户的应用业务数字电话、智能用户电报、可视图文和用户电报等 用户终端业务 是承载业务或用户终端业务的附加业务，

14、不能独立向用户提供，它必须随基本通信业务一起提供 补充业务 下一页上一页9.4 宽带综合业务数字网（B-ISDN） 本节内容提要：宽带综合业务数字网是在一定的业务需求和技术进步的驱动下，在综合业务数字网（ISDN）的基础上发展起来的，可以支持任意速率的，从话音、数据到视像等多种业务 9.4.1 B-ISDN和N-ISDN的区别 9.4.2 B-ISDN网络结构 9.4.3 B-ISDN协议模型 下一页上一页9.4.1 B-ISDN和N-ISDN的区别 传输带宽信道应用速率配置业务处理交换模式下一页上一页9.3.2 B-ISDN网络结构 发展初期的B-ISDN结构示意图 下一页上一页9.3.2

15、B-ISDN网络结构 现阶段B-ISDN结构示意图 下一页上一页9.3.2 B-ISDN网络结构 实现B-ISDN的主要技术 光交换技术ATM技术 实现B-ISDN的主要技术 可以实现网络业务的完全综合化支持高速率的用户信息传输能提供丰富多彩的通信业务传输及处理的成本低下一页上一页9.3.3 B-ISDN协议模型 B-ISDN协议参考模型 下一页上一页9.3.3 B-ISDN协议模型 B-ISDN层次和OSI层次间的对应关系 下一页上一页9.3.3 B-ISDN协议模型 B-ISDN/ATM层和子层模型下一页上一页9.5 高速IP网 本节内容提要：宽带化是IP网络发展的趋势，当前的趋势是不断减

16、少IP一下的层数，直至在光纤上传输IP数据，构成全光网络。目前有IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM等几种典型的高速IP传输技术。 9.5.1 高速IP传输 9.5.2 高速IP交换 下一页上一页9.5.1 高速IP传输 ATM与IP相结合的两种模型 重叠模型集成模型IP over ATM的优点 下一页上一页9.5.1 高速IP传输下一页上一页 ATM与IP相结合的高速传输 局域网仿真（LAN Emulation） 基于ATM的IP数据传输（IP Over ATM）基于ATM的多协议传输（MPOA）9.5.1 高速IP传输下一页上一页 基于SDH的IP传输（IP Over SDH） IP Over SDH协议参考模型及与OSI、IPOA的对比 9.5.1 高速IP传输下一页上一页 IP Over SDH的网络结构示意图 ADM：分插复用器 LT：线路终端 NMS：网络管理复用器 XC：交叉连接 OC/32:STM-1 OC-12:STM-4 OC-48:STM-169.5.1 高速IP传输下一页上一页 基于WDM的IP传输（IP Over WDM） 由高性能的WDM设备，快速路由交换机组成利用波分复用技术，将IP数据包直接放在光路上传输光