现代通信网络复习资料

1-1概述

1.现代通信网的结构

水平视图（根据用户接入网络的实际物理连接来划分）

・用户驻地网、接入网、核心网

垂直视图（根据功能划分）

■应用层、业务网、传送网、支撑网

■CustomerPremisesNetwork

・CPN是用户自有网络，指用户终端至用户驻地业务集中点之间所包含的传输及线路等相

关设施。小至电话机，大至局域网。

・实现用户和业务的集中，信息的变换与适配、复用与交换、寻址与选路等功能。

■CoreNetwork

■核心网是电信网的骨干，由现有的和未来的宽带、高速骨干传输网和大型中心交换节点

构成。

・发展：统一的IP核心网

■所有的业务，从传统电话、移动通信漫游、新一代综合业务VoIP,到电子商务、

综合应用服务，乃至交互式电视业务全部都由统一的核心【P网来完成，差别仅

仅在于接入网。

・统一的IP核心网用统一的设备代替了原来各系统的独立设备，可以大大降低开

发和运营成本。

应用层：

■业务

-模拟与数字视音频业务；电话/IN/IPPhoneetc.

・数据通信业务：电子商务/email

■多媒体通信业务：分配型/交互型

■终端技术

・音频通信终端：电话/数字电话/手机

・图形图像通信终端：传真机

・视频通信终端：显示器/视频监视器

■数据通信终端：MODEM/可视电话

业务网技术：

・电路交换技术

■分组交换技术

•如X.25分组交换网、帧中继网、数字数据网、综合业务数字网、Intcrnci等。

・智能网技术

・移动通信网技术

传送网技术：

•传愉媒介

■电缆、微波、通信卫星、光纤

・传输系统

■传输设备

•光端机、微波收发信机、卫星地面站收发信机等

•传输复用设备

•频分更用、时分复用、统计时分复用、波分复用

支撑网技术：

・信令网

-采用公共信道佶令技术。实现网络节点间信令的传输和转接

■同步网

-实现数字交换局之间、数字交换局和传输设备间信号的时钟同步

・电信管理网

・监视网络的运行，最大限度地利用网络中一切可利用的资源

电路交换方式：

•需经历建立连接、通话、拆除连接三个阶段

・网络中两用户建立连接及通话过程中，两用户间的物理链路始终被占用。

・用户通话过程时延小，适合实时性业务的传输。

优缺点：资源被独占，利用率低

传输速率基本固定，不能适应突发业务的需要。

多速率电路交换；

■对不同的业务提供不同的带宽，包括基本速率（例如8kbps或64kbps）及其整数倍。

■基本速率难确定。

・速率类型不能太多。

・显然是多速率，但仍然是固定分配带宽，不适应突发业务的要求。

-控制较复杂。

快速电路交换FCS

・基本思想是只在信息要传送时才分配带宽和网络资源。

・不为每个呼叫专门分配和保留其所需的带宽，提高了带宽的使用效率。

・只有当信息发送时才建立真正的连接，时延比通常的电路交换要大。

•物理连接的建立和拆除要有相当高的速度，否则难以实现。

报文空推・

•录用存储•转发方式

・每条报文携带发送地址、接收地址。

・中继线利用率高

•可以实现不同速率、不同规程终端间的互通

•网络传输时延大

分组交换技术：

・发送端把分组分别发送出去。

■到达目的地，目的交换机将一个个分组按顺序装好，还原成原文件发送给收端用户，这

一过程称为分组交换。

・进行分组交换的通信网称为分组交换网。

帧中继（快速分组交换）

-采用光纤作为数据传输的主要手段。

・这是一种简化的协议，不是每个中间节点都对分组进行差错检测和校正，大大节省了分

组在中间节点的停留时间。

ATM：

■采用定长的信元（Cell）作为交换和复用的基本单元。

・采用面向连接的方式。

■综合了电路交换和分组交换的优点。

作业：

■现代通信网络按照水平和垂直方向来划分分别可以分为哪儿部分，各完成哪些功能？

•电路交换与分组交换有什么区别？分别适用于哪种类型的网络？

1-2电话通信网

■公用电话交换网PublicSwitchedTelephoneNetwork

・PSTN使用的标准大多数都由ITU-T制定的

PATN组成：

■用户端设备CPE(CustomerPremisesEquipment)

■传输设备

■本地用户线Localline

■中继线Trunk

■交换系统Switchingsystem

人工交换机

■磁石式交换机：不为电话用户供电，电话用户需要自己为话机供电。通常由干电池或手

摇发电机供电。话机本身价格昂贵。

・共电式交换机：为话机供电。用户家中没电时仍可使用话机。

作业：

■PSTN由哪儿部分组成？各有什么特点？

3现代通信网络4-1分组原理

分组交换概念：

・将用户的一整份报文分割成若干定长的数据块形成分组,按统计时分复用方式共享线路

资源，在网络节点进行"存储一转发”，由软件实现路由选择和交换。

统计时分复用（STDM）：

■公共信道的时隙实行“按需分配”，即只为那些需要传送信息或正在工作的终端分配时隙

・所有的时隙都能饱满地得到使用，可以使服务的终端数大于时隙的个数，提高了媒体的

利用率，从而起到了“复用”的作用。

特点：

•按需动态分配信道时隙，又可叫做“动态复用”，线路利用率较高

・多个用户同时传送数据时，需要排队，进行缓存，增加时延

■若缓冲器溢出，则数据丢失

对比的方面虚电路数据报

仅在连接建立阶段使

目的地址用，每个分组使用较短

的LCN

在虚电路建立时进行,

路由选择

所有分组路由相同

路由器故障

分组的顺序

网络层次功能：

・物理层一透明的比特流传输。

・数据链路层一相邻节点间以帧为单位的数据的传输。

・网络层一选择路由，将上层数据按地址传送到目的地。（跨节点）

・传输层一负责主机中两个进程之间的通信，实现端到端的可靠通信。

■应用层一直接为用户提供应用服务。

作业：

•什么是数据报？什么是虚电路？试比较这两种方式的优缺点。

・计算机网络协议可以划分为哪几个层次？简述各层的主要功能。

4现代通信网络4-数据通信网举例

X.25分组交换：

■X.25协议是ITU-T制定的WAN通信协议标准，定义了数据终端设备（DTE）和数据电

路端接设备（DCE）之间的接口规程。最初于1976年颁布，是曾经使用最广泛的分组

交换协议。

・X.25属于接口规程，没有定义路由选择算法，不涉及网络内部应做成什么样子。

分组层的主要功能：

■在X.25接口为每个用户呼叫提供一个逻辑信道：并通过逻辑信道号（LCN）来区分与

每个用户呼叫有关的分组；

■为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传输，包括顺序编号、分组的确认、流量控制及

差错控制过程：

■提供交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）的连接。

・交换虚电路（SVC）：通信双方的电路是由独立节点临时且动态连接的虚电路。•旦通

信会话完成，便拆除虚电路。

•永久虚电路（PVC）：应用户预约，由网络运营者为之建立的固定虚电路，不需要在呼

叫时临时建立虚电路，而可直接进入数据传送阶段。

帧中继的技术特点：

■交换虚电路（SVC）：通信双方的电路是由独立节点临时且动态连接的虚电路。一旦通

信会话完成，便拆除虚电路。

■永久虚电路（PVC）：应用户预约，由网络运营者为之建立的固定虚电路，不需要在呼

叫时临时建立虚电路，而可直接进入数据传送阶段。

数字数据网（DDN）：

-数字数据网是利用数字通道提供半永久性连接电路，以传输数据信号为主的数字传输网

络。其传输速率为24〜19.2kbit/s,N*64kbit/s（＞

■数字数据网的数据信道主要是光纤传输系统.

・数字数据网主要适用于中高速点到点、点到多点业务。

■DDN网问步有三种方式，准同步、主从同步和互同步：

■准同步按ITU-TG.8II建议，常推荐为国际间使用

・主从同步是通过把从时钟相位锁定在主时钟的参考定时上以实现通信

双方的同步

■互同步没有唯一的参考时钟，每个节点时钟锁定在所有外部参考时钟的

平均值上

作业：

■比较DDN、FR、X.25实现数据通信的不同层次和实现方法，它们分别适合于哪些应用

场合？

5现代通信网络2—ISDN

IntegratedServiceDigitalNetwork

■起源于1967年

・定义：1TU-T

■ISDN是以综合数字网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，用来支持包括话音在内的多种电信业务，用户能够通

过有限的一组标准化的多用途用户网络接口接入网内。

ISDN特点：

■端到端的数字连接：交换和传输已实现数字化，关键就是用户线的数字

化；

■综合的业务：支持包括话音、数据、文字、图像在内的各种综合业务：

・标准的入网接口：向用户提供一组标准的多用途入网接口。各种不同的

业务和终端可经过同一组接口接入网络。

结构功能：

・网络功能

■分组交爽、电路交换、专线、公共信道信令功能。

・UNI接二1

・BRI基本入n

・PRI一次群速率入口

・信令系统：全部采用公共信道信令方式

■用户-网络信令：用户终端设备和网络之间的控制信令

・网络内部信令：交换机之间的控制信令

■用户-用户信令：用户信令透明地穿过网络

网络能力：

•电路交交

■提供64kbps和大于64kbps的电路交换连接，用于用户信息传送。不能

真正提洪低于64kbps速率的电路交换能力

-分组交费

・由ISDN本身提供：在ISDN交换机中添加分组处理功能模块。较少使

用。

■通过ISDN和专门的分组交换公用数据网的网间互连，由后者提供。

■专线功能：不利用网内交换功能，在终端间建立永久半永久连接。

NT1：

■NetworkTermination1：网络终端1

■主:要功能是把用户终端设备连接到用户线，为用户信息和信令信息提供透明的传输通

道。

・完成UNI处网络侧第I层的功能

■通常通过U接口来连接外线（局线），S/T接口供用户连接其数字设备。

NT2：

■NetworkTermination2：网络终端2。又称智能的网络终端

・可以完成交换和集中的功能（1-3层全部功能）如：ISDN用户交换机、集中器和局域网

■一般家庭用户不使用。

TE1：

■TerminationType1

■1类终端设备，又称ISDN标准终端设备，是符合ISDN接口标准的用户设备。

-用于ISDN中的声音、数据或其他业务的输入或输出。

■如：数字电话，4类传真机等。

TE2:

■TerminationType2

■2类终端设备，又称非标准ISDN终端设备，是不符合ISDN接口标准的用户设备。

・需经过终端适配器TA的转换，才能接入ISDN的标准接口(S参考点)。

TA：

■TerminalAdaptor,终端适配器

・提供两个模拟接口，用户只需在TA上接上普通电话即可在ISDN线路上进行话音通信,

还可接上传真机等现有传统设备，在实现数据通信(接入因特网、电脑互连等)的同时进

行语音通信的功能

B信道：

•用于传输声音、视频或高速数据

■以64kbps的速率传送数据

■电路交换：相当于电话网中的数字交换连接。但呼叫建立过程是用公共信道信

令D信道信令完成的。

・分组交换连接：可以用来将用户连接到分组交换节点，用户通过向B信道上发

送X.25分组信息来和另一个用户通信。

・半固定连接：等效于租用线路。

D信道：

・采用分组传输形式。

■主要用于传输控制信号，如建立和终止B信道的通信，检查是否有可用的B信道，提

供一些有用的用户信息(如对方电话号码等)。

■没有信令信息传送时，可传送分组数据或低速遥控遥测数据。

■速率：16kbps或64kbps

H信道：

■传送高速用户信息，如高速数据、图像、分组等。

■标准速率

■H0信道：384kbps

■H11信道：1536kbps(适用于PCM24路系统)

■H12信道：1920kbps(适用于PCM30/32路系统)

RRI接口：基本速率接口

・2B(64kb/s)+D(16kb/s),144kb/so时分复用在一对用户线上。

・再加上帧定位，同步及其它控制比特，基本入口S参考点的速率达192kb/s。

-为个人用户设计，包括居民用户和小型办公室用户

■可通过一个物理接口同时进行话音和多种形式的数据通信

RRI接口；一次群速率

・为满足有大量通信需求的用户，如装有PBX或LAN的办公室用户。

■」匕美：1.544Mbps,如23B+D(64kb/s)

■欧洲：2.048Mbps,如30B+D(64kb/s)

・ITU承认R信道数较少的一次群速率入口，如nB+D(n<=23,30)。

・业务量较大的用户可以用多个一次群速率入口和网络相联，这时，一个入口上的D信

道可能满足全部信令要求，因而其他入口上就不再需要D信道，可以只包含B信道。

ISDN的业务：

■承载业务：单纯的信息传送业务，与用户终端类型无关，如电路交换的承载业务和分组

交换的承载业务等

・用户终端业务:各种面向用户的应用业务，如数字电话、四类传真、数据通信、视频通

信等

・附加业务：在承载业务和用户终端业务基础上附加的业务性能，不能单独存在。如主叫

线识别、呼叫转移等。

作业：

什么是ISDN?它的主要特点是什么？

■图示ISDN的基本结构功能。

■根据ISDN用户网络接口UNI的参考模型，说明ISDN用户接口应该具备的功能。

・画图说明ISDN的协议结构。

67现代通信网络3・ATM

B-ISDN

■宽带综合业务数字网(Broadband-IntegratedServiceDigitalNetwork)是一个全新的网

络，能够为不同的业务提供高速信道

・采用光纤作为传输介质

・ITU-T建议采用ATM作为信息传送方式

ATM的分层结构：

・物理层

・由传输会聚和物理介质两个独立子层组成。完成信息传输的功能。

・ATM层

・包括AIM信元结构，由AIM论坛定义的各种类型的网络接口及AIM爻换功

能构成。

■ATM适配层(AAL)

・针对各种不同的业务，提供各种业务类型、业务参数和各自的业务质量说明。

ATM层：

通过ATM网络对信元进行交换和多路复用。

■ATM交换的基本概念

■ATM交换机的地址翻译

VC(VirtualChannel)：虚信道

■是一个描述ATM信元传送能力的概念

■由VCI(VirtualChannelIdentifier)标识

VCC(VirtualChannelConnection)：由多段VC链路衔接而成

■VP(VirtualPath)：虚通路

■一束具有相同端点的VC链路

■由VPI(VirtualP