第七章通信网基础.ppt

1、通信技术基础，主编：宝明王钧铭，主审：宫锦文，新世纪高职高专通信系课程修订教材国家级精品课件辅助教材，大连理工大学出版社，7.1通信网分类及通信网拓扑结构，通信网是指一定数量的节点(包括终端设备和交换设备)和连接节点的传输链路相互有机组合传送单元3360是网络链路，交换单元3360是网络的节点，终端3360是信息的发送者和接收者，通信网络的拓扑：拓扑与通信网络中的各节点设备(计算机及相关通信根据各节点在网络中的连接形式，通信网络的拓扑通常分为总线型、环型、星型、树型、网格型(或网格型)和复合型6种结构。 (1)在通信建立期间，网络型(Mesh )网络或网络型网络的特征在于，各用户终端之间通过直

2、接通信链路连接，并且各用户终端之间通过直接通信链路连接线路数：N=n(n-1 )、网络型网络、(2)星型网络、星型网络需要各用户终端经由转送中心连接，和网络型网络相比节省更多通信链路的中继设备，中继设备星形网络、(3)环型(Ring )网络、环型网络是环型网络的拓扑结构封闭的环状，具有传输线路短的特征的初始安装比较容易，故障的诊断比较准确，适用于光纤系统环形网络、(4)总线型(Bus )网络、总线型网络有以下特性的智能用户节点，设置简便，可靠性高，新终端方便，采用分散控制，管理困难，故障诊断和隔离定困难。 总线型网络、(5)复合(Compound )网络、复合网络的特征如下：适用于由两种以上的

3、网络组合而成的大型网络。 (6)根节点(或父节点)，其特征在于，复合网络、街道网络、网络内的各节点设备使用分层结构相互连接的逆树结构(也称为分层集中型网络) 因为通过与其本地的其他节点或父节点进行信息，所以树网络中除“叶”节点(末端)以外的所有根节点和子节点都是转发节点。 树网络、不同拓扑的网络特征、7.3通信网络中的各种技术7.3.1信号交换、定义：在通信网络上的各用户之间进行通信，网络上的设备根据用户的请求选择通信对方，这就是信号交换。 分类：线路交换、消息交换、分组交换。 另外，信号交换分类、电路交换(电路交换)在信息(数据)的发送侧和接收侧之间直接建立通信双方专用的临时路径，其他用户在

4、双方的通信完成之前不能占有。 优势：没有其他直接连接到物理链路的用户干扰，没有非传输延迟的缺点：路径创建时间长，线路利用率不高。 注：面向连接的专用物理链路面向连接的服务有三个过程。 建立连接数据传输移除连接提供“可靠的服务”。此方法可以传输大量数据的消息，包括：传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输、传输。 信息上写着住宿的地址。 当将此分组发送给网络时，接收到的节点首先存在于该节点处，并且接下来根据汇的地址，在寻找合适的路由中将消息转发到下一节点。 将经过上述多次

5、积蓄传输，直至汇的一次数据传输完成，这种节点积蓄转送数据的方式称为消息交换。 在消息交换中，消息从一个节点沿路径发送到下一个节点，整个消息由每个节点接收和存储，然后发送到下一个节点。 如果其中一个链路不可用，则可以在该链路前面的节点上等待。 注意：无连接存储-基于传输机制的消息交换不需要像线路交换那样建立专用通道。 消息交换1 .优点：中继电路利用率高，可以在不同速率和协议终端之间进行通信。 2 .缺点：延迟大，占用大量内存和外部存储。 3 .应用：要求短消息实时性的用户。分组交换、分组交换是数据量有限的消息交换，即，将一个大分组分成几个小分组(通称分组)，每个小分组的长度恒定，并且以消息交换

6、方式进行数据交换。 消息交换对一个数据包的大小没有限制。 例如，要传输文档，不管文档多长，都是一个数据包，消息交换一次传输(消息交换需要每个节点有足够的存储空间)。 另一方面，在分组交换中，限制一个分组的大小。 为了区分这两种交换方案，将小分组(即在分组交换处的数据传输单位)称为分组。 分组交换(分组交换)、分组的组合将在发送端发送的消息在每个短分组块中追加具有控制信息的标题构成分组(分组)，将各分组依次发送给接收端来剥离标题，提取数据部分，或消息、标题、标题数据报(Datagram )和虚拟电路(Virtual Circuit )。 数据报：这种方式与报文交换非常相似，是无连接型的服务。 每

7、个数据包的标题都包含数据包的最终目的地及其在报告中的位置。 与虚拟电路的包头不同，不包含路径的信息。 当包通过网络移动时，每个节点进行路由。 每个节点读取数据包标头中的目标信息，立即选择最佳路径，并将包发送到下一个节点。 在最后一个节点，组成消息的所有其他包都到达，并存储包，直到按标题中的顺序进行排序为止。 每个分组在网络内的传输路径和时间完全由网络中的特定情形随机确定。 因此，宿接收的包的顺序与源发送时不同，有可能先发，有可能后发。 这要求宿具有对分组进行重新排列的能力，具有该功能的设备被称为分组拆装设备(PAD，packetassemblyanddisassemblydevice )，通信

8、双方各有一个。 在数据报中，每个数据包必须包含端点地址信息。 由此，分组交换机独立注意各数据分组的路径：无连接基于“存储-转发”虚拟电路：1.概念：虚拟线路类似于传统的线路交换。 首先，源向第一个节点a发送调用请求数据包，节点a继续转发到第二个节点b，最后转发到目标。 目的地将呼叫响应数据包返回到源。中间需要存储转移。 2 .注意：虽然面向连接，但是与线路交换的不同是占有逻辑链路。单独占有注意：连接，存储传输方式，数据报和虚拟电路不是对比： (1)数据报省略了呼叫的建立和删除过程，只传输少量的数据包，就是数据标签(2)在数据报方式中，每个数据包分别独立地在网络中传输，因此数据包不一定按发送时的

9、顺序到达网络终点，所以必须在网络终点重新排列数据包。 另一方面，在伪电路的方式中，数据包按照所建立的路径顺序通过网络，在网络的终点不需要对数据包进行重新排序。 (3)在数据报方式中，针对每个数据分组独立地搜索路径，因此单个数据分组的传送延迟很大。 另一方面，如果建立了伪电路，则各个数据包的传输延迟变得非常小。 (4)数据报方式对网络的适应力强。 我们班接到通知，“明天早上，在古平岗老校区集合！ “线路交换：公安封锁了道路，给我班提供了“专线”，等我班通过了再撤。 消息交换：全班同学集体行动，坐公共汽车去古平岗。 仙林校园-165路-45路-古平岗校园小组交换的“虚回路”:班长去“探路”，到达目

10、的地后立即发邮件通知路线，全班同学按订划行动。 分组交换的“数据报纸”:全班同学各自分开进行，是“死胡同”。 (学号分组号)、异步转移模式、以及ATM交换方案是高速分组交换，但是它们不仅简化了控制、提高了速率分组交换，而且还进行了一些电路交换，以满足实时服务的要求ATM改善了线路交换的功能，使其能够灵活适应不同速率的服务。ATM改善了分组交换功能，满足了实时性业务的要求。 因此，ATM交换方式可视为线路交换方式和分组交换方式的结合。 电路交换方式适用于电话服务，分组交换适用于数据服务，ATM同时适用于电话服务和数据服务，也适用于其他服务。 在7.3.2频分复用(FDM )中，在基带信号已经调制

11、了载波之后，其频谱在载波的两侧移动到载波，所述载波频率不同，且调制后的频谱的位置也不同。 利用调制方案的这种特征，可以将多个基带信号(例如，声音信号或数字基带信号)调制到频率轴上的不同位置，使得它们重叠(例如，调制、放大等)并且可以在一个信道上传输。 在接收端，用不同中心频率的带通滤波器进行分离，用各自的解调器进行解调，复原原来的基带信号。 这样通过一个信道实现复用信号传输的技术称为频分复用(FDM )。 一些信道具有很宽的频率范围，但用户的信息带宽很窄，如果使用这样的信道传输用户的信号，显然会浪费频率资源。 在这种情况下，一个信道可以分为每个频率多个子信道，并且一个载波分配给每个信道以传输一

12、个用户的信号的系统可以称为频分复用(FDM )。 在采用频分复用方案的情况下，数字基带信号需要通过调制将频谱移动到对应的子信道。 图中的n路基带信号分别利用低通滤波器来限制带宽，然后将频率f1、f2、fN的载波发送到对应的调制器并进行调制。 在各载波之间存在一定的频率间隔，使得调制波的频谱不重叠。 组合器可以在一个信道中混合多个调制波形，并将该复用信号作为一个路带信号对高频载波fC进行调制，最终送入一个信道。 上述配置的框图对应于发送单元。 解调器对接收到的信号进行解调以得到频分复用信号，利用分波器将复用信号分别发送到中心频率为f1、f2、fN的带通滤波器。带通滤波器的中心频率设为发送侧的每个

13、载波的频率，其可以对传输期间引入的干扰与其它信道的信号进行滤波，以输出相对简单信道的调制信号。 最终，每个解调器解调各个信道上的信号以恢复原始基带信号。 频分复用在模拟通信系统上多用，能够实现多层频分复用。 下图表示卫星通信用的CCITT900电路主组的各级的频分复用的情况。 一个CCITT900路主群由15个超群构成，每个超群由5个基群构成，每个基群是12个语音基带信号的合成，总信号数为15512=900路。 各信号的频率范围为3003400Hz，900电路主组的频率范围为308kHz到4028kHz，带宽约为4MHz。 另外，2时分复用(TDM )为什么进行时分复用的大型数字通信系统具有高

14、信息传递率，但由于单用户所需的编码率并不那么高，所以在数字通信中复合复用信号，有时使用相同的通信系统(或传输信道)进行传输。 由于数字信号在时间上具有离散的特征，所以能够时分传输多径信号。 时分复用是指将信道的工作时间以一定的长度进行分段，将各段称为1帧，将1帧分割为多个时隙。 用户的信号在各帧中占有分别预先分配的时隙。 由此，能够在同一信道内的不同时间传输多径信号。 图中，圆弧是导电片，箭头是弹簧片，左机构是多路复用器，右机构是谣言多路复用器，两者以相同速度旋转。 把a、b、c称为发送三个信号的用户，把a、b、c称为对应的接收用户，把连接到每一个用户的线路称为用户线路，把复用器和谣言复用器之

15、间的线路称为中继线路。、 様式，様式，様式，様式，様式， 第一路径采样、第一路径保持、第一路径代码、第二路径采样、第二路径保持、第二路径代码、第三路径采样、第三路径保持第一时隙(TS0)在偶数帧时取得同步代码固定在0011011，*是备用码元，在奇数帧中传送监视警告信号的第17时隙(TS16 )是传送信令的，每一帧的TS16由4位编码组显示，并且可传送2个信令。 每16帧重构一个多帧，每16帧中的TS16的前4个比特代码组用于传输多帧同步代码，其代码组被固定为0000。 30/32路数字通信系统的总编码率为fA=8000328=2048 kbit/s，30/32路PCM终端，各采样器的开关频率相同(8kHz )，但采样定时不同， 分别在规定的时间内进行采样和编码的TS0时刻和TS16时刻插入同步信号和信令信号的聚合器将各种信号合并后，其输出已经是完全的30/32路PCM复用信号，经由码型转换器(例如HDB3)传送到调制信道。 另外，30/32电路PCM终端，重新整形信道输出的信号，并进行编码型逆变换，然后在分离器中将语音信道编码与其它符号分离。 语音信道码在PCM解调之后，通过谣言复用器分别发送到每个用户。