现代传输网及其无线通信原理

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1、1 第二章 数据通信业务 2.2 数据通信的业务（功能结构） 热点之一 移动数据业务的测试 n新型移动网络的业务质量保证 n完善的接入网络基础设施“IT” n必须的无网信号覆盖条件“运营的投入” n对等的无网接入终端移动DTE“用户的投入” 2 热点之二与其他行业的强强合作 n最新业界消息 n通信业新业务,高速终端,行业域间通信 nIT业制式升级,移动APP,定固、定制DTE n非专业的、行业内OEI的深入了解 n专业的行业 n新行业、新产业的 n评估业务需求、专业培训业、商务(广泛的技术支持、) 3 4 2.2 数据通信的业务 n数据通信的基本概念 n所谓数据，是指能够由计算机或数字设备进行

2、处理的，以某种方式 编码的数字、字母和符号。利用电信号或光信号的形式把数据从一 端传送到另外一端的过程称作数据传输。而数据通信是指按照一定 的规程或协议完成数据的传输、交换、存储和处理的整个通信过程 。 n数据通信业务 nDDN业务 n帧中继 nISDN业务 nATM业务 n传真存储转发 n虚拟专用网业务 n电子数据交换 数据网功能结构 (补充) 新业务? 5 数据网功能结构 -通信网的垂直分层、水平分级概述 6 数据网功能结构 通信终端切入 n数据网主要用于传输和交换用户信息，它是网 络逻辑功能的集合，要求具有严格的实时性。 n在任何时刻，任一点上的功能，表示当前信息由特 定输入端透明通过传

3、输网，到其特定输出端的一定 连接状态。 n只要不超过允许的数据误帧率，信息能基本可靠地 由输入端送到输出端。 7 管理 监控功能 SSoftware HHardware S/H 输入 功能 集合 H/S 广义 传送功能 H-S 输出 功能 集合 H/S 广义数据传送与管理功能 8 数据网络的层网(子层)划分 n多层结构 n层网：含互为相容的输入输出功能集，是节点、链路、 一组完全同类型的访问点的逻辑实体。 n特征信息：信息表达。 n输入输出端（口）：接入点； n细分：(特定速率集)功能块。 n网络连结性 n从输入到输出,横跨层网,透明转移信息的传输功能。 9 连结方式 几种方式 n单向连结 n

4、双向连结（单工、半双工、全双工） n（适配、变换方式） n层网间需要数据接口适配器 n点对多点 n需聚合机构 10 网络拓扑 n层网拓扑描述网中节点集间的连接关系。 n一个层网可被分解成若干个子网及其连接链路。 n层网子网链路子网； n每个子网可进一步分解为用链路互连的小子网。 n一个子网为同一层网中的节点集； n子网可与层管理进程进行互操作。 n一条链路表示一个子网中的节点集与其拓扑邻接的 另一个子网中节点集之间的连接关系。 11 层网关系及其适配 入 端 部 分 出端 主体 部分 适配原理示意 接口部分 处理部分 其他 12 电信与数据网 是多协议网络 n正如ITU-T G.803建议描述

5、，电信网是一种十分复杂的网络 ，对它的描述可以随考虑的目的不同而有多种描述方式。 n数据网络基于电信网络。 n构成电信网的各种功能可以分成两大功能群： n传送功能群将任何电信信息从一点传至其它点； n控制功能群实现各种辅助服务与操作和维护功能。 13 n数据传送网将用户信息双向或单向地从一点转移到其它点 。 n传送网也可以转移各种类型的网络控制信息，诸如它自身需要的以 及控制功能群需要的信令与操作和维护(OAM 一帧中有48个帧定位比特。 nB1、B2、B3为误码监测字节,其中： nB1: 再生段误码监测，偶校验的比特间插奇偶校验8位码 (“BIP8”码); nB2：复接段误码监测，“BIP2

6、4”码； nB3：通道误码监测。 32 补充SDH管理网 n1管理网组织模型 nSDH网络管理采用多层分布式管理。每一层都有预定量级 的网络管理能力。组织模型的低层(见图9.1)包含了提供传 输业务的SDH NE。NE中的管理应用功能(MAF)能与对等 的NE和中介装置(MD)操作系统(OS)通信并向它们提供 管理支持。 n在每个实体中经消息通信功能(MCF)提供通信过程 。 n每个实体的MAF可以只包含代理或只包含管理者，或者 代理和管理者都包含。包含有管理者的实体可以管理其他 的实体。 33 三级(NC/EM/NE) ， 参图1-20 (P.26) 34 SMN、SMS和TMN之间的关系

7、nSMN、SMS和TMN之间的内部关系示于下图 。 【参考资料】 陈云志等编著，SDH&WDM设备与系统，人民邮电 出版社，1999年11月第一版 更详尽的 图示见下 页。 35 36 n在单个物理接口上可以提供逻辑上独立的管理通信。下图给出 了这种情况下在MCF中使用Q接口实现的管理通信的范例。 NE1/MO1NE2/MO2 37 典型系统 Lucent ITM-2000 下面介绍SDH综合传输管理系统的组成及结构。 nITM-2000系统由ITM-2000网络管理模块(NM)、ITM -2000子网控制模块(SC)和ITM-2000DXC管理模块 (XM)等部分组成。这几个模块分别实现网络

8、管理层和 单元管理层的功能: ITM网络管理模块(NM)实现对整个SDH网的网络管理功能 ITM于网管理模块(SC)实现对SDH ADM及终端设备的单元 管理功能 38 39 子网控制模块(SC) 网络管理 模块(NM) SNMP与TMN nSNMP (简单网络管维协议) n源于计算机局域网LAN n版本V3，v4 n多数基于UNIX, 如OpenView等 nTMN n曾经”七国八制”,1990s初期 n电信网络的运维协议 n源于CCITT和ITU 40 移动终端与 地面移动通信网 络 2G/GPRS3G 的协议过程、网 络融合 2G,3G融合,涉及的移动有关的 MAP信令应用部分(SS7)

9、及原理 2G3G的信令互通原理 nCome From NUPT References 41 “会话” 结束 开始- 用户PDU 请求 (如拨号) “握手” Req.Resp. MAP寻址认证 “握手”协议 过程 Req.Resp. 移动终端MS 接入“消息”协议过程 . MAP 42 MAP信令过程 43 信令接入的传输控制层TCAP 44 45 46 47 48 49 50 7#信令监测系统 -互联互通示意图 51 From Paper (in chinese) 2G,3G,4G的不断演进 52 2G 3G/IP/MobileIP 4G GPRS 基础网络设施 53 2.3 多媒体 通信业务

10、 54 通信业务及其类型 1.分配型业务 2.交互型业务 l会话型业务 l消息型业务 l检索型业务 通信业务对网络的要求 1.具有足够的传输带宽 2.多媒体通信的实时性要求 3.支持点到点、点到多点和广播式通信 4.支持对称和不对称连接方式 5.在一次呼叫过程中可修改连接的特性 6.呼叫过程中可建立和释放一个或多个连接，多个 连接间应保持一点的同步关系 低速(CS型)高质量编码H.264 n编码特点(简介) nGOP的灵活设置 n1x4,3x3,4x1等 n3类质量选择:基本型、增强型、分层数据 n可选速率 nGOP有关 55 56 2.3 多媒体通信业务 n多媒体指多种媒体之间在时间与空间上

11、都存在紧密联 系，具有同步性与协调性。 n多媒体的关键特性在于信息载体的多样性、交互性和 集成性 n多样性体现在信息采集、传输、处理和再现过程； n交互性和集成性体现在所处理的文字、数据、声音、图 像、图形等，是一个有机整体。 n可控性体现在，使用者对信息处理的全过程能进行完全 有效控制。 定义 57 2.3.1 多媒体通信业务及其特点 由视频、图像、音频、数据等多种媒体组成。从不同的角度 ，可以将其分成不同的业务类型。 n1、多媒体通信业务及其类型 n由业务的应用形成来划分：分配型业务、交互型业务。 n（1）分配型业务 n广播业务不由用户参与 n可由用户参与控制型广播业务，信息体(如帧序列)

12、循环提供给用户 图文电视、远程教学、电子广告、 新闻检索、软件发布等 58 n会话型业务 n以实时(非存储转发)端到端的信息传送方式，提供用户和用户或 用户和主机之间的双向通信 n消息型业务 n经存储单元，用户和用户之间的通信（转发）。如存储转发、信 箱、或消息处理功能（如信息编辑、处理和变换） n检索型业务 n如面向公众使用、根据用户需要向用户提供 （2）交互型业务 新业务 定义 可视图文、图形图像检索、 文件检索、数据检索等 59 2、多媒体通信业务对网络的要求 n（1）传输带宽要求、信息压缩措施 n数据量大；压缩以损失原始数据信息量为代价，业务质量有一定影响；对通信 网的传送能力要求高。

13、 n（2）实时性要求 n除与信息编解码有关外，还与网络速度、通信协议有关。 n如 n语音传输最大可接受延迟 0.25s n分组交换分组间最小延迟应小于 10ms n实时性影响因素：采样、编码、数据包组装、传输、缓存、解析包、译码、在 用户终端上的表现（可靠、保序）等；所以传输管理较复杂。 n（3）点到点、点到多点和广播式通信(单播与多播) n（4）其他 对业务的 时间粒度 定义 60 2.3.2多媒体通信技术规范与标准 n不断有新技术出现，如WebTV。标准化的有： n1、MPEG-1标准VCD n1.52.0Mbit/s数字存储媒体 n2、MPEG-2标准DVD n完整标准体系 n第一部分

14、系统。说明系统编码层，定义复接结构、实时同步方法 n第二部分 视频。说明编码格式，图像重建的解码处理过程、实现方法 n第三部分 音频。说明编码表示方法 n第四部分 一致性测试。说明检测编码流特性的过程，上述三部分的测试方法 61 62 nMPEG-2标准 n数据码流类别 n传输码流 TS（Transport Stream） n节目码流 PS（Program Stream） n传输码流包大小 n130192个字节范围 n传输码流包头部：4字节 （可加密/使用密钥原理） n码流复接 （见图2.6, MPEG-2 系统层简要框图） n(其他见补充) MEPG2的典型应用 n视频通信与视频终端 n传输

15、终端 n单机终端 (模块通信) 63 Mpeg-2 终端 nDVB-T, DVB-S, -X nipTV,CATV nH.264等 64 65 n3、MPEG-4标准 范例：基于ARM的MPEG4视频解码器 66 表2 优化前解码过程的特征信息 各单元名称各单元所占时间比例/% IDCT40 逆量化，逆扫描和逆预测24 数据分析和变长解码14 Easy ARM2200开发板 (ARM7TDMI的体系结构, 15fps的MPEG4视频解码 ) 67 n4、多媒体信息交换标准 n在多媒体系统中，多媒体信息的产生、处理、存储、传输以及重 现涉及许多环节。 n多媒体信息交换标准 - MHEG（Multimedia Hypemedia information coding Expert Group） n多媒体和超媒体信息编码小组，涉及编码表示、存储、LAN接入、远 程通信网或广播网等操作的服务与应用。 新型Web视频标准 n与支持Video业务的新HTML语言 nHTML5 68 69 本章小结 n通信系统与物理媒介、传输网结构、交换方式 有关 n范例SDH TMN介绍 n媒体编码技术、应用技术的核心模块理解