通信网期末复习课件(业务网部分)

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1、通信网,期 末 总 结 业务网部分,本课讲述脉络：先分层，再分类,第1章 概论 第2章 现代通信网基础技术及其发展 第3章 电话通信网 第4章 数据通信网 第5章 图像通信网络与系统 第6章 宽带综合业务数字网 第7章 接入网（有线接入，无线接入） 第8章 支撑网（信令、同步、网管） 第9章 下一代通信网络,基础知识,业务网,传输网,支撑网,1、固定电话网的等级结构，以及图示（作业3-4） 2、移动电话系统的组成，系统图（作业3-7） 3、掌握数字移动电话网的组网方式与PSTN的关系（作业3-11） 4、GSM网移动性管理的意义，移动性管理在GSM协议栈中的位置。 5、CDMA的特点,1、数据

2、通信的特点 2、掌握数据通信网的各个性能指标的意义。 3、改善这些指标的方法,1、分组交换的原理、工作方式、网络组成、各部分功能、协议标准（包括4-4，但不限于此） 2、DDN的特点（4-6） 3、计算机通信网的组成、各部分功能，计算机网的分类（4-10） 4、局域网的工作原理，采用的协议标准 5、IP网的TCP/IP协议模型。IP地址格式与分类。 6、VOIP的工作原理与系统要素（4-16、4-20）,1、图象通信系统的组成，各部分的功能 2、视频压缩技术的原理和国际标准 3、视频会议系统的组成,1、ISDN的概念辨析 2、ISDN的信道类型和接口结构 3、B-ISDN与N-ISDN的区别,

3、电话通信网,要求： 1、固定电话网的等级结构，以及图示（作业3-4） 2、移动电话系统的组成，系统图（作业3-7） 3、掌握数字移动电话网的组网方式与PSTN的关系（作业3-11） 4、GSM网移动性管理的意义，移动性管理在GSM协议栈中的位置。 5、CDMA的特点,电话通信网的分类, 按通信传输手段分 有线、无线、卫星 按通信服务区域分 农话、市话、长话、国际 按通信服务对象分 公众、专用 按通信传输处理信号形式分 模拟、数字 按通信活动方式分 固定、移动,固定电话通信网（PSTN）的网络结构,为公众提供电话业务而建立和经营的电信网称为公众电话网（PSTN）。 固定电话网通常分为： 1、本地

4、电话网（Local Netwok) 本地网是指在同一个长途编号区内，由若干个端局和汇接局及局间中继、长市中继、用户线、电话机等要素所组成的电话通信网。 2、长途电话网（Tall Network),我国固定电话通信网分级结构示意图,本地网的2级结构,移动电话通信系统,移动电话通信系统组成 移动电话通信系统由移动通信交换局（MTX）、基站（BS）、移动台（MS）及局间和局站间中继线等要素组成。,移动电话通信系统组成示意图,数字移动电话通信网组网方式,模拟移动电话通信网选用的是与公众电话交换网（PSTN）混合组网的方式； 组建全球移动通信系统（GSM）数字移动通信电话网时，选用了独立建网的方式。,从

5、长期考虑经济合理 便于网络统一管理和计费结算 有利于移动电话业务的发展,优点,数字移动通信网与PSTN的关系,模拟移动通信网是PSTN网的一部分，而GSM数字移动通信网与PSTN网相重叠。 PSTN有它的国际出口局，而GSM数字移动通信网却无国际出口局，国际间的通信仍然还需借助于公众电话网的国际局。,GSM系统总体结构及子系统功能,GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分有移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）。,GSM网络各个子系统功能,（1）移动台（MS） 移动台是移动网的用户终端，它包括移动设备（ME）和用户识别模块（SIM）。,GSM数字移动电话机必须装上此卡方能使用。

6、它在一电脑芯片上存储了数字移动电话客户的信息，加密的密钥等内容，可供GSM网络客户身份进行鉴别，并对客户通话时的语音信息进行加密。,GSM网络各个子系统功能（续,（2）基站子系统（BSS） 基站子系统负责在一定区域内与移动台之间的无线通信。包括： 基站收发台（BTS） 基站控制器（BSC）,BTS包含与移动台通信的天线和收发器。也进行信号强度的测量。,BSC管理一个或多个BTS的无线电资源；处理频率信道的建立和切换。,每个BTS通过BSC与移动交换中心进行通信；BSC在无线信道段和交换段之间提供了接口。,GSM移动性管理,在移动通信网络中，为了使移动台之间能够通信，保证移动台在移动过程中保持与

7、固定节点或移动台的连接，网络需要跟踪移动台并为移动台提供服务。 移动性管理（Mobility Management) 是支持移动台在整个网络覆盖范围内无缝移动，使移动台能够连续不断地从网络获取服务的一种技术。,移动性管理的两个基本功能,1、位置管理（Location Management): 使移动通信网络能够跟踪及定位移动台。,2、切换管理（Handoff Management): 维持移动通信网络与移动台连接的持续性。,GSM信令堆栈,GSM各个子系统之间必须通过交换信令信息来协调它们的动作。GSM信令堆栈正是为这个目标开发的。,GSM信令协议栈分为三层： 第一层：对应物理层 第二层：对应

8、数据链路层 第三层：对应应用层。它被分为三个子层： 无线电资源管理RRM 移动性管理MM 呼叫管理CM,这些层/子层的不同子集出现在GSM网络的不同元素中。,重要,CDMA蜂窝移动通信网的特点, 系统容量大:采用码分多址， 保密性好：系统的鉴权、数字格式、扩频处理等通话保护措施，可提供最佳的保密特性，防止通信过程中的盗听和手机密码的盗用。 软切换：通话不易中断。系统自动跟踪多径信号和软切换技术，大大降低切换掉话的可能性，这将非常有利于用户在移动过程中通话和数据传输。 软容量 频率规划简单,数据通信网,基本概念,要求： 1、数据通信的特点 2、掌握数据通信网的各个性能指标的意义。 3、改善这些指

9、标的方法,数据通信：,按照现代通信的定义，凡是在终端以编码方式表示信息，并用脉冲形式在信道上传送信息的通信都叫数据通信。 数据通信就是为计算机之间以及各计算机和各终端之间提供传输、交换信息的手段。 从广义而言，数据通信也就是计算机通信，从而形成的数据通信网也就是计算机通信网。,数据通信的特点,与电话通信相比，数据通信有如下特点： （1）数据通信是人机或机机通信，计算机直接参与通信。 （2）数据传输的准确性和可靠性要求高。 （3）传输速率高，要求接续和传输响应时间快。 （4）通信持续时间差异大。,信息传输速率 bps(bit per second) 用C表示,符号传输速率波特（Baud） 用B表

10、示,两者关系C=Blog2n n是符号的进制数,主要质量指标,1、各种工作速率,数据通信网的指标是围绕传输的有效性和可靠性来制定的：,有效数据传输速率 bps(bit per second) 可以准确描述数据通信系统中有效负荷（有用信息）的传输。,DTR=N/T,主要质量指标,N：信宿所接收到的有用信息位数 T：传输N位信息所用时长,主要质量指标,2频带利用率 = 信号传输速率/频带宽度（Baud/Hz） 3可靠性 可靠性可用差错率来表示。 误码（字符、码组）率=（接收出现差错的比特数/总发送的比特）100,主要质量指标：吞吐量,定义： 吞吐量是指在没有帧丢失的情况下，设备能够接受的最大速率。

11、单位=Mbps,辨析： （链路的 ） 传输速率 vs 吞吐量 传输速率： 链路上每秒所能传送的最大比特数。 吞吐量：实际链路中每秒所能传送的比特数。 我们倾向于用“吞吐量”一词来表示系统的测试性能。这样，因为实现受各种低效率因素的影响，所以由一段带宽为10Mbps的链路连接的一对节点可能只达到2Mbps的吞吐量。,主要质量指标：时延,时延：从发送端接收到第一个字节数据到接收端串口输出数据的第一个字节所需要的时间。 传播时延：指信号在物理介质中传输所花的时间。 传送时延：指发送一个报文或分组所需要的时间。这个时间与所用的线路传输速率和信息格式有关。 节点时延：指节点交换机转发接收到的报文或分组所

12、需要的处理时间。,总时延,数据通信系统的组成,不仅包含信号的传输，还包括其它因素。,数据通信系统包括 物理传输电路和网络 为支持数据通信功能所需要的硬件和软件 将用户设备接入传输网络的接口标准 差错检测和恢复的规程 为保证有序地交换信息所需要的各种协议/规则等。,对比通信网的组成,接插件的物理属性 对电信号交换的的控制协议,如Modem:V.24,数字设备-模拟信道：V系列协议 数字设备-数字信道：X系列协议,差错控制：数据传输的完整性,三种基本的差错控制模式： 信息反馈： 非自动的，用于异步传输模式,前向差错控制（FEC）： 在接收端纠错，无须重发；但发送的分组中必须有充足的冗余位，增加了接

13、收设备的计算负担。同步传输模式，不常用。,判决反馈（ARQ）： 对发送分组的内容进行某种函数计算并与分组一同发送，接收端重新加以计算，并将结果与发送端的校验值进行比较，若二者一致，就返回“认可”信号，否则就返回“否认”信号给发送端，以便重新发送此分组。降低网络吞吐量，易受网络影响。同步传输模式，经常使用。,数据格式,数据格式化是通信协议的重要组成部分,数据格式使接收端能在逻辑上确定对数据进行何种处理和如何处理。 数据格式包括代码类型、报文长度、保证传输确认的技术。 数据格式通常涉及到数据的头部、正文、尾部。实际的数据内容在正文域中，头部和尾部都是额外开销，但在支持数据内容成功传输方面，它们的作

14、用非常关键。,分组 数据块 帧 信元,链路控制协议,其作用是保证跨接于一条本来就不太可靠的信道上的两个独立设备之间有秩序、可靠地交换信息： 正确地到达目的地 对流量要进行有效控制 对分组和报文施行同步和差错控制,常用： 基本型 高级数据链路控制协议（HDLC）,数据通信网的安全性,物理安全性 鉴权 授权 端口安全性 传输安全性 加密,安全性,数据通信网的分类,数据通信网大致分为以下几个业务网： 数字数据网（DDN）、 分组交换网（X.25网）、 帧中继网、 ATM网、 互联网,各种数据通信网,什么是分组交换？,分组交换实质上是在“存储转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。 分

15、组交换将用户传送的数据拆分成多个一定长度的数据段，在每个数据段前加一个标题（头文件）后组成一个个数据包（分组）。 分组头中的地址标志指明该分组发往何处。在路径上的每个节点，把来自用户发端的数据暂存在分组交换机的存储器内，再由分组交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发到目的地，再去掉分组头，将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。 分组交换利用统计时分复用原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路(V.C)，实现数据的分组传送。,分组的形成及格式,分组交换网基本结构,分组交换网主要由7个部分组成： 节点交换机 数据终端 分组拆装设备：是对

16、待发、待收的信息进行拆分整合，使之满足分组交换网传输及处理需要的设备。 远程集中器 网络管理中心 传输线路 调制解调器,作业4-4,高速或中速线路,远程集中器连接示意图,分组交换业务适用范围,组建管理信息网：成本低、组网灵活、易于实施、适合不同机型、不同速率终端互联。 进行实时业务处理：证券行情发布、户籍管理、民航订票，银行电子化营业系统。 数据库查询,低速业务：64kbit/s,分组交换的工作方式,有两种工作方式： 数据报： 每一个数据分组独立处理，独立寻址，有一定延时。 虚电路： 网络节点在呼叫建立期间为数据一次性选择路由，不需要为每个分组选择路由，且同一篇报文的分组沿同一逻辑电路传输。延时较小。,与电路交换的区别？,分组交换网,进行分组交换的通信网称为分组交换网，工作原理如图。,X.25建议,ITU-T的X.25建议即“用专用电路连接到公用数据网上的分组式数据终端设备(DTE)与数据终接设备(DCE)之间的接口”，是分组数据交换网中最重要的协议之一，