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1、2.2电信支撑网,目的与要求,本讲的教学目的是通过课堂教学，使学生了解通信系统的基础网络的组成，了解通信系统中传输、交换等网络资源的作用，逐步建立起通信系统物理网络的概念。,2.2电信支撑网,教学要点,本讲的教学的重点是分析通信系统基础网络的组成，分析传输系统的组成以及相关知识，分析常见交换方式的特点及相互之间的区别。,2.2电信支撑网,教学目标,1概念识记： 传输介质 传输体制 复用 电路交换 报文交换 虚电路,2知识技能要点： 了解基础网络的概念 了解传输系统的组成 了解传输介质、几种常见的传输技术体制 了解常见的交换方式及特点,2.2电信支撑网,一、电信基础网简介,电信基础网是一个信息承
2、载平台，电信服务所需的各种信息都是通过电信基础网实现传送的。 电信基础网络主要由两部分组成，即传输线路网与交换系统。 传输线路能传送电通信信号。任何形式的信号载体在传输过程中都存在衰耗、都会受到干扰。 线路资源是有限的，而线路实际传送信息的能力比基本业务传输所需的资源要大得多。 在调制的过程中，通过质量控制措施，为提高传输质量提供了手段。特别是采用数字方式传送，能灵活地通过编码技术进行信息加密、纠错处理，进一步提高了信息的安全性和可靠性。,2.2电信支撑网,一、电信基础网简介,交换设备的主要功能是实现电路的转接或信息的转发。在一般情况下，通信各方不可能是专线相连的，一方面是因为通信线路的传送距
3、离是有限的，另一方面任何通信用户的通信对象不是固定的，必须通过中继、转接的方式才能既保证通信距离的延伸，同时能保障通信网络资源的有效利用。 交换网是利用各种中继电路、链路将分布于各地的交换机连接而成的网络。在交换网络中，有的交换机与用户相连，俗称端局，有的交换机只与交换机相连，根据作用不同，叫法各异，如中继局、汇接局、关口局、长途局、国际局等。端局通过用户电路实现用户接入，通过局间中继与其它交换机相连。 交换方式分两种，一种是电路交换，另一种是数据交换。电路交换需要为通信双方建立一条独立的电路，供用户实时传送信息，通信结束，释放电路。数据交换通过存储转发，将信息在方便的时候送达。,2.2电信支
4、撑网,二、传输系统,电信基础网作为一个基础平台，其主要的功能分成传输部分与交换部分。传输部分包括传输介质、传输体制、传输网节点设备三个层面。 传输介质是信号载体； 传输体制是与信息调制、传送、传输质量控制相关的各种协议与规定； 传输网节点设备是具体实现各种协议的设备。传输网节点设备能实现接入、交换、协议变换、网络状态监控等功能。,2.2电信支撑网,1传输介质,信号需要通过一定的物理介质传播，我们将这种物理介质称为传输介质。 （1）电缆：双绞线电缆、同轴电缆等，特点是通信质量易保证，但成本大，维护困难。 （2）地面微波接力通信：一般将波长为1mm1m的无线电波称为微波 （3）通信卫星 卫星通信的
5、工作频率在微波波段，与地面的微波接力通信类似，卫星通信则利用高空卫星进行接力通信。卫星通信分为高轨道通信卫星和低轨道通信卫星。 高轨道通信卫星：运行在赤道上空约36 000km的同步卫星。位于印度洋、大西洋、太平洋上空的3颗同步卫星，基本可覆盖全球。 低轨道通信卫星：运行在5001 500km上空的非同步卫星，一般采用多颗小型卫星组成一个星网。,2.2电信支撑网,1传输介质,（4）光纤 光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。 光波的波长为微米级，紫外线、可见光、红外线均属光波范围。光纤是一种光波导介质，具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的一种波导结构，它由直径大约为0.1mm
6、的高纯度玻璃丝构成。 光纤具有如下特点： 传输频带宽、通信容量大； 损耗低：实用光纤均为SiO2（石英）光纤，减小光纤损耗的主要办法是提高玻璃纤维的纯度 不受外界电磁波的干扰； 线径细、重量轻、光纤材料资源丰富。,2.2电信支撑网,2传输体制,传输体制的区别主要取决于采用何种传送方式、采用何种交换方式。 信号的传送方式主要分两类，即模拟方式与数字方式。 模拟方式是将信源提供的信号直接转换成幅度随信源信号变化的电信号在网络中传送。数字方式出现之前，模拟通信系统的复用方式是载波通信。目前数字通信几乎替代了极大多数骨干网的模拟传输，但用户接入部分仍有大量模拟电路存在，如用户电话终端是模拟的，所以电话
7、的接入部分是模拟方式传送的。此外，有线电视系统由于用户的电视终端只能接收模拟信号，数字化改造尽管存在着困难，但正在逐步进行中。,2.2电信支撑网,交换方式主要有电路交换方式和数据交换方式。 电路交换方式为通信双方建立一条端对端的信息通道，以便进行同步的、实时的通信，在通信过程中，独占电路资源。 数据交换方式通过数据报、数据分组的存储转发实现异步传送。,2.2电信支撑网,2传输体制：频分复用,频分复用：将多路信息调制在不同载波频率上实现复用的技术叫频分复用。频分复用主要方式，由于采用模拟电信号传递方式，传输衰耗大，载波通信系统每隔一定的距离要通过增音站对传输信号进行放大。在电路复用与分路过程中，
8、需要通过复杂的滤波器屏蔽不需要的信号，不仅过程复杂、设备调试与维护复杂、建设成本大，还会在调制与解调制过程中产生干扰信号。,2.2电信支撑网,2传输体制：时分复用,2时分复用：通过使多路信息占用信道的不同时隙进行复用的技术叫时分复用。时分复用是建立在数字通信的基础上的，将需要传输的信息转化为二进制代码（如脉冲编码调制复用（PCM）设备将模拟信号转化为数字信号）按一定的时序插入传输通道中，进行远距离传递，在接收端按相同的时序分拆，每个用户占用一个逻辑上独立的通路。同步数字序列（SDH）、异步转移模式（ATM）在传输干路上提供了完善的时分复用解决方案，准同步数字序列（PDH）、GSM数字移动通信系
9、统的无线接入技术等，是接入网的时分复用的例子。,2.2电信支撑网,2传输体制：码分复用,3码分复用：在一个正交序列中，通过不同的序列将多路信息在共享信道上传递的技术叫码分复用技术。码分多址（CDMA）已成功地应用于数字移动通信系统中，就复用效率而言，码分多址能提高传输信道的利用效率。,目前主干传输网络是以光缆为主、卫星为辅的数字传输网，同步数字系列（SDH）、异步转移模式（ATM）是最重要的传输模式。SDH、ATM作为信息高速公路成为信息传输网的大动脉，PDH作为一种补充手段，也在接入段、短途中继接力系统中得到应用。,2.2电信支撑网,3传输网节点设备,传输网节点设备的作用是业务的接入、路由的
10、选择与交换等，其主要任务是实现基础网传输电路的调度、故障切换和系统维护。 在以光纤通信传输系统为主的主干传输网络中，主要有SDH、ATM等不同技术体制的光端机，实现传输协议的变换与电路的转接或交叉。数字交叉连接设备（DXC）是传输网络节点的重要部分，既完成业务的接入，又实现电路的转接。 交换机（电路交换、X.25、以太网、帧中继、ATM等）、路由器在电路交换、虚电路的路由重定向上实现传输链路的建立、释放或无连接的存储转发。 PDH、数字微波作为基础传输网络的延伸，用于基本业务的接入，另外，调制/解调设备将来自各种业务终端的信号转换成标准的模式接入传输网络，成为未端网元。由于接入网设备不能提供专
11、用的控制信道，所以无法得到传输网管的控制与维护。,2.2电信支撑网,三、交换方式,交换，在基础网络中扮演了十分重的角色。交换方式在某种意义上决定了业务形式以及网络组织方式。 常用的交换方式有电路交换、数据（报文）交换,2.2电信支撑网,知识链接：电路交换,交换的概念始于电路交换。传统电话网由传输电路与交换机组成，处于网络节点的电话交换机用来完成对传输链路的选路与连接。一次长途通话往往要经过发端局、转接局（汇接局）和收端局的转接才能完成。 交换机的作用是在通话前根据信令将一段段的传输链路连接起来，从而形成主叫到被叫的物理电路（一对实线、一个时隙或频段），通话结束时拆除这条物理电路。我们将这种交换
12、方式称为电路交换方式。电路交换的优点是延时小、实时性好；缺点是通信期间主、被叫间的物理电路被该次呼叫独占，电路利用率低。,2.2电信支撑网,知识链接：数据（报文）交换,数据报（报文）交换：数据报（报文）交换采用存储转发方式。网络节点设备先将途经的数据报完全接收并储存，然后根据数据报所附的目的地址，选择一条合适的传输链路将该数据报发送出去。 报文交换不像电路交换，无需预先为通信双方建立一条专用的电路，因此就不存在建立和拆除电路的过程。由于数据报的传送采用接力方式，任何时刻数据报只占用节点间的一条链路，因而提高了传输效率，但这也造成了报文交换的延时非常长，故主要用在电报交换中。 分组交换：分组交换
13、和数据报交换一样，也采用存储转发方式，但不像数据报交换是以整个数据报为单位进行传输，而是将用户要发送的数据报分割为定长的一个个数据分组（包），并附上目的地址（或标记），按顺序送分组交换网发送，分组交换可以采用两种不同方式来处理这些分组。,2.2电信支撑网,知识链接：数据（报文）交换,报文传输分组交换：报文传输分组交换与报文交换相似，只是将每一分组都当成一个小报文来独立处理，故报文传输分组交换中每个分组均带有目的地址。网络节点设备对每个分组都要根据网络拓扑和链路负荷情况进行路由选择，因链路负荷是动态的，故一个数据报所包含的各分组，可能通过不同途径到达目的地，分组到达终端的顺序也有可能被打乱，这时
14、要求目的节点或终端负责将分组重新排序、组装为报文。,2.2电信支撑网,知识链接：数据（报文）交换,虚（逻辑）电路传输分组交换：电路传输分组交换要求在发送某一群分组前，建立一条双方终端间的虚电路。一旦虚电路建立后，属同一数据报的所有分组均沿这条虚电路传输，通信结束后拆除该虚电路。通过拨号建立的虚电路称为交换型虚电路（SVC）；固定连接的虚电路则称为永久型虚电路（PVC）。 虚电路传输分组交换类似电路交换。电路交换通过将一段段物理链路连接起来，形成一条收发终端间专用的物理电路。而虚电路传输分组交换是通过节点交换机将一段段虚链路连接起来，形成一条收发终端间的虚电路。虚电路的“虚”的含义是只有传送分组
15、时才占用物理电路，不传送分组时允许别的用户占用物理电路。这样在一条物理电路上用统计复用方式可以同时建立若干条虚电路，提高了线路的利用率。 虚电路交换与电路交换十分相似，都需要在通信前建立一条端到端的物理电路或虚电路，结束通信后拆除这条电路，这种交换方式称为面向连接的交换方式。面向连接的交换方式往往需要在相关联的一群分组头上附加一个标记，节点设备根据该标记进行交换接续。,2.2电信支撑网,小结,1电信网分为业务网、传输网和支撑网。 2业务网也就是用户信息网，面向公众提供电信业务，是电信网中最具活力的一个层面。 3支撑网是为了支撑业务网和传输网的正常运行，使全网服务质量能够满足用户要求的网络。 4
16、传输网是通过不同的传输方式为不同服务范围的业务网之间传送信号的网络。,2.2电信支撑网,四、思考与练习,1什么是电信基础网？电信基础网包括哪些组成部分？ 2传输网由哪些部分组成？ 3试比较电路交换与分组交换的差别。,2.2电信支撑网,知识链接：小贴士,常用分组交换技术： （1）X.25低速分组交换技术。X.25是一个使用电话或者ISDN设备作为网络硬件设备来架构广域网的ITU-T网络协议族。X.25是一种低速率的分组交换协议，是在传统话路上传送低速数据业务，提高电路利用率。X.25各节点（包括终端在内）均具有查错、重发等功能，其优点是适用于误码率较高的通路；缺点是附加开销大、延时大，当前最高速率为64Mbit/s。 （2）帧中继（FR）技术。帧中继技术属高速分组交换技术，又称简化的X.25技术。帧中继采用不等长帧，节点设备对出错信息不进行纠错和重发，使得处理每帧的时间大大缩短，其延时低于X.25分组交换。由于帧中继节点不提供错帧通知
