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1、3.5 平面数据通信网 空管学院3.5.1 平面数据通信网平面数据通信网3.5.1.1 数据通信的特点数据通信的特点 需要有完整的、严格的通信协议支持。 数据通信的可靠性要求远比电话通信要高。 数据通信可以是非实时性通信。 3.5.1.2 数据交换方式数据交换方式 电路交换电路交换 报文交换报文交换 分组交换分组交换 改进分组交换技术改进分组交换技术 3.5.1.3 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型（1）ISO / OSI模型的特点模型的特点 按用户端进行信息交换的功能垂直分为按用户端进行信息交换的功能垂直分为七层。七层。它们分别是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、链路层、物理层
2、。每一层为一功能子集。 低层为高层提供功能服务，上一层依赖低层为高层提供功能服务，上一层依赖下一层功能来实现。下一层功能来实现。 相同的层次具有相同的功能，网中各节点也具有相同的层次（只涉及网络层以下）。 同一层之间不可直接进行通信，而必须经由下面各层完成。各对等层之间在一个互联体系中应采用相同的协议。 不同的协议标准可以完成不同的功能模块，允许有功能上的差异，但不可改变每一层的边界。如果某层功能不需要，则允许数据直接穿越该子层。 各层协议反映在数据分组结构上，则是信息数据报加头部，而头部各层控制数据是一层套一层的，犹如洋葱皮式结构。剥离后的核心部分才是用户的应用程序数据。 （2）ISO /
3、OSI模型各层功模型各层功能能 物理层。物理层。该层提供直接连接的物理通路并实现比特流的透明传输。其功能是由数据终端设备DTE与数据电路接口设备DCE的接口标准来实现。 数据链路层。数据链路层。该层保证实现数据链路上的可靠性传输。 网络层。网络层。这一层为点对点通信实体间提供网络传输服务，包括包的装拆变换，路由的选择，网络层流量控制，虚电路的建立、维持和拆除等。 传输层传输层。传输层为用户提供端对端的可靠性传送服务。这一层通常被看作是低层网络通信功能与高层数据处理功能之间的过渡层。 会话层会话层。为用户进程提供连接、协调管理和终止服务。 表示层表示层。该层主要是对用户信息所作的语法定义和解释。
4、 应用层应用层。应用层是直接面向用户，为用户应用系统访问OSI提供服务。包括应用管理、系统管理及进程间的信息交换等。3.5.2 主要数据通信网介绍主要数据通信网介绍 3.5.2.1 X.25分组交换网分组交换网以X.25协议为标准的数据通信网被称为分组交换网，它是第一个采用分组交换技术的典型数据网X.25分组交换网的基础是ITU-T提出的X.25建议.X.25分组级规定了分组的类型、格式。X.25网为用户提供三种基本的通信连接服务，即永久性虚电路（PVC）、交换性虚电路和数据报业务。X.25网提供的是一种可靠的数据传输，在每个节点上都有应答确认及差错检验。因此限制了节点分组的吞吐能力和中继线传
5、输速率，适合于较低速率（速率在2Mb/s以下）且对可靠性要求较高的应用。 3.5.2.2 帧中继（帧中继（FR）网）网从技术上看，帧中继具有以下的特点： 帧中继将控制信息放在专用信道中传输，保证了数据信道的利用率。 当检测到错误帧时就予以丢弃，不再重发。这样把检错与纠错功能分开，将纠错工作留给终端，使网络主要用于传输，从而提高了传输效率，极大地减少了网络时延。 对电路采用按需分配的统计时分多路复用，多个用户共享一条线路，组合了电路交换与分组交换的优点，时延小，容量大，能适应“突发”的数据通信要求。 用户接入方式简便，组网方式灵活。 3.5.2.3 数字数据网（数字数据网（DDN）数字数据网（数
6、字数据网（DDN）是一个全程的数字传输网络，可为用户提供半永久性连接电路，并用以传输数据、图像、语音信号等。 其主要功能包括：其主要功能包括： 为用户提供端到端的高速率、低时延、高质量的数据传输通道。 数据信道带宽管理及自动切换功能。 DDN具有以下特点： 传输速率高、质量好。 DDN提供的基本上是“直通”的数据通道，因而网络时延小，传输过程的平均时延小于450ms，所提供的TDM远程连接电路，在不计卫星电路传输时延的情况下，最大时延小于100ms。 DDN采用同步传输技术，因而提高了网络的运行效率和信道的利用率。 DDN是一个高度透明的数据传输网，适用于不同速率的网络终端设备的接入，它不受任
7、何规程的约束，因此它支持不同信息（如数据、语音、传真、图像信息等）的通信。 3.5.2.4 异步传输模式异步传输模式ATM介绍介绍 （1）ATM的定义的定义 （2）ATM所采用的技术所采用的技术 即交换技术、可变速率编码技术和流量控制技术，其核心是交换技术。 （3）ATM的交换技术的交换技术 ATM是一种面向连接的交换技术。 ATM也是一种面向分组的交换技术 （4）ATM的特点的特点 ATM的特点主要有： 实时性实时性，处理速度快，传输时延小； 宽带化宽带化，支持带宽的动态统计复用，提供2M以上的多种带宽； 开放性开放性，支持多种业务的传送平台； 高质量高质量，具有先进的差错控制、流量控制机制
8、和优质的服务质量保证； 高速率高速率，按需占据带宽，并综合了电路交换高速率和分组交换高效率的优点，交换速率高，容量大； 安全性高安全性高，使用永久虚电路组建企业的虚拟专网将更加安全。 3.5.3 中国民航数据通信网中国民航数据通信网 中国民航数据通信网是以异步传输模式（ATM）信元交换技术为核心，能够实现对异步传输模式ATM、帧中继FR、X.25、IP及语音业务等的支持，并能提供专线连接、虚拟专用网、局域网互联、程控交换机互联等业务。 能够满足下列高质量网络服务的要求能够满足下列高质量网络服务的要求：覆盖全民航所有的机场，提供良好的数据和专线服务；支持若干个覆盖全民航机场的程控电话交换机联网、
9、语音拨号和专线业务网络；支持若干个覆盖全国并能满足各种规模和各种服务质量要求的IP业务网络以及虚拟专用网络。3.5.3.1 民航数据网的网络结构民航数据网的网络结构 民航数据通信网在整体上采用层次化的网络结构分为 :核心层核心层,包括2个核心节点和8个一级节点汇接层汇接层,包括35个二级节点接入层,包括89个三级节点。 图图3.18 中国民航中国民航ATM网络结构图网络结构图 民航数据网网络管理系统包括民航数据网网络管理系统包括：1 个网管主中心个网管主中心,位于总局空管局1个网管备用主中心个网管备用主中心,位于上海浦东8个网管监控中心个网管监控中心,位于民航总局空管局和首都机场、上海虹桥、广
10、州白云、成都双流、西安咸阳、沈阳桃仙、乌鲁木齐地窝堡 （1）核心层网络结构）核心层网络结构 核心层构成的ATM骨干网主要负责各地区空管局至总局空管局以及地区空管局之间数据包的高速转发。核心层采用双星形结构，两个核心节点互为备份，其间通过一条高速线路互连。 （2）汇接层网络结构）汇接层网络结构 汇接层是用于连接接入层网络到核心层网络设备，并为本地节点的中高速业务提供接入服务，它主要负责二级节点之间和各三级节点到核心层的数据转发。 汇接层是以各管理局所在地的一级节点为核心的星形结构，各个二级节点利用数据电路，采用捆绑或者线路互备的方式，上连到本二级节点所在地区的一级节点，部分节点构成多方向横向连接
11、。 （3）接入层网络结构）接入层网络结构接入层主要是为本地区中、低速业务提供接入服务。 在该网络中，网络中继主要采用数字电路、DDN和卫星中继等多种方式。 3.5.3.2 民航数据网的主要业务民航数据网的主要业务（1）空管内话业务）空管内话业务 空管内话系统联网是指根据民航各管制单空管内话系统联网是指根据民航各管制单位间语音管制通信的需要，将各机场或管位间语音管制通信的需要，将各机场或管制中心相对独立的内话系统通过网络互联，制中心相对独立的内话系统通过网络互联，构成一个语音管制移交专用网。构成一个语音管制移交专用网。内话系统间为点到点的物理连接，内话网内话系统间为点到点的物理连接，内话网络的交
12、换功能由内话交换机实现。络的交换功能由内话交换机实现。 图图3.19 3.19 空管内话点到点连接示意图空管内话点到点连接示意图 （2）民航自动转报业务）民航自动转报业务 自动转报业务是指将电报从来报自动转到去报。 自动转报网传输的内容为民航电报。 自动转报通信网络由两大部分组成:第一部分是自动转报系统设置在自动转报中心，它包括:自动转报主机、控制席、监录席和记录席. 第二部分是用户终端。 图图3.20 3.20 自动转报通信网框图自动转报通信网框图 （3）甚高频业务）甚高频业务 主要包括: VHF遥控业务 设备及环境监控 机房环境视频 （4）雷达信号引接业务）雷达信号引接业务 雷达信号引接是
13、指将某一地点的一次、二次雷达信号通过网络提供的传输链路传输到其他地点，实现某区域雷达信号联网监视。 传输方式为点到点连接或一点到多点广播两种方式。传输带宽为4.8kb/s、9.6kb/s、9.2kb/s、64kb/s四种类型。图图3.21 3.21 雷达联网监视示意图雷达联网监视示意图（5）程控交换机联网业务 （6）民航气象业务 民航气象业务分为民航气象业务分为:民航气象数据传输业务民航气象数据传输业务,主要是民航气象业务主中心与分中心之间数据库系统的信息交换。民航气象广播业务民航气象广播业务,是指以广播形式将气象中心的气象信息传送至国内各机场。传输速率传输速率, 从总局到各管理局为256kb
14、/s，远期需求估计为2Mb/s；从管理局到省局为128kb/s，远期估计为2Mb/s。在传输实现上，采用帧中继和以太网来实在传输实现上，采用帧中继和以太网来实现现。 （7）航行情报业务）航行情报业务 包括信息上报和信息的静态、动态发布。目前存在的形式有:拨号上网、AFTN电报、每月静态更新光盘等。该业务对网络的要求为： 网络端口及协议 带宽要求 数据量航行情报业务在通信时，首选地面链路，卫星链路作为备份。 （8）数据链业务）数据链业务 数据链业务包括数据链业务包括:与空管系统连接的数据链系统与航空公司连接的ACARS数据链系统与卫星导航相关的GNSS数据链系统与空管甚高频VHF业务接入方式类似
15、的AOC控制话音系统。要求要求: 带宽要求带宽要求 19.2kb/s。业务量相对固定、。业务量相对固定、突发少。突发少。 广播模式广播模式 单播。单播。（9）民航信息化业务）民航信息化业务民航数据通信网为民航信息化业务提供网络通信平台。当前，信息化业务的节点主要分布在核心接点和一级接点未来，信息化业务的节点将分布到各二级节点。 信息化系统设备通过路由器接入ATM网络。民航信息化业务在通信时，首选链路为地面链路，卫星链路作为备份。 （10）数字集群联网业务）数字集群联网业务 主要是为了实现空管各集群通信系统联网。 （11）基于）基于X.25的业务的业务 民航X.25网已发展成为拥有1个主中心、7
16、个分中心、40余个省区域节点的、覆盖民航近50个机场的民航专用数据通信网。目前，基于X.25的主要业务是自动转报业务。 复习思考题复习思考题 18. 数据通信与话音通信相比较，有什么特点？19. 数据交换有哪几种方式？20. 简述ISO/OSI模型由哪几层组成？各层的功能是什么？21.X.25网络主要提供哪些服务？帧中继网络能够提供哪些服务？有什么特点？22.DDN网的主要功能和特点是什么？23.ATM是如何定义的？其主要思想是什么？突出优点是什么？24. 中国民航数据通信网的拓扑结构是如何构成的？25. 民航数据通信网容纳了哪些主要业务？26. 自动转报系统主要由哪几部分组成？各部分的主要功能是什么？
