數據通信培訓資料數據通信培訓資料全文共1頁，當前為第1頁。數據通信培訓資料數據通信培訓資料全文共1頁，當前為第1頁。目錄第一部分通信基礎知識概述傳輸基礎知識交換基礎知識分層通信體系結構第二部分通信網絡概述電話網ISDN綜合業務數字網DDN網幀中繼網ATM接口和接入網信令網同步網管理網第三部分計算機網絡概述局域網TCP/IP協議族網絡連接設備及網絡軟件交換式網絡INTERNET第四部分數據固定網網絡拓樸圖ATM網網絡拓樸圖VOIP網網絡拓樸圖193長途網網絡拓樸圖廣西165網網絡拓樸圖第五部分各縣組網結構各縣組網結構和當前現狀各縣組網結構示意圖專線故障處理流程數據業務故障處理表第六部分數據專員工作職責及考核要求第七部分設備維護常識及常見故障處理縣、鎮級基本網絡組網方式設備故障判斷方法第八部分數據網運行維護制度安全操作規程機房管理和安全保密規定障礙處理和障礙報告制度數據通信培訓資料全文共2頁，當前為第2頁。第一部分通信基礎知識數據通信培訓資料全文共2頁，當前為第2頁。概述通信的目的是為了信息的傳遞。攜帶信息的信號可分為模擬信號（如話音）和數字信號（計算機輸出的信號）。信息的傳遞由通信系統來完成。通信系統的組成通信系統由硬件和軟件組成。硬件包括終端、傳輸和交換三大部分。終端：包括普通電話、移動電話、計算機、數據終端、可視電話、會議電視終端等。傳輸系統：信息傳遞的通道，一般叫信道。交換系統：完成接入交換節點鏈路的匯集、轉接和分配。通信系統軟件：為能更好完成信息的傳遞和轉接交換所必須的一整套協議、標準，包括網絡結構、網內信令、協議和借口以及技術體制、接口標準等。區分交換和傳輸的概念，有助于我們對一些概念的理解。但隨著通信的發展，它們之間的界限越來越不明顯，很多新的標準已經把傳輸和交換融合到一起。區分交換和傳輸的概念，有助于我們對一些概念的理解。但隨著通信的發展，它們之間的界限越來越不明顯，很多新的標準已經把傳輸和交換融合到一起。通信系統的分類按照系統所傳輸的信號來分類，則系統可分為模擬通信系統和數字通信系統。模擬通信系統：用模擬信號傳遞消息的系統。數字通信系統：用數字信號傳遞消息的系統。由于光纖通信的普及和集成工藝的發展，數字通信系統具有抗干擾能力強，數字信號可再生，可綜合各種業務，便于和計算機系統連接，易于集成等優點，所以逐漸取代了模擬通信系統。標準化組織標準可以被看作是將不同廠商制造的硬件和軟件連接起來以便協調工作的“粘接劑”。在美國和其他許多國家，全國的標準化組織定義了多種物理特性和操作特性的規范，以便廠商生產與通信公司的線路設施及其他制造商的產品兼容的設備。在全球范圍內，標準化組織頒布了一系列與通信有關的建議。這些建議雖不是強制性的，但在全球的通信設備和設施的開發過程中具有很強的影響力，并已被數百個大型企業和通信公司采納。下面介紹幾個重要的組織。ITUITU——InternationalTelecommunicationsUnion國際電信聯盟。ITU的前身是CCITT（國際電報電話咨詢委員會），1994年更名，它由聯合國的一個機構主辦，屬政府間組織。總部設在日內瓦，直接負責制定數據通信標準，由15個工作組組成。ITU-T是其電信標準局。ISOISO——InternationalOrganizationforStandardization國際標準化組織。它是聯合國經濟和社會理事會下的咨詢性非政府組織。ANSIANSI——AmericanNationalStandarsInstitute美國國家標準化組織。它是美國最主要的標準制定機構，是非營利性非政府組織。數據通信培訓資料全文共3頁，當前為第3頁。數據通信培訓資料全文共3頁，當前為第3頁。IEEEIEEE——InstituteofElectricalandElectronicEngineers電氣和電子工程師協會。它是美國的工程師社團組織。傳輸基礎知識傳輸基本概念信源變換器信道反變換器信源變換器信道反變換器信宿噪聲源圖1.2.1傳輸模型信道信道一般分為模擬信道和數字信道。模擬信道傳輸模擬信號；數字信道傳輸數字信號。模擬信號的傳輸在模擬信道上的傳輸一般為實線傳輸或頻分多路復用。模擬信號數字化為數字信號便可以在數字信道上傳輸。數字信號的傳輸數據傳輸是一種特殊的數字信號傳輸，它是計算機終端之間的通信。數據傳輸模型如圖所示。DTE為數據終端設備，對數據進行處理。數據傳輸是一種特殊的數字信號傳輸，它是計算機終端之間的通信。數據傳輸模型如圖所示。DTE為數據終端設備，對數據進行處理。DCE是數據通信設備，如MODEM等。注釋DTEDCE信道DCEDTEDCE信道DCEDTE噪聲源圖1.2.2數據傳輸模型數據通信培訓資料全文共4頁，當前為第4頁。數據傳輸方式數據通信培訓資料全文共4頁，當前為第4頁。并行傳輸數據的每一位在多條并行信道上同時傳輸，傳輸速率較高，但并行信道實現較為困難，不適合遠距離傳輸。串行傳輸數據流以串行方式在一條信道上傳輸，為了在收方識別發方信息，需要保持發、收方信號同步。這種方式易于實現，經濟適用。所以大部分采用串行通信。數據同步方式同步系統是數字通信系統的重要主成部分，同步是將通信系統的發送端和接收端的收發信息的時間統一在規定的時間節拍內，使收發系統步調一致。異步傳輸以字符為單位實現同步，也稱位同步。該種方式需要在每個字符前后加起止位，故不要求雙方時鐘嚴格同步，但開銷大，效率低。同步傳輸以固定的時鐘節拍發送數據信號。數據發送以幀為單位。同步傳輸開銷小，傳輸效率高，但實現復雜，必須有收發定時信號。數據傳輸速率與帶寬數據傳輸速率是衡量傳輸系統傳輸能力的主要指標。主要有比特速率和碼元速率。比特率：在單位時間內傳送的比特數，單位是bit/s。碼元速率：在單位時間內傳送的碼元（波形）數，單位是band（波特）。通常，我們也用傳輸速率表示信道的通信能力——帶寬。數據傳輸差錯率一般用誤碼率表示。誤碼率=接收出現的差錯比特（字符、碼元）數/總的發送比特（字符、碼元）數×100%基帶與頻帶傳輸基帶傳輸沒有經過調制的信號稱為基帶信號，這種信號在某些有線信道上可直接傳輸，這種傳輸叫做基帶傳輸。頻帶傳輸在很多時候，基帶信號必須經過調制，將信號頻譜搬移到高頻率處，才能在信道中傳輸。這種稱為載波傳輸或頻帶傳輸。頻帶傳輸又分為調頻FM、調幅AM和調相PM。傳輸介質傳輸系統按傳輸介質的不同可分為有線傳輸系統和無線傳輸系統。有線傳輸的介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纖等。無線傳輸的主要介質有長波、短波、超短波、地面微波和衛星等。雙絞線雙絞線屬于平衡電纜，主要用于基帶傳輸。電話用戶線一般用一對；數字電話（ISDN電話）用1~4對；以太網10BASE-T用2對。同軸電纜同軸電纜屬于不平衡電纜，它的兩種基本形式是基帶和寬帶。基帶用于以太網的連接，寬帶用于CATV系統，正逐漸被光纖所取代。數據通信培訓資料全文共5頁，當前為第5頁。數據通信培訓資料全文共5頁，當前為第5頁。光纖和衛星傳輸系統我們將在后面有關章節做詳細介紹。復用技術復用技術一般有：頻分多路復用FDM時分多路復用TDM統計時分復用STDM頻分多路復用一般多適用于模擬通信，它把信道頻帶劃分成若干邏輯信道，每個用戶獨占某些頻段。時分多路復用在時分復用系統中，各路信號共用一個信道，輪流在不同的時刻進行傳輸。其特點是各路信號在時間上互不重疊，但將占據全部帶寬。統計時分多路復用動態地分配集合信道的時隙，只給那些確實要傳輸信息的終端分配線路，大大提高了線路利用率。時分復用多用于數字通信中。脈沖編碼調制PCMPCM是實現模擬信號數字化的最常用的一種方法。將時間連續、取值連續的模擬信號轉換成為時間離散、取值離散的數字信號，并按一定規律組合編碼，形成PCM信號序列。它的基本過程是抽樣、量化和編碼。抽樣：以一定頻率的取樣信號將信號在時間上進行離散。取樣頻率應大于2倍的信號帶寬。量化：將信號在幅度上離散。編碼：把量化后的取值用一定位數的二進制碼來表示。常用傳輸碼型：在基帶傳輸中，主要的碼型有CMI碼——傳號反轉碼AMI碼——傳號極性交替碼HDB3碼——三階高密度雙極性碼以語音信號為例，聲音信號從300Hz—3.3kHz，帶寬為3kHz，取樣頻率為8kHz，每個抽樣的編碼為8bit。因此每秒8000個抽樣將產生64kbit的數據流，即抽樣后的話路速率為64kbit/s。時分復用系統注意區分“幀”的概念。在OSI的數據鏈路層數據的傳送單元也為“幀”，但它們所表示的含義是不同的。幀（Frame）：一個取樣周期定為一幀，用F表示。對同一信號相鄰兩次抽樣的時間間隔為幀長。每個樣值編碼所占的時間寬度叫注意區分“幀”的概念。在OSI的數據鏈路層數據的傳送單元也為“幀”，但它們所表示的含義是不同的。注釋數據通信培訓資料全文共6頁，當前為第6頁。數據通信培訓資料全文共6頁，當前為第6頁。幀結構根據時分多路復用的原理和各種傳輸媒介的特點，在數字通信系統中，常將多路信源信號組合成具有不同數碼率的群路信號，以適應各種傳輸條件和不同介質的傳輸。ITU-T為了便于國際通信電路的發展，推薦了兩類群路數碼率系列和數字復接等級。并建議24路基礎群（T1）為美國和日本采用。30/32路基礎群（E1）為歐洲和中國等地區采用，其碼率為2048kbit/s，簡稱基群或一次群。幀結構如表1.2.1所示。表1.2.1基本幀結構023456789….31一共32個時隙，從TS0~TS31。每時隙8bit，傳送一路信號為64Kbit/s的PCM信號。每幀8bit×32=256bit，抽樣頻率為8kHz，所以速率為256bit×8kHz=2048kbit/s。基本幀TS0——傳送幀同步碼，用于幀定位和控制。如表1.2.2所示表1.2.2基本幀TS0比特分配比特號12345678偶幀Si幀定位信號0011011奇幀Si1ASa4Sa5Sa6Sa7Sa8說明：Si規定為國際保留比特。不用時置為1。Sa為附加備用比特，一般作為國內保留的備用比特，如果本幀用于國際鏈路則該5個比特必須置1；如果在國內沒有使用也必須置1。A為幀失步對端告警比特，A=1失步；A=0同步。TS16——數據傳輸中傳送數據；在交換語音話路時，傳送電話信令。復幀一個復幀由16個連續的基本幀組成。循環冗余校驗復幀——CRC（CyclicRedundancycheck），防止假同步的附加保護措施。隨路信令復幀——CAS（ChannelAssociatedSignalling），傳送隨路電話信令。隨路信令方式的信令分配如表1.2.3所示。表1.2.3隨路信令方式的信令分配0幀TS161幀TS162幀TS16……15幀TS16數據通信培訓資料全文共7頁，當前為第7頁。同步碼數據通信培訓資料全文共7頁，當前為第7頁。和對告信道1信道16信道2信道17……信道15信道30abcdabcdAbcdabcd……abcdabcd說明：0幀TS16格式為00001A211，前四比特為同步碼，A2為信令復幀對告，A2=0，同步，A2=1，失步。abcd為電話信令比特，不使用時置1。每個時隙傳送兩路話音的信令。注：在公共信道信令（CCS）方式中，TS16用于傳送高達64kbit/s的共路信令。同時，不同幀結構不能互通，如CAS和CCS不能互通。數字復接在通信系統中，為擴大傳輸容量和提高傳輸效率，通常需要將若干個低速數字信號合并成一個高速數字信號流，以便在高速信道中傳輸，數字復接就是解決PCM信號由低次群到高次群的合成技術。按時分復用方式將兩個或兩個以上的分支數字信號匯接成為單一復合數字信號的過程稱為數字復接。表1.2.4所示為不同制式的復接群速率。表1.2.4復接速率速率北美、日本歐洲、中國基群1.5Mbit/s2.048Mbit/s二次群6.312Mbit/s8.448Mbit/s三次群32.064Mbit/s34.368Mbit/s光纖通信系統光纖通信的特點用高頻率的高頻作為載頻傳輸信號；用光導纖維構成的光纜作為傳輸線路。優點傳輸頻帶寬，通信容量大；損耗低，通信距離遠。光纖的種類光纖按傳輸的總模數來分可分為單模光纖多模光纖所謂模式，實際上是電磁場的一種分配形式，模式不同，分布也不同。單模光纖傳輸一種模式。單模光纖傳輸頻帶較寬，傳輸容量大。適用于大容量、長距離的光纖通信，但是，費用較高。多模光纖是多個模式在光纖中傳輸。多模光纖帶寬較窄，容量也較少，上限在1G以下。光纖通信系統光纖通信系統一般由電端機、光端機和光纖傳輸等組成。數據通信培訓資料全文共8頁，當前為第8頁。主要技術是數字編碼強度調制——直接檢波通信系統。數據通信培訓資料全文共8頁，當前為第8頁。電端機指PCM多路復用設備。光端機主要完成光電轉換。目前，很多是將光端機和電端機合為一體。PDH/SDH/SONET數字體系數字復接方式一般有三種：同步復接方式、異步復接方式和準同步復接方式。同步復接——如果復接器輸入支路信號與本機定時信號是同步的，那么調整單元只需調整相位，有時連相位也無需調整。異步復接——如果輸入各支路信號與本機定時信號是非嚴格同步關系，那么調整單元要對各支路信號實施頻率和相位調整，使之成為同步數字信號。準同步復接——如果輸入各支路信號與復接器復接的各支路數字信號的時鐘由不同的時鐘源提供，但碼速率在一定容差范圍內為標稱相等情況。這時兩個信號為準同步信號。數字復接系統包括數字復接器和數字分接。數字復接數字復接器由定時、碼速調整和復接單元組成。準同步數字系列PDHPDH是靠從外界添加幀同步碼組的方法實現從低階到高階的同步復用，這種同步是不完整的、不精確的，所以叫做準同步。在2.5節中所介紹的時分復用系統即為PDH。PDH的特點：屬異步復用；上下電路需要一級級地對整個碼流拆開并重組；各廠家PDH設備的光接口標準不同，所以光信號無法直通。SONET/SDH隨著光纖通信的發展，為了提供統一的光傳輸接口，全世界的標準化組織致力于形成一套規范，使所有廠商的傳輸系統互連。于是同步光網絡SONET和同步數字系列SDH標準應運而生。SONET是為美國和加拿大規定的，SDH是對歐洲和其他國家規定的，二者很接近，但不完全一樣，新的SDH正被世界范圍內所接受。基本概念SONETSONET標準以51.84Mbit/s作為新的復用系列的基本信號，稱為第一級同步傳送信號STS-1。其在光纖線路傳輸的映射信號稱為第1級光載波OC-1。SONET復用系列及其線速如表1.2.5所示。 表1.2.5SONET復用系列及線速光級號電級號速率OC1STS-151.84Mbit/sOC3STS-3155.52Mbit/sOC12STS-12622.08Mbit/sOC24STS-241.244Gbit/s數據通信培訓資料全文共9頁，當前為第9頁。OC48數據通信培訓資料全文共9頁，當前為第9頁。STS-482.488Gbit/sOC192STS-1929.6Gbit/sSDHSDH基本模塊信號是STM-1，速率為155.520Mbit/s。高階STM-N由N個STM-1信號經同步復用而成。目前，N只能取4、16、64。詳見表1.2.6SONET和SDH的速率在155.52Mbit/s上得到統一。它們的優點也是相似的。SDH標準ITU-T對SDH的接口、速率和幀結構等做了一系列的建議，表1.2.7列出了部分關于SDH的建議。優點統一了速率和接口把E1和T1兩種數字傳輸體制融合在統一的標準之中，即在STM-1等級（155.52Mbit/s）上得到統一。同時兼容PDH系統；并統一了光接口。表1.2.6SDH等級速率SDH等級速率STM-1155.52Mbit/sSTM-4622.08Mbit/sSTM-162488.32Mbit/sSTM-649953.28Mbit/s表1.2.7ITU關于SDH的建議建議號名稱G502數字系列比特率G503數字系列接口的物理/電氣特性G505同步數字系列的比特率G508用于同步數字系列的網絡節點接口NNIG509同步復用結構G955同步數字系列的用戶設備和系統的光接口采用同步復用方式由于采用同步復用方式，使得復用/解復用一次到位，各支路信號能直接復用到更高速率的SDH信號中，而不經過中間級別的復用，分插信號方便。圖1.2.3為PDH系統上下電路圖；圖1.2.4為SDH上下電路圖。數據通信培訓資料全文共10頁，當前為第10頁。解復用數據通信培訓資料全文共10頁，當前為第10頁。解復用解復用34/8Mbit/s8/2Mbit/s復用2/8Mbit/s復用8/34Mbit/s34Mbit/s34Mbit/s2Mbit/s電信號圖1.2.3PDH系統上下電路圖統一的網絡接口標準分插復用器光接口分插復用器光接口光接口155Mbit/s155Mbit/s2Mbit/s圖1.2.4SDH系統的上下電路示意圖網管能力強SDH幀結構中規定了豐富的網管字節，專門安排了5%的帶寬分配用來支持網絡管理和維護。具有強大的組網能力和網絡自愈能力采用先進的分插復用器（ADM）和數字交叉連接（DXC）等設備使組網能力和自愈能力大大增強，同時也降低了網絡的維護管理費用。SDH網絡設備SDH網絡是由一些網絡單元（復用器、數字交叉連接設備等）組成，在光纖（或微波）網進行同步信息傳輸、復用和交叉連接的網絡。分插復用設備ADMADM的主要任務是將各種PDH支路信號或STM-1信號分插到STM-N的光信號中。同時具有內部交叉連接功能。數字交叉設備DXCDXC是一種用軟件控制的數字配線系統，它可以對各種端口速率進行可控制的連接和再連接。主要功能是進行業務分流并提供路由。終端復用設備TM將各種接口與速率的信號復用到STM-N上。網絡管理系統進行網絡配置、性能、安全、故障等管理。SDH的自愈混合環形網自愈網就是無須人為的干預，網絡就能從失效的故障中實時地自動恢復所攜帶的業務。常見的自愈網是環形，即由首尾相接的DXC和ADM組成，如圖1.2.5所示。正常工作時，信息是同時沿順時針和逆時針兩個方向在環上傳送。在接收節點，兩個方向收到的信號都是有效的，只需選擇其一作為主信號，另一個作為備用信號即可。一旦光纜切斷，上述環形網就變成了線形網。既主備信號在光纜切斷處兩側的節點中數據通信培訓資料全文共11頁，當前為第11頁。ADM數據通信培訓資料全文共11頁，當前為第11頁。ADMADMADMADMADMADM主用備用圖1.2.5自愈混合環形網結構SDH網同步SDH網同步結構采用主從同步方式，要求所有的網絡單元時鐘都能最終跟蹤到全網的基準時鐘。波分復用系統WDM單模光纖通信系統的帶寬利用率約為1%左右。傳統增加容量的方法是采用高速時分復用系統TDM。理論上，基于TDM的高速系統還有望進一步提高到40Gbps，但是40Gbps的TDM系統從性能價格比上看，需大規模的替換整個系統，不易升級以及在技術上存在一些問題。在實用中是否能成功還是個未知數。基本原理WDM是在一根光纖中能同時傳輸多波長信號的一種技術。在發送端將不同波長的光信號組合（復用），在接收端，又將組合的光信號分開（解復用），并送到不同的終端。單通道速率可10Gbps，在乘上通道數，可達到更高。目前已有的產品可達80Gbps或160bps。優勢及發展由于每個通道都可以傳送不同格式、不同碼率、不同業務的信息流，而互不相關。所以擴容方便。并且可以在WDM基礎上提供一個多業務平臺，以很高的速率支持不論是話音、數據，還是未來可能的新業務。這個平臺的出現相當于在傳統的SDH/SONET傳送網底層增加了一個光核心傳送層。在這一層，可以通過波長來作為路由選擇標記。例如，無論是ATM交換機，還是IP路由器，都可以在核心網的基礎上傳送各自的業務。其演變如圖1.2.6所示。SDH（可能與WDM結合）光纖IPATM電路交換其它圖1.2.6光纖傳送網的演化趨勢SDH（可能與WDM結合）光纖IPATM電路交換其它圖1.2.6光纖傳送網的演化趨勢WDM光纖開放式光接口SDHATMIP其它衛星通信數據通信培訓資料全文共12頁，當前為第12頁。數據通信培訓資料全文共12頁，當前為第12頁。概述衛星是利用地球衛星作為中繼站轉發微波信號，在兩個或多個地球站之間進行通信。地球同步軌道衛星是與地球相對靜止的。覆蓋區地球衛星衛星衛星17.34度圖1.2.7衛星覆蓋在通信由衛星發往地球的過程中使用了地球衛星衛星衛星17.34度圖1.2.7衛星覆蓋特點覆蓋區域大，通信距離遠；便于實現多址連接；工作頻帶寬，通信容量大，適合于多種業務傳輸。通信質量好，可靠性高。系統組成地球站其由天線、發射系統、接收系統、通信控制系統、終端系統和電源系統組成。通信衛星其由天線、通信（轉發器）、遙測與指令、控制和電源五個分系統。技術體制頻段分配6/4G頻段：上行（5.925—6.425）GHz；下行（3.7—4.2）GHz。14/11頻段：上行（14—14.5）GHz；下行（10.7—8.2）GHz。每個頻段的總寬為500MHz，轉發器標稱帶寬36MHz，轉發器中心頻率之間間隔為40MHz。衛星使用的頻段正在向更高的頻段發展，30/20GHz頻段已開始使用。調制和多址方式調制模擬衛星調制主要采用FM制，數字衛星主要采用相移鍵控方式（PSK）。多址方式FDMA——網內各地球站共用一個轉發器，將帶寬分割成若干互不重疊的的部分，分配給各地球站使用。TDMA——每個地球站分配一個特定的時隙，各地球站只在指定的時隙內發射信號。CDMA——將要傳送的信號用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼去調制它。使原數據信號被擴頻，再經載波調制后發射出去。CDMA方式是靠不同的地址碼來區分地球站。VSAT系統VSAT為甚小天線地球站，其天線口徑小，用軟件控制。所以有很大的靈活性和適應性，適合于覆蓋范圍廣，通信業務量不大的稀疏路由網絡使用。VSAT網由中心站、小型站、和微型站組成。中心站配置全網的控制和管理中心。數據通信培訓資料全文共13頁，當前為第13頁。數據通信培訓資料全文共13頁，當前為第13頁。應用目前衛星已廣泛應用于廣播電視信號傳輸、數據傳輸等業務領域。交換基礎知識概述在通信系統中，由傳輸系統提供了若干條通路，那么同時必須實現從源節點到目的節點間找到一條快捷、高效的通道，這種技術稱為交換技術。從本質上講，交換的目的是為了提高網絡性能，減少網絡阻塞。同時，交換技術能夠加快數據的移動速度。交換系統的主要設備是交換機。交換技術起源于電話網絡的電路交換，先后出現了報文交換、分組交換、幀中繼、ATM、多層交換等交換技術。在本章我們主要介紹基本概念，每種技術的具體應用將在第二部分的通信網中具體介紹。多層交換將在第三部分中介紹。在本章我們主要介紹基本概念，每種技術的具體應用將在第二部分的通信網中具體介紹。多層交換將在第三部分中介紹。電路交換基本原理在用戶終端之間建立一條臨時的專用物理通道（時間或空間）。主要特點是接續采用物理連接，在通道接通后數據透明傳輸。優點信息傳輸延時小。信息透明傳輸，實時性好。缺點雙方獨占電路資源，電路利用低。透明傳輸要求雙方具有完全兼容的速率、格式，因此限制了不同速率及格式的用戶之間的互通。目前的電話交換網都是使用電路交換原理。報文交換基本原理基本思想是存儲—轉發。當雙方通信時，不必在雙方之間建立通道，只需發送方與交換機接通，由交換機接收并保存，并根據接收方的地址，等待線路空閑時，再將報文發送出去。優點由于交換機可存儲信息，可實現不同速率、格式的相互通信，并可實現一點對多數據通信培訓資料全文共14頁，當前為第14頁。點通信。數據通信培訓資料全文共14頁，當前為第14頁。可提高線路利用率。缺點延時較大，不利于實時通信需要交換機有高速的處理能力和較大的存儲容量，否則會出現阻塞現象。分組交換基本原理也屬“存儲—轉發”方式，但其不以報文為單位，而是將報文分成被規格化了的包（Packet）進行交換和傳輸。主要特點是更短的具有統一規格的分組包，而且每個分組都帶有控制信息和地址信息，因此，分組更利于交換機存儲和處理，還可在網內獨立的傳輸，以分組進行流量控制、路由選擇和差錯控制等處理。優點由于采用差錯控制等措施，所以傳輸質量高。線路利用率高，采用動態統計時分復用技術。可靠性高。互通性好。缺點傳輸開銷大，所以效率低。技術實現復雜。最典型的應用是X.25分組交換網。幀中繼基本原理幀中繼（FR）是在分組交換技術基礎上，隨著光纖傳輸廣泛應用以及用戶終端處理能力的增強而發展的。幀中繼也稱快速分組交換技術，保留了分組交換的統計復用的優點。去掉了差錯控制、流量控制，把其留給用戶終端處理，提高了傳輸速率，同時取消了分組層，增加了路由功能，即在第二層以幀為單位進行路由選擇。優點對幀中繼包統計復用，簡化協議，所以效率高。組網靈活，由于幀中繼協議簡單，在現有數據網上稍加改造，便可實現。可動態分配帶寬，解決突發數據。幀中繼技術目前已經被廣泛應用。ATM數據通信培訓資料全文共15頁，當前為第15頁。基本原理數據通信培訓資料全文共15頁，當前為第15頁。ATM的基本原理是分割與封裝。處理大量信息的最好辦法是把信息分割成盡可能小的單元以便易于處理。ATM采用固定長度的分組——信元進行交換。信元的長度是固定的，為53個字節，其中48個字節攜帶信息負荷，5個字節為信頭。信頭帶有足夠的信息為信元在ATM網中指示路徑。ATM交換對信元的發送采用統計時分復用，允許收發時鐘異步工作。所以ATM為異步傳輸模式。優點與分組交換相比，縮短了包頭，簡化了控制格式，可以更快地完成路由選擇，增加、去除、復用ATM信元，易于處理。可支持多種業務，不關心信息的內容和形式。與傳統同步時分復用的固定帶寬相比，ATM分配帶寬是動態的。資源利用率高。基于ATM的網絡與服務將在后面介紹。小結幾種不同的交換方式體現在對信息的處理方法上：電路交換——在物理層數據透明傳輸。分組交換——在分組層（第三層）數據以分組形式被存儲—轉發。幀中繼——在鏈路層數據以幀的形式傳輸。ATM交換——在鏈路層數據以信元的形式傳輸。對應于不同的信息格式，其尋址方式也不同。分層通信體系結構隨著通信的發展，為了將使用不同傳輸介質、傳輸技術、交換技術、用戶終端，傳送不同業務的通信網互連，允許系統之間透明的通信和數據轉換，ISO建立了一個通信系統標準化框架——開放系統互連模型OSI（OpenSystemInterconnection）。OSI是一個七層結構。通信過程被分割成七個不同的層次，如圖1.4.1所示，每一層均包含了一組功能，以便提供一組確定的服務。同層之間用相同的協議通信，層間通過接口來傳遞信息。這種分層結構使得當給定的某層做了改動以后，只要該層提供的服務不變，系統中的其它部分就不受影響。應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層圖1.4.1OSI七層參考模型7654321各層功能描述物理層規范設備間電氣和物理連接的一組規則，包括物理設備間的電氣、機械和規程方面的協議和接口。如V.24接口，其控數據通信培訓資料全文共16頁，當前為第16頁。制DCE和DTE之間的連接。數據通信培訓資料全文共16頁，當前為第16頁。數據鏈路層負責訪問物理層規定的介質，包括相鄰節點間幀的構成，差錯控制、流量控制及鏈路控制等。這里的幀是指通過通信線路被傳輸信息的基本單位。與PCM時分復用系統中的幀不同。數據鏈路是兩個相鄰節點間經雙方確認后可開始傳輸數據的邏輯連接，它是建立在物理連接基礎之上的。鏈路控制包括數據鏈路的建立、數據傳送和拆除鏈路等。典型的數據鏈路層協議是高級數據鏈路控制HDLC。網絡層負責從源節點到目的節點間路由選擇（包括尋址、選路和交換），對數據進行分割和組合，并進行流控和差錯控制。在網絡層已經有多種協議，如X.25分組交換協議，X.75網關協議和IP協議等。傳輸層提供端到端的數據管理，包括差錯和流量控制，保證端到端的可靠傳輸。下三層主要負責傳送數據，屬通信子網。上三層負責數據處理，主要在用戶端到端之間進行。會話層負責不同用戶和系統間連接的建立和維護。表示層對數據進行轉換，包括格式和代碼轉換，數據表示、壓縮和加密等。應用層和應用的直接接口，應用程序獲得服務的窗口，包括文件傳輸、數據共享和數據庫訪問等。在這七層中，最低的四層是嚴格定義好的，但最高的三層是值得考慮的，他們取決于用何種網絡協議。在很多通信網中，只有底下的幾層，并不是嚴格的七層。第二部分通信網絡概述在第一部分我們主要介紹了通信系統中傳輸、交換等基本技術。在這一部分我們將重點介紹目前應用較廣泛的幾種網絡。這些網絡按業務可分為電話網、數據通信網、移動通信網和多媒體業務網等。但是，隨著技術的發展，目前的網絡和業務正不斷的交叉、融合。基礎傳送網電話網、ISDN、DDN等業務網均依賴于基礎傳送網。我國傳送網傳輸媒介以光纖為主，采用SDH技術，目前也正在發展WDM技術。其次是衛星和數字微波。支撐網支撐網是為保證電信基礎網和業務網正常運行，增強網路功能，提高服務質量。包括：信令網——為7號公共信道信令系統的一個或多個使用者傳送信令的專用數據網。同步網——為電信網中所有電信設備的時鐘提供同步控制信號，使它們同步工作在共同速率上的一個同步基準參考信號的分配網絡。數據通信培訓資料全文共17頁，當前為第17頁。管理網——電信管理網（TMN）是建立在基礎電信網絡基礎上的管理網絡。支撐電信網和電信業務的規劃、配置、安裝、操作及組織。數據通信培訓資料全文共17頁，當前為第17頁。電話網概述為公眾用戶提供電話業務而建立和經營的電信網稱為公眾電話網，即PSTN。它是最基本的應用最廣泛的電信業務網。交換方式電話網采用電路交換方式。由時分或空分交換機完成。電話網組成電話網由用戶終端設備（如電話機）、用戶小交換機、局間電話交換機、用戶線和中繼線及信令網等組成。用戶線——用戶電話機到端局之間的通信線路。一般為模擬線路。用戶小交換機與端局之間也有數字線路，如E1線路。中繼線——交換局之間的通信線路。長途交換局之間有時會通過傳送網組成。交換機——完成任意兩個電話用戶的連接。信令網——7號公共信道信令系統。信令網是獨立于電話網的支撐網絡。我國電話網等級結構我國的電話網采用五級匯接的等級結構，結構圖如圖2.2.1所示。分級劃分原則是：根據業務流量和行政區劃。一級交換中心C1——大區 共有8個，分別是北京、沈陽、上海、南京、廣州、武漢、西安、成都。C1C2C3C1C2C3C4C5A用戶C1C2C3C4C5B用戶長途網本地網Tm圖2.2.1電話網路等級結構二級交換中心C2——省三級交換中心C3——地區四級交換中心C4——縣五級端局C5 匯接局Tm電話交換機發展電話交換機經歷了從人工到自動，空分到時分，模擬到數字等幾個階段的發展。目前所使用的大部分為數字程控交換機。功能程控交換機是把各種控制功能、步驟、方法編成程序，防入存儲器，用存儲器所存儲的程序數據通信培訓資料全文共18頁，當前為第18頁。來控制整個交換機的工作。數據通信培訓資料全文共18頁，當前為第18頁。數字程控交換機的結構組成話路系統數字交換網絡——完成交換功能。中繼器——中繼線與交換網絡的接口電路。模擬——模擬中繼線的接口電路。數字——數字中繼線的接口電路。用戶電路——用戶線與交換機接口電路。用戶集線器控制系統——采用多處理機分散控制。數字交換時分交換采用時分（T）接線器，通過話音存儲器和控制存儲器完成時隙交換。空分交換采用空分（S）接線器，通過交叉矩陣和控制存儲器完成PCM線之間的交叉連接。時間接線器的容量不大，還必須進行空間交換，以擴大其容量。在實際應用中，多采用T-S結合方式。軟件結構程控交換機軟件由運行軟件和支援軟件組成。運行軟件——程控交換機在運行中直接使用的軟件，包括運行程序和數據。支援軟件——用于開發和生成交換局的軟件和數據。接口交換機可以可以提供多種信令方式的用戶和中繼接口。模擬接口Z接口——兩線模擬用戶接口。C接口——兩線或四線模擬中繼接口數字接口V接口——用戶線側的數字接口。A接口——速率2Mbit/s數字中繼接口。B接口——速率8Mbit/s數字中繼接口。信令系統信令是通信網中各個交換局在完成各種呼叫接續時所采用的一種通信語言。信令種類按功能分線路信令——監視設備和線路狀態。路由信令——對于主叫所撥的電話號碼進行路由選擇。數據通信培訓資料全文共19頁，當前為第19頁。管理信令——用于電話網的管理和維護。數據通信培訓資料全文共19頁，當前為第19頁。按工作區域分用戶線信令——用戶和交換機之間的信令，在用戶線上傳送。局間信令——交換機和交換機之間的信令，在局間中繼線上傳送。按信令的信道分隨路信令——信令和話音在同一條話路中傳送信令的方式。公共信道信令——以時分復用方式在一條高速鏈路上傳送一群話路的信令的信令方式，一般用于局間。隨路信令（CAS）隨路信令目前在我國電話網上廣泛使用，稱為中國一號信令。由于信令和話音在同一條話路上傳送，所以其具有如下特點。特點信令傳送速度慢；信令容量有限；傳送與呼叫無關的信令信息能力有限，更不能傳送非話業務和管理信息；有些系統在通話期間不能傳送信令。線路信號前向信號——發端局發向收端局的信號后向信號——收端局發向發端局的信號記發器信號采用多頻互控方式MFC公共信道信令（CCS）在我國，公共信道信令稱為中國7號信令。它是在ITU-T7號信令的基礎上，結合我國通信網情況制定的。特點信令的傳送和交換與語音分開，改變、增加信令靈活；信令傳送速度快，縮短了呼叫建立時間；信令容量大，便于增加各種管理功能，能在國際、國內電話網、數據網和ISDN同時并存時使用；統一了信令系統，不再像隨路信令系統是針對某一網絡的專用信號，可以設計成一個通用的信令系統；信令網與語音網分離，不存在互相干擾問題，便于維護和管理；信道利用率高。在隨路信令中，30個TS16時隙只為30個話路服務，而在NO.7中一個64kbit/s信令鏈路最多能傳送1萬多個中繼話路信令。功能級結構用戶級信令網功能級用戶級信令網功能級信令鏈路控制級信令數據鏈路級L4L3L2L1圖2.2.27號信令等級結構MTP數據通信培訓資料全文共20頁，當前為第20頁。消息傳遞部分MTP（MessageTransferPart）包括L1到L3數據通信培訓資料全文共20頁，當前為第20頁。用戶部分UP(UserPart)電話用戶部分TUP數據擁護部分DUPISDN用戶部分ISUP移動應用部分MAP信令網等級結構我國采用三級信令網結構。將在第十一章信令網部分進行具體介紹。ISDN綜合業務數字網基本概念ISDN是由數字傳輸和數字交換綜合而成的數字電話網，它提供端到端的數字連接，用來支持包括話音和非話音在內的多種電信業務。用戶能夠通過有限的一組標準的多用途用戶—網絡接口接入網內。ISDN的特點提供端到端的數字連接，包括用戶線部分。傳統上用戶線為模擬，需要用調制解調器，速率受限制。提供標準的用戶—網絡接口，將各類不同的終端納入ISDN網絡中，使一對普通電話線連接8個終端。接入靈活。可提供永久連接、半永久連接，也能夠提供可交換的數據。是一個開放式的網絡結構，采用OSI的分層結構。ISDN用戶—網絡接口通路類型和接口結構通路類型B通道——64Kbit/s信道，供用戶傳遞信息。D通道——16kbit/s或64Kbit/s信道，傳輸信令或分組信息。H通道——傳送高速用戶信息，如圖像等。H0——速率為384kbit/sH11——速率為1536kbit/sH12——速率為1920kbit/s接口結構基本速率接口——2B+D，最高傳輸速率為64×2+16=144bit/s。基群速率接口——30B+D，最高傳輸速率為2.048Mbit/s。ISDN用戶—網絡接口參考配置數據通信培訓資料全文共21頁，當前為第21頁。TE2TAAAA數據通信培訓資料全文共21頁，當前為第21頁。TE2TAAAARSTE1NT2NT1傳輸線ST圖2.3.1ISDN用戶—網絡接口參考配置功能組接口每個功能組可以分別作為一種設備實現，或者將某些或全部功能組組合在一個設備中實現。S、T、R是參考點。TE1——ISDN標準終端，是具有ISDN功能的數字電話機或傳真機等；TE2——ISDN非標準終端，如模擬話機；TA——適配器，將ISDN非標準終端適配為ISDN標準終端；NT1——一類網絡終端，用戶傳輸線路終端裝置，向用戶提供2B+D的二線雙向傳輸能力，完成線路傳輸碼型的轉換，即將S接口的AMI碼變換為2B1Q線路碼，并實現回波抵消數字傳輸技術。NT2——二類網絡終端指如用戶交換機或具有ISDN接口的局域網。ISDN交換機ISDN交換機在原有數字程控交換機基礎上改造而成的，完成傳遞和交換用戶信息、信令功能，定時、同步和互通維護管理功能。信令采用7號信令。LTD信道信令處理PCM接口用戶線至交換網絡LTD信道信令處理PCM接口用戶線至交換網絡至控制部分BD2B+D或30B+D圖2.3.2數字用戶接口ETLT負責用戶線的傳輸，完成線路編碼、定時、同步和供電等功能。同時完成用戶線數字傳輸功能。ET負責數字用戶接口的接入控制。一方面將B通道中的信息通過PCM接口復用到PCM總線上，接入交換網絡；另一方面將D通道中的控制信令進行處理，將用戶的請求和響應經過翻譯后送到交換機的控制部分，并將控制部分的命令轉換成D通道信令送往用戶。用戶接入用戶接入線用戶接入示意圖如圖2.3.3所示。用戶線又稱用戶環路，把用戶終端連接到距離最近的交換局的線路設備。數字段完成B通道和D通道的傳輸功能。數據通信培訓資料全文共22頁，當前為第22頁。TE數據通信培訓資料全文共22頁，當前為第22頁。TENT1LTET用戶線TV數字段TE：終端設備NT1：網絡終端LT：線路終端ET：交換端口圖2.3.3用戶接入示意圖用戶線的數字傳輸技術用戶線的數字傳輸技術主要有兩種：乒乓傳輸法和回波抵消法。乒乓傳輸法——將連續比特流分割成等長的數據塊，壓縮成高速脈沖串后，在一對平衡線上分時交替傳輸。回波抵消法——使用回波消除器來抵消本端發送信號對接收遠端信號的干擾。用戶接入交換機接口圖2.3.3中V為用戶接入交換機的接口，共有5種類型，如表2.3.1。表2.3.1V接口分類接口接入種類應用V1基本接入數字段ISDN基本接入2B+DV2一般數字段PCM一次群V3一般的用戶接入數字段30B+D接入V4數字接入鏈路多個ISDN基本接入V5接入網絡多個2.048Mbit/s接入ISDN提供的業務承載業務——網絡向用戶提供的只是一種低層的信息傳遞能力。說明了通信網的通信能力。而與終端無關。因此各類終端可以使用相同的承載業務。電路交換方式分組交換方式幀中繼方式用戶終端業務包括網絡提供的通信能力和終端本身所具有的通信能力。終端業務包含了承載業務。補充業務補充業務不能獨立向用戶提供，隨基本通信業務一起提供。第四章DDN基本概念DDN是一種利用數字通道提供半永久性連接電路，以傳輸數據信號為主的數字傳輸網絡，它為用戶提供數字數據業務。數據通信培訓資料全文共23頁，當前為第23頁。DDN實際上是采用PCM制式的TDM復用器，屬于OSI的低二層，沒有交換功能，采用E1幀結構。關鍵技術是數字交叉連接和復用。注釋數據通信培訓資料全文共23頁，當前為第23頁。DDN實際上是采用PCM制式的TDM復用器，屬于OSI的低二層，沒有交換功能，采用E1幀結構。關鍵技術是數字交叉連接和復用。半永久連接指DDN所提供的信道是非交換型的，用戶之間的通信是固定的。特點傳輸質量高與老式的模擬相比，數字信道傳輸質量高。傳輸速率高傳輸速率可達64kbit/s到2Mbit/s。透明性好無軟件協議要求，由硬件實現。用戶接入方便接口范圍廣泛。

關鍵技術復用數字交叉連接同步復用DDN在PCM數字通道上工作，采用TDM。這些復用都用硬件實現，無需軟件協議，透明傳輸。硬件實現使得處理速度快，時延很小。2.048Mbit/s的復用復用速率為N×64kbit/s(N=1~31)，即完整的E1或部分E1（N小于31）。子速率復用低于64kbit/s的用戶速率為子速率。各種子速率一般先復用到64kbit/s數字通道上，才可以交叉連接到其它時隙或直接進入E1通道連接到遠端節點，然后通過解復用還原到原先的子速率。X.50建議——2.4、4.8、9.6kbit/s的子速率的復用應符合X.50建議的要求。X.58建議——19.2kbit/s的子速率的復用應符合X.58建議的要求。交叉連接DCS（DigitalCross_connectSystem）是指具有一個或多個G.702（準同步）或G.707（同步）標準的數字端口設備，可對任一端口信號（或其子速率信號）與其它端口信號（或其子速率信號）進行可控的連接或再連接。數字交叉連接實際上相當于時隙交換機。大容量的數據交叉連接設備常采用時分—空分-時分的方案。數據通信培訓資料全文共24頁，當前為第24頁。數據通信培訓資料全文共24頁，當前為第24頁。同步我國DDN采用全同步網方式，由數字同步網給出同步信號。在數字同步網中設置一個基準時鐘作為主時鐘，其余各節點的時鐘都與主時鐘保持同步，即主從同步方式。DDN國際間互聯的數字通道采用的準同步方式。網絡結構DDN結構如圖2.4.1所示。網絡管理中心網絡管理中心NNNNNAUDTENAUDTE用戶線用戶環路本地傳輸系統節點局間中繼NDDN節點NAU網絡接入單元DTE用戶數據終端圖2.4.1DDN結構DDN由節點、節點間數字中繼通道、本地傳輸通道和網絡管理四大部分。我國的DDN為三級網絡結構，即一級干線網、二級干線網和本地網。DDN節點DDN節點的主要功能是通過用戶接入系統把用戶的業務（數據）復用到中繼數字通道（同時完成交叉連接），傳輸到目標節點后，通過解復用，把業務傳送到目標用戶。即復用、解復用，交叉連接，提供各種數字通道接口和用戶接口，接入各種業務，保持網絡同步。本地傳輸系統部分將在第八章介紹。DDN業務TDM專用電路——DDN的基本業務，點對點或點對多點的數字專用電路。幀中繼——通過安裝幀中繼服務模塊（FRM）提供永久性虛電路（PVC）方式的幀中繼業務。話音業務/G3傳真——通過添加話音模塊來實現。虛擬專用網VPN——相對獨立的邏輯子網。用戶接入和接口話音接口和接入模擬話音接口二/四線，E/M信令接口通過該接口可與PBX的模擬用戶接口連接或模擬話機連接。LGS接口LGS（loop/groundstartsubscriber）是二線環路用戶接口，其等效的DDN功能設備是FXS(foreignexchangesubscriber)越區交換用戶話機，為模擬用戶話機提供二線接入。LGE接口數據通信培訓資料全文共25頁，當前為第25頁。LGE（loop/groundstartexchange）是二線環路交換機接口，其等效的DDN功能設備是FX0(foreignexchangeoffice)越區交換局，可與PBX的模擬用戶線連接，它仿真話機用戶。數據通信培訓資料全文共25頁，當前為第25頁。數字話音接口DDN數字話音的接口標準是G.732，使用E1接口，通過E1接口與PBX相連。數據接口和接入有關數據接口和接入在第八章介紹。幀中繼網在前面的章節介紹了幀中繼交換的基本概念和特點，本章重點介紹以這種交換方式為主的幀中繼服務網絡的結構和應用。5.1幀中繼協議它僅完成物理層和數據鏈路層的主要功能。在數據鏈路層上它完成Q.922的核心功能。根據幀頭中的地址信息和幀中繼路由表對每個幀尋址。幀中繼是在OSI的第二層上用簡化的方式傳送和交換數據單元——幀。它僅完成物理層和數據鏈路層的主要功能。在數據鏈路層上它完成Q.922的核心功能。根據幀頭中的地址信息和幀中繼路由表對每個幀尋址。注釋幀中繼在鏈路層采用LAPD協議。幀格式如圖2.6.1所示。F幀中繼頭信息字段FCSFF幀中繼頭信息字段FCSF圖2.6.1幀中繼的幀格式F：標志字段FCS：幀檢驗序列5.2幀中繼網絡的構建在DDN網上開通幀中繼業務在DDN節點上增加FRM（幀中繼模塊）和FAD（幀中繼拆裝模塊），構成邏輯上的幀中繼子網。DDN上的幀中繼實際上是在DDN開辟的某個帶寬內通過虛電路方式（PVC）幀進行統計時分復用。注釋DDN上的幀中繼實際上是在DDN開辟的某個帶寬內通過虛電路方式（PVC）幀進行統計時分復用。這種方式已經得到廣泛應用。數據通信培訓資料全文共26頁，當前為第26頁。基于X.25分組交換網開通幀中繼業務數據通信培訓資料全文共26頁，當前為第26頁。在X.25分組交換機上直接增加幀中繼控制軟件即可以。但存在兩個問題：分組交換機仍有分組層，所以效率仍低；對于分組交換網上中繼線路為64Kbit/s時，則在其上開展幀中繼業務的意義不大。專門組建幀中繼網利用專門的幀中繼交換設備、利用高速的中繼線組建專門的幀中繼網絡。5.3用戶接入和幀中繼設備用戶接入電路其接入方式與DDN的接入方式相似，可直接接入或通過MODEM、ISDN線路方式或PCM數字線路接入。用戶接入設備幀中繼終端——具有幀中繼用戶—網絡接口規程的用戶終端，可直接與幀中繼交換機連接。幀中繼拆裝設備FRAD——將非幀中繼終端進行轉換，接入幀中繼交換機。路由器和網橋——完成LAN通過幀中繼網絡互聯，其應具有幀中繼用戶—網絡接口規程。幀中繼交換機提供用戶接入接口，完成中繼、路由管理，具有信令處理能力和網絡互通能力。5.4幀中繼的應用幀中繼的主要特點是幀長度比分組長，傳輸速率為64kbit/s至2Mbit/s，適合封裝大數據，并且能夠按需分配帶寬，解決突發數據，所以適合于LAN與LAN互連，LAN與WAN互連，大吞吐量的實時數據。第六章ATM在前面我們介紹了ATM作為交換方式的基本概念和特點。這里我們把ATM作為綜合交換和傳輸的一種技術，并產生基于ATM技術提供高層端到端服務的ATM服務。作為一種技術，它可以完成信息的轉換和信息路由的選擇，起到交換機、復用器和交叉連接的作用。注釋這里我們把ATM作為綜合交換和傳輸的一種技術，并產生基于ATM技術提供高層端到端服務的ATM服務。作為一種技術，它可以完成信息的轉換和信息路由的選擇，起到交換機、復用器和交叉連接的作用。6.1ATM信元格式GFCVPIVPIVCIGFCVPIVPIVCIVCIVCIPTCLPHEC比特8765432112345字節圖2.7.1ATM信頭格式信頭的格式如圖2.7.1所示。GFC——一般流量控制VPI——虛通路標識碼VCI——虛通道標識碼PT——負荷類型數據通信培訓資料全文共27頁，當前為第27頁。CLP——信元丟失優先級數據通信培訓資料全文共27頁，當前為第27頁。HEC——信頭差錯控制6.2ATM功能結構及協議參考模型協議參考模型如圖2.7.2所示。高層應用層AAL高層應用層AAL層ATM層物理層圖2.7.2ATM協議參考模型拆裝子層會聚子層傳輸會聚子層物理媒體子層主要任務是傳輸信息。物理媒體子層將ATM信元流轉換成能在物理媒體上傳輸的比特流。傳輸會聚子層在適當的物理媒體上正確的發送和接收數據。ATM層信元的復用與交換，獨立于物理媒體。一般流量控制信頭的產生與提取信元VPI、VCI翻譯信元復用與解復用AAL層它介于ATM層和高層之間，使ATM層能適應不同類型的業務的需要而設置，稱為ATM適配層。會聚子層（CS）——在業務接入點AAL服務。拆裝子層（SAR）——將進入高層的PDU分割為ATM信元信息字段大小，其逆過程將ATM信元信息字段重組為CS層的PDU。AAL層根據不同種類的業務，分為5種規程，即AAL1~AAL5。高層高層協議負責對信息進行編碼。具有獨立的服務功能特性。6.3ATM信元復用與交換ATM信元復用與交換是ATM的關鍵技術。基本概念VC——VirtualChannel用VCI來標識，指具有相同的VCI的一組ATM信元的邏輯組合。VP——VirtualPath用VPI來標識，是傳大量同時存在的VC的高速通路。物理鏈路、VP、VC的關系每個ATM物理鏈路可支持多個VP連接，而一個VP中又同時存在多個VC，對每個VC而言，它有其自己的標志VCI和它所在的VP的VPI。交換的實現VP交換稱為ATM交叉連接。VP交換時，通過在ATM交換節點對VPI的翻譯完成，即通過改變信元的VPI值來實現。數據通信培訓資料全文共28頁，當前為第28頁。VC交換——稱為ATM交換，相當于TDM。通過對VCI和VPI的翻譯完成。數據通信培訓資料全文共28頁，當前為第28頁。信元的復用與解復用在發送方向上，信元從單個VP和VC復用到一個信元流。在接收端，信元被各自分開，流向各自的VC或VP。6.4ATM的應用ATM是B-ISDN的基礎，主要用于寬帶和高速。目前也廣泛應用于LAN之間的連接，LAN到WAN的連接，以及WAN中。6.5ATM產品目前的ATM產品主要有：ATM芯片——用于ATM的產品開發中，也用于執行標準功能的所有ATM設備中。ATM適配器——插在計算機中的接口插件。ATM集線器——用于連接局域網。ATM交換機——完成ATM交換和交叉連接。第七章接口和接入網7.1概述一個完整的接口應由接口電路定義和規程、電氣特性、機械特性三部分組成，它們可能會在不同的標準中進行描述。所以接口標準之間既相互獨立又有聯系。V系列——模擬信道傳輸數據的接口標準X系列——數字信道傳輸數據的接口標準EIA接口標準——北美等國家流行的接口標準，與CCITT的標準有許多共通之處。數字網絡接口標準——G.703數據接口的機械特性ISO211025芯連接器ISO490237芯連接器ISO490315芯連接器ISO259334芯連接器7.2V系列接口純數據接口標準（DTE與DCE之間）接口定義和規程——V.24接口電氣特性——V.28、V.10、V.11、V.12DCE之間的接口定義——V.21、V.22、V.22bis、V.23、V.32、V.34等。V.24——定義了DTE和DCE之間的接口電路和接口規程。V.24所定義的接口電路和規程，對全部V系列接口電氣特性標準、相關物理特性標準均適用。V.28——分立元件不平衡雙流接口電氣特性，接口速率小于20kbit/s，傳輸距離為15m。其機械特性為25芯連接器。V.10——集成電路的不平衡雙流接口電氣特性，接口速率小于100kbit/s,傳輸距離數據通信培訓資料全文共29頁，當前為第29頁。10m，機械特性為37芯連接器。數據通信培訓資料全文共29頁，當前為第29頁。V.11——集成電路的平衡雙流接口電氣特性，接口速率小于10Mbit/s,傳輸距離10m，機械特性為37芯連接器。V.12——高速平衡雙流接口電氣特性，接口速率小于52Mbit/s,傳輸距離15m。V.35——混合型接口電路的電氣特性，數據采用平衡雙流接口，控制信號采用不平衡雙流接口。接口速率為2Mbit/s。其機械特性為34芯連接器。7.3X系列接口標準定義接口電路——X.24定義接口規程——X.20、X.21、X.20bis、X.21bis定義接口電氣特性——X.26、X.27，分別等效于V.10和V.11。X.24——DTE和DCE的接口功能特性。X.21——同步傳輸DTE和DCE的接口。X.21bis——公用數據網上與同步V系列MODEM接口的DTE操作規程。X.20——起止式異步傳輸的DTE和DCE接口。X.20bis——公用數據網上與異步V系列MODEM接口的DTE操作規程。7.4EIA接口標準RS232——接口電路與V.24相似，電氣特性與V.28相似，機械特性為25芯連接器。RS449——接口電路特性與V.24相似，傳輸速率為2Mbit/s。機械特性為37芯連接器。7.5數字網絡接口標準——G.703G.703定義了數字接口的物理和電氣特性。接口速率：它有64Kbit/s和2048Kbit/s兩種接口速率。機械特性：細同軸電纜T插頭，75歐姆阻抗；平衡雙絞線RJ-45，120歐姆阻抗。7.6DDN的接入方式話帶MODEM傳輸速率低于56Kbit/s；傳輸信號為調制的模擬信號；DTE和MODEM之間的接口為V.24/V.28或V.35；傳輸距離為5km；包括二線和四線。基帶MODEM數據通信培訓資料全文共30頁，當前為第30頁。傳輸速率高于64kbit/s；數據通信培訓資料全文共30頁，當前為第30頁。傳輸基帶線路信號，通常的線路碼型為2B1Q；DTE和MODEM之間的接口為V.24/V.28或V.35；包括二線和四線；傳輸距離為4km。2B+D線路終接單元LT該設備原用于ISDN的接入，實際上也是二線基帶MODEM。DTUDTU實際是復用器加基帶MODEM；2B+D的ISDN的U接口技術，采用2B1Q碼型；接口速率為128kbit/s；傳輸距離為5km。HDSL實際上是一種高級的基帶MODEM，在銅線上實現雙向對稱高速數字傳輸。采用2B1Q或CAP（無載波調幅/調相）編碼技術。接口速率為2048kbit/s。用戶接口為G.703E1要求。2B1Q碼型可傳輸3km；CAP可傳輸5km。ADSL是在雙絞線上實現非對稱數字信號的一種技術；下行為高速單工數字信號，速率可達2.048Mbit/s、4.096Mbit/s、6.144Mbit/s、8.192Mbit/s；上行速率為低速全雙工信道，速率為160kbit/s、384kbit/s、576kbit/s；采用CAP或DMT（多路載波調制）技術；用戶接口為G.703數字接口；傳輸距離為5km左右。局域網接入局域網可通過路由器和橋直接接入DDN；如距離較遠，則可通過MODEM接入。7.7接入網的發展基本概念接入網（AN）——本地交換機與用戶之間的系統，完成傳輸、復用和交叉連接功能，不具有交換和信令解釋功能。管理功能經Q3接口與TMN相連。V5接口ITU提出了接入網與交換機之間的標準接口——V5標準接口，使AN和交換機采用數字直接相連。其包括V5.1建議——由單個2048kbit/s鏈路所支持，它支持PSTN接入和ISDN（2B+D）接入。V5.2建議——由多個（最大為16個）2048kbit/s鏈路所支持。除了支持V5.1接數據通信培訓資料全文共31頁，當前為第31頁。口業務外，還支持ISDN（30B+D）等。數據通信培訓資料全文共31頁，當前為第31頁。接入網分類接入網按傳輸媒體分為銅線接入光纖接入光纖同軸混合接入無線接入各種接入系統我們前面介紹的接入方式（包括DDN、ISDN等）是基于電信網的雙絞線對（TWP）。TWP帶寬有限。光纖接入光纖接入模型如圖2.8.1所示。光纖接入可將其遠端OLTODNOLTODNONUONUAFSNIUNIOLT：光線路終端ODN：光配線網ONU：光網絡單元AF：適配器SNI：業務節點接口UNI：用戶網絡接口圖2.8.1光接入網模型光纖同軸混合網HFCHFC是一種以模擬頻分復用技術為基礎，綜合應用模擬和數字傳輸技術，光纖和同軸電纜技術、射頻技術以及高度分布式智能技術的寬帶接入網絡。HFC的缺點是將數字信號以模擬方式傳輸后質量受到影響。第八章信令網8.1組成信令點（SP）產生和接收信令消息的節點，是信令消息的源節點和目的節點。其功能是將產生的信令消息轉送到所使目的地的一條信令鏈路上，或將從一條信令鏈路上接收的信令消息轉送到本地的相應的用戶部分。信令轉接點（STP）將信令消息從一條信令鏈路轉送到另一條信令鏈路。綜合型信令轉接點——具有消息傳遞部分（MTP）和用戶部分（TUP），即有信令數據通信培訓資料全文共32頁，當前為第32頁。獨立點的功能。型信令轉接點——只有MTP部分。數據通信培訓資料全文共32頁，當前為第32頁。信令鏈路由信令數據鏈路和信令鏈路控制功能組成，用來可靠地傳送信令消息。我國的數字信令鏈路使用64kbit/s的速率。8.2信令網結構我國信令網采用三級結構。第一級——高級信令轉接點（HSTP）HSTP分為A、B兩個平面，同一平面內的HSTP為網狀連接，A、B平面間為格子狀連接。第二級——低級信令轉接點（LSTP）LSTP通常連至兩個或兩個以上HSTP。第三級——信令點（SP）由各級交換局、各種數據庫組成的特種服務中心組成。信令網功能為信令網的信令節點間消息傳遞提供所需的功能和程序。在信令鏈路和信令轉接點故障的情況下，保證可靠的信號傳遞。信令消息處理——消息選路、消息識別、消息分配。信令網管理——在信令鏈路或信令轉接點故障情況下，重新組織網路結構，并在擁塞情況下控制業務量。信令鏈路和信令轉接點的冗余措施附加信令路由——每個SP至少連接兩個以上STP。附加信令鏈路——SP與SP之間至少設立兩條信令鏈路。附加信令設備——SP和STP都有備用設備。主信令區主信令區分信令區信令點圖2.8.1我國信令點編碼格式888我國信令點編碼采用24位二進制編碼，如圖2.8.1所示。第一個8位用來區分信令點。第二個8位用來區分分信令區。第三個8位用來區主分信令區。同步網9.1概述同步網的功能是準確的將同步信息從基準時鐘傳遞給同步網的各節點，從而調節網中的各時鐘以建立并保持信號同步。分類準同步網——由具有相同標稱頻率的不同基準時鐘相互比對的同步網。全同步網——由單一基準時鐘控制的同步網。同步方法主從控制法 分級主從控制 外基準時鐘控制互控制法數據通信培訓資料全文共33頁，當前為第33頁。 單端互控法數據通信培訓資料全文共33頁，當前為第33頁。 雙端互控法大多數國家采用分級主從同步法；國家間采用準同步法。同步網組網方式全同步網由單個基準時鐘控制的全同步網，在采用分級主從同步法的同步網中，所有時鐘被分為若干級，基準時鐘作為唯一的主時鐘，其它全部時鐘相位鎖定到基準時鐘。只允許某一級的時鐘向較低等級或同等級時鐘傳送同步信息，用以同步較低等級或同等級的時鐘。準同步網網內各時鐘速率或各同步子網的基準時鐘的速率被限制在規定限值內。網中所有時鐘信號具有同一標稱速率，而速率的變化被限制在規定范圍內。9.2我國的數字同步網組網原則多基準時鐘，分區等級主從同步。結構一級基準時鐘北京、武漢各設立了一個以銫鐘組為主的、包括了GPS接收機的高精度基準鐘，稱為PRC——原始基準時鐘（PrimaryReferenceClock）。二級基準時鐘29個省中心以上城市各建立了一個以GPS接收機和二級鐘構成的高精度區域基準鐘。當GPS正常時，各省中心二級鐘以GPS信號為主構成LPR（地區基準時鐘LocalPrimaryReference）。當GPS故障時，該二級鐘轉為經地面數字電路直接或間接跟蹤于北京或武漢的PRC。BITS——BuildingIntegratedTimingSystem大樓綜合定時供給系統所有數字同步網中的節點時鐘均來自BITS。一棟通信樓內建一個BITS，該BITS接收上級傳來的同步信號，然后供給樓內需要同步的所有通信設備。我國的數字同步網的同步等級為四級。除了上面介紹的兩級時鐘外，第三級為省內長途匯接局的BITS，第四級為地市級匯接局BITS。管理網10.1概述從技術和標準的角度來看，TMN是一組原則和為實現原則中的目標而定義的一系列技術標準和規范；從邏輯和實施方面考慮，TMN是一個由各種不同的應用管理系統，按照TMN的標準接口互聯而成的網絡。功能一般功能——傳送、存儲、安全、恢復、處理和用戶終端支持。應用功能——性能管理、告警監測、故障管理、安全管理、計費管理和業務管理。10.2我國的電信網管理系統業務管理系統——包括計費、數據業務配置、客戶服務系統等。數據通信培訓資料全文共34頁，當前為第34頁。長途電話網網管系統數據通信培訓資料全文共34頁，當前為第34頁。本地電話網網管和集中操作維護系統移動電話網網管系統傳輸網監控系統7號信令網網管系統通信電源、空調集中監控管理系統第三部分計算機網絡概述由于通信和計算機技術的迅猛發展，計算機網絡已經成為人們生活的一部分。計算機網絡是把若干臺地理位置不同，具有獨立功能的計算機，通過通信設備和線路連接起來，以實現信息傳輸和資源共享的計算機系統。1計算機網絡的組成計算機網絡主要由硬件和軟件組成。硬件主要包括計算機終端、網絡通信系統。軟件包括網絡操作系統和實現應用功能的軟件系統。計算機網絡的分類按照網絡節點分布的地理位置可以分為局域網LAN（localareanetworks）和廣域網WAN(wideareanetworks)。局域網與廣域網的差別：地理區域：局域網覆蓋區域較小，一般為一個或幾個辦公區域；廣域網則能夠支持跨地區甚至整個國家及世界的范圍。數據傳輸率：局域網的傳輸速率一般大于10Mbit/s；廣域網的傳輸速率一般為小于2Mbit/s。 局域網之間可以互連，局域網也可以和廣域網互連。局域網我們將從網絡的拓撲結構、傳輸介質、信號方式、在網絡上傳輸數據的訪問方法以及使網絡正常運轉所需要的硬件和軟件等方面介紹局域網的技術特性。拓撲結構局域網的拓撲是指連接網絡上的工作站的電纜的結構或幾何分布。一般有以下幾種方式。總線型所有工作站連接在一根伸展的電纜上，共享數據通道。環型所有工作站連接在由單一電纜構成的環形通道上。數據通信培訓資料全文共35頁，當前為第35頁。星型數據通信培訓資料全文共35頁，當前為第35頁。工作站均連至網絡的控制器上，工作站之間通過網絡控制器互相訪問。樹型從頂端開始向節點輻射。混合拓撲有些網絡是由各種拓撲混合而成的。傳輸介質局域網所使用的傳輸介質包括雙絞線、同軸電纜、光纖等雙絞線雙絞線較廉價且容易安裝。它又分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）。一般使用RJ45連接器。在EIA/TIA-586（電子工業協會/電信工業協會）標準中，將UTP電纜分為五類，表3.2.1列出了UTP電纜的分類。表3.2.1EIA/TIA標準中UTP電纜分類電纜類別適用的語音和數據的應用一類語音和56Kbit/s以下的低速數據，不用于局域網二類速率為1Mbit/s以下的數據三類支持最高16MHz的傳輸四類支持最高20MHz的傳輸五類支持最高100MHz的傳輸注意三類與五類電纜的分類是與其所支持的傳輸的信號速率有關的。這意味著UTP支持局域網傳輸的能力，取決于所使用的信號方式。同軸電纜同軸電纜一般分為50歐姆和75歐姆兩種。50歐姆用于基帶網絡，75歐姆用于寬帶網絡（與CATV中使用的電纜相同）。光纜光纜傳輸速度較快，但成本較高，且安裝施工困難。目前主要應用有FDDI。數據訪問方式在局域網中有兩種基本數據訪問方式：CSMA/CD（載波監聽多重訪問/沖突檢測）和令牌（Token-Ring）傳遞。1.CSMA/CD數據訪問方式在CSMA/CD的概念中，當一個工作站有數據要發送時，它首先監聽并檢測網絡上是否有其它工作站在發送。檢測信道是否空閑，采用載波監聽的方式。在局域網中數據傳輸并不使用載波信號，而是基帶傳輸，使用曼徹斯特編碼對數據進行編碼，連續傳送的曼徹斯特碼可以被看作等價的載波信號。在CSMA/CD網絡中，如果信道忙，工作站一直等到信道空閑才發送數據。由于存在著兩個工作站同時檢測線路并發現空閑而同時傳送數據的可能，一旦檢測到沖突發生，每個工作站將等待一段隨機生成的或預定義的超時時間，然后再試圖重發數據。這種訪問方式要求硬件具有檢測沖突發生的能力。CSMA/CD網絡適用于斷續傳輸的網絡。隨著網絡流量的增長網絡的吞吐量會降低。數據通信培訓資料全文共36頁，當前為第36頁。使用CSMA/CD的局域網就是我們所說的以太網。數據通信培訓資料全文共36頁，當前為第36頁。2.令牌傳遞在令牌傳遞網絡中，每當網絡啟動時均生成一個令牌。