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1、第1章通信网概述本讲稿第一页，共七十一页 通信网技术是规划、设计、建设和维护通通信网技术是规划、设计、建设和维护通信网络的相关技术。要想把通信网建设和维护信网络的相关技术。要想把通信网建设和维护好，必须了解各种类型通信网的结构、接口、好，必须了解各种类型通信网的结构、接口、协议和技术指标，了解各类通信网之间的关系协议和技术指标，了解各类通信网之间的关系和互连。和互连。本章将讨论通信网的类型、通信网的发展本章将讨论通信网的类型、通信网的发展和通信网体系结构。和通信网体系结构。本讲稿第二页，共七十一页1.1通信网的类型通信网的类型1.1.1通信网类型的划分通信网类型的划分通通信信网网是是在在用用户
2、户之之间间提提供供通通信信功功能能的的网网络络，是是信信息息化化社社会会的的基基础础设设施施。通通信信网网分分为为公公用用网网、专专用用网和虚拟专用网。网和虚拟专用网。早早期期的的公公用用通通信信网网仅仅包包括括电电话话网网和和电电报报网网，随随着着通通信信技技术术的的发发展展，通通信信网网的的类类型型以以及及通通过过通通信信网网向向公公众众提提供供的的电电信信业业务务的的类类型型不不断断增增加加，服服务务质质量量不不断断提提高高。通通信信网网具具有有各各种种不不同同的的类类型型，根根据据子子网网的的功功能能可可以分为业务网、传送网和支撑网。以分为业务网、传送网和支撑网。本讲稿第三页，共七十一
3、页 业务网是指向公众提供电信业务的网络，包括固定电业务网是指向公众提供电信业务的网络，包括固定电话网、移动电话网、互联网、话网、移动电话网、互联网、IP电话网、数据通信网、智电话网、数据通信网、智能网、窄带综合业务数字网（能网、窄带综合业务数字网（N-ISDN）、宽带综合业务数）、宽带综合业务数字网（字网（B-ISDN）等。）等。传送网是指数字信号传送网，包括骨干传送网和接入网。传送网是指数字信号传送网，包括骨干传送网和接入网。图图1.1业务网，传送网和支撑网之间的关系业务网，传送网和支撑网之间的关系 支撑网包括信令网、数字同步网和电信管理网。支撑网包括信令网、数字同步网和电信管理网。1.1.
4、1通信网类型的划分通信网类型的划分本讲稿第四页，共七十一页图图1.1业务网，传送网和支撑网之间的关系业务网，传送网和支撑网之间的关系1.1.1通信网类型的划分通信网类型的划分业务网，传送网和支撑网之间的关系如图业务网，传送网和支撑网之间的关系如图1.1所示。所示。本讲稿第五页，共七十一页根根据据子子网网的的位位置置可可以以将将通通信信网网分分为为用用户户网网、接接入入网网和和核核心心网网。从从整整个个通通信信网网的的角角度度讲讲，可可以以将将全全网网划划分分为为公公用用网网和和用用户户驻驻地地网网（CPN），其其中中CPN属属用用户户所所有有，因因而而，通通常常意意义义的的通通信信网网指指公公
5、用用电电信信网网部部分分。核核心心网网的的作作用用是是交交换换和和传传送送；相相对对于于核核心心网网，接接入入网网介介于于交交换换设设备备和和用用户户之之间间，主主要要完完成成使使用用户户接接入入到到核核心心网网的的任任务务，由由业业务务节节点点接接口口（SNI）和和用用户户网网络络接接口口（UNI）之之间间一一系系列列传传送送设设备备组组成成。用用户户网网、接接入入网网和和核核心心网网之之间间的的关关系系如如图图1.2所示。所示。1.1.1通信网类型的划分通信网类型的划分本讲稿第六页，共七十一页图图1.2用户网、接入网和核心网之间的关系用户网、接入网和核心网之间的关系1.1.1通信网类型的划
6、分通信网类型的划分本讲稿第七页，共七十一页传统的通信网络由传统的通信网络由3个部分组成：交换系统、传输个部分组成：交换系统、传输系统和用户终端。系统和用户终端。通信网的发展方向是下一代网络，下一代网络是一通信网的发展方向是下一代网络，下一代网络是一个内涵十分广泛的术语，不同的层面实际上都在应用这个内涵十分广泛的术语，不同的层面实际上都在应用这个概念。泛指的下一代网络实际包容了所有新一代网络个概念。泛指的下一代网络实际包容了所有新一代网络技术，也往往特指下一代业务网，特别是以软交换为控技术，也往往特指下一代业务网，特别是以软交换为控制层，兼容所有三网技术的开放体系架构。制层，兼容所有三网技术的开
7、放体系架构。下面先概述主要的通信业务网。下面先概述主要的通信业务网。1.1.1通信网类型的划分通信网类型的划分本讲稿第八页，共七十一页1.1.2电话网电话网电电话话网网是是开开通通电电话话业业务务的的一一种种业业务务网网络络，可可以以分为固定电话网和移动电话网。分为固定电话网和移动电话网。1固定电话网固定电话网固固定定电电话话网网是是采采用用固固定定终终端端的的一一种种业业务务网网络络，可可以以分分为本地网和长途网。为本地网和长途网。根根据据服服务务区区域域的的大大小小，传传统统的的电电话话交交换换局局可可以以分分为为一一级级中中心心、二二级级中中心心、三三级级中中心心、四四级级中中心心和和五
8、五级级中中心心，即即C1、C2、C3、C4和和C5。其其中中C1、C2、C3、C4为为长长途途转转接接局局，C5为为端端局局。长长途途网网的的网网络络结结构构由由一一、二二、三三、四四级级长长途途交交换换中中心心及及五五级级交交换换中中心（端局）组成。心（端局）组成。本讲稿第九页，共七十一页随随着着电电话话网网的的数数字字化化进进程程的的实实现现，C1、C2合合并并为为一一级级，即即DC1，C3、C4合合并并为为一一级级，即即DC2，其其结结构构如如图图1.3所所示示，我我国国的的电电话话网网从从五五级级网网演演变变为为三三级级网网，一一级级交交换换中中心心之之间间形形成成网网状状连连接接，为
9、为今今后后实实现现动动态态无无级级路路由由选选择择创创造条件。我国电话网的等级结构如图造条件。我国电话网的等级结构如图1.3所示。所示。电电话话网网经经历历了了由由模模拟拟电电话话网网向向综综合合数数字字电电话话网网的的演演变变，经经历历了了交交换换程程控控化化、传传输输数数字字化化的的演演变变过过程程。电电话话交交换换局局是是电电话话网网中中的的核核心心设设备备，在在数数字字电电话话网网中中采采用用数数字字程程控控交交换换设设备备，每每一一路路电电话话编编码码为为64kbit/s的的数数字字信信号号，占占据据一一次次群群中中的的某某一一时时隙隙，在在信信令令的的控控制制下进行时隙交换，从而实
10、现各个不同用户相连。下进行时隙交换，从而实现各个不同用户相连。1.1.2电话网电话网本讲稿第十页，共七十一页图图1.3固定电话网的结构图固定电话网的结构图本讲稿第十一页，共七十一页2移动电话网移动电话网移移动动电电话话网网由由移移动动交交换换局局、基基站站、中中继继传传输输系系统统和和移移动台组成。动台组成。移移动动交交换换局局和和基基站站之之间间通通过过中中继继线线相相连连，基基站站和和移移动动台台之之间间为为无无线线接接入入方方式式，移移动动交交换换局局又又和和本本地地电电话话网网中的市话局相连组成复合电话网。中的市话局相连组成复合电话网。移移动动电电信信网网可可分分为为模模拟拟和和数数字
11、字移移动动电电话话系系统统，正在广泛使用的是正在广泛使用的是GSM数字移动电话系统。数字移动电话系统。固定电话网和移动电话网的互连如图固定电话网和移动电话网的互连如图1.4所示。所示。1.1.2电话网电话网本讲稿第十二页，共七十一页图图1.4固定电话网和移动电话网的互连固定电话网和移动电话网的互连本讲稿第十三页，共七十一页移移动动业业务务本本地地网网，一一般般可可设设置置一一个个或或两两个个移移动动汇汇接接局局（GMSC），每每个个移移动动本本地地网网中中有有多多个个移移动动端端局局（MSC）。GSM数数字字蜂蜂窝窝通通信信系系统统的的主主要要组组成成部部分分有有基基站站系系统统与与网网络系统
12、。络系统。目目前前电电话话网网正正在在向向软软交交换换网网络络的的方方向向发发展展，软软交交换换网网络络由由软软交交换换局局组组成成，软软交交换换局局由由软软交交换换机机、位位置置服服务务器器、中中继继媒媒体体网网关关、信信令令网网关关、接接入入网网关关、综综合合接接入入设设备备、应应用用服服务务器器、媒媒体体服服务务器器等等设设备备以以及及连连接接这这些些节节点的点的IP分组承载网组成。分组承载网组成。1.1.2电话网电话网本讲稿第十四页，共七十一页1.1.3互联网互联网ChinaNet是是中中国国电电信信公公众众互互联联网网，下下面面以以ChinaNet为为 例例 对对 互互 联联 网网
13、作作 进进 一一 步步 的的 说说 明明。ChinaNet骨骨干干网网的的拓拓扑扑结结构构逻逻辑辑上上分分为为两两层层，即即核心层和大区层。核心层和大区层。大大区区层层主主要要提提供供大大区区内内的的信信息息交交换换以以及及接接入入网网接接入入ChinaNet的的信信息息通通路路。大大区区之之间间通通信信必必须经过核心层。须经过核心层。Chinanet的国际连接的国际连接如图如图1.5所示。所示。本讲稿第十五页，共七十一页图图1.5Chinanet的国际连接的国际连接1.1.3互联网互联网本讲稿第十六页，共七十一页1.1.4传送网传送网传送网是指数字传送网络，上面谈到的各类业务传送网是指数字传
14、送网络，上面谈到的各类业务网路中的各种不同的业务信号，都将以数字信号的形网路中的各种不同的业务信号，都将以数字信号的形式通过传输网进行传输，因此，传输线路、传输设备式通过传输网进行传输，因此，传输线路、传输设备是电信网的一项重要的基础设施，由传输线路、传输是电信网的一项重要的基础设施，由传输线路、传输设备组成的传送网络也称为基础传送网。设备组成的传送网络也称为基础传送网。1传输技术体制传输技术体制目前有两类速率等级信号：准同步数字系列目前有两类速率等级信号：准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（）和同步数字系列（SDH）。）。本讲稿第十七页，共七十一页PDH系统就复接的数字系列而言，分为一、
15、二、三、系统就复接的数字系列而言，分为一、二、三、四次群，其速率标准如表四次群，其速率标准如表1.1所示。所示。表表1.1PDH时时分复用系列分复用系列欧洲欧洲美国美国日本日本一次群一次群2.048Mbit/s1.544Mbit/s1.544Mbit/s二次群二次群8.448Mbit/s6.312Mbit/s6.312Mbit/s三次群三次群34.368Mbit/s44.736Mbit/s32.064Mbit/s四次群四次群139.264Mbit/s274.176Mbit/s97.728Mbit/s1.1.4传送网传送网本讲稿第十八页，共七十一页SDH是在是在PDH的基础上发展起来的一种数字传
16、的基础上发展起来的一种数字传输技术体制，它具有以下主要特点。输技术体制，它具有以下主要特点。在高速率的传输系统中，采用统一的传输标在高速率的传输系统中，采用统一的传输标准速率，对两种不同的准速率，对两种不同的PDH的速率标准能够予以兼容，的速率标准能够予以兼容，给网路的互连互通提供了方便。给网路的互连互通提供了方便。在在SDH的帧结构中具有丰富的用于监控和管的帧结构中具有丰富的用于监控和管理的开销比特，以此为基础，增加了网路监控和管理的开销比特，以此为基础，增加了网路监控和管理的功能。理的功能。提供了高速率的传输通道，为建立宽带通信网提提供了高速率的传输通道，为建立宽带通信网提供重要的基础设施
17、。供重要的基础设施。SDH的速率标准如表的速率标准如表1.2所示。所示。1.1.4传送网传送网本讲稿第十九页，共七十一页表表1.2SDH的的速率等速率等级级SDH等等级级SONET等等级级标标 准准 速速 率率OC-1/STS-1（480H）51.40Mbit/s155Mbit/sSTM-1（1920CH）OC-3/STS-3（1440CH）155.520Mbit/sOC-9/STS-9466.560Mbit/s622Mbit/sSTM-4（7696CH）OC-12/STS-12（8046CH）622.080Mbit/sOC-18/STS-18933.120Mbit/sOC-24/STS-24
18、1244.160Mbit/sOC-36/STS-361866.240Mbit/s2.5Gbit/sSTM-16（30720CH）OC-48/STS-48（32356CH）2488.320Mbit/s10Gbit/sSTM-64（122880CH）OC-192/STS-192（129024CH）9953.280Mbit/s表表1.2中的中的OC-I为光同步网络（为光同步网络（SONET标准）是美国采用的传输标准。标准）是美国采用的传输标准。本讲稿第二十页，共七十一页SDH的传送网主要由以下设备组成的传送网主要由以下设备组成:ADM：这是一种具有上下路功能的复用器：这是一种具有上下路功能的复用器T
19、M：称为终端复用设备：称为终端复用设备DXC：数字交叉连接设备。数字交叉连接设备：数字交叉连接设备。数字交叉连接设备常用常用DXCA/B来表示，来表示，A表示输入的最高速率；表示输入的最高速率；B表示交叉连接的最高速率。表示交叉连接的最高速率。就就传传输输媒媒体体而而言言，SDH系系统统以以光光纤纤为为主主，也可以通过数字微波系统来进行传输。也可以通过数字微波系统来进行传输。1.1.4传送网传送网本讲稿第二十一页，共七十一页2SDH传送网传送网SDH传送网已经成为我国基础网的主体，就网传送网已经成为我国基础网的主体，就网络结构而言，络结构而言，SDH传送网分为传送网分为4个层次：一级干线网、个
20、层次：一级干线网、二级干线网、本地传输网、用户接入网。二级干线网、本地传输网、用户接入网。用户接入可以有多种实施的方式，有铜线接入、用户接入可以有多种实施的方式，有铜线接入、光纤接入、混合接入和无线接入。光纤接入是用户接光纤接入、混合接入和无线接入。光纤接入是用户接入网中的重要方式，根据光网络单元的位置可以分为入网中的重要方式，根据光网络单元的位置可以分为FTTB、FTTC、FTTH和和FTTO等方式，其中等方式，其中FTTB是目前常用的一种方式。是目前常用的一种方式。当当ADM、DXC演变为演变为OADM、OXC时，则上述时，则上述网络演变为多级光传送网。网络演变为多级光传送网。1.1.4传
21、送网传送网本讲稿第二十二页，共七十一页1.1.5电信支撑网电信支撑网电信支撑网是指对电信网的正常运营起到支持作用的电信支撑网是指对电信网的正常运营起到支持作用的一类网络，包括信令网、数字同步网和电信管理网。这一类网络，包括信令网、数字同步网和电信管理网。这3种网络从种网络从3个不同的方面对电信网进行支持：信令网通个不同的方面对电信网进行支持：信令网通过公共的网络传送信令信号；数字同步网提供全网同步过公共的网络传送信令信号；数字同步网提供全网同步的时钟；电信管理网则通过计算机系统对全网进行统一的时钟；电信管理网则通过计算机系统对全网进行统一的管理。的管理。通过通过TMN可以对电信网进行可以对电信
22、网进行5个方面的管理，其个方面的管理，其中包括故障、性能、配置、计费和安全管理，利用中包括故障、性能、配置、计费和安全管理，利用网络管理系统可以有效地对电信网进行管理，提高网络管理系统可以有效地对电信网进行管理，提高网络的运营效率和服务质量。网络的运营效率和服务质量。本讲稿第二十三页，共七十一页1.2通信网的发展通信网的发展通信网正在向下一代网络（通信网正在向下一代网络（NGN）的）的方向发展，下一代网络即泛指一个不同于方向发展，下一代网络即泛指一个不同于当代网络体系结构，通常是指以数据为中当代网络体系结构，通常是指以数据为中心的融合网络体系结构。心的融合网络体系结构。下一代网络的含义可以从多
23、个层面来理下一代网络的含义可以从多个层面来理解。从业务上看，它应支持语音、数据、解。从业务上看，它应支持语音、数据、视频和多媒体业务。从网络层面上看，在视频和多媒体业务。从网络层面上看，在垂直方向它应包括业务层、传送层等不同垂直方向它应包括业务层、传送层等不同层面，在水平方向它应覆盖核心网和边缘层面，在水平方向它应覆盖核心网和边缘网。网。NGN可以涉及多个领域。可以涉及多个领域。本讲稿第二十四页，共七十一页ITU-T认为认为NGN实际是一把几乎可以覆盖所有实际是一把几乎可以覆盖所有通信网络领域的大伞，如图通信网络领域的大伞，如图1.6所示，所示，NGN的范畴至的范畴至少覆盖以下少覆盖以下5个领
24、域：下一代交换网、下一代传送网、个领域：下一代交换网、下一代传送网、下一代互联网、下一代移动网和下一代接入网。下一代互联网、下一代移动网和下一代接入网。图图1.6广义广义NGN伞状图伞状图本讲稿第二十五页，共七十一页1.2.1下一代传送网下一代传送网传送网是整个电信网的基础，它为整个网络所承载传送网是整个电信网的基础，它为整个网络所承载的业务提供传输通道和传输平台。的业务提供传输通道和传输平台。1下一代传送网的特征下一代传送网的特征传送网作为传送层面，为传送网作为传送层面，为NGN业务提供承载，根业务提供承载，根据业务对于传送层面的需求来提出对传送网的要求。据业务对于传送层面的需求来提出对传送
25、网的要求。其主要特征有以下几个方面其主要特征有以下几个方面:（1）高速率、大容量）高速率、大容量（2）多业务能力）多业务能力（3）传送网的智能化）传送网的智能化本讲稿第二十六页，共七十一页2下一代下一代SDH网络网络下下一一代代SDH是是以以支支持持多多业业务务传传送送平平台台（MSTP），GFP封封装装协协议议、VC虚虚级级联联和和链链路路容容量量自自动动调调整整机机制制（LCAS）以以及及弹弹性性分分组组环环（RPR）、多多协协议议标标签签交交换换（MPLS）等关键技术为特征的网络。）等关键技术为特征的网络。下下一一代代SDH支支持持STM-4C、STM-16C等等级级联联业业务务透透明明
26、传传送送。而而STM-4C、STM-16C等等级级联联业业务务正正是是用用于于承承载载ATM业务、业务、POS（PacketOverSDH）业务等数据业务。）业务等数据业务。1.2.1下一代传送网下一代传送网本讲稿第二十七页，共七十一页下下一一代代SDH支支持持10/100/1000Mbit/s以以太太网网业业务务接接入入。有有两两种种方方式式：一一种种方方式式是是采采用用ML-PPP（Multi-LinkPoint-to-PointProtocol）灵灵活活捆捆绑绑多多个个VC-12/VC-3通通道道进进行行传传送送以以太太网网帧帧；另另一一种种方方式式是是采采用用多多个个VC-12/VC-
27、3/VC-4级级联联或或虚虚级级联联通通道道来来传传送送。其其中中由由于于虚虚级级联联（VC-12-Xv/VC-3-Xv/VC-4-Xv）方方式式能能够够兼兼容容传传统统SDH网网络络，从从而而得得到到广泛的应用。广泛的应用。1.2.1下一代传送网下一代传送网本讲稿第二十八页，共七十一页对于以太网帧如何映射到对于以太网帧如何映射到SDH的的VC通通道，道，ITU-TX.86协议规定了协议规定了EthernetOverSDH的标准。的标准。多业务传送平台（多业务传送平台（MSTP）虚级联（虚级联（VC）技术）技术 链路容量调整方案（链路容量调整方案（LCAS）通用成帧协议（通用成帧协议（GFP）
28、使用虚级联其带宽利用率比较如表使用虚级联其带宽利用率比较如表1.3所所示。示。1.2.1下一代传送网下一代传送网本讲稿第二十九页，共七十一页表表1.3 使用虚使用虚级联级联其其带宽带宽利用率比利用率比较较业务类业务类型型速率速率(Mbit/s)无无 虚虚 级级 联联虚虚 级级 联联以太网以太网10VC-3（20%）VC-12-5v（92%）快速以太网快速以太网100VC-4（67%）VC-3-2v（100%）吉比特以太网吉比特以太网1000VC-4-16c（42%）VC-4-7v（95%）低速低速ATM25VC-3（50%）VC-12-12v（96%）光光纤纤通道通道200VC-4-4c（33
29、%）VC-3-4v（100%）光光纤纤通道通道1000VC-4-16c（42%）VC-4-7v（95%）ESCON200VC-4-4c（33%）VC-3-4v（100%）1.2.1下一代传送网下一代传送网本讲稿第三十页，共七十一页3下一代光网络下一代光网络ASON是指采用光交叉连接设备是指采用光交叉连接设备（OXC）实现光通路自动交换的新型网络。）实现光通路自动交换的新型网络。它采用了分布式控制它采用了分布式控制。ASON的关键技术如的关键技术如下。下。信令技术信令技术 路由技术路由技术 链路资源管理技术链路资源管理技术 自动发现技术自动发现技术 生存性技术生存性技术1.2.1下一代传送网下一
30、代传送网本讲稿第三十一页，共七十一页从功能层面来讲，从功能层面来讲，ASON由控制平面、管理平面由控制平面、管理平面和传送平面三大平面组成，如图和传送平面三大平面组成，如图1.7所示所示。图图1.7ASON由控制平面、管理平面和传送平面组成由控制平面、管理平面和传送平面组成1.2.1下一代传送网下一代传送网本讲稿第三十二页，共七十一页与传统光传送网相比较，与传统光传送网相比较，ASON的一个的一个明显不同就是引入控制平面，使整个光网明显不同就是引入控制平面，使整个光网络出现了新的变化。此外，从图络出现了新的变化。此外，从图1.7中还可中还可看出，在控制平面与其他平面之间也存在看出，在控制平面与
31、其他平面之间也存在平面之间功能的协调和对传送平面资源的平面之间功能的协调和对传送平面资源的管理操作。管理操作。ASON的出现为构建了下一代的核心光的出现为构建了下一代的核心光网络打下了基础网络打下了基础1.2.1下一代传送网下一代传送网本讲稿第三十三页，共七十一页4分组传送网技术（分组传送网技术（PTN）传送网分组化是传送网的一个重要的发传送网分组化是传送网的一个重要的发展方向，目前的传送网都是基于展方向，目前的传送网都是基于TDM的的。PTN技术保持了传统技术保持了传统SDH传送网的优点：传送网的优点：良好的网络扩展性、丰富的操作维护良好的网络扩展性、丰富的操作维护（OAM）、快速的保护倒换
32、、利用网管系）、快速的保护倒换、利用网管系统建立连接等。同时增加了适应数据业务统建立连接等。同时增加了适应数据业务的特性：分组交换、统计复用、采用面向的特性：分组交换、统计复用、采用面向连接的标签交换、分组连接的标签交换、分组QoS机制、灵活动态机制、灵活动态的控制面。的控制面。1.2.1下一代传送网下一代传送网本讲稿第三十四页，共七十一页传送传送MPLS（T-MPLS）是）是PTN的关键的关键技术之一，技术之一，T-MPLS的主要功能特征包括：的主要功能特征包括：T-MPLS是由是由IETFMPLS发展而来的，二发展而来的，二者具有相同类型的帧结构，标记交换和转者具有相同类型的帧结构，标记交
33、换和转发机制，仅允许面向连接的传送实体，从发机制，仅允许面向连接的传送实体，从而确保与而确保与MPLS的互通性。的互通性。对于对于T-MPLS传送网络定义了强有力传送网络定义了强有力OAM机制和网络的生存机制。机制和网络的生存机制。T-MPLS通过通过GMPLS控制平面和通过集中控制平面和通过集中的网络管理进行控制和管理。的网络管理进行控制和管理。1.2.1下一代传送网下一代传送网本讲稿第三十五页，共七十一页1.2.2下一代交换网下一代交换网NGN在各个领域内都在稳步发展。交换网向以软交换在各个领域内都在稳步发展。交换网向以软交换为核心的下一代交换网演进。为核心的下一代交换网演进。1软交换技术
34、的特点软交换技术的特点，它的主要特点是：，它的主要特点是：业务提供和呼叫控制分开；业务提供和呼叫控制分开；呼叫控制和承载连接分开；呼叫控制和承载连接分开；开放的接口，便于第三方提供业务。开放的接口，便于第三方提供业务。2采用软交换技术的电话网采用软交换技术的电话网本讲稿第三十六页，共七十一页图图1.8软交换网络示意软交换网络示意1.2.2下一代交换网下一代交换网本讲稿第三十七页，共七十一页3软交换网络中语音业务的引入软交换网络中语音业务的引入目前，语音业务仍旧在通信业务中占据主目前，语音业务仍旧在通信业务中占据主导地位，也是各电信运营商盈利的主要来源，导地位，也是各电信运营商盈利的主要来源，主
35、要包括：主要包括：长途语音业务长途语音业务 本地语音接入业务本地语音接入业务 IP电话与软交换电话与软交换1.2.2下一代交换网下一代交换网本讲稿第三十八页，共七十一页1.2.3下一代互联网下一代互联网1下一代互联网的特点下一代互联网的特点下下一一代代互互联联网网具具有有比比当当前前的的互互联联网网更更大大、更更快快、更更安安全全、更更及及时时和和更更方方便便的的特特征征，IPv6技技术术是是实实现现这这些些特特征征的的主主要要技技术术之之一一。IPv6将将地地址址空空间间从从IPv4的的32位位改改变变为为128位位，并并提提高高网网络络的的可可管管理理性性、安安全全性性、可可移移动性、动性
36、、QoS能力等。能力等。拥有足够的拥有足够的IP地址资源。地址资源。具有足够宽的带宽，传输速度达到具有足够宽的带宽，传输速度达到2.5Gbit/s到到10Gbit/s。具有较好的安全性能。具有较好的安全性能。拓宽了业务的应用范围拓宽了业务的应用范围2下一代互联网的承载网下一代互联网的承载网本讲稿第三十九页，共七十一页13G网络的组成网络的组成UMTS的网络结构主要由的网络结构主要由3部分组成，即无线接入部分组成，即无线接入网、网、Iu接口和核心网接口和核心网。1.2.4下一代移动网下一代移动网图图1.93G的接入网和核心网的接入网和核心网本讲稿第四十页，共七十一页23G的技术标准的技术标准国际
37、电信联盟（国际电信联盟（ITU）在）在2000年年5月确定月确定W-CDMA、CDMA2000和和TDS-CDMA三大三大主流无线接口标准，写入主流无线接口标准，写入3G技术指导性文技术指导性文件件2000年国际移动通信计划年国际移动通信计划（简称（简称IMT-2000）。）。1.2.4下一代移动网下一代移动网本讲稿第四十一页，共七十一页1.2.5网络融合技术网络融合技术移移动动网网和和固固定定网网同同时时引引入入了了软软交交换换的的设设计计思思想想，同同时时演演绎绎着着电电路路交交换换向向软软交交换换的的转转变变，也也预预示示着着一一个个重重要要的的趋趋势势移移动动网网和和固固定定网网的的融
38、融合合（FMC）。FMC是是指指网网络络的的业业务务提提供供与与接接入入技技术术和和终终端端设设备备相相独立。独立。网网络络融融合合的的体体系系构构架架可可以以采采用用基基于于IMS的的体体系系架架构构。网网络络融融合合采采取取基基于于IMS的的网网络络融融合合方方案案，目目的的在在于于使使IMS成成为为基基于于SIP会会话话的的通通用用平平台台，同同时时支支持持固固定定和和移移动动的的多多种种接接入入方方式式，实实现现移移动动网网和和固固定定网网的的融融合合，如图如图1.10所示。所示。本讲稿第四十二页，共七十一页图图1.10基于基于IMS的移动网和固定网的融合的移动网和固定网的融合本讲稿第
39、四十三页，共七十一页1.3通信网的体系结构通信网的体系结构1.3.1网络协议及其功能网络协议及其功能在通信网中通信的双方必须遵守共同的约定。在通信在通信网中通信的双方必须遵守共同的约定。在通信双方的两个实体之间一组管理数据交换的规则称为通信双方的两个实体之间一组管理数据交换的规则称为通信协议。协议是双方实体共同遵守的规则，它的主要元素协议。协议是双方实体共同遵守的规则，它的主要元素如下。如下。语法：包括数据格式、编码和信号等级。语法：包括数据格式、编码和信号等级。语义：包括用于协调的控制信息和差错控制。语义：包括用于协调的控制信息和差错控制。定时：包括速率匹配和排序。定时：包括速率匹配和排序。
40、本讲稿第四十四页，共七十一页1.3.2OSI参考模型参考模型1OSI参考模型的层次和功能参考模型的层次和功能OSI规定了一个网络协议的框架结构，它把网络协议规定了一个网络协议的框架结构，它把网络协议从逻辑上分为从逻辑上分为7层：物理层、数据链路层、网络层、层：物理层、数据链路层、网络层、传送层、会话层、表示层和应用层，其中下面的传送层、会话层、表示层和应用层，其中下面的3层层为低层协议，提供网络服务，上面的为低层协议，提供网络服务，上面的4层为高层协议，层为高层协议，提供末端用户功能。提供末端用户功能。OSI参考模型如图参考模型如图1.11所示。所示。OSI模型中各层的主要功能如下：模型中各层
41、的主要功能如下：物理层主要讨论在通信线路上比特流的传输问题。物理层主要讨论在通信线路上比特流的传输问题。本讲稿第四十五页，共七十一页图图1.11OSI参考模型参考模型1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第四十六页，共七十一页链路层主要讨论在数据链路上帧流的传输问题。链路层主要讨论在数据链路上帧流的传输问题。网络层主要处理分组在网络中的传输。网络层主要处理分组在网络中的传输。传送层主要处理报文从源到目的地之间的传输。传送层主要处理报文从源到目的地之间的传输。会话层在两个表示实体之间提供建立会话连接的服务，会话层在两个表示实体之间提供建立会话连接的服务，并支持有序数据的交互。并支持有序数据的交互
42、。表示层为应用实体在通信中传递或引用的信息所提供表示层为应用实体在通信中传递或引用的信息所提供的信息表示手段。的信息表示手段。应用层为应用进程提供访问应用层为应用进程提供访问OSIOSI环境的手段，是直接为应环境的手段，是直接为应用进程提供服务的。用进程提供服务的。1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第四十七页，共七十一页2OSI的协议数据单元的协议数据单元在在协协议议的的分分层层结结构构中中，上上一一层层称称为为服服务务用用户户，下下一一层层是是服服务务提提供供者者。分分层层结结构构中中的的N层层为为位位于于上上面面的的N+1层层提提供供一一种种服服务务，图图1.12示示出出了了（N1）、
43、N和和（N+1）层层之之间间的的关关系系。N层层对对N+1层层的的服服务务由由服服务务访访问问点点（SAP）提提供供，服服务务访访问问点点实实际际上上是是N层层和和N+1层层之之间间的的逻逻辑辑接接口口。在在每每一一层层中中有有多多个个活活跃跃的的实实体体（Entity）。图图中中的的虚虚线线表表示示不不同同系系统统中中同同一一层层的的实实体体在在同同级级协协议议支支配配下下进行通信的例子。进行通信的例子。1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第四十八页，共七十一页图图1.12N+1层实体和层实体和N层服务层服务1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第四十九页，共七十一页在在层层的的实实体体之
44、之间间传传送送的的比比特特组组称称为为数数据据单单元元。在在同同等等层层之之间间传传送送数数据据单单元元是是按按照照该该层层的的协协议议进进行行的的，因因此此这这时时的的数数据据单单元元称称为为协协议议数数据据单单元元。图图1.13所所示示为为层层间间数数据据单单元元的的形形成成过过程程，图图中中PDU是是协协议议数数据据单单元元，SDU是是服服务务数数据据单单元元，PCI是是协协议议控控制制信信息息。(N+1)PDU在在越越过过N+1和和N层层的的边边界界之之后后，变变换换为为NSDUN层层把把（N+1）层层PDU看看成成为为NSDU，NSDU上上加加上上NPCI，则成为，则成为NPDU。1
45、.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第五十页，共七十一页图图1.13N层协议数据单元的形成层协议数据单元的形成1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第五十一页，共七十一页本讲稿第五十二页，共七十一页3OSI的服务原语的服务原语（1）服务原语的类型）服务原语的类型 请求（请求（request）指示（指示（indication）响应（响应（response）证实（证实（confirm）（2）原语的时序关系）原语的时序关系原语的时序关系如图原语的时序关系如图1.14所示，数据从所示，数据从N实体传实体传送到同等层的另一系统的送到同等层的另一系统的N实体，整个过程按照以下步实体，整个过程按照以下步骤进
46、行。骤进行。1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第五十三页，共七十一页源（源（N）实体用原语）实体用原语DATA.request调用它的（调用它的（N1）实体，原语中带有相关的原语参数如要被传送的数据、实体，原语中带有相关的原语参数如要被传送的数据、目的地地址。目的地地址。源（源（N1）实体把（）实体把（N1）PDU发送给另一系统的同发送给另一系统的同等层的（等层的（N1）实体。）实体。目的地（目的地（N1）实体通过原语）实体通过原语DATA.indication把数据送把数据送给对应的目的地（给对应的目的地（N）实体，在原语中包括的参数有数据）实体，在原语中包括的参数有数据和源地址。和源地
47、址。如果需要确认，目的地（如果需要确认，目的地（N）实体发出）实体发出DATA.response原语给它的（原语给它的（N1）实体。）实体。（N1）实体发出（）实体发出（N1）PDU，在（，在（N1）PDU中传中传送确认信息。送确认信息。通过通过DATA.confirm原语，把确认信息传送到（原语，把确认信息传送到（N）实）实体。体。1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第五十四页，共七十一页图图1.14原语的时序关系原语的时序关系原语由提供服务的层次、原语的名称、原语的类型原语由提供服务的层次、原语的名称、原语的类型和原语的参数组成，原语的一般表示是：和原语的参数组成，原语的一般表示是：XX
48、-名称名称.类类型型.参数参数1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第五十五页，共七十一页（3）网络层服务原语）网络层服务原语网络层服务原语分为面向连接的服务原语和无连接的网络层服务原语分为面向连接的服务原语和无连接的服务原语。服务原语。面向连接的服务原语可以分为面向连接的服务原语可以分为4类：连接的建立、类：连接的建立、连接的拆除、数据的传送和连接的复位。连接的拆除、数据的传送和连接的复位。连接建立的服务原语连接建立的服务原语N-CONNECT.request(callee，caller，acks-wanted，exp-wanted，qos，user-data)N-CONNECT.indic
49、ation(callee，caller，acks-wanted，exp-wanted，qos，user-data)N-CONNECT.response(responder，acks-wanted，exp-wanted，qos，user-data)N-CONNECT.confirm(responder，acks-wanted，exp-wanted，qos，user-data）1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第五十六页，共七十一页连接拆除的服务原语连接拆除的服务原语N-DISCONNECT.request(originator，reason，user-data，responding-addr
50、ess)N-DISCONNECT.indication(originator，reason，user-data，responding-address)数据传送的服务原语数据传送的服务原语N-DATA.request(user-data)N-DATA.indication(user-data)N-DATA-ACKNOWLEDGE.request()N-DATA-ACKOWLEDGE.indication()N-EXPEDITED-DATA.request(user-data)N-EXPEDTED-DATA.indication(user-data)1.3.2OSI参考模型参考模型本讲稿第五十七页