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1、第2章电信网技术基础与趋势2005-05-202005-05-221现在学习的是第1页，共107页2005-05-202005-05-222第二章 电信网的技术基础及发展趋势现在学习的是第2页，共107页2005-05-202005-05-223第二章主要内容v第一节 电信技术发展历史v第二节 电信网的分层结构v第三节 电信网的主要技术基础v第四节 电信网络与技术发展趋势现在学习的是第3页，共107页2005-05-202005-05-224第一节 电信技术发展历史现在学习的是第4页，共107页2005-05-202005-05-225电信技术发展历史v近代电信源于实现电信号的传递，其重要标志
2、是电报的诞生。v电报的诞生与发展1835年，美国人莫尔斯的第一台电报机问世。1844年5月24日，莫尔斯发出了第一份公众电报，电文内容是“上帝创造了什么”。莫尔斯被称为“电报之父”。电报迅速地流行，1850年，在美国有超过1.2万英里的电报线路。地球也被电报线路连接了起来，形成全球网络和全球性行业。现在学习的是第5页，共107页2005-05-202005-05-226电信技术发展历史v电话的诞生与发展1876年3月10日，这是电信史上划时代的日子，美国科学家贝尔第一次用自己研制的传递话音装置传送了一句完整的话。1877年，第一部私人电话安装并开始通话。贝尔被称为“电话之父”。1892年11月
3、3日，史端乔发明步进制自动电话交换机。1919年，纵横制自动交换机出现。1970年，第一部程控电话交换机开通。现在学习的是第6页，共107页2005-05-202005-05-227电信技术发展历史v无线电的诞生与发展1895年，俄国科学家波波夫展示了用于检测和记录电振荡的世界上第一部无线电接收机。意大利的马可尼在1895年也试验成功无线电报机，他发明的一套高效无线电报系统遍及全球。马可尼因此在1909年获得诺贝尔物理奖。1902年，在英国与加拿大之间正式开通了越洋无线电报通信电路，使国际间电报通信跃入到一个新的阶段。现在学习的是第7页，共107页2005-05-202005-05-228电信
4、技术发展历史v载波通信的出现与发展1918年，架空明线载波电话付诸实用。1936年，在同轴电缆线路上开通了12路载波电话。1941年，美国在同轴电缆线路上实现了每对同轴管开通480路载波电话。到70年代，同轴电缆载波电话已达到每对同轴管开通2700路以至10800路。现在学习的是第8页，共107页2005-05-202005-05-229电信技术发展历史v计算机的诞生1946年，第一台电 子 管 计 算 机“ENIAC”在美国宾夕法尼亚大学诞生同年，美国冯诺依曼教授提出了冯诺依曼体系结构。现在学习的是第9页，共107页2005-05-202005-05-2210电信技术发展历史v微电子技术的发
5、展1948年6月30日，美国贝尔电话研究所正式宣布：世界上第一只晶体管研制成功。1958年，美国TI公司发明集成电路。1965年，Intel的创始人之一戈登摩尔指出：每18个月集成电路的集成度增加一倍，即为著名的摩尔定律。现在学习的是第10页，共107页2005-05-202005-05-2211电信技术发展历史v光纤技术的发展1966年，英国籍华裔高锟博士从理论上论证了光纤传输的可能性。1970年，低损耗玻璃纤维和稳定的半导体激光器出现，是光纤通信走向实用化的重大突破。1977年，第一个商用光纤通信系统开通。光纤以其大容量、低损耗、低成本等优点越来越受到人们的青睐，成为现代传输系统的首选传输
6、线，成为发展传输宽带化的骨干技术。现在学习的是第11页，共107页2005-05-202005-05-2212电信技术发展历史v移动通信的出现与发展1962年，美国贝尔实验室论证了蜂窝式移动电话通信系统。1978年，美国芝加哥开通了第一个移动电话通信系统。1989年，GSM正式投入商用，CDMA开始试验。现在学习的是第12页，共107页2005-05-202005-05-2213电信技术发展历史v计算机的网络化1975年，第一台个人计算机出现，1981年IBM推出开放式PC机，个人计算机迅速普及。计算机的广泛使用，要求实现计算机的网络化，1969年，ARPANET建成并投入运行，1982年，确
7、立TCP/IP通信协议，1986年NSFNET成为Internet基础。20世纪90年代Internet开始商业化，并在全球迅速扩展。现在学习的是第13页，共107页2005-05-202005-05-2214现代电信核心技术v20世纪是电信技术蓬勃发展的时代。基础研究核心技术网络技术电磁学材料学信息科学计算机科学微电子技术信号处理技术计算机软、硬件技术光子技术传送网无线网接入网IP网多媒体人机交互终端技术现在学习的是第14页，共107页2005-05-202005-05-2215第二节电信网的分层结构现在学习的是第15页，共107页2005-05-202005-05-2216网络的纵向分层结
8、构v为了更清晰地描述现代电信网，人们引入网络的分层结构。v从网络纵向分层的观点来看，可根据不同的功能将网络分解成多个功能层，上下层之间的关系为客户/服务者关系。现在学习的是第16页，共107页2005-05-202005-05-2217OSI七层参考模型OSIOSI参考模型参考模型现在学习的是第17页，共107页2005-05-202005-05-2218OSI七层参考模型与现有协议关系现在学习的是第18页，共107页2005-05-202005-05-2219v物理层的任务就是透明透明地传送比特流，在物理层上所传送数据的单位是比特比特。v透明是一个很重要的术语。“透明地传送比特流”表示经实际
9、电路传送后的比特流没有发生变化，这样任意组合的比特流都可以在这个电路上传送。当然，哪几个比特代表什么意思，则不是物理层所要负责的。v物理层要考虑用多大的电压代表“1”或“0”，以及当发送端发出比特“1”时，在接收端如何识别出这是比特“1”而不是比特“0”。现在学习的是第19页，共107页2005-05-202005-05-2220v数据链路层的任务是在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧帧（frame）为单位的数据。v每一帧包括数据和必要的控制信息。在传送信息时，若接收节点检测到所收到的数据中有差错，就要通知发方重发这一帧，直到这一帧正确无误地到达接收节点为止。v在每一帧所包括的控制信息中，
10、有同步信息、地址信息、差错控制以及流量控制信息等。现在学习的是第20页，共107页2005-05-202005-05-2221v在网络层，数据的传送单位是分组或包分组或包，网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。v这就是网络层的寻址功能。这里要强调指出，网络层中的“网络”二字，并不是我们通常谈到的网络的概念，而是在计算机网络体系结构模型中的专用名词。现在学习的是第21页，共107页2005-05-202005-05-2222v在运输层，信息的传送单位是报文报文，当报文较长时，先要把它分割成若干个分组，然后再交给下
11、一层（网络层）进行传输。v运输层的任务是根据下面通信子网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠和经济的方式，为两端主机（也就是源站和目的站）的进程之间，建立一条运输连接，以透明地传送报文。v运输层向上一层进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端的服务。v运输层以上的各层就不再关心信息传输的问题了。现在学习的是第22页，共107页2005-05-202005-05-2223v会话层不参与具体的数据传输，但它却对数据传输进行管理。他在两个互相通信的进程之间，建立、组织和协调其交互。例如确定是双工工作（每一方同时发送和接收），还是半双工工作（每一方交替发送和接收）。现在学习的是第23页，共107页20
12、05-05-202005-05-2224v表示层主要解决用户信息的语法表示。表示层将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，变换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。现在学习的是第24页，共107页2005-05-202005-05-2225v应用层对应用进程进行了抽象，它只保留应用进程中与进程间交互有关的那些部分，经过抽象后的应用进行就成为OSI应用层中的应用实体。OSI的应用层并不是要把各种应用进行标准化，应用层所标准化的是一些应用进程经常使用的功能，以及实现这些功能所要使用的协议。现在学习的是第25页，共107页2005-05-202005-05-2226电信网的垂直分层结构传送网传送网
13、传送网传送网业务网业务网业务网业务网 应用层应用层应用层应用层.多媒体多媒体会议电视会议电视文件传送文件传送远程教育远程教育.通道层通道层物理层物理层电话网电话网移动网移动网非非IPIP数据网数据网IPIP网网支支支支撑撑撑撑网网网网表示各种信息应用传输各种信息的业务网支持业务网的传送手段和基础设施支撑网可以支持全部3个层面的工作，提供保证网络有效正常运行的各控制和管理能力，包括信令网、同步网和电信管理网现在学习的是第26页，共107页2005-05-202005-05-2227电信网垂直分层的意义v网络的分层使网络规范与具体实施方法无关，简化了网络规划和设计，各层的功能相对独立。因此，单独的
14、设计和运行每一层网络要比将整个网络作为单个实体设计和运行简单得多。v随着信息服务多样化的发展及技术的演进，尤其是随着软交换等先进技术的出现，现代电信网层次与支撑技术还会出现变化，如增加控制层等平面，而网络分层的变化将主要体现在应用层和业务层面上，网络的基础层即传送网将保持相对稳定。现在学习的是第27页，共107页2005-05-202005-05-2228电信网的水平结构vCPN：用户驻地网；v核心网：包含了交换网和传输网的功能，或者说包含了长途网和中继网的功能，在实际网络中一般分为省际干线（即一级干线），省内干线（即二级干线）和局间中继网（即城域网）；v接入网：位于核心网和用户驻地网之间，包
15、含了连接两者所有设施设备与线路；vUNI和NNI（或SNI）分别为用户网络接口和网络节点接口。UNIUNINNINNINNINNI UNIUNICPNCPNCPNCPN接入网接入网接入网接入网核心网核心网核心网核心网MANMAN接入网接入网接入网接入网CPNCPNCPNCPNMANMAN现在学习的是第28页，共107页2005-05-202005-05-2229第三节 电信网的主要技术基础现在学习的是第29页，共107页2005-05-202005-05-2230第三节主要内容v一、模拟通信与数字通信一、模拟通信与数字通信v二、传送网与接入网基础二、传送网与接入网基础v三、业务网技术三、业务网
16、技术v四、支撑网基础四、支撑网基础现在学习的是第30页，共107页2005-05-202005-05-2231一、模拟通信与数字通信v模拟信号的概念与特点v数字信号的概念与特点v数字通信的优越性v数字系统概述现在学习的是第31页，共107页2005-05-202005-05-2232模拟信号v模拟信号函数值随时间连续变化，又称为连续信号。语音信号的波形图现在学习的是第32页，共107页2005-05-202005-05-2233模拟信号的特点v函数的取值为无限多个v模拟信号传递的信息包含在信号的波形之中。v模拟信号传输波形失真时会直接影响通信质量。现在学习的是第33页，共107页2005-05
17、-202005-05-2234数字信号v数字信号的函数取值是离散的。现在学习的是第34页，共107页2005-05-202005-05-2235数字信号的特点v数字信号的函数取值为有限多个。v数字信号传递的信息包含在码元的不同组合之中。v数字信号传输允许一定的波形失真，但不允许误码。现在学习的是第35页，共107页2005-05-202005-05-2236数字通信的优越性 与模拟通信相比，数字通信v抗干扰能力强，无噪声积累v便于灵活地组合多种业务传送v便于加密处理v数字电路易于集成化、因而数字通信设备体积小、功耗低、制造简单、可靠性高。v数字信号易于实现压缩编码，节省通信资源。v占用信道带宽
18、较宽，通过采用高效的数字压缩技术和宽带技术，带宽已不是主要问题。数字通信正逐步取代模拟通信。现在学习的是第36页，共107页2005-05-202005-05-2237数字系统模型v现代电信技术中，普遍采用数字信号，数字化技术主要包括模/数（数/模）转换、帧结构、同步、数字信号的基带传输与频带传输，数字复用等。现在学习的是第37页，共107页2005-05-202005-05-2238数字系统各部分功能v信源：非电信号/电信号的变换。v信源编码器：将信源的模拟信号转变为数字信号（数字信源码），并进行压缩编码。v信道编码器：码型变换（生成数字信道码），并提供差错控制，提高传输的有效性及可靠性。v
19、当信道为模拟信道时，调制器为频带调制，将数字信号调制成模拟信号；当信道为数字信道时，调制器为基带调制，对数字信号进行放大及其他必要的处理。v解调器、信道译码器、信源译码器的作用与上述相反。现在学习的是第38页，共107页2005-05-202005-05-2239二、传送网与接入网基础v传送网技术基础v光通信系统v同步数字序列（SDH）v接入网概述现在学习的是第39页，共107页2005-05-202005-05-2240传送网技术基础v传送网是一个庞大复杂的网络，由许多单元组成，完成将信息从一个点传递到另一个或一些点的功能。v传输媒质v传输复用方式现在学习的是第40页，共107页2005-0
20、5-202005-05-2241传送网技术传输媒质v传输媒质是传递信号的通道，提供两地之间的传输通路。传输从大的分类上来区分有两种，一种是电磁信号在自由空间中传输，即无线传输无线传输；另一种是电磁信号在某种传输线上传输，即有线传输有线传输。v传输媒质主要有以下几种：电缆微波卫星光纤现在学习的是第41页，共107页2005-05-202005-05-2242传送网技术传输媒质v骨干传送网中主要采用光通信系统，同时结合微波、卫星等无线传输手段。光纤通信能够提供近乎无限的传输容量；数字微波通信具有建站快、成本低、不需铺设线路的特点，尤其适合于紧急通信、临时通信、无线接入等用途；卫星通信具有距离远、覆
21、盖面积大的显著优点。v三者相结合能够满足不同场合的传送需求。现在学习的是第42页，共107页2005-05-202005-05-2243传送网技术传输复用方式v为了在一定的传输媒介中传输多路信息，需要有传输复用设备将多路信息进行复用与解复用。传输复用方式可以分为：频分复用时分复用码分复用现在学习的是第43页，共107页2005-05-202005-05-2244传送网技术传输复用方式v频分复用：利用频谱搬移的方法使各路基带信号分别占用不同的频率范围，将多路信号调制在不同的载频上进行复用，例如有线电视、无线电广播等；v时分复用技术：用脉冲调制的方法使不同路数的信号占据不同的时隙，例如PCM技术、
22、SDH、GSM等；v码分复用技术：用一组正交的脉冲序列码来分别携带不同路数的信号，将多路信息调制在不同的码型上进行复用，例如CDMA系统。现在学习的是第44页，共107页2005-05-202005-05-2245光纤通信的概念和特点v光纤通信是以光波为载频、光纤为传输媒质的通信方式。具有以下特点：频带宽，通信容量大。传输损耗低，无中继距离长。一般光纤通信系统的无中继传输距离为几十公里，甚至可达上千公里。抗电磁干扰。光纤通信串话小、保密性强，使用安全。光纤体积小、重量轻，便于敷设。材料资源丰富。现在学习的是第45页，共107页2005-05-202005-05-2246光纤通信系统的基本构成v
23、光纤通信系统的基本构成包括了电收发端机、光收发端机、光纤光缆线路、中继器等。光端机光端机中继器电端机电端机（发）（收）光源光缆光缆光监测器光源光监测器现在学习的是第46页，共107页2005-05-202005-05-2247光纤通信系统的各部分功能1v发送端，电发送端机对来自信息源的信号进行处理，如数/模变换、多路复用等，从而输出高比特率的数字信号；v光发送端机内有光源（如半导体激光器），对光源的光载波进行调制，把电信号转换为光信号，并耦合到光纤中去。v光缆用于传送光信号。v光接收端机内有光检测器，对光信号进行检测后转换为电信号，并进行放大、整形、再生后，输入到电接收端机。现在学习的是第47
24、页，共107页2005-05-202005-05-2248光纤通信系统的各部分功能2v电接收端机进行与电发送端机相反的变换，把接收的电信号恢复为原信号。v长距离光纤通信系统中，每隔一定距离需要引入中继器，其作用是把经过衰减和畸变的光信号放大、整形、再生成一定强度的光信号，在光纤中继续传输。现在学习的是第48页，共107页2005-05-202005-05-2249同步数字序列（SDH）vSDH产生的背景vSDH的概念和特点vSDH的速率与帧结构vSDH网络单元vSDH的组网技术vSDH自愈网现在学习的是第49页，共107页2005-05-202005-05-2250SDH产生的背景vPCM技术
25、在复接成一次群时采用同步复接，但在复接成2、3、4次群时采用异步复接，形成了准同步数字系列（PDH，Pseudo-synchronous Digital Hierarchy）。vPDH有两种基础速率：一是以1.544Mbit/s作为第一级的基础速率，采用的国家有美国、日本等；二是以2.048Mbit/s作为第一级的基础速率，采用的国家有我国和欧洲多国。现在学习的是第50页，共107页2005-05-202005-05-2251PDH存在的主要不足v面向话音业务。v点对点传输连接，缺乏网络拓扑的灵活性。v传输标准不统一，造成国际互通难以实现。v准同步复用方式需逐级码速调整来实现复用/解复用，从而
26、增加了设备的复杂性、体积和功能，使信号产生损伤，同时难以实现低速和高速信号间的直接互通。v接口标准不规范，无法实现横向兼容。v系统管理能力弱。PDH体系中没有安排很多用于网络运行、管理、维护和支配的比特，难以满足网络动态组网、新业务接入和统一网络管理的要求。现在学习的是第51页，共107页2005-05-202005-05-2252SDH的概念v1988年，原CCITT在SONET的基础上，定义了SDH。vSDH(Synchronous Digital Hierarchy)是由SDH网络单元组成的系统，可进行同步信息传输、复用分插和交叉连接，完成上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等功能。v
27、SDH是一个高度统一的、标准的智能化网络。现在学习的是第52页，共107页2005-05-202005-05-2253SDH的特点v对NNI进行了统一规范，实现了横向兼容。vSDH采用灵活的复用和同步方式，低阶信号和高阶信号的复用/解复用一次到位，适合高速大容量光纤系统。v后向兼容，支持PDH。v帧结构中有丰富的开销比特，使网络的OAM能力大大增强。vSDH设备具有智能化，可实现终接、上下复接和交叉连接功能，增强了自愈能力。vSDH可构成统一的NNI接口和UNI接口，不仅支持STM，又支持ATM，体现了前向兼容性。现在学习的是第53页，共107页2005-05-202005-05-2254SD
28、H传送网的速率vSDH具有统一规范的速率，SDH信号以STM的形式传送，其基本同步传输模块是STM-1，速率为155Mbit/s，更高等级的STM-N（N1，4，16，64）是将STM-1按同步复用得到的。SDHSONET速率STM-1OC-3/STS-3155Mbit/sSTM-4OC-12/STS-12622Mbit/sSTM-16OC-48/STS-482.5Gbit/sSTM-64OC-192/STS-19210Gbit/s现在学习的是第54页，共107页2005-05-202005-05-2255SDH 的帧结构vSDH采用以字节结构为基础的矩形块状帧结构，它由270N列、9行、8比
29、特字节组成。v对于STM-1，帧长27092430字节；1帧的比特数为2709819440比特；1帧的时间长度为125s，故码速率为155.520Mbit/s。现在学习的是第55页，共107页2005-05-202005-05-2256SDH的网络单元v终端复用器（TM）v分插复用器（ADM）v再生中继器（REG）vSDH数字交叉连接设备（SDXC）现在学习的是第56页，共107页2005-05-202005-05-2257SDH的网络单元-1v终端复用器（TM，Terminal Multiplexer）TM的功能是将低速支路信号和155Mbit/s电信号纳入STM-N帧，并转换为STM-N光
30、信号，或完成相反的变换。现在学习的是第57页，共107页2005-05-202005-05-2258SDH的网络单元-2v分插复用器(ADM,Add/Drop Multiplexer)ADM用于SDH传送网的转接点处，它具有两个线路端口和一个支路端口。ADM可方便地实现上/下电路。ADM还可以将线路侧的STM-N信号进行交叉连接，可灵活分配不同带宽和业务支路接口，并可作为小容量交叉连接设备使用。利用ADM可以构成自愈环，提供有效的线路和通道保护。现在学习的是第58页，共107页2005-05-202005-05-2259SDH的网络单元-3v交叉连接设备(DXC,Digital Cross C
31、onnect)DXC是一种具有一个或多个PDH或SDH信号端口的，可以在接口端口间提供可控透明连接和再连接的设备，并具有一定的控制、管理功能。DXC核心功能是交叉连接功能。DXC的主要应用：复用功能；分离业务；连接SDH、PDH的网关；电路调度；简单的网络管理；网络恢复配置；测试接入。现在学习的是第59页，共107页2005-05-202005-05-2260SDH的网络单元-4v再生中继器（REG）纯光的再生中继器，主要进行光功率放大以延长光传输距离。电再生中继器，通过光/电转换、电信号抽样、判决、再生整型、电/光变换，以达到消除线路噪声积累，保证线路上传送信号波形的完好。现在学习的是第60
32、页，共107页2005-05-202005-05-2261SDH组网的基本拓扑结构v利用SDH网络单元可以组成各种网络拓扑结构。包括：v点到点传输v线拓扑v环形拓扑v星形拓扑v网状网拓扑现在学习的是第61页，共107页2005-05-202005-05-2262点到点传输线拓扑环形拓扑现在学习的是第62页，共107页2005-05-202005-05-2263星形拓扑网状拓扑现在学习的是第63页，共107页2005-05-202005-05-2264自愈的概念v自愈：通信网络发生故障时，无需人为干预，即可在极短的时间内，从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。其基本原理
33、使使网络具备发现故障并能找到替代路由的能力，在一定的时限内重新建立通信。现在学习的是第64页，共107页2005-05-202005-05-2265SDH自愈网的提出v必要性：光纤传输容量大，质量高，已得到大量应用，但一条光缆的切断将影响大量业务，因此采用先进的网络保护和恢复技术是光纤网发展的前提之一。v可行性：ADM和DXC等智能网元出现，能够灵活配置网络资源。SDH帧结构中定义了丰富的开销字节，可用于网络的OAM操作，可利用这些字节来传送自愈消息，并为形成分布式控制的自愈网提供了可能。现在学习的是第65页，共107页2005-05-202005-05-2266网络保护与网络恢复v网络保护一
34、般指利用节点间预先分配的容量实施网络保护，即当一个工作通路失效时，利用设备的倒换动作，使信号通过保护通路并使信号保持有效。保护倒换时间很短。v网络恢复一般指利用节点间可利用的任何容量实施网络中业务的恢复，其实质是在网络中寻找失效路由的替代路由，但具有相对较长的计算时间。现在学习的是第66页，共107页2005-05-202005-05-2267SDH自愈网的实现方式v简单的线路保护倒换，基本原理是出现故障时，由工作通道倒换到保护通道，使业务得以继续传送。v利用ADM组成环形网实现自愈，即自愈环，自愈环有良好的生存性和很短的恢复时间，但容易受到业务增长的影响，因此主要用于业务增长率比较稳定，且增
35、长较缓慢的场合。vDXC网状自愈网，该方式成本较高，但能够灵活地支持业务的增长，扩容能力强。现在学习的是第67页，共107页2005-05-202005-05-2268传统的用户环路v传统的用户环路结构体现了点到点的线路特征。端局交接箱分线盒用户用户馈线(主干电缆)配线引入线典型的用户环路结构（传统的电话网）现在学习的是第68页，共107页2005-05-202005-05-2269接入网的产生v由于受传输损耗、带宽和噪声等的影响，传统的用户环路结构已不能适应网络发展和用户业务的需要，而一些新技术的引入使得用户环路开始表现出交叉连接、复用、传输和管理等网络特征。因此，ITU-T正式提出了用户接
36、入网（AN）的概念。v接入网被称为电信网的“最后一公里”，接入网发展缓慢直接影响了电信网提供业务的容量、质量、速度和网络资源的开发利用，成为制约全网发展的瓶颈所在。v接入网的发展趋势：数字化、IP化和宽带化。现在学习的是第69页，共107页2005-05-202005-05-2270接入网在电信网中的地位v用户驻地网（CPN）指用户终端到用户网络接口（UNI）之间所包含的机线设备，是属于用户自己的网络。v核心网包含了交换网和传输网的功能。v接入网包含了核心网和用户驻地网之间的所有设备与线路，主要完成交叉连接、复用和传输功能，一般不包括交换功能。CPNCPNCPNCPN接入网接入网接入网接入网核
37、心网核心网核心网核心网接入网接入网接入网接入网CPNCPNCPNCPNUNISNIUNISNITMNQ3Q3Q3现在学习的是第70页，共107页2005-05-202005-05-2271接入网的定义v接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（例如线路和传输设施）组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由Q3接口进行配置和管理。v接入网作为一种公共设施，应能够支持多种不同的业务类型，以满足不同用户的多样化要求，也就是接入网应成为全业务网。现在学习的是第71页，共107页2005-05-202005-05-2272接入网的接口v将多
38、种类型的业务接入到核心网需要相应接口类型的支持，接入网有三类主要接口，即用户网络接口、业务节点接口和维护管理接口。用户网络接口（UNI）：用户与网络之间的接口，位于接入网的用户侧。业务节点接口：AN和SN之间的接口，位于接入网的业务侧，SNI是由交换机的用户接口演变而来的，分为模拟接口（Z接口）和数字接口（V接口）两大类。V5接口是本地数字交换机数字用户接口的国际标准，能同时支持多种接入业务。维护管理接口：电信管理网（TMN）与电信网各部分相连的标准接口是Q3接口。实际组网时，AN往往通过Qx接口连至协调设备（MD），再由MD通过Q3接口连至TMN。现在学习的是第72页，共107页2005-0
39、5-202005-05-2273接入网的特点v与核心网相比，接入网主要具备以下特点：v具备复用、交叉连接和传输功能，一般不含交换功能。v接入业务种类多，业务量密度低。v网径大小不一，成本与用户有关。v线路施工难度大，设备运行环境恶劣。v网络拓扑结构多样，组网能力强大。现在学习的是第73页，共107页2005-05-202005-05-2274接入网技术分类接入网有线接入网铜线接入技术LAN接入技术混合光纤/同轴电缆接入技术光纤接入技术无线接入网固定无线接入技术移动接入技术综合接入网FTTC+HFC，有线无线现在学习的是第74页，共107页2005-05-202005-05-2275三、业务网技
40、术v交换技术v智能网技术现在学习的是第75页，共107页2005-05-202005-05-2276交换技术概述v交换设备是构成业务网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。v交换方式大致可以分为两类：电路交换分组交换现在学习的是第76页，共107页2005-05-202005-05-2277交换技术总结现在学习的是第77页，共107页2005-05-202005-05-2278电路交换的概念v电路交换的基本过程包括呼叫建立、信息传送和连接释放三个阶段，在两个通信终端之间，建立起一条端到
41、端的物理链路，在通信的全部时间内用户始终占用端到端的固定传输带宽，通信结束后再释放这条链路。v传统的电话网就是采用电路交换方式。现在学习的是第78页，共107页2005-05-202005-05-2279电路交换的特点v优点：可以保证通信质量，传输时延小，实时性好；v缺点：固定分配带宽，在通信期间不管是否有信息传送，都始终保持连接，资源利用率低，灵活性差；交换机对信息不作存储、分析和处理，也无差错控制措施；v当电路交换应用于数据通信业务时，线路利用率低，且无法实现不同类型终端之间的通信的缺点就表现得非常显著。v一般电路交换只能满足少量的数据业务需求。现在学习的是第79页，共107页2005-0
42、5-202005-05-2280快速电路交换v快速电路交换的核心思想是在有信息传送时快速建立通道，如果用户没有数据传输则释放传输通道。v这种方式要求网络必须有能力快速测知信息源是否发送数据，同时必须在较短的时间内完成端到端的链路的建立，要求网络有高速计算的能力。v快速电路交换虽然提高了带宽利用率，但控制复杂，灵活性又比不上快速分组交换，故未能得到广泛应用。现在学习的是第80页，共107页2005-05-202005-05-2281报文交换v报文交换是以报文为单位接收、存储和转发信息的交换方式。v一份报文一般应包括报头或标题、报文正文、报尾三部分，当用户的报文到达交换机时，先将报文存储在交换机的
43、存储器中，当所需要的输出电路有空闲时，再将该报文发向接收交换机或用户终端。现在学习的是第81页，共107页2005-05-202005-05-2282报文交换的特点v优点：报文交换方式克服了电路交换在数据通信中的种种不足，报文交换机具有存储和处理能力，可以使不同类型的终端设备之间相互进行通信，可以在同一线路上以报文为单位实现时分多路复用，线路利用率高，且不存在呼损，同一报文可以由交换机转发到不同的收信地点。v缺点：以报文为单位进行传递，由于报文的长度不同，信息传输时延大，时延的变化也大，对于交换机的要求高，交换设备费用也很高。现在学习的是第82页，共107页2005-05-202005-05-
44、2283最初的分组交换v分组交换方式，即将需要传送的信息分成长度较短、统一规格的若干分组，每个分组包含用户信息和控制信息，以分组为单位进行存储转发，传统分组交换使用的最典型的协议就是X.25。现在学习的是第83页，共107页2005-05-202005-05-2284传统分组交换的特点（1）v优点：由于分组较短，且规格统一，与报文交换相比，大大缩短了时延；分组交换基于统计时分复用方式，可以实现分组多路通信，共享信道，资源利用率高，因此其经济性较好；分组交换增加了差错控制和流量控制措施，通信质量较高。v分组交换克服了报文交换的缺点，成为最适于数据通信的交换技术。现在学习的是第84页，共107页2
45、005-05-202005-05-2285传统分组交换的特点（2）v缺点：传统的分组交换由于采用存储转发方式，存在时延，实时性较差，最初的分组交换并不能适应话音通信的质量要求；在传送较长信息时，由于增加了较多的开销字节和控制分组，传输效率较低。对分组交换机要求高。现在学习的是第85页，共107页2005-05-202005-05-2286快速分组交换v所谓的快速分组交换（Fast Packet Switching）的基本思想就是尽量简化协议，只具有核心的网络功能，以提供高速、高吞吐量、低时延的服务。典型代表有：帧中继（Frame Relay）ATM交换 现在学习的是第86页，共107页2005
46、-05-202005-05-2287帧中继v帧中继简化了X.25分组协议，只保留了一些核心的功能，将流量控制、差错重传校正和防止拥塞等处理功能转由终端来实现，从而简化了节点的处理过程，缩短了处理时间。v这种协议简化有两个支持条件：优质的线路条件和高性能、智能化的用户终端设备。v帧中继能够提供面向连接服务，可适应突发信息的传送，适用于局域网的互连。现在学习的是第87页，共107页2005-05-202005-05-2288ATM交换vATM也是一种快速分组交换技术。待传输的用户信息被分割成固定长度的数据块，在每个数据块之前加上一个信头（head），从而构成一个信元（cell），其中信息字段为48
47、字节，信头长度为5字节，形成（48+5）字节的信元结构。交换机根据网路容量和用户需求，对全体信元进行统一处理，使信道有序地、动态地被占用。ATM采用面向连接的工作方式。vATM交换技术兼收并蓄了电路交换与分组交换的优点，可以实现高速、高吞吐量和高服务质量的信息交换，提供灵活的带宽分配，适应从很低速率到很高速率的宽带业务要求。现在学习的是第88页，共107页2005-05-202005-05-2289智能网产生的背景v人们对通信能力的要求不断提高，并希望电信网能为用户提供更多、更方便的新业务。v在传统的电话网中，每增加一种新业务，网络中所有的交换机都需要增加相应的软件模块，因此，新业务的推广进程
48、非常缓慢。v因此，寻求一种统一的解决方案，并能继续发挥网络上现有设备巨大投资效益，成为智能网概念产生的重要驱动因素。现在学习的是第89页，共107页2005-05-202005-05-2290智能网的概念与思想v智能网（IN）的概念在1984年由美国提出，1992年由CCITT正式命名，CCITT给IN下的定义是：智能网是在原有通信网络基础上设置的一层叠加网络，以快速、方便、经济、灵活、有效地生成、提供和管理新业务。v智能网依靠先进的信令技术和大型集中数据库技术，将网络的交换功能与控制功能相分离，原有的交换机仅完成基本的接续功能,而新业务则由另一套网络来完成，利用集中的业务逻辑和集中的数据库对
49、业务进行集中控制，能够为多种网络提供新业务，包括PSTN、N-ISDN、GSM、CDMA、IMT-2000、IP和B-ISDN等。现在学习的是第90页，共107页2005-05-202005-05-2291智能网的特点v业务控制与业务交换相分离。v业务的集中管理v采用标准接口v网络功能模块化v与信令系统紧密结合现在学习的是第91页，共107页2005-05-202005-05-2292智能网的构成（图）现在学习的是第92页，共107页2005-05-202005-05-2293智能网的构成vSSP：具有呼叫处理和业务交换功能，按SCP的指令进行接续及计费，一般以程控数字交换机为基础，配以必要的
50、No.7信令网接口。vSCP（含业务数据点SDP）：智能网的核心部件，一般为高性能的大、中型计算机和大型实时性高速数据库系统，存储用户数据和业务逻辑，接收SSP的查询信息，并根据业务逻辑向SSP发出呼叫控制指令，从而实现智能呼叫。现在学习的是第93页，共107页2005-05-202005-05-2294智能网的构成vSTP：No.7信令网的组成部分，用于沟通SSP与SCP之间的信号联络，转接No.7信令，通常是分组交换机。vIP：协助完成智能业务的特殊资源，通常具有各种语音功能，IP可以是独立的物理设备，也可能是SSP的一部分。现在学习的是第94页，共107页2005-05-202005-0