通信網(wǎng)絡(luò)-第1章通信網(wǎng)概述課件

1、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2022/10/151通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2022/10/111第一章：通信網(wǎng)絡(luò)概述 2學(xué)時第二章：傳輸技術(shù)與傳輸網(wǎng)絡(luò) 4學(xué)時第三章：公用電話網(wǎng) 8學(xué)時第四章：X.25分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng) 8學(xué)時第五章：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)互連 4學(xué)時第六章：ISDN網(wǎng)與ATM技術(shù) 6學(xué)時第七章：其它網(wǎng)絡(luò)概述 4學(xué)時 合計 36學(xué)時 講授內(nèi)容與課時分配2022/10/152第一章：通信網(wǎng)絡(luò)概述 2學(xué)時講授教材與參考書通信網(wǎng)基礎(chǔ)，人民郵電出版社電信網(wǎng)，人民郵電出版社數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)，機(jī)械工業(yè)出版社數(shù)字同步技術(shù)，人民郵電出版社數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，華中理工大學(xué)出版社現(xiàn)代通信網(wǎng)，北京郵電大學(xué)出版社程控數(shù)字交換與交換網(wǎng)，北京郵

2、電大學(xué)出版社考試：筆試（70）作業(yè)+實驗/4小時（30）2022/10/153教材與參考書通信網(wǎng)基礎(chǔ)，人民郵電出版社2022/10/1第一章、通信網(wǎng)概述1.1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀及未來1.2、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.3、通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)2022/10/154第一章、通信網(wǎng)概述1.1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀及未來2022/11.1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀與未來1.1.1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史周朝：峰火、狼煙電的產(chǎn)生：18世紀(jì)，靜電傳送信息電報機(jī)：1809年電話：1876年、貝爾2022/10/1551.1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀與未來1.1.1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史21.1.1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史1877年，美國波士

3、頓建設(shè)第一條電話線1946年，第一臺電子計算機(jī)1950年后隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)蓬勃發(fā)展，人們交互信息需求增加，通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了高速發(fā)展階段。話音通信網(wǎng)絡(luò)：機(jī)電交換數(shù)字程控移動通信IP話音通信網(wǎng)綜合網(wǎng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：局域網(wǎng)廣域網(wǎng)internet 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2022/10/1561.1.1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史1877年，美國波士頓建設(shè)第一條1.1.2、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展一、終端發(fā)展數(shù)字化、功能多樣化、微型化、智能化二、傳輸系統(tǒng)發(fā)展模擬-數(shù)字；窄帶-寬帶用戶傳輸系統(tǒng)；中繼傳輸系統(tǒng)三、交換系統(tǒng)的發(fā)展空分交換時空分交換；報文交換分組交換；快速寬帶交換技術(shù)（ATM）2022/10/1571.1.2、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

4、一、終端發(fā)展2022/10/1171.1.3、通信網(wǎng)絡(luò)的分類一、按業(yè)務(wù)電話網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)圖像通信網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)2022/10/1581.1.3、通信網(wǎng)絡(luò)的分類一、按業(yè)務(wù)2022/10/1181.1.3、通信網(wǎng)絡(luò)的分類二、按服務(wù)對象：專用網(wǎng)、公用網(wǎng)、軍用網(wǎng)三、信號傳輸方式：模擬網(wǎng)、綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）四、信號處理方式交換網(wǎng)、廣播網(wǎng)五、按地區(qū)規(guī)模農(nóng)村網(wǎng)、市內(nèi)網(wǎng)、長途網(wǎng)、國際網(wǎng)等 以數(shù)字信號傳送信息的電信網(wǎng)路，簡稱數(shù)字網(wǎng)。采用數(shù)字交換和數(shù)字傳輸?shù)碾娫捑W(wǎng)稱為綜合數(shù)字網(wǎng)(Inte-grated Digital Network,縮寫IDN）。 2022/10/1591.

5、1.3、通信網(wǎng)絡(luò)的分類二、按服務(wù)對象：以數(shù)字信號傳送信息1.1.4、下一代通信網(wǎng)絡(luò) NGN：Next Generation Network即下一代通信網(wǎng)絡(luò)。NGN是一個分組網(wǎng)絡(luò)，它提供包括電信業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，能夠利用多種帶寬和具有QoS能力的傳送技術(shù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)功能與底層傳送技術(shù)的分離；它允許用戶對不同業(yè)務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的自由接入，并支持通用移動性，實現(xiàn)用戶對業(yè)務(wù)使用的一致性和統(tǒng)一性。下一代網(wǎng)絡(luò)是以軟交換為核心的，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、視頻和多媒體業(yè)務(wù)的基于分組技術(shù)的綜合開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，代表了通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。NGN是在傳統(tǒng)的以電路交換為主的PSTN網(wǎng)絡(luò)中逐漸邁出了向以分組交換為主的步伐的。

6、 2022/10/15101.1.4、下一代通信網(wǎng)絡(luò) NGN：Next Generat1.2、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成1.2.1、通信網(wǎng)構(gòu)成通信網(wǎng)是由一定數(shù)量的節(jié)點和連接節(jié)點的傳輸鏈路組成，以實現(xiàn)兩個或多個規(guī)定點之間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。通信網(wǎng)絡(luò)中所有獨立的通信設(shè)備，都可統(tǒng)稱為節(jié)點。主要包括四個部分：通信終端、傳輸系統(tǒng)、交換系統(tǒng)及規(guī)范網(wǎng)絡(luò)有序運行的各種協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)。2022/10/15111.2、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成1.2.1、通信網(wǎng)構(gòu)成2022/10/1圖1.1通信網(wǎng)絡(luò)簡單方式2022/10/1512圖1.1通信網(wǎng)絡(luò)簡單方式2022/10/11121.2.1、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一、通信終端：用戶與通信網(wǎng)之間的接口設(shè)備，實

7、現(xiàn)信息收發(fā)與網(wǎng)絡(luò)接入話音、數(shù)據(jù)、圖像各種媒體用戶終端二、傳輸系統(tǒng)： 包括集中器、連接器、傳輸線路 傳輸線路指傳輸信息的信道，包括有線、無線、光纜等線道；2022/10/15131.2.1、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一、通信終端：2022/10/1111.2.1、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成三、交換系統(tǒng)主要實現(xiàn)路由選擇、接續(xù)控制，完成信息交換。 四、還要有各種規(guī)定（協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、信令等內(nèi)容）2022/10/15141.2.1、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成三、交換系統(tǒng)2022/10/11141.2.2、通信網(wǎng)基本功能為網(wǎng)內(nèi)需要通信的各方提供接續(xù)通信路徑，使處于不同地理位置的終端用戶可以相互通信。具體實現(xiàn)以下功能：1、源與目的地之間提供物理鏈路2

8、、協(xié)議轉(zhuǎn)換。使具有不同字符、碼型、格式、信令、協(xié)議、控制方法的終端用戶能相互聽懂對方。2022/10/15151.2.2、通信網(wǎng)基本功能為網(wǎng)內(nèi)需要通信的各方提供接續(xù)通信路1.2.2、通信網(wǎng)基本功能通信網(wǎng)具體實現(xiàn)以下功能3、尋址。信息能正確達(dá)到目的地4、路由選擇。源節(jié)點與目的節(jié)點之間選擇一條最佳路徑5、終端用戶接入匹配。物理及協(xié)議上的匹配6、差錯控制。保證數(shù)據(jù)可靠的傳輸，要解決出錯怎辦問題。7、分組拆裝2022/10/15161.2.2、通信網(wǎng)基本功能通信網(wǎng)具體實現(xiàn)以下功能2022/11.2.3、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼僭O(shè)有4個終端構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)，使兩兩之間可以進(jìn)行通信，可以怎樣連接?直接連接方式幻燈片 1

9、8轉(zhuǎn)接方式幻燈片 18混合方式(部分直連/部分轉(zhuǎn)接，也稱為不完全直連)幻燈片 19To 242022/10/15171.2.3、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼僭O(shè)有4個終端構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)，使兩兩之終端A終端B終端C終端D轉(zhuǎn)接終端A終端B終端C終端D圖1.2直連方式圖1.3轉(zhuǎn)接方式BACKTo 242022/10/1518終端A終端B終端C終端D轉(zhuǎn)接終端A終端B終端C終端D圖1.2終端A終端B終端C終端D圖1.4不完全直連方式轉(zhuǎn)接終端A終端B終端C終端DBACKTo 242022/10/1519終端A終端B終端C終端D圖1.4不完全直連方式轉(zhuǎn)接終端A終端圖1.6總線型網(wǎng)絡(luò)圖1.7樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)To 242022/10

10、/1520圖1.6總線型網(wǎng)絡(luò)圖1.7樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)To 242022/1圖1.5復(fù)合型網(wǎng)To 24To 232022/10/1521圖1.5復(fù)合型網(wǎng)To 24To 232022/10/11211.2.3、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x：通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點與傳輸鏈路構(gòu)成的幾何形狀，叫做網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通信網(wǎng)中常用連接方式可以分為：1網(wǎng)型網(wǎng)（如圖1.2幻燈片 18）2星型網(wǎng)（圖1.3幻燈片 18）3復(fù)合型網(wǎng)（圖1.5幻燈片 21）4總線型網(wǎng)（圖1.6幻燈片 20）5環(huán)型網(wǎng)（圖1.4幻燈片 19）6樹型網(wǎng)（圖1.7幻燈片 20）2022/10/15221.2.3、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟弧⒕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x：

11、通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點與1.2.3、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠?、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點網(wǎng)型：連接鏈路長，節(jié)點設(shè)備較簡單，可靠性高星型：傳輸鏈路適中，終端節(jié)點設(shè)備較簡單，轉(zhuǎn)接設(shè)備復(fù)雜，可靠性一般總線型：傳輸鏈路短，終端節(jié)點設(shè)備較復(fù)雜（增加鏈路共享功能）、可靠性較低終端A終端B終端C終端D轉(zhuǎn)接終端A終端B終端C終端D2022/10/15231.2.3、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠?、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點終端A終端B終端C二、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點環(huán)型：終端設(shè)備復(fù)雜，可靠性一般，傳輸鏈路較短樹型：實際是多級星型結(jié)構(gòu)實際通信網(wǎng)絡(luò)中采用復(fù)合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.3、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣K端A終端B終端C終端D2022/10/1524二、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點1.2.3、通信網(wǎng)絡(luò)拓

12、撲終端A終端B終端C1.2.4、網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)線路交換（電路交換）報文交換分組交換2022/10/15251.2.4、網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)線路交換（電路交換）2022/10/一、線路交換線路交換又稱為電路交換，它應(yīng)用于電話系統(tǒng)，通信的雙方之間必須事先通過信令建立專門的物理線路（或者物理連接），然后在建立好的物理線路上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸完成后釋放物理線路。實際上電路交換的過程包括建立線路、占用線路并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、釋放線路三個階段。 2022/10/1526一、線路交換線路交換又稱為電路交換，它應(yīng)用于電話系統(tǒng)，通信的線路交換的特點：1、獨占性：建立線路之后、釋放線路之前，即使站點之間無任何數(shù)據(jù)可以傳輸，

13、整個線路仍不允許其它站點共享，因此線路的利用率較低，并且容易引起接續(xù)時的擁塞。2、實時性好：一旦線路建立，通信雙方的所有資源（包括線路資源）均用于本次通信，除了少量的傳輸延遲之外，不再有其它延遲，具有較好的實時性；3、線路交換設(shè)備簡單，不提供任何緩存裝置；4、用戶數(shù)據(jù)透明傳輸，要求收發(fā)雙方自動進(jìn)行速率匹配。2022/10/1527線路交換的特點：1、獨占性：2022/10/1127b-h之間通信 黑色表示建立鏈路，藍(lán)色表示傳輸，黃色表示受阻d-h之間同時通信節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點5abcdefgh122022/10/1528b-h之間通信 黑色表示建立鏈路，藍(lán)色表示傳輸，黃色表示受阻二、

14、報文交換（存儲轉(zhuǎn)發(fā)報文交換）工作原理：如果一個站點希望發(fā)送一個報文（一個數(shù)據(jù)塊），它將目的地地址附加在報文上，然后將整個報文傳遞給中間結(jié)點；中間結(jié)點暫存報文，根據(jù)地址確定輸出端口和線路，排隊等待線路空閑時再轉(zhuǎn)發(fā)給下一結(jié)點，直至終點。中間結(jié)點由具有存儲能力，用戶信息可以暫時保存在中間結(jié)點上，報文交換無需同時占用整個物理線路，采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。2022/10/1529二、報文交換（存儲轉(zhuǎn)發(fā)報文交換）工作原理：如果一個站點希望報文交換的特點：1、“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”；2、不獨占線路，多個用戶的數(shù)據(jù)可以通過存儲和排隊共享一條線路；3、無線路建立的過程，提高了線路的利用率；4、可以支持多點傳輸（一個報文傳輸給多

15、個用戶，在報文中增加“地址字段”，中間結(jié)點根據(jù)地址字段進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)發(fā)）；5、中間結(jié)點可進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，方便接收站點的收??；6、增加了差錯檢測功能，避免出錯數(shù)據(jù)的無謂傳輸?shù)取?022/10/1530報文交換的特點：1、“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”；2022/10/1130報文交換的不足之處1、由于“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”和排隊，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t；2、報文長度未作規(guī)定，報文只能暫存在磁盤上，磁盤讀取占用了額外的時間；3、任何報文都必須排隊等待：不同長度的報文要求不同長度的處理和傳輸時間，即使非常短小的報文（例如：交互式通信中的會話信息）；4、報文交換難以支持實時通信和交互式通信的要求。2022/10/1531報文交換

16、的不足之處1、由于“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”和排隊，增加了數(shù)據(jù)傳節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點5abcdefgha-h，b-f，d-g之間通信 紅色表示a-h數(shù)據(jù)，藍(lán)色b-f數(shù)據(jù),黃色表示d-g2022/10/1532節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點5abcdefgha-h，b-f三、分組交換分組交換（報文交換的改進(jìn)）是目前應(yīng)用最廣的交換技術(shù)。結(jié)合了線路交換和報文交換兩者的優(yōu)點，使其性能達(dá)到最優(yōu)。分組交換原理：類似于報文交換，但它規(guī)定了交換設(shè)備處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度（稱之為分組）。將長報文分成若干個小分組進(jìn)行傳輸。2022/10/1533三、分組交換分組交換（報文交換的改進(jìn)）是目前應(yīng)用最廣的交換技分組交換的特點不同

17、站點的數(shù)據(jù)分組可以交織在同一線路上傳輸，提高了線路的利用率?？梢怨潭ǚ纸M的長度，系統(tǒng)可以采用高速緩存技術(shù)來暫存分組，提高了轉(zhuǎn)發(fā)的速度。分組交換實現(xiàn)的關(guān)鍵分組越小，冗余量（分組中的控制信息等）在整個分組中所占的比例越大，最終將影響用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩环纸M越大，數(shù)據(jù)傳輸出錯的概率也越大，增加重傳的次數(shù)，也影響用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?022/10/1534分組交換的特點不同站點的數(shù)據(jù)分組可以交織在同一線路上傳輸，提分組交換的應(yīng)用X.25分組交換網(wǎng)： 分組長度為131字節(jié)，包括128字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)和3字節(jié)的控制信息。以太網(wǎng)中： 分組長度為1500字節(jié)左右（較好的線路質(zhì)量和較高的傳輸速率，分組的長度可以略

18、有增加）。2022/10/1535分組交換的應(yīng)用X.25分組交換網(wǎng)： 分組長度為131字節(jié)，包分組交換的分類分組交換采用兩種不同的方法來管理被傳輸?shù)姆纸M流：數(shù)據(jù)報和虛電路。2022/10/1536分組交換的分類分組交換采用兩種不同的方法來管理被傳輸?shù)姆纸M流1、數(shù)據(jù)報（Datagram)面向無連接的數(shù)據(jù)傳輸,工作過程類似于報文交換。采用數(shù)據(jù)報方式傳輸時，被傳輸?shù)姆纸M稱為數(shù)據(jù)報。數(shù)據(jù)報的前部增加地址信息的字段，網(wǎng)絡(luò)中的各個中間結(jié)點根據(jù)地址信息和一定的路由規(guī)則，選擇輸出端口，暫存和排隊數(shù)據(jù)報，并在傳輸媒線路空閑時，將數(shù)據(jù)報發(fā)往傳輸線路，乃至最終站點。當(dāng)一對站點之間需要傳輸多個數(shù)據(jù)報時，由于每個數(shù)據(jù)報

19、均被獨立地傳輸和路由，因此在網(wǎng)絡(luò)中可能會走不同的路徑，具有不同的時間延遲，按序發(fā)送的多個數(shù)據(jù)報可能以不同的順序達(dá)到終點。因此為了支持?jǐn)?shù)據(jù)報的傳輸，站點必須具有存儲和重新排序的能力。2022/10/15371、數(shù)據(jù)報（Datagram)面向無連接的數(shù)據(jù)傳輸,工作過程節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點5abcdefgha-h，b-f，d-g之間通信 紅色表示a-f數(shù)據(jù)，藍(lán)色b-h數(shù)據(jù),黃色表示d-g2022/10/1538節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點5abcdefgha-h，b-f2、虛電路虛電路（Virtual Circuit)的概念：虛電路是面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，工作過程類似于線路交換，不同之處在于此

20、時的電路是虛擬的。采用虛電路方式傳輸時，物理媒介被理解為由多個子信道（稱之為邏輯信道LC）組成，子信道的串接形成虛電路（VC），利用不同的虛電路來支持不同的用戶數(shù)據(jù)的傳輸。2022/10/15392、虛電路虛電路（Virtual Circuit)的概念：虛虛電路建立：發(fā)送方發(fā)送含有地址信息的特定的控制信息塊（如呼叫分組），該信息塊途經(jīng)的每個中間結(jié)點根據(jù)當(dāng)前的邏輯信道（LC）使用狀況，分配LC，并建立輸入和輸出LC映射表，所有中間結(jié)點分配的LC的串接形成虛電路。數(shù)據(jù)傳輸：站點發(fā)送的所有分組均沿著相同的虛電路（VC）傳輸，分組的發(fā)收順序完全相同；采用虛電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程2022/10/1540

21、虛電路建立：發(fā)送方發(fā)送含有地址信息的特定的控制信息塊（如呼叫采用虛電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程虛電路釋放：數(shù)據(jù)傳輸完畢，采用特定的控制信息塊（如：拆除分組），釋放該虛電路。通信的雙方都可發(fā)起釋放虛電路的動作。由于虛電路的建立和釋放需要占用一定的時間，因此不適宜短小數(shù)據(jù)的應(yīng)用。2022/10/1541采用虛電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程虛電路釋放：數(shù)據(jù)傳輸完畢，采用特虛電路的分類永久虛電路: 在兩個站點之間事先建立固定的鏈接，類似于存在一條專用電路，任何時候，站點之間都可以進(jìn)行通信。呼叫虛電路:用戶應(yīng)用程序根據(jù)需要，動態(tài)建立和釋放虛電路。2022/10/1542虛電路的分類永久虛電路: 在兩個站點之間事先建立固定的鏈接，節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點5abcdefghb-f，a-h，d-g之間通信 紅色表示a-h數(shù)據(jù)，藍(lán)色b-f數(shù)據(jù),黃色表示d-g呼叫分組2022/10/1543節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點5abcdefghb-f，a-h 1.3、通信網(wǎng)