第4章 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)通信專業(yè)職業(yè)水平考試輔導(dǎo)DDN的概念以X.25協(xié)議為核心的分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，為數(shù)據(jù)用戶提供交換虛電路和永久虛電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。但是分組交換方式也受到自身技術(shù)特點(diǎn)的制約，節(jié)點(diǎn)機(jī)對(duì)所傳送信息的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和通信協(xié)議的處理，使得分組交換網(wǎng)處理速度慢，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延大，許多需要高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的用戶得不到滿意的服務(wù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DigitalDataNetworkDDN)作為一種數(shù)據(jù)通信的分支逐漸發(fā)展起來(lái)。DDN以全數(shù)字、高速率及靈活的交叉連接復(fù)用功能為用戶提供永久性或半永久性的數(shù)字電路專線(出租)業(yè)務(wù)，為用戶構(gòu)建了一個(gè)大容量的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)。數(shù)字信道與傳統(tǒng)的模擬信道相比，具有傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬利用率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。DDN的特點(diǎn)DDN是同步數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，且不具備交換功能。傳輸速率高、網(wǎng)絡(luò)延遲小。DDN傳輸質(zhì)量高，傳輸誤碼率可達(dá)10–6以下。DDN為全透明網(wǎng)，支持?jǐn)?shù)據(jù)、話音、圖像多種業(yè)務(wù)，對(duì)客戶通信協(xié)議沒(méi)有要求，客戶可自由選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及協(xié)議。DDN專線提供(時(shí)間片)獨(dú)立分配的固定信道，通信保密性強(qiáng)，不會(huì)受其他客戶使用情況的影響。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理簡(jiǎn)便，DDN將檢錯(cuò)糾錯(cuò)等功能放到智能化程度較高的終端來(lái)完成，因而簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和監(jiān)控內(nèi)容。DDN網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)圖4-1DDN網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)框圖

DDN由本地傳輸系統(tǒng)、復(fù)用/交叉連接系統(tǒng)、局間傳輸系統(tǒng)、網(wǎng)同步系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理中心5部分組成。1.本地接入系統(tǒng)本地接入系統(tǒng)包括用戶設(shè)備、用戶線和用戶接入單元。用戶線和用戶接入單元又稱為用戶環(huán)路。用戶設(shè)備：常用的有數(shù)據(jù)終端、計(jì)算機(jī)、工作站、電話機(jī)和傳真機(jī)、交換機(jī)、和數(shù)據(jù)多路復(fù)用器等。用戶線：即一般的市話用戶電纜或光纜。網(wǎng)絡(luò)接入單元(UAU)：把用戶端送入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在用戶線上傳輸?shù)男盘?hào)形式，如頻帶型或調(diào)制信號(hào)。然后由局端設(shè)備或接口電路把它們還原成用戶設(shè)備所要求的信號(hào)方式，再輸入到節(jié)點(diǎn)進(jìn)行下一步傳輸DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（一）DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（二）2.復(fù)用及交叉連接系統(tǒng)復(fù)用：是把多路信號(hào)集合在一起，共同占用一個(gè)物理傳輸介質(zhì)，典型的復(fù)用方式分為頻分復(fù)用(FDM)和時(shí)分復(fù)用(TDM)。DDN常用的時(shí)分復(fù)用為2.048Mbit/s數(shù)字幀電路超速率復(fù)用和子速率復(fù)用等。數(shù)字交叉連接系統(tǒng)(DCS)：用于通信線路的交接、調(diào)度及管理。它由同步電路、交叉連接、微機(jī)處理三個(gè)主要單元組成。DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（三）①同步電路：為網(wǎng)絡(luò)提供精確的定時(shí)信號(hào)，用于進(jìn)行時(shí)隙校準(zhǔn)。②交叉連接(DXC)：負(fù)責(zé)完成時(shí)隙的交叉連接，如在DDN節(jié)點(diǎn)中的2.048Mbit/sPCM信號(hào)復(fù)用幀，各路來(lái)去的數(shù)字流以64kbit/s為單元進(jìn)行交叉連接，如圖4-2所示。③微機(jī)處理：用于管理內(nèi)部和外部操作。主要功能是：維持操作系統(tǒng)，處理輸入的命令和內(nèi)部中斷，檢測(cè)內(nèi)部出錯(cuò)及告警信號(hào)并作出反應(yīng)，執(zhí)行時(shí)隙交接并監(jiān)視系統(tǒng)是否正常工作。圖4-2數(shù)字交叉連接DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（四）3.局間傳輸系統(tǒng)局間傳輸是指節(jié)點(diǎn)N間的數(shù)字信道以及由各節(jié)點(diǎn)通過(guò)與數(shù)字信道的各種連接方式組成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹＞珠g傳輸?shù)臄?shù)字信道通常是指數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的基群(2Mbit/s)信道。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的信息流量流向，并考慮網(wǎng)絡(luò)的安全而組建的。4.網(wǎng)同步系統(tǒng)其任務(wù)是提供全網(wǎng)設(shè)備工作的同步時(shí)鐘，確保DDN全網(wǎng)設(shè)備的同步工作。網(wǎng)同步分為準(zhǔn)同步、主從同步和相互同步3種方式。DDN通常采用主從同步方式。DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（五）DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（六）5.網(wǎng)絡(luò)管理中心DDN的網(wǎng)絡(luò)管理包括用戶接入管理、網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度、路由選擇、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)故障的診斷、告警與處理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集與統(tǒng)計(jì)，以及計(jì)費(fèi)信息的收集與報(bào)告等。DDN節(jié)點(diǎn)類型從組網(wǎng)功能上分，DDN節(jié)點(diǎn)可分為用戶節(jié)點(diǎn)、接入節(jié)點(diǎn)和2兆中繼節(jié)點(diǎn)（E1節(jié)點(diǎn)）。1.用戶節(jié)點(diǎn)：主要為DDN用戶入網(wǎng)提供接口，并進(jìn)行必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換，包括小容量的時(shí)分復(fù)用設(shè)備以及LAN通過(guò)幀中繼互連的橋接器、路由器等。用戶節(jié)點(diǎn)可設(shè)置在用戶處。2.接入節(jié)點(diǎn)：主要為DDN各類業(yè)務(wù)提供接入功能。主要包括Nⅹ64kbit/s(N=1~31)，2048kbit/s數(shù)字信道接口,Nⅹ64kbit/s的復(fù)用，小于64kbit/s的子速率復(fù)用和交叉連接，幀中繼用戶的接入，壓縮語(yǔ)音/G3傳真用戶的接入功能等。3.E1節(jié)點(diǎn)：是DDN的骨干節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)換功能。主要提供2048kbit/s接口，對(duì)N×64kbit/s進(jìn)行復(fù)用和交叉連接，收集來(lái)自不同方向的N×64kbit/s電路，并把它們歸并到適當(dāng)方向的E1輸出，或直接接到E1進(jìn)行交叉連接。DDN的網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)我國(guó)的DDN網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)，可分為國(guó)家骨干網(wǎng)（一級(jí)干線網(wǎng)）、省內(nèi)干線網(wǎng)（二級(jí)干線網(wǎng)）和本地網(wǎng)（用戶網(wǎng)）3級(jí)，如圖4-3所示。各級(jí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)組織的需要，選用適當(dāng)類型的節(jié)點(diǎn)，組建多功能層次的網(wǎng)絡(luò)：由2兆節(jié)點(diǎn)組成核心層，主要完成轉(zhuǎn)接功能；由接入節(jié)點(diǎn)組成接入層，主要完成各類業(yè)務(wù)接入；由用戶節(jié)點(diǎn)組成用戶層，完成用戶入網(wǎng)接口。不同等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)主要用2.048Mbit/s數(shù)字電路互連，也可以用N×64kbit/s數(shù)字電路互連。圖4-3DDN的網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)CHINADDN(公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng))94年10月開(kāi)通，由國(guó)家骨干網(wǎng)和各省(自治區(qū)、直轄市)的省內(nèi)網(wǎng)組成，省內(nèi)網(wǎng)覆蓋到業(yè)務(wù)需求的所有城市(地、市、縣)和發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及其城市內(nèi)的本地網(wǎng)。通過(guò)ＣＨＩＮＡＤＤＮ在北京、上海設(shè)有的國(guó)際出入口和廣州設(shè)有的到港澳地區(qū)的出入口，以完成與國(guó)際數(shù)據(jù)網(wǎng)的互聯(lián)。1．國(guó)家骨干網(wǎng)（一級(jí)干線網(wǎng)）國(guó)家骨干網(wǎng)是省間網(wǎng)，由大中容量的節(jié)點(diǎn)和連接它們的數(shù)字電路組成，如圖4-4所示。節(jié)點(diǎn)設(shè)置在各個(gè)省，每個(gè)省可設(shè)置多個(gè)骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。數(shù)字電路主要為2048kbit/s的一次群電路，根據(jù)業(yè)務(wù)需要，也可以用8448kbit/s的二次群電路，以及34368kbit/s的三次群電路。國(guó)家骨干網(wǎng)設(shè)有一個(gè)或幾個(gè)網(wǎng)管控制中心(NMC)，負(fù)責(zé)國(guó)家骨干網(wǎng)范圍的電路的組織調(diào)度。在其他骨干節(jié)點(diǎn)上，可酌情設(shè)置網(wǎng)管控制終端(NMT)，負(fù)責(zé)NMC受權(quán)范圍內(nèi)的網(wǎng)管控制功能。圖4-4國(guó)家骨干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2．省內(nèi)干線網(wǎng)（二級(jí)干線網(wǎng)）省內(nèi)干線網(wǎng)由設(shè)置在省內(nèi)的節(jié)點(diǎn)組成，它提供本省內(nèi)長(zhǎng)途和出入省的DDN業(yè)務(wù)。各省內(nèi)網(wǎng)上設(shè)有一個(gè)各自的省內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理控制中心NMC，負(fù)責(zé)本省網(wǎng)范圍內(nèi)的電路組織調(diào)度。3．本地網(wǎng)（用戶網(wǎng)）本地網(wǎng)是指城市范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，在省內(nèi)發(fā)達(dá)城市可組建本地網(wǎng)，為用戶提供本地和長(zhǎng)途DDN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。本地網(wǎng)可由多層次的網(wǎng)絡(luò)組成，其小容量節(jié)點(diǎn)可直接設(shè)置在用戶室內(nèi)。用戶接入DDN的方式用戶的接入方式主要有下列八種，如圖4-5所示。(1)二線模擬傳輸方式。該方式支持模擬用戶入網(wǎng)連接，在交換方式下，需要直流環(huán)路、PBX中繼線、E&M信令傳輸。(2)二線(或四線)話帶Modem傳輸方式。支持的用戶速率由線路長(zhǎng)度、Modem的類型而定。(3)二線(或四線)基帶傳輸方式。該方式采用回波抵消技術(shù)和差分二相編碼技術(shù)。其二線基帶設(shè)備可進(jìn)行19.2kb/s全雙工傳輸。還可用二線或四線，速率達(dá)到16kb/s、32kb/s或64kb/s的基帶傳輸設(shè)備。圖4-5DDN中用戶的接入方式(4)基帶傳輸+TDM復(fù)用傳輸方式。這種傳輸方式實(shí)際上是在二線(或四線)基帶傳輸?shù)幕A(chǔ)上，再加上TDM復(fù)用設(shè)備，為多個(gè)用戶入網(wǎng)提供連接。(5)話音/數(shù)據(jù)復(fù)用傳輸方式。在現(xiàn)有的市話用戶線上，采用頻分或時(shí)分的方法實(shí)現(xiàn)電話/數(shù)據(jù)獨(dú)立的數(shù)據(jù)復(fù)用傳輸，還可加上TDM復(fù)用，為多個(gè)用戶提供入網(wǎng)連接。(6)2B+D速率的DTU傳輸方式。DTU(數(shù)據(jù)終端單元)采用2B+D速率，二線全雙工傳輸方式，為多個(gè)用戶提供入網(wǎng)。(7)PCM數(shù)字線路傳輸方式。這種方式是當(dāng)用戶直接用光纜或數(shù)字微波高次群設(shè)備時(shí)，可與其他業(yè)務(wù)合用一套PCM設(shè)備，其中一路2048kb/s進(jìn)入DDN。(8)DDN節(jié)點(diǎn)通過(guò)PCM設(shè)備的傳輸方式。DDN中用戶的接入方式除了上述基本方式外，還可以采用不同的組合方式。DDN與X.25網(wǎng)的區(qū)別X.25是一個(gè)分組交換網(wǎng)，它本身具有三層協(xié)議，用戶通過(guò)呼叫建立虛電路；X.25具有協(xié)議轉(zhuǎn)換、速率匹配等功能，適用于不同通信規(guī)程、不同速率的用戶設(shè)備之間的通信；X.25只在高層協(xié)議上對(duì)用戶透明。DDN不具備交換功能，主要方式是定期或不定期的租用專線，用戶申請(qǐng)專線后，連接就已完成；DDN是一個(gè)全透明的網(wǎng)絡(luò)，在用戶速率小于64kb/s時(shí)采用子速率復(fù)用技術(shù)，大于64kb/s時(shí)采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)；信息按用戶事先約定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在固定的時(shí)隙以預(yù)先設(shè)定的帶寬和速率順序傳送，終端不必重新組合信息。X.25按通信字段(流量)收費(fèi)，而DDN按固定月租收費(fèi)，故更適合于需頻繁通信的LAN與LAN或主機(jī)與主機(jī)的互連。DDN的應(yīng)用DDN為用戶提供的基本業(yè)務(wù)是專用電路業(yè)務(wù)，其中最典型的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的DDN專線。DDN專線與公用電話交換網(wǎng)中的電話專線的區(qū)別在于：電話專線的連接是固定的物理連接，而且是一個(gè)模擬信道，其帶寬窄，質(zhì)量較差，沒(méi)有完善的網(wǎng)管系統(tǒng)。DDN專線的連接是半固定連接，是一個(gè)數(shù)字信道，其質(zhì)量高，帶寬大，具有較完善的網(wǎng)管系統(tǒng)。DDN連接信道的數(shù)據(jù)傳輸速率、路由以及所用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等隨時(shí)可根據(jù)需要申請(qǐng)改變，以充分滿足用戶的通信要求和通信質(zhì)量。實(shí)例：通過(guò)DDN實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互連64k-2.048MDDN64k-2.048M路由器路由器LAN1LAN2DSU/CSU的功能為：1.把用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合在E1電路上傳輸?shù)男盘?hào)和幀結(jié)構(gòu)；2.從E1電路信號(hào)中提取同步時(shí)鐘送給路由器作為發(fā)送和接收時(shí)鐘。DDN的應(yīng)用范圍有：(1)公用DDN電路；(2)可為公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)、各種專用網(wǎng)、無(wú)線尋呼系統(tǒng)、可視圖文系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)傳真、會(huì)議電視、ISDN（2B+D信道或30B+D信道）、郵政儲(chǔ)匯計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等提供中繼或數(shù)據(jù)信道；(3)為幀中繼、虛擬專用網(wǎng)、LAN以及不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連提供網(wǎng)間連接；(4)利用DDN實(shí)現(xiàn)大用戶（如銀行）局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)；(5)提供租用線；(6)由于DDN獨(dú)立于