現(xiàn)代通信網(wǎng)概論

現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)2課程教學(xué)(jiāoxué)目的掌握現(xiàn)代通信網(wǎng)的基本概念掌握現(xiàn)代通信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)了解現(xiàn)代電話通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及發(fā)展熟悉現(xiàn)代通信網(wǎng)的三大支撐網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及組成原理掌握IP通信網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、IP地址規(guī)劃和IP路由技術(shù)掌握現(xiàn)代通信網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)和流量分析基礎(chǔ)了解現(xiàn)代通信網(wǎng)的可靠性分析方法了解下一代通信網(wǎng)技術(shù)共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)3現(xiàn)代通信網(wǎng)技術(shù)教程(jiàochéng)的課程內(nèi)容安排第1章現(xiàn)代通信網(wǎng)概論

第2章通信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

第3章

電話通信網(wǎng)

第4章通信網(wǎng)的支撐網(wǎng)第5章智能網(wǎng)原理第6章IP通信網(wǎng)第7章通信網(wǎng)設(shè)計基礎(chǔ)第8章通信網(wǎng)的可靠性

第9章下一代通信網(wǎng)共三十六頁第一章現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)概論共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)5§1.1通信網(wǎng)基本(jīběn)組成

1.1.1通信網(wǎng)的基本概念

通信網(wǎng)是為公眾提供信息服務(wù)的一類網(wǎng)絡(luò)，是信息化社會的基礎(chǔ)設(shè)施。早期的通信網(wǎng)僅包括電話網(wǎng)和電報網(wǎng)。隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，通信網(wǎng)的類型不斷增加，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為一門專門的的學(xué)科，其內(nèi)容已十分豐富，已成為通信技術(shù)方面的重要的基礎(chǔ)知識。通信網(wǎng)是一個由多用戶通信系統(tǒng)通過交換系統(tǒng)按照一定拓撲模式組合在一起的通信體系，由此可見，通信網(wǎng)是指通信系統(tǒng)的系統(tǒng)?，F(xiàn)代通信網(wǎng)是實現(xiàn)長距離的、多用戶之間可靠的和經(jīng)濟的信息傳輸。1.1.2通信網(wǎng)的組成

通信網(wǎng)是由硬件通信設(shè)備和相應(yīng)的軟件(通信協(xié)議)組成的。硬件設(shè)備主要由終端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成。共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)6終端設(shè)備(用戶)主要完成感受和恢復(fù)信息、信號與傳輸鏈路匹配、產(chǎn)生和識別信令等功能。傳輸系統(tǒng)是信息的傳輸通道，是連接接點的媒介，可分為用戶傳輸系統(tǒng)和中繼傳輸系統(tǒng)。從傳輸方式上又可分為有線傳輸鏈路和無線信道。交換設(shè)備(shèbèi)的功能主要是完成接入交換節(jié)點鏈路的匯集、轉(zhuǎn)換、接續(xù)及分配，采用的交換方式主要有電路交換、報文交換、分組交換和ATM交換等。1.1.3通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

通信網(wǎng)的基本拓撲結(jié)構(gòu)主要有網(wǎng)形、星形、復(fù)合形、總線形、環(huán)形、樹形和線形。共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)7

1.網(wǎng)形網(wǎng)網(wǎng)形網(wǎng)如圖1.1(a)所示，網(wǎng)內(nèi)任意兩個節(jié)點之間均有線路(xiànlù)相連。如果有N個節(jié)點，則需要有條傳輸鏈路。顯然當節(jié)點點數(shù)增加時，傳輸鏈路將迅速增大。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)冗余度較大，穩(wěn)定性好，但線路利用率低，經(jīng)濟性差。圖1.1(b)所示為網(wǎng)孔形網(wǎng)，它是網(wǎng)形網(wǎng)的一種變形，是一種不完全的網(wǎng)狀網(wǎng)。其中大部分節(jié)點之間有直達鏈路，一小部分節(jié)點可能與其它節(jié)點沒有直達鏈路，節(jié)點之間設(shè)不設(shè)鏈路視具體情況而定，顯然網(wǎng)孔形網(wǎng)與網(wǎng)形網(wǎng)相比適當節(jié)省了線路投資，提高了線路利用率，經(jīng)濟性有所改善，但穩(wěn)定性有所降低。圖1.1網(wǎng)形網(wǎng)與網(wǎng)孔形網(wǎng)2.星形網(wǎng)

共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)8圖1.2星型網(wǎng)示意圖星形網(wǎng)也稱為輻射網(wǎng)，它將一個節(jié)點作為輻射點，該點與其它節(jié)點均有線路相連，如圖1.2所示。具有N個節(jié)點的星形網(wǎng)至少需要N-1條傳輸鏈路。星形網(wǎng)的輻射點就是轉(zhuǎn)接交換中心，其余N-1個節(jié)點間相互通信都要經(jīng)過轉(zhuǎn)接交換中心的交換設(shè)備，因而該交換設(shè)備的交換能力和可靠性會影響網(wǎng)內(nèi)的所有用戶，顯然，星形網(wǎng)的比網(wǎng)形網(wǎng)的傳輸鏈路少線路利用率高，但穩(wěn)定性差，交換中心一旦出現(xiàn)故障(gùzhàng)就會造成全網(wǎng)癱瘓。3.復(fù)合形網(wǎng)（半網(wǎng)狀網(wǎng)）

復(fù)合形網(wǎng)由網(wǎng)形網(wǎng)和星形網(wǎng)復(fù)合而成，如圖1.3所示。根據(jù)網(wǎng)中業(yè)務(wù)量的需要，以星形網(wǎng)為基礎(chǔ)，在業(yè)務(wù)量較大的轉(zhuǎn)接交換中心區(qū)間圖1.3復(fù)合形網(wǎng)示意圖共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)9圖1.4總線(zǒnɡxiàn)型網(wǎng)示意圖總線形網(wǎng)是所有節(jié)點都連接在一個公共傳輸通道——總線上，如圖1.4所示，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要的傳輸鏈路少，增減節(jié)點比較方便，但穩(wěn)定性差，網(wǎng)絡(luò)范圍也受到限制，一般在計算機局域網(wǎng)中采用較多。

采用網(wǎng)形結(jié)構(gòu)，可以使整個網(wǎng)絡(luò)比較經(jīng)濟且穩(wěn)定性較好。復(fù)合形網(wǎng)具有網(wǎng)形網(wǎng)和星形網(wǎng)的優(yōu)點，是通信網(wǎng)中廣泛采用的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但網(wǎng)絡(luò)設(shè)計應(yīng)以交換設(shè)備和傳輸鏈路總費用最小為原則。.4.總線形網(wǎng)5.環(huán)形網(wǎng)

環(huán)形網(wǎng)如圖1.5所示，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易，而且由于可以采用自愈環(huán)對網(wǎng)絡(luò)進行自動保護，所以其穩(wěn)定性比較好。圖1.5環(huán)形網(wǎng)示意圖共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)10

圖1.6樹形網(wǎng)示意圖

樹形網(wǎng)如圖1.6所示，它可以看成星形拓撲結(jié)構(gòu)的擴展(kuòzhǎn)，在樹形網(wǎng)中，節(jié)點按層次進行連接，信息交換主要在上、下節(jié)點之間進行。樹形網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要用于用戶接入網(wǎng)或用戶線路網(wǎng)中，另外，主從同步方式的同步網(wǎng)中的時鐘分配網(wǎng)也采用樹形結(jié)構(gòu)。6.樹形網(wǎng)共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)111.2現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)的分類及構(gòu)成1.2.1現(xiàn)代通信網(wǎng)的分類通信網(wǎng)從不同的角度可以分為不同的種類，主要有以下5種分類方法。

1．按業(yè)務(wù)種類分若按業(yè)務(wù)種類分，通信網(wǎng)可分為：電話網(wǎng)—傳輸電話業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，交換方式一般采用電路交換方式；電報網(wǎng)—傳輸電報業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)；傳真網(wǎng)—傳輸傳真業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)；廣播電視網(wǎng)—傳輸廣播電視業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)通信網(wǎng)—傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，交換方式一般采用存儲一轉(zhuǎn)發(fā)交換方式。

2．按所傳輸?shù)男盘栃问椒秩舭此鶄鬏數(shù)男盘栃问椒?，通信網(wǎng)可分為兩類：數(shù)字網(wǎng)—網(wǎng)中傳輸和交換的是數(shù)字信號；模擬網(wǎng)—網(wǎng)中傳輸和交換的是模擬信號。共三十六頁

3．按服務(wù)范圍分

若按服務(wù)范圍分，通信網(wǎng)可分為本地網(wǎng)、長途網(wǎng)和國際網(wǎng)。4．按運營方式分

按運營方式分，通信網(wǎng)可分為公用通信網(wǎng)和專用通信網(wǎng)。5.按所采用的傳輸媒介分按所采用的傳輸媒介分，通信網(wǎng)可分為有線通信網(wǎng)和無線通信網(wǎng)。1.2.2現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成現(xiàn)代通信網(wǎng)是由業(yè)務(wù)網(wǎng)、交換網(wǎng)、傳送網(wǎng)和支撐網(wǎng)三類(sānlèi)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

業(yè)務(wù)網(wǎng)是指向公眾提供電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，主要包括固定電話網(wǎng)、移動電話網(wǎng)、IP電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、智能網(wǎng)、窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)等。交換網(wǎng)是指完成用戶之間的接續(xù)和控制的網(wǎng)絡(luò)。

傳送網(wǎng)是指完成信號的傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，包括骨干傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)?，F(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)12共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)13

支撐網(wǎng)是指對網(wǎng)絡(luò)更好的運行起支撐作用的輔助網(wǎng)絡(luò)，包括(bāokuò)No.7公共信道信令網(wǎng)、數(shù)字同步網(wǎng)和電信管理網(wǎng)。業(yè)務(wù)網(wǎng)、傳送網(wǎng)和支撐網(wǎng)之間的關(guān)系如圖1.7所示。

1、業(yè)務(wù)網(wǎng)

（1）

電話網(wǎng)

電話網(wǎng)是目前覆蓋面最廣，業(yè)務(wù)量最大的網(wǎng)絡(luò)，按其裝機容量，我國電話網(wǎng)目前是世界規(guī)模第二位的網(wǎng)絡(luò)。電話網(wǎng)包括采用電路交換方式的固定電話網(wǎng)、采用分組交換方式的IP。電話網(wǎng)和采用無線接入方式移動電話網(wǎng)（詳見第3章）。圖1.7業(yè)務(wù)網(wǎng)、傳送網(wǎng)和支撐網(wǎng)之間的關(guān)系示意圖共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)14（2）

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括分組交換網(wǎng)、數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、計算機互聯(lián)網(wǎng)等，這些網(wǎng)絡(luò)的共同特點都是為計算機聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用服務(wù)的。

①X.25分組交換網(wǎng)X.25分組交換網(wǎng)是始于70年代的采用分組交換構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。我國于80年代開始建設(shè)X.25網(wǎng)絡(luò)，90年代建成了一個(yīɡè)覆蓋全國的可以提供交換連接的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。目前X..25網(wǎng)除了為公眾提供數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)外，電信網(wǎng)絡(luò)的很多信息，如交換網(wǎng)、傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)都通過X.25網(wǎng)進行傳送。這種網(wǎng)絡(luò)的缺點是協(xié)議處理復(fù)雜，信息傳送的時間延遲較大，不能提供實時通信業(yè)務(wù)，因此應(yīng)用范圍受到了限制。②數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)和X.25提供交換式的數(shù)據(jù)連接不同，DDN是為計算機聯(lián)網(wǎng)提供固定或半固定的連接數(shù)據(jù)通道，隨著計算機聯(lián)網(wǎng)的擴大，DDN的應(yīng)用已共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)15③幀中繼網(wǎng)幀中繼網(wǎng)是在X.25網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，它的特點是取消了逐段的差錯控制和信息控制，把原來的三層協(xié)議處理改為二層協(xié)議處理，從而減少了中間節(jié)點的處理時間，同時提高了傳輸鏈路的傳輸速率，減少了信息在網(wǎng)絡(luò)中的延遲。幀中繼網(wǎng)絡(luò)由幀中繼交換機、幀中繼接入設(shè)備、傳輸鏈路和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)組成。④計算機互聯(lián)網(wǎng)計算機互聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)(yèwù)量發(fā)展最快的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，“上網(wǎng)”已經(jīng)成為當今的時代的時尚，是獲取信息的有效途徑，因特網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)(yèwù)已給我們的生活帶來了很多新變化。計算機互聯(lián)網(wǎng)是一類分組交換網(wǎng)，采用無連接的傳送方式，網(wǎng)絡(luò)中的

日益得到擴大，成為計算機聯(lián)網(wǎng)工程中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，為計算機聯(lián)網(wǎng)提供不可缺少的物理通道。共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)16分組在各個節(jié)點被獨立處理，根據(jù)分組上的地址傳送到它的目的地?；ヂ?lián)網(wǎng)主要由路由器、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備(shèbèi)、傳輸鏈路等組成。互聯(lián)網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議。IP協(xié)議把信息分解形成IP協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)報，同時對地址進行分配，按照分配的IP地址對分組進行路由選擇，實現(xiàn)對分組的處理和傳送。（3）智能網(wǎng)在傳統(tǒng)的電信網(wǎng)中，當需要提供新的電信業(yè)務(wù)時需要建設(shè)新的網(wǎng)絡(luò)或者改造網(wǎng)絡(luò)的已有設(shè)備，而智能網(wǎng)(IN)是對這種固有的業(yè)務(wù)提供模式的一種改進。IN把業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)功能從網(wǎng)絡(luò)中分離出來，當提供新的業(yè)務(wù)時，不需要改變整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和主體設(shè)備，只需改變智能節(jié)點的軟件，可以在很少的投資下來生成各種新業(yè)務(wù)。（詳見第6章）（4）N-ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)是以數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)逐步演變而成的電信網(wǎng)絡(luò)，ISDN提供端到端的全數(shù)字連接，用戶通過標準化的用戶——網(wǎng)絡(luò)接口接入網(wǎng)絡(luò)，ISDN中的綜合指對各種不同業(yè)務(wù)的綜合，因而它涉及到多方面的技術(shù)，如交換技術(shù)、數(shù)字傳輸技術(shù)、公共信道信令技術(shù)、同步技術(shù)、共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)17網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)(jìshù)和集中控制技術(shù)(jìshù)等。ISDN的綜合，一方面是對業(yè)務(wù)的綜合，另一方面是交換技術(shù)的綜合，既有電路交換又有分組交換功能，ISDN的基本功能結(jié)構(gòu)如圖1.8所示。ISDN的基本功能結(jié)構(gòu)有七個方面的功能：①ISDN的用戶——網(wǎng)絡(luò)信號功能；②64kbit/s電路交換功能；③64kbit/s非電路交換功能；④分組交換功能；⑤公共信道信令功能；⑥大于64kbit/s的電路交換功能；⑦大于64kbit/s的非電路交換功能。共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)18。圖1.8ISDN的基本功能結(jié)構(gòu)(jiégòu)框圖共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)19

64kbit/s電路交換功能是ISDN的基本功能，是由程控交換機來完成的，這也是ISDN是由數(shù)字電話網(wǎng)為基礎(chǔ)演變而來的原因，非電路交換功能是用戶之間提供半永久性或永久性的數(shù)字連接，大于64kbit/s電路交換提供較高速率服務(wù)，可以經(jīng)過交換也可以不通過(tōngguò)交換兩種連接，分組交換和電路交換同時存在于ISDN中，公共信道信令是指ISDN的局間的No.7信號系統(tǒng)，用戶——網(wǎng)絡(luò)的信令則通過D通道來傳送。從這些功能可以看出，普通的數(shù)字程控交換機增加以下功能，便可以提供N-ISDN的功能，這就是以數(shù)字程控交換機為核心的N-ISDN網(wǎng)絡(luò)。①提供數(shù)字用戶接口，包括2B+D基本接口和30B+D數(shù)字接口。②擴展信息處理功能，包括能處理D通道的協(xié)議，增加N0.7信令系統(tǒng)中的ISDN用戶部分。③提供不同類型的連接，除64kbit/s的連接，還包括384kbit/s、1536kbit/s、1920kbit/s等速率的連接。④具有分組處理功能，按X.25協(xié)議對分組進行處理，按X.75協(xié)議和共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)20分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSPDN）互通。⑤擴展呼叫處理，當呼叫請求到來時，需要核對用戶是否有權(quán)得到它所申請的業(yè)務(wù)，在路由選擇階段，根據(jù)SETUP消息的號碼來選用合適的網(wǎng)絡(luò)資源。

2、傳送網(wǎng)傳送網(wǎng)是指數(shù)字傳送網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)字通信網(wǎng)中各類通信網(wǎng)絡(luò)中的各種不同的信號，都將以數(shù)字信號形式通過傳送網(wǎng)絡(luò)的傳輸，因此傳輸線路、傳輸設(shè)備是電信網(wǎng)的一項重要的基礎(chǔ)設(shè)施，二者組成的傳送網(wǎng)絡(luò)亦稱為基礎(chǔ)網(wǎng)。（1）傳輸技術(shù)體制在通信網(wǎng)中，為了提高信道利用率，在線路上傳輸?shù)男盘栆话愣际墙?jīng)過時分復(fù)用以后(yǐhòu)形成的數(shù)字信號的群路信號，傳輸?shù)募夹g(shù)體制主要是指規(guī)定的經(jīng)過復(fù)接以后(yǐhòu)各群路信號的速率等級。目前有兩類速率等級信號：準同步數(shù)字系列(PDH)和同步數(shù)字系列(SDH)。

共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)21

①準同步數(shù)字系列(PDH)在準同步系列中，復(fù)接成群路信號的各支路信號的時鐘(shízhōng)頻率有一定的偏差，在復(fù)接的過程中，在各支路信號中插入一定數(shù)量的脈沖來實現(xiàn)各支路信號的同步。在同步數(shù)字系統(tǒng)中，在同步網(wǎng)的控制下，各系統(tǒng)時鐘(shízhōng)處于同步狀態(tài)，易于進行復(fù)接和分接。PDH系統(tǒng)就復(fù)接的數(shù)字系列而言，分為一、二、三、四次群，其速率標準如表1.1所示。

歐洲

美國

日本一次群2.048Mbit/s1.544Mbit/s1.544Mbit/s二次群8.448Mbit/s6.312Mbit/s6.312Mbit/s三次群34.368Mbit/s44.736Mbit/s32.064Mbit/s四次群139.264Mbit/s274.176Mbit/s97.728Mbit/s五次群564.922Mbit/s397.200Mbit/s表1.1PDH時分復(fù)用系列表1.1PDH時分復(fù)用系列共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)22

SDH是在PDH基礎(chǔ)上發(fā)展起來(qǐlái)的一種數(shù)字傳輸體制，它的主要特點是：(1)在高速率的傳輸系統(tǒng)中，采用統(tǒng)一的傳輸標準速率，對兩種不同的PDH的速率標準能夠予以兼容，給網(wǎng)絡(luò)的互通帶來了方便。(2)在SDH的幀結(jié)構(gòu)中具有豐富的用于監(jiān)控和管理的開消比特，以此為基礎(chǔ)，增加了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理功能。(3)提供了高速率的傳輸通道，為建立寬帶電信網(wǎng)絡(luò)提供了重要的基礎(chǔ)設(shè)施。②SDH傳送網(wǎng)

SDH的速率標準如表1.2所示。表中的OC-1為光同步網(wǎng)絡(luò)(SONET標準)是美國采用的傳輸標準。SDH等級SONET等級

標準速率OC-1/STS-1(480CH)51.40Mbit/s155MSTM-1(1920CH)OC-3/STS-3(1440CH)155.520Mbit/sOC-9/STS-9466.560Mbit/s622MSTM-4(7648CH)OC-12/STS-12(8046CH)622.080Mbit/sOC-18/STS-18933.120Mbit/sOC-24/STS-241244.160Mbit/sOC-36/STS-361866.240Mbit/s2.5GSTM-16(30720CH)OC-48/STS-48(32356CH)2488.320Mbit/s10GSTM-64(122880CH)OC-192/STS-1929953.280Mbit/s表1.2SDH的速率等級共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)23

SDH傳送網(wǎng)已經(jīng)成為我國傳送網(wǎng)為主體，就網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，SDH傳送網(wǎng)分為(fēnwéi)4個層次；一級干線網(wǎng)，二級干線網(wǎng)，中繼傳送網(wǎng)和用戶接入網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)如圖1.9所示。

圖1.9SDH傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)示意圖共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)24

第一層為長途一級干線網(wǎng)，主要是由省會城市及業(yè)務(wù)量較大的匯接節(jié)點和高速光纖鏈路組成，形成了一個大容量高可靠性的網(wǎng)孔形國家骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并輔以少量的線形網(wǎng)。第二層為二級干線網(wǎng)，主要由匯接節(jié)點和光纖鏈路組成，形成省內(nèi)網(wǎng)狀或環(huán)形骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并輔以少量線形網(wǎng)結(jié)構(gòu)。第三層為中繼網(wǎng)(即長途端局與市局之間以及市話局之間的部分)，可以按區(qū)域劃分為若干個環(huán)，由ADM組成速率為STM-1/STM-4的自愈環(huán)，也可以是路由備用方式的兩節(jié)點環(huán)。這些環(huán)具有很高的生存性，又具有業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)功能。第四層為用戶接入網(wǎng)，是傳輸網(wǎng)中龐大和復(fù)雜的部分，其投資(tóuzī)占整個通信網(wǎng)的50%以上，也是目前實現(xiàn)電信網(wǎng)寬帶化的關(guān)鍵部分。③傳送網(wǎng)的發(fā)展寬帶多媒體網(wǎng)的發(fā)展對SDH和DWDM系統(tǒng)的研究與建設(shè)提出了新的要求，首先要擴展系統(tǒng)容量，例如，單波長需要使用10Gbit/s，它對光纖的極化模色散PMD的補償提出了新的要求，要求PMD開發(fā)自適應(yīng)補償技術(shù)。共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)25

32波長的DWDM系統(tǒng)的使用需要較好的EDFA(摻鉺光纖放大器)增益均衡與增益鎖定性能，今后更多波長的DWDM系統(tǒng)的使用還將導(dǎo)致開發(fā)更寬增益的EDFA。IP協(xié)議的寬帶多媒體網(wǎng)的主要協(xié)議，IP分組在SDH中傳送常規(guī)的方法是IP/PPP/HDLC/SDH，由于SDH原有支路接口為E1或E4，一個IP包需分到多個E1(或E4)鏈路，即需要同時建立多條PPP鏈路，這就增加了配置的復(fù)雜性，在多個E1中不利于負載平衡，也不利于保證多個E1有相同的傳送時延。因此，在SDH設(shè)備(shèbèi)中增加以太網(wǎng)映射接口是一種趨勢，目前IPoverSDH、IPoverATM和IPoverDWDM等傳輸技術(shù)正在快速發(fā)展之中。3、支撐網(wǎng)通信網(wǎng)的支撐網(wǎng)是對通信網(wǎng)的正常運營起到支持作用的一類網(wǎng)絡(luò)，包括三種不同類型的網(wǎng)絡(luò)：信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和電信管理網(wǎng)，這三種網(wǎng)絡(luò)從三個不同的方面對通信網(wǎng)進行支持，信令網(wǎng)通過公共信道傳送信令信號；同步網(wǎng)提供全網(wǎng)同步的時鐘；管理網(wǎng)則通過計算機系統(tǒng)對全網(wǎng)進行管理（詳見第4章）。共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)26§1.3通信網(wǎng)研究的基本(jīběn)問題

通信網(wǎng)包括所有的通信設(shè)備和通信規(guī)程(或稱通信協(xié)議)，其研究涉及到通信的各個學(xué)科和領(lǐng)域。通信網(wǎng)研究的重點是全網(wǎng)中帶有綜合性和整體性的理論和實際問題，這些問題會影響整個通信網(wǎng)的發(fā)展和各個部件的發(fā)展。概括起來，通信網(wǎng)研究的基本問題主要是：通信網(wǎng)的體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)的最佳拓撲結(jié)構(gòu)；網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)流量分析；網(wǎng)絡(luò)的可靠性分析。

1.3.1網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是從分層的觀點出發(fā)來討論網(wǎng)絡(luò)的模型結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議。隨著通信網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，相應(yīng)的協(xié)議也十分繁雜，涉及的面越來越廣。因此，協(xié)議的制定往往采用分層次的方法，即把整個協(xié)議分成若干個層次，再來制定層次內(nèi)部及各個層次之間的功能。這種層次結(jié)構(gòu)和協(xié)議的集合就稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，不同的分層方法就構(gòu)成不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。研究這些分層方法及各層次的功能顯然是通信網(wǎng)設(shè)計中帶有全局性和根本性的問題，是通信網(wǎng)研究的第一層次的問題。

共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)27

1.3.2網(wǎng)絡(luò)的最佳拓撲結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)中的所有終端設(shè)備設(shè)備要經(jīng)過轉(zhuǎn)換設(shè)備和傳輸鏈路的相互連接。采用什么方式進行連接就是網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)問題。不同的拓撲結(jié)構(gòu)可以使通信網(wǎng)的費用相差甚遠。組成一個網(wǎng)絡(luò)，可采取的連接方式各種多樣，應(yīng)用圖論和優(yōu)化理論可以尋找網(wǎng)絡(luò)的最佳拓撲結(jié)構(gòu)。最佳拓撲結(jié)構(gòu)可以使通信網(wǎng)節(jié)省投資、技術(shù)合理、各項性能指標達到最佳狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)最佳拓撲結(jié)構(gòu)的研究主要涉及確定最佳局所數(shù)目、局所容量和局所位置，匯接區(qū)的數(shù)量、位置和匯接范圍，路由設(shè)置的種類、設(shè)置的原則和電路數(shù)量等問題。

1.3.3網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)流量的分析

通信網(wǎng)內(nèi)的業(yè)務(wù)流量呈現(xiàn)隨機性，這種隨機性受多種因素的影響，通信網(wǎng)的各項性能必須適應(yīng)這種隨機性變化才能滿足人們的需求。通信網(wǎng)業(yè)務(wù)流通的方式有不同的類型，應(yīng)用排隊論的基本理論，研究各種通信網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)流量的分析方法和網(wǎng)絡(luò)各種性能指標的計算方法，進而尋找網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)流量的控制方法，以便(yǐbiàn)改善網(wǎng)的性能，更有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。

共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)28

網(wǎng)絡(luò)性能指標的計算主要是呼損和時延的計算，網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)流量的控制主要是研究降低呼損和時延、提高信道和設(shè)備的利用率的方法。這兩方面的問題都和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)互相聯(lián)系、互相制約的。要研究它們之間的關(guān)系以進行合理的分配(fēnpèi)。

1.3.4網(wǎng)絡(luò)的可靠性分析

通信網(wǎng)的可靠性研究應(yīng)從圖論和概率論出發(fā)，將一般可靠性理論應(yīng)用于通信網(wǎng)中，解決通信網(wǎng)的可靠性理論、可靠性分析計算和可靠性設(shè)計等問題。通信網(wǎng)可靠性的研究具體涉及到可靠性的定義方法，可靠性的理論分析與指標計算，可靠性與網(wǎng)絡(luò)其他性能指標的關(guān)系，可靠性與經(jīng)濟性的關(guān)系，如何使通信網(wǎng)更加穩(wěn)定地工作等。值得指出的是：通信網(wǎng)的研究歷史并不很長，90年代初步形成通信網(wǎng)的理論體系，80年代逐漸明確了通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)的構(gòu)成，近年來研究的重點是通信網(wǎng)理論在實際中的應(yīng)用。由于通信網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，通信網(wǎng)的理論體系還不完整，很多分析計算方法還不成就，很多新的領(lǐng)域還有待進一步研究。

共三十六頁1.4通信網(wǎng)的質(zhì)量(zhìliàng)要求1.4.1對通信網(wǎng)的一般要求為了使通信網(wǎng)能快速且有效可靠地傳遞信息，充分發(fā)揮其作用，對通信網(wǎng)從交換、傳輸和經(jīng)濟性與可靠性方面一般提出以下3個基本要求。1、接通的任意性與快速性

這是對通信網(wǎng)的最基本要求。所謂接通的任意性與快速性是指網(wǎng)內(nèi)的一個用戶應(yīng)能快速地接通網(wǎng)內(nèi)任一其他用戶。如果有些用戶不能與其他一些用戶通信，則這些用戶必定不在同一個網(wǎng)內(nèi)。如果不能快速地接通，有時會使要傳送的信息失去價值，這種接通將是無效的。影響接通的任意性與快速性的主要因素是.：(1)通信網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)——如果網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)不合理會增加轉(zhuǎn)接次數(shù)，使阻塞率上升，時延增大；(2)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)資源——網(wǎng)絡(luò)資源不足的后果是增加阻塞概率；(3)通信網(wǎng)的可靠性——可靠性低會造成傳輸鏈路或交換設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至喪失其應(yīng)有(yīnɡyǒu)的功能.現(xiàn)代通信網(wǎng)技術(shù)29共三十六頁2、信號傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質(zhì)量的一致性

透明性是指.在規(guī)定業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的信息都可以在網(wǎng)內(nèi)傳輸，對用戶不加任何限制。傳輸質(zhì)量的一致性是指網(wǎng)內(nèi)任何兩個用戶通信時，應(yīng)具有相同或相仿的傳輸質(zhì)量，而與用戶之間的距離無關(guān)。通信網(wǎng)的傳輸質(zhì)墾直接影響通信的效果，不符合傳輸質(zhì)量要求的通信網(wǎng)有時是沒有意義的。因此要制定傳輸質(zhì)量標準并進行合理分配，使網(wǎng)中的各部分(bùfen)均滿足傳輸質(zhì)量指標的要求。3、網(wǎng)絡(luò)的可靠性與經(jīng)濟合理性

可靠性對通信網(wǎng)是至關(guān)重要的，一個可靠性不高的通信網(wǎng)會經(jīng)常出現(xiàn)故障乃至中斷通信，這樣的通信網(wǎng)是不能用的。但絕對可靠的通信網(wǎng)是不存在的。所謂可靠是指在概率的意義上，使平均故障間隔時間(兩個相鄰故障間時間的平均值)達到要求。可靠性必須與經(jīng)濟合理性結(jié)合起來，提高可靠性往往要增加投資，但造價大高又不易實現(xiàn)，因此應(yīng)根據(jù)實際需要在可靠性與經(jīng)濟合理性之間取得折中和平衡?！，F(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)30共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)311.4.2對電話通信網(wǎng)質(zhì)量的要求

以上是對通信網(wǎng)的基本要求，除此之外，人們還會對通信網(wǎng)提出一些其他要求。而且對于不同業(yè)務(wù)的通信網(wǎng)，上述各項要求的具體內(nèi)容和含義將有所差別。例如，對電話通信網(wǎng)是從以下

3個方面提出的要求。1、接續(xù)質(zhì)量

電話通信網(wǎng)的接續(xù)質(zhì)墾是指用戶通話被接續(xù)的速度(sùdù)和難易程度，通常用接續(xù)損失(呼損)和接續(xù)時延來度量。2、傳輸質(zhì)量

傳輸質(zhì)量是招用戶接收到的語音信號的清楚逼真程度，可以用響度、清晰度和逼真度來衡量。3、穩(wěn)定質(zhì)量

穩(wěn)定質(zhì)量指通信網(wǎng)的可靠性，其指標主要有：失效率(設(shè)備或系統(tǒng)工作

t時間后，單位時間發(fā)生故障的概率)、平均故障間隔時間、平均修復(fù)時間(發(fā)生故障時進行修復(fù)的平均時長)等。

共三十六頁現(xiàn)代(xiàndài)通信網(wǎng)技術(shù)32§1.4通信網(wǎng)的發(fā)展(fāzhǎn)

隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，通信網(wǎng)不但要在容量和規(guī)模上逐步擴大，而且要不斷擴充其功能，發(fā)展新業(yè)務(wù)，用來滿足人類對信息服務(wù)越來越高的需求。從通信網(wǎng)在設(shè)備方面的要素來看，終端設(shè)備正在向數(shù)字化化、智能