现代通信技术复习大纲2.doc

第五章 电话网技术5.2数字电路交换技术2.1分类:按信息传递方式分模拟交换系统(空分式电子交换,脉幅调制时分式交换) 数字交换系统 按控制方式分 布线逻辑控制交换系统 存储程序控制交换系统2.2数字电路交换系统硬件功能结构可分为话路子系统和控制子系统.1话路子系统:包括交换网络信令设备及各种接口电路. P95图5.5a交换网络(1)T接线器:用来完成在一条复用线上时隙交换的基本功能.采用缓冲暂存话音信息并用控制读出或控制写入的方法来实现时隙交换.由话音存储器(SM:容量等于输入复用线上的时隙数)控制存储器(CM:容量常等于SM,内容由处理机控制写入)构成. 输出控制:顺序写入控制读出 / 输入控制:控制写入,顺序读出. (2)S接线器:完成对传送同步时分复用信号的不同复用线之间的交换功能,不改变时隙位置.由电子交叉矩阵和控制存储器(CM)构成.容量等于每一条复用线上的时隙数,每个存储单元的字长则取决于出线地址编号的二进制位数.输出控制:每条出线一个控制存储器,用于控制该出线在指定时隙接通哪一入线.CM的地址隙号,内容为隙所应接通的入线编号.输入控制:一个CM对应一条入线,但应用较少. (3)TST接线器:T-S-T,S级的出入线取决于两侧T接线器的数量.强烈推荐细读P99-100b用户电路BORSCHT. B(馈电:一般48V,通话电流2050mA) O(过压保护) R(振铃:90+-15V) S(监视:监视用户线回路的通/断状态) C(编译码:AD/DA转换) H(混合电路) T(测试:使用户线与测试设备接通,与交换机分开,对用户线进行测试)c用户集中级:完成话务集中功能,将一群用户经用户集中级后以较少的链路接至交换网络链路利用率.d数字终端:数字交换系统与数字中继线之间的接口电路,可适配一次群和高次群数字中继线.具有码型变换,时钟提取,帧同步与复帧同步,帧定位,信令插入和提取,告警检测等功能e模拟终端:数字交换系统为适应模拟环境而设置的终端接口,用来连接模拟中继线,具有信令配合,编译码等功能f信令设备:采用随路信令(CAS)时应具有多频接收器和多频发送器,用来接收或发送数字化多频信号,采用共路信令(CCS),应具有专门的共路信令终端设备,完成七号信令的硬件功能.2控制子系统:包括处理机,存储器,外部设备,远端接口等.处理机配置方式:(1)冗余配置方式(分负荷分担方式两处理机平时独立工作,承担一半话务,一机故障另一机承担全部负荷.优点:过负荷能力强,可以防止软件差错引起的系统阻断,在扩充新设备,调试新程序时,可使一机承担全部话务,另一机进行脱机测试)和主备用工作方式(一机联机运行,一机与话路设备完全隔离作为备用.主机故障再进行主备转换.分热备用与冷备用方式.冷备用备用机中没有呼叫数据的保存,在接替时要根据原主用机来更新存储器内容,或者进行数据初始化.(2)分级分散控制:基本特征在于处理机的分级,将处理机按功能分担为若干个级别,而其中必然有一级处理机承担呼叫主要任务,其功能接近于早期集中控制程控交换机中的中央处理机.按照系统设计的要求,分级分散控制交换系统可将一定数量的一种或几种话路设备集合在一起组成单元,称为群或模块(用户单元,中继单元,用户/中继单元,服务电路单元等)每个单元中的控制处理机分级结构中低级别处理机,可称为外围处理机,区域处理机或用户/中继群处理机.低级别处理机层的呼叫功能,可以减轻中央处理机的负荷.(3)分布式分散控制(也称全分散控制):基本特征:系统划分为多个模块,每个模块的自主处理能力显著增强,中央处理功能则在很大程序上弱化.分布式分散控制结构中,各个模块中的模块处理机是控制的同一级处理机,任何模块处理机之间可独立地进行通信.主要优点:可以用近似于线性扩充的系统结构经济地适应各种容量的需要,呼叫处理能力强,整个系统阴断的可能性很小,系统结构的开放性和适应性强.缺点:机间通信频繁而复杂,需要周密地协调分布式控制功能和数据管理功能.5.3数字电路交换系统软件功能结构程控交换系统软件设计目标是:可靠性,可维护性,可复用性,可移植性.常用软件设计技术:结构化分析与设计,模块化设计结构化编程,并趋向于采用面向对象设计.从功能结构划分为运行软件系统和支援软件系统两部分.运行软件系统又称在线系统,联机软件,主要包括:操作系统,呼叫处理,维护管理.后两部分全称应用程序.1.呼叫处理(1)过程:主叫用户A摘机呼叫-送拨号音,准备收号-收号-号码分析-接至被叫用户,测试并预占空闲路由-向被叫用户振铃-被叫应答通话-话终,主叫先挂机/被叫先挂机P104(2)呼叫处理程序:用于控制呼叫的建立和释放,基本上对应于呼叫建立过程.包含用户扫描,信令扫描,数字分析,路由选择,通路选择,输出驱动等功能块.A用户扫描:检测用户的状态变化,从断开到闭合或从闭合到断开.B信令扫描:指对用户线进行的收号扫描(脉冲收号含脉冲扫描,位间隔扫描,双音频收号扫描)和对中继线或信令设备进行的扫描(随路信令方式时对各种类型中继线和多频接收器所作的线路记发器信令扫描.C数字分析:根据所收到的地址信令或其前几位判定接续的性质.对于非本局呼叫从数字分析和翻译功能通常可以获得用于选路的有关数据.D路由选择:确定对应于呼叫去向的中继线群,从中选择一条空闲的出中继线,若线群全忙,还可依次确定各个迂回路由并选择空闲中继线.E通路选择:在数字分析和路由选择后执行,其任务是在交换网络指定的入端与出端之间选择一空闲的通路.软件进行通路选择的依据是存储器中反映链路忙闲状态的映象表.F输出驱动:是软件与话路子系统中各种硬件的接口,用来驱动硬件电路的动作.在通话阶段,除了用户扫描或信令扫描在不断监视状态或信令的变化外,高层的呼叫处理并不介入.(3)呼叫处理软件为呼叫建立而执行的3类处理任务:输入处理,内部处理和输出处理A输入处理:收集话路设备的状态变化和有关的信令信息.各种扫描程序都属于输入处理.主要任务是发现事件而不是处理事件.靠近硬件的低层软件,实时性要求较高.B内部处理:呼叫处理的高层软件,与硬件无直接关系,如数字分析,路由选择,通路选择.呼叫建立过程的主要处理任务都在内部处理完成.共同特点是通过查表进行分析译码判断.处理结果是启动另一个内部处理程序或者启动输出处理.C输出处理:如输出驱动,与硬件直接有关的低层软件.与输入处理合称设备处理.扫描和驱动是处理机在呼叫处理过程中与硬件联系的两基本方式.呼叫处理过程可以看成输入处理,内部处理,输出不断循环.(P106图5.13,5.14)2操作系统主要功能:任务调度,通信控制,存储器管理,时间管理,系统安全和恢复,外设处理,文件管理,装入引导.A任务调度:主要是对处理机资源的管理.包含对各种周期的扫描程序的执行控制.B通信控制:控制多机分散系统各处理机间通信,同一处理机不同软件模块间通信.进程之间的通信.C存储器管理D时间管理:基本两个方面:相对时限和绝对时限的监视,同时提供日历和时钟计时服务.E系统安全和恢复.3维护管理:功能:用户和中继测试,交换网络测试,业务观察,过负荷控制,话务量测量统计,计费处理,用户数据和局数据管理.5.4数字电路交换系统性能指标1基本指标:A类型(用于说明电路交换机用途)和容量(反映用户线容量和中继线容量,单纯汇接交换机和长话交换机只用中继线容量表示) B话务处理能力:话务负荷能力(在一定的呼损率下交换系统在忙时可以负荷的话务量)及呼叫处理能力(一定的质量指标范围内交换系统在忙时可以处理的呼叫次数,反映处理机的呼叫处理能力,用忙时试呼次数(BHCA)表示. C网络环境:编号计划,路由组织,信令方式,PCM传输接口,计费方式,处理机存储器配置,基本功能,新服务性能,使用备件,传输特性等.2质量指标:系统阻断率,系统可用性,再启动次数,故障定位程度,呼损率,接续时延.5.3 窄带综合业务数字网技术IDN是数字传输与数字交换的综合,在两个或多个规定点之间通过一组数字节点与数字链路提供数字连接,IDN本地交换节点至另一端本地交换节点音的数字连接,不涉及用户连接到网络的方式.网络投资大,电路利用率低,资源不能共享,不便管理.ISDN定义:1是以电话IDN为基础发展演变成的通信网.2提供端到端数字连接3综合业务4提供一组标准的多用途用户/网络接口5支持电路交换和分组交换以及专线形式支持非交换服务.3.2 ISDN主要功能:1本地连接2电路交换3分组交换(实现方法:A:ISDN本身提供分组交换功能;B:由分组交换公用数据网提供)4专线功能5公共信道信令功能3.3 ISDN用户/网络接口 1参考配置 (P113图5.18)(1)1类终端设备(TE1)用于ISDN中的声音,数据及其它业务输入输出.(2)2类终端设备(TE2)不符合ISDN接口标准的终端设备.(3)终端适配器(TA)(4)网络终端(NT1): NT是完成用户/网络接口功能的主要部件,主要把用户终端设备连接到用户线,为用户信令提供透明传输通道.NT1完成网络侧第1层功能,负责与用户线的物理连接,实现线路传输,维护,性能监控以及定时,馈电,接口功能.(5)NT2完成用户/网络接口处交换和集中功能,物理上可以是ISDN交换机集线器和局域网.(6)线路终端设备(LT)是用户环路与交换局端的接口设备和线路传输端间的接口功能.(7)交换终端(ET)2信道与接口 信道类型:(1)B信道64kbit/s,可以进行电路交换,分组交换,半固定连接(2)D信道:16k/64k,用于传送公共信道信令用来控制同一接口上B信道呼叫;无信令输送时可传送分组数据或低速的遥控,遥测数据.(3)H信道:传送高速用户信息接口:基本接口由2条64kbit/sB信道和1条16kbit/sD信道组成.基群速率接口:一次群速率接口,1544k/2048k,用来支持H信道.3数字用户环路:在NT1和LT之间部分.5.4智能网:是在原有通信网络基础上,为快速提供新业务而设置的附加网络结构,包括建立集中的业务控制点,数据库,集中业务管理和业务生成环境.依靠先进的NO.7信令和大型集中数据库来支持.最大特点是交换功能与控制功能相分离.交换机采用开放式结构和标准接口与业务控制点相连,听从业务控制点的控制.组成:业务交换点(SSP,呼叫处理功能和业务交换功能),业务控制点(SCP,核心功能部件,存储用户数据和业务逻辑,其主要功能是接收SSP送来的查询信息并查询数据库,进行各种译码同时根据SSP上报告的呼叫事件启动不同业务逻辑,根据业务逻辑向相应的SSP发出呼叫控制指令实现智能呼叫.所有业务控制功能集中于此,SCP与SSP之间按照智能网的标准接口协议进行互通),信令转接点(STP,实质是NO7信令网的组成部分),智能外设(IP,协助完成智能业务的特殊资源,接受SCP控制,执行SCP业务逻辑所指定操作),业务管理系统(SMS,一种计算机系统,有业务逻辑管理,业务数据管理,用户数据管理,业务监测,业务量管理5种功能),业务生成环境(SCE,根据客户的需求成新的业务逻辑)概念模型:业务平面(SP),全局功能平面(GFP),分布功能平面(DEP),物理平面(PP)组网结构:1嵌入网:对通信网中所有交换机进行改造,使有SSP功能2叠加网:将电话网服务范围内的智能呼叫全部汇接至一个交换局,该交换局实现SSP功能.智能业务实现方式:传统方式,智能平台方式,智能网方式.智能业务:一个电信网络不仅具有传递交换信息能力,还具有对信息进行储存处理灵活控制的能力,如800,200服务.第六章 数据网技术6.1概述:以传输数据为主,交换方式普遍采用存储转发方式.1.1分类:按拓扑结构:网状型网和不完全网状型网,星型网,树型网,环行网,总线网.按传输技术分:a交换网:可分为电路交换网,分组交换网和帧中继网;b广播网:局域网中绝大多数是这种网.按传输距离分:局域网,城域网,广域网.1.2数据通信系统构成:由终端,数据电路和计算机系统构成.远端的数据终端设备(DTE)通过数据电路与计算机系统相连,数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成.传输信道可以是模拟的也可以是数字的,有线的或无线的等.数据电路加上传输控制规程就是数据链路, 因此数据链路比数据电路的传输质量好的多.1.3数据网的构成:a数据终端设备:可以是计算机也可以是一般数据终端设备;b数据交换设备:它是数据网的核心;c数据传输链路.6.2分组交换网及相关技术:目前的应用交换网是按照OSI提出的网络体系结构构架的,采用X,25协议标准,包括物理层,数据链路层和分组层.2.1分组交换的概念:A原理:采用“存储转发”的方式,把报文截成若干比较短的,分组(或称包)进行交换和传输.每个分组通常128字节,也有32,64,256,1024的方式.分组是由分组头和其后的用户数据部分组成.分组头包含接收地址和控制信息.因为通信终端存在分组型终端和一般终端两类,所以也存在两类通信过程:从非分组型终端到分组型终端之间的通信和从分组型终端到非分组型终端之间的通信.分组型终端以分组的形式发送和接受信息,而一般型终端发送和接受的是报文.所以报文要由分组拆装设备PAD将其拆成若干个分组,以分组的形式在网中传输和交换.若接受终端为一般终端,则由PAD将若干个分组重新组装成报文再送给一般终端;而分组型终端则不需要这一步.B分组和复用方式:(1)分组的复用:采用统计时分复用.关于统计时分复用和同步时分复用请看第四章节点交换技术(2)分组的传输方式:a数据报方式(无连接):每一个分组都带有完整的目的站地址,独立的进行路由选择.特点:传送协议简单;传送不需要建立连接;分组到达终点的顺序可能不同于发端,需重新排序;各分组的时延差别可能很大.b虚电路方式(面向连接):两个终端设备再传输前先建立逻辑上的连接,此后用户发送的数据通过该路径按顺序通过网络传送到终点.它与电路交换不同,它建立的是逻辑信道,利用虚电路标识号传送分组,并在通信完成后拆除连接.2.2分组交换网技术: A 分组交换网的组成和结构:由分组交换机,连接这些交换机的链路,远程集中器(含分组装拆设备),网络管理中心(NMC)组成.从结构来说,分组交换网通常采用两级结构,根据业务量,流量,流向和地区情况设立一级和二级交换中心.一般情况,一级骨干网采用网状型连接或不完全网状型连接,二级交换网可采用星型连接.B分组网的路由选择其中讲了一个最短路由选择算法,是重点！6.3帧中继技术:是一种解决高带宽组网要求的方案.它在X.25网基础上简化了网络层次结构,去掉了X.25网的第3层,在第二层上用虚电路技术传送和交换数据,并把差错控制移到智能化的终端来处理,使网络节点的处理大大简化,提高了网络对信息处理的效率.因此它是一种快速分组交换,目前提供64kbps2Mbps的速率,还可以达到更高速率(上限可达到50Mbps). 3.2工作原理及技术特点原理:以可变长帧为基础的数据传输网络,在通信过程中,用户终端设备把特定格式(CAPF)的帧送到帧中继网,网络根据收到的帧中地址信息,寻找合适的路由把它送到目的地.分组方式与帧中继方式的比较:分组交换:在每个节点进行差错控制和流量控制.帧中继方式:将差错校验和流控放到上层,进行端到端的控制.应用:(1)局域网互联;(2)虚拟专用网;(3)中继传输;(4)其他应用.6.4数字数据网技术: 4.1概念:介于永久性连接和交换式连接之间的半永久性连接方式.数字数据网(DDN)是利用数字信道传输数据的一种传输网络.它的传输媒介有光缆,数字微波,卫星信道,用户端可用普通的电缆和双绞线.DDN的优点有:a它是同步数据传输网,不具备交换功能,通过数字交叉连接设备可向用户提供固定或半永久性信道,并提供多种速率的接入;b传输速率高,网络延时小,目前提供N*64kbps - 2Mbps数据业务;c DDN是任何协议都支持,不受约束的全透明网,从而可以满足数据,图象,声音等多种业务需要.4.2 DDN的构成和一般结构形式:A. DDN的构成:a本地传输系统:指用户端到本地具之间的传输系统,在用户环路的一端是数据电路终端设备(DSU),另一端是位于本地局局内用户线路终接设备(OCU);b复用及交叉连接系统;c 局间传输系统;d 同步定时系统.B.DDN的一般结构形式:a.DDN节点类型:从组网功能上分,DDN的节点可分为2兆节点,接入节点和用户节点3种类型;b DDN的网络结构:DDN一般为分级网,根据业务情况,DDN网可以设置二级干线网和本地网.4.4 DDN网络业务类别及用户入网方式:A:DDN网络业务类别:为用户提供专用电路,包括规定速率的点到点或点到多点的数字专用电路,以及帧中继业务和压缩语音/G3传真业务.B,用户入网方式:(1)用户终端设备接入方式;(2)用户网络通过DDN互联.6.5以太网技术:概念:a,是如今使用最广泛的局域网;b,传输媒介为双绞线和光纤;c,采用星型拓扑的组网方式;d,已经从共享型以太网发展成交换型以太网.5.1以太网的介质访问控制方式:以太网与前面讲过的交换式数据网有着很大的区别.它的核心思想是利用共享的公共传输媒体,以往只以半双工方式工作,直至1997年,全双工以太网才诞生.以太网的媒体访问控制方式是以太网的核心技术,它决定了以太网的主要网络性质.在公共总线或树型拓扑结构的局域网上,通常使用带碰撞检测的载波侦听多路访问技术(CSMA/CD).CSMA/CD又可称为随机访问或争用媒体技术,它讨论网络上多个站点如何共享一个广播型的公共传输媒体,即解决“下一个该轮到谁往媒体上发送帧”的问题.它的规则是:*如果媒体空闲,则传输;*如果媒体忙,一直监听直到信道空闲,马上传输;*如果在传输中检测到冲突,立即取消传输;*冲突后,等待一段随机时间,然后再试图传输.5.2以太网的协议结构和网络系统组成:以太网的网络体系结构是以局域网的IEEE802参考模型为基础.在以太网的物理结构中,一个重要功能模块是编码/译码模块,另一个重要的功能模块是“收发器”.集线器(HUB)的主要功能是媒体上信号的再生和定时,检测碰撞,端口扩展.10BASE-T表示:10Mbit/s,基带传输,用双绞线连接. 5.3基于10BASE-T发展的现代网络技术从共享型以太网走向交换型以太网:1.共享型以太网存在的问题:*共享的带宽由所有站点共同分割,站点越多,每个站能得到的带宽就越少.*LAN覆盖受CSMA/CD的制约.2.交换型以太网的特点:交换器的各端口之间同时可以形成多个数据通路不受CSMA/CD的制约,系统带宽为10Mbit/sN.6.6 ATM技术:6.1ATM技术基本原理:(1)ATM传送模式:ATM传送模式本质上是一种高速分组传送模式.它将话音,数据及图象等所有的数字信息分解成长度固定(48字节)的数据块,并在各数据块前装配地址,丢失优先级,流量控制,差错控制(HEC)信息等构成的信元头(5字节),形成53字节的完整信元.采用统计时分复用方式将来自不同信息源的信元汇集到一起,在一个缓冲器内排队,然后按照先进先出的原则将对列中的信元逐个输出到传输线路,从而在传输线路上形成首位相接的信元流.ATM网络可以适用于任何业务,不论其特性(速率高低,突发性大小,质量和实时性要求)如何,网络都按同样的模式来处理,真正做到了完全的业务综合.此外,ATM交换基于统计时分复用,具有面向(虚)连接的特点.(2)ATM信元由53个字节的固定长度数据块组成,其中前5个字节是信头,后48个字节是与用户数据相关的信息段.信元从第1个字节开始顺序向下发送,在同一个字节中从第8个bit开始发送.信元内所有的信息段都以首先发送的比特为最高比特(MSB).ATM信元结构有两种,一种在用户/网络接口,简称UNI信元;另一种用在网络内部接口,简称NNI信元.两种信元的信头格式稍有不同.具体区别及图请看书156页.(3) ATM协议结构:B-ISDN是一个基于ATM的网络,这个规程参考模型目前已经广泛应用于描述基于ATM的通信实体.它的参考模型见书157页.各层功能为:A:物理层:利用通信线路的比特流传送功能实现传送ATM信元的功能.这种传送功能是不可靠的.物理层实体需要完成的任务包括:线路编码,时钟提取,信元定界和HEC检验等.B:ATM层:利用物理层提供的信元传送功能,向外部提供传送ATM业务数据单元的功能.ATM层具有4种主要功能:(1)信元复用和解复用;(2)VPI/VCI处理;(3)信头处理;(4)一般流量控制.ATM层主要的工作是产生和处理ATM信元的信头部分,ATM信头的主要部分是VPI和VCI.C:ALL层及高层:ATM层提供的只是针对信元的一种基本的数据传送能力,不管该信元传送的是何种业务信息.而ALL层是在此基础上提供更适合于各种不同电信业务的通信能力.如果一种电信业务的通信需求不能在ATM层得到满足,则可以利用ALL层的通信能力.目前,已经定义了5种不同的ALL层规程,分别提供不同的通信能力,分别记做ALL15.(4)ATM交换原理:非常重要！见书159页(5)ATM网络:优点:具有严格的服务质量(QoS)保证,具有支持多业务的能力,以及动态的分配和管理带宽的优点;主要技术特征:*以光纤线路为传输媒介,信道容量大,传输损失小;*将传统的交换和传输功能合而为一,由异步转移模式(ATM)来承担,它包括异步时分复用和快速分组交换,以及按需分配带宽;*以信元为单位进行传输,复用,交换,可以达到数百兆bps以上的传输速率;*采用虚连接方式通信,网络呈开放状态,提高了信息传输的灵活性和信道利用率.6.2 ATM交换系统:(1) ATM交换系统的基本功能:包括:接口功能,交换连接功能,信令功能,呼叫控制功能,业务流管理功能及运行和维护功能.(2)ATM交换系统功能结构:如图所示(书163页,图6.30).A:ATM交换结构:一般可分为三类:共享媒体型,共享存储型和空分型.典型的由基于Crossbar的交换结构,基于BANYAN的交换结构,多通路的交换结构等等.其中,BANYAN网络是重点,自看,见书164.B:接口单元;C:处理机控制部分:ATM交换系统的呼叫控制,信令,业务流管理等功能中的大部分都由处理机的软件实现.与程控数字交换机的控制结构相似,ATM交换系统的处理机控制子系统基本上有两种配置方式:多机功能分担方式和分布式控制方式.第七章 IP网技术7.1概述将网络互相连接起来使用的中继设备(即中继系统)可分为5种:物理层中继系统 ,即转发器;数据链路层中继系统,即网桥或桥接器;网络层中继系统,即路由器;网桥和路由器的混合物,即桥路器;网络层以上的中继系统,称为网关 .路由器:一台专用计算机,用来在互联网中进行路由选择,并采用标准化的IP协议.7.2 IP网协议体系结构与协议地址 P169 图7.22.1TCP/IP参考模型