第4章数字数据网

1、太原理工大学太原理工大学 王华奎王华奎 教授教授数字数据网数字数据网DDN的概念的概念v以以X.25协议为核心的分组交换数据网，为数据用户提供交换协议为核心的分组交换数据网，为数据用户提供交换虚电路和永久虚电路数据业务。但是分组交换方式也受到自虚电路和永久虚电路数据业务。但是分组交换方式也受到自身技术特点的制约，节点机对所传送信息的存储转发和通信身技术特点的制约，节点机对所传送信息的存储转发和通信协议的处理，使得分组交换网处理速度慢，网络时延大，许协议的处理，使得分组交换网处理速度慢，网络时延大，许多需要高速实时数据通信业务的用户得不到满意的服务。多需要高速实时数据通信业务的用户得不到满意的服

2、务。v数字数据网数字数据网(Digital Data Network DDN)作为一种数据通信的作为一种数据通信的分支逐渐发展起来。分支逐渐发展起来。DDN以全数字、高速率及灵活的交叉连以全数字、高速率及灵活的交叉连接复用功能为用户提供永久性或半永久性的数字电路专线接复用功能为用户提供永久性或半永久性的数字电路专线(出出租租)业务，为用户构建了一个大容量的数据通信平台。数字信业务，为用户构建了一个大容量的数据通信平台。数字信道与传统的模拟信道相比，具有传输质量高、速度快、带宽道与传统的模拟信道相比，具有传输质量高、速度快、带宽利用率高等一系列优点。利用率高等一系列优点。 v DDN是同步数据传

3、输网，且不具备交换功能是同步数据传输网，且不具备交换功能 。v 传输速率高、网络延迟小。传输速率高、网络延迟小。 v DDN传输质量高，传输误码率可达传输质量高，传输误码率可达106以下以下 。v DDN为全透明网，支持数据、话音、图像多种业为全透明网，支持数据、话音、图像多种业务，对客户通信协议没有要求，客户可自由选择务，对客户通信协议没有要求，客户可自由选择网络设备及协议。网络设备及协议。v DDN专线提供专线提供 (时间片时间片) 独立分配的固定信道，通独立分配的固定信道，通信保密性强，不会受其他客户使用情况的影响。信保密性强，不会受其他客户使用情况的影响。v 网络运行管理简便，网络运行

4、管理简便，DDN将检错纠错等功能放到将检错纠错等功能放到智能化程度较高的终端来完成，因而简化了网络智能化程度较高的终端来完成，因而简化了网络运行管理和监控内容。运行管理和监控内容。图图4-1 DDN网络组成结构框图网络组成结构框图 vDDN由本地传输系统、复用由本地传输系统、复用/交叉连接系统、局间传交叉连接系统、局间传输系统、网同步系统和网络管理中心输系统、网同步系统和网络管理中心5部分组成。部分组成。 本地接入系统包括用户设备、用户线和用户接入单本地接入系统包括用户设备、用户线和用户接入单元。用户线和用户接入单元又称为用户环路。元。用户线和用户接入单元又称为用户环路。u用户设备：常用的有数

5、据终端、计算机、工作站、电用户设备：常用的有数据终端、计算机、工作站、电 话机和传真机、交换机、和数据多路复用器等。话机和传真机、交换机、和数据多路复用器等。u用户线：即一般的市话用户电缆或光缆。用户线：即一般的市话用户电缆或光缆。u网络接入单元网络接入单元(UAU) ：把用户端送入的信号转换成适：把用户端送入的信号转换成适 合在用户线上传输的信号形式，如频带型或调制信合在用户线上传输的信号形式，如频带型或调制信 号。然后由局端设备或接口电路把它们还原成用户设号。然后由局端设备或接口电路把它们还原成用户设 备所要求的信号方式，再输入到节点进行下一步传输备所要求的信号方式，再输入到节点进行下一步

6、传输u复用：是把多路信号集合在一起，共同占用一复用：是把多路信号集合在一起，共同占用一个物理传输介质，典型的复用方式分为频分复个物理传输介质，典型的复用方式分为频分复用用(FDM)和时分复用和时分复用(TDM)。DDN常用的时分常用的时分复用为复用为2.048M bit/s 数字帧电路超速率复用和子数字帧电路超速率复用和子速率复用等。速率复用等。u数字交叉连接系统数字交叉连接系统(DCS)：用于通信线路的交接、：用于通信线路的交接、调度及管理。它由同步电路、交叉连接、微机调度及管理。它由同步电路、交叉连接、微机处理三个主要单元组成。处理三个主要单元组成。 同步电路：为网络提供精确的定时信号，用

7、于进行同步电路：为网络提供精确的定时信号，用于进行时隙校准。时隙校准。 交叉连接交叉连接(DXC)：负责完成时隙的交叉连接，如在：负责完成时隙的交叉连接，如在DDN节点中的节点中的2.048Mbit/s PCM信号复用帧，各路信号复用帧，各路来去的数字流以来去的数字流以64kbit/s为单元进行交叉连接，如为单元进行交叉连接，如图图4-2所示。所示。 微机处理：微机处理： 用于管理内部和外部操作。主要功能用于管理内部和外部操作。主要功能是：维持操作系统，处理输入的命令和内部中断，是：维持操作系统，处理输入的命令和内部中断，检测内部出错及告警信号并作出反应，执行时隙交检测内部出错及告警信号并作出

8、反应，执行时隙交接并监视系统是否正常工作。接并监视系统是否正常工作。图图4-2 数字交叉连接数字交叉连接 局间传输是指节点局间传输是指节点N间的数字信道以及由各节点通过与间的数字信道以及由各节点通过与数字信道的各种连接方式组成的网络拓扑。局间传输的数字信道的各种连接方式组成的网络拓扑。局间传输的数字信道通常是指数字传输系统中的基群数字信道通常是指数字传输系统中的基群(2Mbit/s)信道。信道。网络拓扑结构则是根据网络中各节点的信息流量流向，网络拓扑结构则是根据网络中各节点的信息流量流向，并考虑网络的安全而组建的。并考虑网络的安全而组建的。 其任务是提供全网设备工作的同步时钟，确保其任务是提供

9、全网设备工作的同步时钟，确保DDN全全网设备的同步工作。网同步分为准同步、主从同步和相网设备的同步工作。网同步分为准同步、主从同步和相互同步互同步3种方式。种方式。DDN通常采用主从同步方式。通常采用主从同步方式。 DDN的网络管理包括用户接入管理、网络资源的调的网络管理包括用户接入管理、网络资源的调度、路由选择、网络状态的监控、网络故障的诊断、度、路由选择、网络状态的监控、网络故障的诊断、告警与处理、网络运行数据的收集与统计，以及计告警与处理、网络运行数据的收集与统计，以及计费信息的收集与报告等。费信息的收集与报告等。DDN节点类型节点类型v从组网功能上分，从组网功能上分，DDN节点可分为用

10、户节点、接入节点可分为用户节点、接入节点和节点和2兆中继节点（兆中继节点（E1节点）。节点）。1. 用户节点：主要为用户节点：主要为DDN用户入网提供接口，并进行必要的用户入网提供接口，并进行必要的协议转换，包括小容量的时分复用设备以及协议转换，包括小容量的时分复用设备以及LAN通过帧中继通过帧中继互连的桥接器、路由器等。用户节点可设置在用户处。互连的桥接器、路由器等。用户节点可设置在用户处。2. 接入节点：主要为接入节点：主要为DDN各类业务提供接入功能。主要包括各类业务提供接入功能。主要包括N64kbit/s(N=131)，2048kbit/s数字信道接口数字信道接口, N64kbit/s

11、的复用，小于的复用，小于64kbit/s的子速率复用和交叉连接，帧中继用的子速率复用和交叉连接，帧中继用户的接入，压缩语音户的接入，压缩语音/G3传真用户的接入功能等。传真用户的接入功能等。3. E1节点：是节点：是DDN的骨干节点，执行网络业务的转换功能。的骨干节点，执行网络业务的转换功能。主要提供主要提供2048kbit/s接口，对接口，对N64kbit/s进行复用和交叉连进行复用和交叉连接，收集来自不同方向的接，收集来自不同方向的N64kbit/s电路，并把它们归并到电路，并把它们归并到适当方向的适当方向的E1输出，或直接接到输出，或直接接到E1进行交叉连接。进行交叉连接。v我国的我国的

12、DDN网络分级结构，可分为国家骨干网（一网络分级结构，可分为国家骨干网（一级干线网）、省内干线网（二级干线网）和本地网级干线网）、省内干线网（二级干线网）和本地网（用户网）（用户网）3级，如图级，如图4-3所示。各级网络应根据其所示。各级网络应根据其网络规模、网络和业务组织的需要，选用适当类型网络规模、网络和业务组织的需要，选用适当类型的节点，组建多功能层次的网络：由的节点，组建多功能层次的网络：由2兆节点组成核兆节点组成核心层，主要完成转接功能；由接入节点组成接入层，心层，主要完成转接功能；由接入节点组成接入层，主要完成各类业务接入；由用户节点组成用户层，主要完成各类业务接入；由用户节点组成

13、用户层，完成用户入网接口。不同等级的网络主要用完成用户入网接口。不同等级的网络主要用2.048Mbit/s数字电路互连，也可以用数字电路互连，也可以用N64kbit/s数数字电路互连。字电路互连。图图4-3 DDN的网络分级结构的网络分级结构vCHINADDN(公用数字数据网公用数字数据网)94年年10月开通，由国月开通，由国家骨干网和各省家骨干网和各省(自治区、直辖市自治区、直辖市)的省内网组成，的省内网组成，省内网覆盖到业务需求的所有城市省内网覆盖到业务需求的所有城市(地、市、县地、市、县)和和发达乡镇及其城市内的本地网。通过发达乡镇及其城市内的本地网。通过在北京、上海设有的国际出入口和广

14、州设有的在北京、上海设有的国际出入口和广州设有的到港澳地区的出入口，以完成与国际数据网的互联。到港澳地区的出入口，以完成与国际数据网的互联。v1国家骨干网（一级干线网）国家骨干网（一级干线网） 国家骨干网是省间网，由大中容量的节点和连接它国家骨干网是省间网，由大中容量的节点和连接它们的数字电路组成，如图们的数字电路组成，如图4-4所示。节点设置在各个所示。节点设置在各个省，每个省可设置多个骨干网节点。数字电路主要省，每个省可设置多个骨干网节点。数字电路主要为为2048kbit/s的一次群电路，根据业务需要，也可以的一次群电路，根据业务需要，也可以用用8448kbit/s的二次群电路，以及的二次

15、群电路，以及34368kbit/s的三次的三次群电路。群电路。 国家骨干网设有一个或几个网管控制中心国家骨干网设有一个或几个网管控制中心(NMC)，负责国家骨干网范围的电路的组织调度。在其他骨负责国家骨干网范围的电路的组织调度。在其他骨干节点上，可酌情设置网管控制终端干节点上，可酌情设置网管控制终端(NMT)，负责，负责NMC受权范围内的网管控制功能。受权范围内的网管控制功能。图图4-4 国家骨干网网络结构国家骨干网网络结构v2省内干线网（二级干线网）省内干线网（二级干线网） 省内干线网由设置在省内的节点组成，它提供本省省内干线网由设置在省内的节点组成，它提供本省内长途和出入省的内长途和出入省

16、的DDN业务。各省内网上设有一个业务。各省内网上设有一个各自的省内网网络管理控制中心各自的省内网网络管理控制中心NMC，负责本省网，负责本省网范围内的电路组织调度。范围内的电路组织调度。v3本地网（用户网）本地网（用户网） 本地网是指城市范围内的网络，在省内发达城市可本地网是指城市范围内的网络，在省内发达城市可组建本地网，为用户提供本地和长途组建本地网，为用户提供本地和长途DDN网络业务。网络业务。本地网可由多层次的网络组成，其小容量节点可直本地网可由多层次的网络组成，其小容量节点可直接设置在用户室内。接设置在用户室内。用户接入用户接入DDN的方式的方式v 用户的接入方式主要有下列八种，如图用

17、户的接入方式主要有下列八种，如图4-5所示。所示。(1)二线模拟传输方式。该方式支持模拟用户入网连接，二线模拟传输方式。该方式支持模拟用户入网连接，在交换方式下，需要直流环路、在交换方式下，需要直流环路、PBX中继线、中继线、E&M信令传输。信令传输。(2)二线二线(或四线或四线)话带话带Modem传输方式。支持的用户速传输方式。支持的用户速率由线路长度、率由线路长度、 Modem的类型而定。的类型而定。(3)二线二线(或四线或四线)基带传输方式。该方式采用回波抵消基带传输方式。该方式采用回波抵消技术和差分二相编码技术。其二线基带设备可进行技术和差分二相编码技术。其二线基带设备可进行1

18、9.2kb/s全双工传输。还可用二线或四线，速率达全双工传输。还可用二线或四线，速率达到到16kb/s、32kb/s或或64kb/s的基带传输设备。的基带传输设备。图图4-5 DDN中用户的接入方式中用户的接入方式(4)基带传输基带传输+TDM复用传输方式。这种传输方式实际复用传输方式。这种传输方式实际上是在二线上是在二线(或四线或四线)基带传输的基础上，再加上基带传输的基础上，再加上TDM复用设备，为多个用户入网提供连接。复用设备，为多个用户入网提供连接。(5)话音话音/数据复用传输方式。在现有的市话用户线上，数据复用传输方式。在现有的市话用户线上，采用频分或时分的方法实现电话采用频分或时分

19、的方法实现电话/数据独立的数据数据独立的数据复用传输，还可加上复用传输，还可加上TDM复用，为多个用户提供复用，为多个用户提供入网连接。入网连接。(6)2B+D速率的速率的DTU传输方式。传输方式。DTU(数据终端单元数据终端单元)采用采用2B+D速率，二线全双工传输方式，为多个用速率，二线全双工传输方式，为多个用户提供入网。户提供入网。(7) PCM数字线路传输方式。这种方式是当用户直接数字线路传输方式。这种方式是当用户直接用光缆或数字微波高次群设备时，可与其他业务用光缆或数字微波高次群设备时，可与其他业务合用一套合用一套PCM设备，其中一路设备，其中一路2048kb/s进入进入DDN。(8

20、) DDN节点通过节点通过PCM设备的传输方式。设备的传输方式。v DDN中用户的接入方式除了上述基本方式外，还中用户的接入方式除了上述基本方式外，还可以采用不同的组合方式。可以采用不同的组合方式。DDN与与X.25网的区别网的区别v X.25是一个分组交换网，它本身具有三层协议，用户通过呼是一个分组交换网，它本身具有三层协议，用户通过呼叫建立虚电路；叫建立虚电路；X.25具有协议转换、速率匹配等功能，适用具有协议转换、速率匹配等功能，适用于不同通信规程、不同速率的用户设备之间的通信；于不同通信规程、不同速率的用户设备之间的通信；X.25只只在高层协议上对用户透明。在高层协议上对用户透明。v

21、DDN不具备交换功能，主要方式是定期或不定期的租用专不具备交换功能，主要方式是定期或不定期的租用专线，用户申请专线后，连接就已完成；线，用户申请专线后，连接就已完成；DDN是一个全透明是一个全透明的网络，在用户速率小于的网络，在用户速率小于64kb/s时采用子速率复用技术，大时采用子速率复用技术，大于于64kb/s时采用时分复用技术；信息按用户事先约定的网络时采用时分复用技术；信息按用户事先约定的网络协议在固定的时隙以预先设定的带宽和速率顺序传送，终端协议在固定的时隙以预先设定的带宽和速率顺序传送，终端不必重新组合信息。不必重新组合信息。v X.25按通信字段按通信字段(流量流量)收费，而收费

22、，而DDN按固定月租收费，故更按固定月租收费，故更适合于需频繁通信的适合于需频繁通信的LAN与与LAN或主机与主机的互连。或主机与主机的互连。DDN的应用的应用vDDN为用户提供的基本业务是专用电路业务，其中为用户提供的基本业务是专用电路业务，其中最典型的是点对点的最典型的是点对点的DDN专线。专线。DDN专线与公用电专线与公用电话交换网中的电话专线的区别在于：电话专线的连话交换网中的电话专线的区别在于：电话专线的连接是固定的物理连接，而且是一个模拟信道，其带接是固定的物理连接，而且是一个模拟信道，其带宽窄，质量较差，没有完善的网管系统。宽窄，质量较差，没有完善的网管系统。DDN专线专线的连接

23、是半固定连接，是一个数字信道，其质量高，的连接是半固定连接，是一个数字信道，其质量高，带宽大，具有较完善的网管系统。带宽大，具有较完善的网管系统。DDN连接信道的连接信道的数据传输速率、路由以及所用的网络协议等随时可数据传输速率、路由以及所用的网络协议等随时可根据需要申请改变，以充分满足用户的通信要求和根据需要申请改变，以充分满足用户的通信要求和通信质量。通信质量。实例：通过实例：通过DDN实现局域网互连实现局域网互连DSU/CSU64k-2.048MDDNDSU/CSU64k-2.048M路由器路由器路由器路由器LAN1LAN2DSU/CSU的功能为：的功能为：1. 把用户数据转换成适合在把用户数据转换成适合在E1电路电路上传输的信号和帧结构；上传输的信号和帧结构；2. 从从E1电路信号中提取同步时钟送电路信号中提取同步时钟送给路由器作为发送和接收时钟。给路由器