现代传输网及其无线通信原理资料

1、1第二章第二章数据通信业务数据通信业务2.2 2.2 数据通信的业务（数据通信的业务（功能结构功能结构）热点之一热点之一 移动数据业务的测试移动数据业务的测试n新型移动网络的业务质量保证新型移动网络的业务质量保证n完善的接入网络基础设施完善的接入网络基础设施“IT”“IT”n必须的无网信号覆盖条件必须的无网信号覆盖条件“运营的投入运营的投入”n对等的无网接入终端对等的无网接入终端移动移动DTEDTE“用户的投入用户的投入”2测试电脑DTW.DTETD MOSDCI-PPioneer软件软件(前、后台前、后台) 车载逆变器车载逆变器dBMSDTW.DTE热点之二热点之二与其他行业的与其他行业的强

2、强强强合作合作n最新业界消息最新业界消息n通信业通信业新业务新业务, ,高速终端高速终端, ,行业域间通信行业域间通信nITIT业业制式升级制式升级, ,移动移动APP,APP,定固、定制定固、定制DTEDTEn非专业的、行业内非专业的、行业内OEIOEI的深入了解的深入了解n专业的行业专业的行业n新行业、新产业的新行业、新产业的n评估业务需求、专业培训业、商务评估业务需求、专业培训业、商务( (广泛的技术支持、广泛的技术支持、)342.2 2.2 数据通信的业务数据通信的业务n数据通信的基本概念数据通信的基本概念n所谓数据，是指能够由计算机或数字设备进行处理的，以某种方式所谓数据，是指能够由

3、计算机或数字设备进行处理的，以某种方式编码的数字、字母和符号。利用电信号或光信号的形式把数据从一编码的数字、字母和符号。利用电信号或光信号的形式把数据从一端传送到另外一端的过程称作数据传输。而数据通信是指按照一定端传送到另外一端的过程称作数据传输。而数据通信是指按照一定的规程或协议完成数据的传输、交换、存储和处理的整个通信过程。的规程或协议完成数据的传输、交换、存储和处理的整个通信过程。n数据通信业务数据通信业务nDDNDDN业务业务n帧中继帧中继nISDNISDN业务业务nATMATM业务业务n传真存储转发传真存储转发n虚拟专用网业务虚拟专用网业务n电子数据交换电子数据交换数据网功能结构(补

4、充)新业务?5数据网功能结构数据网功能结构-通信网的垂直分层、水平分级概述通信网的垂直分层、水平分级概述6数据网功能结构数据网功能结构 通信终端切入通信终端切入n数据网主要用于传输和交换用户信息，它是网数据网主要用于传输和交换用户信息，它是网络逻辑功能的集合，要求具有严格的实时性。络逻辑功能的集合，要求具有严格的实时性。n在任何在任何时刻时刻，任一点上的功能，表示当前信息由特，任一点上的功能，表示当前信息由特定输入端定输入端透明透明通过传输网，到其特定输出端的一定通过传输网，到其特定输出端的一定连接状态连接状态。n只要不超过允许的只要不超过允许的数据误帧率数据误帧率，信息能，信息能基本基本可靠

5、可靠地地由输入端送到输出端。由输入端送到输出端。7 管理管理监控功能监控功能SSoftwareHHardwareS/H输入输入功能功能集合集合H/S广义广义传送功能传送功能H-S输出输出功能功能集合集合H/S广义数据传送与管理功能广义数据传送与管理功能8数据网络的数据网络的层网层网( (子层子层) )划分划分n多层结构多层结构n层网层网：含互为相容的输入输出功能集，是节点、链路、：含互为相容的输入输出功能集，是节点、链路、一组完全同类型的访问点的一组完全同类型的访问点的逻辑逻辑实体实体。n特征信息：特征信息：信息表达。信息表达。n输入输出端（口）输入输出端（口）：接入点；：接入点；n细分细分：

6、( (特定速率集特定速率集) )功能块。功能块。n网络连结性网络连结性n从输入到输出从输入到输出, ,横跨层网横跨层网, ,透明转移信息的透明转移信息的传输功能传输功能。9连结方式连结方式 几种方式几种方式n单向单向连结连结n双向双向连结连结（单工、半双工、全双工）（单工、半双工、全双工）n（适配、变换方式适配、变换方式）n层网间需要数据接口适配器层网间需要数据接口适配器n点对多点点对多点n需聚合机构需聚合机构10网络拓扑网络拓扑n层网拓扑描述网中节点集间的连接关系。层网拓扑描述网中节点集间的连接关系。n一个层网可被分解成若干个子网及其连接链路。一个层网可被分解成若干个子网及其连接链路。n层网

7、子网链路子网层网子网链路子网；n每个子网可进一步分解为用链路互连的小子网。每个子网可进一步分解为用链路互连的小子网。n一个子网为同一层网中的节点集；一个子网为同一层网中的节点集；n子网可与层管理进程进行子网可与层管理进程进行互操作互操作。n一条链路表示一个子网中的节点集与其拓扑邻接的一条链路表示一个子网中的节点集与其拓扑邻接的另一个子网中节点集之间的连接关系。另一个子网中节点集之间的连接关系。11层网关系及其适配层网关系及其适配入端部分出端出端主体部分适配原理适配原理示意示意接口部分接口部分处理部分处理部分其他其他12电信与数据网电信与数据网 是是多协议网络多协议网络n正如正如ITU-T G.

8、803ITU-T G.803建议描述，电信网是一种十分复杂的网络，建议描述，电信网是一种十分复杂的网络，对它的描述可以随考虑的目的不同而有多种描述方式。对它的描述可以随考虑的目的不同而有多种描述方式。n数据网络基于电信网络。数据网络基于电信网络。n构成电信网的各种功能可以分成两大构成电信网的各种功能可以分成两大功能群功能群：n传送功能群传送功能群将任何电信信息从一点传至其它点；将任何电信信息从一点传至其它点；n控制功能群控制功能群实现各种辅助服务与操作和维护功能。实现各种辅助服务与操作和维护功能。 13n数据数据传送网传送网将用户信息双向或单向地从一点转移到其它点。将用户信息双向或单向地从一点

9、转移到其它点。n传送网也可以转移各种类型的网络控制信息，诸如它自身需要的传送网也可以转移各种类型的网络控制信息，诸如它自身需要的以及控制功能群需要的以及控制功能群需要的信令信令与与操作和维护操作和维护( (OAM&POAM&P) )信息。信息。n由于传送网是一个庞大而复杂的网络，它有众多的组成部分，一由于传送网是一个庞大而复杂的网络，它有众多的组成部分，一个合适的具有明确定义的功能实体组成的个合适的具有明确定义的功能实体组成的网络模型网络模型对于设计和管对于设计和管理这样的网络是必须的。理这样的网络是必须的。n简化描述，简化描述，G.803G.803建议的传送网的模型是基于建议

10、的传送网的模型是基于分层分层(Layering)(Layering)和和分割分割(Partitioning)(Partitioning)概念而建立的。概念而建立的。 14n根据分层和分割的概念，根据分层和分割的概念，传送网可以分解成若干独立的传送网络层，传送网可以分解成若干独立的传送网络层，相邻层之间具有相邻层之间具有客户服务客户服务关系。关系。n每个每个层网层网络可以分别用一种反映其内部结构的方式分割。络可以分别用一种反映其内部结构的方式分割。n分层和分割的概念是正交的。分层和分割的概念是正交的。n例如，在例如，在垂直方向垂直方向，传送网传送网广义地分为三层：广义地分为三层：( (非骨干网非

11、骨干网) )客户客户电路层电路层网络、网络、通道层通道层网络、网络、传输媒质层传输媒质层网络。网络。n其中任意两个相邻层之间均具有客户其中任意两个相邻层之间均具有客户/ /服务器关系。客户层服务器关系。客户层( (网网) )中的链路连中的链路连接由服务层接由服务层( (网网) )中的中的“路径路径”提供，即电路层中的链路连接由通道层中的提供，即电路层中的链路连接由通道层中的通道提供通道提供. .n（SDHSDH）通道层的链路连接由传输媒质层中的）通道层的链路连接由传输媒质层中的“段段”提供。提供。 15为便于进一步讨论，下面先引入一些为便于进一步讨论，下面先引入一些ITUTITUT定义的有关定

12、义的有关( (SDHSDH) )网络体系结构方面的定义、术语以及一些图形符号。网络体系结构方面的定义、术语以及一些图形符号。n网络网络：共同提供通信业务的所有实体，诸如设备、线路和传输设施。：共同提供通信业务的所有实体，诸如设备、线路和传输设施。n传送传送：在不同地点之间转移信息的功能过程。：在不同地点之间转移信息的功能过程。n传输传输：通过物理媒介传播信息信号的物理过程：通过物理媒介传播信息信号的物理过程. .n传送网传送网：在不同地理位置之间输送用户信息的：在不同地理位置之间输送用户信息的“网络网络”的功能资源。的功能资源。n特征信息：特征信息：一种表征一种表征速率速率和和格式格式的信号，

13、它在的信号，它在“子网子网”内部及子网之间转移，内部及子网之间转移，并由服务层网络提供并由服务层网络提供“适配适配”功能，供进行功能，供进行“传送传送”。16n体系结构单元：体系结构单元：n对对“传送网传送网”的功能作一般性的与实现技术无关的描述所需的任何成分。的功能作一般性的与实现技术无关的描述所需的任何成分。n传送实体：传送实体：一种在不同地点之间一种在不同地点之间透明地透明地转移信息的转移信息的“体系结构单元体系结构单元”。n拓扑成分：拓扑成分：n以一组以一组“参考点参考点”之间的之间的拓扑关系拓扑关系来描述来描述“传送网传送网”的一种的一种“体系结构单元体系结构单元”。采用这种成分的拓

14、扑描述说明网络的选路可能性及其支撑采用这种成分的拓扑描述说明网络的选路可能性及其支撑“传送实体传送实体的能力。的能力。 17n传送网络层传送网络层( (层网络层网络) )：n一种只涉及特定的一种只涉及特定的“特征信息特征信息”的产生和转移的的产生和转移的“拓扑组件拓扑组件”。n子网络子网络：n一种用于实现选路和管理的一种用于实现选路和管理的“拓扑成分拓扑成分” ” 。它可以划分为相互连接的。它可以划分为相互连接的几个几个“子网子网”和和“链路链路”，每个，每个“于网于网”本身又可划分为一些更小的本身又可划分为一些更小的“子网子网”和和“链路链路” ” 。一个。一个“子网子网”可以包含在一个物理

15、节点内。可以包含在一个物理节点内。n链路链路：n一种拓扑成分，它描述一个一种拓扑成分，它描述一个“子网子网”和另一个和另一个“子网子网”或或“接入接入组组”之间的固定关系。之间的固定关系。n路径路径：n一种一种“传送实体传送实体”。负责维持在服务层。负责维持在服务层“接人点接人点”间转移来自一或多客户网间转移来自一或多客户网络层络层“特征信息特征信息”的完整性。它由近端终端功能、的完整性。它由近端终端功能、“网络连接网络连接和远端和远端“路径终端路径终端，功能组合在一起而形成。，功能组合在一起而形成。 18n连接：连接：一种能在一种能在“连接点连接点”之间透明转移信息的之间透明转移信息的“传送

16、实体传送实体”。“连接连接”规定了规定了“连连接点接点”之间的联系，之间的联系，“连接点连接点”划定了划定了“连接连接”的边界。的边界。n单向连接：单向连接：能从输人向输出透明地转移信息的能从输人向输出透明地转移信息的“连接连接”。n双向连接：双向连接：由一对关联由一对关联“单向连接单向连接”组成的一种组成的一种“连接连接”，它能同时在此两个，它能同时在此两个“单向单向连接连接”的输入和输出端之间作方向相反的信息转移的输入和输出端之间作方向相反的信息转移。n子网连接子网连接：“传送实体传送实体”，由，由“连接点连接点”之间穿过之间穿过“子网子网”的的“连接连接”构成。可配成构成。可配成“路径管

17、理处理路径管理处理”的一部分。的一部分。n接入点接入点：一种参考点，在该处一种参考点，在该处“适配适配”源功能的输出与源功能的输出与“路径终端源路径终端源”的输入相连，的输入相连，或者，或者，“路径终端宿路径终端宿”的输出与的输出与“适配适配”宿功能的输入相连。宿功能的输入相连。“接人点接人点”的特征由穿越的特征由穿越它而传送的已适配的客户层它而传送的已适配的客户层“特征信息特征信息”来表示。一对相关的逆向接入点则形成一双向来表示。一对相关的逆向接入点则形成一双向“接入点接入点”。 19传送网络表示有关符号2021详见图125 ()22Optical Networking Test-beds

18、in Europe, Come FromOptical Channel LayerOptical Multiplex Section LayerOptical Transmission Section LayerLower Order Path LayerHigher Order Path LayerMultiplex Section LayerRegenerator Section LayerHigher LayersSDHOptical Layer分层与分割分层与分割参考参考Optical Network Layers and beyond23传送网在数字数据网中的地位传送网在数字数据网中

19、的地位核心网络核心网络nPDH SDH IP nWDMnASON3R Regenration ,Reshaping ,Retiming : 再生再生、重整形重整形和和重定时重定时 再生再生保证每条连接的输出功率点平足以到达下一个节点。保证每条连接的输出功率点平足以到达下一个节点。重整形重整形消出色散等因素产生的脉冲失真。消出色散等因素产生的脉冲失真。重定时重定时消除数字脉冲的时域失真，消除数字脉冲的时域失真，以使下行时钟恢复电路能准确地接收信号。以使下行时钟恢复电路能准确地接收信号。3R消除了光信号在各子网消除了光信号在各子网中累积产生的畸变。中累积产生的畸变。 24范例：范例：SDHSDH网

20、的分层网的分层nITUT GITUT G803803将传送网分成电路层将传送网分成电路层( (Circuit LayerCircuit Layer) )、通道层通道层( (Path LayerPath Layer) )和传输媒质层和传输媒质层( (transmission transmission Media LayerMedia Layer) ) 。n分层方式是描述接口的最清楚的办法，它可以把各种因素分开考虑。同时它也便于更好地理解分层概念： 电路层网电路层网向用户提供电信服务向用户提供电信服务 通道层网通道层网用来支持不同类型的电路层网用来支持不同类型的电路层网 传输媒质层网传输媒质层网与

21、传输媒质与传输媒质( (例如光纤或无线传输例如光纤或无线传输) )有关。有关。 传输媒质层网又可分成段层网和物理媒质传输媒质层网又可分成段层网和物理媒质 层网两部分。层网两部分。25分层经典范例图示分层经典范例图示(G.803)26TMNTMN应用举例应用举例SDH NMSSDH NMSnSDHSDH网的管理网网的管理网(TMN)(TMN) . .SDHSDH网的管理可纳网的管理可纳入统一的电信管理网入统一的电信管理网(TMN)(TMN)范畴内。范畴内。nSDHSDH管理网管理网(SMN)(SMN)是负责管理是负责管理SDHSDH网络单元的网络单元的TMNTMN的子的子集，它又可以细分为一系列

22、的集，它又可以细分为一系列的SDHSDH管理子管理子 网网(SMS)(SMS)。SDHSDH网的管理采用多层分布式管理进程，每一层提供某网的管理采用多层分布式管理进程，每一层提供某种预先确定的网管功能。种预先确定的网管功能。nSMN由一套分离的由一套分离的SDH嵌入控制通路嵌入控制通路(ECC)及有关局内及有关局内数据通信链路数据通信链路(DCC)组成。组成。ECC以段开销中的以段开销中的SOH区域区域的字节作为物理层，总速率达的字节作为物理层，总速率达768kbit/s。27Lucent Lucent 产品的网管举例产品的网管举例子网控制模块子网控制模块(SC) 网络管理网络管理模块模块(N

23、M) 28SDHSDH中的中的TMNTMN的接口的接口nSDH设备应提供与TMN的接口以供经由DCC(数据通信通路)或经由Q接口(或两者一起)与TMN互送消息。 ECC- Embedded Control Channel 嵌入控制通嵌入控制通路路传递网管信息的嵌入式控制通路，其传递网管信息的嵌入式控制通路，其物理通物理通道是道是DCC，采用，采用ITU-T G.784要求的七层协议栈。要求的七层协议栈。 nDCC(数据通信通路)nD1D12为数据通信通路(DCC)，构成SDH管理网(SMN)的传送链路，其中：nD1D3： 192kbps的数据通道，用于再生段。n D4D12：576kbps的数

24、据通道，用于复接段。 29开销字节-见图14030SDHSDH的网络管理功能的网络管理功能-五类五类nSDHSDH具有很强的具有很强的网络管理功能网络管理功能，共有五类，共有五类。n第一类是第一类是一般管理功能一般管理功能(ECC(ECC管理、安全等管理、安全等) )；n第二类是第二类是 故障管理功能故障管理功能( (告警监视、测试等告警监视、测试等) )；n第三类是第三类是性能管理性能管理( (数据采集，门限设置和数据报告等数据采集，门限设置和数据报告等) ) ；n第四类是第四类是配置管理配置管理( (供给状态和控制等供给状态和控制等) )；n第五类是第五类是安全管理安全管理( (注册、口令

25、和安全等级等注册、口令和安全等级等) )。n段开销和通道开销的内容：段开销和通道开销的内容：n段开销段开销SOHSOH提供帧定位，另外提供帧定位，另外SOHSOH和和POHPOH都提供了误都提供了误码监测码监测 、自动保护倒换以及维护公务信道，、自动保护倒换以及维护公务信道，SOHSOH的的DCCDCC信道则为网管提供了专门的通路，这些都显示信道则为网管提供了专门的通路，这些都显示 了了SDHSDH网丰富的辅助通路资源。网丰富的辅助通路资源。 31其他开销字节其他开销字节含义举例n A1A2为帧定位字节帧定位字节，其中:A1=11110110, A2=00101000; 一帧中有48个帧定位比

26、特。nB1、B2、B3为误码监测字节误码监测字节,其中： nB1: 再生段误码监测再生段误码监测，偶校验的比特间插奇偶校验8位码(“BIP8”码);nB2：复接段误码监测复接段误码监测，“BIP24”码；nB3：通道通道误码监测误码监测。 32补充补充SDH管理网管理网 n1管理网组织模型管理网组织模型nSDH网络管理采用多层分布式管理。每一层都有预定量级的网络管理能力。组织模型的低层(见图9.1)包含了提供传输业务的SDH NE。NE中的管理应用功能管理应用功能(MAF)能与对等的NE和中介装置(MD)操作系统(OS)通信并向它们提供管理支持。n在每个实体中经消息通信功能消息通信功能(MCF

27、)提供通信过程。n每个实体的MAF可以只包含代理或只包含管理者，或者代理和管理者都包含。包含有管理者的实体可以管理其他的实体。33三级(NC/EM/NE)，参图1-20(P.26)34SMNSMN、SMSSMS和和TMNTMN之间的关系之间的关系nSMN、SMS和TMN之间的内部关系示于下图。【参考资料参考资料】陈云志等编著，陈云志等编著，SDH&WDM设备与系统设备与系统，人民邮电，人民邮电出版社，出版社，1999年年11月第一版月第一版更详尽的图示见下页。3536n在单个物理接口上可以提供逻辑上独立的管理通信。下图给出了这种情况下在MCF中使用Q接口实现的管理通信的范例。 NE1/

28、MO1NE2/MO237典型系统典型系统 Lucent ITM-2000 Lucent ITM-2000下面介绍SDH综合传输管理系统的组成及结构。nITM-2000系统由ITM-2000网络管理模块(NM)、ITM-2000子网控制模块(SC)和ITM-2000DXC管理模块(XM)等部分组成。这几个模块分别实现网络管理层和单元管理层的功能:ITM网络管理模块(NM)实现对整个SDH网的网络管理功能ITM于网管理模块(SC)实现对SDH ADM及终端设备的单元管理功能 3839子网控制模块子网控制模块(SC) 网络管理网络管理模块模块(NM) SNMPSNMP与与TMNTMNnSNMP (简

29、单网络管维协议)n源于计算机局域网LANn版本V3，v4n多数基于UNIX, 如OpenView等nTMNn曾经”七国八制”,1990s初期n电信网络的运维协议n源于CCITT和ITU40移动终端与移动终端与地面移动通信网地面移动通信网络络2G/GPRS3G2G/GPRS3G的协议过程、网的协议过程、网络融合络融合2G,3G融合,涉及的移动有关的MAP信令应用部分(SS7)及原理2G3G2G3G的信令互通原理的信令互通原理nCome From NUPT References41“会话会话”结束结束开始开始- -用户用户PDUPDU请求请求( (如拨号如拨号) )“握手握手”Req.Req.Re

30、sp.Resp.MAPMAP寻址认证寻址认证“握手握手”协议协议过程过程Req.Req.Resp.Resp.移动终端移动终端MSMS接入接入“消息消息”协议过程协议过程. .MAP42MAPMAP信令过程信令过程43信令接入的传输控制层信令接入的传输控制层TCAP444546474849507#7#信令监测系统信令监测系统-互联互通示意图互联互通示意图51From Paper (in chinese) 2G,3G,4G2G,3G,4G的不断演进的不断演进522G3G/IP/MobileIP4GGPRS基础网络设施基础网络设施532.3 2.3 多媒体多媒体 通信业务通信业务54通信业务及其类型

31、通信业务及其类型1.分配型业务2.交互型业务l会话型业务l消息型业务l检索型业务通信业务对网络的要求通信业务对网络的要求1.具有足够的传输带宽2.多媒体通信的实时性要求3.支持点到点、点到多点和广播式通信4.支持对称和不对称连接方式5.在一次呼叫过程中可修改连接的特性6.呼叫过程中可建立和释放一个或多个连接，多个连接间应保持一点的同步关系低速低速(CS(CS型型) )高质量编码高质量编码H.264H.264n编码特点编码特点( (简介简介) )nGOP的灵活设置n1x4,3x3,4x1等n3类质量选择:基本型、增强型、分层数据n可选速率nGOP有关55562.3 多媒体通信业务多媒体通信业务n

32、多媒体指多种媒体之间在时间与空间上都存在紧密联系，具有同步性与协调性。n多媒体的关键特性在于信息载体的多样性、交互性和集成性n多样性体现在信息采集、传输、处理和再现过程；n交互性和集成性体现在所处理的文字、数据、声音、图像、图形等，是一个有机整体。n可控性体现在，使用者对信息处理的全过程能进行完全有效控制。 定义572.3.1 多媒体通信业务及其特点多媒体通信业务及其特点 由视频、图像、音频、数据等多种媒体组成。从不同的角度，可以将其分成不同的业务类型。n1、多媒体通信业务及其类型多媒体通信业务及其类型n由业务的应用形成来划分：分配型业务、交互型业务。n（1）分配型业务分配型业务n广播业务不由

33、用户参与n可由用户参与控制型广播业务，信息体(如帧序列)循环提供给用户图文电视、远程教学、电子广告、新闻检索、软件发布等58 n会话型业务n以实时(非存储转发)端到端的信息传送方式，提供用户和用户或用户和主机之间的双向通信n消息型业务n经存储单元，用户和用户之间的通信（转发）。如存储转发、信箱、或消息处理功能（如信息编辑、处理和变换）n检索型业务n如面向公众使用、根据用户需要向用户提供（2）交互型业务交互型业务新业务定义可视图文、图形图像检索、文件检索、数据检索等592、多媒体通信业务对网络的要求多媒体通信业务对网络的要求n（1）传输带宽要求、信息压缩措施传输带宽要求、信息压缩措施n数据量大；压缩以损失原始数据信息量为代价，业务质量有一定影响；对通信网的传送能力要求高。n（2）实时性要求实时性要求n除与信息编解码有关外，还与网络速度、通信协议有关。n如n语音传输最大可接受延迟 0.25sn分组交换分组间最小延迟应小于 10msn实时性影响因素：采样、编码、数据包组装、传输、缓存、解析包、译码、在用户终端上的表现（可靠、保序）等；所以传输管理较复杂。n（3）点到点、点到多点和广播式通信点到点、点到多点和广播式通信( (单播与多播单播与多播) )n（4）其他其他对业务的时间粒度定义602.3.2多媒体通信技术规范与标准多媒体通