第10章-数据通信

第10章

数据通信

数据网的多种传输媒质组成示意图注：地面数据长途骨干网的主要通信媒质是光纤网。话音数据和计算机数据同在地面光纤网中传输。有多种传输数据的通信体制。数据网通过路由器交换数据xDSL铜线作为数据业务传输的媒介顺理成章。缺点：损耗大，易受噪声干扰。速率越高，传输距离越近。DSL家族：HDSL、ADSL、VDSL、SDSL等。xDSL技术的思想：将线上的高频局部利用起来传送数据，充分利用频谱资源。xDSL类型含义用户速率传输距离对称与否HDSL高比特DSL广泛2.048Mbps/1.544Mbps（E1/T1）3.6～5km对称ADSL不对称DSL广泛512kbps～8Mbps3～5km不对称VDSL甚高比特DSL部分高端IP用户13Mbps1.5km不对称SDSL对称比特DSL部分高端IP用户160kbps～2Mbps3km对称G.SHDSL通用单线对高速数字用户环路部分高端IP用户2.3Mbps（一对电话线）4.7Mbps（两对电话线）速率可变6km对称分组网PSPDN全名“公用分组数据交换网〞，又称为X.25网络。速率：一般不支持高达64Kb/s的线路速率。大局部是9.6kbps，19.2kbps。X.25网络是第一个面向连接的数据网络，也是第一个公共的数据网络，其数据分组包含3字节头部和128字节数据局部。“慢性子网络〞，不能适应实时性强的业务需求。在此根底上开展了FR、ATM、IP、MPLS等。DDN数字数据网DDN〔DigitalDataNetwork〕，是应用最为广泛的时隙交叉连接和用户数据接入网。根本的DDN业务：先将各种终端通过传送线路连接到复用设备上，并接入数字交叉连接设备进行“交叉连接〞，并通过反向过程到达目的地。DDN分为数字接入局部、复用设备、数字交叉连接设备。交叉连接：指时隙之间的数据转接，就是把某物理端口A的时隙x的信息转送到物理端口B的时隙y中去。即将设备内的两个时隙对接。DDN交叉连接设备和复用器的原理DDN交叉连接的优点：◎可以把多个N×64kbps〔N=1～31〕的细颗粒，甚至更低速率的颗粒，通过串行的V.35接口或E1接口合并到假设干个E1的粗线路上去，把这些E1线路做填充，节省干线传输资源。也就是利用复用器把多个时隙组合起来，节省更多的端口和传输资源；◎可以任意调度连接在上面的所有其他设备的资源，实现用户接入、数据传输等功能。帧中继FR局域网互连的技术。典型的面向连接的技术。以帧形式传输数据信息，并采用存储转发模式。采用逻辑链路，可以实现统计复用。不同的逻辑链路，用不同的数据链路通路标识符DLCI来做标识，而每个DLCI标识出来的链路，承载一个业务流。在交换机或者路由器中可以修改。一帧最大长度可达1600字，适合于封装局域网的数据单元。随着ATM技术的成熟，帧中继业务被承载在ATM网络上，纯粹的帧中继网逐渐退出历史舞台。学院派的技术ATMATM的特点：●协议标准而严谨；●应用宽泛而有序；●微妙地平衡于效率和效果之间；●QoS完美而繁琐；●命运悲壮而无奈。ATM：追求完美；IP：尽力而为学院派的技术ATM固定短帧长保证快速交换〔1〕ATM采用53字节固定帧长，称为“信元〞；由5字节“信元头〞和48字节“净荷〞组成。〔2〕固定帧长有利于交换设备的转发，信元头里面包含虚通道标识VPI和虚通路标识VCI值。学院派的技术ATM统计复用支持多种业务〔1〕ATM技术面向连接，在数据包发送之前，建立通信通道虚通道VP或者虚通路VC；〔2〕ATM支持统计复用，从而实现QoS；〔3〕ATM定义了几种根本业务类型来满足不同的效劳要求。●CBR业务，恒定比特率业务，专用通道的最高优先级业务，政府、高端企业的特定业务使用；●VBR业务，可变比特率业务，根据带宽需求大小调整业务流量，适合语音、视频等业务；●ABR业务，可获得比特率业务，利用CBR和VBR剩余的带宽来传输信元，用于丧失敏感而延时不敏感的业务；●UBR业务，不确定比特率业务，即“尽力而为业务〞，优先级别最低，效劳质量最差。学院派的技术ATM统计复用支持多种业务〔4〕各种不同类型业务流量进入通道之前要进行整形，称为“流量整形〞；流量整形是在ATM接入设备中，其他类型数据〔如IP数据包，以太网帧，TDM信号等〕转化为信元的过程中进行的。学院派的技术ATM统计复用支持多种业务〔5〕思考：各种类型的数据分组是如何转化为信元的？ATM适配层AAL实现各种数据信息向ATM信元的适配。以IP数据包传输为例，AAL层在每个被拆掉的IP包前面加一个编号字段，字段占用ATM净荷而不是信元头。学院派的技术ATM两级交换实现粗细颗粒〔1〕一般来说，某一类型的业务用一个VPI做标识，这类业务里面的每个呼叫用VPI/VCI组合做标识。AB语音业务VPI=30VCI=1～255数据业务视频业务VPI=31VCI=1～255VPI=32VCI=1～255学院派的技术ATM学院派的技术ATM建链方式适应各种业务ATM技术中的通道有几种建立方式：PVC、SVC和SPVC。〔1〕PVC——永久虚连接，一旦建立，除非人工删除，否那么永远存在；〔2〕SVC——交换虚连接，通过信令呼叫建立起来的虚连接，在需要的时候自动建立，数据传送完毕，自动撤除；〔3〕SPVC——软PVC，采用人工和信令相结合，共同建立链路。实际应用：多数采用PVC方式。因为目前ATM网络多用于承载DDN、帧中继和IP业务，不需复杂信令。学院派的技术ATMATM网络的组成ATM网络是由ATM骨干交换机和ATM接入交换机组成。

作用：〔1〕骨干交换机提供155Mbps和622Mbps的光接口，用于信元的交换；〔2〕接入交换机是多种业务接口〔如E1、V.35、Ethernet等〕和ATM接口，用于AAL、SAR和流量整形。学院派的技术ATM一个IP数据包在ATM网中的奇遇学院派的技术ATMATM无所不能ATM与其他数据网的互通〔1〕ATM可以承载DDN业务，是以“电路仿真〞方式承载的；〔2〕ATM可以承载帧中继，也可以与帧中继网络实现业务互通；〔3〕ATM可以利用“局域网仿真〞技术将LAN扩展到广域范围内。对于IP，ATM采用IPoA的方式承载IP网。ATM与IP的互通，一直没有大规模商用，目前的工程应用，都采用SDH直接承载IP网络。学院派的技术ATM学院派的技术ATMATM与帧中继网络的承载业务和业务互通IP

OverSDH第一种方式：IP

OverATMOverSDH第二种方式：IPOverPPPOverHDLCOverSDH第三种方式：IP

OverLAPSOverSDH第四种方式：GFP语音数据的杂交技术——MSTPMSTP〔Multi-ServicesTransportPlatform〕：多业务传送平台。在SDH设备上增加IP板卡，升级软件，进行一定技术优化，最终形成MSTP这样一个新的传输网。MSTP是以SDH技术为根底，吸取SDH平安、可靠的优点，既能提供传统的TDM语音链路，也能提供日益增长的突发性强的数据和视频链路，即“多业务〞。MSTP可以利用SDH的倒换功能，保证线路的稳定性，所以，被称为“电信级城域以太网〞技术。语音数据的杂交技术——MSTPMSTP的组网应用MSTP的原理：把以太网的帧塞入SDH的容器里，传输过程不做任何改变，只是端到端的以太网线路隐藏在了SDH中。实际速率为N×2Mbit/s。无源光网络PONPON(PassiveOpticalNetwork)：无源光网络。特点：光分支器不需要电源。APON——基于ATM的PON。EPON——基于以太网技术的PON。GPON——基于千兆以太网技术的PON。EPON和GPON的共同特点：〔1〕高接入带宽：GPON下2.5Gbps，上1.25Gbps。EPON上下各1.25Gbps。〔2〕节省光纤资源：采用树状播送形网络拓扑结〔3〕设备维护和管理本钱低。无源光网络PONPON的原理拓扑图GPON可提供FTTH，FTTB，FTTO，FTTC+LAN〔DSLAM〕的多种接入方式。无源光网络PONFTTC和FTTH的区别无源光网络〔PON〕和有源光网络〔AON〕业务节点ONUSNIONUOLTUNI...ODN业务节点ONUSNIONUOLTUNI...ODT无源光网络图有源光网络图OLT：光线路终端ODN：光分配网络ONU：光网络单元ODT：光远程终端无源光网络PONEPON技术相对完善，芯片设计难度较低，产业链比GPON成熟。从应用场景看，EPON更适合部署中小规模FTTx，如个人用户和小型写字楼。而GPON更适合部署大规模FTTx。无源光网络PON用有线电视网传送数据

——CATV的双向改造和数据应用CATV〔CableTV〕：有线电视网。如果要采用CATV网传送数据信息，就需要进行双向改造。将单向播送方式调整为双向传递方式。CATV上提供数据业务，基于HFC〔光纤同轴混合网〕技术。所以一般将双向改造后的CATV网称为“HFC〞，未经双向改造的称为“CATV〞。CATV的双向改造，本质上是对其光纤和同轴电缆两局部分别进行从单向传输到双向传输的改造过程。从前端到光纤节点这一段光纤通道，采用WDM方式。从节点到住户这段同轴电缆通道，采用FDM。用有线电视网传送数据

——CATV的双向改造和数据