通信基础知识培训材料

通信网络基础知识培训材料目录

网络的基本概念

传输网概念

网络设施计算机通信网络介绍1.1通信系统的基本构成通信系统基本模型示意图信源是指发出信息的基本设施。在人与人之间进行通信时，信源指的就是直接发出信息的人。变换器是将信源发出的信息按一定的目的进行变换的设备。通过变换器的变换，信源发出的信息被变换成适合在信道上传输的信息。信道是信息传输介质的总称。不同的信源形式所对应的变换处理方式不同，与之对应的信道形式也会不同。通常的情况下，信道的划分标准有两种方式。通信的基本形式是在信源和信宿之间建立一个传输（包括信息转移）信息的通道，即传输信道。其一，按传输介质的不同可分为无线信道和有线信道；其二，按传输信号的不同可分为模拟信道和数字信道；反变换器：反变换器的工作过程是变换器的逆工作过程。信宿是信息传输的终点，也就是信息的接收者。噪声源并不是人为实现的实体，但在实际通信过程中又是实际存在的。1.2现代通信网的基本结构

通信网：由一定数量的节点、连接各个节点的链路有机组合在一起，在节点处提供交换处理、网络管理等功能，实现信息传输的通信系统。通信网一般组成1.3现代通信网的基本结构说明终端设备：终端设备是通信网中的源点和终点，它除对应于信源和信宿之外还包括了一部分变换和反变换装置。终端设备主要功能是：第一种功能是发出端将发出的信息转变成适合信道上传输的信号，接收端则从信道上接收信号，并将之恢复成能被利用的信息，第二种功能是能产生和识别网内所需的信令信号或规则，以便相互联系和应答。传输系统：传输系统是指完成信号传输的媒介和设备总称。1、传输信道：传输信道简称信道，是通信者两点间单向或双向传输信号的通道，包括传输媒介和中间装置。2、电路：电路是通信者两点间实现信号双向传输的两条传输信道的组合，以提供一个完整的通信过程。3、用户线：是一个节点和用户设备或用户分系统之间简单的固定连接。4．链路：传输全链路简称链路，是指两个相邻节点间或终端设备和节点之间的信道（或电路）。5、干线：一条干线可以由一条或多条串联的链路组成。两个交换中心或节点之间通过干线连接。干线连接通常是以交换为基础，由许多用户复用或用户分系统复接的大容量电缆、光纤或无线电传输通路，在干线的两端提供适合节点工作的设备，例如复接器。节点：节点设备根据寻址信息和网控指令进行链路连接或信号导向，以使通信网中的多对用户建立信号通路。其中交换设备以节点的形式与邻接的传输链路一起构成各种拓扑结构的通信网，是现代通信网的核心。拓扑结构

物理拓扑：指连接网络设备的物理线缆的铺设形式数据流在物理线缆中传输的形式

逻辑拓扑：

物理拓扑可能与逻辑拓扑形状不同拓扑结构通常是指物理拓扑结构

计算机网络中常见的拓扑结构有总线、树形、环形、星形、网状、复合型1.4网络拓扑结构的概念1.5网络的基本拓扑结构现代通信网从各个不同的角度出发，可有各种不同的分类。常见的有：

（1）按通信的业务类型进行分类：电话通信网、电报通信网、电视网、数据通信网、计算机通信网（局域网、城域网、广域网）、多媒体通信网和综合业务数字网等。（2）按通信的传输手段进行分类：长波通信网、载波通信网、光纤通信网、无线电通信网、卫星通信网、微波接力网等。（3）按通信服务的区域进行分类：农话通信网、市话通信网、长话通信网和国际通信网等。（4）按通信服务的对象进行分类：公用通信网、专用通信网等。（5）按通信传输处理信号的形式分：模拟通信网和数字通信网等。（6）按通信的活动方式分：固定通信网和移动通信网等。（7）按通信的功能分：业务网、传输网、支撑网；1.6通信网的分类数字数据网（DigitalDataNetwork以下称DDN）是利用数字信道提供半永久性连接的专用电路，传输以数字信号为主的数据传输网络。它的传输媒介除传输设备外，有光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。位于广域网接入层。主要提供N×64K～2M速率接入。DDN的优点传输质量高速度快带宽利用率高

1.7数据通信网中的几个常见概念－数字数据网（DDN）DDN交换网络DTU数据终端单元

DTU数据终端单元DDN交换网络由DDN节点设备及骨干传输网组成DDN－多种接入方式1.8数据通信网中的几个常见概念－数字数据网（DDN）ATM（AsynchronousTransferMode异步传输模式）是一种传递模式，在这一模式中，信息被组成信元（Cell），因包含一段信息的信元不需要周期性的出现，这种传递模式是异步的。是实现宽带综合业务数字网的传送模式，基本原理是：一个特定的“面向分组(PacketOriented)”传送方式,采用异步时分复用方法复用后的信息流被装进一个个固定长度的“块”中,这些块被称之为“信元”信元由信息域(48字节)加“信元头(5字节)”组成信元头用来识别(异步时分复用信息流内)属于相同“虚通路(VirtualChannel)”的信元在VC上保持端到端的信元序列完整性信息传送的能力经由源端需求和网络现有资源协商后进行分配ATM是面向连接的技术特点：

ATM是一种介于电路交换和分组交换之间的交换和复用技术，它属于快速分组交换。克服了电路交换带宽利用率低的缺点,改进了电路交换的功能，使其能灵活地适配不同速率的业务,不论其传输高低、突发性大小、实时要求和服务质量都能提供满意服务，满足了实时性的业务要求

ATM能实现与现有网络的互通，如与FR、DDN、LAN、N-ISDN/PSTN、移动通信网。ATM可作为统一的传送平台。

1.9数据通信网中的几个常见概念－ATM（异步传输模式）一、传输网的功能传输功能：传输功能是实现信息从一点到一点或多点的传输。控制功能：实现辅助业务和网络的操作、管理、维护与指配功能。把传输功能的集合看成一个逻辑的网络就是传输网。二、传输网的作用传输网是实现将用户信息双向或单向地从一点传输到另一些点的网络，也可以传输各种类型的网络控制信号。三、传输网的分层与分割1、传输网的分层电路层：为用户提供电信服务。通道层：支持不同类型的电路层网络，为其提供传输服务传输媒质层：提供节点间的物理连接2、传输网的分割为了便于管理，传输网可以分割为若干分离的部分，如一级干线传输网、省内干线传输网、本地传输网。2.1传输网的概念

早期的数字传输系统都是采用脉冲编码调制PCM体制。PCM最初是为了使电话局之间的一条中继线传送几十路的电话。

PCM体制中，对一个话路的模拟电话信号，经模数变化后，变成每秒8000个脉冲信号，每个脉冲信号再编成8位的二进制码元。因此一个话路的PCM信号速率位64Kb/s。为了有效利用传输线路，通常将多个话路的PCM信号进行数字复接组合成高速率信号。因不同地区采用的复接数据不通，所以PCM有两个互不兼容的国际标准：北美的24路PCM（T1）和欧洲的32路PCM（E1），T1速率为1.544Mb/s，E1速率为2.048Mb/s，即：PCM30/32路系统的总传输速率为8000×32×8＝2048kbit/s，我国采用此E1标准。。

E1的一个时分复用帧划分为32个相等的时隙，时隙CHO做帧同步用，时隙CH16用来传送信令。若采用随路信令CAS用户可用话路共30路，若采用共路信令CCS用户可用话路共31路。2.2传输网的概念－PCM准同步数字系列（PlesynchronousDigitalHierarchy,PDH）1．PDH概念：准同步数字系列（PDH）的系统，就是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。2、两类准同步数字复接系列：北美和日本等国采用24路系统，即以1.544Mbit/s作为一次群（基群）的数字速率系列；欧洲和中国等国家采用30/32路系统，即以2.048Mbit/s作为一次群的数字速率系列。只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号（包括日本系列6.3Mbit/s速率的信号）是同步的，其他速率的信号都是异步的，需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。2．PDH存在的问题（1）国际上1.544Mbit/s和2.048Mbit/s这两种系列难以兼容，给国际连网带来困难，而且向更高群次发展在技术上也有较大的困难。（2）没有世界性的标准光接口规范，导致各厂商开发的不同光接口无法在光路上互通，惟有通过光电转换成G.703标准接口后才能互通，限制了连网应用的灵活性，也增加了网络设备复杂性和运行成本。（3）从组网角度看，PDH难于从高次群信号中直接分出低次群甚至基群的信号，因此对中继站上、下话路很不方便，难以适应长距离和大容量数字业务的发展。（4）随着现代通信网操作、维护和管理等要求的不断提高，需要传输的网控信息越来越多，现有的PDH各级帧结构所预留的少量比特已经不能适应这一发展的要求。2.3传输网的概念－PDH同步数字系列（SynchronousDigitalHierarchy,SDH）SDH概念：是采用同步工作方式，将复接、线路传输及交叉连接功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术，这样的复接系列称为SDH。目前主要构成运营商广域网的核心和汇聚层。原CCITTG.707的建议中，对同步转移模式STM-1（SynchronousTransferMode）155.5201Mbit/s以上（从STM-1至STM-4至STM-16）的更高速率都采用高一级的速率正好等于低一级的4倍，即STM-1为155.5201Mbit/s；STM-4为622.0804itMb/s；STM-16为2488.3216Mbit/s。SDH主要提供高速数字接入传输业务，提供的接口（STM-N）带宽为：155M、622M、2.5G、10G等（均为光口），也可以通过其下的复接设备DXC提供N×2M（主要采用E1接口，采用同轴电缆连接）的用户接入服务。SDH网是非IP网，主要提供透明传输通道。做一个比喻：SDH传输系统(主要采用光纤作为传输媒介，还可采用微波及卫星来传输SDH)就是网络中的高速公路体系，而在“SDH高速公路”上跑的“车”，就是各种电信业务(语音、图像、数据等)。象PSTN的数字电话信号就是通过SDH承载的。SDH自愈网自愈的概念就是当网络发生故障时，无需人工干预，即可在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。其中，环形网是SDH应用最广泛的网络结构，也属于自愈环。2.4传输网的概念－SDH早期计算机网络（C－S模式）3.1计算机通信网络介绍

计算机间直接互连3.2计算机通信网络介绍

目前常用网络模式（以太网）3.3计算机通信网络介绍

城域网：最初是一个计算机网概念，目前谈论的城域网指的是城域以太网／IP城域网，是数据网的范畴。目前城域网技术的发展有三个主流方向，即IP城域网技术、城域以太网技术、光城域网技术。对应每种技术有相应的组网方案。IP城域网技术和城域以太网技术均属于城域数据网范畴，IP城域网指利用路由器组网，核心、汇聚节点之间利用POS端口互连。城域以太网指利用L2/L3交换机组网，节点之间利用裸光纤互连。光城域网属于传送网范畴，它的核心是利用光传输网络直接承载IP/Ethernet，为上层的业务提供更有效的承载。局域网（LAN－LocalAreaNetwork）是将分散在有限地理范围内（如一栋大楼，一个部门）的多台计算机通过传输媒体连接起来的通信网络，通过功能完善的网络软件，实现计算机之间的相互通信和共享资源。一般使用私网IP地址体系，为各单位自行组建。

3.4计算机通信网络介绍

共享总线:10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps10MbpsHUB共享HUB:10MbpsSwitch10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps采用交换机：4×10Mbps各种以太网连接方式3.6计算机通信网络介绍

按照作用范围划分数据通信网络广域网（WAN：WideAreaNetwork）局域网（LAN：LocalAreaNetwork）城域网（MAN：MetropolitanAreaNetwork

）接入网（AN：AccessNetwork）3.7计算机通信网络的划分

运营商数据通信网层次划分核心层（省）WAN汇聚层（地市）MAN接入层（区县）AN用户用户用户用户3.8计算机通信网络的划分

按照功能划分数据通信网络－核心为公共IP网络－数字传输网提供长距离线路支撑－有什么业务，建什么网－各网基本上互相独立3.9计算机通信网络的划分

数据通信网的作用PSTN因特网SOHO/写字楼ISP/ICP行业集团大企业集团PON/APON移动传输网Ethernet智能小区业务类型·2M10M100MATM155M2M10/100M155MATM155M64KNX64KXDSL业务类型业务类型·2M10/100MATM155MXDSL业务类型·2M10/100MATM155MXDSL业务类型·2M业务类型·2MATM155M业务类型·2M数据通信网（运营商网络）2M155M业务类型2M10/100M155MATM155M64KNX64KXDSL业务类型3.10计算机通信网络的划分

小区用户中心机房城域网光纤或五类线以太网交换机以太网交换机以太网交换机以太网交换机汇聚交换机小区的城域网接入4.2客户接入方式

大型企业计算机互连网络4.3客户接入方式

5.1网络设备介绍－路由器什么是路由：路由是指导IP报文发送的路径信息。路由器的功能：实现远程网络的互联（DDN、LAN、ATM…）数据在各种链路协议间的转换（HDLC、PPP、FR）流量管理（QOS）互联网络的“邮递员”－数据包路由（静态路由、动态路由…）路由器的分类：按路由器功能的实现方式分类：按路由器功能的实现方式可分为软件路由器和硬件路由器。按功能是否模块化分类：按功能是否模块化分类可分为模块化结构的路由器和固定配置路由器。按所处网络环境级别分类在各种级别的网络环境中随处可见路由器，每台路由器都担负着特定的职责功能，按这些功能可将路由器分为核心层（骨干级）路由器，分发层（汇聚级）路由器和访问层（接入级）路由器。

内联网通常采用一定的安全措施与企业或机构外部的Internet用户相隔离，这个安全措施就是防火墙（firewall）。防火墙技术一般分为两类，即：网络级防火墙

主要是用来防止整个网络出现外来非法的入侵。属于这类的有包过滤（packetfiltering）和授权服务器（authorizationserver）。应用级防火墙

从应用程序来进行存取控制。通常使用应用网关或委托服务器（proxyserver）来区分各种应用。例如，可以只允许通过万维网的应用，而阻止FTP应用的通过。

5.2网络设备介绍－防火墙集线器网桥交换机三层交换机5.3网络设备介绍－防火墙CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）协议人们将网络分为几个不同的段，每一个网络段内部执行CSMA/CD协议。不同的网络之间采用网桥连接。网桥将整个网络分隔为几个段，以太网帧的广播只发生在一个网络段内部，一个网段内部的工作站之间通信的以太网帧只在本网段内部广播，只有不同网段之间的工作站通信才需要通过网桥。随着技术的不断发展，一种新型的网桥—以太网交换机出现了。以太网交换机就其本质来说是一种多端口网桥。传统的交换机具有快速的处理能力，但交换机基本上是一个多端口的网桥，不可避免地会发生广播和多点发送网络交通涌向所有端口的现象。大平面网络结构引发的广播风暴却只能采用路由器来防范。路由交换机是一种综合交换机速度和路由器流量控制功能于一体的新的网络互连设备。V24串行接口：同异步接口，接口定义DB25，最高速率128K；V35串行接口：同步接口，接口定义M34，最高速率2M；路由器提供的串口一般为DTE接口；MODEM类产品一般提供DCE接口。串行数据接口5.3网络设备介绍－数据接口与线缆：双绞线双绞线TP（TwistedPair）是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质。它是由两条相互绝缘的铜导线组成。双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰程度，每根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也由此而来。

5.3网络设备介绍－数据接口与线缆：双绞线的分类双绞线常见的有3类线，5类线（百兆）和超5类线（百兆，带屏蔽），以及最新的6类线（千兆），前者线径细而后者线径粗。双绞线（网线）的接口标准为RJ45、电话