通信网基础-传输与交换
第八节课 通信网与交换
集线器(Hub)、网桥、 共享介质、 随机 交换机 竞争式 路由器、服务器 ATM 交换机 分组交换 信元交换
2) 传送网 传送网是随着光传输技术的发展，在传统传输系统的 基础上引入管理和交换智能后形成的。传送网独立于具体 业务网，负责按需为交换节点/业务节点之间的互连分配电 路，在这些节点之间提供信息的透明传输通道，它还包含 相应的管理功能，如电路调度、网络性能监视、故障切换 等。构成传送网的主要技术要素有：传输介质、复用体制、
整个通信网中最具智能的部分。已形成的网络管理标准有： 电信管理网标准TMN系列，计算机网络管理标准SNMP等。 因此，从功能的角度看，一个完整的现代通信网可分为 相互依存的三部分：业务网、传送网、支撑网，如图1.4所
示。
电话网
Internet ATM 网 FR 网
移动网 支撑网
业务网
信令网 管理网
“交换”概念背后的思想是：按需分配
让网络根据用户实际的需求为其分配通信所需的网 络资源，即用户有通信需求时，网络为其分配资源，通信 结束后，网络再回收分配给用户的资源，让其他用户使用， 从而达到网络资源共享，降低通信成本的目的。 从资源分配的角度来看，不同的网络技术之间的差 异，主要体现在分配、管理网络资源策略上的差异，它们 直接决定了网络中交换、传输、控制等具体技术的实现方 式。 简单的控制策略——资源利用率不高 提高资源利用率——提高网络控制复杂度
表 1.1 主要业务网的类型
业务网 公共电话网 移动通信网 智能网 IN 分组交换网(X.25) 帧中继网 数字数据网 DDN 计算机局域网 Internet ATM 网络 基本业务 普通电话业务 移动话音、数据 以普通电话业务为基础的增值 业务和智能业务 低速数据业务(≤64 kb/s) 局域网互连(≥2 Mb/s) 数据专线业务 本地高速数据(≥10 Mb/s) Web、数据业务 综合业务 交换节点设备 数字程控交换机 移动交换机 业务交换节点、 业务 控制节点 分组交换机 帧中继交换机 DXC 和复用设备 交换技术 电路交换 电路/分组交换 电路交换 分组交换 帧交换 电路交换
通信网络基础（李建东盛敏）课后习题答案
通信⽹络基础（李建东盛敏）课后习题答案1.1答：通信⽹络由⼦⽹和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常⽤的通信⽹络有A TM ⽹络，X.25分组数据⽹络，PSTN ，ISDN ，移动通信⽹等。
1.2答：通信链路包括接⼊链路和⽹络链路。
接⼊链路有：（1）Modem 链路，利⽤PSTN 电话线路，在⽤户和⽹络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到⽤户终端之间的⽤户线路进⾏改造⽽成的数字⽤户线DSL ，x 表⽰不同的传输⽅案；（3）ISDN ，利⽤PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，⼗⼏kb/s ～2Mb/s ；（5）以太⽹，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。
⽹络链路有：（1）X.25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采⽤分组交换，以虚电路形式向⽤户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量⼤，速率为64kb/s ，2.048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复⽤WDM ，在⼀根光纤中能同时传输多个波长的光信号。
1.3答：分组交换⽹中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进⾏传输和交换，每⼀个分组由若⼲⽐特组成⼀个⽐特串，每个分组都包括⼀个附加的分组头，分组头指明该分组的⽬的节点及其它⽹络控制信息。
每个⽹络节点采⽤存储转发的⽅式来实现分组的交换。
1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的⽅式之⼀。
在⼀个会话过程开始时，确定⼀条源节点到⽬的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占⽤物理链路，⽆分组传输时不占⽤物理链路，此时物理链路可⽤于其它⽤户分组的传输。
会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进⾏。
⽽传统电话交换⽹PSTN 中物理链路始终存在，⽆论有⽆数据传输。
通信系统与技术基础-交换技术与网络
2.2.3 程控电话交换网络
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程控电话交换机的实质，就是电子计算机控制的电话 交换机。它以预先编好的程序来控制交换机的接续动作， 优点非常明显。
我国的PSTN为例，它分为本地电话网（市话网）和长 途电话网（长途网）两种。
我国的PSTN从建立之初起，很长一段时间采取的是5 级结构，如图2-6（a）所示。
制器。
2.3.3 软交换网络的特点
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软交换的特点： 1．基于分组 2．开放的网络结构 3．业务与呼叫控制 分离，与网络分离 4．业务与接入介质 分离 5．快速提供新业务
软交换网络是多种逻辑功 能实体的集合。它提供综 合业务的呼叫控制、连接 和部分业务功能，相对于 传统程控交换技术，软交 换网络是新一代电信网语 音/数据/视频业务的核心 设备。
2.3.2 软交换网络结构
软交换网络是一个可以 同时向用户提供语音、 数据、视频业务的开放 网络。它采用一种分层 的网络结构，使得组网 更加灵活和方便。软交 换网络一共分为4层，从 下往上依次为接入层、 传送层、控制层、业务 层，如图2-8所示。
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图2-8 软交换网络结构
2.3.2 软交换网络结构
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WCDMA分为终端、（无线）接入网、3G核心网三部 分，如图2-7所示。
图2-7 WCDMA网络架构
2.2.4 移动电话交换网络
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终端： 终端即用户终 端设备（User Equipment， UE），它主要 包括射频处理 单元、基带处 理单元、协议 栈模块及应用 层软件模块
接入网：
3G核心网：
步进制自动电 话交换机 自动接续 可靠性差，易 损坏，动作慢， 结构复杂，体 积大，机械噪 声大
纵横制自动电话 交换机 自动接续 不管是“纵横制” 还是“步进制”， 都是利用电磁机 械动作接线的， 所以它们同属于 “机电式自动电 话交换机”。
通信网络基础知识
固定电话网
长途网
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固定电话网
无级网
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固定电话网
本地网网路结构
• 本地电话网结构可分为：网状结构和二级网结构 • 网状网结构：端局间为网状连接 • 本地网中仅设置端局，各端局之间设置低呼损（≤1%呼损 率）直达中继电路群，电路群组成网状网。各端局所属长 途局设置低呼损（≤0.5%呼损率)直达中继电路群. • 适用于交换局数量小、各局交换机容量大的本地网。
ICP和ISP
提供信息 服务 提供接入 服务
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互联网基础知识
什么是路由器？
• 路由器是一种网络设备，构成了网络的骨干。
两大功能 转发信息 寻找路径
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互联网基础知识
常用的名词释义 • PPP协议（点到点） 是一种通讯协议，它具有错误检测、选择性压 缩、远端地址协调等功能，使连线更加稳定，更容 易上网，目前已经成为主流。
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互联网基础知识
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• TCP/IP体系结构中的协议及物理网络
TELNT FIP SMTP DNS 协议
应用层 传输层 网络层
TCP
UDP
IP 数据链路层
物理网络X.25 卫星网Fra bibliotek分组无线网
LAN
+物理层
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电信网络基础知识
• 一、通信网络基础知识 • 二、固定电话网 • 三、OSI系统模型 • 四、互联网基础知识
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互联网基础知识
•
现代社会，互联网越来越深入人类生活，给大 家带来许多意想不到的改变和益处，支撑起互联网 需要哪些关键要素？
——IP地址 ——TCP/IP协议 ——路由器
用户A
用户B
交换技术交换与通信网汇总
扫描驱动电路 ——对话路设备的状态进行扫 描，以便送入CPU进行分析处理， CPU发出的指令经驱动电路控制话路设 备动作。
I/O设备 —— 键盘，显示器，打印机等。
二 目前程控交换机的组成
• 交换网络 • 外围接口电路
用户电路
模拟用户电路 数字用户电路
中继单元 模拟中继单元
• •
管从 “业 这理务 一的开 代展”通角网信度络网来主看要络，开。展基于话音、文字或图像的单一媒体业务，
• “下一代”网络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。
• 从电信网络层以下所采用的核心技术来看，
• “这一代”网络是以TDM电路交换为基础的网络，
• “下一代”网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。
通信网越大，后者的优点越明显。
如图N1=.110用0户时间，互连构 交换式通成通信信网网需100根线
图1.2 用户间通过交换设备 构成通信网
互连式通信网需100×99÷2=4950根线
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终端 中继线
用户小交换机 用户线
市话交换机 汇接交换机
图1.3 大型通信网
8
结论
交换设备是通信网的重要组成 部分，交换设备的好坏决定了通信网 的好坏。
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3、计算机网的交换方式——分组交换 packet switching
将报文分成若干个报文组（packet)，每个报文组要加上地址、 编号、校验码，然后以报文组为存储转发单位逐节点转发，到达 目的地再按编号组装成原报文。
分组交换有两种工作模式：数据报、虚电路方式。
数据报方式：以分组为基本单位逐节点转发，且不同分组 可
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软交换网络的体系结构图
通信网络基础答案
通信网络基础答案一、单选1、数据传输链路分为两大类：一类是用户到网络节点之间的链路，简称（）；另一类是网络节点到网络节点之间的链路，简称（）。
A、网络链路、接入链路B、接入链路、网络链路C、用户链路、接入链路D、网络链路、用户链路参考答案：B2、在分组交换网中，将消息分成许多比较短的、格式化的数据单元称为（）进行传输和交换。
A、满息片段B、报文C、比特流D、分组参考答案：D3、以下哪种链路属于网络链路：（）A、ISDN链路B、XDSL链路C、帧中继链路D、局域网链路参考答案：C4、分组交换网络中有两种最基本的选择路由的方式：一种是（），另一种是（）。
A、广播、虚电路B、虚电路、数据报C、数据报、广播D、可靠路由、不可靠路由参考答流：B5、下列哪个不是采用模块概念带来的好处（）A、各个模块间完全独立B、可懂性好C、互换性好D、标准化参考答案：A6、OS七层模型中，（）的基本功能是把网络中的节点和数据链路有效的组织起来，为高层（终端系统）提供透明的传输通路（路径）。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层参考答露：C二、多选1、OSI参考模型中的从低到高第一到三层包括：（）A、网络层B、传输层C、物理层D、数据链路层参考答案：ACD2、开放系统互联（OSI）参考模型的七层协议又可分为网络功能协议和高层服务协议，其中，网络功能协议保证系统之间跨越网络的可靠信息传送，它包括（）A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层参考答蜜：ABC三、判断1、在分组交换网中，每一个网络节点采用存储转发的工作方式将输入的分组送到选定的输出链路上。
参考答案：正确2、OSI参考模型中，网络层解决子网内的分组路由、寻址和传输等问题，网际之间的关系由更高层解决。
参考答案：错误。
通信网理论基础概述
动电话的用户超过固定电话用户
用户数 (单位：百万)
Source：ITU ICT key indication
00
00 03年，在国内和国际上移动
00 00
00
电话的用户都超过固定电话的 用户
世界移动电话用户
00
00 Penetration:
世界固定电话用户
00 Fixed 24.9%; Mobile 25.9%
HDSL——高速数字用户环路 两对电话线 提供E1速率接入 误码<10-7（传输距离3km）
ADSL——非对称数字用户环路 •克服近端串话 •每对线上E1速率
ADSL-NT
µçО Ö Ô¶¶ËÄ£ T
1.5-6Mb/s
R
VOD
¿é R 16-640Kb/s
T
POTS
Set-
POTS 16-640Kb/s
通信网理论基础概述
第一章 概述
一、通信系统与通信网
点点——通信系统 （含发端机 、 信道、 收端机）
二个用户：双工系统（正向传，反向传） n 用户 n(n-1)
半双工系统（时分使用正反向） n 用户 n(n-1)/2
半工系统
提高效率——转接、交换——联网
通信网——通信系统的系统： 含所有通信设备,协议、标准
四、通信网的发展
世界三大网
电信部门：话音、数据 广电部门：同轴入户（700M），但单向 互联网： •发展活跃
•文字、数据、图像、话音 •问题：速度瓶颈，实时性差
三网竞争 域名，IP地址
种通信技术的发展：
X.25 链路层逐段ARQ，可靠，无差错时延大，节点 理复杂，不能传图、话
帧中继 简化差错控制，取消逐段ARQ，把复杂处理 向网络末端和用户
通信网基础
通信网基础一、概述通信网基础是指网络通信系统中的底层基础设施，为数据传输提供了基本的支持和功能。
通信网基础包括物理层、数据链路层、网络层和传输层。
本文将分别介绍这些层级的基本原理和功能。
二、物理层物理层是通信系统中最底层的层级，主要负责传输原始的比特流。
物理层包括了传输介质、传输速率、编码方式等几个关键要素。
2.1 传输介质传输介质是指数据传输的载体，可以是铜线、光纤、无线电波等。
不同的传输介质有不同的传输特性和传输速率。
选择合适的传输介质可以提升通信质量和速度。
2.2 传输速率传输速率是指单位时间内传输的比特数。
传输速率越高，数据传输越快。
常见的传输速率有bps、Kbps、Mbps和Gbps 等。
2.3 编码方式编码方式是将数据转换为比特流的方法。
常见的编码方式有非归零码、曼彻斯特编码、差分编码等。
选择合适的编码方式可以提高数据的可靠性和安全性。
三、数据链路层数据链路层在物理层之上构建了一个可靠的数据传输通道。
数据链路层负责将原始的比特流划分为数据帧，并添加控制信息，用于进行错误检测和纠正。
3.1 数据帧数据帧是数据链路层传输的基本单位。
数据帧由数据部分和控制信息部分组成。
控制信息包括帧起始符、帧结束符、帧序号等。
3.2 错误检测和纠正数据链路层通过添加校验位来实现错误检测和纠正。
常用的校验位有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
校验位可以帮助接收端检测和纠正传输过程中发生的错误。
四、网络层网络层负责将数据从源节点传输到目的节点。
网络层通过选路协议和路由表等方式，为数据选择合适的传输路径。
4.1 选路协议选路协议是网络层的主要功能之一。
常见的选路协议有静态路由和动态路由。
静态路由是管理员手动配置的路由信息，适用于网络结构稳定的环境。
动态路由是根据网络中的拓扑结构和链路状态自动计算出的路由信息，可以适应网络中的变化。
4.2 路由表路由表是记录了网络中不同节点之间的路由信息的表格。
路由表中包含了目的网络地址、下一跳地址和出接口等信息。
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1.简述信道访问方式的种类和各自的特点?
2.从同步方式角度简述时分复用方式分类。
3.简述用户接入网络的两种方式。
4.简述电路交换、分组交换、ATM交换的特点。
5.比较虚电路和数据报方式的特点及适用场合。
6.说明逻辑信道与虚电路的区别。
7.传输系统包括哪几类设备?各起什么作用?
8.在有线网络上的的宽带接入主要应用那些技术？
通信网的三种主要传输方式：
●光纤通信
●卫星通信
●移动通信
1.简述信道访问方式的种类和各自的特点?
2. 简述用户接入网络的两种方式。
3.从同步方式角度简述时分复用方式分类。
同步时分复用（STDM）
以固定分配时隙的方式对来自多个输入设备的各路信号进行组合。
一帧的时长是确定的（通常为125μs），需要同步信号进行时隙定位，是位置化信道。
异步时分复用（ADTM）
根据用户需求动态按需分配时隙，故也称为统计时分复用方式。
每帧中没有空闲时隙，帧长不定，不需同步信号定位，为标志化信道。
ATDM的效率要比STDM的效率高1.5 4倍。
5.比较虚电路和数据报方式的特点及适用场合。
虚电路与数据报的对比
6.说明逻辑信道与虚电路的区别。
虚电路与逻辑信道既密切相关，又不等同。
虚电路是由多个不同链路的逻辑信道连接起来的，是连接两个DTE的通路。
逻辑信道是传输信道划分成一个个的子信道，是DTE与DCE之间的一个局部实体，它始终存在，可以分配给一条或多条虚电路，或者空闲。
一条虚电路至少要使用两条逻辑信道，即主叫和被叫用户侧各一条。
（永久虚电路是两个DTE之间永久地独占一条虚电路，适用于业务繁忙的两个用户。
）
DTE：Data-Terminal Equipment，数据终端设备
DCE：Data-Circuit-terminating Equipment，数据电路终接设备
7.传输系统包括哪几类设备?各起什么作用?
包括：传输设备和传输复用设备。
作用：
（1）通过传输设备：基带信号转换为适合于在传输媒质上进行传输的信号。
（2）通过传输复用设备：多路信息进行多路复用和解复用，提高了线路利用率，。
8.在有线网络上的的宽带接入主要应用那些技术？
ADSL、HFC、以太网
单工方式半双工方式
全双工方式
频分双工（FDD）方式：收发双方采用不同的
频带，保留频带间隔
➢时分双工（TDD）方式：收发双方采用相同的载波频段，但在时间上分开，保留时间间隔
传
输方
式。