现代通信网(郭娟)第一章-绪论

R2
R3
静态复用
时隙
1帧

每个“对话”分配一个“时隙”，固定的时隙数组成 一“帧”。

帧中时隙的相对位置确定数据属于哪一个“对话”。
发送方和接收方之间需要保持“同步”。
统计复用

来自一个“对话”的数据可以在任何时间传送， 没有时隙的限制。 按需分配

统计复用
终端A b a 复 终端B 2 1 用 器 终端C y x b y 空闲 2 1 标记 x a
电路建立
主机1和2之间的 传播时延
数据传输
DATA
电路释放
无连接：一个阶段
主机1 交换机1 交换机2 主机2
分组1的传输时延
Packet 1 Packet 2
主机1和节点1之 间的传播时延
Packet 1
分组1在节点2 的处理时延
Packet 3
Packet 2
Packet 3
Packet 1 Packet 2
ISP Backbone Network
S L C
RAS ISP Backbone Network
DSLAM
Metropolita n Network
WiFi
ISP Backbone Network
BTS
GPRS Networ k
GGSN
1.1.2 通信网的定义和构成
定义： 通信网是由一定数量的节点
面向连接和无连接

面向连接

三个阶段

连接建立 数据传输 连接释放

适用于大批量、可靠的数据传输业务，网络控制机制复杂 建立阶段选路 不需建立连接，可以直接通信 适用于突发性强、数据量少的数据传输业务 每个分组选路

无连接

面向连接：三个阶段
交换节点1
交换节点2 在节点1的处理时延 主机1和节点1之 间的传播时延
分组交换 PS
虚电路VC 数据报DG
1.2.2 电路交换(Circuit Switching)



面向连接 静态复用 完全预留 例 子 ： 电 话 网 （ 固 定 和 移 动 2G/2.5G 、 DDN、N-ISDN）
电路交换的主要特点

在连接建立阶段，为用户静态地分配通信所需的全部 网络资源。 在通信期间，资源将始终保持为该连接专用。 在数据传输阶段，交换节点只是简单将用户信息在预 先建立的连接上进行转发，节点处理时延可忽略不计， 效率极高。 很适合实时性要求高的通信业务。 主要缺点是信道资源的利用率低。
(b)
(c)
(d)
(e)
通信网的拓扑结构
通信网的业务
10kb/s 100kb/s 1Mb/s 10Mb/s 100Mb/s 1Gb/s 语音业务、CD 音频 音视频会议/VOD 高速传真 图像业务 数据业务 可视图文 远程CAD 高清晰图像 大批量文件传输 电视
音频业务 视频业务
电话
通信网的服务质量
现代通信网
Modern Communication Networks
第一章
绪
论
1.1 通信网的基本概念
1.2 通信网的交换技术 1.3 通信网的体系结构及标准化组织
1.4 通信网的发展
1.1.1 从点到点通信到交换式通信网

点到点的通信-通信网的特例
给定传输信道，如何进行有效的传输？
源系统 信源 发送器 信道
机制等，其中交换节点设备是构成业务网的核
心要素。
主要业务网的类型

最初的业务网是为某种业务独立设计的
业务网 传统电话网 IP电话网 移动通信网PLMN 分组交换网(X.25) 帧中继网FR 数字数据网DDN 以太网 Internet ATM网络 基本业务 电话业务 电话业务 移动话音、数据 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) 综合业务 综合业务 交换节点设备 数字程控交换机 软交换机、媒体网关 移动交换机 分组交换机 帧中继交换机 DXC和复用设备 网桥、交换机 路由器、服务器 ATM交换机 交换技术 电路交换 分组交换 电路/分组交换 分组交换 帧交换 电路交换 分组交换 分组交换 信元交换
通信网的构成

垂直划分：从功能的角度，相互依存

业务网
支撑网 管理网

水平划分：从地域的角度，不同范围

用户驻地网 接入网 核心网
垂直划分
电话网 广电网 Internet WLAN 移动网 支撑网 信令网 同步网 传送网 SDH/PTN 管理网 光传送网
业务网
1) 业务网
业务网负责向用户提供各种通信业务。如基 本话音、数据、多媒体、租用线、VPN等。 构成一个业务网的主要技术要素：网络拓扑结 构、交换节点技术、编号计划、信令技术、路 由选择、业务类型、计费方式、服务性能保证
用户驻地网 CPN
接入网AN
核心网 CN
接入网 AN
用户驻地网 CPN
信令网
同步网
管理网
用户驻地网 CPN1
接入网 AN1
核心网 CN1 网关
核心网 CN2
接入网 AN2
用户驻地网 CPN2
信令网
同步网
管理网
水平划分举例
用户驻地网 CPN 接入网AN 核心网CN 网关
S L C
交换机
S L C
关口局交 换机
VLR
AuC
EIR
HLR
BTS MSC BSC BTS GMSC
通信网的类型
电话通信网
按业务
移动通信网 数据通信网 广播电视网 综合业务网
按交换技术
电路交换网络 分组交换网络
通信网
按信号形式
模拟通信网 数字通信网
按服务范围
广域网 城域网 局域网
按运营方式
公用通信网 专用通信网
通信网的拓扑结构
(a)

交换节点



传输系统


注意*：

网络举例：PSTN/IN 和 GSM
CPE Access Edge Core
SCP
S L C
Gateway
SDP
S L C
Transit
SSP
SCP VLR AuC SDP
EIR
HLR
BTS BSC BTS
MSC
ATM
GMSC
网络举例：互联网
Campu s Networ k Metro Network


主要缺点

分组在网络上传输时，需要携带全局有效的网络地址。 在每一个交换节点，都要经历一次存储、选路、排队等待线
路空闲，再被转发的过程，因而传输时延大。

数据报不适用于大数据量、实时性要求高的业务。

例子: IP网，SS7网
2）虚电路方式(Virtual Circuit)

分组交换和电路交换的结合
Packet 3
面向连接：建立时选路
3 2 3 3 2 1 1 2 1 3 2
1 3 2 1
无连接：每个分组选路
2 2 3 2 1 1 1 2 1 2 1 3
3
3
3
CO vs. CL

面向连接：适用于大批量可靠的数据传输业务，
但网络控制机制复杂。

电话网，ATM等

无连接方式：控制机制简单，适用于实时，突 发性强、小批量的数据传输业务。
用户信息（message）
分组头
净荷
分组头
净荷
分组头
净荷
分组头
净荷
分组头
净荷 净荷
分组交换
分组交换网
应用报文 应用报文
用户数据 控制字段
交换节点 输入链路 Memory 输出链路
1）数据报（Datagram）

无连接


统计复用
无预留
数据报优缺点

主要优点

协议简单，无需建立连接，无需为每次通信预留带宽资源， 带宽利用率高。 抵抗网络故障的能力很强。 特别适合于突发性强，数据量小的通信业务。


MT T R U MT BF MT T R

第1 章
绪
论
1.1 通信网的基本概念
1.2 通信网的交换技术 1.3 通信网的体系结构及标准化组织
1.4 通信网的发展
通信网的交换技术

交换设备是通信网中最核心的设备，通信网可以按照节点交换信息的 方式来分类。
交换技术
电路交换
（电话网，2G/2.5G等Modem 服务器
任意点之间如何通信？
网状网结构（个个相连网）

节点大量增加时，
N ( N 1) L 2
交换式网络
共享连接
交换机
交换机

大量的用户通过交换节点连到骨干通信网上，节点间用少量的中继线 路以共享的方式为大量用户服务，大大降低了骨干网的建设成本。 交换节点的引入也增加了网络扩容的方便性，便于网络的控制与管理。
(包括终端节点、交换节点)和连接这些
节点的传输系统有机地组织在一起的， 按约定的信令或协议完成任意用户间
信息交换的通信体系。
通信网的构成要素
硬件：通信网由终端节点、交换节点、业务节 点和传输系统构成，它们完成通信网的基本功 能：接入、交换和传输。
软件：包括信令、协议、控制、管理、计费等，
它们主要完成通信网的控制、管理、运营和维 护，实现通信网的智能化。

通信网的基本构成要素

终端节点

信息的源点和终点，用户和网络的接口设备 电话机、计算机、传真机、视频终端、手机等 通信网的核心设备，负责集中、转发终端节点所产生的用户信息 电路交换机、分组交换机、软交换机、ATM交换机、路由器 为信息的传输提供传输通道，包括传输链路和传输设备 终端节点、交换节点、传输系统之所以称为通信网的三要素 基本构成，必要但不充分条件