网络传输结构
五种网络常见拓补结构
五种网络常见拓补结构
1、总线型拓扑。
总线型拓扑是一种基于多点连接的拓扑结构，是将网络中的所有的设备通过相应的硬件接口直接连接在共同的传
输介质上。
2、环型拓扑。
3、树形拓扑结构。
树形拓扑从总线拓扑演变而来，形状像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可再带子分支。
4、星形拓扑结构。
星形拓扑结构是一种以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构，各结点与中央结点通过点与点方式连接，中央结点执行集中式通信控制策略，因此中央结点相当复杂，负担也重。
5、网状拓扑。
网状拓扑又称作无规则结构，结点之间的联结是任意的，没有规律。
(1)网状网：在一个大的区域内，用无线电通信连路连接一个大型网络时，网状网是最好的拓扑结构。
通过路由器与路由器相连，可让网络选择一条最快的路径传送数据。
(2)主干网：通过桥接器与路由器把不同的子网或LAN连接起来形成单个总线或环型拓扑结构，这种网通常采用光纤做主干线。
(3)星状相连网：利用一些叫做超级集线器的设备将网络连接起来，由于星型结构的特点，网络中任一处的故障都可容易查找并修复。
网络体系结构
网络体系结构网络体系结构，简称网络架构，指的是互联网整体架构的逻辑架构、物理架构和协议架构，它决定了互联网的功能、性能、可靠性和安全性，同时也为互联网的拓展和发展提供了基础支持。
一、逻辑架构网络逻辑架构是指网络系统中各个部分的功能和互相之间的关系。
它是网络系统最基本的部分，以分层的方式进行组织，从上至下分别是：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
1. 应用层应用层是网络体系结构中最靠近用户的一层，它主要负责处理和管理用户与网络之间的信息交互。
在这一层上，包括了很多常见的协议，如HTTP、FTP、SMTP等。
2. 传输层传输层主要负责网络数据的传输和速率的控制，它负责把数据分成若干个数据包，并负责传输和接收。
这一层也包括了两个主要的协议：TCP和UDP。
3. 网络层网络层主要负责寻找最佳的路径，实现不同网络之间的数据传输，强调数据包在网络中的传输。
在这一层上最常见的协议是IP协议。
4. 数据链路层数据链路层位于物理层和网络层之间，主要负责将网络层传过来的数据包转换成适合物理层传输的数据包。
最常见的协议是以太网协议。
5. 物理层物理层负责传输和接收网络中的数据以及硬件的控制。
它决定了数据的传输速率、数据的格式和传输媒介等。
最常见的传输媒介是有线和无线两种。
二、物理架构网络物理架构是指网络系统中各个设备之间的连接方式和传输媒介等硬件设备的布局、位置和组成。
物理架构包括以下几种架构方式：1. 局域网（LAN）局域网是指在一个较小范围内的计算机网络，其覆盖范围通常在一个建筑物或者一个校园内。
局域网的传输速率非常快，最常常用的网线是双绞线。
2. 城域网（MAN）城域网是指在一个城市或者地理范围比较大的区域内的计算机网络。
城域网常用的传输媒介是光纤。
3. 广域网（WAN）广域网是指在一个大范围的区域内的计算机网络，它由多个局域网和城域网组成。
广域网的传输媒介是电话线路或者无线电波。
三、协议架构网络协议架构是指网络系统中使用的通信协议以及协议之间的关系。
光传送网的体系结构
(b)
基于空间光开关矩阵和可调谐滤波器的OXC结构
III. 基于分送耦合开关的OXC结构 分送耦合光开关
1×2光开关
M×N分送耦合开关的结构
① 各类光纤上透明传输 ② 光传输段层开销处理，保证适配信息完整性 ③ 操作、管理、维护，确保传输段层存活性
8.3 传送网网元 8.3.1 光 分 插 复 用 器 (OADM ： optical add/drop multiplexer)
光分插复用器结构示意图
1. OADM的基本形式 分波器+波长交换单元+合波器
(2) 光复用段层(optical multiplexing section layer) 为多波长光信号提供网络连接功能。
① 光复用段层开销处理，保证适配信息完整性 ② 操作、管理、维护，确保复用段层存活性 ③ 支持整个光网络的操作管理
(3) 光传输段层(optical transmission section layer) 为光信号提供传输功能。
耦合器
基于AWG的OADM
基于AWG的OADM
2. OADM的发展趋势 (1) 集成化 (2) 增加网络管理和监控功能 (3) 取消解复用器 (4) 简化结构
8.3.2 光交叉连接器(OXC：optical cross connector)
1. DXC的基本概念
DXC (digital cross connect equipment)是一种具 有一个或多个标准的数字端口，并可以根据控制信 号对任一端口与其它端口进行连接和再连接的设备。
基于解复用器和光开关的OADM
基于解复用器和开关阵列的OADM
耦合单元＋滤波单元＋合波器
输入
1
2
环形网络结构的运行原理
环形网络结构的运行原理环形网络结构是一种常见的计算机网络拓扑结构，它采用环形连接方式将多台计算机互联起来。
环形网络结构的运行原理可以分为数据传输、数据冲突解决机制和网络控制三个方面。
下面将对环形网络结构的运行原理进行详细介绍。
一、数据传输在环形网络结构中，数据传输是通过逐台传递的方式进行的。
当一台计算机要向环形网络中的其他计算机发送数据时，它会将数据包传递给它的邻居节点，然后数据包会依次在环形网络中传递，直到到达目标节点。
目标节点接收到数据包后，会将数据包传递给上一台节点，再由上一台节点传递给更前面的节点，最终回到发送方的计算机。
在数据传输过程中，每台计算机都需要通过物理层和数据链路层实现节点之间的连接和数据传递。
物理层主要负责传输介质的选择和传输规范的制定，如使用同轴电缆、双绞线、光纤等方式进行数据传输。
数据链路层负责定义数据帧的结构和传输规则，以保证数据包的正确传递。
二、数据冲突解决机制在环形网络结构中，由于数据是通过逐台传递的方式进行传输，可能会出现多个计算机同时向环形网络中发送数据的情况，从而导致数据冲突。
为了解决数据冲突问题，环形网络结构通常采用以下两种机制：1. 令牌传递机制：在环形网络中，只有拥有令牌的计算机才能发送数据。
令牌是一个特殊的数据包，它会顺着环形网络依次传递给每台计算机。
当一台计算机拥有令牌时，它才有发送数据的权限，当它完成数据的发送后，会将令牌传递给下一台计算机。
这样可以避免多台计算机同时发送数据导致的冲突问题。
2. 碰撞检测机制：当多台计算机同时发送数据时，可能会发生碰撞，导致数据包的丢失。
为了检测碰撞并进行相应处理，环形网络结构通常使用碰撞检测机制。
每台计算机在发送数据时会先监听环形网络上的信号，如果检测到有其他计算机同时发送数据，则会发送一个错误信号通知其他计算机，并等待一段时间后重新发送数据。
三、网络控制在环形网络结构中，网络控制是指对环形网络的管理和维护。
网络控制主要包括网络拓扑的建立、路由选择、故障检测和恢复等功能。
互联网的组成
互联网的组成互联网是当今信息社会中不可或缺的重要组成部分。
它的存在和发展不仅推动了科技进步，也对我们的日常生活产生了深刻影响。
那么，互联网到底由哪些组成部分构成呢？本文将从硬件设备、网络结构和数据传输等方面，为您介绍互联网的组成。
一、硬件设备互联网的基础是由大量的硬件设备组成的。
这些设备包括服务器、路由器、交换机、光纤等。
服务器是互联网的核心，负责存储和处理大量的网络数据。
而路由器和交换机则负责将数据包传递到目标设备。
光纤作为传输介质，可以高效地传输大量的数据。
这些硬件设备的稳定性和高效性，直接决定了互联网的速度和可靠性。
二、网络结构互联网是由一个庞大的网络结构组成的。
它采用了分布式的网络架构，包括了多层和多级的网络设备。
最顶层是由国际级的骨干网络组成，负责将数据从一个大区域传递到另一个大区域。
下一层是由运营商提供的地区网络，负责将数据传递到城市或地区。
再下一层是由企业或个人提供的局域网，用于内部信息传递。
这样的网络结构使得互联网具有高度的可扩展性和鲁棒性。
三、数据传输互联网的基本原理是通过数据传输来实现信息交流。
数据传输主要分为两种方式：点对点传输和广播传输。
点对点传输是指数据从发送方直接传递到接收方，确保数据的准确性和完整性。
而广播传输则是将数据同时传递给所有连接到互联网的设备，以实现信息的广泛传播。
这两种方式的结合，使得互联网既能够进行私密的点对点通信，又能够进行信息的公开共享。
四、协议与标准为了保证互联网上的各种设备和应用能够正常运行，必须有一套统一的协议和标准。
例如，TCP/IP协议是互联网最常用的协议之一，它规定了数据在网络中的传输方式和格式。
DNS协议则负责将域名转换成IP地址。
HTTP协议用于在客户端和服务器之间传递Web页面和数据。
这些协议和标准的共同作用，使得互联网上的设备能够互相通信和交流，实现各种功能和应用。
五、应用与服务互联网的组成还包括了各种应用和服务。
互联网上的应用有很多，包括电子邮件、社交媒体、在线购物、视频会议等。
计算机网络的组成与结构
计算机网络的组成与结构计算机网络是现代信息化社会中不可或缺的基础设施，它由多个设备、协议和技术组成，以实现信息传输和资源共享。
本文将介绍计算机网络的组成和结构，并探讨其重要性和发展趋势。
一、组成要素计算机网络的组成要素包括硬件设备、协议和拓扑结构。
1. 硬件设备计算机网络的硬件设备包括计算机、服务器、交换机、路由器、中继器、集线器等。
其中，计算机是网络的核心组成部分，用户通过计算机来访问网络资源和进行通信。
服务器负责提供各种服务，如文件共享、网页访问等。
交换机和路由器则用于实现网络中设备之间的数据传输和路由选择。
2. 协议协议是计算机网络中的规则和约定，它规定了网络中设备之间的通信方式和数据传输格式。
常见的协议有TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
TCP/IP协议是互联网的核心协议，它定义了互联网上数据的传输方式和地址规范。
HTTP协议用于在客户端和服务器之间传输万维网上的数据。
FTP协议则用于实现文件传输。
3. 拓扑结构拓扑结构描述了计算机网络中设备之间的连接方式。
常见的拓扑结构有总线型、星型和网状型。
总线型拓扑结构将所有设备连接在同一条传输介质上，星型拓扑结构则将所有设备连接到一个中心节点上，而网状型拓扑结构则是各设备之间相互连接形成一个网状结构。
二、结构层次计算机网络的结构通常可以分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个层次。
每个层次负责不同的功能和任务。
1. 物理层物理层负责在传输介质上传输比特流，确保数据的可靠传输。
它涉及到传输介质、传输速率、电压等物理特性。
2. 数据链路层数据链路层负责将比特流划分为数据帧，并在物理层上提供可靠的数据传输。
它通过帧起始和结束标志、差错检测和纠正等机制，保证数据的正确传输。
3. 网络层网络层负责实现网络中的数据包转发和路由选择。
它使用IP地址来标识和寻址网络中的设备，通过路由选择算法来确定数据包的最佳传输路径。
4. 传输层传输层负责提供端到端的可靠数据传输。
网络通信的基本原理
网络通信的基本原理
网络通信的基本原理包括以下几个方面：
1. 网络拓扑结构：网络由一组连接在一起的设备和通信链路组成，可以采用不同的拓扑结构，如星型、总线型、环形等。
2. 数据传输方式：网络通信可以采用不同的数据传输方式，包括广播式传输和点对点传输。
广播式传输将数据同时发送给网络中的所有设备，而点对点传输则是在源设备和目标设备之间建立专用的连接进行数据传输。
3. 协议：网络通信需要遵循一定的协议，以确保数据在网络中的正确传输。
协议定义了数据传输的格式、传输控制规则、错误检测和纠正机制等。
4. 网络地址：每个设备在网络中都有唯一的网络地址，用于识别和寻址。
常见的网络地址格式包括IP地址和MAC地址，后者用于局域网中的设备通信。
5. 路由与转发：当数据需要从源设备传输到目标设备时，需要通过网络中的路由器进行路由和转发。
路由器通过检查目标地址，并根据网络中的路由表来确定数据的转发路径。
6. 数据分组与重组：为了在网络中进行高效的传输，数据通常会被分割成较小的数据包进行传输。
每个数据包都包含了目标地址、源地址和一部分数据内容。
在目标设备上，接收到的数据包会根据地址信息进行重组，以还原原始数据。
这些基本原理共同构成了网络通信的基础，各种协议和技术都是在这些基本原理的基础上进行了进一步的优化和扩展。
网络拓扑知识：五种常见的网络拓扑结构
网络拓扑知识：五种常见的网络拓扑结构在计算机网络中，网络拓扑结构是指连接网络设备的物理形态，也称为网络拓扑。
常见的网络拓扑结构包括总线型、星型、树型、环型和网状型。
本文将介绍这五种常见的网络拓扑结构。
一、总线型总线型是最简单的网络拓扑结构之一。
它的基本结构是将所有设备连接到一个主线上，在主线两端连接适当的终端。
主线通常是用同轴电缆连接的，终端器用于防止信号反射。
总线型拓扑结构易于安装和调试，但是一旦主线故障，整个网络都会瘫痪。
二、星型星型是最常用的网络拓扑结构之一。
它的基本结构是将所有设备连接到中央节点或交换机上。
这个中心节点（交换机）负责转发数据包，控制通信，并处理消息。
这种拓扑结构的优点是易于管理和故障排除，但是如果中心节点或交换机故障，整个网络也会瘫痪。
三、树型树型拓扑结构是将多个星型结构连接成树形结构。
它的基本结构是将多个星型网络连接在一个主干上，形成一个类似于树的结构。
树型结构的优点是易于管理和故障排除，但是它需要高速的主干线路，并且如果主干线路发生故障，整个网络将受到影响。
四、环型环型拓扑结构是将所有设备连接成一个环形结构。
每个设备都有两个相邻的设备连接。
这种拓扑结构的优点是数据传输速度快，数据包的传输不会受到大量的干扰；缺点是这种结构非常不稳定，如果其中任意一个节点故障，整个网络都会瘫痪。
五、网状型网状型拓扑结构是将所有设备相互连接，形成网络。
这种结构比较灵活，如果某个链路出现故障，数据可以通过其他路径传递。
网状型结构有多种变化，包括部分网状型、完全网状型和混合型网状结构。
网状型拓扑结构的优点是弹性好，但是它需要更多的设备和更多的管理。
总的来说，不同类型的网络拓扑结构有着不同的优缺点。
总线型结构简单，但是稳定性较差；星型结构稳定，但是单点故障影响整个网络；树型结构在星型结构的基础上更复杂，但更具备扩展性；环形结构稳定性差，但传输速度快；网状型结构最灵活，但需要更多设备。
选择合适的网络拓扑结构需要考虑诸如安全性、速度、扩展性、可靠性和管理成本等因素。
网络数据传输的原理
网络数据传输的原理
网络数据传输的原理是通过数据包在网络中的传输和交换，实现不同设备之间的通信。
其基本原理包括以下几点：
1. 数据封装：数据在发送端被封装成数据包，数据包包含了目标设备的地址信息、数据内容和控制信息。
2. 数据传输：数据包通过网络中的路由器、交换机和其他网络设备进行传输，经过多个节点的转发和交换，最终到达目标设备。
3. 数据解封：接收端设备接收到数据包后，解封数据包，提取出数据内容，并根据控制信息进行处理。
4. 数据确认：接收端设备向发送端设备发送确认信号，以确认数据包是否成功接收，如果发生丢包或错误，发送端设备会重新发送数据包。
5. 数据重组：如果数据内容较大，需要分成多个数据包进行传输，接收端设备会将这些数据包按顺序重组成完整的数据。
网络数据传输的原理依赖于网络协议和网络设备的支持，其中包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等不同的协议和技术。
网络拓扑结构、路由选
择、数据包的分组和路由等也会影响网络数据传输的效率和稳定性。
了解计算机网络的基本结构和组成
了解计算机网络的基本结构和组成计算机网络是现代信息社会中不可或缺的基础设施，它连接了全球各地的计算机和设备，使得信息的传输和共享变得快捷、高效。
要深入了解计算机网络，首先需要掌握其基本结构和组成。
本文将为您详细介绍计算机网络的基本结构和组成，并提供相关的实例和案例。
一、计算机网络的基本结构计算机网络的基本结构包括了网络拓扑结构、网络协议和网络传输介质。
1. 网络拓扑结构网络拓扑结构是指计算机网络中各个计算机和设备之间的物理连接方式。
常见的网络拓扑结构有星型、总线型、环形和网状等。
其中，星型拓扑结构是最常见的一种，它以一个集线器或交换机作为中心连接各个计算机和设备。
总线型拓扑结构是将所有计算机和设备连接在同一个总线上，形成一个线性的结构。
环形拓扑结构将计算机和设备连接成一个环状，每个节点都与相邻节点相连。
网状拓扑结构是将所有节点都直接连接起来，形成一个非常复杂的网络。
2. 网络协议网络协议是计算机在网络中进行通信时所遵循的规则和约定。
常见的网络协议有TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
TCP/IP协议是互联网上使用最广泛的协议，它将数据分成小的数据包进行传输，并通过IP地址进行寻址和路由。
HTTP协议是用于传输超文本的协议，是支持万维网应用的基础。
FTP协议是用于在网络上进行文件传输的协议，可以方便地上传和下载文件。
3. 网络传输介质网络传输介质是计算机网络中用于传输数据的媒介。
常见的网络传输介质有以太网、无线网络、光纤和电缆等。
以太网是一种广泛使用的局域网传输介质，它采用双绞线或光纤进行数据传输。
无线网络使用无线电波传输数据，适用于移动设备和远程通信。
光纤是一种高速的传输介质，具有较大的带宽和较低的传输损耗。
电缆是一种常见的传输介质，适用于小范围的网络连接。
二、计算机网络的组成计算机网络的组成包括了客户端、服务器、路由器和交换机等。
1. 客户端客户端是指计算机网络中使用网络服务的用户终端。
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ODF
622Mb/s 光纤环路 622Mb/s
TM
DDF
电 话 交 换 机
配线架
电话用户线
MDF
DXC
STM-4
155Mb/s 转换电路
ADM
ATM 交 换 机
宽带业务线
DDF
155Mb/s 分支电路 第 6页
传输网分层结构
省际干线网
省内干线网 本地中继网 末端接入网
第 7页
我国铁路传输接及其实现方法 输入
…A1A2...
…B1B2...
输出
复
…A1B1C1D1A2B2C2D2...
…C1C2...
…D1D2...
用
A1：比特、字节、帧
第18页
数字系列---异步数字系列PDH
复接及其实现方法
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
第13页
X(t) 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 t
-1.5
-2 -2.5 -3 -3.5 -4
3.5 2.5 1.5 0.5 -0.5 -1.5 -2.5 -3.5
111 110 101 100 011 010 001 000
样值 量化值 PCM码组
1.5 1.5
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
第19页
数字系列---异步数字系列PDH
日本系列 北美系列 欧洲系列
400Mb/s 100Mb/s 32Mb/s 6.3Mb/s 1.5Mb/s
×4 ×3 ×4
274Mb/s
45Mb/s
×7
565Mb/s 140Mb/s 34Mb/s
×4 ×4
×6
×5
第12页
脉冲编码调制PCM
低 x(t) 抽 样 PAM 量 化 编 码 PCM 信 道 PCM 解 码 通 滤 波 x`(t)
图5-1-1
PCM单向通信过程
抽样——将模拟信号在时间上离散（PAM)。 量化——对抽样后的信号在幅度上离散。 编码——将量化后的信号用二进制数代替(PCM)。 解码——将PCM信号还原为重建的PAM信号。 低通——在重建的PAM信号中取出低频模拟信号 。 PAM——脉冲幅度调制
第21页
E系列
T系列
二、SDH基础知识
1、SDH概念及特点
2、 SDH的速率及帧结构
3、 SDH的同步复用映射结构 4、 SDH的网元类型 5、 SDH的组网方式 6、 SDH的保护方式 7、 SDH的光接口
第15页
Ｅ1--PCM30/32路基群帧结构
第16页
数字系列---异步数字系列PDH
数字系列的产生 局间交换机实现高速传输方法： （1）几千个2M并行传输，每个信道采 用一对双绞线； （2）将若干个2M信道复用成高速信道： 即高次群复用，形成一套完整的数字 比特复接系列。 显然后者造价低，通信质量和可靠 性得到提高。
传输系统
通信信号学院通信系
沈瑞琴
第 1页
内容提要
一、传输概述 二、SDH基础知识 三、 SDH主要性能指标 四、SDH同步网 五、时间同步系统
第 2页
一、传输概述
第 3页
通信网宏观构成
通信网 支撑网 管理网 信令网 同步网
传送网
通道层 媒质层
核 心 网 接 入 网
业务网
PSTN PSDN ISDN CATV
第 8页
传输的发展 ※模拟（FDM）→数字（TDM） ※电通信→光通信
※有线/无线结合→有线(光纤)为主
※PDH→SDH→DWDM→全光网
PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy SDH：Synchronous Digital Hierarchy DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing
第 4页
通信网结构
路由器/交换机 路由器/交换机
电话 交换 移动 交换
复 用 设 备
传 输 终 端
传输线路
传 输 终 端
复 用 设 备
电话 交换 移动 交换
传输系统
第 5页
通信网结构
业务节点 设备 配线架
622Mb/s 光纤线
传输设备
622Mb/s STM-4
配线架
N*2Mb/s 155Mb/s 155Mb/s
3.7 3.5 111
1.8 1.5 101
-1.6 -1.5 010
-3.2 -3.5 000
-3.8 -3.5 000 （分8个量化级）
101
量化带来了误差
思考：抽样间隔和量化级数取值对恢复信号的影响。
第14页
PCM参数
• 抽样速率：抽样定理 8kHz • 量化：非均匀量化 A率13折线（中国、欧洲） μ率15折线（美国、日本） • 编码：折叠二进制码 8位 速率：8×8000=64kbit/s
第 9页
模拟通信
电话网 用于任意两部电话设备之间 交换传递模拟话音。 模拟传输线路 1937 年，FDM 模拟频分复用技 术；同轴电缆造价高，主要用 于长途干线。
第10页
频分复用
第11页
数字系列---异步数字系列PDH
数字传输线路
TDM时分复用技术，使传输容量提高几十倍 （1）将每路模拟话路进行PCM脉冲编码调制,形 成64Kb/s数字信号 （ 2 ）为提高容量，用时间复用的方法 , 每个 64Kb/s信道以字节为单位进行交错复接。 欧洲2M： PCM30/32 30*64Kb/s话路+2*信息控制信道 北美1.5M： PCM24 24* 64Kb/s话路+1bit
骨干层
连通铁道部和各铁路 局，为各路局互通和 信息传送提供服务。
汇聚层
以大站、调度所为中 心，提供本局内大站 之间、及业务汇聚至 调度所
接入层
通过接入层连接两车 站之间的中继站、基 站等区间光接入点。
• 从高到低依次为 骨干层、汇聚层 和接入层 。 • 骨干层通常采用 网孔型结构。 • 汇聚层的网络结 构一般为环型。 • 接入层的网络结 构一般也为环型 ，并辅以少量线 型网结构。
6.3Mb/s
×4
8Mb/s
×4
1.5Mb/s
2 Mb/s
×4
二次群以 上的高次 群是以比 特为单位 进行几个 支路信息 的异步比 特交错复 接。
第20页
数字系列---异步数字系列PDH
欧洲体制（2M体系） E1： 2048Kbit/s E2： 4*E1 8448Kbit/s E3： 4*E2 34368Kbit/s E4： 4*E3 139264Kbit/s 欧洲:2M--8M--34M--140M 北美体制（1.5M体系） 北美:1.5M--6.3M--45M 日本:1.5M--6.3M--32M--100M