第 3 章 现代通信网

1. 第3章 现代通信网 本章主要内容3.1 通信网的基本概念3.2 通信网的基本结构3.3 通信网的类型，质量与关系3.4 窄带和宽带综合业务数字网3.5 移动通信网3.6 卫星通信系统3.7 信息高速公路3.8 通信网络技术标准化

2. 3.1 通信网基本概念 • 3.1.1 通信系统基本模型 • 通信系统可以简单地概括为一个统一的模型，如图1-1所示。这一模型包括信源、变换器、信道、噪声源、反变换器和信宿等6个部分。

3. 图1-1 电信系统模型

4. 3.1 通信网的基本概念 通信的基本形式是在信源和信宿之间建立起一条传输通道。当多个用户之间进行通信时，最简单的方法是在任意两个用户之间用直达线路完全互联。通信效果好，但互联线路数量多。将各个用户终端通过一个具有交换功能的网络连接起来，使得任何接入该网络的两个用户终端通过网络来实现交换操作。 交换网连接用户

5. ３.1.2 通信网基本概念 • 简单通信网络如图1-2所示。通信网是由一定数量的节点和连接节点的传输链路组成，以实现两个或多个规定点之间信息传输的通信体系。

6. 图1-2 简单通信网

7. 3.2 通信网基本结构及构成要素 • 3.2.1 通信网的基本结构 • 通信网按照互连的方式可分为直接互连网（完全互连网）和转接互连网（不完全互连网），如图1-3所示。

8. 图1-3 通信网的互连方式

9. 3.1.1 通信网的构成要素 通信网——是由一定数量的节点（终端设备、交换设备）和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。 通信网在硬件设备方面的构成要素是终端设备、传输链路 和交换设备。为了使全网协调合理地工作，还要有各种规 定，如信令方案、各种协议、网络结构、路由方案、编号方 案、资费制度与质量标准等，这些均属于软件。 终端设备（DTE）——是用户与通信网之间的接口设备 。 有信号转换、信号与链路匹配和产生信令三重功能。

10. 通信网硬件设备 传输链路——是信号的传输通道 。按照有无复用及复用的方式，传输链路可分为三类：实线传输链路（无复用），频分载波传输链路（FDM）和时分数字传输链路（TDM）。 目前广泛应用的是时分数字传输链路（TDM）。交换设备——是构成通信网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。 按交换方式划分，交换设备可以分为电路交换（circuitswitching）、报文（信息）交换（message switching）和分组（包）交换（packet switching）三类

11. 1．网型网 • 2．星型网 • 3．复合型网 • 4．总线型网 • 5．环型网 • 6．树型网 • 7. 线型网

12. 3.2.2 通信网的构成要素 • 一个完整的通信网包括硬件和软件。通信网的硬件一般由: • 终端设备(三种功能) • 传输系统(三种分类) • 交换系统(三种划分) • 三部分电信设备构成，是构成通信网的物理实体

13. 3.3 通信网的类型与质量 • 3.3.1 通信网的类型 • 1．公用通信网与专用通信网 • 2．专业网与综合业务网 • 3．业务网与装备网 • 4．长途网与本地网

14. 通信网的业务种类 • 公用电话网(PSNT) • 广播电视网 • 公用数据分组交换网(X.25) • 低速窄带综合业务数字网(N-ISND) • 高速宽带综合业务数字网(B-ISND) • 移动通信网 • 卫星通信网

15. 3.3.2 通信网的质量 • 通信网的质量包括接续质量、传输质量与稳定质量。

16. 3.4 各种网络之间的关系 • 3.4.1 国家信息基础结构 • 国家信息基础结构是国家基础设施，其信息网络由核心网、接入网和终端设备组成。它包含人们常说的电信网、计算机网和广播电视网。 • 3.4.2 国际网和国内网

17. 3.4.3 不同运营者的网络之间的关系 • 在国家批准的允许向公众提供业务（服务）的公用通信网络运营者的网络之间，以市场经济方式运作，分工协作，平等竞争。 • *中国电信 *中国移动 • *中国联通 *中国铁通 • *中国网通 *中国卫通

18. 3.4.4 现有网络的关系 • 1．通信网、广播电视网和计算机网的概念 • 通信网、广播电视网和计算机网是现行体制下按不同运营者划分的网络。

19. 2．三网之间的关系 • 各种通信网（电话网、分组网（X.25）和数字数据网（DDN））、广播电视网和计算机网都以传送平台为基础，不同网络经营者所拥有的传送平台原则上都可以相互利用，但目前还受到技术上的限制。

20. 知名的通信设备公司

21. 3.5 通信网络技术标准化 • 3.5.1 国际网络标准化情况 • 1．ISO/IEC JTC1 • ISO/IEC JTC1（国际标准化组织/国际电工委员会第一联合技术委员会）是制定信息技术领域国际标准的机构。

22. 2．国际电信联盟及国际电联电信标准部门ITU-T的情况2．国际电信联盟及国际电联电信标准部门ITU-T的情况 • 国际电信联盟（ITU）是国际电信领域的标准化组织 • 3．Internet • Internet体系结构委员会（IAB）主要在策略上制定有关协议，而技术则由Internet工程任务组（IETF）及Internet研究任务组（IRTF）负责。Internet的标准规范重点在于协议的互操作性。

23. 3.5.2 国内面临的网络标准化问题 • 1．实现“三网融合”必须建立在统一标准的基础上(三网融合主要是指通信网、广播电视网和计算机网相互融合，形成一个提供话音、数据和图像等业务的宽带综合业务网) • 2．国家传输基干网要求标准化支撑实现互连、互通和互操作 • 3．通信网络安全与电磁兼容（EMC）标准

24. 3.6公共电话交换网PSTN • 1, PSTN是什么? • Public Switched Telephone Network • 2,PSTN的组网方式 • 3, PSTN的等级结构

25. 3.7公用数据通信网 • 1,OSI Open System Interconnect七层模型图p50 • 2,X.25的网络结构与部件 • 3,RS-232的物理接口分析 • 4, X.25的分组结构(分组头,数据,校验)

26. ADSL与接入 　（1）ADSL的概念 • 非对称数字用户线（ADSL）系统是一种采用离散多音频（DMT）线路码的数字用户线（DSL）系统。 （2）ADSL接入模型 • 固定电话网宽带接入的主要方法是不对称的数字用户环路ADSL。ADSL终端是一个不对称的网络终端，采用ADSL调制解调器，通过电话线连接到电话交换局前端ADSL解调设备解调后送入电话网，可以提供基于电话、数据的各种应用业务

27. （3）ADSL发展状况 • ADSL（非对称数字用户环路）是最具前景及竞争力的一种，将在未来十几年甚至几十年内占主导地位。 （4）ADSL设备的安装 • ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。

28. 补充：公共电话交换网 （1）公共电话交换网 （PSTN）----是以交换 机为主体而构成的电路 交换型信息网络，它承 载的业务虽以模拟电话 与传真为主，但随着综 合业务程控交换技术的 发展，现今它已配置有 各种接口，也可传送数 字电话、计算机数据和 图像等信息，承担了90 ％以上的通信业务。 图3-5 我国PSTN网络结构

29. 补充：公用数据通信网 公用数据通信网—一般分为只能用于数据通信的网络（如早期的X.25公用数据通信网，近期的帧中继网络等）和既可用于数据通信又可用于语音等多种业务的综合业务数字网（如ISDN和DDN）。 作为计算机网络的通信子网，具有开放式系统互联(open system interconnect —OSI)参考模型下部三层的功能。

30. 补充： X.25公用数据通信网 X.25公用数据通信网—由 X.25标准所定义。国际上 绝大多数国家都建立了 X.25公用数据通信网。 PN—分组节点 NL—网络链路 NMS—网络管理系统 PAD—信息分组打包／拆包 X.25的数据流分割成X.25数据组 LAC—本地接入部件 图3-7 X.25网络的结构

31. PAD给出的X.25分组结构与应用 分组拆装设备（Packet Assembly Disassembly—PAD）是用来支持非X.25分组终端接入分组交换器的，它把各种不同规程的终端都统一转换成X.25规程，使它们之间实现相互适应。

32. 补充：帧中继连接(Frame Relay) 由ITU－TI.233建议给出的帧中继（FR）协议，只有OSI 模型底部两层的结构，是数据链路层中数据分组的方法,传输 基本数据单元是帧。帧中继由X.25分组交换技术发展而来， 由于光纤通信误码率低，为了提高传输速度（达2Mbit/s）， 省去了X.25中的纠错功能，使帧中继性能优于X.25的性能。 是新出现的一种局域网到广域网的互联方案。 图3-12 帧中继字头段的格式

33. 补充：数字数据业务(DDN) 数字数据业务是在综合数字网的基础上，利用数字电路开发的数据传输业务。其主要特征如下： DDN采用了同步转移方式（STDM）的数字时分复用技术，传输过程平均时延≤450μs。 由于DDN一般都采用光纤传输，把纠错等功能转移到智能化程度较高的终端设备来完成 。 DDN可作为基干传输网；提供X.25分组交换、专用线、图像、传真、话音、电传电报、帧中继等基本业务；提供公众数据库检索、电子数据互换、电子信箱、会议电视、可视图文、虚拟专用网等增值业务。 DDN的信道带宽可按N×64kbit／s随意设定

34. (c)交换式多兆比特数据（SMDS） SMDS(Switched Multimegabit Date Service)是为宽带 通信设计的，提供无连接服务的一个协议。它以固定长度的 信元为基础，为宽带公用网业务提供全交换的“任意点到点” 的连接。SMDS是为城域网和广域网设计的第一个高速数据传送交换式网络。用户的平均传送速率可达45Mbit/s。 基本的SMDS服务是简单的、无连接分组递交服务。分 组格式如图3-14所示 , LAN上的发送机把分组放到接入线 路上，SMDS将其发送到正确的目的地，但不作确认。 图3-14 SMDS分组格式

35. 使用SMDS的LAN互联 图3-13 LAN的互联

36. 补充：综合业务数字网(ISDN) 综合业务—指包括语音、文字、图像等各类数字信息传送业 务。ISDN标准规定用户端与ISDN局端相连的数字用户线上的数据速率为192kbit/s、1544kbit/s或2048kbit/s） ISDN用户终端与ISDN局端（交换机）的联接采用数字用户 线，而现有的PSTN网一般使用模拟用户线。ISDN用于话音 业务时，用户终端应是数字话机。因为一根ISDN用户线的 最低数据速率为192kbit/s，包含2个64kbit/s的数据信道 （B信道）和1个用于B信道控制的16kbit/s的信令信道（D 信道），剩下的数据用于数据流的帧定位等传输控制信 号。因此对ISDN的家庭用户来说，一般可以同时使用两个 用户终端，例如一部电话机和一台个人计算机—“一线 通”。

37. ISDN信道类型 B信道—用来传送话音、数据等用户信息，传输速率是的 64kbit/s，一个B信道也可以包含多个低速的用户信息，但 是这些信息必须传往同一目的地。 H信道—用来传送高速的用户信息。如用户小交换（PBX）、LAN互连、高速传真、图像、高速数据、高质量音响或由低速数据复用而成的信息流以及分组交换信息。有三种标准速率，H 0 —384kbit/s、H 11 —1536kbit/s、H 12 —1920kbit/s。 D信道—首先传送公共信道信令（如拨号、振铃音等），控 制同一用户线上B信道的呼叫；其次在没有信令信息传送 时，可传送分组数据或低速的（如100kbit/s）遥控遥测数 据。 速率是16kbit/s或64kbit/s。

38. ISDN用户信道配置

39. 补充：宽带综合业务数字网B-ISDN B—ISDN的用户-网络接口速率除包括N-ISDN的全部接口速率外，增加 155.52Mbit/s和622.08Mbit/s两个宽带信号接口速率，而且B—ISDN应提供宽带ATM交换和复用功能。

40. 补充：移动通信网 移动通信系统—指采用无线电波传播方式将用户接入各种通信网的系统。从广义讲，它包括各种现行的小区制（蜂窝）移动通信系统（GSM、CDMA）、大区制集群移动通系统、无线本地环路(由PSTN 或综合业务数字网ISDN完成无绳电话系统 ）、无线寻呼系统和卫星移动通信系统等。 对大型建筑物而言，移动通信系统通常可分为建筑物内的专用通信系统（如集群调度电话）和公用移动电话在建筑物内的使用两大类。为使无线电波能够在建筑物均匀分布，实现建筑物内任何地方都能通话的目的。各移动通信设备生产厂商推出了直放站系统 和微蜂窝基站

41. 直放站系统 直放站系统—是在大型建筑物外设置针对通信用频段和方 向的收发天线，将无线信号引入室内，将所接收到的信号进 行同频直接放大再发射出去，使建筑物内的移动通信终端可 以正常工作。但直放站系统并不能提高覆盖区的通信能力。

42. 微蜂窝基站 微蜂窝基站——是移动通信大系统的一部分，微蜂窝基站所 发射的信号经过信号分配系统在大型建筑物内多点小功率辐 射，从而实现在保证足够的通信信道的前提下均匀覆盖 。

43. 补充：卫星通信系统 卫星通信——是地球上的多个通信站（称为地球站）利用空 中的人造地球卫星进行通信，相应的系统称为卫星通信系 统。卫星通信系统主要由通信卫星和地球站两部分组成。 图3-18 卫星通信系统示意图

44. VSAT网 VSAT——是英文 Very Small Aperture Terminal的缩写，通 常指天线口径小于1.8m，可直接安装在用户住地的地球站。 由VSAT所构成的卫星通信系统称为VSAT网。 VSAT网——VSAT网一般由主站、通信卫星和若干个VSAT站 （小站）三部分组成。主站是整个网络的控制和协调中心， 小站之间可通过主站或直接进行通信。 图3-24 VAST网络结构

45. 补充 信息高速公路（ISHW） ISH W是以光纤、微波 卫星传输为“路”向各政府部门 、企事业单位和家庭等各类用户提供所需信息数据、声音和图像传输等多种服务的全国性高速信息网络：我国也正在讨论建立“中国信息基础结构”的可行性。 NII的模型如图3－27所示，包括应用信息系统和公用通信网络。

46. 公用通信网络是由交换节点、传输系统、终端设备组成的智能网络，如图3－28所示。智能网应利用计算机系统完成网络的集中监控，利用软件完成网络的配置、业务提供等功能。 图3－28 公用通信网络

47. 我国主要计算机（广域）网 中国公用分组交换数据网（China PAC，X.25网）——邮电部1993年9月建成，骨干网覆盖各省会城市，通过公用电话网覆盖开通电话的所有地区，北京、上海有国际出入口，广州设港澳出入口。 中国数字数据骨干网（China DDN）——1995年正式投产，主要为用户提供永久型出租业务。 中国公用计算机网（China NET）——邮电部经营的中国 Internet骨干网。由核心层和接入层组成，与中科院、教育网联网。

48. 我国主要计算机（广域）网 中国金桥信息网（China GBN）——联向国务院和国家经济综合管理部门及全国大中型工商企业、企业集团、大型网贸企业、科研基地、重点高校和国家重点工程等信息资源，并与各部委的专用网互联。 中国教育和科研示范工程网（China Education And Reseach Network—CERNET）—由清华大学、北京大学、北京邮电大学、上海交大、西安交大、东南大学、华南理工大学、东北大学、电子科技大学（武汉）等十所大学承建，将在21世纪内连接全国大部份高等学校。