第9章 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)

1、第9章 數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)概述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)概述9.1 分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)9.3公共電話網(wǎng)公共電話網(wǎng)9.2幀幀 中中 繼繼 網(wǎng)網(wǎng)9.4綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDNISDN9.59.5ATM ATM 網(wǎng)網(wǎng)9.79.7數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDNDDN9.69.69.1.1 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的基本概念數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的基本概念 從基本意義上講，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的擴(kuò)充，或者說(shuō)是若干個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的歸并和互聯(lián)。 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)大致分為以下幾個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）、分組交換網(wǎng)（X.25網(wǎng)）、幀中繼網(wǎng)、ATM網(wǎng)等。1工作速率 工作速率反映數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的工作速度的快慢。（1）符號(hào)速率（2）信息傳輸速率

2、 信息傳輸速率，簡(jiǎn)稱傳信率，通常記為R。 R = Nlog2m (bit/s)2頻帶利用率頻帶利用率 = 符號(hào)速率/頻帶寬度（Baud/Hz）3可靠性可靠性 可靠性可用差錯(cuò)率來(lái)表示。 誤碼（字符、碼組）率=（接收出現(xiàn)差錯(cuò)的比特?cái)?shù)/總發(fā)送的比特）1001數(shù)據(jù)通信網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 1993年我國(guó)建立了第一個(gè)公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（CHINANET即163網(wǎng)）有200多個(gè)城市，20多個(gè)省市建立了接入網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)干線速率最高可達(dá)到622Mbit/s，國(guó)際出口帶寬總速率已達(dá)到140Mbit/s，網(wǎng)絡(luò)具有很好的安全性和可擴(kuò)展性。 中國(guó)公用多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)（169網(wǎng)）骨干網(wǎng)工程已全網(wǎng)投入運(yùn)營(yíng)之中，網(wǎng)絡(luò)干線速

3、率最高可達(dá)到 622Mbit/s，可徹底解決網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)將覆蓋全國(guó)31個(gè)省會(huì)城市。中國(guó)公用電子數(shù)據(jù)交換網(wǎng)、中國(guó)公用傳真存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)、中國(guó)公用電子信箱網(wǎng)、中國(guó)公用無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)均建立了業(yè)務(wù)平臺(tái)，業(yè)務(wù)發(fā)展良好。 2擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)能力，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋面擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)能力，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋面（1）多媒體寬帶網(wǎng)（2）IP網(wǎng)絡(luò)（3）提高網(wǎng)絡(luò)綜合能力，完善網(wǎng)絡(luò)功能9.2 公共n是是基基于于標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電電話話線線路路的的電電路路交交換換服服務(wù)，務(wù)，這這是是一一種種最最普普遍遍的的傳傳輸輸服服務(wù)，務(wù)，往往往往用用來(lái)來(lái)作作為為連連接接遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程端端點(diǎn)點(diǎn)的的連連接接方方法，法，比比較較典典型型的的應(yīng)應(yīng)用用有有遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程端端點(diǎn)點(diǎn)和和

4、本本地地LAN之之間間互互連、連、遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程用用戶戶撥撥號(hào)號(hào)上上網(wǎng)網(wǎng)和和用用作作專專用用線線路路的的備備份份線線路。路。類別類別項(xiàng)目項(xiàng)目9.4 幀中繼網(wǎng)v9.4.1 幀中繼網(wǎng)的功能v局域網(wǎng)間互連幀中繼可以應(yīng)用于銀行、大型企業(yè)、局域網(wǎng)間互連幀中繼可以應(yīng)用于銀行、大型企業(yè)、政府部門的總部與及其它地方分支機(jī)構(gòu)的局域網(wǎng)之政府部門的總部與及其它地方分支機(jī)構(gòu)的局域網(wǎng)之間的互連。組建虛擬專用網(wǎng)幀中繼只能使用了通信間的互連。組建虛擬專用網(wǎng)幀中繼只能使用了通信網(wǎng)絡(luò)的物理層和鏈路層的一部分來(lái)執(zhí)行其交換功能，網(wǎng)絡(luò)的物理層和鏈路層的一部分來(lái)執(zhí)行其交換功能，有著很高的網(wǎng)絡(luò)利用率，利用它構(gòu)成的虛擬專用網(wǎng)，有著很高的網(wǎng)絡(luò)利用

5、率，利用它構(gòu)成的虛擬專用網(wǎng)，不但具有高速和高吞吐量其費(fèi)用也相當(dāng)?shù)?。電子文不但具有高速和高吞吐量其費(fèi)用也相當(dāng)?shù)?。電子文件傳輸由于幀中繼使用的是虛擬電路，信號(hào)通路及件傳輸由于幀中繼使用的是虛擬電路，信號(hào)通路及帶寬可以動(dòng)態(tài)分配，特別適用于突發(fā)性的使用，因帶寬可以動(dòng)態(tài)分配，特別適用于突發(fā)性的使用，因而它在遠(yuǎn)程醫(yī)療、金融機(jī)構(gòu)及而它在遠(yuǎn)程醫(yī)療、金融機(jī)構(gòu)及CAD/CAM（遠(yuǎn)程計(jì)（遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)）的文件傳輸、計(jì)算計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)）的文件傳輸、計(jì)算機(jī)圖象、圖表查詢等業(yè)務(wù)方面有著特別好的適用性。機(jī)圖象、圖表查詢等業(yè)務(wù)方面有著特別好的適用性。 v 9.4.2 幀中繼網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)和用戶接

6、入v 業(yè)務(wù)應(yīng)用v （1）局域網(wǎng)互聯(lián)v （2）圖像傳輸v （3）虛擬專用網(wǎng)9.4.3 幀中繼應(yīng)用9.5 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN 9.5.1 ISDN的概念 是一個(gè)數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是一種典型是一個(gè)數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是一種典型的電路交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在的電路交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在ITU的建議中，的建議中，ISDN是一種在數(shù)字電話網(wǎng)是一種在數(shù)字電話網(wǎng)IDN的基礎(chǔ)上發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)，起來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)，ISDN能夠支持多種業(yè)務(wù)，能夠支持多種業(yè)務(wù)，包括電話業(yè)務(wù)和非電話業(yè)務(wù)。包括電話業(yè)務(wù)和非電話業(yè)務(wù)。 9.6 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN9.6.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)概念及特點(diǎn) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）是利用光纖（或數(shù)字

7、微波和衛(wèi)星）數(shù)字傳輸通道和數(shù)字交叉復(fù)用節(jié)點(diǎn)（智能通信節(jié)點(diǎn)）組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。 DDN可以看作是采用數(shù)字信道來(lái)傳輸信號(hào)數(shù)字信道來(lái)傳輸信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。DDN可以為用戶提供全數(shù)字、全透明、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接、傳遞各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；可以為用戶提供專用的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸通道，為用戶建立自己的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)提供條件；適用于向用戶提供半永久性的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線（非交換型的、全透明的）電路和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)間高速數(shù)據(jù)中繼鏈路；利用DDN組建的用戶專用網(wǎng)可為用戶節(jié)約投資、降低日常維護(hù)費(fèi)用，縮短建設(shè)的周期等。 DDN主要技術(shù)特點(diǎn)如下: DDN是透明的傳輸網(wǎng)，本身不受任何規(guī)程的約束，可以支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等多種業(yè)務(wù)。 DDN是同

8、步數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，不具備交換功能。 傳輸速率高，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延小。 目前有不少國(guó)家建立了自己的DDN，向用戶提供高質(zhì)量的端到端的數(shù)字型信道傳輸業(yè)務(wù)。我國(guó)已建立了全國(guó)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)骨干網(wǎng)及省市內(nèi)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)，與傳統(tǒng)的市話專線相比DDN業(yè)務(wù)具有速率快、誤碼率低、可靠性高的特點(diǎn)，深受廣大用戶的青睞。我國(guó)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（CHINADDN）骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖9.6-1所示，DDN已從最初提供簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)逐漸拓展到能支持多種業(yè)務(wù)的增值網(wǎng)。圖9.6-1 CHINADDN骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)9.6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的構(gòu)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的構(gòu)成 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)由數(shù)字通道、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和本地傳輸系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)如圖9.6-2所示。

9、 網(wǎng)絡(luò)管理中心 (Network Manage Center，NMC) 節(jié)點(diǎn)(Node) 網(wǎng)絡(luò)接入單元 (Network Access Unit， NAU) 用戶環(huán)路 用戶環(huán)路 圖圖9.6-2 9.6-2 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖圖DDN一般不包括交換功能，只采用簡(jiǎn)單的交叉連接與復(fù)用裝置，是由DDN節(jié)點(diǎn)、數(shù)字通道、網(wǎng)管維護(hù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接入單元和用戶設(shè)備組成，如圖9.6-3所示。圖9.6-3 DDN 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2兆節(jié)點(diǎn)：主要執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)接功能。其主要有2048Kbit/s數(shù)字通道的接口；2048Kbit/s數(shù)字通道的交差連接；N64Kbit/s（N=131）復(fù)用和交差連接；幀中繼

10、業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)接功能。因此通常認(rèn)為2兆節(jié)點(diǎn)主要提供E1接口；對(duì)于N64Kbit/s進(jìn)行復(fù)用和交差連接，起到收集來(lái)自不同方向的N64Kbit/s電路，并把它們歸并到適當(dāng)方向的E1輸出的作用，或者直接對(duì)E1進(jìn)行交差連接。2兆節(jié)點(diǎn)，如圖9.6-4所示。圖9.6-4兆節(jié)點(diǎn)9.6.3 網(wǎng)間連接網(wǎng)間連接1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)與分組交換網(wǎng)的連接數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)與分組交換網(wǎng)的連接 分組交換網(wǎng)與DDN的連接并不是中繼級(jí)的連接，只是在用戶信道級(jí)的連接。從某種意義上說(shuō)，DDN只是延伸了用戶接入分組交換網(wǎng)的用戶線長(zhǎng)度。2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)與用戶電報(bào)網(wǎng)的連接數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)與用戶電報(bào)網(wǎng)的連接 DDN與用戶電報(bào)網(wǎng)的連接同樣是用戶信道級(jí)在物理及電氣特性上的連

11、接。3省級(jí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)與市級(jí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的省級(jí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)與市級(jí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的連接連接 本地 DDN (市、縣級(jí)) 省級(jí) DDN G.703 G.732 X.50 圖圖9.6-5 9.6-5 省、市數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)連接示意省、市數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)連接示意圖圖9.6.4 我國(guó)我國(guó)DDN規(guī)劃規(guī)劃 1規(guī)劃期限的選擇2網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀分析及規(guī)劃3業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)4設(shè)備配置9.6.5 DDN的應(yīng)用的應(yīng)用 DDN克服了數(shù)據(jù)通信專用鏈路固定性永久連接的不靈活性和以X.25建議為核心的交換式網(wǎng)絡(luò)處理速度慢傳輸時(shí)延大等缺點(diǎn)。本節(jié)主要概括說(shuō)明DDN提供的業(yè)務(wù)、應(yīng)用及發(fā)展。 ChinaDDN以其優(yōu)質(zhì)的傳輸質(zhì)量、智能化的網(wǎng)絡(luò)處理及靈活的組網(wǎng)方式，可以

12、向用戶提供多種業(yè)務(wù)，如圖所示。 圖 DDN提供的業(yè)務(wù)表表10-1 10-1 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)性能比較表數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)性能比較表9.7 A種種較較新新型型的的單單元元交交換換技技術(shù)，術(shù)，同同以以太太網(wǎng)、網(wǎng)、令令牌牌環(huán)環(huán)網(wǎng)、網(wǎng)、FDDI網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)等等使使用用可可變變長(zhǎng)長(zhǎng)度度包包技技術(shù)術(shù)不不同，同，ATM使使用用53字字節(jié)節(jié)固固定定長(zhǎng)長(zhǎng)度度的的單單元元進(jìn)進(jìn)行行交交換。換。它它是是一一種種交交換換技技術(shù)，術(shù)，它它沒(méi)沒(méi)有有共共享享介介質(zhì)質(zhì)或或包包傳傳遞遞帶帶來(lái)來(lái)的的延延時(shí)，時(shí)，非非常常適適合合音音頻頻和和視視頻頻數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的傳傳輸。輸。9.7.2 ATM型型傳傳遞遞方方式式方方法，法，他他建建立立在在異異步步時(shí)

13、時(shí)分分復(fù)復(fù)用用的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上，上，并并使使用用固固定定長(zhǎng)長(zhǎng)度度的的信信源。源。當(dāng)當(dāng)用用戶戶希希望望通通過(guò)過(guò)ATM網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)傳傳輸輸數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)時(shí)，時(shí)，首首先先通通過(guò)過(guò)信信令令向向目目的的站站點(diǎn)點(diǎn)提提出出建建立立虛虛連連接接的的請(qǐng)請(qǐng)求，求，同同時(shí)時(shí)給給出出該該鏈鏈接接所所需需的的質(zhì)質(zhì)量量參參數(shù)。數(shù)。若若這這些些要要求求被被滿滿足，足，則則連連接接建建立，立，發(fā)發(fā)送送端端得得到到一一個(gè)個(gè)VPI/VCI。這這時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)送送端端就就可可以以通通過(guò)過(guò)這這條條虛虛連連接接將將數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)發(fā)送送給給接接收收端。端。當(dāng)當(dāng)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)ATM交交換換機(jī)機(jī)時(shí)，時(shí)，要要進(jìn)進(jìn)行行VP、VC交交換，換，這這時(shí)，時(shí)，信信源源頭頭中中的的VPI.VCI被被賦賦予予新新值。值。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸結(jié)結(jié)束束后，后，虛虛連連接接被被拆拆除。除。9.7.3 AT持不同速率的多種媒體業(yè)務(wù)；n3