《通信網(wǎng)性能分析基礎(chǔ)》課件ch1_概述

1、通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)教材和參考書教材通信網(wǎng)性能分析基礎(chǔ)蘇駟希 編著 北京郵電大學(xué)出版社參考書通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)（修訂版）周炯槃編著 考核形式-考試課實(shí)驗(yàn)20 四次實(shí)驗(yàn)，需撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，集中驗(yàn)收課后習(xí)題無需上交，期中期末考試之前各有一次習(xí)題課，同學(xué)可報(bào)名講解習(xí)題。期中考試20 （Ch24）期末考試60不及格率約10第1章 概述1.1 電信網(wǎng)絡(luò)概述1.2 電話網(wǎng)絡(luò)概述1.3 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)概述1.4 本書內(nèi)容介紹1.1 電信網(wǎng)絡(luò)概述通信意味著信息的傳遞和交換。通信對于人類社會(huì)來說是必不可少的，它是聯(lián)系人類社會(huì)各組成要素的重要手段。通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)或性能分析就是研究如何提高通信網(wǎng)絡(luò)整體的快速性、有效性、可靠性、多樣化

2、和經(jīng)濟(jì)性，以較低的成本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的性能，滿足社會(huì)需求。 通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò) 將一個(gè)用戶的信息傳送到另一個(gè)用戶的全部設(shè)施通常稱為一個(gè)通信系統(tǒng)。這些系統(tǒng)大部分應(yīng)用在點(diǎn)對點(diǎn)環(huán)境，有微波系統(tǒng)、光通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。通信網(wǎng)絡(luò)可以看作是用于完成任意用戶之間信息傳遞和交換的全部設(shè)備的總和，是通信系統(tǒng)的系統(tǒng)。 通信網(wǎng)的構(gòu)成元素 從物理空間上看，通信網(wǎng)的組成元素可以說主要有如下部分：終端機(jī)傳輸線路交換設(shè)備相應(yīng)的信令、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由計(jì)劃等。復(fù)用 為了提高傳輸線路的利用率，信道中還包括復(fù)用設(shè)備。信道的復(fù)用也就是分割信道給不同的終端用戶使用。常用的復(fù)用方式有頻分復(fù)用時(shí)分復(fù)用碼分復(fù)用統(tǒng)計(jì)復(fù)用交換 交

3、換設(shè)備是電信網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備。由于成本的原因，為保證網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)用戶都能夠交換信息，必須使用交換設(shè)備。常用的交換方式有電路交換、分組交換、多址隨機(jī)接入以及ATM中的信元交換和IP交換等。電路交換 電路交換特點(diǎn)信息傳遞的過程包括呼叫建立，信息傳輸和呼叫清除三個(gè)階段。交換信息的雙方通過呼叫建立過程建立端對端通信鏈路并且獨(dú)占這一部分線路資源。在通信結(jié)束后拆除鏈路并釋放其占用的線路資源。分組交換 分組交換，適合于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。有兩種典型工作模式，面向連接和無連接網(wǎng)絡(luò)。下面主要考慮面向連接的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。通信的雙方占用一個(gè)固定的邏輯鏈路而非實(shí)際的物理鏈路，信道的復(fù)用方式為統(tǒng)計(jì)復(fù)用具有較高的線路利用率難以保障時(shí)延

4、特性不適合實(shí)時(shí)通信，適合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 多址接入與電路交換和分組交換不同，多址接入方式下，用戶信息可以不必集中到交換設(shè)備，事實(shí)上可能根本就沒有交換設(shè)備。用戶可以直接送到線路上傳輸，每個(gè)用戶都具有一個(gè)地址，通過地址來區(qū)分不同用戶的信息。信息的交換實(shí)際上是通過眾多用戶的參與來完成。典型的多址接入方式如ALOHA方式，以太網(wǎng)就是這樣的例子。ATM ATM的信元交換ATM一度被認(rèn)為是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的解決方式，有專門的復(fù)用和交換方式，信元交換是其特有的交換方式更類似快速分組交換，但由于高速的接入和信源流的復(fù)雜性，難度遠(yuǎn)勝于一般分組交換。TCP/IPIP交換IP交換處理IP數(shù)據(jù)包，網(wǎng)絡(luò)以無連接的方式工作，

5、這種方式與傳統(tǒng)的面向連接的方式有很大區(qū)別。目前因特網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速，而且由于IP技術(shù)的發(fā)展并且迅速進(jìn)入傳統(tǒng)的電信領(lǐng)域，當(dāng)今的電信正處于歷史的大變革前沿。通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn) 通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)是電信網(wǎng)絡(luò)中另外一個(gè)很重要的因素。在具備了終端設(shè)備、傳輸線路和交換設(shè)備這些硬件后，一個(gè)通信系統(tǒng)要能正確運(yùn)行，還需要具備相應(yīng)的軟件和標(biāo)準(zhǔn)。 通信網(wǎng)絡(luò)的分類 按照網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⒒蛘呤蔷W(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)來劃分，可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、廣播和電視網(wǎng)等 按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋的物理范圍來劃分，通信網(wǎng)絡(luò)可以劃分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等 1.2 電話網(wǎng)絡(luò)概述 1.2.1 模擬電話網(wǎng)電話網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.2 綜合數(shù)字網(wǎng)從上個(gè)世紀(jì)

6、70年代末到90年代，電話網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了另外一個(gè)重大變化公網(wǎng)逐步完成了模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化傳輸、程控交換和7號(hào)信令系統(tǒng)具備上面這些特征的網(wǎng)絡(luò)也叫綜合數(shù)字網(wǎng)，綜合數(shù)字網(wǎng)標(biāo)志電話網(wǎng)絡(luò)具備了現(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)的基本特征。 1.3 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)概述 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是電信網(wǎng)絡(luò)的另一大類業(yè)務(wù)，它和語音業(yè)務(wù)有很大的不同。首先，數(shù)據(jù)信源相對語音信源要復(fù)雜很多，數(shù)據(jù)信源一方面速率差別較大；另一方面信源的速率在通信過程中可能會(huì)變化，而語音信源是簡單的恒定速率信源。在對電信網(wǎng)絡(luò)的要求上，數(shù)據(jù)對錯(cuò)誤敏感，對延時(shí)的要求低一些；語音對時(shí)延和時(shí)延的波動(dòng)很敏感，對錯(cuò)誤的要求低一些。 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分類影響數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)主要因素是線路的誤碼率和網(wǎng)絡(luò)的通信范圍。面向連接的網(wǎng)絡(luò)無連接的網(wǎng)絡(luò) 面向連接的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)1.4 課程內(nèi)容介紹 通信網(wǎng)絡(luò)的性能分析希望從全局和整體出發(fā)，考慮如何了解和分析電信網(wǎng)絡(luò)的性能，進(jìn)而規(guī)劃設(shè)計(jì)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)性能分析不但要有通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)該掌握較深入的數(shù)學(xué)理論，是一個(gè)很綜合的內(nèi)容。本課程將主要對兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能分析，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)是電路交換網(wǎng)絡(luò)和面向連接的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。課程內(nèi)容介紹2通信信源模型和M|M|1排隊(duì)系統(tǒng)3愛爾蘭拒絕和等待系統(tǒng)4通信網(wǎng)絡(luò)性能