通信网理论基础.pptx

通信网理论基础;第1章 绪 论;1.1 通信网的基本概念;图1.1 简单通信系统模型 (a) 模型图；(b) 实例;(1) 信源：产生各种信息的信息源，它可以是人或机器(如计算机等)。;上述通信系统只是一个点到点的通信模型，要实现多用户间的通信，则需要一个合理的拓扑结构将多个用户有机地连接在一起，并定义标准的通信协议，以使它们能协同工作，这样就形成了一个通信网。;通信网要解决的是任意两个用户间的通信问题，由于用户数目众多、地理位置分散，并且需要将采用不同技术体制的各类网络互连在一起，因此通信网必然涉及到寻址、选路、控制、管理、接口标准、网络成本、可扩充性、服务质量保证等一系列在点到点模型系统中原本不是问题的问题，这些因素增加了设计一个实际可用的网络的复杂度。;2．交换式网络;主要原因如下：;问题如何解决：交换技术的采用;在交换式网络中，用户终端都通过用户线与交换节点相连，交换节点之间通过中继线相连，任何两个用户之间的通信都要通过交换节点进行转接交换。;图1.2 点到点的网络与交换式网络;交换技术的思想：;网络负责管理和分配的最重要资源：;因此从资源分配的角度来看，不同的网络技术之间的差异，主要体现在分配、管理网络资源策略上的差异，它们直接决定了网络中交换、传输、控制等具体技术的实现方式。;一般来讲，简单的控制策略，通常资源利用率不高，若要提高资源利用率，则需要以提高网络控制复杂度为代价。现有的各类交换技术，都根据实际业务的需求，在资源利用率和控制复杂度之间做了某种程度的折衷。;用户终端至交换节点接入方式：;复用技术：;交换式网络主要优点：;1.1.2 通信网的定义和构成;2．通信网的构成要素;1) 终端节点;2) 交换节点;图1.3 交换节点的基本功能结构;3) 业务节点;4) 传输系统;3．通信网的基本结构;上述网络主要的网络功能：;(3) 信令机制。它是通信网上任意两个通信实体之间为实现某一通信任务，进行控制信息交换的机制，例如电话网上的No.7信令、 Internet上的各种路由信息协议、TCP连接建立协议等均属此范畴。;图1.4 现代通信网的功能结构;1) 业务网;表 1.1 主要业务网的类型;2) 传送网;传送网节点与业务网的交换节点;3) 支撑网;(3) 管理网。管理网的主要目标是通过实时和近实时来监视业务网的运行情况，并相应地采取各种控制和管理手段，以达到在各种情况下充分利用网络资源，以保证通信的服务质量。;1.1.3 通信网的类型;3．按信号传输方式分;1.1.4 通信网的拓扑结构;1．网状网;2．星型网;3．复合型网;4．总线型网;5．环型网;1.1.5 通信网的业务;图1.6 通信业务的带宽需求;1．电话业务;2．数据业务;3．图像业务;4．视频和多媒体业务;5．承载业务与终端业务;(2) 用户终端业务：所有各种面向用户的业务，它在人与终端的接口上提供。它既反映了网络的信息传递能力，又包含了终端设备的能力，终端业务包括电话、电报、传真、数据、多媒体等。一般来讲，用户终端业务都是在承载业务的基础上增加了高层功能而形成的。;图1.7 承载业务和用户终端业务;未来通信网提供的业务应呈现以下特征：;1.2 通信网的服务质量;2．透明性;3．可靠性;(2) 平均故障间隔时间(MTBF)：相邻两个故障发生的间隔时间的平均值， MTBF=1/λ。;1.2.2 电话网的服务质量;2．传输质量;1.2.3 数据网的服务质量;2．传输时延(Delay or Latency);5．分组丢失率(Packet Loss Rate);1.2.4 网络的服务性能保障机制;1．差错控制;数据网：数据业务对时延不敏感，对差错却很敏感。因此必须提供相应的差错控制机制。在目前的分组数据网上，主要采用基于帧校验序列 FCS(Frame Check Sequence)的差错检测和发端重发纠错机制实现差错控制。;2．拥塞控制;电话网：由于采用电路交换方式，拥塞控制只在网络入口处执行，在网络内部则不再提供拥塞控制机制。;3．路由选择;电话通信网：通常采用静态路由技术，即每个交换节点的路由表是人工配置的，网络也不提供自动的路由发现机制，但是一般情况下，到任意目的地，除正常路由外，都会配置两、三条迂回路由，以提高可靠性。这样，当发生故障时，故障区域所影响的呼叫将被中断，但后续产生的呼叫通常可走迂回路由，一般不受影响。;4．流量控制;分组数据网流量控制的原因：;(2) 目的端也可能将收到的分组先缓存起来，然后重新在另一个I/O端口进行转发，此时它可能需要限制进入的流量以便与转发端口的流量相匹配。;1.3 通信网的发展史;(1) 交换技术：由于话音业务量相当稳定，且所需带宽不高，因此网络采用控制技术相对简单的电路交换技术，为用户业务静态分配固定的 带宽资源，虽