通信网理论与技术通信网理论与技术 内容简介内容简介 第一章第一章 通信网概述通信网概述 第二章第二章 传输与交换传输与交换 第三章第三章 网络体系结构网络体系结构 第四章第四章 网络规划设计理论基础网络规划设计理论基础 第五章第五章 排队论排队论 第六章第六章 电话通信网电话通信网 第七章第七章 数据网数据网 第八章第八章 IP网网 第九章第九章 支撑网支撑网 第一章第一章 通信网概述通信网概述 通信网技术是通信网技术是规划、设计、建设和维护规划、设计、建设和维护网络方网络方 面的技术。面的技术。 要想把通信网建设好维护好，必须了解各种类要想把通信网建设好维护好，必须了解各种类 型的型的通信网的结构、接口、协议和技术指标通信网的结构、接口、协议和技术指标， 了解各类了解各类通信网之间的关系和互连通信网之间的关系和互连，网络技术，网络技术 已经成为一门专门的学科，其内容十分丰富，已经成为一门专门的学科，其内容十分丰富， 已成为通信工程领域重要的基础知识。已成为通信工程领域重要的基础知识。 第一章 通信网概述 1.1 通信网的概念通信网的概念 1.2 通信网组网结构通信网组网结构 1.3 通信网的质量要求通信网的质量要求 1.4 通信网的发展趋势通信网的发展趋势 1.1 通信网的概念 1.1.1通信系统的基本组成通信系统的基本组成 1.1.2 通信网的概念及构成要素通信网的概念及构成要素 1.1.3 通信网的分层结构通信网的分层结构 1.1.4 通信网的业务及网络分类通信网的业务及网络分类 图图1.1 点点点单向通信系统构成模型点单向通信系统构成模型 对于双向通信还需要另一个通信系统完成相反方向的信息传对于双向通信还需要另一个通信系统完成相反方向的信息传 送工作。送工作。 而要实现多用户间的通信，则需要将多个通信系统有机地组而要实现多用户间的通信，则需要将多个通信系统有机地组 成一个整体，使它们能协同工作，即形成通信网。成一个整体，使它们能协同工作，即形成通信网。 1.1.1 通信系统的基本组成 1.1 通信网的概念 1.1.1通信系统的基本组成通信系统的基本组成 1.1.2 通信网的概念及构成要素通信网的概念及构成要素 1.1.3 通信网的分层结构通信网的分层结构 1.1.4 通信网的业务及网络分类通信网的业务及网络分类 1. 通信网的概念通信网的概念 定义：通信网是由一定数量的节点（包括终端节定义：通信网是由一定数量的节点（包括终端节 点、交换节点）和连接这些节点的传输系统有机点、交换节点）和连接这些节点的传输系统有机 地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意 用户间信息交换的通信体系。用户间信息交换的通信体系。 功能：就是适应用户呼叫的需要，以用户满意的功能：就是适应用户呼叫的需要，以用户满意的 效果传输网内任意两个或多个用户的信息。效果传输网内任意两个或多个用户的信息。 1.1.2 通信网的概念及构成要素 在通信网上，信息的交换可以在两个用户间进行，在在通信网上，信息的交换可以在两个用户间进行，在 两个计算机进程间进行，还可以在一个用户和一个设两个计算机进程间进行，还可以在一个用户和一个设 备间进行。备间进行。 交换的信息包括交换的信息包括用户信息用户信息( (如话音、数据、图像等如话音、数据、图像等) )、 控制信息控制信息( (如信令信息、路由信息等如信令信息、路由信息等) )和和网络管理信息网络管理信息 三类。三类。 由于信息在网上通常以电或光信号的形式进行传输，由于信息在网上通常以电或光信号的形式进行传输， 因而现代通信网又称电信网。因而现代通信网又称电信网。 1.1.2 通信网的概念及构成要素 2. 通信网的构成要素通信网的构成要素 实际的通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通实际的通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统，每一次通信都需要软硬件设施的协调配合来完成。信系统，每一次通信都需要软硬件设施的协调配合来完成。 从硬件构成来看：通信网由终端设备、交换设备从硬件构成来看：通信网由终端设备、交换设备 和传输系统构成，他们完成通信网的基本功能：和传输系统构成，他们完成通信网的基本功能： 接入、交换和传输。接入、交换和传输。 软件设施则包括信令、协议、控制、管理、计费软件设施则包括信令、协议、控制、管理、计费 等，它们主要完成通信网的控制、管理、运营和等，它们主要完成通信网的控制、管理、运营和 维护，实现通信网的智能化。维护，实现通信网的智能化。 1.1.2 通信网的概念及构成要素 构成通信网的硬件设备构成通信网的硬件设备 终端设备终端设备 传输系统传输系统 交换设备交换设备 1.1.2 通信网的概念及构成要素 （1 1）终端设备）终端设备 1.1.2 通信网的概念及构成要素 终端设备是用户与通信网之间的接终端设备是用户与通信网之间的接 口设备，它包括信源、信宿与变换口设备，它包括信源、信宿与变换 器、反变换器的一部分。器、反变换器的一部分。 终端设备终端设备 将待传送的信息和传输链路上传送的信息将待传送的信息和传输链路上传送的信息 进行相互转换进行相互转换 将信号与传输链路相匹配，由信号处理设将信号与传输链路相匹配，由信号处理设 备完成备完成 信令的产生和识别，即用来产生和识别网信令的产生和识别，即用来产生和识别网 内所需的信令，以完成一系列控制作用。内所需的信令，以完成一系列控制作用。 终端设备的主要功能终端设备的主要功能 （2 2）传输系统）传输系统 传输系统（传输链路）是信息的传输通道，传输系统（传输链路）是信息的传输通道， 是连接网络节点的媒介。它一般包括信道是连接网络节点的媒介。它一般包括信道 与变换器、反变换器的一部分。与变换器、反变换器的一部分。 狭义信道：是单纯的传输媒介（比如光缆等）；狭义信道：是单纯的传输媒介（比如光缆等）； 广义信道：除了传输媒介以外，还包括相应的变广义信道：除了传输媒介以外，还包括相应的变 换设备。换设备。 传输链路指的是广义信道。传输链路指的是广义信道。 1.1.2 通信网的概念及构成要素 通常传输系统的硬件组成应包括：通常传输系统的硬件组成应包括： 线路接口设备线路接口设备 传输媒介传输媒介 交叉连接设备交叉连接设备 1.1.2 通信网的概念及构成要素 传输系统一个主要的设计目标传输系统一个主要的设计目标 提高物理线路的使用效率。提高物理线路的使用效率。 通常传输系统都采用了多路复用技通常传输系统都采用了多路复用技 术，如频分复用、时分复用、波分术，如频分复用、时分复用、波分 复用等。复用等。 1.1.2 通信网的概念及构成要素 传输系统必须与交换节点协调一致 保持帧同步和位同步保持帧同步和位同步 遵守相同的传输体制遵守相同的传输体制(如如PDH、SDH等等) 以保证交换节点能正确接收和识别传 输系统的数据流。 （3 3）交换设备）交换设备 负责集中、转发终端节点产生的用户信息负责集中、转发终端节点产生的用户信息 或转发其他交换节点需要转接的信息。或转发其他交换节点需要转接的信息。 实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另实现一个呼叫终端（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。一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。 1.1.2 通信网的概念及构成要素 交换设备是构成通信网的核心要素，它的基 本功能是： 最常见的交换设备有 电话交换机电话交换机 分组交换机分组交换机 路由器路由器 转发器转发器 图图1.2 1.2 交换节点的基本功能结构交换节点的基本功能结构 1.1.2 通信网的概念及构成要素 电话交换机的基本功能结构如图电话交换机的基本功能结构如图1.2所所 示，其主要功能有：示，其主要功能有： 交换交换功能功能控制功能控制功能信令功能信令功能中中继继接接口口中继线中继线用用户户接接口口用户线用户线1.1 通信网的概念 1.1.1通信系统的基本组成通信系统的基本组成 1.1.2 通信网的概念及构成要素通信网的概念及构成要素 1.1.3 通信网的分层结构通信网的分层结构 1.1.4 通信网的业务及网络分类通信网的业务及网络分类 背景背景 通信技术发展、用户需求日益多样化通信技术发展、用户需求日益多样化 现代通信网正处于变革与发展之中现代通信网正处于变革与发展之中 网络类型及所提供的业务种类不断增加和更新网络类型及所提供的业务种类不断增加和更新 形成了复杂的通信网络体系形成了复杂的通信网络体系 1.1.3 通信网的分层结构 更清晰地描述现代通信网络结构更清晰地描述现代通信网络结构 网络的分层使网络规范与具体实施方法无关网络的分层使网络规范与具体实施方法无关 简化了网络的规划和设计简化了网络的规划和设计 使各层的功能相对独立使各层的功能相对独立 引入网络的分层结构引入网络的分层结构 网络的分层结构网络的分层结构 网络结构的垂直描述网络结构的垂直描述 网络结构的水平描述网络结构的水平描述 1.1.3 通信网的分层结构 1. 网络结构的垂直描述网络结构的垂直描述 根据不同的功能将网络分解成多个根据不同的功能将网络分解成多个 功能层功能层 上下层之间的关系为客户上下层之间的关系为客户/ /服务者服务者 关系关系 1.1.3 通信网的分层结构 图图1.3 垂直观点的网络结构垂直观点的网络结构 把把OSIOSI七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分 为应用层、业务网和传送网，如图为应用层、业务网和传送网，如图1.31.3所示所示 会议电视会议电视文件传送文件传送远程教育远程教育应用层应用层移动网移动网数据网数据网电话网电话网业务网业务网传送网传送网 链路层链路层 物理层物理层支支 撑撑 网网1.1.3 通信网的分层结构 图图1.3 垂直观点的网络结构垂直观点的网络结构 把把OSIOSI七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分 为应用层、业务网和传送网，如图为应用层、业务网和传送网，如图1.31.3所示所示 会议电视会议电视文件传送文件传送远程教育远程教育应用层应用层移动网移动网数据网数据网电话网电话网业务网业务网传送网传送网 链路层链路层 物理层物理层支支 撑撑 网网应用层面：表示各种信息应用与服务种类应用层面：表示各种信息应用与服务种类 1.1.3 通信网的分层结构 图图1.3 垂直观点的网络结构垂直观点的网络结构 把把OSIOSI七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分 为应用层、业务网和传送网，如图为应用层、业务网和传送网，如图1.31.3所示所示 会议电视会议电视文件传送文件传送远程教育远程教育应用层应用层移动网移动网数据网数据网电话网电话网业务网业务网传送网传送网 链路层链路层 物理层物理层支支 撑撑 网网 业务网层面：表示支持各种信息服务的业业务网层面：表示支持各种信息服务的业 务提供手段与装备，它是现代通信网的主务提供手段与装备，它是现代通信网的主 体，是向用户提供诸如电话、电报、传真、体，是向用户提供诸如电话、电报、传真、 数据、图像等各种通信业务的网络。数据、图像等各种通信业务的网络。 1.1.3 通信网的分层结构 图图1.3 垂直观点的网络结构垂直观点的网络结构 把把OSIOSI七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分七层模型进行简化，从垂直结构上，