通信組織與運營管理_06數(shù)據(jù)通信網及其業(yè)務

1、第二篇 電信運營系統(tǒng)的運行第5章 數(shù)據(jù)通信網及其業(yè)務數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信 當你的雙手不停的在計算機鍵盤上敲打時，你知道你所使用的信息媒介或信息載體是什么嗎？ 傳送話音信號的電話通信網能不能保證傳送數(shù)據(jù)信號的要求呢？n通信的三個要素：通信的三個要素：、和和噪聲噪聲信源信源發(fā)送器發(fā)送器信道信道接收器接收器信宿信宿源系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)目的系統(tǒng)n任何信道都不是完美無缺的，因此會對傳輸?shù)男盘柈a生任何信道都不是完美無缺的，因此會對傳輸?shù)男盘柈a生干擾，稱為干擾，稱為。外界：閃電、串擾、電氣設備內部：介質特性（衰減、延遲與頻率有關）n信息通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸過程信息通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸過程把攜帶把攜帶信息信息

2、的的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)用物理用物理信號信號形式通過信道傳送到目的地形式通過信道傳送到目的地信息和數(shù)據(jù)（二進制位）不能直接在信道上傳輸信息和數(shù)據(jù)（二進制位）不能直接在信道上傳輸編碼編碼：數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)適合傳輸?shù)臄?shù)字信號適合傳輸?shù)臄?shù)字信號便于同步、識別、糾錯便于同步、識別、糾錯調制調制：數(shù)字信號：數(shù)字信號適合傳輸?shù)哪M形式適合傳輸?shù)哪M形式按頻率、幅度、相位按頻率、幅度、相位解調解調：接收模擬波形：接收模擬波形數(shù)字信號數(shù)字信號解碼解碼：數(shù)字信號：數(shù)字信號原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)信息信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號信號在信道上傳輸在信道上傳輸信號信號數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息信息數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼調制調制解調解調數(shù)據(jù)解碼數(shù)據(jù)解碼01000001A010

3、00001A信道信道數(shù)據(jù)通信的概念數(shù)據(jù)通信的概念是20世紀60年代隨著計算機的發(fā)展和廣泛應用而發(fā)展起來的通信技術。n隨著計算機的普及，人們都從廣義上理解數(shù)據(jù)這個詞的含義。無論是文字、語聲還是圖像，只要它們能用編碼的方法形成各種代碼組合，既可存儲在計算機內，又可用計算機進行加工、處理，那么都可統(tǒng)稱之為。n現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信就是為計算機之間，以及各計算機和各種終端之間提供傳輸、交換信息的手段。即通過計算機或其他數(shù)據(jù)裝置與通信線路，完成數(shù)據(jù)編碼信道的傳輸、轉接、存儲和處理的通信技術。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構成數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)I/O設備設備傳輸控制器傳輸控制器DCE信道信道DCE通信控制器通信控制器主機

4、主機DTE（數(shù)據(jù)終端）（數(shù)據(jù)終端）DL（數(shù)據(jù)鏈路）（數(shù)據(jù)鏈路）DCE(數(shù)據(jù)電路終端設備數(shù)據(jù)電路終端設備)中央計算機系統(tǒng)中央計算機系統(tǒng) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由、和三部分組成。 n數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 傳輸線路傳輸線路n有線介質、無線介質有線介質、無線介質 傳輸設備傳輸設備n調制解調器、中繼器、多路復用器、交換機等調制解調器、中繼器、多路復用器、交換機等調制解調器等網絡接入設備也稱為調制解調器等網絡接入設備也稱為DCE（Data Circuit Equipment）n數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：計算機、終端等：計算機、終端等 又分為：又分為：源系統(tǒng)（信源發(fā)送器）：發(fā)出數(shù)據(jù)的計算機源系統(tǒng)（信源發(fā)送器）：發(fā)

5、出數(shù)據(jù)的計算機目的系統(tǒng)（信宿接收器）：接收數(shù)據(jù)的計算機目的系統(tǒng)（信宿接收器）：接收數(shù)據(jù)的計算機 計算機、終端等設備也稱為計算機、終端等設備也稱為DTE（Data Terminal Equipment ） DCEDTEDTEDCEn5個階段個階段n包含兩項內容：包含兩項內容：數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸和和通信控制通信控制 過程過程 與打電話比較與打電話比較建立物理連接 撥號，撥通對方 建立邏輯連接 互相確認身份數(shù)據(jù)傳輸 互相通話斷開邏輯連接 互相確認要結束通話斷開物理連接 雙方掛機*注意，并不是所有的數(shù)據(jù)通信都需要全部注意，并不是所有的數(shù)據(jù)通信都需要全部5個階段。個階段。數(shù)據(jù)通信的基本過程數(shù)據(jù)通信的基本過

6、程由數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)來實現(xiàn)的，廣義的概念認為數(shù)據(jù)通信是有計算機參與的，是指按照一定的規(guī)程或協(xié)議完成數(shù)據(jù)的傳輸、交換、儲存和處理的整個通信過程。：利用電信號或光信號的形式把數(shù)據(jù)從一端傳送到另外一端的過程。 數(shù)據(jù)信號可以由各類數(shù)據(jù)終端產生。由低速的數(shù)據(jù)終端產生的數(shù)據(jù)信號也可以通過電話網傳輸。數(shù)據(jù)通信的特點數(shù)據(jù)通信的特點n抗干擾能力強 n高質量的遠距離通信 n易于實現(xiàn)綜臺業(yè)務數(shù)字網（ISDN） n便于數(shù)字加密 n便于集成化、智能化 數(shù)據(jù)通信網數(shù)據(jù)通信網n數(shù)據(jù)通信網是以傳輸數(shù)據(jù)為主，實現(xiàn)計算機之間、數(shù)據(jù)終端之間、以及數(shù)據(jù)終端與計算機之間的信息傳遞的通信網絡。（1）按照網絡拓撲結構可分為網狀網、格形網、星形

7、網、網狀網、格形網、星形網、環(huán)形網、復合網環(huán)形網、復合網等。（2）按照傳輸技術及網絡業(yè)務分類，數(shù)據(jù)通信網可分為交交換網換網和廣播網廣播網。（3）按照傳輸距離和覆蓋范圍的不同，可分為局域網、城局域網、城域網域網和廣域網廣域網。 數(shù)據(jù)通信網的交換方式數(shù)據(jù)通信網的交換方式n什么是交換？什么是交換？按某種方式動態(tài)地分配傳輸線路資源。n例如，電話交換機在用戶呼叫時為用戶選擇一條可用的線路進行接續(xù)。用戶掛機后則斷開該線路，該線路又可分配給其它用戶。n最初的交換：人工轉接交換n為什么要采用交換技術？為什么要采用交換技術？節(jié)省線路投資，提高線路利用率。n實現(xiàn)交換的方法主要有：實現(xiàn)交換的方法主要有：電路交換電路

8、交換、報文交換報文交換和和分組交換分組交換。p在通信雙方之間建立一條臨時專用線路的過程。在通信雙方之間建立一條臨時專用線路的過程。n可以是真正的物理線路，也可以是一個復用信道。p特點：特點：數(shù)據(jù)傳輸前需要建立一條端到端的通路。稱為“面向連接的”（典型例子：電話）p過程：過程：建立連接建立連接通信通信釋放連接釋放連接p優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：n建立連接的時間長；n一旦建立連接就獨占線路，線路利用率低；n無糾錯機制；n建立連接后，傳輸延遲小。p電話網絡中的電路交換電話網絡中的電路交換p電路交換也能在多路復用信道上實現(xiàn)電路交換也能在多路復用信道上實現(xiàn)在物理線路的某個信道上建立連接p以報文為單位進行以報文為單

9、位進行“存儲存儲-轉發(fā)轉發(fā)”的交換技術。的交換技術。n在交換過程中，交換設備將接收到的報文先存儲，待信道空閑時再轉發(fā)出去，一級一級中轉，直到目的地。這種數(shù)據(jù)傳輸技術稱為存儲-轉發(fā)。p傳輸之前不需要建立端到端的連接傳輸之前不需要建立端到端的連接，僅在相鄰結點傳，僅在相鄰結點傳輸報文時建立結點間的連接。輸報文時建立結點間的連接。稱為稱為“無連接的無連接的”。p整個報文整個報文（Message）作為一個整體一起發(fā)送。作為一個整體一起發(fā)送。p優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：n沒有建立和拆除連接所需的等待時間；n線路利用率高；n傳輸可靠性較高；n報文大小不一，造成存儲管理復雜；n大報文造成存儲轉發(fā)的延時過長，且對存儲容

10、量要求較高；n出錯后整個報文全部重發(fā)。類比：下載時若無斷點續(xù)傳功能，一旦出錯你會怎樣做？類比：下載時若無斷點續(xù)傳功能，一旦出錯你會怎樣做？HHHAR5R2R3Router1R4HBMMMMM存儲轉發(fā)存儲轉發(fā) (Store and Forward)n發(fā)送報文的主機在發(fā)送之前，要將報文的目的地址附加在報文前面。然后將報文發(fā)送到網絡中的結點中。n每個網絡中的結點將完整地接收報文，暫存報文，然后將報文發(fā)送到下一個更接近目的主機的結點中。如此操作，直至將報文發(fā)送到目的主機為止。報文報文“存儲存儲-轉發(fā)轉發(fā)”過程過程ADCB發(fā)送報文發(fā)送報文傳輸傳輸接收接收-暫存暫存-轉發(fā)轉發(fā)傳輸傳輸傳輸傳輸接收報文接收報

11、文接收接收-暫存暫存-轉發(fā)轉發(fā)p將報文分割成若干個大小相等的分組將報文分割成若干個大小相等的分組（Packet）進行進行存存儲轉發(fā)儲轉發(fā)。p數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立一條數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立一條端到端端到端的物理通路。的物理通路。p有強大的糾錯機制、流量控制、擁塞控制和路由選擇有強大的糾錯機制、流量控制、擁塞控制和路由選擇功能。功能。p優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：n對轉發(fā)結點的存儲要求較低，可以用內存來緩沖分組速度快；n轉發(fā)延時小適用于交互式通信；n某個分組出錯可以僅重發(fā)出錯的分組效率高；n各分組可通過不同路徑傳輸，容錯性好。n需要分割報文和重組報文，增加了端站點的負擔。p分組交換有兩種交換方式：分組交換有兩種

12、交換方式：n數(shù)據(jù)報方式和虛電路方式n分組交換網以為基礎，一般由構成，其中。n分組交換網通過來提供面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸質量高，可靠性高，可使不同終端之間進行通信，可實現(xiàn)一點對多點同時通信，線路利用率高，經濟性好，但協(xié)議復雜，傳輸速率較低，數(shù)據(jù)業(yè)務量增大時，時延增大、傳輸效率低。 數(shù)據(jù)通信網類型數(shù)據(jù)通信網類型中轉交中轉交換機換機中轉交中轉交換機換機中轉交中轉交換機換機中轉交中轉交換機換機PTPTNPT其他其他分組網分組網RCUNPTPT本地交換機本地交換機NMCn 分組交換網的用戶入網方式分組交換網的用戶入網方式f撥號入網撥號入網：在電話機上并接調制解調器(modem）撥號入網，用戶需申請一個

13、入網身份識別碼，通信速率為300bps9600bps. f專線入網專線入網：可分模擬專線和DDN數(shù)字專線。模擬專線時，速率1.2192kbit/s，DDN數(shù)字專線時，速率1.2256kbit/s。 （DDN）是利用光纖、數(shù)字微波或衛(wèi)星等數(shù)字通道提供永久或半永久性連接電路，以傳輸數(shù)據(jù)信號為主的數(shù)字傳輸網絡，它既可以用于計算機之間的通信，也可用于傳送數(shù)字化傳真、數(shù)字話音、數(shù)字圖像信號或其他數(shù)字化信號。nDDN一般由九大部分組成。n 數(shù)字數(shù)據(jù)網（數(shù)字數(shù)據(jù)網（DDN）特點）特點可提供2Mbit/s或N64kbit/s（ N=131 ）速率的數(shù)字傳輸信道。傳輸質量高，時延小。協(xié)議簡單，采用交叉連接技術和

14、時分復用技術，由智能化程度較高的用戶端設備來完成協(xié)議的轉換，本身不受任何規(guī)程的約束，可面向各類數(shù)據(jù)用戶。可靠性高。組網欠靈活，線路利用率低。n幀中繼網簡化了X.25協(xié)議，可在分組交換網、DDN上增加軟硬件設備來形成幀中繼網，也可用專門的幀中繼交換機和高速中繼線組建專門的幀中繼網絡。n幀中繼網采用面向連接的技術，可提供PVC和SVC，傳輸效率高、經濟性好、可靠性高、組網靈活，并可與ATM實現(xiàn)很好的互連。n數(shù)據(jù)通信業(yè)務包括兩類：是提供的各類數(shù)據(jù)傳送業(yè)務。包括：。 n基本業(yè)務即最簡單的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務，其性能特點取決于業(yè)務所依托的數(shù)據(jù)通信網。數(shù)據(jù)通信基本業(yè)務主要有。n數(shù)據(jù)通信增值業(yè)務包括。n分組交換網業(yè)

15、務分組交換網業(yè)務p基本業(yè)務功能（分組交換網是通過“虛電路”來建立傳送信息的信息通路，虛電路有兩種方式：交換虛電路（SVC）和永久虛電路（PVC） ）p用戶任選功能（閉合用戶群、呼叫封阻、網絡用戶識別、呼叫轉移、虛擬專用網、廣播功能等 ）p增值業(yè)務功能（如電子信箱、電了數(shù)據(jù)互換（EDI）、可視圖文、傳真存儲轉發(fā)、數(shù)據(jù)庫檢索等 ）n分組交換的應用分組交換的應用p分組交換在商業(yè)中的應用較廣泛，如銀行系統(tǒng)在線式信用卡（POS機）的驗證 nDDN的業(yè)務內容的業(yè)務內容nDDN的應用的應用DDN作為計算機數(shù)據(jù)通信聯(lián)網傳輸?shù)幕A，提供點對點、一點對多點的大容量信息傳送通道。如利用全國DDN網組成的海關、外貿系

16、統(tǒng)網絡。 如通過DDN網將銀行的自動提款機（ATM）連接到銀行系統(tǒng)大型計算機主機；通過DDN網發(fā)布證券行情等。 n幀中繼業(yè)務幀中繼業(yè)務p幀中繼業(yè)務是在用戶-網絡接口（WIN）之間提供用戶信息流的雙向傳送，并保持原順序不變的一種承載業(yè)務。n幀中繼業(yè)務的應用幀中繼業(yè)務的應用。利用CHINAFRN進行局域網互聯(lián)是幀中繼業(yè)務最典型的一種應用。 。幀中繼可以為醫(yī)療、金融機構提供圖像、圖表的傳送業(yè)務。 基本業(yè)務的比較基本業(yè)務的比較速率范圍主要應用分組交換業(yè)務分組交換業(yè)務1.2kbit/s64kbit/s組建內部信息網；數(shù)據(jù)庫查詢；金融客戶端業(yè)務。 DDN業(yè)務業(yè)務2.4kbit/s2048kbit/s信息量

17、大，低時延需求的專線連接。 幀中繼幀中繼業(yè)務業(yè)務14.4kbit/s2048kbit/sLAN互聯(lián)；大文件傳送等。Internet業(yè)務業(yè)務不定，可以達到很高可滿足各種通信需求 數(shù)據(jù)增值業(yè)務數(shù)據(jù)增值業(yè)務n電子信箱是采用存儲轉發(fā)的方式進行電子郵件傳遞的信息處理系統(tǒng)。n中國公用電子函件系統(tǒng)通過分組交換網，向分組網、電話網和用戶電報網上的所有用戶提供電子信箱服務。用戶通過中國公用電子函件業(yè)務網（CHINAMAIL）可以與國內、國外的電子信箱用戶、Internet上的用戶互通電子郵件。用戶也可以把一封電子函件投送給國內外的非電子信箱用戶，如打印機、傳真機和用戶電報終端及分組網上的計算機終端。nEDI是通

18、過計算機通信網絡將貿易、運輸、保險、銀行和海關等行業(yè)信息，用一種國際公認的標準格式，來實現(xiàn)各相關部門或企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交換與處理，并完成以貿易為中心的全部過程。nEDI是對傳統(tǒng)貿易的革命，由于EDI的使用可以完全取代傳統(tǒng)的紙張文件的交換，因此EDI也被稱為“無紙貿易”或“電子貿易”。n傳統(tǒng)的傳真業(yè)務都是利用公用電話網實現(xiàn)，采用電路交換方式，將傳真機雙方臨時用電路接通，傳完以后再釋放電路。這種信息傳遞方式不適合大業(yè)務量的通信需要。n傳真存儲轉發(fā)（Fax Store & Forward）是一種具有存儲轉發(fā)功能的非實時性的傳真通信。傳真存儲轉發(fā)利用計算機存儲的功能，先將發(fā)方的傳真報文存儲到主機

19、里，然后通過現(xiàn)代化的通信網（傳真網和電話網），將傳真報文轉發(fā)到被叫傳真機上。 n可視圖文(Videotex)是面向電話網上用戶的交互式信息服務新業(yè)務。它利用中國公用分組交換數(shù)據(jù)網，把分布在全國各地的公用數(shù)據(jù)庫和專用數(shù)據(jù)庫組織起來，向用戶提供檢索型、交易型、計算和信息處理型業(yè)務。n用戶檢索可視圖文信息庫，需要購買或租用一臺可視圖文專用終端，或購買一塊可視圖文卡，插入自己的PC機組成一個通用可視圖文終端，通過電話線接入可視圖文數(shù)據(jù)庫。通常與一個特定的速度或一套服務聯(lián)系在一起，它是能夠滿足人們感觀所能感受到的各種媒體在網絡上傳輸所需要的帶寬。n目前寬帶業(yè)務具有等幾種接入方式。 pXDSL系列接入業(yè)務

20、ADSL業(yè)務VDSL業(yè)務 pFTTX+LAN接入方式nVSAT（VERYSMALL APERTURE TERMINAL），即 “甚小天線地球站”。由于源于傳統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，所以也稱為衛(wèi)星小數(shù)據(jù)站或個人地球站（IPES）。nVSAT是80年代中期利用現(xiàn)代技術開發(fā)的一種新的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。借助VSAT用戶數(shù)據(jù)終端可直接利用衛(wèi)星信道與遠端的計算機進行聯(lián)網，完成數(shù)據(jù)傳遞、文件交換或遠程處理，從而擺脫了本地區(qū)的地面中繼線問題，這在地面網絡不發(fā)達、通信線路質量不好或難于傳輸高速數(shù)據(jù)的邊遠地區(qū)，使用VSAT 作為數(shù)據(jù)傳輸手段是一種很好的選擇。目前，廣泛應用于銀行、飯店、新聞、保險、運輸、旅游等部門。 n所謂固網短信業(yè)務，就是利用現(xiàn)有的固定電話網，向固定電話用戶提供多種信息服務，目前主要包括信息查詢和短消息兩大類。n2001年11月，中國電信在全國推出“家家E固話短消息業(yè)務”。普通固定電話用戶申請此業(yè)務,并購買專用的信息電話后，即可獲得信息、娛樂