amy_数据通信基础培训教材(编辑修改稿)

amy_数据通信基础培训教材(编辑修改稿)内容摘要：

接收方的地址，等待线路空闲时，再将报文发送出去。 2. 优点  由于交换机可存储信息，可实现不同速率、格式的相互通信，并可实现一点对多点通信。  可提高线路利用率。 3. 缺点  延时较大，不利于实时通信  需要交换机有高速的处理能力和较大的存储容量，否则会出现阻塞现象。 分组交换 1. 基本原理 也属“存储 — 转发”方式，但其不以报文为单位，而是将报文分成被规格化了的包 （ Packet）进行交换和传输。 主要特点是更短的具有统一规格的分组包，而且每个分组都带有控制信息和地址信息，因此，分组更利于交换机存储和处理，还可在网内独立的传输，以分组进行流量控制、路由选择和差错控制等处理。 2. 优点  由于采用差错控制等措施，所以传输质量高。  线路利用率高，采用动态统计时分复用技术。  可靠性高。  互通性好。 16 3. 缺点  传输开销大，所以效率低。  技术实现复杂。 最典型的应用是 分组交换网。 帧中继 1. 基本原理 帧中继（ FR）是在分组交换技术基础上，随着光纤传输广泛应用以及用户终端处 理能力的增强而发展的。 帧中继也称快速分组交换技术，保留了分组交换的统计复用的优点。 去掉了差错控制、流量控制，把其留给用户终端处理，提高了传输速率，同时取消了分组层，增加了路由功能，即在第二层以帧为单位进行路由选择。 2. 优点  对帧中继包统计复用，简化协议，所以效率高。  组网灵活，由于帧中继协议简单，在现有数据网上稍加改造，便可实现。  可动态分配带宽，解决突发数据。 帧中继技术目前已经被广泛应用。 ATM 1. 基本原理 ATM 的基本原理是 分割与封装。 处理大量信息的最好办法是把信息分割成尽可能小的单元以 便易于处理。 ATM 采用固定长度的分组 —— 信元进行交换。 信元的长度是固定的，为 53 个字节，其中 48 个字节携带信息负荷， 5 个字节为信头。 信头带有足够的信息为信元在 ATM 网中指示路径。 ATM 交换对信元的发送采用统计时分复用，允许收发时钟异步工作。 所以 ATM 为异步传输模式。 2. 优点  与分组交换相比，缩短了包头，简化了控制格式，可以更快地完成路由选择，增加、去除、复用 ATM信元，易于处理。  可支持多种业务，不关心信息的内容和形式。  与传统同步时分复用的固定带宽相比， ATM 分配带宽是动态的。 资源利用率高。 基于 ATM的网络与服务将在后面介绍。 小结 几种不同的交换方式体现在对信息的处理方法上： 电路交换 —— 在物理层数据透明传输。 分组交换 —— 在分组层（第三层）数据以分组形式被存储 — 转发。 17 帧中继 —— 在链路层数据以帧的形式传输。 ATM交换 —— 在链路层数据以信元的形式传输。 对应于不同的信息格式，其寻址方式也不同。 第四章 分层通信体系结构 随着通信的发展，为了将使用不同传输介质、传输技术、交换技术、用户终端，传送不同业务的通信网互连，允许系统之间透明的通信和数据转换， ISO 建立了一个通信系统标准化框架 —— 开放系 统互连模型 OSI（ Open System Interconnection）。 OSI 是一个七层结构。 通信过程被分割成七个不同的层次，如图 所示，每一层均包含了一组功能，以便提供一组确定的服务。 同层之间用相同的协议通信，层间通过接口来传递信息。 这种分层结构使得当给定的某层做了改动以后，只要该层提供的服务不变，系统中的其它部分就不受影响。 OSI 与现存的许多通信网并不完全兼容，因为许多技术是先于 OSI 的。 尽管如此，许多通信厂商以不同的方式实现 OSI 兼容性。  各层功能描述 1. 物理层 规范设备间电 气和物理连接的一组规则，包括物理设备间的电气、机械和规程方面的协议和接口。 如 接口，其控制 DCE 和DTE 之间的连接。 2. 数据链路层 负责访问物理层规定的介质，包括相邻节点间 帧的构成，差错控制、流量控制及链路控制等。 这里的帧是指通过通信线路被传输信息的基本单位。 与 PCM时分复用系统中的帧不同。 数据链路是两个相邻节点间经双方确认后可开始传输数据的逻辑连接，它是建立在物理连接基础之上的。 链路控制包括数据链路的建立、数据传送和拆除链路等。 典型的数据链路层协议是高级数据链路控制 HDLC。 3. 网络层 负责从 源节点到目的节点间路由选择（包括寻址、选路和交换），对数据进行分割和组合，并进行流控和差错控制。 在网络层已经有多种协议，如 分组交换协议， 网关协议和 IP 协议等。 4. 传输层 提供端到端的数据管理，包括差错和流量控制，保证端到端的可靠传输。 下三层主要负责传送数据，属通信子网。 上三层负责数据处理，主要在用户端到端之间进行。 5. 会话层 负责不同用户和系统间连接的建立和维护。 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 图 OSI七层参考模型 7 6 5 4 3 2 1 18 6. 表示层 对数据进行转换，包括格式和代码转换，数据表示、压缩和加密等。 7. 应用层 和应用的直接接口，应用程序获得服务的窗口， 包括文件传输、数据共享和数据库访问等。 在这七层中，最低的四层是严格定义好的，但最高的三层是值得考虑的，他们取决于用何种网络协议。 在很多通信网中，只有底下的几层，并不是严格的七层。 第二部分 通信网络 第一章 概述 在第一部分我们主要介绍了通信系统中传输、交换等基本技术。 在这一部分我们将重点介绍目前应用较广泛的几种网络。 这些网络按业务可分为 电话网、数据通信网、移动通信网和多媒体业务网 等。 但是，随着技术的发展，目前的网络和业务正不断的交叉、融合。  基础传送网 电话网、 ISDN、 DDN 等业务网均依赖于基础传 送网。 我国传送网传输媒介以光纤为主，采用 SDH 技术，目前也正在发展 WDM 技术。 其次是卫星和数字微波。  支撑网 支撑网是为保证电信基础网和业务网正常运行，增强网路功能，提高服务质量。 包括： 信令网 —— 为 7号公共信道信令系统的一个或多个使用者传送信令的专用数据网。 同步网 —— 为电信网中所有电信设备的时钟提供同步控制信号，使它们同步工作在共同速率上的一个同步基准参考信号的分配网络。 管理网 —— 电信管理网（ TMN）是建立在基础电信网络基础上的管理网络。 支撑电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织。 第二章 电话 网 概述 为公众用户提供电话业务而建立和经营的电信网称为公众电话网，即 PSTN。 它是最基本的应用最广泛的电信业务网。 1. 交换方式 电话网采用电路交换方式。 由时分或空分交换机完成。 2. 电话网组成 电话网由用户终端设备（如电话机）、用户小交换机、局间电话交换机、用户线和中继线及信令网等组成。  用户线 —— 用户电话机到端局之间的通信线路。 一般为模拟线路。 用户小交换机与端局之间也有数字线路，如 E1线路。 19  中继线 —— 交换局之间的通信线路。 长途交换局之间有时会通过传送网组成。  交换机 —— 完成任意两个电话用户的连接。  信令 网 —— 7号公共信道信令系统。 信令网是独立于电话网的支撑网络。 3. 我国电话网等级结构 我国的电话网采用五级汇接的等级结构，结构图如图。 分级划分原则是：根据业务流量和行政区划。 一级交换中心 C1—— 大区 共有 8个，分别是北京、沈阳、上海、南京、广州、武汉、西安、成都。 有 3个国际出口，分别是北京、上海、广州。 二级交换中心 C2—— 省 三级交换中心 C3—— 地区 四级交换中心 C4—— 县 五级端局 C5 汇接局 Tm 电话交换机 1. 发展 电话交换机经历了从人工到自动，空分到时分，模拟到 数字等几个阶段的发展。 目前所使用的大部分为数字程控交换机。 2. 功能 程控交换机是把各种控制功能、步骤、方法编成程序，防入存储器，用存储器所存储的程序来控制整个交换机的工作。 3. 数字程控交换机的结构组成  话路系统  数字交换网络 —— 完成交换功能。  中继器 —— 中继线与交换网络的接口电路。  模拟 —— 模拟中继线的接口电路。  数字 —— 数字中继线的接口电路。  用户电路 —— 用户线与交换机接口电路。  用户集线器  控制系统 —— 采用多处理机分散控制。  数字交换 时分交换采用时分（ T）接线器，通过话音存储器和控制存储器完成时隙交 换。 空分交换采用空分（ S）接线器，通过交叉矩阵和控制存储器完成 PCM 线之间的交叉连接。 C1 C2 C3 C4 C5 A用户 C1 C2 C3 C4 C5 B 用户 长途网 本地网 Tm 图 电话网路等级结构 20 时间接线器的容量不大，还必须进行空间交换，以扩大其容量。 在实际应用中，多采用 TS 结合方式。  软件结构 程控交换机软件由运行软件和支援软件组成。  运行软件 —— 程控交换机在运行中直接使用的软件，包括运行程序和数据。  支援软件 —— 用于开发和生成交换局的软件和数据。 4. 接口 交换机可以可以提供多种信令方式的用户和中继接口。  模拟接口  Z 接口 —— 两线模拟用户接口。  C 接口 —— 两线或四线模拟中继接口  数字接口  V接口 —— 用户 线侧的数字接口。  A接口 —— 速率 2Mbit/s 数字中继接口。  B 接口 —— 速率 8Mbit/s 数字中继接口。 信令系统 信令是通信网中各个交换局在完成各种呼叫接续时所采用的一种通信语言。 1. 信令种类  按 功能 分  线路信令 —— 监视设备和线路状态。  路由信令 —— 对于主叫所拨的电话号码进行路由选择。  管理信令 —— 用于电话网的管理和维护。  按 工作区域 分  用户线信令 —— 用户和交换机之间的信令，在用户线上传送。  局间信令 —— 交换机和交换机之间的信令，在局间中继线上传送。  按 信令的信道 分  随路信令 —— 信令和话音在同一条话路 中传送信令的方式。  公共信道信令 —— 以时分复用方式在一条高速链路上传送一群话路的信令的信令方式，一般用于局间。 2. 随路信令（ CAS） 随路信令目前在我国电话网上广泛使用，称为 中国一号信令。 由于信令和话音在同一条话路上传送，所以其具有如下特点。  特点 21  信令传送速度慢；  信令容量有限；  传送与呼叫无关的信令信息能力有限，更不能传送非话业务和管理信息；  有些系统在通话期间不能传送信令。  线路信号  前向信号 —— 发端局发向收端局的信号  后向信号 —— 收端局发向发端局的信号  记发器信号 采用 多频互控方式 MFC 3. 公共信 道信令（ CCS） 在我国，公共信道信令称为 中国 7号信令。 它是在 ITUT 7号信令的基础上，结合我国通信网情况制定的。  特点  信令的传送和交换与语音分开，改变、增加信令灵活；  信令传送速度快，缩短了呼叫建立时间；  信令容量大，便于增加各种管理功能，能在国际、国内电话网、数据网和 ISDN同时并存时使用；  统一了信令系统，不再像随路信令系统是针对某一网络的专用信号，可以设计成一个通用的信令系统；  信令网与语音网分离，不存在互相干扰问题，便于维护和管理；  信道利用率高。 在随路信令中， 30 个 TS16 时隙只为 30 个话 路服务，而在 中一个 64kbit/s信令链路最多能传送 1万多个中继话路信令。  功能级结构 如图。  消息传递部分 MTP（ Message Transfer Part）包括 L1到 L3  用户部分 UP(User Part)  电话用户部分 TUP  数据拥护部分 DUP  ISDN用户部分 ISUP  移动应用部分 MAP 信令网等级结构 我国采用三级信令网结构。 将在第十一章信令网部分进行具体介绍。 用户级 信令网功能级 信令链路控制级 信令数据链路级 L4 L3 L2 L1 图 7 号信令等。