1、 通信網性能分析基礎蘇駟希 1.1 電信網絡概述n通信意味著信息的傳遞和交換。n通信對于人類社會來說是必不可少的，它是聯系人類社會各組成要素的重要手段。n通信網理論基礎或性能分析就是研究如何提高通信網絡整體的快速性、有效性、可靠性、多樣化和經濟性，以較低的成本實現網絡的性能，滿足社會需求。 通信系統和通信網絡 n將一個用戶的信息傳送到另一個用戶的全部設施通常稱為一個通信系統。這些系統大部分應用在點對點環境，有微波系統、光通信系統和衛星通信系統等。n通信網絡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備的總和，是通信系統的系統。 通信網的構成元素 n從物理空間上看，通信網的組成元素可以說

2、主要有如下部分：終端機，傳輸線路和交換設備以及相應的信令、協議和標準；當然從整體上還應該包括網絡的拓撲結構和路由計劃等。復用 n為了提高傳輸線路的利用率，信道中還包括復用設備。信道的復用也就是分割信道給不同的終端用戶使用，常用的復用方式有頻分復用，同步時分復用，碼分復用，統計復用等 。交換 n交換設備是電信網絡的核心設備。n由于成本的原因，為保證網絡中任意兩個用戶都能夠交換信息，必須使用交換設備。n常用的交換方式有電路交換、分組交換、多址隨機接入以及ATM中的信元交換和IP交換等方式。電路交換 n這種交換方式的特點是信息傳遞的過程包括呼叫建立，信息傳輸和呼叫清除三個階段，交換信息的雙方通過呼叫

3、建立過程建立端對端通信鏈路并且獨占這一部分線路資源，在通信結束后拆除鏈路并釋放其占用的線路資源。分組交換 n分組交換，適合于數據網絡。有兩種典型工作模式，面向連接和無連接網絡。n下面主要考慮面向連接的數據網絡。這種工作方式下，通信的雙方占用一個固定的邏輯鏈路而非實際的物理鏈路，具有較高的線路利用率，信道的復用方式為統計復用，但是難以保障時延特性，不適合實時通信，適合數據業務。 多址接入n多址接入，與電路交換和分組交換不同，這種方式下，用戶信息可以不必集中到交換設備，事實上可能根本就沒有交換設備。在這種工作方式下，用戶可以直接送到線路上傳輸，每個用戶都具有一個地址，通過地址來區分不同用戶的信息。

4、信息的交換實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，老式的以太網就是這樣的例子。ATM nATM的信元交換， ATM一度被認為是寬帶綜合業務數字網的解決方式，有專門的復用和交換方式，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雜性，難度遠勝于一般分組交換。TCP/IPnIP交換，目前因特網絡發展非常迅速，IP交換處理IP數據包，網絡以無連接的方式工作，這種方式與傳統的面向連接的方式有很大區別。由于IP技術的發展并且迅速進入傳統的電信領域，當今的電信正處于歷史的大變革前沿。通信協議和標準 n通信協議和標準是電信網絡中另外一個很重要的因素

5、。在具備了終端設備、傳輸線路和交換設備這些硬件后，一個通信系統要能正確運行，還需要具備相應的軟件和標準。 通信網絡的分類 n 按照網絡中傳輸的信息或者是網絡承載的業務來劃分，可以將網絡劃分為電話網、數據網、廣播和電視網等。 n按照網絡覆蓋的物理范圍來劃分，通信網絡可以劃分為局域網、城域網、廣域網等。 1.2 電話網絡概述 1.2.1 模擬電話網電話網絡的拓撲結構1.2.2 綜合數字網n從上個世紀70年代末到90年代，電話網絡經歷了另外一個重大變化，公網逐步完成了模擬到數字的轉化，實現了數字化傳輸、程控交換和7號信令系統，具備上面這些特征的網絡也叫綜合數字網，綜合數字網標志電話網絡具備了現代電話

6、網絡的基本特征。 1.3 數據網絡概述 n數據業務是電信網絡的另一大類業務，它和語音業務有很大的不同。首先，數據信源相對語音信源要復雜很多，數據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變化，而語音信源是簡單的恒定速率信源。n在對電信網絡的要求上，數據對錯誤敏感，對延時的要求低一些；語音對時延和時延的波動很敏感，對錯誤的要求低一些。 數據網絡的分類n影響數據網絡的兩個主要因素是線路的誤碼率和網絡的通信范圍。n 面向連接和無連接的網絡。 面向連接的數據網絡1.4 課程內容介紹 n通信網絡的性能分析希望從全局和整體出發，考慮如何了解和分析電信網絡的性能，進而規劃設計和優化網絡。n網絡性能分析不但要有通信網絡的基礎知識，還應該掌握較深入的數學理論，是一個很綜合的內容。n本課程將主要對兩個網絡進行性能分析，這兩個網絡是電路交換網絡和面向