1、第二篇 電信運營系統的運行第5章 數據通信網及其業務數據通信數據通信 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據信號的要求呢？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送器發送器信道信道接收器接收器信宿信宿源系統源系統目的系統目的系統n任何信道都不是完美無缺的，因此會對傳輸的信號產生任何信道都不是完美無缺的，因此會對傳輸的信號產生干擾，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信息通過數據通信系統的傳輸過程信息通過數據通信系統的傳輸過程把攜帶把攜帶信息信息

2、的的數據數據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據（二進制位）不能直接在信道上傳輸信息和數據（二進制位）不能直接在信道上傳輸編碼編碼：數據：數據適合傳輸的數字信號適合傳輸的數字信號便于同步、識別、糾錯便于同步、識別、糾錯調制調制：數字信號：數字信號適合傳輸的模擬形式適合傳輸的模擬形式按頻率、幅度、相位按頻率、幅度、相位解調解調：接收模擬波形：接收模擬波形數字信號數字信號解碼解碼：數字信號：數字信號原始數據原始數據信息信息數據數據信號信號在信道上傳輸在信道上傳輸信號信號數據數據信息信息數據編碼數據編碼調制調制解調解調數據解碼數據解碼01000001A010

3、00001A信道信道數據通信的概念數據通信的概念是20世紀60年代隨著計算機的發展和廣泛應用而發展起來的通信技術。n隨著計算機的普及，人們都從廣義上理解數據這個詞的含義。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，那么都可統稱之為。n現代數據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據裝置與通信線路，完成數據編碼信道的傳輸、轉接、存儲和處理的通信技術。 數據通信系統的構成數據通信系統的構成數據數據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（數據終端）（數據終端）DL（數據鏈路）（數據鏈路）DCE(數據電路終端設備數據電路終端設備)中央計算機系統中央計算機系統 數據通信系統由、和三部分組成。 n數據傳輸系統數據傳輸系統 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數據處理系統數據處理系統：計算機、終端等：計算機、終端等 又分為：又分為：源系統（信源發送器）：發出數據的計算機源系統（信源發送器）：發

5、出數據的計算機目的系統（信宿接收器）：接收數據的計算機目的系統（信宿接收器）：接收數據的計算機 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：數據傳輸數據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 互相確認身份數據傳輸 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，并不是所有的數據通信都需要全部注意，并不是所有的數據通信都需要全部5個階段。個階段。數據通信的基本過程數據通信的基本過

6、程由數據通信系統來實現的，廣義的概念認為數據通信是有計算機參與的，是指按照一定的規程或協議完成數據的傳輸、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據從一端傳送到另外一端的過程。 數據信號可以由各類數據終端產生。由低速的數據終端產生的數據信號也可以通過電話網傳輸。數據通信的特點數據通信的特點n抗干擾能力強 n高質量的遠距離通信 n易于實現綜臺業務數字網（ISDN） n便于數字加密 n便于集成化、智能化 數據通信網數據通信網n數據通信網是以傳輸數據為主，實現計算機之間、數據終端之間、以及數據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、環形網、復合網環形網、復合網等。（2）按照傳輸技術及網絡業務分類，數據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。 數據通信網的交換方式數據通信網的交換方式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。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？節省線路投資，提高線路利用率。n實現交換的方法主要有：實現交換的方法主要有：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：數據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優缺點：優缺點：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電路交換也能在多路復用信道上實現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-轉發轉發”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出去，一級一級中轉，直到目的地。這種數據傳輸技術稱為存儲-轉發。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送。作為一個整體一起發送。p優缺點：優缺點：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。類比：下載時若無斷點續傳功能，一旦出錯你會怎樣做？類比：下載時若無斷點續傳功能，一旦出錯你會怎樣做？HHHAR5R2R3Router1R4HBMMMMM存儲轉發存儲轉發 (Store and Forward)n發送報文的主機在發送之前，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，直至將報文發送到目的主機為止。報文報文“存儲存儲-轉發轉發”過程過程ADCB發送報文發送報文傳輸傳輸接收接收-暫存暫存-轉發轉發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-轉發轉發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儲轉發。p數據傳輸前不需要建立一條數據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優缺點：優缺點：n對轉發結點的存儲要求較低，可以用內存來緩沖分組速度快；n轉發延時小適用于交互式通信；n某個分組出錯可以僅重發出錯的分組效率高；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數據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據傳輸，傳輸質量高，可靠性高，可使不同終端之間進行通信，可實現一點對多點同時通信，線路利用率高，經濟性好，但協議復雜，傳輸速率較低，數據業務量增大時，時延增大、傳輸效率低。 數據通信網類型數據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數字專線。模擬專線時，速率1.2192kbit/s，DDN數字專線時，速率1.2256kbit/s。 （DDN）是利用光纖、數字微波或衛星等數字通道提供永久或半永久性連接電路，以傳輸數據信號為主的數字傳輸網絡，它既可以用于計算機之間的通信，也可用于傳送數字化傳真、數字話音、數字圖像信號或其他數字化信號。nDDN一般由九大部分組成。n 數字數據網（數字數據網（DDN）特點）特點可提供2Mbit/s或N64kbit/s（ N=131 ）速率的數字傳輸信道。傳輸質量高，時延小。協議簡單，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議的轉換，本身不受任何規程的約束，可面向各類數據用戶。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實現很好的互連。n數據通信業務包括兩類：是提供的各類數據傳送業務。包括：。 n基本業務即最簡單的數據傳送業務，其性能特點取決于業務所依托的數據通信網。數據通信基本業務主要有。n數據通信增值業務包括。n分組交換網業

15、務分組交換網業務p基本業務功能（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增值業務功能（如電子信箱、電了數據互換（EDI）、可視圖文、傳真存儲轉發、數據庫檢索等 ）n分組交換的應用分組交換的應用p分組交換在商業中的應用較廣泛，如銀行系統在線式信用卡（POS機）的驗證 nDDN的業務內容的業務內容nDDN的應用的應用DDN作為計算機數據通信聯網傳輸的基礎，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、統網絡。 如通過DDN網將銀行的自動提款機（ATM）連接到銀行系統大型計算機主機；通過DDN網發布證券行情等。 n幀中繼業務幀中繼業務p幀中繼業務是在用戶-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務。n幀中繼業務的應用幀中繼業務的應用。利用CHINAFRN進行局域網互聯是幀中繼業務最典型的一種應用。 。幀中繼可以為醫療、金融機構提供圖像、圖表的傳送業務。 基本業務的比較基本業務的比較速率范圍主要應用分組交換業務分組交換業務1.2kbit/s64kbit/s組建內部信息網；數據庫查詢；金融客戶端業務。 DDN業務業務2.4kbit/s2048kbit/s信息量

17、大，低時延需求的專線連接。 幀中繼幀中繼業務業務14.4kbit/s2048kbit/sLAN互聯；大文件傳送等。Internet業務業務不定，可以達到很高可滿足各種通信需求 數據增值業務數據增值業務n電子信箱是采用存儲轉發的方式進行電子郵件傳遞的信息處理系統。n中國公用電子函件系統通過分組交換網，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、銀行和海關等行業信息，用一種國際公認的標準格式，來實現各相關部門或企業之間的數據交換與處理，并完成以貿易為中心的全部過程。nEDI是對傳統貿易的革命，由于EDI的使用可以完全取代傳統的紙張文件的交換，因此EDI也被稱為“無紙貿易”或“電子貿易”。n傳統的傳真業務都是利用公用電話網實現，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務量的通信需要。n傳真存儲轉發（Fax Store & Forward）是一種具有存儲轉發功能的非實時性的傳真通信。傳真存儲轉發利用計算機存儲的功能，先將發方的傳真報文存儲到主機里，然后

19、通過現代化的通信網（傳真網和電話網），將傳真報文轉發到被叫傳真機上。 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務。它利用中國公用分組交換數據網，把分布在全國各地的公用數據庫和專用數據庫組織起來，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據庫。通常與一個特定的速度或一套服務聯系在一起，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目前寬帶業務具有等幾種接入方式。 pXDSL系列接入業務ADSL

20、業務VDSL業務 pFTTX+LAN接入方式nVSAT（VERYSMALL APERTURE TERMINAL），即 “甚小天線地球站”。由于源于傳統衛星通信系統，所以也稱為衛星小數據站或個人地球站（IPES）。nVSAT是80年代中期利用現代技術開發的一種新的衛星通信系統。借助VSAT用戶數據終端可直接利用衛星信道與遠端的計算機進行聯網，完成數據傳遞、文件交換或遠程處理，從而擺脫了本地區的地面中繼線問題，這在地面網絡不發達、通信線路質量不好或難于傳輸高速數據的邊遠地區，使用VSAT 作為數據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所謂固網短信業務，就是利用現有的固定電話網，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固話短消息業務”。普通固定電話用戶申請此業務,并購買專用的信息電話后，即可獲得信息、娛樂、