通信網理論基礎第1頁，課件共92頁，創作于2023年2月第1章緒論1.1通信網的基本概念1.2通信網的服務質量1.3通信網的發展史第2頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.1通信網的基本概念1.1.1通信系統的基本模型

1．點到點的通信系統通信網是通信系統的一種形式。本課中通信系統特指使用光信號或電信號傳遞信息的通信系統。為了更好地理解通信，我們從點到點的通信系統開始介紹。通信系統的基本任務：克服時間、空間的障礙，有效而可靠地傳遞信息是所有。第3頁，課件共92頁，創作于2023年2月圖1.1簡單通信系統模型(a)模型圖；(b)實例實際應用中存在各種類型的通信系統，它們在具體的功能和結構上各不相同，然而都可以抽象成如圖1.1所示的模型?；窘M成包括：信源、發送器、信道、接收器和信宿五部分。第4頁，課件共92頁，創作于2023年2月

(1)信源：產生各種信息的信息源，它可以是人或機器(如計算機等)。

(2)發送器：負責將信源發出的信息轉換成適合在傳輸系統中傳輸的信號。對應不同的信源和傳輸系統，發送器會有不同的組成和信號變換功能，一般包含編碼、調制、放大和加密等功能。

(3)信道：信號的傳輸媒介，負責在發送器和接收器之間傳輸信號。通常按傳輸媒介的種類可分為有線信道和無線信道；按傳輸信號的形式則可分為模擬信道和數字信道。

(4)接收器：負責將從傳輸系統中收到的信號轉換成信宿可以接收的信息形式。它的作用與發送器正好相反。主要功能包括信號的解碼、解調、放大、均衡和解密等。

(5)信宿：負責接收信息。第5頁，課件共92頁，創作于2023年2月

上述通信系統只是一個點到點的通信模型，要實現多用戶間的通信，則需要一個合理的拓撲結構將多個用戶有機地連接在一起，并定義標準的通信協議，以使它們能協同工作，這樣就形成了一個通信網。第6頁，課件共92頁，創作于2023年2月通信網要解決的是任意兩個用戶間的通信問題，由于用戶數目眾多、地理位置分散，并且需要將采用不同技術體制的各類網絡互連在一起，因此通信網必然涉及到尋址、選路、控制、管理、接口標準、網絡成本、可擴充性、服務質量保證等一系列在點到點模型系統中原本不是問題的問題，這些因素增加了設計一個實際可用的網絡的復雜度。第7頁，課件共92頁，創作于2023年2月

2．交換式網絡要實現一個通信網，最簡單直觀的方案就是在任意兩個用戶之間提供點到點的連接，從而構成一個網狀網的結構，如圖1.2(a)所示。引發的問題：該方法中每一對用戶之間都需要獨占一個永久的通信線路，通信線路使用的物理媒介可以是銅線、光纖或無線信道。然而該方法并不適用于構建大型廣域通信網。第8頁，課件共92頁，創作于2023年2月主要原因如下：

(1)用戶數目眾多時，構建網狀網成本太高，任意一個用戶到其他N-1個用戶都要有一個直達線路，技術上也不可行。

(2)每一對用戶之間獨占一個永久的通信線路，信道資源無法共享，會造成巨大的資源浪費。

(3)這樣的網絡結構難以實施集中的控制和管理。

第9頁，課件共92頁，創作于2023年2月問題如何解決：交換技術的采用為解決上述問題，廣域通信網采用了交換技術，即在網絡中引入交換節點，組建交換式網絡，如圖1.2(b)所示。第10頁，課件共92頁，創作于2023年2月在交換式網絡中，用戶終端都通過用戶線與交換節點相連，交換節點之間通過中繼線相連，任何兩個用戶之間的通信都要通過交換節點進行轉接交換。在網絡中，交換節點負責用戶的接入、業務量的集中、用戶通信連接的創建、信道資源的分配、用戶信息的轉發，以及必要的網絡管理與控制功能的實現。第11頁，課件共92頁，創作于2023年2月圖1.2點到點的網絡與交換式網絡第12頁，課件共92頁，創作于2023年2月

交換技術的思想：讓網絡根據用戶實際的需求為其分配通信所需的網絡資源，即用戶有通信需求時，網絡為其分配資源，通信結束后，網絡再回收分配給用戶的資源，讓其他用戶使用，從而達到網絡資源共享，降低通信成本的目的。第13頁，課件共92頁，創作于2023年2月網絡負責管理和分配的最重要資源：通信線路上的帶寬資源。網絡為此付出的代價：需要一套復雜的控制機制來實現這種“按需分配”。第14頁，課件共92頁，創作于2023年2月因此從資源分配的角度來看，不同的網絡技術之間的差異，主要體現在分配、管理網絡資源策略上的差異，它們直接決定了網絡中交換、傳輸、控制等具體技術的實現方式。第15頁，課件共92頁，創作于2023年2月一般來講，簡單的控制策略，通常資源利用率不高，若要提高資源利用率，則需要以提高網絡控制復雜度為代價。現有的各類交換技術，都根據實際業務的需求，在資源利用率和控制復雜度之間做了某種程度的折衷。第16頁，課件共92頁，創作于2023年2月用戶終端至交換節點接入方式：用戶終端至交換節點可以使用有線接入方式，也可以采用無線接入方式；可以采用點到點的接入方式，也可以采用共享介質的接入方式。多址接入的問題：頻分多址接入(FDMA)、時分多址接入(TDMA)、碼分多址接入(CDMA)、隨機多址接入等。第17頁，課件共92頁，創作于2023年2月復用技術：為了提高中繼線路的利用率，降低通信成本，現代通信網采用復用技術，即將一條物理線路的全部帶寬資源分成多個邏輯信道，讓多個用戶共享一條物理線路。實際上，在廣域通信網上，任意用戶間的通信，通常占用的都是一個邏輯信道，極少有獨占一條物理線路的情況。

第18頁，課件共92頁，創作于2023年2月

交換式網絡主要優點：

(1)大量的用戶可以通過交換節點連到骨干通信網上，由于大多數用戶并不是全天候需要通信服務，因此骨干網上交換節點間可以用少量的中繼線路以共享的方式為大量用戶服務，這樣大大降低了骨干網的建設成本。

(2)交換節點的引入也增加了網絡擴容的方便性，便于網絡的控制與管理。實際中的大型交換網絡都是由多級復合型網絡構成的，為用戶建立的通信連接往往涉及多段線路、多個交換節點。第19頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.1.2通信網的定義和構成

1．定義通信網是由一定數量的節點(包括終端節點、交換節點)和連接這些節點的傳輸系統有機地組織在一起的，按約定的信令或協議完成任意用戶間信息交換的通信體系。用戶使用它可以克服空間、時間等障礙來進行有效的信息交換。

第20頁，課件共92頁，創作于2023年2月

2．通信網的構成要素實際的通信網是由軟件和硬件按特定方式構成的一個通信系統，每一次通信都需要軟硬件設施的協調配合來完成。硬件：通信網由終端節點、交換節點、業務節點和傳輸系統構成，它們完成通信網的基本功能：接入、交換和傳輸。軟件：包括信令、協議、控制、管理、計費等，它們主要完成通信網的控制、管理、運營和維護，實現通信網的智能化。第21頁，課件共92頁，創作于2023年2月

1)終端節點最常見的終端節點有電話機、傳真機、計算機、視頻終端和PBX等，它們是通信網上信息的產生者，同時也是通信網上信息的使用者。其主要功能有：

(1)用戶信息的處理：主要包括用戶信息的發送和接收，將用戶信息轉換成適合傳輸系統傳輸的信號以及相應的反變換。

(2)信令信息的處理：主要包括產生和識別連接建立、業務管理等所需的控制信息。第22頁，課件共92頁，創作于2023年2月

2)交換節點交換節點是通信網的核心設備，最常見的有電話交換機、分組交換機、路由器、轉發器等。交換節點負責集中、轉發終端節點產生的用戶信息，但它自己并不產生和使用這些信息。其主要功能有：

(1)用戶業務的集中和接入功能。通常由各類用戶接口和中繼接口組成。

(2)交換功能。通常由交換矩陣完成任意入線到出線的數據交換。

(3)信令功能。負責呼叫控制和連接的建立、監視、釋放等。

(4)其他控制功能。路由信息的更新和維護、計費、話務統計、維護管理等。第23頁，課件共92頁，創作于2023年2月圖1.3交換節點的基本功能結構第24頁，課件共92頁，創作于2023年2月

3)業務節點最常見的業務節點有智能網中的業務控制節點(SCP)、智能外設、語音信箱系統，以及Internet上的各種信息服務器等。它們通常由連接到通信網絡邊緣的計算機系統、數據庫系統組成。其主要功能是：

(1)實現獨立于交換節點的業務的執行和控制。

(2)實現對交換節點呼叫建立的控制。

(3)為用戶提供智能化、個性化、有差異的服務。目前，基本電信業務的呼叫建立、執行控制等由于歷史的原因仍然在交換節點中實現，但很多新的電信業務則將其轉移到業務節點中了。第25頁，課件共92頁，創作于2023年2月

4)傳輸系統

傳輸系統為信息的傳輸提供傳輸信道，并將網絡節點連接在一起。通常傳輸系統的硬件組成應包括：線路接口設備、傳輸媒介、交叉連接設備等。傳輸系統一個主要的設計目標就是如何提高物理線路的使用效率，因此通常傳輸系統都采用了多路復用技術，如頻分復用、時分復用、波分復用等。另外，為保證交換節點能正確接收和識別傳輸系統的數據流，交換節點必須與傳輸系統協調一致，這包括保持幀同步和位同步、遵守相同的傳輸體制(如PDH、SDH等)等。第26頁，課件共92頁，創作于2023年2月

3．通信網的基本結構在我們日常的工作和生活中，經常接觸和使用各種類型的通信網。例如電話網、計算機網絡等。電話網是目前我們最熟悉和最普及的通信網，它主要用來傳送用戶的話音信息；計算機網絡則是辦公場所最為常見的一種網絡，它主要用于信息發布、程序和數據的共享、設備共享等(如打印機、繪圖儀、掃描儀等)。Internet是計算機的互聯網絡，它將全球絕大多數的計算機網絡互連在一起，以實現更為廣泛的信息資源共享，目前Internet已成為電子商務和娛樂的一個基礎支撐平臺。第27頁，課件共92頁，創作于2023年2月上述網絡主要的網絡功能：

(1)信息傳送。它是通信網的基本任務，傳送的信息主要分為三大類：用戶信息、信令信息、管理信息。信息傳輸主要由交換節點和傳輸系統完成。

(2)信息處理。網絡對信息的處理方式對最終用戶是不可見的，主要目的是增強通信的有效性、可靠性和安全性，信息最終的語義解釋一般由終端應用來完成。第28頁，課件共92頁，創作于2023年2月

(3)信令機制。它是通信網上任意兩個通信實體之間為實現某一通信任務，進行控制信息交換的機制，例如電話網上的No.7信令、Internet上的各種路由信息協議、TCP連接建立協議等均屬此范疇。

(4)網絡管理。它負責網絡的運營管理、維護管理、資源管理，以保證網絡在正常和故障情況下的服務質量。它是整個通信網中最具智能的部分。已形成的網絡管理標準有：電信管理網標準TMN系列，計算機網絡管理標準SNMP等。因此，從功能的角度看，一個完整的現代通信網可分為相互依存的三部分：業務網、傳送網、支撐網，如圖1.4所示。第29頁，課件共92頁，創作于2023年2月圖1.4現代通信網的功能結構第30頁，課件共92頁，創作于2023年2月

1)業務網

業務網負責向用戶提供各種通信業務，如基本話音、數據、多媒體、租用線、VPN等，采用不同交換技術的交換節點設備通過傳送網互連在一起就形成了不同類型的業務網。構成一個業務網的主要技術要素有以下幾方面內容：網絡拓撲結構、交換節點技術、編號計劃、信令技術、路由選擇、業務類型、計費方式、服務性能保證機制等，其中交換節點設備是構成業務網的核心要素。第31頁，課件共92頁，創作于2023年2月表1.1主要業務網的類型第32頁，課件共92頁，創作于2023年2月

2)傳送網傳送網是隨著光傳輸技術的發展，在傳統傳輸系統的基礎上引入管理和交換智能后形成的。傳送網獨立于具體業務網，負責按需為交換節點/業務節點之間的互連分配電路，在這些節點之間提供信息的透明傳輸通道，它還包含相應的管理功能，如電路調度、網絡性能監視、故障切換等。構成傳送網的主要技術要素有：傳輸介質、復用體制、傳送網節點技術等，其中傳送網節點主要有分插復用設備(ADM)和交叉連接設備(DXC)兩種類型，它們是構成傳送網的核心要素。第33頁，課件共92頁，創作于2023年2月傳送網節點與業務網的交換節點相似之處：傳送網節點也具有交換功能。不同之處1：業務網交換節點的基本交換單位本質上是面向終端業務的，粒度很小，例如一個時隙、一個虛連接；而傳送網節點的基本交換單位本質上是面向一個中繼方向的，因此粒度很大。不同之處2：業務網交換節點的連接是在信令系統的控制下建立和釋放的，而光傳送網節點之間的連接則主要是通過管理層面來指配建立或釋放的，每一個連接需要長期化維持和相對固定。第34頁，課件共92頁，創作于2023年2月

3)支撐網支撐網負責提供業務網正常運行所必需的信令、同步、網絡管理、業務管理、運營管理等功能，以提供用戶滿意的服務質量。支撐網包含三部分：

(1)同步網。它處于數字通信網的最底層，負責實現網絡節點設備之間和節點設備與傳輸設備之間信號的時鐘同步、幀同步以及全網的網同步，保證地理位置分散的物理設備之間數字信號的正確接收和發送。

(2)信令網。對于采用公共信道信令體制的通信網，存在一個邏輯上獨立于業務網的信令網，它負責在網絡節點之間傳送業務相關或無關的控制信息流。第35頁，課件共92頁，創作于2023年2月

(3)管理網。管理網的主要目標是通過實時和近實時來監視業務網的運行情況，并相應地采取各種控制和管理手段，以達到在各種情況下充分利用網絡資源，以保證通信的服務質量。另外，從網絡的物理位置分布來劃分，通信網還可以分成用戶駐地網CPN、接入網和核心網三部分，其中用戶駐地網是業務網在用戶端的自然延伸，接入網也可以看成傳送網在核心網之外的延伸，而核心網則包含業務、傳送、支撐等網絡功能要素。第36頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.1.3通信網的類型

1．按業務類型分按業務類型，可以將通信網分為電話通信網(如PSTN、移動通信網等)、數據通信網(如X.25、Internet、幀中繼網等)、廣播電視網等。

2．按空間距離分按空間距離，可以將通信網分為廣域網(WAN：WideAreaNetwork)、城域網(MAN：MetropolitanAreaNetwork)和局域網(LAN：LocalAreaNetwork)。第37頁，課件共92頁，創作于2023年2月

3．按信號傳輸方式分按信號傳輸方式，可以將通信網分為模擬通信網和數字通信網。

4．按運營方式分按運營方式，可以將通信網分為公用通信網和專用通信網。需要注意的是，從管理和工程的角度看，網絡之間本質的區別在于所采用的實現技術的不同，其主要包括三方面：交換技術、控制技術以及業務實現方式。第38頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.1.4通信網的拓撲結構圖1.5通信網的拓撲結構第39頁，課件共92頁，創作于2023年2月1．網狀網優點：是線路冗余度大，網絡可靠性高，任意兩點間可直接通信；缺點：是線路利用率低，網絡成本高，另外網絡的擴容也不方便，每增加一個節點，就需增加N條線路。場合：網狀結構通常用于節點數目少，又有很高可靠性要求的場合。第40頁，課件共92頁，創作于2023年2月2．星型網優點：降低了傳輸鏈路的成本，提高了線路的利用率；缺點：網絡的可靠性差，一旦中心轉接節點發生故障或轉接能力不足時，全網的通信都會受到影響。場合：通常在傳輸鏈路費用高于轉接設備，可靠性要求又不高的場合，可以采用星型結構，以降低建網成本。第41頁，課件共92頁，創作于2023年2月3．復合型網特點：它是由網狀網和星型網復合而成的。它以星型網為基礎，在業務量較大的轉接交換中心之間采用網狀網結構，因而整個網絡結構比較經濟，且穩定性較好。場合：由于復合型網絡兼具了星型網和網狀網的優點，因此目前在規模較大的局域網和電信骨干網中廣泛采用分級的復合型網絡結構，但應注意在設計時要以轉接設備和傳輸鏈路的總費用最小為原則。第42頁，課件共92頁，創作于2023年2月4．總線型網特點：它屬于共享傳輸介質型網絡，總線型網中的所有節點都連至一個公共的總線上，任何時候只允許一個用戶占用總線發送或接送數據。優點：需要的傳輸鏈路少，節點間通信無需轉接節點，控制方式簡單，增減節點也很方便；缺點：網絡服務性能的穩定性差，節點數目不宜過多，網絡覆蓋范圍也較小。場合：總線結構主要用于計算機局域網、電信接入網等網絡中。第43頁，課件共92頁，創作于2023年2月5．環型網特點：該結構中所有節點首尾相連，組成一個環。N個節點的環網需要N條傳輸鏈路。環網可以是單向環，也可以是雙向環。優點：結構簡單，容易實現，雙向自愈環結構可以對網絡進行自動保護；缺點：節點數較多時轉接時延無法控制，并且環型結構不好擴容，每加入一個節點都要破環。場合：環型結構目前主要用于計算機局域網、光纖接入網、城域網、光傳輸網等網絡中。第44頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.1.5通信網的業務現狀：目前各種網絡為用戶提供了大量的不同業務，業務的分類并無統一方的式，一般會受到實現技術和運營商經營策略的影響。方法：業務應根據所依賴的技術、業務提供的信息類型、用戶的業務量特性、對網絡資源的需求特征等方面分類。業務分類：話音業務、數據業務、圖像業務、視頻和多媒體業務。第45頁，課件共92頁，創作于2023年2月圖1.6通信業務的帶寬需求第46頁，課件共92頁，創作于2023年2月1．電話業務目前通信網提供固定電話業務、移動電話業務、VoIP、會議電話業務和電話語音信息服務業務等。該類業務不需要復雜的終端設備，所需帶寬小于64kb/s，采用電路或分組方式承載。第47頁，課件共92頁，創作于2023年2月2．數據業務低速數據業務主要包括電報、電子郵件、數據檢索、Web瀏覽等。該類業務主要通過分組網絡承載，所需帶寬小于64kb/s。高速數據業務包括局域網互連、文件傳輸、面向事務的數據處理業務，所需帶寬均大于64kb/s,采用電路或分組方式承載。第48頁，課件共92頁，創作于2023年2月3．圖像業務圖像業務主要包括傳真、CAD/CAM圖像傳送等。該類業務所需帶寬差別較大，G4類傳真需要2.4～64kb/s的帶寬，而CAD/CAM則需要64kb/s～34Mb/s的帶寬。第49頁，課件共92頁，創作于2023年2月4．視頻和多媒體業務視頻和多媒體業務包括可視電話、視頻會議、視頻點播、普通電視、高清晰度電視等。該類業務所需的帶寬差別很大，例如，會議電視需要64k～2Mb/s，而高清晰度電視需要140Mb/s左右。存在問題：大多數業務都是基于舊的技術和現存的網絡結構來實現的，因此除了基本的話音和低速數據業務外，大多數業務的服務性能都與用戶實際的要求存在不小的差距。第50頁，課件共92頁，創作于2023年2月5．承載業務與終端業務業務分類方式二：按照網絡提供業務的方式，將業務分為三類：承載業務、用戶終端業務和補充業務。

(1)承載業務：網絡提供的單純的信息傳送業務。網絡用電路或分組交換方式將信息從一個用戶網絡接口透明地傳送到另一個用戶網絡接口，而不對信息做任何處理和解釋，它與終端類型無關。一個承載業務通常用承載方式(分組還是電路交換)、承載速率、承載能力(語音、數據、多媒體)來定義。第51頁，課件共92頁，創作于2023年2月

(2)用戶終端業務：所有各種面向用戶的業務，它在人與終端的接口上提供。它既反映了網絡的信息傳遞能力，又包含了終端設備的能力，終端業務包括電話、電報、傳真、數據、多媒體等。一般來講，用戶終端業務都是在承載業務的基礎上增加了高層功能而形成的。(3)補充業務：又叫附加業務，是由網絡提供的，在承載業務和用戶終端業務的基礎上附加的業務性能。補充業務不能單獨存在，它必須與基本業務一起提供。常見的補充業務有主叫號碼顯示、呼叫轉移、三方通話、閉合用戶群等。第52頁，課件共92頁，創作于2023年2月圖1.7承載業務和用戶終端業務第53頁，課件共92頁，創作于2023年2月未來通信網提供的業務應呈現以下特征：(1)移動性，包括終端移動性、個人移動性；(2)帶寬按需分配(3)多媒體性；(4)交互性。第54頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.2通信網的服務質量1.2.1服務質量總體要求質量要求：可訪問性、透明性和可靠性。1．可訪問性：網絡保證合法用戶隨時能夠快速、有保證地接入到網絡以獲得信息服務，并在規定的時延內傳遞信息的能力。影響因素：網絡的物理拓撲結構，網絡的可用資源數目以及網絡設備的可靠性等。實際中常用接通率、接續時延等指標來評定。第55頁，課件共92頁，創作于2023年2月2．透明性網絡保證用戶業務信息準確、無差錯傳送的能力。它反映了網絡保證用戶信息具有可靠傳輸質量的能力，不能保證信息透明傳輸的通信網是沒有實際意義的。實際評定：用戶滿意度和信號的傳輸質量。第56頁，課件共92頁，創作于2023年2月3．可靠性可靠性是指整個通信網連續、不間斷地穩定運行的能力，它通常由組成通信網的各系統、設備、部件等的可靠性來確定?？煽啃灾笜耍?/p>

(1)失效率：系統在單位時間內發生故障的概率，一般用λ表示。第57頁，課件共92頁，創作于2023年2月(2)平均故障間隔時間(MTBF)：相鄰兩個故障發生的間隔時間的平均值，MTBF=1/λ。(3)平均修復時間(MTTR)：修復一個故障的平均處理時間，μ表示修復率，MTTR=1/μ。(4)系統不可利用度(U)：在規定的時間和條件內，系統喪失規定功能的概率，通常我們假設系統在穩定運行時，μ和λ都接近于常數，則U=λ/(λ+μ)=第58頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.2.2電話網的服務質量1．接續質量它反映的是電話網接續用戶通話的速度和難易程度，通常用接續損失(呼叫損失率，簡稱呼損)和接續時延來度量。第59頁，課件共92頁，創作于2023年2月2．傳輸質量它反映的是電話網傳輸話音信號的準確程度，通常用響度、清晰度、逼真度這三個指標來衡量。實際中對上述三個指標一般由用戶主觀來評定。3．穩定性質量它反映電話網的可靠性，主要指標與上述一般通信網的可靠性指標相同，如平均故障間隔時間、平均修復時間、系統不可利用度等。第60頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.2.3數據網的服務質量交換技術：數據通信網多采用分組交換技術。特點：由于用戶業務往往沒有獨占的信道帶寬，在整個通信期間，服務質量會隨著網絡環境的變化而變化。參數指標：1．服務可用性(ServiceAvailability)服務可用性指用戶與網絡之間服務連接的可靠性。第61頁，課件共92頁，創作于2023年2月2．傳輸時延(DelayorLatency)傳輸時延指在兩個參考點之間，發送和收到一個分組的時間間隔。3．時延變化(DelayVariation)時延變化又稱抖動(Jitter)，指沿相同路徑傳輸的同一個業務流中的所有分組傳輸時延的變化。4．吞吐量(Throughput)吞吐量指在網絡中分組的傳輸速率，可以用平均速率或峰值速率來表示。第62頁，課件共92頁，創作于2023年2月5．分組丟失率(PacketLossRate)分組丟失率指分組在通過網絡傳輸時允許的最大丟失率，通常分組丟失都是由于網絡擁塞造成的。6．分組差錯率分組差錯率指單位時間內的差錯分組與傳輸的總分組數目的比率。第63頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.2.4網絡的服務性能保障機制面對問題：

(1)數據傳輸中的差錯和丟失；(2)網絡擁塞；(3)交換節點和物理線路故障。

第64頁，課件共92頁，創作于2023年2月

1．差錯控制差錯控制機制負責將源端和目的地端之間傳送的數據所發生的丟失和損壞恢復過來。通?？刂茩C制包括差錯檢測和差錯校正兩部分。

電話網：由于實時話音業務對差錯不敏感，對時延很敏感，偶爾產生的差錯對用戶之間通話質量的影響可以忽略不計，因此網絡對話路上的用戶信息不提供差錯控制機制。第65頁，課件共92頁，創作于2023年2月數據網：數據業務對時延不敏感，對差錯卻很敏感。因此必須提供相應的差錯控制機制。在目前的分組數據網上，主要采用基于幀校驗序列FCS(FrameCheckSequence)的差錯檢測和發端重發糾錯機制實現差錯控制。第66頁，課件共92頁，創作于2023年2月2．擁塞控制擁塞：發生在通過網絡傳輸的數據量開始接近網絡的數據處理能力時。擁塞控制的目標：將網絡中的數據量控制在一定的水平之下，超過這個水平，網絡的性能就會急劇惡化。第67頁，課件共92頁，創作于2023年2月電話網：由于采用電路交換方式，擁塞控制只在網絡入口處執行，在網絡內部則不再提供擁塞控制機制。原因：呼叫建立時，已為用戶預留了網絡資源，通信期間，用戶信息流總是以恒定不變的預約速率通過網絡，因而已被接納的用戶產生的業務不可能導致網絡擁塞。另一方面，呼叫建立時，假如網絡無法為用戶分配所需資源，呼叫在網絡入口處就會被拒絕，因而在這種體制下網絡內部無需提供擁塞控制機制。第68頁，課件共92頁，創作于2023年2月3．路由選擇靈活的路由選擇技術可以幫助網絡繞開發生故障或擁塞的節點，以提供更可靠的服務質量。第69頁，課件共92頁，創作于2023年2月電話通信網：通常采用靜態路由技術，即每個交換節點的路由表是人工配置的，網絡也不提供自動的路由發現機制，但是一般情況下，到任意目的地，除正常路由外，都會配置兩、三條迂回路由，以提高可靠性。這樣，當發生故障時，故障區域所影響的呼叫將被中斷，但后續產生的呼叫通?？勺哂鼗芈酚?，一般不受影響。數據網：采用虛電路方式的分組數據網，情況與此類似。它們主要的問題是沒有提供自動的路由發現機制，網絡運行時，交換節點不能根據網絡的變化，自動調整更新本地路由表。第70頁，課件共92頁，創作于2023年2月4．流量控制流量控制：一種使目的端通信實體可以調節源端通信實體發出的數據流量的協議機制，可以調節數據發送的數量和速率。電話通信網：網絡體系結構保證通話雙方工作在同步方式下，并以恒定的速率交換數據，因而無需再提供流量控制機制。

第71頁，課件共92頁，創作于2023年2月分組數據網流量控制的原因：

(1)在目的端必須對每個收到的分組的頭部進行一定的協議處理，由于收發雙方工作在異步方式下，源端可能試圖以比目的端處理速度更快的速度發送分組。第72頁，課件共92頁，創作于2023年2月(2)目的端也可能將收到的分組先緩存起來，然后重新在另一個I/O端口進行轉發，此時它可能需要限制進入的流量以便與轉發端口的流量相匹配。第73頁，課件共92頁，創作于2023年2月1.3通信網的發展史1．第一階段第一階段大約在1880～1970年之間，是典型的模擬通信網時代，網絡的主要特征是模擬化、單業務單技術。這一時期電話通信網占統治地位，電話業務也是網絡運營商主要的業務和收入來源，因此整個通信網都是面向話音業務來優化設計的，其主要的技術特點如下：第74頁，課件共92頁，創作于2023年2月(1)交換技術：由于話音業務量相當穩定，且所需帶寬不高，因此網絡采用控制技術相對簡單的電路交換技術，為用戶業務靜態分配固定的帶寬資源，雖然有帶寬資源利用率不高的缺點，但它并不是這一時期網絡的主要矛盾。第75頁，課件共92頁，創作于2023年2月(2)信令技術：網絡采用模擬的隨路信令系統。它的優點是信令設備簡單，缺點是功能太弱，只支持簡單的業務類型。(3)傳輸技術：終端設備、交換設備和傳輸設備基本是模擬設備，傳輸系統采用FDM技術、銅線介質，網絡上傳輸的是模擬信號。第76頁，課件共92頁，創作于2023年2月(4)業務實現方式：網絡通常只提供單一電話業務，并且業務邏輯和控制系統是在交換節點中用硬件邏輯電路實現的，網絡幾乎不提供任何新業務。由于通信網主要由模擬設備組成，存在的主要問題是：成本高、可靠性差、遠距離通信的服務質量差。另外在這一時期，數據通信技術還未成熟，基本處于試驗階段。第77頁，課件共92頁，創作于2023年2月2．第二階段第二階段大約在1970～1994年，是骨干通信網由模擬網向數字網轉變的階段。這一時期數字技術和計算機技術在網絡中被廣泛使用，除傳統PSTN外，還出現了多種不同的業務網。網絡的主要特征是數模混合、多業務多技術并存，這一階段業界主要是通過數字計算機技術的引入來解決話音、數據業務的服務質量。網絡技術主要變化：

第78頁，課件共92頁，創作于2023年2月數字傳輸技術：基于PCM技術的數字傳輸設備逐步取代了模擬傳輸設備，徹底解決了長途信號傳輸質量差的問題，降低了傳輸成本。

(2)數字交換技術：數字交換設備取代了模擬交換設備，極大地提高了交換的速度和可靠性。第79頁，課件共92頁，創作于2023年2月(3)公共信道信令技術：公共信道信令系統取代了原來的隨路信令系統，實現了話路系統與信令系統之間的分離，提高了整個網絡控制的靈活性。(4)業務實現方式：在數字交換設備中，業務邏輯采用軟件方式來實現，使得在不改變交換設備硬件的前提下，提供新業務成為可能。第80頁，課件共92頁，創作于2023年2月

特點1：電話業務仍然是網絡運營商主要的業務和收入來源，骨干通信網仍是面向話音業務來優化設計的，因此電路交換技術仍然占主導地位。特點2：基于分組交換的數據通信網技術在這一時期發展已成熟，但數據業務量與話音業務量相比，所占份額還很小，因此實際運行的數據通信網大多是構建在電話網的基礎設施之上的。特點3：在這一時期，形成了以PSTN為基礎，Internet、移動通信網等多種業務網絡交疊并存的結構。第81頁，課件共92頁，創作于2023年2月結構缺點：對用戶而言，要獲得多種電信業務就需要多種接入手段，這增加了用戶的成本和接入的復雜性；對網絡運營商而言，不同的業務網都需要獨立配置各自的網絡管理和后臺運營支撐系統，也增加了運營商的成本，同時由于不同業務網所采用的技術、標準和協議各不相同，使得網絡之間的資源和業務很難共享和互通。因此在20世紀80年代末，在主要的電信運營商和設備制造商的主導下，開始研究如何實現一個多業務、單技術的綜合業務網，其主要的成果是N-ISDN、B-ISDN和ATM技術。第82頁，課件共92頁，創作于2023年2月這一時期是現代通信網