数据通信2(电话网及基础技术).ppt
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1、1,数据通信,教师:孙国林Email:,2,数据通信定义 利用电学或光学传输系统将计算机信息从一个位置传输到另一个位置的过程。数据通信网定义 上面的电学或光学传输系统被称为数据通信网,3,数据通信网作用:使网上任两结点之间进行正确快速地传送数据和交换数据。,4,通信系统的基本模型,一个通信系统主要包括:终端设备、传输系统和交换节点三大部分。,5,网络拓扑是指网络中各结点间的互连图形,6,数据通信组网的分类,按业务类型分类:电话通信网、数据通信网、有线电视网按传输手段分类:光纤通信网、无线通信网、卫星通信网、微波接力网和散射通信网按服务的区域分类:农话通信网、市话通信网、长话通信网和国际通信网或
2、局域网、城域网和广域网按传输处理信号分:模拟通信网和数字通信网按活动方式分:固定通信网和移动通信网,7,电话通信网:特点:低信息、高质量组网方式:基于电路交换组网电路交换建立连接实时传输撤销连接实际的物理通道信道利用率低、资源浪费不适合计算机信息传输,8,数据通信网:特点:大信息、“低”质量组网方式:基于分组交换组网分组交换:发出数据存储转发递交数据,9,有线电视网:特点:大信息、高质量组网方式:基于单向广播方式组网单向广播:发出数据树型复制递交数据,10,数据通信第二章 电话网及基础技术,叶娅兰Email:,11,第二章 电话网及基础技术,2.1 电话网的发展历史及趋势 2.2 电话网的分类
3、 2.3 电话网的基本结构 2.4 电话网的控制信令(协议)2.5 电话网中的程控交换机,12,2.1 电话网的发展历史及趋势,电话是通过电信号双向传输话音的设备。通常人们将贝尔认为是电话的发明者。是目前普及率最高,覆盖范围最广,业务量最大的网络模拟网络 模数混合网综合数字网,13,2.1 电话网的发展历史及趋势,电话网是把程控交换机通过传输设备相互连接起来,从而实现任意两个用户之间的话音通信的通信网络我国电话网的发展主要经历了机电制、数字程控制的两个阶段,应该说由“机电”方式向“程控”方式演变,是20世纪电话通信的一次重大变革,14,2.1 电话网的发展历史及趋势,我国从1999年开始研究基
4、于H.323的VOIP技术以当时的中国电信、中国联通、吉通和网通四家运营商为主开始进行VOIP实验打破了必须以TDM(时分复用)方式传送话音信号的旧框架,代之以分组语音的新概念,体现了VOIP的真正价值,代表了电路交换网和分组交换网融合的趋势,时分复用(time-division multiplexing,TDM,)是将不同的信号相互交织在不同的时间段内,沿着同一个信道传输;在接收端再用某种方法,将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术,15,2.1 电话网的发展历史及趋势 2.2 电话通信网的分类 2.3 电话网的基本结构 2.4 电话网的控制信令(协议)2.5 电话网中的程控交
5、换机,第二章 电话网及基础技术,16,2.2 电话通信网的分类,电话通信网从各个不同的角度出发,有各种不同的分类,常见的有:(1)按通信传输手段分:有线电话通信网、无线电话通信网和卫星电话通信网(2)按通信服务区域分:农话网、市话网、长话网和国际网。,17,2.2 电话通信网的分类,(3)按通信服务对象分:公用电话通信网、保密电话通信网和军用电话通信网等(4)按通信传输处理信号形式分:模拟电话通信网和数字电话通信网等(5)按通信活动方式分:固定电话通信网和移动电话通信网等。,18,2.1 电话网的发展历史及趋势 2.2 电话通信网的分类 2.3 电话网的基本结构 2.4 电话网的控制信令(协议
6、)2.5 电话网中的程控交换机,第二章 电话网及基础技术,19,2.3 电话网的基本结构,电话网是以交换机为节点的网状结构,20,话音通信网示意图,21,2.3 电话网的基本结构,用户终端设备即电话机,主要完成将用户的声音信号转换成电信号或将电信号还原成声音信号。电话机还具有发送和接收电话呼叫的能力,用户通过电话机拨号来发起呼叫,通过振铃知道有电话呼入。用户终端可以是送出模拟信号的脉冲式或双音频电话机,也可以是数字电话机,还可能是各种传真机,22,23,2.3 电话网的基本结构,交换设备交换设备就是交换机,主要完成通信双方的接续、选路的交换节点。交换机是电话通信网构成的核心部件,完成语音信息的
7、交换功能交换机还具有控制和监视的功能。比如要及时发现用户摘机、挂机,还要完成接收用户号码、计费等功能。交换机的类型:人工电话交换机、机制电话交换机和程控交换机,24,25,2.3 电话网的基本结构,传输系统传输系统负责在各交换点之间传递信息在电话网中,传输系统包括用户线和中继线。用户线负责在电话机和交换机之间传递信息 中继线则负责在交换机之间进行信息的传递。传输介质可以是有线的也可以是无线的,传送的信息可以是模拟的也可以是数字的传送的形式可以是电信号或光信号。,26,2.3 电话网的基本结构,根据通信的具体需求,交换机、路由器、通信信道及附属设备连接可以有多种多样的形式,因而形成了不同的电话通
8、信网形式和等级实际的电话网结构是网状网和重叠星状网结构的组合(这是把各种结构的优点组合起来的复合电路网),27,28,2.3 电话网的基本结构,电话网的等级结构1973年电话网建设初期,鉴于当时长途话务流量的流向与行政管理的从属关系互相一致,大部分的话务流量是在同区的上下级之间。原邮电部规定:我国电话网的网络等级分为五级,长途网由大区C1、省C2、地区(市)C3、市(县)C4等四级长途交换中心组成,本地网由端局C5和汇接局Tm组成,见后图,29,我国1997年以前采用五级交换等级机构,30,2.3 电话网的基本结构,五级交换结构:接续慢、延迟长、传输衰耗大等弊端三级数字电话网网络结构:C1C2
9、合并为一级,即DC1(一级长途交换中心)C3C4合并为一级,即DC2(二级长途交换中心),31,现在的三级数字电话网网络结构,32,1997年以前采用五级交换,现在的三级数字电话网,33,2.3 电话网的基本结构,国内长途电话网 二级长途网的结构如图所示。二级长途网由DC1、DC2两级长途交换中心组成,为复合型网络。,省际平面,省内平面,34,设置必要的高效直达路由,在长途网中,为了减少一次呼叫中的串接段数,除了在DCl间建立网状网连接外,根据话务关系的密切程度和经济上的可行性,可以建立省间的DCl与DC2之间的直达路由和省间的DC2之间的直达路由,2.3 电话网的基本结构,35,2.3 电话
10、网的基本结构,长途无级结构是近几年发展起来的,网中所有交换中心不分等级,完全平等,各长途交换机利用计算机控制可以在整个网络中灵活选择最经济、最空闲的通路,即在任何时候都可以充分利用网络中的空闲电路疏通业务。在完成同样的接续中,可选择的路由及选择的顺序随时间或网中负荷的变化而变动。所以人们把这种网称之为动态无级网。我国长途电话网最终将逐步演变为动态无级网。,36,现在的三级数字电话网网络结构,37,2.3 电话网的基本结构,本地电话网中设置端局DL和汇接局Tm两个等级的交换中心,组成二级网结构汇接局Tm之间个个相连组成网状网,汇接局与其所汇接的端局之间以星状网相连。,38,现在的三级数字电话网网
11、络结构,39,2.3 电话网的基本结构,国际电话网的网络结构如图所示,分为CT1、CT2和CT3三级各CT1局之间均有直达电路,形成网状网结构,CT1至CT2,CT2至CT3为辐射式的星状网结构CT1数量很少。在每个CT1区域内的一些较大的国家可设置CT2局,CT3局连接国际和国内电路,因此CT3局通常称为国际接口局,每个国家均可有一个或多个CT3局。我国是大国,在北京和上海设置了两个国际局,40,2.1 电话网的发展历史及趋势 2.2 电话网的分类 2.3 电话网的基本结构 2.4 电话网的控制信令(协议)2.5 电话网中的程控交换机,第二章 电话网及基础技术,41,2.4 电话网的控制信令
12、(协议),信令是通信网中的控制指令,它是电话交换机之间及网上各交换机(或交换局)之间互联互通的信号和语言,起着控制电话接续的作用信令系统是由完成通信系统控制信号的产生、发送、接收的硬件及操作程序的全部构成,42,2.4 电话网的控制信令(协议),信令分类:(1)按信令的工作区域分 用户线信令是通信终端和网络节点之间的信令,又称用户-网络接口(UNI)信令。网络节点包括交换系统、网管中心、服务中心、计费中心、数据库等 局间信令是在网络节点之间传送的信令,也称网络接口(NNI)信令,它主要用来控制连接的建立、监视、释放以及网络的监控、测试等,43,2.4 电话网的控制信令(协议),(2)按信令传送
13、通路与话路之间的关系分 随路信令是用传送语音的通路来传送与该话路有关的信令,信令信道与对应的用户信息传送信道一一对应。中国1号信令系统就是典型的随路信令 公共信道信令,两个网络间的信令通路和语音通路是分开的。No7信令即为公共信道信令(国际性的公共信令系统),44,2.4 电话网的控制信令(协议),(3)按信令的功能来分 监视信令又称线路信令,用来监视中继线的呼叫状态变化,以控制接续的进行 路由信令又称选择信令或地址信令,用来选择路由、选择被叫用户,如电话通信中主叫所拨的电话号码,路由信令仅在呼叫接通前传送 管理信令是具有操作功能的信令,用于通信网的管理和维护。如检测和传送网络拥塞信息,提供呼
14、叫计费信息,提供远距离维护信令等,45,2.4 电话网的控制信令(协议),(4)按信令的传送方向分 前向信令指从主叫用户往被叫用户方向传送的信令 后向信令指从被叫用户往主叫用户方向传送的信令,46,2.4 电话网的控制信令(协议),用户线信令是用户和交换机之间的信令,在用户线上传送常用的用户线信令如下:(1)请求信令:由终端发出,反映用户通信终端由空闲转为工作状态,如电话通信中的主叫摘机信令(2)路由信令:传送地址路由信息的信令。(3)释放信令:由终端发出,反映用户通信终端由工作转为空闲状态,如用户话机的挂机信令,47,2.4 电话网的控制信令(协议),(4)来话提示信令:网络节点发出,表示外
15、来呼叫到达,如电话通信中的振铃信令。(5)应答信令:作为对来话提示信令的响应,使终端转入工作状态,如电话通信中的被叫摘机信令(6)进程提示信令:网络节点在呼叫的各个阶段向终端发出的信令,表明呼叫处理的进展情况,如电话通信中的拨号音、回铃音、忙音等,48,2.4 电话网的控制信令,交换机发出的信令 1)铃流信号 是交换机发送给被叫用户的信号,以提醒用户有呼叫到达 2)信号音 信号音是交换机发送给用户的信号,用来说明有关的接续状态,如忙音、拨号音、回铃音等,49,2.4 电话网的控制信令,50,2.4 电话网的控制信令(协议),基本信令流程:当主叫用户摘机时,用户摘机信号送到发端局交换机A;发端局
16、交换机A收到用户摘机信号后,立即向主叫用户发出拨号音;主叫用户拨号,将被叫用户号码送给发端局交换机A;,51,2.4 电话网的控制信令(协议),发端局交换机A根据被叫用户号码选择局向及中继线,并把被叫用户号码送给终端局交换机B;终端局交换机B根据被叫号码,将呼叫连接到被叫用户发送振铃信号,并向主叫用户发回铃声;当被叫用户摘机应答时,终端交换机B接到应答摘机信号,并将应答信号转发给发端交换机A;用户双方进入通话状态;话终挂机复原,传送拆线信号;终端交换机B拆线后,回送一个拆线证实信号,一切设备复原。,52,2.4 电话网的控制信令(协议),作业:假设1号用户在西安,被叫用户(2号用户)在北京,被
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