通信网(接入网、PON、传送网)技术基础.ppt

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1、通信网技术,通信网技术,GSMCDMA3GWLANBlue toothADSLInternetTCP/IP,通信网的分类,通信：信息的传递和交换,通信网的分类,电信网,计算机网络,有线电视网,固定电话网,移动通信网,规模最庞大,单向通信,发展最快,从通信的内容来分:,通信网的分类,核心网（传送网）,长途干线网,城域网,从网络的作用范围来分：,接入网,用户驻地网,骨干网相当于城市与城市之间的高速公路城域网相当于城市市区内的道路接入网解决的是将什么样的道路从市区修到每户家门口,行业分工,通信设备制造商：Ericsson，华为，阿尔卡特-朗讯，Nokia-Siemens，中兴通信网络运营商：中国移动

2、，中国电信，中国联通,08年6月开始的新的电信重组,尽管这些网络在形式上千差万别，但它们许多基本的原理都是相同的。首先要讨论这些网络的共性原理。主要讨论通信网络的基本概念、交换技术、协议体系、组帧技术,2.通信网络基本概念,转接的任意性；通信的可靠性；通信的时效性；对新业务的适应性；经济上的合理性；,通信网要求,传输媒质,同轴电缆,双绞线,光纤,电路交换的特点,两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。,交换的概念和分类,更多的电话机互相连通,5 部电话机两两相连，需 10 对电线。N 部电话机两两相连，需 N(N 1)/2对电线。这种连接方法需要的电线对的数量与电话机数的平方成正比。通信

3、网络的基本问题：就是如何以尽可能低的成本有效地解决处于任何地理位置的任意两个用户之间即时信息传递问题。,使用交换机,当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。,交换机,“交换”的含义,在这里，“交换”(switching)的含义就是转接把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。电路交换的三个阶段：建立连接通信释放连接,电路交换举例,A 和 B 通话经过四个交换机通话在 A 到 B 的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,电路交换

4、举例,C 和 D 通话只经过一个本地交换机通话在 C 到 D 的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,数 据,数 据,数 据,每一个数据段前面添加上首部构成分组（帧）。,首部,首部,首部,首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息,分组交换原理,分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端,每一个分组（帧）的首部都含有地址等控制信息。分组交换网中的交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个交换机。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。,接收端收到分组后剥去首部还原成报文。,数

5、据,首部,数 据,首部,数 据,首部,收到的数据,固定部分,可变部分,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识,服 务 类 型,总 长 度,片 偏 移,填 充,首 部 检 验 和,源 地 址,目 的 地 址,可 选 字 段（长 度 可 变）,比特,首部长度,数 据 部 分,数 据 部 分,首 部,传送,IP 数据报,IP 数据报的格式,五、通信协议体系及分层,步骤一：线路要接通步骤二：双方有交换信息的设备，并且愿意通信步骤三：互相要确认对方身份步骤四：双方要有互懂的语言步骤五：双方要有交流的规则步骤六：双方要有合适的结束通信的方式,通信协议,通信协议体系

6、及分层,相互通信的系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。通信网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即通信协议 不同的通信功能需要不同的通信协议，如3G，WLAN,bluetooth,IP，HTTP,。,通信协议对整个通信体系进行分层,核心网CN(Core Network）接入网 AN(Access Network)用户驻地网CPN(Customer Premises Network),用户驻地网,接入网,核心网,城域网,接入网,城域网,用户驻地网,接入网及光接入网,连接亿万用户的最后1km和最初1km，规模庞大接入网投资规模占通

7、信网总投资的40%60%以上例如：2010年我国公共电信运营商固定资产投资3200亿元。保守估计，宽带接入有640亿元的巨大市场，且宽带接入的比例越来越高宽带接入的运营收入截至2009年6月底，中国网民规模达到3.38亿。使用手机上网的网民达到1.55亿。,接入网是通信网络的重要组成,宽带用户的接入方式以ADSL（75%左右）为主，其次为PON,且比例不断增大。,用户线路在地理上星罗棋布，建设投资比核心网的大得多；传送内容上是图像等高速数据与语音低速数据并存；方式上是固定或移动各有需求。此外，接入网的情况相当复杂，如电信的、有线电视的以及移动通信的等。现今，我们把宽带接入网比做信息高速公路的“

8、最后一公里”，它是信息高速公路中难度最高、耗资最大的一部分。,接入网的特点,主要的接入技术举例,Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线：下行（即从中心局到用户侧）速率1.5Mb/s 8Mb/s，上行（即从用户侧到中心局）速率16kb/s768kb/s。与普通电话共存于一条电话线上，两者互不影响，因此可以充分利用现有的电话线网络，为用户提供宽带服务。安装ADSL也极其方便快捷，在线路两端加装ADSL调制解调器即可。这种上下传输速度不一致的情况与非常适合用户上网使用网络情况，所以ADSL是现在宽带上网主要方式。,ADSL技术,光纤接入技术,光纤接入网

9、：是指用光纤作为主要的传输媒质来实现接入网中的信息传送功能。优势带宽宽传输距离长质量好可靠性高要解决问题：降低成本、符合应用需求、。,裸纤,光纤跳线,分路器（ODN）,局 端（OLT）,ONU,远 端,ONU,FTTB示意图,OLT：光线路局端设备，它提供OAN网络侧接口提供光-电、电-光变换。ONU：光网络单元，它提供OAN用户侧接口，提供光-电（下行）、电-光（上行）变换。ODN：光分配网络，它是OLT和ONU之间的传输媒介，由无源光器件组成（主要是光分路器）。,10Gbps,光纤接入网的工作原理,电信启动“光网城市”工程 带宽5年内提升10倍,中国电信在京宣布从今年起电信实施“光网城市”

10、工程，电信将用三年实现所有城市光纤化。电信接入带宽将在3-5年内提升10倍以上，最高接入带宽达到100M，城市家庭接入带宽普遍达到20M以上。根据电信“光网城市”方案，在城市地区，2011年计划新增光纤入户达到3000万个家庭，累计覆盖4000万家庭；城市实现8M接入带宽全覆盖，20M覆盖率达到70%；到2013年，中国电信将城市的所有家庭用户提供20M接入，光纤入户覆盖达到8000万户。到2015年底，城市地区实现光网全覆盖，光纤入户超过1亿,移动通信是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换方式,移动通信原理简介,移动通信的特点,利用无线电波进行信息传输在强干扰环境下工作反射（比传输波

11、长大的多的物体）绕射 散射通信系统复杂,GSM（Global System of Mobile Communications),CDMA（Code Division Multiple Access）,Base station(BS)Mobile station(MS),蜂窝组网技术,蜂窝小区,信道切换原理,切换 将处于通话状态的MS转移到新的小区的过程 目的 实现蜂窝移动通信的“无缝隙”覆盖，即当移动台从一个小区进入另一个小区时，保证通信的连续性,第三代移动通信第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信的通信系统,3G发展概述,全球性标准多种环境下支持高速的分组数据传输速率a.快速移动环境144kbpsb.步行环境384kbpsc.固定位置环境2Mbps,思考题,电路交换与分组交换的基本原理是什么？两者有什么区别？移动通信中如何完成一次通信过程？,