第 3 章 现代通信网 本章主要内容3.1 通信网的基本概念3.2 通信网的基本结构3.3 通信网的类型，质量与关系3.4 窄带和宽带综合业务数字网3.5 移动通信网3.6 卫星通信系统3.7 信息高速公路3.8 通信网络技术标准化

3.1 通信网基本概念

– 3.1.1 通信系统基本模型

• 通信系统可以简单地概括为一个统一的模型，如图 1-1 所示。这一模型包括信源、变换器、信道、噪声源、反变换器和信宿等 6 个部分。

• 图 1-1 电信系统模型

3.1 通信网的基本概念

通信的基本形式是在信源和信宿之间建立起一条传输通道。

当多个用户之间进行通信时，最简单的方法是在任意两个用户之间用直达

线路完全互联。通信效果好，但互联线路数量多。

将各个用户终端通过一个具有交换功能的网络连接起来，使得任何接入该网络的两个用户终端通

过网络来实现交换操作。交换网连接用户

– ３ .1.2 通信网基本概念

• 简单通信网络如图 1-2 所示。通信

网是由一定数量的节点和连接节点的传

输链路组成，以实现两个或多个规定点

之间信息传输的通信体系。

图 1-2 简单通信网

3.2 通信网基本结构及构成要素

– 3.2.1 通信网的基本结构

• 通信网按照互连的方式可分为直接互

连网（完全互连网）和转接互连网（不完

全互连网），如图 1-3 所示。

图 1-3 通信网的互连方式

3.1.1 通信网的构成要素

通信网——是由一定数量的节点（终端设备、交换设备）和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。 通信网在硬件设备方面的构成要素是终端设备、传输链路和交换设备。为了使全网协调合理地工作，还要有各种规定，如信令方案、各种协议、网络结构、路由方案、编号方案、资费制度与质量标准等，这些均属于软件。 终端设备（ DTE）——是用户与通信网之间的接口设备 。 有信号转换、信号与链路匹配和产生信令三重功能。

通信网硬件设备

传输链路——是信号的传输通道 。按照有无复用及复用的方式，传输链路可分为三类：实线传输链路（无复用），频分载波传输链路（ FDM ）和时分数字传输链路（ TDM ）。

目前广泛应用的是时分数字传输链路（ TDM ）。交换设备——是构成通信网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。

按交换方式划分，交换设备可以分为电路交换（ circuitswitching ）、报文（信息）交换（ message switching ）和分组（包）交换（ packet switching ）三类

• 1 ．网型网• 2 ．星型网• 3 ．复合型网• 4 ．总线型网• 5 ．环型网• 6 ．树型网• 7. 线型网

– 3.2.2 通信网的构成要素

• 一个完整的通信网包括硬件和软件。通信网的硬件一般由 :

终端设备 ( 三种功能 )

传输系统 ( 三种分类 )

交换系统 ( 三种划分 )

• 三部分电信设备构成，是构成通信网的物理实体

3.3 通信网的类型与质量

– 3.3.1 通信网的类型• 1 ．公用通信网与专用通信网• 2 ．专业网与综合业务网• 3 ．业务网与装备网• 4 ．长途网与本地网

通信网的业务种类

公用电话网 (PSNT) 广播电视网 公用数据分组交换网 (X.25) 低速窄带综合业务数字网 (N-ISND) 高速宽带综合业务数字网 (B-ISND) 移动通信网 卫星通信网

– 3.3.2 通信网的质量

• 通信网的质量包括接续质量、传输

质量与稳定质量。

3.4 各种网络之间的关系– 3.4.1 国家信息基础结构

• 国家信息基础结构是国家基础设施，其信息网络由核心网、接入网和终端设备组成。它包含人们常说的电信网、计算机网和广播电视网。– 3.4.2 国际网和国内网

– 3.4.3 不同运营者的网络之间的关系

• 在国家批准的允许向公众提供业务（服务）的公用通信网络运营者的网络之间，以市场经济方式运作，分工协作，平等竞争。

* 中国电信 * 中国移动* 中国联通 * 中国铁通* 中国网通 * 中国卫通

– 3.4.4 现有网络的关系

• 1 ．通信网、广播电视网和计算机网的概念

• 通信网、广播电视网和计算机网是现行体制下按不同运营者划分的网络。

• 2 ．三网之间的关系

• 各 种 通 信 网 （ 电 话 网 、 分 组 网（ X.25 ）和数字数据网（ DDN））、广播电视网和计算机网都以传送平台为基础，不同网络经营者所拥有的传送平台原则上都可以相互利用，但目前还受到技术上的限制。

知名的通信设备公司

思科 华为上海贝尔 中兴西门子 UT 斯达康爱立信 诺基亚 三星 摩托罗拉波导 阿尔卡特

3.5 通信网络技术标准化– 3.5.1 国际网络标准化情况

• 1． ISO/IEC JTC1

• ISO/IEC JTC1 （国际标准化组织 / 国际电工委员会第一联合技术委员会）是制定信息技术领域国际标准的机构。

• 2 ．国际电信联盟及国际电联电信标准部门ITU-T 的情况

• 国际电信联盟（ ITU ）是国际电信领域的标准化组织

• 3． Internet

• Internet 体系结构委员会（ IAB ）主要在策略上制定有关协议，而技术则由 Internet 工程任务 组 （ IETF ）及Internet 研 究 任 务 组 （ IRTF ） 负责。 Internet 的标准规范重点在于协议的互操作性。

– 3.5.2 国内面临的网络标准化问题

• 1 ．实现“三网融合”必须建立在统一标准的基础上( 三网融合主要是指通信网、广播电视网和计算机网相互融合，形成一个提供话音、数据和图像等业务的宽带综合业务网 )

• 2 ．国家传输基干网要求标准化支撑实现互连、互通

和互操作

• 3 ．通信网络安全与电磁兼容（ EMC ）标准

• 1, PSTN 是什么 ?

• Public Switched Telephone Network

• 2,PSTN 的组网方式• 3, PSTN 的等级结构

3.6 公共电话交换网 PSTN

3.7 公用数据通信网

1,OSI Open System Interconnect七层模型图 p50 2,X.25 的网络结构与部件3,RS-232 的物理接口分析4, X.25 的分组结构 ( 分组头 , 数据 ,校验 )

ADSL 与接入　（ 1） ADSL 的概念

• 非对称数字用户线（ ADSL ）系统是一种采用离散多音频（ DMT ）线路码的数字用户线（ DSL ）系统。

（ 2） ADSL 接入模型

• 固定电话网宽带接入的主要方法是不对称的数字用户环路 ADSL。 ADSL 终端是一个不对称的网络终端，采用 ADSL调制解调器，通过电话线连接到电话交换局前端 ADSL解调设备解调后送入电话网，可以提供基于电话、数据的各种应用业务

（ 3） ADSL发展状况

• ADSL （非对称数字用户环路）是最具前景及竞争力的一种，将在未来十几年甚至几十年内占主导地位。

（ 4） ADSL 设备的安装

• ADSL 安装包括局端线路调整和用户端设备安装。

补充：公共电话交换网

（ 1 ）公共电话交换网（ PSTN） ---- 是以交

换机为主体而构成的电路交换型信息网络，它承载的业务虽以模拟电话与传真为主，但随着综合业务程控交换技术的发展，现今它已配置有各种接口，也可传送数字电话、计算机数据和图像等信息，承担了 90％以上的通信业务。

图 3-5 我国 PSTN 网络结构

补充：公用数据通信网

公用数据通信网—一般分为只能用于数据通信的网络（如早期的 X.25 公用数据通信网，近期的帧中继网络等）和既可用于数据通信又可用于语音等多种业务的综合业务数字网（如 ISDN和 DDN ）。

作为计算机网络的通信子网，具有开放式系统互联(open system interconnect —OSI)参考模型下部三层的功能。

补充： X.25 公用数据通信网

X.25 公用数据通信网—由X.25 标准所定义。国际上绝大多数国家都建立了X.25 公用数据通信网。PN— 分组节点NL— 网络链路NMS— 网络管理系统PAD— 信息分组打包／拆包X.25 的数据流分割成 X.25 数

据组LAC— 本地接入部件

图 3-7 X.25 网络的结构

PAD给出的 X.25 分组结构与应用

分组拆装设备（ Packet Assembly Disassembly—PAD）是用来支持非 X.25分组终端接入分组交换器的，它把各种不同规程的终端都统一转换成 X.25规程，使它们之间实现相互适应。

补充： 帧中继连接 (Frame Relay)

由 ITU－ TI.233 建议给出的帧中继（ FR ）协议，只有OSI

模型底部两层的结构，是数据链路层中数据分组的方法 , 传输基本数据单元是帧。帧中继由 X.25 分组交换技术发展而来，由于光纤通信误码率低，为了提高传输速度（达 2Mbit/s ），省去了 X.25 中的纠错功能，使帧中继性能优于 X.25 的性能。是新出现的一种局域网到广域网的互联方案。

图 3-12 帧中继字头段的格式

补充： 数字数据业务 (DDN)

数字数据业务是在综合数字网的基础上，利用数字电路开发的数据传输业务。其主要特征如下：

DDN采用了同步转移方式（ STDM ）的数字时分复用技术，传输过程平均时延≤ 450μs 。

由于 DDN 一般都采用光纤传输，把纠错等功能转移到智能化程度较高的终端设备来完成 。

DDN 可作为基干传输网；提供 X.25 分组交换、专用线、图像、传真、话音、电传电报、帧中继等基本业务；提供公众数据库检索、电子数据互换、电子信箱、会议电视、可视图文、虚拟专用网等增值业务。

DDN 的信道带宽可按 N×64kbit／ s 随意设定

(c) 交换式多兆比特数据（ SMDS ）

SMDS(Switched Multimegabit Date Service) 是为宽带通信设计的，提供无连接服务的一个协议。它以固定长度的信元为基础，为宽带公用网业务提供全交换的“任意点到点”的连接。 SMDS 是为城域网和广域网设计的第一个高速数据传

送交换式网络。用户的平均传送速率可达 45Mbit/s 。 基本的 SMDS服务是简单的、无连接分组递交服务。分组格式如图 3-14 所示 , LAN 上的发送机把分组放到接入线路上， SMDS 将其发送到正确的目的地，但不作确认。

图 3-14 SMDS 分组格式

使用 SMDS的 LAN 互联

图 3-13 LAN 的互联

补充： 综合业务数字网 (ISDN)

综合业务—指包括语音、文字、图像等各类数字信息传送业务。 ISDN 标准规定用户端与 ISDN局端相连的数字用户线上

的数据速率为 192kbit/s、 1544kbit/s或 2048kbit/s ）ISDN 用户终端与 ISDN局端（交换机）的联接采用数字用户线，而现有的 PSTN 网一般使用模拟用户线。 ISDN 用于话音业务时，用户终端应是数字话机。因为一根 ISDN 用户线的最低数据速率为 192kbit/s ，包含 2个 64kbit/s 的数据信道（ B 信道）和 1 个用于 B 信道控制的 16kbit/s 的信令信道（ D

信道），剩下的数据用于数据流的帧定位等传输控制信号。因此对 ISDN 的家庭用户来说，一般可以同时使用两个用户终端，例如一部电话机和一台个人计算机—“一线通”。

ISDN 信道类型

B 信道—用来传送话音、数据等用户信息，传输速率是的64kbit/s ，一个 B 信道也可以包含多个低速的用户信息，但是这些信息必须传往同一目的地。H 信道—用来传送高速的用户信息。如用户小交换（ PB

X ）、 LAN 互连、高速传真、图像、高速数据、高质量音响或由低速数据复用而成的信息流以及分组交换信息。有三种标准速率， H 0 —384kbit/s、 H 11 —1536kbit/s、H 12 —1920kbit/s 。

D 信道—首先传送公共信道信令（如拨号、振铃音等），控制同一用户线上 B 信道的呼叫；其次在没有信令信息传送时，可传送分组数据或低速的（如 100kbit/s ）遥控遥测数据。 速率是 16kbit/s或 64kbit/s 。

ISDN 用户信道配置

补充： 宽带综合业务数字网 B-ISDNB—ISDN 的用户 - 网络接口速率除包括 N-ISDN 的全部接口速率外，增加 155.52Mbit/s和 622.08Mbit/s 两个宽带信号接口速率，而且 B—ISDN 应提供宽带 ATM 交换和复用功能。

补充： 移动通信网 移动通信系统—指采用无线电波传播方式将用户接入

各种通信网的系统。从广义讲，它包括各种现行的小区制（蜂窝）移动通信系统（ GSM、 CDMA ）、大区制集群移动通系统、无线本地环路 (由 PSTN 或综合业务数字网 ISDN 完成无绳电话系统 ）、无线寻呼系统和卫星移动通信系统等。

对大型建筑物而言，移动通信系统通常可分为建筑物内的专用通信系统（如集群调度电话）和公用移动电话在建筑物内的使用两大类。为使无线电波能够在建筑物均匀分布，实现建筑物内任何地方都能通话的目的。各移动通信设备生产厂商推出了直放站系统 和微蜂窝基站

直放站系统直放站系统—是在大型建筑物外设置针对通信用频段和方向的收发天线，将无线信号引入室内，将所接收到的信号进行同频直接放大再发射出去，使建筑物内的移动通信终端可以正常工作。但直放站系统并不能提高覆盖区的通信能力。

微蜂窝基站

微蜂窝基站——是移动通信大系统的一部分，微蜂窝基站所发射的信号经过信号分配系统在大型建筑物内多点小功率辐射，从而实现在保证足够的通信信道的前提下均匀覆盖 。

补充： 卫星通信系统卫星通信——是地球上的多个通信站（称为地球站）利用空中的人造地球卫星进行通信，相应的系统称为卫星通信系统。卫星通信系统主要由通信卫星和地球站两部分组成。

图 3-18 卫星通信系统示意图

VSAT 网

VSAT—— 是英文 Very Small Aperture Terminal 的缩写，通常指天线口径小于 1.8m ，可直接安装在用户住地的地球站。由 VSAT 所构成的卫星通信系统称为 VSAT 网。VSAT网—— VSAT 网一般由主站、通信卫星和若干个 VSAT站（小站）三部分组成。主站是整个网络的控制和协调中心，小站之间可通过主站或直接进行通信。

图 3-24 VAST 网络结构

补充 信息高速公路（ ISHW ） ISH W 是以光纤、微波 卫星传输为“路”向各政府部门 、企事业单位和家庭等各类用户提供所需信息数据、声音和图像传输等多种服务的全国性高速信息网络：我国也正在讨论建立“中国信息基础结构”的可行性。

NII 的模型如图3－ 27 所示，包括应用信息系统和公用通信网络。

公用通信网络是由交换节点、传输系统、终端设备组成的智能网络，如图 3－ 28 所示。智能网应利用计算机系统完成网络的集中监控，利用软件完成网络的配置、业务提供等功能。

图 3－ 28 公用通信网络

我国主要计算机（广域）网

中国公用分组交换数据网（ China PAC， X.25 网）——邮电部 1993年 9月建成，骨干网覆盖各省会城市，通过公用电话网覆盖开通电话的所有地区，北京、上海有国际出入口，广州设港澳出入口。

中国数字数据骨干网（ China DDN）—— 1995年正式投产，主要为用户提供永久型出租业务。中国公用计算机网（ China NET）——邮电部经营的中国Internet骨干网。由核心层和接入层组成，与中科院、教育网联网。

我国主要计算机（广域）网

中国金桥信息网（ China GBN）——联向国务院和国家经济综合管理部门及全国大中型工商企业、企业集团、大型网贸企业、科研基地、重点高校和国家重点工程等信息资源，并与各部委的专用网互联。

中国教育和科研示范工程网（ China Education And Reseach Network—CERNET）—由清华大学、北京大学、北京邮电大学、上海交大、西安交大、东南大学、华南理工大学、东北大学、电子科技大学（武汉）等十所大学承建，将在 21世纪内连接全国大部份高等学校。