数据通信网及其业务

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1、*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第5章 数据通信网及其业务,第二篇 电信运营系统的运行,本章主要内容：,数据通信网概述,数据通信网类型,数据通信网业务,数据通信网通信质量与服务质量,第5章,数据通信网及其业务,数据通信,当你的双手不停的在计算机键盘上敲打时，你知道你所使用的信息媒介或信息载体是什么吗？,传送话音信号的电话通信网能不能保证传送数据信号的要求呢？,数据通信网概述,数据,通信的三个要素：,信源,、,信宿,和,信道,噪声,信源,发送器,信道,接收器,信宿,源系统,目的系统,任何信道都不是完美无缺的，因此会对传输的信号产生干

2、扰，称为,“噪声”,。,外界：闪电、串扰、电气设备,内部：介质特性（衰减、延迟与频率有关）,信息通过数据通信系统的传输过程,把携带,信息,的,数据,用物理,信号,形式通过信道传送到目的地,信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输,编码,：数据,适合传输的数字信号便于同步、识别、纠错,调制,：数字信号,适合传输的模拟形式按频率、幅度、相位,解调,：接收模拟波形,数字信号,解码,：数字信号,原始数据,信息,数据,信号,在信道上传输,信号,数据,信息,数据编码,调制,解调,数据解码,01000001,A,01000001,A,信道,数据通信的概念,数据通信,是20世纪60年代随着计算机的发展和广泛

3、应用而发展起来的通信技术。,随着计算机的普及，人们都从广义上理解数据这个词的含义。无论是文字、语声还是图像，只要它们能用编码的方法形成各种代码组合，既可存储在计算机内，又可用计算机进行加工、处理，那么都可统称之为,数据,。,现代数据通信就是为计算机之间，以及各计算机和各种终端之间提供传输、交换信息的手段。,数据通信,即通过计算机或其他数据装置与通信线路，完成数据编码信道的传输、转接、存储和处理的通信技术。,数据通信系统的构成,数据I/O设备,传输控制器,DCE,信道,DCE,通信控制器,主机,DTE（数据终端）,DL（数据链路）,DCE(数据电路终端设备),中央计算机系统,数据通信系统由,数据

4、终端设备,、,数据链路,和,计算机系统,三部分组成。,数据传输系统,传输线路,有线介质、无线介质,传输设备,调制解调器、中继器、多路复用器、交换机等,调制解调器等网络接入设备也称为,DCE,（,Data Circuit Equipment,）,数据处理系统,：计算机、终端等,又分为：,源系统（信源发送器）：发出数据的计算机,目的系统（信宿接收器）：接收数据的计算机,计算机、终端等设备也称为,DTE,（,Data Terminal Equipment,）,DCE,DTE,DTE,DCE,5个阶段,包含两项内容：,数据传输,和,通信控制,过程 与打电话比较,建立物理连接,拨号，拨通对方,建立逻辑连

5、接,互相确认身份,数据传输,互相通话,断开逻辑连接,互相确认要结束通话,断开物理连接,双方挂机,*注意，并不是所有的数据通信都需要全部5个阶段。,数据通信的基本过程,数据通信与数据传输的区别,数据通信：,由数据通信系统来实现的，广义的概念认为数据通信是有,计算机参与,的，是指按照一定的规程或协议完成数据的传输、交换、储存和处理的整个通信过程。,数据传输,：,利用电信号或光信号的形式把数据从一端传送到另外一端的过程。,数据信号可以由各类数据终端产生。由低速的数据终端产生的数据信号也可以通过电话网传输。,数据通信的特点,抗干扰能力强,高质量的远距离通信,易于实现综台业务数字网（ISDN）,便于数字

6、加密,便于集成化、智能化,数据通信网,数据通信网是以传输数据为主，实现计算机之间、数据终端之间、以及数据终端与计算机之间的信息传递的通信网络。,（1）按照网络拓扑结构可分为,网状网、格形网、星形网、环形网、复合网,等。,在数据通信中，骨干网一般采用网状网或者格形网，本地网一般采用星形网,。,（2）按照传输技术及网络业务分类，数据通信网可分为,交换网,和,广播网,。,（3）按照传输距离和覆盖范围的不同，可分为,局域网、城域网,和,广域网,。,数据通信网的交换方式,什么是交换？,按某种方式动态地分配传输线路资源,。,例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线

7、路，该线路又可分配给其它用户。,最初的交换：人工转接交换,为什么要采用交换技术？,节省线路投资，提高线路利用率。,实现交换的方法主要有：,电路交换,、,报文交换,和,分组交换,。,电路交换,在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。,可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道。,特点：,数据传输前需要建立一条端到端的通路。,称为“,面向连接的,”（典型例子：电话）,过程：,建立连接,通信,释放连接,优缺点：,建立连接的时间长；,一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；,无纠错机制；,建立连接后，传输延迟小。,电话网络中的电路交换,电路交换也能在多路复用信道上实现,在物理线路的某个信道上建立连接,

8、报文交换,以报文为单位进行“,存储,-,转发,”的交换技术。,在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为,存储,-,转发,。,传输之前不需要建立端到端的连接,，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。,称为“,无连接的,”。,整个报文,（,Message,）,作为一个整体一起发送。,优缺点：,没有建立和拆除连接所需的等待时间；,线路利用率高；,传输可靠性较高；,报文大小不一，造成存储管理复杂；,大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高；,出错后整个报文全部重发。,类比：下载时若无断点续传功能，一旦出错你会怎样做？

9、,H,H,H,A,R,5,R,2,R,3,Router,1,R,4,H,B,M,M,M,M,M,存储转发,(Store and Forward),发送报文的主机在发送之前，要将报文的目的地址附加在报文前面。然后将报文发送到网络中的结点中。,每个网络中的结点将完整地接收报文，暂存报文，然后将报文发送到下一个更接近目的主机的结点中。如此操作，直至将报文发送到目的主机为止。,报文“存储-转发”过程,A,D,C,B,发送报文,传输,接收-暂存-转发,传输,传输,接收报文,接收-暂存-转发,分组交换（包交换）,将报文分割成若干个大小相等的分组,（,Packet,）,进行,存储转发,。,数据传输前不需要建

10、立一条,端到端,的物理通路。,有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。,优缺点：,对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组,速度快；,转发延,时小,适用于交互式通信；,某个分组出错可以仅重发出错的分组,效率高；,各分组可通过不同路径传输，容错性好。,需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。,分组交换有两种交换方式：,数据报方式和虚电路方式,分组交换网,分组交换网以,CCITT X.25协议,为基础，一般由,分组交换机、网络管理中心（NMC）、远程集中器（RCU）（分组装拆设备（PAD）、分组或非分组数据终端以及传输设备和线路,构成，其中,分组交换机为核心,。,分组交换网通

11、过,交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）,来提供面向连接的数据传输，传输质量高，可靠性高，可使不同终端之间进行通信，可实现一点对多点同时通信，线路利用率高，经济性好，但协议复杂，传输速率较低，数据业务量增大时，时延增大、传输效率低。,数据通信网类型,公用分组交换网的基本结构,中转交换机,中转交换机,中转交换机,中转交换机,PT,PT,NPT,其他,分组网,RCU,NPT,PT,本地交换机,NMC,分组交换网的用户入网方式,拨号入网,：在电话机上并接调制解调器,(modem,）,拨号入网，用户需申请一个入网身份识别码，通信速率为,300bps,9600bps.,专线入网,：可分模拟专线和,

12、DDN,数字专线。模拟专线时，速率,1.2,192kbit/s,，,DDN,数字专线时，速率,1.2,256kbit/s,。,数字数据网（,DDN,）,数字数据网,（DDN）是利用光纤、数字微波或卫星等数字通道提供永久或半永久性连接电路，以传输数据信号为主的数字传输网络，它既可以用于计算机之间的通信，也可用于传送数字化传真、数字话音、数字图像信号或其他数字化信号。,DDN一般由,本地传输系统、复用交叉连接系统、局间传输系统、网同步系统、网络管理系统,九大部分组成。,数字数据网,（,DDN,）特点,可提供,2Mbit/s,或,N64kbit/s,（,N=131,）,速率的数字传输信道。,传输质量

13、高，时延小。,协议简单，采用交叉连接技术和时分复用技术，由智能化程度较高的用户端设备来完成协议的转换，本身不受任何规程的约束，可面向各类数据用户。,可靠性高。,组网欠灵活，线路利用率低。,帧中继网,帧中继网简化了X.25协议，可在分组交换网、DDN上增加软硬件设备来形成帧中继网，也可用专门的帧中继交换机和高速中继线组建专门的帧中继网络。,帧中继网采用面向连接的技术，可提供PVC和SVC，传输效率高、经济性好、可靠性高、组网灵活，并可与ATM实现很好的互连。,数据通信业务包括两类：,第一类数据通信业务（基本业务）,是,通过因特网、帧中继、ATM、X.25分组交换网、DDN等网络,提供的各类数据传

14、送业务。,第二类数据通信业务,包括：,固定网国内数据传送业务、无线数据传送业务,。,基本业务即最简单的数据传送业务，其性能特点取决于业务所依托的数据通信网。数据通信基本业务主要有,分组交换业务、DDN业务、帧中继业务、Internet业务、ATM业务,。,数据通信增值业务包括,电子信箱业务、电子数据交换业务（EDI）、传真存储转发业务、可视图文业务及宽带业务,。,数据通信业务,分组交换网业务与应用,分组交换网业务,基本业务功能（分组交换网是通过“虚电路”来建立传送信息的信息通路，虚电路有两种方式：交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）,用户任选功能（闭合用户群、呼叫封阻、网络用户识别、呼叫

15、转移、虚拟专用网、广播功能等）,增值业务功能（如电子信箱、电了数据互换（EDI）、可视图文、传真存储转发、数据库检索等）,分组交换的应用,分组交换在商业中的应用较广泛，如银行系统在线式信用卡（POS机）的验证,DDN,网络的业务与应用,DDN的业务内容,DDN的应用,DDN网络在外贸行业中的应用。,DDN作为计算机数据通信联网传输的基础，提供点对点、一点对多点的大容量信息传送通道。如利用全国DDN网组成的海关、外贸系统网络。,DDN网在金融业中的应用。,如通过DDN网将银行的自动提款机（ATM）连接到银行系统大型计算机主机；通过DDN网发布证券行情等。,帧中继业务与应用,帧中继业务,帧中继业务

16、是在用户-网络接口（WIN）之间提供用户信息流的双向传送，并保持原顺序不变的一种承载业务。,帧中继业务的应用,局域网互联,。利用CHINAFRN进行局域网互联是帧中继业务最典型的一种应用。,图像传送,。帧中继可以为医疗、金融机构提供图像、图表的传送业务。,虚拟专用网,。,基本业务的比较,速率范围,主要应用,分组交换业务,1.2kbit/s,64kbit/s,组建内部信息网；,数据库查询；,金融客户端业务。,DDN业务,2.4kbit/s,2048kbit/s,信息量大，低时延需求的专线连接。,帧中继,业务,14.4kbit/s,2048kbit/s,LAN互联；,大文件传送等。,Internet业务,不定，可以达到很高,可满足各种通信需求,数据增值业务,电子信箱业务,电子数据互换业务（EDI）,传真存储转发业务,可视图文,宽带业务,VSAT,固网短信业务,电子信箱业务,电子信箱是采用存储转发的方式进行电子邮件传递的信息处理系统。,中国公用电子函件系统通过分组交换网，向分组网、电话网和用户电报网上的所有用户提供电子信箱服务。用户通过中国公用电子函件业务网（CHINAMAIL）可以与国内、