【正文】 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 概述 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) DDN 幀中繼 FR IP網(wǎng)絡(luò) 習(xí)題 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 概 述 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)都是在通信網(wǎng)基礎(chǔ)上建立起來的。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分包括數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備和通信線路，軟件部分是指支持上述硬件的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的任務(wù)是在網(wǎng)絡(luò)用戶之間，透明地、無差錯地、迅速地交換數(shù)據(jù)信息。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)構(gòu)成，通信子網(wǎng)就是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，而資源子網(wǎng)的基本功能是提供所需的共享硬件、軟件及數(shù)據(jù)等資源，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。因此，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)與終端之間的通信和資源共享，另外還可以實(shí)現(xiàn)電子信箱、可視圖文、電子數(shù)據(jù)交換等通信與信息處理相結(jié)合的業(yè)務(wù)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 。虛線以內(nèi)是通信子網(wǎng)，即數(shù)據(jù)通信網(wǎng)；虛線以外是資源子網(wǎng)。 近年來，我國公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的發(fā)展很快，先后建立了分組數(shù)據(jù)網(wǎng) ()、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) (DDN)、幀中繼網(wǎng) (FR網(wǎng) )和ATM寬帶網(wǎng)。分組數(shù)據(jù)網(wǎng)是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的基礎(chǔ)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)則提供專線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而幀中繼網(wǎng)及 ATM寬帶網(wǎng)則定位于寬帶數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢是 IP網(wǎng)絡(luò)，它通過統(tǒng)一的 IP層來屏蔽各種物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù) (如 、 DDN、以太網(wǎng)、令牌環(huán)、幀中繼、 ATM、 SDH、 WDM)的差異性，實(shí)現(xiàn)異種網(wǎng)的互連。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 本章主要介紹數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) DDN、幀中繼 FR、 IP網(wǎng)絡(luò)的概念、原理和應(yīng)用，同時介紹 SMDS(交換式多兆位數(shù)據(jù)服務(wù) )、 FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口 )、 DQDB(分布式排隊(duì)雙總線 )等高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) DDN 概述 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) (DDN， Digital Data Network)是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，它的傳輸媒介主要是光纜，輔助于數(shù)字微波、衛(wèi)星信道以及用戶端可用的普通電纜和雙絞線。在現(xiàn)有的電信網(wǎng) (電話網(wǎng)或分組交換網(wǎng) )中，都有模擬成分存在，需要許多模數(shù)轉(zhuǎn)換及調(diào)制解調(diào)設(shè)備。而 DDN則以全數(shù)字、高速率及靈活的交叉連接復(fù)用功能為用戶提供永久性或半永久性的數(shù)字電路專線 (出租 )業(yè)務(wù)，為用戶構(gòu)建了一個大容量的數(shù)據(jù)通信平臺。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 數(shù)字信道與傳統(tǒng)的模擬信道相比，具有傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬利用率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。 永久虛電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。交換虛電路每次都要建立通信連接，永久虛電路則費(fèi)用較大，且電路利用率較低。很多數(shù)據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求是為了解決行業(yè)部門內(nèi)的數(shù)據(jù)信息處理及管理，這些業(yè)務(wù)大多發(fā)生在相對固定的用戶之間。如果這些業(yè)務(wù)都利用分組交換網(wǎng)來建立一次次的通信連接或永久連接，顯然是不經(jīng)濟(jì)的，這時，介于永久性連接和交換式連接之間的半永久性連接方式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)作為數(shù)據(jù)通信應(yīng)用技術(shù)的一個分支逐漸發(fā)展起來。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) DDN在發(fā)展過程中，把數(shù)據(jù)通信與數(shù)字通信、計(jì)算機(jī)、光纖通信、數(shù)字交叉連接等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，形成了一個新的技術(shù)整體，使其應(yīng)用范圍從最初單純提供數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，逐漸拓寬為能提供多種業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)，已成為具有很大的吸引力和發(fā)展?jié)摿Φ膫鬏斁W(wǎng)絡(luò)資源。 DDN具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) ?DDN是同步數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，傳輸質(zhì)量高，誤碼率低(可達(dá) 10－ 10)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) (2) ?傳輸速率高，網(wǎng)絡(luò)時延小。由于 DDN采用了同步轉(zhuǎn)移模式的數(shù)字時分復(fù)用技術(shù)，用戶數(shù)據(jù)信息根據(jù)事先約定的協(xié)議，在固定的時隙以預(yù)先設(shè)定的通道帶寬和速率順序傳輸，這樣只需按時隙識別通道就可以準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)信息送到目的終端。由于信息是順序到達(dá)目的終端的，免去了目的終端對信息的重組，因此減小了時延。 (3) ?DDN為全透明網(wǎng)。 DDN是任何規(guī)程都可以支持的，不受約束的全透明網(wǎng)，可支持網(wǎng)絡(luò)層以及其上的任何協(xié)議，從而可滿足數(shù)據(jù)、圖像、聲音等多種業(yè)務(wù)的需要。 (4) 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理簡便。 DDN將檢錯和糾錯等功能放到智能化程度較高的終端來完成，簡化了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和監(jiān)控的內(nèi)容，同時也為用戶參與管理網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) DDN的結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù) 1． DDN的結(jié)構(gòu)組成 DDN由本地傳輸系統(tǒng)、復(fù)用 /交叉連接系統(tǒng)、局間傳輸系統(tǒng)、網(wǎng)同步系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等五大部分組成，如圖。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 DDN組成結(jié)構(gòu)示意圖 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 1) 本地傳輸系統(tǒng) 本地傳輸系統(tǒng)包括用戶設(shè)備、用戶線和用戶接入單元。用戶線和用戶接入單元又稱為用戶環(huán)路。 常用的用戶設(shè)備有數(shù)據(jù)終端設(shè)備、個人計(jì)算機(jī)、工作站、電話機(jī)和傳真機(jī)、用戶交換機(jī)、可視電話機(jī)、窄帶話音和數(shù)據(jù)多路復(fù)用器、局域網(wǎng)的橋接器和路由器等。用戶線一般采用市話用戶電纜或光纜。 用戶的接入方式主要有下列八種，如圖 。 (1) 二線模擬傳輸方式。這種傳輸方式支持模擬用戶入網(wǎng)連接，在交換方式下，同時需要直流環(huán)路、 PBX中繼線、Eamp。M信令傳輸。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 DDN中用戶的接入方式 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) (2) 二線 (或四線 )話帶 Modem傳輸方式。支持的用戶速率由線路長度、調(diào)制解調(diào)器 (Modem)的類型而定。 (3) 二線 (或四線 )基帶傳輸方式。這種傳輸方式采用回波抵消技術(shù)和差分二相編碼技術(shù)。其二線基帶設(shè)備可進(jìn)行 kb/s全雙工傳輸。該基帶傳輸設(shè)備還可具有 TDM復(fù)用功能，為多個用戶入網(wǎng)提供連接。復(fù)用時需留出部分容量給網(wǎng)絡(luò)管理用。另外，還可用二線或四線，速率達(dá)到 16 kb/s、 32 kb/s或 64 kb/s的基帶傳輸設(shè)備。 (4) 基帶傳輸 +TDM復(fù)用傳輸方式。這種傳輸方式實(shí)際上是在二線 (或四線 )基帶傳輸?shù)幕A(chǔ)上，再加上 TDM復(fù)用設(shè)備，為多個用戶入網(wǎng)提供連接。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) (5) 話音 /數(shù)據(jù)復(fù)用傳輸方式。在現(xiàn)有的市話用戶線上，采用頻分或時分的方法實(shí)現(xiàn)電話 /數(shù)據(jù)獨(dú)立的數(shù)據(jù)復(fù)用傳輸，還可加上 TDM復(fù)用，為多個用戶提供入網(wǎng)連接。 (6) ?2B+D速率的 DTU傳輸方式。 DTU(數(shù)據(jù)終端單元 )采用 2B+D速率，二線全雙工傳輸方式，為多個用戶提供入網(wǎng)。 (7) ?PCM數(shù)字線路傳輸方式。這種方式是當(dāng)用戶直接用光纜或數(shù)字微波高次群設(shè)備時，可與其他業(yè)務(wù)合用一套PCM設(shè)備，其中一路 2048 kb/s進(jìn)入 DDN。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) (8)? DDN節(jié)點(diǎn)通過 PCM設(shè)備的傳輸方式。 DDN中用戶的接入方式除了上述基本方式外，還可以采用不同的組合方式。 用戶接入單元的作用是把用戶端送入的原始信號轉(zhuǎn)換成適合在用戶線上傳輸?shù)男盘栃问?，如基帶或頻帶調(diào)制解調(diào)信號，并在可能的情況下將多個用戶設(shè)備的信號復(fù)用后在一對用戶線上傳輸。用戶接入單元可以是數(shù)據(jù)服務(wù)單元、信道服務(wù)單元和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備 (DCE)，如基帶或頻帶調(diào)制解調(diào)器。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 2) 復(fù)用 /交叉連接系統(tǒng) 復(fù)用是指將多路信號集合在一起共同占用一個物理傳輸介質(zhì)。典型的復(fù)用方式有頻分復(fù)用 (FDM)和時分復(fù)用 (TDM)等。 DDN常采用時分復(fù)用，如 2048 kb/s數(shù)字幀電路復(fù)用。 數(shù)字交叉連接系統(tǒng) (DCS， Digital Crossconnect System)用于通信線路的交接、調(diào)度和管理。它負(fù)責(zé)完成時隙的交叉連接 (含復(fù)用 )。如在 DDN節(jié)點(diǎn)中的 2048 kb/s PCM信號復(fù)用幀，流入 /出的數(shù)字流以 64 kb/s為單位進(jìn)行復(fù)用 /交叉連接，如圖 。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 圖 數(shù)字交叉連接示意圖 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 數(shù)字交叉連接系統(tǒng)采用單級時隙交換結(jié)構(gòu)，可以快速地對 m 64 kb/s和 2048 kb/s線路進(jìn)行交換，提供端點(diǎn)到端點(diǎn)的最優(yōu)連接，大大提高了傳輸線路的使用效率。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 3) 局間傳輸系統(tǒng) 局間傳輸系統(tǒng)是指節(jié)點(diǎn)間的數(shù)字信道以及由各節(jié)點(diǎn)與數(shù)字信道的各種連接方式組成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。局間傳輸?shù)臄?shù)字信道通常采用數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的基群 (2048 kb/s)信道。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭t是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的信息流量和流向，以及網(wǎng)絡(luò)的安全等因素而建立的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 4) 網(wǎng)同步系統(tǒng) 網(wǎng)同步系統(tǒng)的任務(wù)是提供 DDN全網(wǎng)設(shè)備工作的同步時鐘，保證全網(wǎng)設(shè)備的同步工作。 DDN通常采用主從同步方式。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 5) 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) DDN的網(wǎng)絡(luò)管理包括用戶接入管理、網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度、路由選擇、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)故障的診斷、告警與處理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集與統(tǒng)計(jì)、計(jì)費(fèi)信息的收集與統(tǒng)計(jì)等。 對于全國范圍的公用 DDN，網(wǎng)絡(luò)管理采用分級管理的方式，在主干網(wǎng)上設(shè)立集中的網(wǎng)管控制中心，負(fù)責(zé)主干網(wǎng)上的電路組織和調(diào)度。在主干網(wǎng)上還可以設(shè)置若干個網(wǎng)管控制終端，它能與網(wǎng)管控制中心交換網(wǎng)管控制信息，在授權(quán)范圍內(nèi)執(zhí)行網(wǎng)管控制功能。各省內(nèi)網(wǎng)可設(shè)立各自集中的網(wǎng)管控制中心，負(fù)責(zé)本省內(nèi)網(wǎng)上電路的組織和調(diào)度，也可設(shè)若干網(wǎng)管控制終端，在授權(quán)范圍內(nèi)執(zhí)行網(wǎng)管控制功能。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 2． DDN的業(yè)務(wù)功能 DDN是全透明的網(wǎng)絡(luò)，具有可靠性高、信道利用率高和時延小等優(yōu)點(diǎn)，可以支持多種業(yè)務(wù)服務(wù)。 DDN業(yè)務(wù)分為專用電路、幀中繼、壓縮話音 /G3傳真和虛擬專用網(wǎng)四類業(yè)務(wù)。 DDN的主要業(yè)務(wù)是向用戶提供中高速率，高質(zhì)量的點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)數(shù)字專用電路 (簡稱專用電路 )。在專用電路的基礎(chǔ)上，通過引入幀中繼服務(wù)模塊 (FRM， Frame Relay Module)，提供永久性虛電路 (PVC， Permanent Virtual Circuit)連接方式的幀中繼業(yè)務(wù)。通過在用戶入網(wǎng)處引入話音服務(wù)模塊(VSM， Voice Service Module)提供壓縮話音 /G3傳真業(yè)務(wù)。在DDN上，幀中繼業(yè)務(wù)和壓縮話音 /G3傳真業(yè)務(wù)均可看做在專用電路業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上的增值業(yè)務(wù)。 第 7章 數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 1) 專用電路業(yè)務(wù) (1) 基本專用電路。 DDN提供的基本專用電路是規(guī)定速率的點(diǎn)到點(diǎn)專用電路，如中高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、會議電視業(yè)務(wù)、高速可視圖文業(yè)務(wù)等。 (2) 特定要求的專用電路。為了滿足用戶特殊需求，DDN網(wǎng)絡(luò)還可