【正文】 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 1 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ) 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 2 區(qū)別語音及 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的流量特征 簡(jiǎn)單說明共享資源系統(tǒng)的兩個(gè)基本原理 比較靜態(tài)、動(dòng)態(tài)復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn) 按照業(yè)務(wù)需求選擇通信技術(shù)、架構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 課程目標(biāo) 在本課程結(jié)束時(shí)，學(xué)員應(yīng)能夠： 結(jié)合 MSTP產(chǎn)品的特點(diǎn)，本膠片只討論二層及以下的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，重點(diǎn)是公共信道通信； 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)理論基礎(chǔ) 鏈路通信技術(shù) 子網(wǎng)通信技術(shù) 未來網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)技術(shù) 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 4 通信網(wǎng)中存在著各類資源，其中最重要的是 信道帶寬資源 ，如何采用合適通信技術(shù) 以對(duì) 入網(wǎng)數(shù)據(jù) 在信道中進(jìn)行有效、可靠的傳輸與交換。 通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求 DSLAM BTS PSTN 接入設(shè)備 LAN 3G NodeB 語音業(yè)務(wù) SDH SDH SDH SDH SDH SDH SDH SDH 傳送網(wǎng)絡(luò) ？ 寬帶綜合傳送網(wǎng)絡(luò) NGN 綜合業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 5 通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)分析 通信網(wǎng)內(nèi)被操作的最基本動(dòng)態(tài)實(shí)體，就是“數(shù)據(jù)”，體現(xiàn)為比特流或是報(bào)文。 通信的對(duì)象 語音業(yè)務(wù)：以 人 為受體； 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：以 機(jī)器 為受體。 傳送的過程 語音業(yè)務(wù)：體現(xiàn)為 比特流 ； 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：體現(xiàn)為 報(bào)文或是分組 。 思考：我們的生活中，有哪些通信網(wǎng)絡(luò)，并簡(jiǎn)單描述它的 1~2個(gè)特點(diǎn)。 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 6 業(yè)務(wù)的流量特征 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ：在時(shí)間上是“間歇”式的，在需求量上是“突發(fā)”式的。 業(yè)務(wù)類別 平均率 峰值率 PCM話音業(yè)務(wù) 20 Kb/s 64kb/s 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī) → 計(jì)算機(jī) 100Kb/s 1000Kb/s 遠(yuǎn)程訪問 1Kb/s 128Kb/s 小型城域網(wǎng) 50Mb/s 300Mb/s a) 若提供大容量資源讓其完全占用，極不經(jīng)濟(jì)； b) 若只提供小容量系統(tǒng)，則在它們有峰值需求的時(shí)候卻不能滿足。 一種典型的用戶需求表現(xiàn)為稀疏的訪問次數(shù)，但每次訪問卻要求獲得對(duì)通信處理能力的高速度要求。由測(cè)量表明，從終端到主機(jī)的通信線路平均使用時(shí)間不超過 5%，用戶業(yè)務(wù)體現(xiàn)為高的突發(fā)峰值率和的平均數(shù)據(jù)率，這樣的話： 語音業(yè)務(wù) ：流量均衡、帶寬需求小、實(shí)時(shí)要求高（時(shí)延要求小于 200ms）。 PSTN網(wǎng)絡(luò)：一路 PCM話音業(yè)務(wù)的速率為 64Kb/s，實(shí)時(shí)傳送； GSM網(wǎng)絡(luò)：一路 RPELTP(或 CELP)話音業(yè)務(wù)的速率為 13Kb/s，實(shí)時(shí)傳送； 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 7 共享資源系統(tǒng)的傳送模型 在介紹數(shù)據(jù)流量特征之后，我們以一個(gè)共享資源的多業(yè)務(wù)傳送系統(tǒng)為例，我們可以應(yīng)用某些方案去調(diào)度信道資源以完成數(shù)據(jù)的傳送，圖 1是其中的兩種方案： λ1 C1 數(shù)據(jù)流的平均流量為 λ ，鏈路的容量為 C λ2 C2 λm Cm 圖 1 共享資源系統(tǒng)的傳送模型 （ a） … … λ C （ b） 圖 1(a)：把總資源分成 m個(gè)單獨(dú)的個(gè)體資源，劃歸給 m個(gè)用戶各自專用，構(gòu)成m個(gè)專用資源系統(tǒng)； 圖 1(b)：所有個(gè)體資源都集中起來，只要有任一個(gè)用戶請(qǐng)求資源，就可以分配空閑的資源歸它使用。 從資源被分割的程度上：我們稱圖 1(a)為復(fù)雜系統(tǒng)，圖 1(b)為簡(jiǎn)單系統(tǒng)。 λ = ∑ i=1 λi m C = ∑ i=1 C i m 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 8 共享資源系統(tǒng)傳送模型分析 λ1 C1 數(shù)據(jù)流的平均流量為 λ ，鏈路的容量為 C λ2 C2 λm Cm 圖 1 共享資源系統(tǒng)的傳送模型 （ a） … … λ C （ b） λ = ∑ i=1 λi m C = ∑ i=1 C i m 圖 1(a) 復(fù)雜系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：用戶的數(shù)據(jù)在各自的專用小系統(tǒng)中傳送，資源有保證，可以達(dá)到滿意的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)。 缺點(diǎn)：資源浪費(fèi)， ① 即使在某個(gè)用戶空閑期間，它仍占據(jù)著分配給它的那部分資源； ② 若某一用戶的瞬間需求量超過其所占資源的容量時(shí)，無法滿足需求；經(jīng)濟(jì)效益較低。 圖 1(b) 簡(jiǎn)單系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：大的資源容量（雖然總?cè)萘坎蛔儯┠芨玫臐M足用戶在某個(gè)短時(shí)間內(nèi)的大業(yè)務(wù)需求；同時(shí)意味著系統(tǒng)將以更高的速度提供服務(wù)，縮短用戶請(qǐng)求的服務(wù)時(shí)間。 缺點(diǎn)：用戶對(duì)資源存在競(jìng)爭(zhēng)的情況，服務(wù)質(zhì)量難以實(shí)現(xiàn)； 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 9 共享資源的兩個(gè)基本原理 一、大數(shù)定律 lim } ∑ k=0 ξK n n=∞ ρ { 1 n a ε = 1 將大數(shù)定律和規(guī)模經(jīng)濟(jì)性原理應(yīng)用在共享資源系統(tǒng)中分析網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)，以幫助我們了解什么樣的傳送模型有優(yōu)勢(shì)。 數(shù)據(jù)通信中， 通信流量是波動(dòng)的，例如，視頻流的峰值速率可以比它的平均速率高出 10倍，為數(shù)據(jù)防止丟失，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要能給每個(gè)流分配的帶寬等于這個(gè)流的峰值速率，但這種分配資源利用率極低，網(wǎng)絡(luò)可以考慮某些方法來減少分配給每一條連接的帶寬。 基于這樣的事實(shí)：不同信道的通信流量，其流量波動(dòng)是獨(dú)立分布，當(dāng)一個(gè)信道速率大于平均值時(shí)另一個(gè)信道的速率卻可能小于平均值，所以，許多信道速率的重疊將更接近期平均值。 理論上，根據(jù)大數(shù)定律：設(shè) ξ 1， ξ 2， ? 是一相互獨(dú)立同分布的數(shù)學(xué)期望為 a的隨機(jī)變量序列，則當(dāng)變量數(shù) n∞ 時(shí)，它們的算術(shù)平均值以等于 1的概率落在客觀真值 a的任意小的鄰域內(nèi)。 大數(shù)定律應(yīng)用到資源共享系統(tǒng)的表述 ：如果所有用戶對(duì)資源的需求是相互獨(dú)立的、同分布的隨機(jī)需求，則當(dāng)用戶數(shù) n→∞ 時(shí)，它們對(duì)資源的總合平均需求非常接近于每個(gè)用戶的平均需求的算術(shù)和。 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 10 共享資源的兩個(gè)基本原理 一、大數(shù)定律（續(xù)） 結(jié)論 1：在系統(tǒng)資源總?cè)萘肯嗤那闆r下，簡(jiǎn)單系統(tǒng)優(yōu)于復(fù)雜系統(tǒng) 也就是說：雖然每個(gè)用戶對(duì)于資源的需求在時(shí)間上是間歇式的，在量上突發(fā)式的，但如果我們將各用戶對(duì)資源的需求進(jìn)行集中的調(diào)度，整體上將平滑對(duì)資源的需求，提升了網(wǎng)絡(luò)資源利用率，可以更小的帶寬滿足客戶的需求。 舉例（投擲硬幣）：投擲 1000次硬幣，出現(xiàn)約 500正面，出現(xiàn) 600次以上正面的概率非常小，約為 1010. 同樣的，若某共享通道存在 1000個(gè)數(shù)據(jù)源，每一個(gè)有一半的時(shí)間不發(fā)送信息，另一半的時(shí)間以速率 a傳輸，那么總速率很少超過 600a（概率小于 1010 ） 思考：若某住宅小區(qū)有 1000條 VBR業(yè)務(wù)，峰值速率為 10Mbps，平均速率為 2Mbps，若分別用簡(jiǎn)單系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，上行帶寬各需占用多少？ 文檔密級(jí)：內(nèi)部公開 華為文檔，未經(jīng)授權(quán)不得擴(kuò)散 11 共享資源的兩個(gè)基本原理 二、規(guī)模經(jīng)濟(jì)性 通信網(wǎng)絡(luò)與經(jīng)濟(jì)規(guī)模有密切的關(guān)系，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)有兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì) 將大數(shù)定律和