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1 数 据 通 信 基 础

2 目 录 第 一 章 数 据 通 信 系 统 数 据 通 信 系 统 组 成 数 据 终 端 设 备 (DTE) 数 据 电 路 终 接 设 备 (DCE) 数 据 电 路 和 数 据 链 路 传 输 传 输 信 道 传 输 方 式 多 路 复 用 接 口 数 据 通 信 系 统 的 性 能 指 标 信 息 传 输 速 率 (Rb) 码 元 传 输 速 率 (RB) 频 带 利 用 率 差 错 率...9 第 二 章 OSI 参 考 模 型 通 信 协 议 的 概 念 与 层 次 结 构 OSI 参 考 模 型 及 各 层 功 能 OSI 参 考 模 型 各 层 功 能 物 理 层 (PH) 数 据 链 路 层 (DL) 网 络 层 (N) 运 输 层 (T) 会 话 层 表 示 层 应 用 层 OSI 有 关 术 语 数 据 单 元 服 务 访 问 点 服 务 原 语 面 向 连 接 和 无 连 接...15 第 三 章 数 据 通 信 网 数 据 通 信 网 的 拓 扑 结 构 和 分 类 拓 扑 结 构 分 类 按 服 务 范 围 分 按 交 换 方 式 分 类 局 域 网...18 第 2 页 共 38 页

3 3.2.1 概 述 特 点 拓 扑 结 构 传 输 媒 体 体 系 结 构 IEEE 802 参 考 模 型 IEEE 802 系 列 标 准 几 种 常 见 的 局 域 网 总 线 局 域 网 令 牌 环 网 局 域 网 的 组 成 硬 件 组 成 软 件 组 成 分 组 交 换 网 X.25 协 议 的 应 用 环 境 和 系 统 结 构 物 理 层 数 据 链 路 层 X.25 链 路 层 功 能 数 据 链 路 层 分 组 层 帧 中 继 帧 中 继 与 X.25 的 比 较 LAPF 帧 格 式 帧 中 继 的 虚 电 路 帧 中 继 应 用 数 字 数 据 网 DDN DDN 概 述 DDN 定 义 DDN 优 点 节 点 类 型 网 络 结 构 网 络 互 联 网 络 业 务 类 别 及 用 户 入 网 速 率 网 络 业 务 类 别 用 户 入 网 速 率 用 户 入 网 方 式...36 第 3 页 共 38 页

4 第 一 章 数 据 通 信 系 统 数 据 通 信 是 计 算 机 与 计 算 机 或 计 算 机 与 终 端 之 间 的 通 信 它 传 送 数 据 的 目 的 不 仅 是 为 了 交 换 数 据, 更 主 要 是 为 了 利 用 计 算 机 来 处 理 数 据 可 以 说 它 是 将 快 速 传 输 数 据 的 通 信 技 术 和 数 据 处 理 加 工 及 存 储 的 计 算 机 技 术 相 结 合, 从 而 给 用 户 提 供 及 时 准 确 的 数 据 1.1 数 据 通 信 系 统 组 成 数 据 通 信 系 统 是 通 过 数 据 电 路 将 分 布 在 远 地 的 数 据 终 端 设 备 与 计 算 机 系 统 连 接 起 来, 实 现 数 据 传 输 交 换 存 储 和 处 理 的 系 统 比 较 典 型 的 数 据 通 信 系 统 主 要 由 数 据 终 端 设 备 数 据 电 路 计 算 机 系 统 三 部 分 组 成, 如 图 1-1 所 示 数 据 终 端 设 备 接 口 接 口 计 算 机 系 统 数 据 输 入 输 出 设 备 通 信 控 制 器 数 据 电 路 终 接 设 备 传 输 信 道 数 据 电 路 终 接 设 备 通 信 控 制 器 中 央 处 理 机 图 1-1 数 据 通 信 系 统 组 成 数 据 终 端 设 备 (DTE) 在 数 据 通 信 系 统 中, 用 于 发 送 和 接 收 数 据 的 设 备 称 为 数 据 终 端 设 备 ( 简 称 DTE) DTE 可 能 是 大 中 小 型 计 算 机 PC 机, 也 可 能 是 一 台 只 接 收 数 据 的 打 印 机, 所 以 说 DTE 属 于 用 户 范 畴, 其 种 类 繁 多, 功 能 差 别 较 大 从 计 算 机 和 计 算 机 通 信 系 统 的 观 点 来 看, 终 端 是 输 入 / 输 出 的 工 具 ; 从 数 据 通 信 网 络 的 观 点 来 看, 计 算 机 和 终 端 都 称 为 网 络 的 数 据 终 端 设 备, 简 称 终 端 在 图 1 的 数 据 终 端 组 成 中, 输 入 / 输 出 设 备 很 好 理 解, 值 得 一 提 的 是 通 信 控 制 器 由 于 数 据 通 信 是 计 算 机 与 计 算 机 或 计 算 机 与 终 端 间 的 通 信, 为 了 有 效 而 可 靠 地 进 行 通 信, 通 信 双 方 必 须 按 一 定 的 规 程 进 行, 如 收 发 双 方 的 同 步 差 错 控 制 传 输 链 路 的 建 立 维 待 和 拆 除 及 数 据 流 量 控 制 等, 所 以 必 须 设 置 通 信 控 制 器 来 完 成 这 些 功 能, 对 应 于 软 件 部 分 就 是 通 信 协 议, 这 也 是 数 据 通 信 与 传 统 电 话 通 信 的 主 要 区 别 第 4 页 共 38 页

5 另 外 数 据 终 端 的 类 型 有 很 多 种, 有 简 单 终 端 和 智 能 终 端 同 步 终 端 和 异 步 终 端 本 地 终 端 和 远 程 终 端 等, 需 要 解 释 的 是 同 步 终 端 和 异 步 终 端 同 步 终 端 是 以 帧 同 步 方 式 ( 如 X.25 HDLC 等 ) 和 字 符 同 步 方 式 ( 如 BSC) 工 作 的 终 端 ; 异 步 终 端 是 起 止 式 终 端, 在 每 个 字 符 的 首 尾 加 起 和 止 比 特, 以 实 现 收 发 双 方 的 同 步, 字 符 和 字 符 之 间 的 间 隙 时 间 可 以 任 意 长, 因 此 称 为 异 步 数 据 电 路 终 接 设 备 (DCE) 用 来 连 接 DTE 与 数 据 通 信 网 络 的 设 备 称 为 数 据 电 路 终 接 设 备 (DCE), 可 见 该 设 备 为 用 户 设 备 提 供 入 网 的 连 接 点 DCE 的 功 能 就 是 完 成 数 据 信 号 的 变 换 因 为 传 输 信 道 可 能 是 模 拟 的, 也 可 能 是 数 字 的,DTE 发 出 的 数 据 信 号 不 适 合 信 道 传 输, 所 以 要 把 数 据 信 号 变 成 适 合 信 道 传 输 的 信 号 利 用 模 拟 信 道 传 输, 要 进 行 数 字 模 拟 变 换, 方 法 就 是 调 制, 而 接 收 端 要 进 行 反 变 换, 即 模 拟 数 字 变 换, 这 就 是 解 调, 实 现 调 制 与 解 调 的 设 备 称 为 调 制 解 调 器 (MODEM) 因 此 调 制 解 调 器 就 是 模 拟 信 道 的 数 据 电 路 终 接 设 备 利 用 数 字 信 道 传 输 信 号 时 不 需 调 制 解 调 器, 但 DTE 发 出 的 数 据 信 号 也 要 经 过 某 些 变 换 才 能 有 效 而 可 靠 地 传 输, 对 应 的 DCE 即 数 据 服 务 单 元 (DSU), 其 功 能 是 码 型 和 电 平 的 变 换, 信 道 特 性 的 均 衡, 同 步 时 钟 信 号 的 形 成, 控 制 接 续 的 建 立 保 持 和 拆 断 ( 指 交 换 连 接 情 况 ), 维 护 测 试 等 数 据 电 路 和 数 据 链 路 数 据 电 路 指 的 是 在 线 路 或 信 道 上 加 信 号 变 换 设 备 之 后 形 成 的 二 进 制 比 特 流 通 路, 它 由 传 输 信 道 及 其 两 端 的 数 据 电 路 终 接 设 备 (DCE) 组 成 数 据 链 路 是 在 数 据 电 路 已 建 立 的 基 础 上, 通 过 发 送 方 和 接 收 方 之 间 交 换 握 手 信 号, 使 双 方 确 认 后 方 可 开 始 传 输 数 据 的 两 个 或 两 个 以 上 的 终 端 装 置 与 互 连 线 路 的 组 合 体 所 谓 握 手 信 号 是 指 通 信 双 方 建 立 同 步 联 系 使 双 方 设 备 处 于 正 确 收 发 状 态 通 信 双 方 相 互 核 对 地 址 等 如 图 1 所 示, 加 了 通 信 控 制 器 以 后 的 数 据 电 路 称 为 数 据 链 路 可 见 数 据 链 路 包 括 物 理 链 路 和 实 现 链 路 协 议 的 硬 件 和 软 件 只 有 建 立 了 数 据 链 路 之 后, 双 方 DTE 才 可 真 正 有 效 的 进 行 数 据 传 输 特 别 注 意, 在 数 据 通 信 网 中, 它 仅 仅 操 作 于 相 邻 的 两 个 节 点 之 间, 因 此 从 一 个 DTE 到 另 一 个 DTE 之 间 的 连 接 可 以 操 作 多 段 数 据 链 路 传 输 传 输 信 道 传 输 信 道 是 通 信 系 统 必 不 可 少 的 组 成 部 分, 目 前 数 据 通 信 中 所 使 用 的 多 为 有 线 信 道, 主 要 有 : 直 接 利 用 传 输 媒 体 的 实 线 信 道 ( 如 局 域 网 中 ); 经 调 制 解 调 器 的 频 分 信 道 ( 如 部 分 地 区 第 5 页 共 38 页

6 用 户 线 路 中 ); 时 分 信 道 由 于 光 纤 通 信 技 术 的 发 展, 现 在 绝 大 部 分 的 数 据 传 输 在 时 分 信 道 上, 以 同 步 数 字 体 系 SDH 方 式 传 输 传 输 方 式 数 据 传 输 按 信 息 传 送 的 方 向 与 时 间 可 以 分 为 : 单 工 半 双 工 全 双 工 三 种 传 输 方 式, 如 图 1-2 所 示 A 站 发 送 装 置 A 站 发 送 装 置 接 收 装 置 A 站 发 送 装 置 正 向 数 据 信 道 反 向 信 道 (a) 单 工 K1 K2 数 据 信 道 反 向 信 道 (b) 半 双 工 数 据 信 道 反 向 信 道 B 站 接 收 装 置 B 站 接 收 装 置 发 送 装 置 B 站 接 收 装 置 接 收 装 置 数 据 信 道 反 向 信 道 (c) 全 双 工 发 送 装 置 图 2-4 单 工 半 双 工 全 双 工 示 意 图 单 工 数 据 传 输 指 的 是 两 个 数 据 站 之 间 只 能 沿 一 个 指 定 的 方 向 进 行 数 据 传 输 在 图 2-4 (a) 中, 数 据 由 A 站 传 到 B 站, 而 B 站 至 A 站 只 传 送 联 络 信 号 前 者 称 正 向 信 道, 后 者 称 反 向 信 道 一 般 正 向 信 道 传 输 速 率 较 高, 反 向 信 道 传 输 速 率 较 低, 其 速 率 不 超 过 75b/s 此 种 方 式 适 用 于 数 据 收 集 系 统, 如 气 象 数 据 的 收 集 电 话 费 的 集 中 计 算 等 因 为 在 这 种 数 据 收 集 系 统 中, 大 量 数 据 只 需 要 从 一 端 到 另 一 端, 另 外 需 要 少 量 联 络 信 号 通 过 反 向 信 道 传 输 半 双 工 数 据 传 输 是 两 个 数 据 之 间 可 以 在 两 个 方 向 上 进 行 数 据 传 输, 但 不 能 同 时 进 行 该 方 式 要 求 A 站 B 站 两 端 都 有 发 送 装 置 和 接 收 装 置, 如 图 2-4(b) 所 示 若 想 改 变 信 息 的 传 输 方 向, 需 要 由 开 关 Kl 和 K2 进 行 切 换 问 讯 检 索 科 学 计 算 等 数 据 通 信 系 统 运 用 半 双 工 第 6 页 共 38 页

7 数 据 传 输 全 双 工 数 据 传 输 是 在 两 个 数 据 站 之 间, 可 以 两 个 方 向 同 时 进 行 数 据 传 输 全 双 工 通 信 效 率 高, 但 组 成 系 统 的 造 价 高, 适 用 于 计 算 机 之 间 高 速 数 据 通 信 系 统 通 常 四 线 线 路 实 现 全 双 工 数 据 传 输, 二 线 线 路 实 现 单 工 或 半 双 工 数 据 传 输 在 采 用 频 分 法 时 间 压 缩 法 回 波 抵 消 技 术 时, 二 线 线 路 也 可 实 现 全 双 工 数 据 传 输 多 路 复 用 为 了 提 高 信 道 的 利 用 率, 在 数 据 的 传 输 中 组 合 多 个 低 速 的 数 据 终 端 共 同 使 用 一 条 高 速 的 信 道, 这 种 方 法 称 为 多 路 复 用, 常 用 的 复 用 技 术 有 频 分 复 用 和 时 分 复 用 频 分 复 用 是 将 物 理 信 道 上 的 总 带 宽 分 成 若 干 个 独 立 的 信 道 ( 即 子 信 道 ), 分 别 分 配 给 用 户 传 输 数 据 信 息, 各 子 信 道 间 还 略 留 一 个 宽 度 ( 称 为 保 护 带 ) 在 频 分 复 用 中, 如 果 分 配 了 子 信 道 的 用 户 没 有 数 据 传 输, 那 么 该 子 信 道 保 持 空 闲 状 态, 别 的 用 户 不 能 使 用 频 分 复 用 适 用 于 传 输 模 拟 信 号 的 频 分 制 信 道, 主 要 用 于 电 话 和 有 线 电 视 (CATV) 系 统, 在 数 据 通 信 系 统 中 应 和 调 制 解 调 技 术 结 合 使 用, 且 只 在 地 区 用 户 线 上 用 到, 长 途 干 线 上 主 要 采 用 时 分 复 用 时 分 复 用 是 将 一 条 物 理 信 道 按 时 间 分 成 若 干 时 间 片 ( 即 时 隙 ) 轮 流 地 分 配 给 每 个 用 户, 每 个 时 间 片 由 复 用 的 一 个 用 户 占 用, 而 不 像 FDM 那 样, 同 一 时 间 同 时 发 送 多 路 信 号 数 据 时 分 复 用 可 分 为 同 步 时 分 复 用 和 统 计 时 分 复 用 同 步 时 分 复 用 是 指 复 用 器 把 时 隙 固 定 地 分 配 给 各 个 数 据 终 端, 通 过 时 隙 交 织 形 成 多 路 复 用 信 号, 从 而 把 各 低 速 数 据 终 端 信 号 复 用 成 较 高 速 率 的 数 据 信 号 统 计 时 分 复 用 也 称 异 步 时 分 复 用 统 计 时 分 复 用 中, 把 时 隙 动 态 地 分 配 给 各 个 终 端, 即 当 终 端 的 数 据 要 传 送 时, 才 会 分 配 到 时 隙, 因 此 每 个 用 户 的 数 据 传 输 速 率 可 以 高 于 平 均 传 输 速 率, 最 高 可 以 达 到 线 路 总 的 传 输 能 力 例 如 ; 线 路 传 输 速 率 为 9600bit/s,4 个 用 户 的 平 均 速 率 为 2400bit/s, 当 用 同 步 时 分 复 用 时, 每 个 用 户 的 最 高 速 率 为 2400bit/s, 而 在 统 计 时 分 复 用 方 式 下, 每 个 用 户 最 高 速 率 可 达 9600bit/s 同 步 时 分 复 用 和 统 计 时 分 复 用 在 数 据 通 信 网 中 均 有 使 用, 如 DDN 网 采 用 同 步 时 分 复 用,X.25 ATM 采 用 统 计 时 分 复 用 接 口 数 据 通 信 是 在 各 种 类 型 的 用 户 终 端 和 计 算 机 之 间, 或 者 同 一 型 号 或 不 同 型 号 的 计 算 机 之 间 进 行 的, 因 此 计 算 机 终 端 和 数 据 通 信 设 备 之 间 的 连 接 需 要 标 准 的 接 口, 即 在 插 接 方 式 引 线 分 配 电 气 特 性 及 应 答 关 系 上 均 应 符 合 统 一 的 标 准 和 规 范 DTE 和 DCE 之 间 有 很 多 个 同 类 型 的 接 口, 目 前 最 通 用 的 类 刑 有 : 美 国 电 子 工 业 协 会 EIA 的 RS-232C 接 口 ; ITU-T 的 V 系 列 接 口 和 X 系 列 接 口 ; 第 7 页 共 38 页

8 国 际 标 准 化 组 织 ISO 和 ISO 211O ISO 1177 等 EIA RS-232 接 口 是 美 国 EIA 联 合 贝 尔 公 司 数 据 通 信 设 备 制 造 厂 和 计 算 机 制 造 厂 开 发 的 一 个 使 用 串 行 二 进 制 方 式 进 行 交 换 的 DTE 和 DCE 间 的 接 口 标 准, 此 标 准 共 A B C D 四 个 版 本, 其 中 RS-232C 标 准 使 用 很 广 泛 后 来 EIA 又 发 表 了 RS-422A RS-423A RS-449 接 口 标 准, 想 取 代 RS-232C, 但 似 乎 做 不 到 ITU-T 采 纳 了 RS-232C, 并 作 了 较 小 改 动, 制 定 了 V 系 列 (V.24 和 V.28) 接 口 标 准 高 速 数 据 传 输 接 口 有 V 数 据 通 信 系 统 的 性 能 指 标 不 同 的 通 信 系 统 有 不 同 的 性 能 指 标, 就 数 据 通 信 系 统 而 言, 其 性 能 指 标 主 要 有 传 输 速 率 频 带 利 用 率 差 错 率 等 信 息 传 输 速 率 (R b) 信 息 传 输 速 率 简 称 传 信 率, 又 称 信 息 速 率 比 特 率, 它 表 示 单 位 时 间 ( 每 秒 ) 内 传 输 实 际 信 息 的 比 特 数, 单 位 为 比 特 / 秒, 记 为 bit/s b/s bps 比 特 在 信 息 论 中 作 为 信 息 量 的 度 量 单 位 一 般 在 数 据 通 信 中, 如 使 用 1 和 0 的 概 率 是 相 同 的, 则 每 个 1 和 0 就 是 一 个 比 特 的 信 息 量 如 果 一 个 数 据 通 信 系 统, 每 秒 内 传 输 9600bit, 则 它 的 传 信 率 为 Rb= 9600bit/s 码 元 传 输 速 率 (R B) 码 元 传 输 速 率 简 称 传 码 率, 又 称 符 号 速 率 码 元 速 率 波 特 率 调 制 速 率 它 表 示 单 位 时 间 内 ( 每 秒 ) 信 道 上 实 际 传 输 码 元 的 个 数, 单 位 是 波 特 (Baud), 常 用 符 号 B 来 表 示 值 得 注 意 的 是 码 元 速 率 仅 仅 表 征 单 位 时 间 内 传 送 的 码 元 数 目 而 没 有 限 定 这 时 的 码 元 应 是 何 种 进 制 的 码 元 但 对 于 传 信 率, 则 必 须 折 合 为 相 应 的 二 进 制 码 元 来 计 算 例 如, 某 系 统 每 秒 传 送 9600 个 码 元, 则 该 系 统 的 传 码 率 为 9600B, 如 果 系 统 是 二 进 制 的, 它 的 传 信 率 9600b/s; 如 果 系 统 是 四 进 制 的, 它 的 传 信 率 是 19.2kbit/s; 如 果 系 统 是 八 进 制 的, 它 的 传 信 率 是 28.8kbit/s 由 此 可 见, 传 信 率 与 传 码 率 之 间 的 关 系 为 : N Rb = RBlog2 式 中,N 为 码 元 的 进 制 数 频 带 利 用 率 在 比 较 不 同 的 通 信 系 统 的 效 率 时, 只 看 它 们 的 传 输 速 率 是 不 够 的, 还 要 看 传 输 这 样 的 信 息 所 占 用 的 频 带 通 信 系 统 占 用 的 频 带 愈 宽, 传 输 信 息 的 能 力 应 该 愈 大 在 通 常 情 况 下, 可 以 认 为 二 者 成 比 例 所 以 真 正 用 来 衡 量 数 据 通 信 系 统 信 息 传 输 效 率 的 指 标 应 该 是 单 位 频 带 内 的 第 8 页 共 38 页

9 传 输 速 率, 记 为 η: η= 传 输 速 率 占 用 频 带 单 位 : 比 特 / 秒 赫 (b/s Hz) 波 特 / 赫 (B/Hz) 例 如 某 数 据 通 信 系 统, 其 传 信 率 为 9600bit/s, 占 用 频 带 为 6kHz, 则 其 频 带 利 用 率 为 η =1.6bit/(s Hz) 差 错 率 由 于 数 据 信 息 都 由 离 散 的 二 进 制 数 字 序 列 来 表 示, 因 此 在 传 输 过 程 中, 不 论 它 经 历 了 何 种 变 换, 产 生 了 什 么 样 的 失 真, 只 要 在 到 达 接 收 端 时 能 正 确 地 恢 复 出 原 始 发 送 的 二 进 制 数 字 序 列, 就 是 达 到 了 传 输 的 目 的 所 以 衡 量 数 据 通 信 系 统 可 靠 性 的 主 要 指 标 是 差 错 率 表 示 差 错 率 的 方 法 常 用 以 下 三 种 : 误 码 率 误 字 率 误 组 率 我 们 通 常 用 误 码 率 误 码 率 又 称 码 元 差 错 率, 是 指 在 传 输 的 码 元 总 数 中 错 误 接 收 的 码 元 数 所 占 的 比 例, 用 字 母 Pe 来 表 示, 即 Pe = 错 误 接 收 的 码 元 数 所 传 输 的 总 码 元 数 误 码 率 指 某 一 段 时 间 的 平 均 误 码 率, 对 于 同 一 条 数 据 电 路 由 于 测 量 的 时 间 长 短 不 同, 误 码 率 就 不 一 样 在 日 常 维 护 中,ITU-T 规 定 测 试 时 间 数 据 传 输 误 码 率 一 般 都 低 于 第 9 页 共 38 页

10 第 二 章 OSI 参 考 模 型 2.1 通 信 协 议 的 概 念 与 层 次 结 构 从 通 信 的 硬 件 设 备 来 看, 有 了 终 端 信 道 和 交 换 设 备 就 能 接 通 两 个 用 户 了, 但 是 要 顺 利 地 进 行 信 息 交 换, 或 者 说 通 信 网 要 正 常 运 转 那 是 不 够 的 尤 其 是 自 动 化 程 度 越 高, 人 的 参 与 越 少, 就 更 显 得 如 此 为 了 保 证 通 信 要 正 常 进 行, 必 须 事 先 作 一 些 规 定, 而 且 通 信 双 方 要 正 确 执 行 这 些 规 定 例 如, 电 话 网 中 有 规 定 的 信 令 方 式, 数 据 通 信 中 要 有 传 输 控 制 规 程 等 我 们 把 这 种 通 信 双 方 必 须 遵 守 的 规 则 和 约 定 称 为 协 议 或 规 程 协 议 的 要 素 包 括 语 法 语 义 和 定 时 语 法 规 定 通 信 双 方 如 何 讲 即 确 定 数 据 格 式 数 据 码 型 信 号 电 平 等 ; 语 义 规 定 通 信 双 方 讲 什 么, 即 确 定 协 议 元 素 的 类 型, 如 规 定 通 信 双 方 要 发 出 什 么 控 制 信 息 执 行 什 么 动 作 和 返 回 什 么 应 答 等 ; 定 时 关 系 则 规 定 事 件 执 行 的 顺 序, 即 确 定 链 路 通 信 过 程 中 通 信 状 态 的 变 化, 如 规 定 正 确 的 应 答 关 系 等 可 见 协 议 能 协 调 网 的 运 转, 使 之 达 到 互 通 互 控 和 互 换 的 目 的 那 么 如 何 来 制 定 协 议 呢? 由 于 协 议 十 分 复 杂, 涉 及 面 很 广, 因 此 在 制 定 协 议 时 经 常 采 用 的 方 法 是 分 层 法 分 层 法 最 核 心 的 思 路 是 上 一 层 的 功 能 是 建 立 在 下 一 层 的 功 能 基 础 上, 并 且 在 每 一 层 内 均 要 遵 守 一 定 的 规 则 层 次 和 协 议 的 集 合 称 为 网 络 的 体 系 结 构 体 系 结 构 应 当 具 有 足 够 的 信 息, 以 允 许 软 件 设 计 人 员 给 每 层 编 写 实 现 该 层 协 议 的 有 关 程 序, 即 通 信 软 件 许 多 计 算 机 制 造 商 都 开 发 了 自 己 的 通 信 网 络 系 统, 例 如 IBM 公 司 从 60 年 代 后 期 开 始 开 发 了 它 的 系 统 网 络 体 系 结 构 (SNA), 并 于 1974 年 宣 布 了 SNA 及 其 产 品 ; 数 字 设 备 公 司 (DEC) 也 发 展 了 自 己 的 网 络 体 系 结 构 (DNA) 各 种 通 信 体 系 结 构 的 发 展 增 强 了 系 统 成 员 之 间 的 通 信 能 力, 但 是 同 时 也 产 生 了 不 同 厂 家 之 间 的 通 信 障 碍, 因 此 迫 切 需 要 制 定 全 世 界 统 一 的 网 络 体 系 结 构 标 准 负 责 制 定 国 际 标 准 的 ISO 第 10 页 共 38 页

11 吸 取 了 IBM 的 SNA 和 其 它 计 算 机 厂 商 的 网 络 体 系 结 构, 提 出 了 开 放 系 统 互 连 (Open System Interconnection) 参 考 模 型 ( 简 称 OSI-RM), 按 照 这 个 标 准 设 计 和 建 成 的 计 算 机 网 络 系 统 都 可 以 互 相 连 接 2.2OSI 参 考 模 型 及 各 层 功 能 2.2.1OSI 参 考 模 型 OSI 参 考 模 型 如 图 2-1 所 示 它 采 用 分 层 结 构 化 技 术, 将 整 个 网 络 的 通 信 功 能 分 为 7 层 由 低 层 至 高 层 分 别 是 : 物 理 层 数 据 链 路 层 网 络 层 运 输 层 会 话 层 表 示 层 应 用 层 每 一 层 都 有 特 定 的 功 能, 并 且 上 一 层 利 用 下 一 层 的 功 能 所 提 供 的 服 务, 在 OSI 参 考 模 型 中, 各 层 的 数 据 并 不 是 从 一 端 的 第 N 层 直 接 送 到 另 一 端 的, 第 N 层 的 数 据 在 垂 直 的 层 次 中 自 上 而 下 地 逐 层 传 递 直 至 物 理 层, 在 物 理 层 的 两 个 端 点 进 行 物 理 通 信, 我 们 把 这 种 通 信 称 为 实 通 信 而 对 等 层 由 于 通 信 并 不 是 直 接 进 行, 因 而 称 为 虚 拟 通 信 应 用 层 应 用 层 表 示 层 表 示 层 会 话 层 会 话 层 运 输 层 通 信 子 网 运 输 层 网 络 层 网 络 层 网 络 层 数 据 链 路 层 数 据 链 路 层 数 据 链 路 层 物 理 层 物 理 层 物 理 层 物 理 媒 质 图 2-1 OSI 参 考 模 型 应 该 指 出,OSI-RM 只 是 提 供 了 一 个 抽 象 的 体 系 结 构, 从 而 根 据 它 研 究 各 项 标 准, 并 在 这 些 标 准 的 基 础 上 设 计 系 统 开 放 系 统 的 外 部 特 性 必 须 符 合 OSI 参 考 模 型, 而 各 个 系 统 的 内 部 功 能 是 不 受 限 制 的 各 层 功 能 物 理 层 (PH) 物 理 层 主 要 讨 论 在 通 信 线 路 上 比 特 流 的 传 输 问 题 这 一 层 协 议 描 述 传 输 媒 质 的 电 气 机 械 功 能 和 过 程 的 特 性 其 典 型 的 设 计 问 题 有 : 信 号 的 发 送 电 平 码 元 宽 度 线 路 码 型 物 理 连 接 器 插 脚 的 数 量 插 脚 的 功 能 物 理 拓 扑 结 构 物 理 连 接 的 建 立 和 终 止 传 输 方 式 等 第 11 页 共 38 页

12 数 据 链 路 层 (DL) 数 据 路 层 主 要 讨 论 在 数 据 链 路 上 帧 流 的 传 输 问 题 这 一 层 协 议 的 内 容 包 括 : 帧 的 格 式, 帧 的 类 型, 比 特 填 充 技 术, 数 据 链 路 的 建 立 和 终 止 信 息 流 量 控 制, 差 错 控 制, 向 物 理 层 报 告 一 个 不 可 恢 复 的 错 误 等 这 一 层 协 议 的 目 的 是 保 障 在 相 邻 的 站 与 节 点 或 节 点 与 节 点 之 间 正 确 地 有 次 序 有 节 奏 地 传 输 数 据 帧 常 见 的 数 据 链 路 协 议 有 两 类 : 一 是 面 向 字 符 的 传 输 控 制 规 程, 如 基 本 型 传 输 控 制 规 程 (BSC); 另 一 类 是 面 向 比 特 的 传 输 控 制 规 程, 如 高 级 数 据 链 路 控 制 规 程 (HDLC) 主 要 是 后 一 类 网 络 层 (N) 网 络 层 主 要 处 理 分 组 在 网 络 中 的 传 输 这 一 层 协 议 的 功 能 是 : 路 由 选 择 数 据 交 换, 网 络 连 接 的 建 立 和 终 止 一 个 给 定 的 数 据 链 路 上 网 络 连 接 的 复 用, 根 据 从 数 据 链 路 层 来 的 错 误 报 告 而 进 行 的 错 误 检 测 和 恢 复, 分 组 的 排 序, 信 息 流 的 控 制 等 网 络 层 的 典 型 例 子 是 ITU-T 的 X. 25 建 议 的 第 三 层 标 准 运 输 层 (T) 运 输 层 是 第 一 个 端 到 端 的 层 次, 也 就 是 计 算 机 - 计 算 机 的 层 次 OSI 的 前 三 层 可 组 成 公 共 网 络, 它 可 被 很 多 设 备 共 享, 并 且 计 算 机 - 节 点 机 节 点 机 - 节 点 机 是 按 照 接 力 方 式 传 送 的, 为 了 防 止 传 送 途 中 报 文 的 丢 失, 两 个 计 算 机 之 间 可 实 现 端 到 端 控 制 这 一 层 的 功 能 是 : 把 运 输 层 的 地 址 变 换 为 网 络 层 的 地 址, 运 输 连 接 的 建 立 和 终 止, 在 网 络 连 接 上 对 运 输 连 接 进 行 多 路 复 用, 端 - 端 的 次 序 控 制, 信 息 流 控 制, 错 误 的 检 测 和 恢 复 等 上 面 介 绍 的 四 层 功 能 可 以 用 邮 政 通 信 来 类 比 运 输 层 相 当 于 用 户 部 门 的 收 发 室, 它 们 负 责 本 单 位 各 办 公 室 信 件 的 登 记 和 收 发 工 作, 然 后 交 邮 局 投 送, 而 网 络 层 以 下 各 层 的 功 能 相 当 于 邮 局, 尽 管 邮 局 之 间 有 一 套 规 章 制 度 来 确 保 信 件 正 确 安 全 地 投 送, 但 难 免 在 个 别 情 况 下 会 出 错, 所 以 收 发 用 户 之 间 可 经 常 核 对 流 水 号, 如 发 现 信 件 丢 失 就 向 邮 局 查 询 会 话 层 会 话 层 是 指 用 户 与 用 户 的 连 接, 它 通 过 在 两 台 计 算 机 间 建 立 管 理 和 终 止 通 信 来 完 成 对 话 会 话 层 的 主 要 功 能 : 在 建 立 会 活 时 核 实 双 方 身 份 是 否 有 权 参 加 会 活 ; 确 定 何 方 支 付 通 信 费 用 ; 双 方 在 各 种 选 择 功 能 方 面 ( 如 全 双 工 还 是 半 双 工 通 信 ) 取 得 一 致 ; 在 会 话 建 立 以 后, 需 要 对 进 程 间 的 对 话 进 行 管 理 与 控 制, 例 如 对 话 过 程 中 某 个 环 节 出 了 故 障, 会 话 层 在 可 能 条 件 下 必 须 存 这 个 对 话 的 数 据, 使 不 丢 失 数 据, 如 不 能 保 留, 那 么 终 止 这 个 对 话, 并 重 新 开 始 表 示 层 表 示 层 主 要 处 理 应 用 实 体 间 交 换 数 据 的 语 法, 其 目 的 是 解 决 格 式 和 数 据 表 示 的 差 别, 从 而 为 应 用 层 提 供 一 个 一 致 的 数 据 格 式, 如 文 本 压 缩 数 据 加 密 字 符 编 码 的 转 换, 从 而 使 字 第 12 页 共 38 页

13 符 格 式 等 有 差 异 的 设 备 之 间 相 互 通 信 应 用 层 应 用 层 与 提 供 网 络 服 务 相 关, 这 些 服 务 包 括 文 件 传 送 打 印 服 务 数 据 库 服 务 电 子 邮 件 等 应 用 层 提 供 了 一 个 应 用 网 络 通 信 的 接 口, 从 七 层 的 功 能 可 见,1~3 主 要 是 完 成 数 据 交 换 和 数 据 传 输, 称 之 为 网 络 低 层, 即 通 信 子 网 ;5~7 层 主 要 是 完 成 信 息 处 理 服 务 的 功 能, 称 之 为 网 络 高 层 ; 低 层 与 高 层 之 间 由 第 4 层 衔 接 数 据 通 信 网 只 有 物 理 层 数 据 链 路 层 和 网 络 层, 我 们 主 要 研 究 这 三 层 2.3 OSI 有 关 术 语 OSI 参 考 模 型 中 的 每 一 层 真 正 功 能 是 为 其 上 一 层 提 供 服 务 例 如,N 层 的 实 体 为 (N+l) 层 的 实 体 提 供 服 务,N 层 的 服 务 则 需 使 用 (N-1) 层 及 其 更 低 层 提 供 的 功 能 服 务, 这 其 间 有 些 术 语 要 说 明 清 楚 数 据 单 元 在 层 的 实 体 之 间 传 送 的 比 特 组 称 为 数 据 单 元 在 对 等 层 之 间 传 送 数 据 单 元 是 按 照 本 层 协 议 进 行 的, 因 此 这 时 的 数 据 单 元 称 为 协 议 数 据 单 元 图 2-2 示 出 了 层 间 数 据 单 元 的 传 送 过 程 图 中 PDU 是 协 议 数 据 单 元,SDU 是 服 务 数 据 单 元,PCI 是 协 议 控 制 信 息 (N+l)PDU 在 越 过 N +1 和 N 层 的 边 界 之 后, 变 换 为 N-SDU[N 层 把 (N+l)-PDU 看 成 为 N-SDU] N 层 在 N-SDU 上 加 上 N-PCI, 则 成 为 N-PDU 在 N-PDU 和 (N+l)-PDU 之 间 并 非 是 一 一 对 应 的 关 系 如 果 N 层 认 为 有 必 要, 可 以 把 (N+l)-PDU 拆 成 几 个 单 位, 加 上 PCI 后 成 为 多 个 N-PDU, 或 者 可 以 把 多 个 (N +1)-PDU 连 接 起 来, 形 成 一 个 N-PDU 第 13 页 共 38 页

14 (N+1)-PDU 接 口 N+1 层 N 层 N - SDU N-PCI N-SDU N-PDU PDU 协 议 数 据 单 元 SDU 服 务 数 据 单 元 PCI 协 议 控 制 信 息 SAP 服 务 访 问 点 图 2-2 层 间 数 据 单 元 的 传 送 到 达 目 的 站 的 N-PDU, 在 送 往 (N+l) 层 之 前 要 把 N-PCI 去 掉 在 层 间 通 信 中 PCI 相 当 于 报 头 在 源 点 逐 层 增 加 新 的 PCI, 到 达 目 的 地 之 后 则 逐 层 去 掉, 使 得 信 息 原 来 的 结 构 得 以 恢 复 值 得 指 出 的 是,PDU 在 不 同 层 往 往 有 不 同 的 叫 法, 如 在 物 理 层 称 为 位 流 或 比 特 流, 数 据 链 路 层 称 为 帧, 网 络 层 中 称 为 分 组 或 包, 传 输 层 中 称 为 数 据 段 或 报 文 段, 应 用 层 中 称 为 报 文 等 服 务 访 问 点 相 邻 层 间 的 服 务 是 通 过 其 接 口 面 上 的 服 务 访 问 点 SAP(Service Access Point) 进 行 的,N 层 SAP 就 是 (N+1) 层 可 以 访 问 N 层 的 地 方 每 个 SAP 都 有 一 个 唯 一 地 址 号 码 服 务 原 语 第 N 层 向 (N+1) 层 提 供 服 务, 或 第 ( N+1) 层 请 求 N 层 提 供 服 务, 都 是 用 一 组 原 语 ( Primitive) 描 述 的 OSI 参 考 模 型 的 原 语 有 4 类 : 请 求 (Request) 用 户 实 体 请 求 服 务 做 某 种 工 作 指 示 (Indication) 用 户 实 体 被 告 知 某 件 事 发 生 响 应 (Response) 用 户 实 体 表 示 对 某 件 事 的 响 应 确 认 (Confirm) 用 户 实 体 收 到 关 于 它 的 请 求 的 答 复 这 四 类 原 语 的 图 解 形 式 如 图 2-3 所 示 在 通 信 过 程 的 三 个 阶 段 中, 每 个 阶 段 都 可 能 用 到 一 些 或 全 部 原 语 第 14 页 共 38 页

15 系 统 A 系 统 B N+1 用 户 请 求 N 提 供 者 N 提 供 者 N+1 用 户 指 示 时 间 响 应 确 认 图 2-3 原 语 的 图 解 形 式 图 2-3 说 明 系 统 A 中 N+1 层 用 户 和 系 统 B 中 N+1 层 用 户 之 间 建 立 通 信 联 系 时 四 种 类 型 原 语 的 应 用 首 先, 系 统 A 中 N+1 用 户 发 出 请 求 原 语, 调 用 本 系 统 N 服 务 提 供 者 的 一 些 程 序, 于 是 N 服 务 提 供 者 向 对 方 发 送 一 个 或 一 组 N-PDU 当 系 统 B 的 N 服 务 提 供 者 收 到 N-PDU 之 后, 向 本 系 统 的 N+1 用 户 发 出 指 示 原 语, 说 明 本 系 统 的 N+1 用 户 需 要 调 用 一 些 程 序, 或 者 N 服 务 提 供 者 已 经 在 同 级 服 务 访 问 点 调 用 了 一 个 程 序 响 应 原 语 是 由 系 统 B 的 N+1 用 户 发 出 的, 这 个 响 应 原 语 是 对 N 层 协 议 的 一 个 指 令, 以 完 成 原 来 由 指 示 原 语 调 用 的 程 序 N 层 协 议 产 生 一 个 PDU, 传 送 至 系 统 A 的 N 层 系 统 A 的 N 服 务 提 供 者 发 出 证 实 原 语, 表 示 在 服 务 访 问 点 已 经 完 成 了 由 请 求 原 语 调 用 的 程 序 证 实 和 响 应 可 以 是 确 认 也 可 以 是 否 认, 这 取 决 于 具 体 情 况 面 向 连 接 和 无 连 接 下 层 向 上 层 提 供 服 务 有 两 种 形 式 : 面 向 连 接 的 服 务 和 无 连 接 的 服 务 面 向 连 接 的 服 务 以 电 话 系 统 最 为 典 型, 要 和 某 人 通 话, 先 拿 起 电 话, 拨 号 码, 谈 话, 挂 断 网 络 中 的 面 向 连 接 服 务 类 似 大 电 话 过 程 某 一 方 欲 传 诵 数 据, 首 先 给 出 对 方 的 全 称 地 址, 并 请 求 建 立 连 接, 当 双 方 同 意 后, 双 方 之 间 的 通 信 链 路 就 建 立 起 来 第 二 步 是 传 送 数 据, 通 常 以 幀 为 单 位, 按 序 传 送, 不 再 标 称 地 址, 只 标 称 所 建 立 的 链 路 号, 并 由 收 方 对 收 到 的 幀 予 以 确 认, 为 可 靠 传 送 方 式 也 有 用 不 着 确 认 的 场 合, 为 不 可 靠 方 式 第 三 步 当 数 据 传 送 结 束 后, 拆 除 链 路 面 向 连 接 的 服 务, 又 称 为 虚 电 路 服 务 无 连 接 服 务 没 有 建 立 和 拆 除 链 路 的 过 程, 像 普 通 的 电 子 邮 件, 其 用 户 并 不 希 望 为 发 一 条 消 息 而 去 建 立 和 拆 除 连 接 的 麻 烦 无 连 接 服 务 又 称 为 数 据 报 服 务, 它 要 求 每 一 幀 信 息 带 有 全 称 地 址, 独 立 选 择 路 径, 其 到 达 目 的 地 的 顺 序 也 是 不 定 的, 到 达 目 的 地 后, 还 要 重 新 对 幀 进 行 排 序 第 15 页 共 38 页

16 第 三 章 数 据 通 信 网 计 算 机 通 信 网 络 包 括 内 层 的 通 信 子 网 和 外 层 的 资 源 子 网 两 部 分, 其 中 通 信 子 网 就 是 数 据 通 信 网 本 章 首 先 介 绍 数 据 通 信 网 的 网 络 结 构 和 分 类, 然 后 简 要 介 绍 几 种 常 见 的 数 据 通 信 网, 如 局 域 网 (LAN) 数 字 数 据 网 (DDN) 幀 中 继 (FR) 异 步 传 送 模 式 ATM 3.1 数 据 通 信 网 的 拓 扑 结 构 和 分 类 拓 扑 结 构 根 据 实 际 应 用 需 要, 数 据 通 信 网 可 以 连 成 多 种 拓 扑 结 构, 典 型 的 拓 扑 结 构 有 6 种, 如 图 3-1 所 示 从 拓 扑 结 构 来 看, 网 络 内 部 的 主 机 终 端 交 换 机 都 可 以 称 为 节 点 Computer Computer WorkstationMinicomputer 服 务 器 Computer 工 作 站 Computer 工 作 站 (a) 总 线 结 构 Computer 工 作 站 Computer (b) 环 型 结 构 Computer Computer Computer (c) 星 形 结 构 Computer Computer Computer Computer Computer (d) 树 型 结 构 (e) 网 状 结 构 图 3-1 网 络 拓 扑 结 构 (f) 全 连 通 网 总 线 结 构 通 常 采 用 广 播 式 信 道, 即 网 上 的 一 个 节 点 ( 主 机 ) 发 信 时, 其 它 节 点 均 能 接 收 总 线 上 的 信 息, 如 图 3-1(a) 所 示 环 型 结 构 采 用 点 到 点 通 信, 即 一 个 网 络 节 点 将 信 号 沿 一 定 方 向 传 送 到 下 一 个 网 络 节 点 在 第 16 页 共 38 页

17 环 内 依 次 高 速 传 输, 如 图 3-1(b) 所 示 为 了 可 靠 运 行, 也 常 使 用 双 环 结 构 如 图 3-1(c) 所 示, 星 型 结 构 中 有 一 中 心 节 点 ( 集 线 器 HUB), 执 行 数 据 交 换 网 络 控 制 功 能 这 种 结 构 易 于 实 现 故 障 隔 离 和 定 位, 但 它 存 在 瓶 颈 问 题, 一 旦 中 心 节 点 出 现 故 障, 将 导 致 网 络 失 效 一 次 为 了 增 强 网 络 可 靠 性, 应 采 用 容 错 系 统, 设 立 热 备 用 中 心 节 点 树 型 结 构 的 连 接 方 法 象 树 一 样 从 顶 部 开 始 向 下 逐 步 分 层 分 叉, 有 时 也 称 其 为 层 型 结 构, 如 图 3-1(d) 所 示 这 种 结 构 中 执 行 网 络 控 制 功 能 的 节 点 常 处 于 树 的 顶 点, 在 树 枝 上 很 容 易 增 加 节 点, 扩 大 网 络, 但 同 样 存 在 瓶 颈 问 题 网 状 结 构 的 特 点 是 节 点 的 用 户 数 据 可 以 选 择 多 条 路 由 通 过 网 络, 网 络 的 可 靠 性 高, 但 网 络 结 构 协 议 复 杂, 如 图 3-1(e) 所 示 目 前 大 多 数 复 杂 交 换 网 都 采 用 这 种 结 构 当 网 络 节 点 为 交 换 中 心 时, 常 将 交 换 中 心 互 连 成 全 连 通 网, 如 图 3-1(f) 所 示 分 类 可 以 从 不 同 的 角 度 对 数 据 通 信 网 进 行 分 类 按 服 务 范 围 分 广 域 网 WAN(Wide Area Network) 广 域 网 的 服 务 范 围 通 常 为 几 十 到 几 千 公 里, 有 时 也 称 为 远 程 网 局 域 网 LAN(Local Area Network) 局 域 网 通 常 限 定 在 一 个 较 小 的 区 域 之 内, 一 般 局 限 于 一 幢 大 楼 或 建 筑 群, 一 个 企 业 或 一 所 学 校, 局 域 网 的 直 径 通 常 不 超 过 数 千 米 对 LAN 来 说, 一 幢 楼 内 传 输 媒 介 可 选 双 绞 线 同 轴 电 缆, 建 筑 群 之 间 可 选 光 纤 城 域 网 MAN(Metropolitan Area Network) 城 域 网 的 地 理 范 围 比 局 域 网 大, 可 跨 越 几 个 街 区, 甚 至 整 个 城 市, 有 时 又 称 都 市 网 MAN 可 以 为 几 个 单 位 所 拥 有, 也 可 以 是 一 种 公 用 设 施, 用 来 将 多 个 LAN 互 连 对 MAN 来 说, 光 纤 是 最 好 的 传 输 媒 介, 可 以 满 足 MAN 高 速 率 长 距 离 的 要 求 按 交 换 方 式 分 类 按 交 换 方 式 分 类, 可 以 有 电 路 交 换 的 数 据 通 信 网 分 组 交 换 网 ( 又 称 X.25 网 ) 帧 中 继 网 异 步 传 送 模 式 ATM 等 还 有 多 分 类 方 法, 如 按 使 用 对 象 可 分 为 公 用 网 和 专 用 网 等 第 17 页 共 38 页

18 3.2 局 域 网 概 述 特 点 局 域 网 通 常 为 一 个 单 位 所 有, 其 地 理 范 围 和 站 点 数 目 均 有 限, 典 型 的 覆 盖 范 围 只 有 几 公 里, 一 般 局 限 于 一 幢 大 楼 或 建 筑 群 内, 通 信 线 路 要 专 门 敷 设 局 域 网 一 般 采 用 数 据 信 号 的 基 带 传 输 方 式, 结 构 简 单, 误 码 率 低, 数 据 传 输 速 率 高, 时 延 小, 能 进 行 广 播 或 多 播 拓 扑 结 构 局 域 网 的 拓 扑 结 构 主 要 有 四 种 : 总 线 网 环 型 网 星 型 网 树 型 网 这 四 种 结 构 在 图 3-1 中 已 作 了 简 要 介 绍, 这 里 就 局 域 网 范 畴 作 一 些 补 充 总 线 网 中, 各 站 直 接 连 在 总 线 上, 一 般 可 以 使 用 两 种 协 议, 一 种 是 以 太 网 使 用 的 CSMA/CD, 另 一 种 是 令 牌 传 递 总 线 协 议 环 型 网 中 最 典 型 的 是 令 牌 环 星 型 网 采 用 的 是 集 中 控 制, 由 于 集 线 器 (HUB) 和 双 绞 线 大 量 应 用 于 局 域 网, 使 得 星 型 网 以 及 多 级 星 型 网 络 获 得 了 广 泛 使 用 树 型 网 只 是 总 线 网 的 变 形, 可 以 说 是 总 线 网 的 一 种 扩 展 传 输 媒 体 局 域 网 可 使 用 多 种 传 输 媒 体, 包 括 双 绞 线 同 轴 电 缆 光 纤 双 绞 线 双 绞 线 是 最 古 老 又 是 最 常 用 的 传 输 媒 体 把 两 根 互 相 绝 缘 的 铜 导 线 并 排 放 在 一 起, 然 后 用 规 则 的 方 法 绞 合 起 来 就 构 成 了 双 绞 线 它 有 非 屏 蔽 双 绞 线 (Unshielded Twisted Pair, 简 称 UTP) 和 屏 蔽 双 绞 线 (Foiled Twisted Pair, 简 称 FTP) 之 分 1991 年, 美 国 电 子 工 业 协 会 EIA 和 电 信 工 业 协 会 TIA 发 布 了 一 个 标 准 EIA/TIA-568, 该 标 准 规 定 了 用 于 室 内 传 送 数 据 的 无 屏 蔽 双 绞 线 和 屏 蔽 双 绞 线 的 标 准 随 着 局 域 网 上 数 据 传 输 速 率 的 不 断 提 高,EIA/TIA 在 1995 年 将 布 线 标 准 更 新 为 EIA/TIA-568-A, 此 标 准 规 定 了 5 个 种 类 的 UTP( 从 1 类 线 到 5 类 线 ), 后 来 又 发 展 了 超 5 类 线 对 传 送 数 据 来 说, 最 常 用 的 UTP 是 5 类 线 和 超 5 类 线, 以 后 还 会 不 断 更 新 同 轴 电 缆 同 轴 电 缆 是 由 内 导 体 铜 质 芯 线 ( 单 股 实 心 线 或 多 股 绞 合 线 ) 绝 缘 层 网 状 编 织 的 外 导 体 屏 蔽 层 以 及 塑 料 保 护 外 层 组 成 的 由 于 外 导 体 的 屏 蔽 作 用, 同 轴 电 缆 具 有 很 好 的 抗 干 扰 性, 所 以 被 广 泛 应 用 于 较 高 速 率 的 数 据 传 输 中 同 轴 电 缆 按 特 性 阻 抗 数 值 的 不 同, 可 分 为 两 类 : 第 18 页 共 38 页

19 50Ω 同 轴 电 缆 这 是 为 数 据 通 信 所 用 的, 用 于 传 送 基 带 数 字 信 号, 所 以 50Ω 同 轴 电 缆 又 称 基 带 同 轴 电 缆, 它 可 用 到 10 Mb/s 这 种 电 缆 按 直 径 又 可 分 为 细 同 轴 电 缆 ( 直 径 为 0.5mm, 简 称 细 缆 ) 粗 同 轴 电 缆 ( 直 径 为 10mm, 简 称 粗 缆 ) 在 传 送 基 带 数 字 信 号 时, 可 以 采 用 不 同 的 编 码 方 法, 在 计 算 机 通 信 中 常 用 曼 彻 斯 特 编 码 和 差 分 曼 彻 斯 特 编 码 75Ω 同 轴 电 缆 这 种 同 轴 电 缆 用 于 模 拟 传 输 系 统, 可 在 宽 带 局 域 网 中 用 到 50 Mb/s, 它 是 有 线 电 视 系 统 CATV 中 的 标 准 传 输 电 缆 在 这 种 电 缆 上 传 送 的 信 号 采 用 频 分 复 用 的 宽 带 信 号, 所 以 75Ω 同 轴 电 缆 又 称 为 宽 带 同 轴 电 缆 光 纤 光 纤 具 有 很 好 的 抗 电 磁 干 扰 特 性 和 很 宽 的 频 带, 主 要 用 于 环 型 网 中, 但 由 于 技 术 发 展 快, 很 多 点 到 点 线 路 也 使 用 光 纤, 其 速 率 可 达 100 Mb/s 1000 Mb/s 体 系 结 构 在 20 世 纪 80 年 代 初 期, 美 国 电 气 和 电 子 工 程 师 协 会 IEEE 802 委 员 会 首 先 制 订 出 局 域 网 的 体 系 结 构, 即 著 名 的 IEEE 802 参 考 模 型, 许 多 IEEE 802 标 准 已 成 为 ISO 国 际 标 准 IEEE 802 参 考 模 型 由 于 局 域 网 拓 扑 结 构 主 要 是 总 线 型 环 型 星 型 树 型, 故 路 由 选 择 可 以 大 大 简 化,, 其 高 层 尽 可 能 与 OSI 参 考 模 型 符 合,802 标 准 中 只 有 最 低 的 两 个 层 次, 即 物 理 层 和 数 据 链 路 层 然 而 局 域 网 的 种 类 繁 多, 其 媒 体 接 入 控 制 的 方 法 也 各 不 相 同, 这 样 其 数 据 链 路 层 就 比 广 域 网 复 杂 为 了 使 局 域 网 中 的 数 据 链 路 层 不 致 过 复 杂, 就 将 其 数 据 链 路 层 划 分 为 两 个 子 层 : 逻 辑 链 路 控 制 子 层 ( 简 称 LLC 子 层 ) 和 媒 体 访 问 控 制 子 层 ( 简 称 MAC 子 层 ) 在 802 参 考 模 型 中 还 包 括 对 传 输 媒 体 和 拓 扑 结 构 的 说 明, 这 部 分 内 容 对 于 局 域 网 来 说 特 别 重 要, 但 按 OSI 的 观 点, 这 部 分 内 容 不 在 OSI 的 环 境 中 图 3-2 是 局 域 网 的 802 体 系 结 构 与 OSI 参 考 模 型 的 对 比 第 19 页 共 38 页

20 OSI 参 考 模 型 IEEE 802 参 考 模 型 应 用 层 表 示 层 会 话 层 运 输 层 网 络 层 数 据 链 路 层 物 理 层 ~ ~ 逻 辑 链 路 控 制 LLC 媒 体 访 问 控 制 MAC IEEE 802 物 理 层 参 考 模 型 范 围 传 输 媒 体 图 体 系 结 构 和 OSI 参 考 模 型 比 较 下 面 简 要 介 绍 IEEE 802 各 层 的 功 能 物 理 层 物 理 层 的 主 要 功 能 包 括 : 信 号 的 编 码 和 译 码 ; 为 进 行 同 步 用 的 前 同 步 码 的 产 生 和 去 除 ; 比 特 的 传 输 和 接 收 等 MAC 子 层 局 域 网 中 与 接 入 各 种 传 输 媒 体 有 关 的 问 题 都 放 在 MAC 子 层, 而 且 MAC 子 层 还 负 责 在 物 理 层 的 基 础 上 实 现 无 差 错 的 通 信 具 体 说,MAC 子 层 的 主 要 功 能 是 :MAC 帧 的 封 装 与 拆 卸 ; 实 现 和 维 护 各 种 MAC 协 议 ; 比 特 差 错 检 测 ; 寻 址 等 LLC 子 层 数 据 链 路 层 中 与 媒 体 接 入 无 关 的 部 分 都 集 中 在 LLC 子 层, 其 主 要 功 能 是 : 数 据 链 路 的 建 立 和 释 放 ;LLC 帧 的 封 装 和 拆 卸 ; 差 错 控 制 ; 提 供 与 高 层 的 接 口, 即 服 务 访 问 点 SAP 等 从 局 域 网 的 体 系 结 构 可 以 看 出, 局 域 网 数 据 链 路 层 有 两 种 不 同 的 数 据 单 元 :LLC 帧 和 MAC 帧 通 常 提 到 帧 时 是 指 MAC 帧, 而 不 是 LLC 帧 图 3-3 为 LLC 帧 和 MAC 帧 的 关 系 示 意 图 第 20 页 共 38 页

21 高 层 数 据 DSAP SSAP 控 制 LLC 数 据 MAC 首 部 MAC 数 据 MAC 尾 部 图 3-3 LLC 帧 和 MAC 帧 的 关 系 其 中 LLC 帧 的 帧 结 构 如 图 3-3 所 示, 和 HDLC 帧 非 常 像 由 于 它 还 要 封 装 在 MAC 帧 中, 所 以 LLC 帧 中 无 标 志 字 段 和 帧 校 验 序 列 字 段, 只 有 四 个 字 段, 即 目 的 服 务 访 问 点 (DSAP) 源 服 务 访 问 点 (SSAP) 控 制 字 段 和 信 息 字 段 服 务 访 问 点 SAP 实 际 上 是 LLC 子 层 的 逻 辑 地 址, 简 称 SAP 地 址 一 个 主 机 的 LLC 子 层 上 设 有 多 个 SAP, 以 便 向 多 个 进 程 提 供 服 务, 比 如 主 机 A 到 主 机 B 方 向 现 在 同 时 有 两 个 进 程, 这 两 个 进 程 分 别 通 过 主 机 A 的 LLC 子 层 的 两 个 SAP 和 主 机 B 的 LLC 子 层 的 两 个 SAP 建 立 连 接, 因 此 这 两 个 进 程 可 以 同 时 进 行 由 于 IEEE 802 规 定 了 不 同 MAC 子 层 协 议, 其 MAC 帧 的 帧 格 式 各 不 相 同, 但 不 管 哪 一 种 MAC 协 议, 都 具 有 MAC 地 址, 即 每 个 站 的 物 理 地 址 随 着 局 域 网 的 互 连, 在 各 地 的 局 域 网 中 的 站 必 须 具 有 互 不 相 同 的 物 理 地 址, 同 时 为 了 使 用 户 买 到 网 卡 就 能 把 机 器 连 到 局 域 网 上 工 作,802 标 准 规 定 将 MAC 地 址 固 化 在 网 卡 中, 采 用 48bit(6 字 节 ) 的 地 址 字 段, 其 中 前 三 字 节 ( 高 24 位 ) 由 IEEE 统 一 分 配, 世 界 上 凡 是 生 产 网 卡 的 厂 家 都 必 须 向 IEEE 购 买 这 三 个 字 节 构 成 的 一 个 号, 又 称 地 址 块, 地 址 字 段 的 后 三 字 节 ( 低 24 位 ) 由 厂 家 自 行 分 配 可 见 在 局 域 网 中,MAC 地 址 的 作 用 就 是 用 来 找 到 我 们 所 要 进 行 通 信 的 计 算 机, 网 卡 从 网 上 每 收 到 一 个 MAC 帧, 首 先 检 查 其 MAC 地 址, 如 果 是 发 往 本 站 的 帧 就 收 下, 然 后 进 行 其 它 处 理 这 里 包 括 以 下 三 种 帧 : 单 播 帧 收 到 的 帧 的 MAC 地 址 与 本 站 的 MAC 地 址 相 同 ; 广 播 帧 发 送 给 所 有 站 的 帧 ( 全 1 地 址 ); 多 播 帧 发 送 给 一 部 分 站 点 的 帧 IEEE 802 系 列 标 准 IEEE 802 委 员 会 现 已 制 定 了 如 下 13 个 标 准 : 概 述 体 系 结 构 和 网 络 互 连, 以 及 网 络 管 理 和 性 能 测 量 ; 逻 辑 链 路 控 制 这 是 高 层 协 议 与 任 何 一 种 局 域 网 MAC 子 层 的 接 口 ; 第 21 页 共 38 页

22 802.3 CSMA/CD 定 义 CSMA/CD 总 线 网 的 MAC 子 层 和 物 理 层 的 规 约 ; 令 牌 总 线 网 定 义 令 牌 总 线 网 的 MAC 子 层 和 物 理 层 规 约 ; 令 牌 环 型 网 定 义 令 牌 环 型 网 的 MAC 子 层 和 物 理 层 规 约 ; 城 域 网 WAN 定 义 WAN 的 MAC 子 层 和 物 理 层 规 约 ; 宽 带 技 术 ; 光 纤 技 术 ; 综 合 话 音 数 据 局 域 网 ; 可 互 操 作 的 局 域 网 的 安 全 ; 无 线 局 域 网 ; 优 先 级 高 速 局 域 网 (100Mb/s); 电 缆 电 视 (Cable-TV) 几 种 常 见 的 局 域 网 常 见 的 局 域 网 主 要 有 : 总 线 网 令 牌 环 网 两 种, 在 我 国 使 用 最 广 泛 的 是 总 线 网 总 线 局 域 网 是 一 种 基 带 总 线 局 域 网, 通 常 称 为 以 太 网 (Ethernet), 它 的 介 质 访 问 控 制 方 法 是 CSMA/CD( 载 波 侦 听 多 路 访 问 / 冲 突 检 测 ) 简 单 地 说, 这 是 一 种 广 播 式 的 网 络, 站 点 发 送 数 据 采 用 监 听 的 方 式, 即 发 送 前 先 监 听 网 上 有 无 其 它 站 点 在 发 送 数 据, 若 介 质 是 空 闲 的, 则 该 站 可 以 发 送 数 据 ; 若 介 质 是 忙 的, 则 该 站 以 某 种 方 法 延 迟 一 段 时 间 以 后 再 传 输 在 此 过 程 中 要 检 测 有 无 冲 突, 如 果 检 测 到 冲 突, 该 站 立 刻 停 止 发 送, 并 发 出 一 个 短 暂 的 阻 塞 信 号, 按 规 定 等 待 一 段 时 间 再 启 动 监 听 过 程 在 以 太 网 的 发 展 过 程, 曾 出 现 10BASE5 10BASE2 10BASE-T 100BASE-T 100BASE-F 等 类 型, 下 面 简 要 介 绍 10BASE5 网 卡 通 过 DB-15 型 连 接 器 与 收 发 器 电 缆 ( 又 称 AUI 电 缆 ) 相 连, 然 后 再 连 接 到 收 发 器 上, 收 发 器 再 和 粗 缆 连 接 这 里 10 表 示 信 号 在 电 缆 上 的 传 输 速 率 为 10Mb/s, BASE 表 示 电 缆 上 的 信 号 是 基 带 信 号, 5 表 示 每 一 段 电 缆 的 最 大 长 度 为 500m 由 于 采 用 的 传 输 媒 体 是 特 第 22 页 共 38 页

23 性 阻 抗 为 50Ω 直 径 为 10mm 的 同 轴 电 缆, 所 以 这 种 以 太 网 通 常 称 为 粗 缆 以 太 网 10BASE2 用 BNC T 型 连 接 器 ( 它 有 三 个 头, 外 观 像 T, 简 称 T 型 头 ), 其 两 个 反 向 头 连 接 两 段 电 缆, 中 间 的 一 个 头 连 接 到 网 卡 外 露 的 BNC 插 座 上 它 采 用 50Ω 直 径 为 5mm 的 细 同 轴 电 缆, 通 常 称 为 细 缆 以 太 网 2 表 示 每 个 网 段 长 度 约 为 200m, 准 确 的 为 185m 0BASE-T 0BASE-T 10BASE-T T 表 示 双 绞 线 星 型 网, 使 用 RJ-45 连 接 器 连 接 10BASE-T 的 出 现 是 局 域 网 发 展 史 上 的 一 个 非 常 重 要 的 里 程 碑, 它 为 以 太 网 在 局 域 网 中 的 统 治 地 位 奠 定 了 基 础 100BASE-T 100BASE-T 是 在 双 绞 线 上 传 送 100Mb/s 基 带 信 号 的 星 型 快 速 以 太 网 用 户 只 要 更 换 一 张 100Mb/s 的 网 卡, 配 上 100Mb/s 的 集 线 器, 就 可 方 便 地 由 10BASE-T 升 级 到 100Mb/s, 所 有 在 10BASE-T 上 的 应 用 软 件 和 网 络 软 件 都 可 以 保 持 不 变 100BASE-TX 大 多 使 用 2 对 5 类 非 屏 蔽 双 绞 线 (UTP 5), 一 对 用 于 发, 一 对 用 于 收 100BASE-F 100BASE-F 采 用 光 纤 作 为 传 输 媒 体, 其 中 100BASE-FX 使 用 2 对 光 纤, 一 对 发, 一 对 收 100BASE-TX 和 100BASE-FX 合 在 一 起 称 为 100BASE-X 1000BASE-T 1000BASE-T 使 用 4 对 5 类 线 UTP, 传 输 距 离 位 25~100m 1000BASE-SX 1000BASE-SX 用 多 模 光 纤 和 850nm 激 光 器, 距 离 为 300~550m 1000BASE-LX 光 器 1000BASE-LX 用 单 模 光 纤 ( 距 离 为 3km) 或 多 模 光 纤 ( 距 离 为 300~550m) 和 1300mm 激 令 牌 环 网 在 令 牌 环 网 中, 所 有 的 站 点 通 过 连 接 器 连 成 一 个 环 型, 它 的 介 质 访 问 控 制 方 法 是 在 环 上 第 23 页 共 38 页

24 专 门 有 一 个 唯 一 的 特 殊 的 帧 称 为 令 牌 帧, 长 度 为 3 字 节, 其 中 有 相 应 的 比 特 指 示 该 帧 是 空 令 牌 还 是 忙 令 牌 令 牌 帧 不 停 地 在 环 上 运 行, 当 环 网 上 某 个 站 点 要 发 送 数 据, 必 须 截 获 空 令 牌, 将 数 据 放 在 其 后, 此 时 令 牌 变 成 忙 令 牌 将 数 据 发 送 出 去, 其 它 所 有 站 点 只 能 处 于 收 听 方 式 而 不 能 发 送 数 据 环 上 的 每 一 个 站 将 数 据 帧 转 发 至 下 一 个 站, 只 有 目 的 站 将 数 据 帧 复 制 下 来, 数 据 帧 在 环 上 转 了 一 圈 后, 最 后 又 回 到 源 站, 源 站 通 过 对 返 回 的 数 据 帧 进 行 检 查, 就 知 道 本 次 的 发 送 是 否 成 功 当 该 站 发 送 数 据 完 毕 后, 就 释 放 空 令 牌, 以 便 让 其 它 的 站 点 发 送 数 据 这 种 环 型 网 不 会 产 生 冲 突, 但 是 效 率 不 够 高, 在 我 国 很 少 使 用 了 其 它 几 种 局 域 网 如 令 牌 总 线 时 隙 环 等 在 我 国 更 少 见, 国 际 上 使 用 也 不 多 这 里 就 介 绍 局 域 网 的 组 成 硬 件 组 成 局 域 网 通 常 由 用 户 工 作 站 网 络 服 务 器 网 络 适 配 器 ( 又 称 网 卡 ) 传 输 介 质 及 附 属 设 备 部 分 组 成 软 件 组 成 局 域 网 的 系 统 软 件 包 括 网 络 协 议 软 件 通 信 软 件 和 网 络 操 作 系 统 等 协 议 软 件 主 要 用 于 实 现 物 理 层 及 数 据 链 路 层 的 某 些 功 能, 如 在 网 卡 中 实 现 的 软 件 通 信 软 件 用 于 管 理 各 个 工 作 站 之 间 的 信 息 传 输, 如 实 现 运 输 层 及 网 络 层 功 能 的 网 络 驱 动 程 序 等 局 域 网 操 作 系 统 是 指 网 络 环 境 上 的 基 于 单 机 操 作 系 统 的 资 源 管 理 程 序, 主 要 包 括 文 件 服 务 程 序 和 网 络 接 口 程 序 文 件 服 务 程 序 用 于 管 理 共 享 资 源, 网 络 接 口 程 序 用 于 管 理 工 作 站 的 应 用 程 序 对 不 同 资 源 的 访 问 局 域 网 的 操 作 系 统 主 要 有 :UNIX 操 作 系 统 NOVELL 网 络 操 作 系 统 Microsoft 操 作 系 统 等 其 中 较 流 行 的 产 品 有 :NOVELL 公 司 的 NetWare, 微 软 的 Windows NT 等 3.3 分 组 交 换 网 数 据 通 信 网 发 展 的 重 要 里 程 碑 是 采 用 分 组 交 换 方 式, 构 成 分 组 交 换 网 和 电 路 交 换 网 相 比, 分 组 交 换 网 的 两 个 站 之 间 通 信 时, 网 络 内 不 存 在 一 条 物 理 电 路 供 其 专 用, 因 此 不 会 像 电 路 交 换 那 样, 所 有 的 数 据 传 输 控 制 仅 仅 涉 及 到 两 个 站 之 间 的 通 信 协 议 在 分 组 交 换 网 中, 一 个 分 组 从 发 送 站 传 送 到 接 收 站 的 整 个 传 输 控 制, 不 仅 涉 及 到 该 分 组 在 网 络 内 所 经 过 的 每 个 节 点 交 换 机 之 间 的 通 信 协 议, 还 涉 及 到 发 送 站 接 收 站 与 所 连 接 的 节 点 交 换 机 之 间 的 通 信 协 议 国 际 电 信 联 盟 电 信 标 准 部 门 ITU-T 为 分 组 交 换 网 制 定 了 一 系 列 通 信 协 议, 世 界 上 绝 大 多 数 分 组 交 换 网 都 用 这 些 标 准 其 中 最 著 名 的 标 准 是 X.25 协 议, 它 在 推 动 分 组 交 换 网 的 发 展 中 做 出 了 很 大 的 贡 献 有 人 把 分 组 交 换 网 简 称 X.25 网 第 24 页 共 38 页

25 3.3.1 X.25 协 议 的 应 用 环 境 和 系 统 结 构 X.25 建 议 是 作 为 公 用 数 据 网 的 用 户 - 网 络 接 口 协 议 提 出 的, 它 的 全 称 是 公 用 数 据 网 络 中 通 过 专 用 电 路 连 接 的 分 组 式 数 据 终 端 设 备 (DTE) 和 数 据 电 路 终 接 设 备 (DCE) 之 间 的 接 口 这 里 的 DTE 是 用 户 设 备, 即 分 组 型 数 据 终 端 设 备 ( 执 行 X.25 通 信 规 程 的 终 端 ), 具 体 的 可 以 是 一 台 按 照 分 组 操 作 的 智 能 终 端 主 计 算 机 或 前 端 处 理 机 ; DCE 实 际 是 指 DTE 所 连 接 的 网 络 分 组 交 换 机 (PS), 如 果 DTE 与 交 换 机 之 间 的 传 输 线 路 是 模 拟 线 路, 那 么 DCE 也 包 括 用 户 连 接 到 交 换 机 的 调 制 解 调 器 ( 这 种 情 况 在 地 区 用 户 线 上 存 在 的 ) 图 3-4 所 示 为 X.25 协 议 的 应 用 环 境 X.25 MODEM MODEM PS 分 组 交 换 网 PS PT (DTE) DCE 注 : PT 分 组 型 终 端 PS 分 组 交 换 机 图 3-4 X.25 的 应 用 环 境 需 要 指 出, 有 的 计 算 机 或 终 端 不 能 支 持 X.25 建 议, 是 非 分 组 型 终 端 即 字 符 型 终 端, 这 样 的 终 端 要 进 入 分 组 网 必 须 在 它 和 分 组 网 之 间 加 分 组 装 拆 设 备 PAD(Packet Assembler/Disassembler) 可 见 PAD 设 备 实 际 上 是 一 个 规 程 转 换 器, 它 是 向 各 种 不 同 的 终 端 或 计 算 机 提 供 服 务, 帮 助 它 们 进 入 分 组 交 换 网 ITU-T 制 定 了 关 于 PAD 的 三 个 协 议 书, 即 X.3 X.28 和 X.29, 有 时 称 为 三 个 X X.25 建 议 将 数 据 网 的 通 信 功 能 划 分 为 三 个 相 互 独 立 的 层 次, 即 物 理 层 数 据 链 路 层 和 分 组 层 其 中 每 一 层 的 通 信 实 体 只 利 用 下 一 层 所 提 供 的 服 务, 而 不 管 下 一 层 如 何 实 现 每 一 层 接 收 到 上 一 层 的 信 息 后, 加 上 控 制 信 息 ( 如 分 组 头 幀 头 ), 最 后 形 成 在 物 理 媒 体 上 传 送 的 比 特 流, 如 图 3-5 所 示 第 25 页 共 38 页

26 用 户 高 层 用 户 数 据 多 信 道 逻 辑 接 口 分 组 层 H 用 户 数 据 网 数 据 链 路 层 链 路 逻 辑 接 口 络 F A C 信 息 FCS F 物 理 层 物 理 接 口 比 特 流 DTE DTE/DCE 接 口 DCE (a) X.25 接 口 逻 辑 结 构 (b) 信 息 流 关 系 图 3-5 X.25 协 议 的 系 统 结 构 和 信 息 流 关 系 物 理 层 X.25 协 议 的 物 理 层 规 定 采 用 X.21 建 议 X.21 建 议 规 定 如 下 : 机 械 特 性 : 采 用 ISO 4903 规 定 的 15 针 连 接 器 和 引 线 分 配, 通 常 使 用 8 线 ; 电 气 特 性 : 平 衡 型 电 气 特 性 ; 同 步 串 行 传 输 ; 点 到 点 全 双 工 ; 适 用 于 交 换 电 路 和 租 用 电 路 由 于 X.21 是 为 数 字 电 路 上 使 用 而 设 计 的, 如 果 是 模 拟 线 路 ( 如 地 区 用 户 线 路 ),X.25 建 议 还 提 供 了 另 一 种 物 理 接 口 标 准 X.21bis, 它 与 `V.24/RS 232 兼 容 数 据 链 路 层 X.25 链 路 层 功 能 差 错 控 制, 采 用 CRC 循 环 校 验, 发 现 出 错 时 自 动 请 求 重 发 ; 幀 的 装 配 和 拆 卸 及 幀 同 步 ; 幀 的 排 序 和 对 正 确 接 收 的 幀 的 确 认 ; 数 据 链 路 的 建 立 拆 除 和 复 位 控 制 ; 流 量 控 制 数 据 链 路 层 X.25 数 据 链 路 层 采 用 平 衡 型 数 据 链 路 结 构 和 LAPB 规 程 ( 平 衡 链 路 访 问 规 程 ) 这 部 分 参 见 HDLC 协 议 LAPB 按 HDLC 的 格 式 传 送 控 制 信 息 和 数 据 信 息 规 定 DTE 和 DCE 之 间 采 用 全 双 工 物 理 链 路 第 26 页 共 38 页

27 连 接, 信 息 传 输 只 按 点 到 点 方 式 进 行, 不 采 用 多 点 方 式 LAPB 操 作 方 式 是 ABM( 异 步 平 衡 模 式 ), 链 路 两 端 都 是 复 合 站, 任 一 站 只 要 通 过 发 送 一 个 命 令 就 可 以 使 链 路 复 位 或 建 立 新 的 链 路 分 组 层 分 组 层 对 应 于 OSI-RM 中 网 络 层, 它 利 用 链 路 层 提 供 的 服 务 在 DTE-DCE 接 口 交 换 分 组, 将 一 条 逻 辑 链 路 按 统 计 时 分 复 用 (STDM) 方 式 划 分 为 多 个 逻 辑 子 信 道, 允 许 多 台 计 算 机 或 终 端 同 时 使 用 高 速 的 数 据 通 道, 以 充 分 利 用 逻 辑 链 路 的 传 输 能 力 和 交 换 机 资 源 分 组 层 采 用 虚 电 路 工 作, 整 个 通 信 过 程 分 三 个 阶 段 : 呼 叫 建 立 阶 段 数 据 传 输 阶 段 虚 电 路 释 放 阶 段 图 3-6 给 出 了 虚 电 路 的 建 立 和 清 除 过 程, 图 中 左 边 部 分 显 示 了 DTEA 之 间 DCE A 分 组 的 交 换, 右 边 部 分 显 示 了 DTE B 和 DCE B 之 间 分 组 的 交 换 DCE 之 间 分 组 的 路 由 选 择 是 网 络 内 部 功 能 DTE A DCE A DCE B DTE B 呼 叫 请 求 网 络 入 呼 叫 呼 叫 接 通 数 据 数 据 呼 叫 接 收 数 据 数 据 呼 叫 请 求 释 放 确 认 释 放 指 示 释 放 确 认 图 3-6 虚 电 路 的 建 立 和 清 除 虚 电 路 的 建 立 和 清 除 过 程 叙 述 如 下 : DTE A 对 DCE A 发 出 一 个 呼 叫 请 求 分 组, 表 示 希 望 建 立 一 条 到 DTE B 的 虚 电 路 该 分 组 中 含 有 虚 电 路 号, 在 此 虚 电 路 被 清 除 以 前, 后 续 的 分 组 都 将 采 用 此 虚 电 路 号 ; 网 络 将 此 呼 叫 请 求 分 组 传 送 到 DCE B; DCE B 接 收 呼 叫 请 求 分 组, 然 后 给 DTE B 送 出 一 个 呼 叫 指 示 分 组, 这 一 分 组 具 有 与 呼 叫 请 求 分 组 相 同 的 格 式, 但 其 中 的 虚 电 路 号 不 同, 虚 电 路 号 由 DCE B 在 未 使 用 的 号 第 27 页 共 38 页

28 码 中 选 择 ; DTE B 发 出 一 个 呼 叫 接 收 分 组, 表 示 呼 叫 已 经 接 受 ; DTE A 收 到 呼 叫 接 通 分 组 ( 该 分 组 和 呼 叫 请 求 分 组 具 有 相 同 的 虚 电 路 号 ), 此 时 虚 电 路 已 经 建 立 ; DTE A 和 DTE B 采 用 各 自 的 虚 电 路 号 发 送 数 据 和 控 制 分 组 ; DTE A( 或 DTE B) 发 送 一 个 释 放 请 求 分 组, 紧 接 着 收 到 本 地 DCE 的 释 放 确 认 分 组 ; DTE A( 或 DTE B) 收 到 释 放 指 示 分 组, 并 传 送 一 个 释 放 确 认 分 组 此 时 DTE A 和 DTE B 之 间 的 虚 电 路 就 清 除 了 上 述 讨 论 的 是 交 换 虚 电 路 (SVC), 此 外 X.25 还 提 供 永 久 虚 电 路 (PVC), 永 久 虚 电 路 是 由 网 络 指 定 的, 不 需 要 呼 叫 建 立 和 清 除 X.25 的 分 组 可 分 为 两 大 类, 即 控 制 分 组 和 数 据 分 组 虚 电 路 的 建 立 数 据 传 送 时 的 流 量 控 制 中 断 数 据 传 送 完 毕 后 的 虚 电 路 释 放 等, 都 要 用 到 控 制 分 组 关 于 X.25 分 组 的 格 式 参 见 X.25 协 议 详 细 说 明 虽 然 X.25 技 术 较 为 成 熟, 但 由 于 其 传 输 速 率 较 低, 因 此 现 在 广 域 网 联 接 中 已 较 少 采 用 3.4 帧 中 继 X.25 分 组 交 换 技 术 具 有 很 多 的 优 点, 例 如 流 量 控 制 可 有 效 防 止 网 络 拥 塞 ; 路 由 选 择 可 建 立 最 佳 传 输 路 径 ; 统 计 时 分 复 用 及 虚 电 路 可 提 高 信 道 利 用 率 ; 差 错 控 制 提 高 了 可 靠 性 等 然 而 这 些 优 点 是 有 代 价 的,X.25 建 议 规 定 的 丰 富 的 控 制 功 能, 增 加 了 分 组 交 换 机 处 理 的 负 担, 使 分 组 交 换 机 的 吞 吐 量 和 中 继 线 速 率 的 进 一 步 提 高 受 到 了 限 制, 而 且 分 组 的 传 输 时 延 比 较 大 中 继 线 上 的 速 率 一 般 为 64kbit/s, 少 数 2Mbit/s, 甚 至 为 9600bit/s 但 是 我 们 不 能 因 此 说 X.25 不 好 X.25 建 议 是 在 通 信 网 以 模 拟 通 信 为 主 的 时 代 背 景 下 提 出 的, 可 提 供 数 据 传 输 的 信 道 大 多 数 是 频 分 制 电 话 信 道, 信 道 带 宽 为 300~3400Hz, 这 种 信 道 的 数 据 传 输 速 率 一 般 不 超 过 9600bit/s, 误 码 率 为 10-4 ~10-5 这 样 的 信 道 不 能 满 足 数 据 通 信 的 要 求, 通 过 X.25 建 议 的 控 制, 一 方 面 实 现 了 信 道 的 多 路 复 用, 另 一 方 面 把 误 码 率 提 高 到 小 于 水 平, 满 足 了 绝 大 多 数 数 据 通 信 的 要 求, 所 以 说 X.25 建 议 发 挥 了 巨 大 的 作 用 为 了 进 一 步 提 高 分 组 交 换 网 的 吞 吐 量 和 传 输 速 率, 可 从 两 个 方 面 来 考 虑 一 方 面 提 高 信 道 的 传 输 能 力, 另 一 方 面 发 展 新 的 交 换 技 术 对 于 传 输 来 说, 采 用 光 纤 通 信 技 术, 它 具 有 容 量 大 质 量 高 的 特 点, 这 种 通 信 信 道 为 分 组 交 换 的 发 展 提 供 了 有 利 条 件, 于 是 快 速 分 组 交 换 技 术 迅 速 发 展 起 来, 以 满 足 高 容 量 高 带 宽 的 广 域 网 要 求, 适 应 多 媒 体 通 信 宽 带 综 合 业 务 第 28 页 共 38 页

29 局 域 网 高 速 互 连 等 目 前 广 为 采 用 的 快 速 分 组 交 换 技 术 主 要 有 两 类, 即 帧 中 继 (Frame Relay, 简 称 FR) 和 异 步 传 输 模 式 (Asynchronous Transfer Mode, 简 称 ATM) 帧 中 继 与 X.25 的 比 较 帧 中 继 将 X.25 网 络 的 下 三 层 协 议 进 一 步 简 化, 差 错 控 制 流 量 控 制 推 到 网 络 的 边 界, 从 而 实 现 轻 载 协 议 网 络 X.25 数 据 链 路 层 采 用 LAPB( 平 衡 链 路 访 问 规 程 ), 帧 中 继 数 据 链 路 层 规 程 采 用 LAPD(D 信 道 链 路 访 问 规 程, 是 综 合 业 务 数 字 网 ISDN 的 第 二 层 协 议 ) 的 核 心 部 分, 称 LAPF( 帧 方 式 链 路 访 问 规 程 ), 它 们 都 是 HDLC 的 子 集 与 X.25 相 比, 帧 中 继 在 第 二 层 增 加 了 路 由 的 功 能, 但 它 取 消 了 其 它 功 能, 例 如 在 帧 中 继 节 点 不 进 行 差 错 纠 正, 因 为 帧 中 继 技 术 建 立 在 误 码 率 很 低 的 传 输 信 道 上, 差 错 纠 正 的 功 能 由 端 到 端 的 计 算 机 完 成 在 帧 中 继 网 络 中 的 节 点 将 舍 弃 有 错 的 帧, 由 终 端 的 计 算 机 负 责 差 错 的 恢 复, 这 样 就 减 轻 了 帧 中 继 交 换 机 的 负 担 与 X.25 相 比, 帧 中 继 不 需 要 进 行 第 三 层 的 处 理, 它 能 够 让 帧 在 每 个 交 换 机 中 直 接 通 过, 即 交 换 机 在 帧 的 尾 部 还 未 收 到 之 前 就 可 以 把 帧 的 头 部 发 送 给 下 一 个 交 换 机, 一 些 第 三 层 的 处 理, 如 流 量 控 制, 留 给 智 能 终 端 去 完 成 正 是 因 为 处 理 方 面 工 作 的 减 少, 给 帧 中 继 带 来 了 明 显 的 效 果 首 先 帧 中 继 有 较 高 的 吞 吐 量, 能 够 达 到 E1/T1(2.048/1.544Mb/s) E3/T3 的 传 输 速 率 ; 其 次 帧 中 继 网 络 中 的 时 延 很 小, 在 X.25 网 络 中 每 个 节 点 进 行 帧 校 验 产 生 的 时 延 为 5~10ms, 而 帧 中 继 节 点 小 于 2ms 帧 中 继 与 X.25 也 有 相 同 的 地 方 例 如 二 者 采 用 的 均 是 面 向 连 接 的 通 信 方 式, 即 采 用 虚 电 路 交 换, 可 以 有 交 换 虚 电 路 (SVC) 和 永 久 虚 电 路 (PVC) 两 种 LAPF 帧 格 式 ITU-T Q.922A 定 义 了 帧 中 继 的 LAPF 帧 格 式, 如 图 3-7 所 示 第 29 页 共 38 页

30 标 志 地 址 信 息 帧 校 验 序 列 标 志 字 节 1 2~4 可 变 标 志 (F) DLCI C/R EA0 DLCI FECN BECN DE EA1 信 息 (I) FCS 图 3-7 LAPF 帧 格 式 下 面 简 要 介 绍 各 字 段 的 情 况 标 志 字 段 (F) 标 志 字 段 是 一 个 独 特 的 比 特 序 列, 用 于 指 示 一 帧 的 开 始 与 结 束 为 了 实 现 透 明 传 输 采 用 比 特 填 充 技 术 地 址 字 段 一 般 为 两 个 字 节, 也 可 扩 展 为 3 或 4 字 节 地 址 字 段 由 以 下 几 部 分 组 成 : 数 据 链 路 连 接 标 识 符 (DLCI) DLCI 的 长 度 取 决 于 地 址 字 段 的 长 度, 图 7- 中 地 址 字 段 为 2 字 节,DLCI 占 10bit DLCI 值 用 于 标 识 节 点 与 节 点 之 间 的 逻 辑 链 路 呼 叫 控 制 和 管 理 信 息 ( 见 表 3-1) 表 3-1 帧 中 继 的 DLCI 说 明 (2 字 节 地 址 字 段 ) DLCI 用 途 0 传 递 帧 中 继 呼 叫 控 制 报 文 1~15 保 留 16~1007 分 配 给 帧 中 继 过 程 使 用 1008~1022 保 留 1024 链 路 管 理 可 见, 对 于 2 字 节 地 址 字 段 的 DLCI, 从 16 到 1007 共 992 个 地 址 供 帧 中 继 使 用, 采 用 统 计 时 分 复 用 技 术 第 30 页 共 38 页

31 命 令 / 响 应 (C/R) C/R 与 高 层 的 应 用 有 关, 帧 中 继 本 身 并 不 使 用 地 址 扩 展 (EA) 当 EA 为 0 时 表 示 下 一 个 字 节 仍 为 地 址 字 段, 当 EA 为 1 时 表 示 地 址 字 段 到 此 为 止 前 向 拥 塞 通 知 (FECN) 延 若 某 节 点 将 FECN 置 1, 则 表 明 与 该 帧 同 方 向 传 输 的 帧 可 能 受 到 网 络 拥 塞 的 影 响 而 产 生 时 后 向 拥 塞 通 知 (BECN) 若 某 节 点 将 BECN 置 1, 则 指 示 接 收 者 与 该 帧 相 反 方 向 传 输 的 帧 可 能 受 到 网 络 拥 塞 的 影 响 而 产 生 时 延 丢 弃 指 示 (DE) 当 DE 置 1, 表 明 在 网 络 发 生 拥 塞 时, 为 了 维 持 网 络 的 服 务 水 平, 该 帧 与 DE 为 0 的 帧 相 比 应 先 丢 弃 由 于 采 用 了 DE 比 特, 用 户 就 可 以 比 通 常 允 许 的 情 况 多 发 送 一 些 帧, 并 将 这 些 帧 的 DE 你 特 置 1 当 然 DE 为 1 的 帧 属 于 不 太 重 要 的 帧, 必 要 时 可 以 丢 弃 信 息 字 段 (I) 信 息 字 段 长 度 为 1600 字 节 到 2048 字 节 不 等 信 息 字 段 可 传 送 多 种 规 程 信 息, 如 X.25 局 域 网 等, 为 帧 中 继 与 其 它 网 络 的 互 连 提 供 了 方 便 帧 校 验 字 段 (FCS) FCS 为 2 字 节 的 循 环 冗 余 校 验 (CRC 校 验 ) FCS 并 不 是 要 使 网 络 从 差 错 中 恢 复 过 来, 而 是 为 网 络 节 点 所 用, 作 为 网 络 管 理 的 一 部 分, 检 测 链 路 上 差 错 出 现 的 频 度 当 FCS 检 测 出 差 错 时, 就 将 此 帧 丢 弃, 差 错 的 恢 复 由 终 端 去 完 成 帧 中 继 的 虚 电 路 帧 中 继 在 一 条 传 输 介 质 上 使 用 多 个 逻 辑 连 接, 即 虚 电 路, 有 SVC 和 PVC 两 种 PVC 是 1984 年 作 为 最 初 帧 中 继 标 准 提 出 来 的, 是 两 个 节 点 之 间 的 一 条 持 续 可 用 的 通 路, 该 通 路 被 分 配 一 个 DLCI 值, 在 该 通 路 上 发 送 的 每 一 个 帧 都 必 须 使 用 这 个 DLCI 而 且 这 条 通 路 一 直 保 持 开 通 状 态, 通 信 可 以 在 任 何 时 间 进 行, 就 好 象 专 线 一 样 第 31 页 共 38 页

32 1993 年 SVC 成 为 帧 中 继 标 准 的 一 部 分, 它 具 有 链 路 的 建 立 的 释 放 过 程, 可 大 大 扩 充 帧 中 继 的 接 续 能 力 在 帧 中 继 中,SVC 是 一 种 比 PVC 新 的 技 术, 但 目 前 使 用 的 大 多 为 PVC 方 式 图 3-8 表 示 帧 中 继 网 中 主 机 A 到 主 机 B LAN A 到 LAN B 通 信 时 采 用 的 虚 电 路 CPE A DLCI 16 FRS 26 FRS DLCI 45 FRS 31 R LAN B DLCI 25 FRS LAN A R DLCI 32 FRS DLCI 30 DLCI 54 CPE B 注 :FRS- 帧 中 继 交 换 机 CPE- 中 央 处 理 机 R- 路 由 器 从 CPE A 到 CPEB:DLCI 为 16,25,30,54 从 LAN A 到 LANB:DLCI 为 32,26,45,31 图 3-8 帧 中 继 逻 辑 链 路 帧 中 继 应 用 局 域 网 互 连 帧 中 继 可 用 于 局 域 网 的 互 连, 局 域 网 用 路 由 器 与 帧 中 继 连 接, 形 成 LAN-FR-LAN 结 构, 实 现 高 速 传 输 作 为 X.25 网 的 骨 干 网 帧 中 继 可 作 为 X.25 网 的 骨 干 网, 从 而 将 帧 中 继 高 吞 吐 量 低 时 延 与 X.25 高 可 靠 的 差 错 控 制 能 力 相 结 合, 发 挥 各 自 优 势, 获 得 最 佳 效 果 第 32 页 共 38 页

33 3.5 数 字 数 据 网 DDN DDN 概 述 DDN 定 义 数 字 数 据 网 (Digital Data Network) 是 利 用 数 字 信 道 传 输 数 据 信 号 的 数 据 传 输 网, 它 的 传 输 媒 介 有 光 缆 数 字 微 波 卫 星 信 道 以 及 用 户 端 可 用 的 普 通 电 缆 和 双 绞 线 利 用 数 字 信 道 传 输 数 据 信 号 与 传 统 的 模 拟 信 道 相 比, 具 有 传 输 质 量 高 速 度 快 带 宽 利 用 率 高 等 一 系 列 优 点 DDN 向 用 户 提 供 的 是 半 永 久 性 的 数 字 连 接, 沿 途 不 进 行 复 杂 的 软 件 处 理, 因 此 延 时 较 短, 避 免 了 分 组 网 中 传 输 时 延 大 且 不 固 定 的 缺 点 ;DDN 采 用 交 叉 连 接 装 置, 可 根 据 用 户 需 要, 在 约 定 的 时 间 内 接 通 所 需 带 宽 的 线 路, 信 道 容 量 的 分 配 和 接 续 在 计 算 机 控 制 下 进 行, 具 有 极 大 的 灵 活 性, 使 用 户 可 以 开 通 种 类 繁 多 的 信 息 业 务, 传 输 任 何 合 适 的 信 息 DDN 优 点 1.DDN 是 同 步 数 据 传 输 网, 不 具 备 交 换 功 能 但 可 根 据 与 用 户 所 订 协 议, 定 时 接 通 所 需 路 由 ( 这 便 是 半 永 久 性 连 接 概 念 ) 2. 传 输 速 率 高, 网 络 时 延 小 由 于 DDN 采 用 了 同 步 转 移 模 式 的 数 字 时 分 复 用 技 术, 用 户 数 据 信 息 根 据 事 先 约 定 的 协 议, 在 固 定 的 时 隙 以 预 先 设 定 的 通 道 带 宽 和 速 率, 顺 序 传 输, 这 样 只 需 按 时 隙 识 别 通 道 就 可 以 准 确 地 将 数 据 信 息 送 到 目 的 终 端 由 于 信 息 是 顺 序 到 达 目 的 终 端, 免 去 了 目 的 终 端 对 信 息 的 重 组, 因 此, 减 小 了 时 延 目 前 DDN 可 达 到 的 最 高 传 输 速 率 为 155Mbit/s, 平 均 时 延 450us 3.DDN 为 全 透 明 网 DDN 是 任 何 规 程 都 可 以 支 持, 不 受 约 束 的 全 透 明 网, 可 支 持 网 络 层 以 及 其 上 的 任 何 协 议, 从 而 可 满 足 数 据 图 像 声 音 等 多 种 业 务 的 需 要 节 点 类 型 在 中 国 DDN 技 术 体 制 中 将 DDN 节 点 分 成 2 兆 节 点 接 入 节 点 和 用 户 节 点 三 种 类 型 1.2 兆 节 点 2 兆 节 点 是 DDN 网 络 的 骨 干 节 点, 执 行 网 络 业 务 的 转 换 功 能 主 要 提 供 2048kbit/s(E1) 数 字 通 道 的 接 口 和 交 叉 连 接 对 N*64kbit/s 电 路 进 行 复 用 和 交 叉 连 接 以 及 帧 中 继 业 务 的 转 接 功 能 2. 接 入 节 点 接 入 节 点 主 要 为 DDN 各 类 业 务 提 供 接 入 功 能, 主 要 有 : 第 33 页 共 38 页

34 N*64kbit/s 2048kbit/s 数 字 通 道 的 接 口 N*64kbit/s(N=1~31) 的 复 用 小 于 64kbit/s 子 速 率 复 用 和 交 叉 连 接 帧 中 继 业 务 用 户 接 入 和 本 地 帧 中 继 功 能 压 缩 话 音 /G3 传 真 用 户 入 网 3 用 户 节 点 用 户 节 点 主 要 为 DDN 用 户 入 网 提 供 接 口 并 进 行 必 要 的 协 议 转 换 它 包 括 小 容 量 时 分 复 用 设 备 ;LAN 通 过 帧 中 继 互 联 的 网 桥 / 路 由 器 等 在 实 际 组 建 各 级 网 络 时, 可 以 根 据 网 络 规 模 业 务 量 等 具 体 情 况, 酌 情 变 动 上 述 节 点 类 型 的 划 分 例 如 : 把 2 兆 节 点 和 接 入 节 点 归 并 为 一 类 节 点, 或 者 把 接 入 节 点 和 用 户 节 点 归 并 为 一 类 节 点, 以 满 足 具 体 情 况 下 的 需 要 网 络 结 构 DDN 的 网 络 结 构 按 网 络 的 组 建 运 营 管 理 和 维 护 的 责 任 地 理 区 域, 可 分 为 一 级 干 线 网 二 级 干 线 网 和 本 地 网 三 级 各 级 网 络 应 根 据 其 网 络 规 模 网 络 和 业 务 组 织 的 需 要, 参 照 前 面 介 绍 的 DDN 节 点 类 型, 选 用 适 当 类 型 的 节 点, 组 建 多 功 能 层 次 的 网 络 可 由 2 兆 节 点 组 成 核 心 层, 主 要 完 成 转 接 功 能 ; 由 接 入 节 点 组 成 接 入 层, 主 要 完 成 各 类 业 务 接 入 ; 由 用 户 节 点 组 成 用 户 层, 完 成 用 户 入 网 接 口 1. 一 级 干 线 网 一 级 干 线 网 由 设 置 在 各 省 自 治 区 和 直 辖 市 的 节 点 组 成, 它 提 供 省 间 的 长 途 DDN 业 务 一 级 干 线 节 点 设 置 在 省 会 城 市, 根 据 网 络 组 织 和 业 务 量 的 要 求, 一 级 干 线 网 节 点 可 与 省 内 多 个 城 市 或 地 区 的 节 点 互 联 在 一 级 干 线 网 上, 选 择 有 适 当 位 置 的 节 点 作 为 枢 纽 节 点, 枢 纽 节 点 具 有 E1 数 字 通 道 的 汇 接 功 能 和 E1 公 共 备 用 数 字 通 道 功 能 枢 纽 节 点 的 数 量 和 设 置 地 点 由 邮 电 部 电 信 主 管 部 门 根 据 电 路 组 织 网 络 规 模 安 全 和 业 务 等 因 素 确 定 网 络 各 节 点 互 联 时, 应 遵 照 下 列 要 求 : (1) 枢 纽 节 点 之 间 采 用 全 网 状 连 接 ; (2) 非 枢 纽 节 点 应 至 少 保 证 两 个 方 向 与 其 它 节 点 相 连 接, 并 至 少 与 一 个 枢 纽 节 点 连 接 ; (3) 出 入 口 节 点 之 间 出 入 口 节 点 到 所 有 枢 纽 节 点 之 间 互 联 ; (4) 根 据 业 务 需 要 和 电 路 情 况, 可 在 任 意 两 个 节 点 之 间 连 接 第 34 页 共 38 页

35 2 二 级 干 线 网 二 级 干 线 网 由 设 置 在 省 内 的 节 点 组 成, 它 提 供 本 省 内 长 途 和 出 入 省 的 DDN 业 务 根 据 数 字 通 路 DDN 网 络 规 模 和 业 务 需 要, 二 级 干 线 网 上 也 可 设 置 枢 纽 节 点 当 二 级 干 线 网 在 设 置 核 心 层 网 络 时, 应 设 置 枢 纽 节 点 3 本 地 网 本 地 网 是 指 城 市 范 围 内 的 网 络, 在 省 内 发 达 城 市 可 以 组 建 本 地 网 本 地 网 为 其 用 户 提 供 本 地 和 长 途 DDN 业 务 根 据 网 络 规 模 业 务 量 要 求, 本 地 网 可 以 由 多 层 次 的 网 络 组 成 本 地 网 中 的 小 容 量 节 点 可 以 直 接 设 置 在 用 户 的 室 内 网 络 互 联 1 不 同 制 式 的 DDN 互 联 不 同 厂 家 的 DDN 产 品 连 接 时, 设 备 接 口 应 符 合 ITU-T 的 相 关 建 议 : 2048kbit/s 数 字 复 用 电 路 接 口 应 符 合 ITU-T G.703 G.704 G.732 G.823 G.826 G.921 等 建 议 ; N 64kbit/s(N=1~31) 数 字 复 用 电 路 应 符 合 ITU-T G.735 G.736 建 议 ; 时 分 复 用 TDM 专 用 电 路 接 口 应 符 合 ITU-T G.703 V.35 V.24/V.28 X.21 建 议, 复 用 标 准 符 合 X.50 X.58 64kbit/s 38kbit/s 数 字 复 用 电 路 应 符 合 ITU-T G.735 G.737 建 议 ; 帧 中 继 接 口 应 符 合 ITU-T I.122 Q.932 建 议 2 公 用 DDN 骨 干 网 与 PSPDN 互 联 我 国 公 用 DDN 骨 干 网 可 以 为 PSPDN 提 供 局 间 的 物 理 传 输 通 路, 其 传 输 速 率 为 64kbit/s 和 9.6kbit/s, 其 接 口 标 准 应 符 合 ITU-T G.703 V.24 V.35 X.21 等 建 议 3 公 用 DDN 骨 干 网 与 局 域 网 互 联 DDN 骨 干 网 中 的 网 络 产 品 能 够 通 过 帧 中 继 网 桥 或 路 由 器 连 接 不 同 逻 辑 拓 扑 结 构 的 局 域 网 例 如 新 桥 的 网 桥 8230 用 于 与 以 太 网 互 通, 路 由 器 8100 用 于 不 同 类 型 的 计 算 机 网 互 联 第 35 页 共 38 页

36 3.5.2 网 络 业 务 类 别 及 用 户 入 网 速 率 网 络 业 务 类 别 DDN 网 络 业 务 分 为 专 用 电 路 帧 中 继 和 压 缩 话 音 /G3 传 真 三 类 业 务 DDN 的 主 要 业 务 是 向 用 户 提 供 中 高 速 率, 高 质 量 的 点 到 点 和 点 到 多 点 数 字 专 用 电 路 ( 简 称 专 用 电 路 ); 在 专 用 电 路 的 基 础 上, 通 过 引 入 帧 中 继 服 务 模 块 (FRM), 提 供 永 久 性 虚 电 路 (PVC) 连 接 方 式 的 帧 中 继 业 务 ; 通 过 在 用 户 入 网 处 引 入 话 音 服 务 模 块 (VSM) 提 供 压 缩 话 音 /G3 传 真 业 务 在 DDN 上, 帧 中 继 业 务 和 压 缩 话 音 /G3 传 真 业 务 均 可 看 作 在 专 用 电 路 业 务 基 础 上 的 增 值 业 务 对 压 缩 话 音 G3 传 真 业 务 可 由 网 络 增 值, 也 可 由 用 户 增 值 用 户 入 网 速 率 对 上 述 各 类 业 务,DDN 提 供 的 用 户 入 网 速 率 及 用 户 之 间 的 连 接 如 表 1 所 示 对 于 专 用 电 路 和 开 放 话 音 /G3 传 真 业 务 的 电 路, 互 通 用 户 入 网 速 率 必 须 是 相 同 的 ; 而 对 于 帧 中 继 用 户, 由 于 DDN 内 FRM 具 有 存 储 / 转 发 帧 的 功 能, 允 许 不 同 入 网 速 率 的 用 户 互 通 表 1 用 户 入 网 速 率 业 务 类 型 用 户 入 网 速 率 (KBIT/S) 用 户 之 间 连 接 2048 专 用 电 路 N 64(N=1~31) 子 速 率 : TDM 连 接 帧 中 继 N 64(N=1~31) 2048 PVC 连 接 话 音 /G3 传 真 ( 注 ) 用 户 2/4 线 模 拟 入 网 (DDN 提 供 附 加 信 令 信 息 传 输 容 量 ) 的 kbit/s 通 路 带 信 令 传 输 能 力 的 TDM 连 接 注 : 对 话 音 /G3 传 真 业 务, 表 中 所 列 kbit/s 是 指 话 音 压 缩 编 码 后 的 速 率, 在 附 加 传 输 信 令 和 控 制 信 息 后, 每 条 话 音 编 码 通 路 实 际 需 用 速 率 要 略 高 例 如 要 增 加 0.8kbit/s, 这 样, 在 DDN 上 带 信 令 传 输 能 力 的 TDM 连 接 速 率 为 8.8kbit/s 16.8kbit/s 和 32.8kbit/s 用 户 入 网 方 式 根 据 我 国 DDN 技 术 体 制 的 要 求, 用 户 入 网 的 基 本 方 式 如 图 3-9 所 示, 在 这 些 基 本 方 式 上 还 可 以 采 用 不 同 的 组 合 方 式 1. 二 线 模 拟 传 输 方 式 支 持 模 拟 用 户 入 网 连 接, 在 交 换 方 式 下, 同 时 需 要 直 流 环 路 PBX 中 继 线 E&M 信 令 传 输 2. 二 线 ( 或 四 线 ) 话 带 MODEM 传 输 方 式 第 36 页 共 38 页

37 支 持 的 用 户 速 率 由 线 路 长 度 调 制 解 调 器 (MODEM) 的 型 号 而 定 3. 二 线 ( 或 四 线 ) 基 带 传 输 方 式 这 种 传 输 方 式 采 用 回 波 抵 消 技 术 和 差 分 二 相 编 码 技 术 其 二 线 基 带 设 备 可 进 行 19.2kbit/s 全 双 工 传 输 该 基 带 传 输 设 备 还 可 具 有 TDM 复 用 功 能, 为 多 个 用 户 入 网 提 供 连 接 复 用 时 需 留 出 部 分 容 量 为 网 络 管 理 用 另 外 还 可 用 二 线 或 四 线, 速 率 达 到 或 64kbit/s 的 基 带 传 输 设 备 4. 基 带 传 输 加 TDM 复 用 传 输 方 式 这 路 传 输 方 式 实 际 上 是 在 二 线 ( 或 四 线 ) 基 带 传 输 的 基 础 上, 再 加 上 TDM 复 用 设 备, 为 多 个 用 户 入 网 提 供 连 接 5. 话 音 / 数 据 复 用 传 输 方 式 在 现 有 的 市 话 用 户 线 上, 采 用 频 分 或 时 分 的 方 法 实 现 电 话 / 数 据 独 立 的 数 据 复 用 传 输 在 DOV 设 备 中, 还 可 加 上 TDM 复 用, 为 多 个 用 户 提 供 入 网 连 接 6.2B+D 速 率 的 DTU 传 输 方 式 DTU( 数 据 终 端 单 元 ), 采 用 2B+D 速 率, 二 线 全 双 工 传 输 方 式, 为 多 个 用 户 提 供 入 网 7.PCM 数 字 线 路 传 输 方 式 这 种 方 式 是 当 用 户 直 接 用 光 缆 或 数 字 微 波 高 次 群 设 备 时, 可 与 其 它 业 务 合 用 一 套 PCM 设 备, 其 中 一 路 2048kbit/s 进 入 DDN 8.DDN 节 点 通 过 PCM 设 备 的 传 输 方 式 在 用 户 业 务 量 大 的 情 况 下,DDN 节 点 机 可 放 在 用 户 室 内, 将 所 传 的 数 据 信 号 复 用 到 一 条 2048kbit/s 的 数 字 线 路 上, 通 过 PCM 的 一 路 一 次 群 信 道 进 入 DDN 骨 干 节 点 机 第 37 页 共 38 页

38 图 3-9 DDN 用 户 入 网 方 式 第 38 页 共 38 页

39 易 迪 拓 培 训 专 注 于 微 波 射 频 天 线 设 计 人 才 的 培 养 网 址 : 射 频 和 天 线 设 计 培 训 课 程 推 荐 易 迪 拓 培 训 ( 由 数 名 来 自 于 研 发 第 一 线 的 资 深 工 程 师 发 起 成 立, 致 力 并 专 注 于 微 波 射 频 天 线 设 计 研 发 人 才 的 培 养 ; 我 们 于 2006 年 整 合 合 并 微 波 EDA 网 ( 现 已 发 展 成 为 国 内 最 大 的 微 波 射 频 和 天 线 设 计 人 才 培 养 基 地, 成 功 推 出 多 套 微 波 射 频 以 及 天 线 设 计 经 典 培 训 课 程 和 ADS HFSS 等 专 业 软 件 使 用 培 训 课 程, 广 受 客 户 好 评 ; 并 先 后 与 人 民 邮 电 出 版 社 电 子 工 业 出 版 社 合 作 出 版 了 多 本 专 业 图 书, 帮 助 数 万 名 工 程 师 提 升 了 专 业 技 术 能 力 客 户 遍 布 中 兴 通 讯 研 通 高 频 埃 威 航 电 国 人 通 信 等 多 家 国 内 知 名 公 司, 以 及 台 湾 工 业 技 术 研 究 院 永 业 科 技 全 一 电 子 等 多 家 台 湾 地 区 企 业 易 迪 拓 培 训 推 荐 课 程 列 表 : 射 频 工 程 师 养 成 培 训 课 程 套 装 该 套 装 精 选 了 射 频 专 业 基 础 培 训 课 程 射 频 仿 真 设 计 培 训 课 程 和 射 频 电 路 测 量 培 训 课 程 三 个 类 别 共 30 门 视 频 培 训 课 程 和 3 本 图 书 教 材 ; 旨 在 引 领 学 员 全 面 学 习 一 个 射 频 工 程 师 需 要 熟 悉 理 解 和 掌 握 的 专 业 知 识 和 研 发 设 计 能 力 通 过 套 装 的 学 习, 能 够 让 学 员 完 全 达 到 和 胜 任 一 个 合 格 的 射 频 工 程 师 的 要 求 课 程 网 址 : 手 机 天 线 设 计 培 训 视 频 课 程 该 套 课 程 全 面 讲 授 了 当 前 手 机 天 线 相 关 设 计 技 术, 内 容 涵 盖 了 早 期 的 外 置 螺 旋 手 机 天 线 设 计, 最 常 用 的 几 种 手 机 内 置 天 线 类 型 如 monopole 天 线 PIFA 天 线 Loop 天 线 和 FICA 天 线 的 设 计, 以 及 当 前 高 端 智 能 手 机 中 较 常 用 的 金 属 边 框 和 全 金 属 外 壳 手 机 天 线 的 设 计 ; 通 过 该 套 课 程 的 学 习, 可 以 帮 助 您 快 速 全 面 系 统 地 学 习 了 解 和 掌 握 各 种 类 型 的 手 机 天 线 设 计, 以 及 天 线 及 其 匹 配 电 路 的 设 计 和 调 试... 课 程 网 址 : WiFi 和 蓝 牙 天 线 设 计 培 训 课 程 该 套 课 程 是 李 明 洋 老 师 应 邀 给 惠 普 (HP) 公 司 工 程 师 讲 授 的 3 天 员 工 内 训 课 程 录 像, 课 程 内 容 是 李 明 洋 老 师 十 多 年 工 作 经 验 积 累 和 总 结, 主 要 讲 解 了 WiFi 天 线 设 计 HFSS 天 线 设 计 软 件 的 使 用, 匹 配 电 路 设 计 调 试 矢 量 网 络 分 析 仪 的 使 用 操 作 WiFi 射 频 电 路 和 PCB Layout 知 识, 以 及 EMC 问 题 的 分 析 解 决 思 路 等 内 容 对 于 正 在 从 事 射 频 设 计 和 天 线 设 计 领 域 工 作 的 您, 绝 对 值 得 拥 有 和 学 习! 课 程 网 址 :

40 ` 易 迪 拓 培 训 专 注 于 微 波 射 频 天 线 设 计 人 才 的 培 养 网 址 : CST 学 习 培 训 课 程 套 装 该 培 训 套 装 由 易 迪 拓 培 训 联 合 微 波 EDA 网 共 同 推 出, 是 最 全 面 系 统 专 业 的 CST 微 波 工 作 室 培 训 课 程 套 装, 所 有 课 程 都 由 经 验 丰 富 的 专 家 授 课, 视 频 教 学, 可 以 帮 助 您 从 零 开 始, 全 面 系 统 地 学 习 CST 微 波 工 作 的 各 项 功 能 及 其 在 微 波 射 频 天 线 设 计 等 领 域 的 设 计 应 用 且 购 买 该 套 装, 还 可 超 值 赠 送 3 个 月 免 费 学 习 答 疑 课 程 网 址 : HFSS 学 习 培 训 课 程 套 装 该 套 课 程 套 装 包 含 了 本 站 全 部 HFSS 培 训 课 程, 是 迄 今 国 内 最 全 面 最 专 业 的 HFSS 培 训 教 程 套 装, 可 以 帮 助 您 从 零 开 始, 全 面 深 入 学 习 HFSS 的 各 项 功 能 和 在 多 个 方 面 的 工 程 应 用 购 买 套 装, 更 可 超 值 赠 送 3 个 月 免 费 学 习 答 疑, 随 时 解 答 您 学 习 过 程 中 遇 到 的 棘 手 问 题, 让 您 的 HFSS 学 习 更 加 轻 松 顺 畅 课 程 网 址 : ADS 学 习 培 训 课 程 套 装 该 套 装 是 迄 今 国 内 最 全 面 最 权 威 的 ADS 培 训 教 程, 共 包 含 10 门 ADS 学 习 培 训 课 程 课 程 是 由 具 有 多 年 ADS 使 用 经 验 的 微 波 射 频 与 通 信 系 统 设 计 领 域 资 深 专 家 讲 解, 并 多 结 合 设 计 实 例, 由 浅 入 深 详 细 而 又 全 面 地 讲 解 了 ADS 在 微 波 射 频 电 路 设 计 通 信 系 统 设 计 和 电 磁 仿 真 设 计 方 面 的 内 容 能 让 您 在 最 短 的 时 间 内 学 会 使 用 ADS, 迅 速 提 升 个 人 技 术 能 力, 把 ADS 真 正 应 用 到 实 际 研 发 工 作 中 去, 成 为 ADS 设 计 专 家... 课 程 网 址 : 我 们 的 课 程 优 势 : 成 立 于 2004 年,10 多 年 丰 富 的 行 业 经 验, 一 直 致 力 并 专 注 于 微 波 射 频 和 天 线 设 计 工 程 师 的 培 养, 更 了 解 该 行 业 对 人 才 的 要 求 经 验 丰 富 的 一 线 资 深 工 程 师 讲 授, 结 合 实 际 工 程 案 例, 直 观 实 用 易 学 联 系 我 们 : 易 迪 拓 培 训 官 网 : 微 波 EDA 网 : 官 方 淘 宝 店 : 专 注 于 微 波 射 频 天 线 设 计 人 才 的 培 养 易 迪 拓 培 训 官 方 网 址 : 淘 宝 网 店 :