1、精品文檔?數(shù)據(jù)通信原理?課程設計數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的設計 分組交換網(wǎng) 姓 名 學 號 學 院 專業(yè)班級 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的設計 分組交換網(wǎng)專業(yè)： 姓名： 指導老師：摘 要 本文簡要介紹了一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設計過程，它包括數(shù)據(jù)通信的根本組成和各個通信模塊構(gòu)成的總體完整數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框圖，并簡要介紹了各個模塊的根本功能。該設計接入了分組交換網(wǎng)絡，并著重介紹了該網(wǎng)絡的組成、各局部功能、通信協(xié)議等，最后對其所用硬件設備、軟件技術(shù)PCM復用技術(shù)和信道編碼循環(huán)碼做簡要介紹。關鍵詞 數(shù)據(jù)通信系，通信協(xié)議，信道編碼緒 論縱觀歷史，人類社會的進步總是與信息的傳遞息息相關，從原始社會的結(jié)繩記事、倉頡造字到古代的狼煙示警、飛

2、鴿傳書再到現(xiàn)代的電報 、視頻通話，人類所追求的就是信息的傳遞。我們把這種信息的傳遞稱之為通信。隨著通信技術(shù)的逐步提高，通信手段的逐漸增多，人與人的距離在逐漸拉近，人們的生活逐漸被改變。當下，隨著社會的不斷進步和計算機技術(shù)的飛速開展，人們在通信過程中對數(shù)據(jù)業(yè)務的需求在日益增長，數(shù)據(jù)通信已經(jīng)成為人們生活和工作所必需的通信手段。隨著人們對信息的需求和依賴越來越大，以及計算機和Internet的出現(xiàn)和開展，數(shù)據(jù)通信也得到了快速開展。數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。要在兩地間傳輸信息必須有傳輸信道，根據(jù)傳輸媒體的不同，有有線數(shù)據(jù)通信與無線數(shù)據(jù)通信之分。但它們都是通過傳輸信道

3、將數(shù)據(jù)終端與計算機聯(lián)結(jié)起來，而使不同地點的數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)軟、硬件和信息資源的共享。數(shù)據(jù)通信是通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)來完成的。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是一個有分布在各地的數(shù)據(jù)終端設備、數(shù)據(jù)交換設備和數(shù)據(jù)鏈路構(gòu)成的網(wǎng)絡。其功能就是在網(wǎng)絡協(xié)議的支持下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)終端之間的數(shù)據(jù)傳輸和交換。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)從網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)來看分為網(wǎng)狀網(wǎng)、星狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)；從從傳輸技術(shù)來看分為分組交換網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)及ATM網(wǎng)。本文主要通過網(wǎng)絡組成、結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議等方面對分組交換網(wǎng)進行論述。1. 設計背景通過這次課程設計，了解傳輸網(wǎng)的構(gòu)成及特點，熟悉數(shù)據(jù)通信的的根本知識，把?數(shù)據(jù)通信原理?這門課程所學的根本知識應用到實踐當中，提高動手能力,在思維方面，

4、讓我們明白平時自己所學的知識有哪些缺乏之處.設計一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，包括各個通信模塊構(gòu)成的總體完整數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框圖、各模塊的設備參數(shù)、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、軟件技術(shù)的根本原理和硬件相應的設備參數(shù)。2數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設計在了解數(shù)據(jù)通信網(wǎng)以后，本次課程設計準備結(jié)合所學知識，以學校實際情況為設計背景，試圖設計一個完整的基于分組交換網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框圖及各模塊功能圖1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框圖圖1為一個完整的基于分組交換網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中各模塊的功能如下：2.1.1用戶用戶，即用戶終端，也就是信源，是通信發(fā)起者。本設計中信源為PC機或 機2.1.2分組分組，是為主機發(fā)送數(shù)據(jù)報分配

5、一個唯一的數(shù)據(jù)報標識符。表示數(shù)據(jù)分組的順序。去分組那么完成與之相反的工作。2.1.3信源編碼信源編碼的作用一是設法減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即通常所說的數(shù)據(jù)壓縮：作用二是將信源的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，以實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸。其過程就是將模擬信號通過抽樣、量化、編碼轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。圖2 PCM編碼原理框圖抽樣是把模擬信號以其信號帶寬2倍以上的頻率提取樣值，變?yōu)樵跁r間軸上離散的抽樣信號的過程。例如，話音信號帶寬被限制在0.33.4kHz內(nèi)，用 8kHz的抽樣頻率fs，就可獲得能取代原來連續(xù)話音信號的抽樣信號。對一個正弦信號進行抽樣獲得的抽樣信號是一個脈沖幅度調(diào)制PAM信號，如下列圖對模擬正

6、弦信號的抽樣所示。對抽樣信號進行檢波和平滑濾波，即可復原出原來的模擬信號。 抽樣信號雖然是時間軸上離散的信號，但仍然是模擬信號，其樣值在一定的取值范圍內(nèi)，可有無限多個值。顯然，對無限個樣值一一給出數(shù)字碼組來對應是不可能的。為了實現(xiàn)以數(shù)字碼表示樣值，必須采用“四舍五入的方法把樣值分級“取整，使一定取值范圍內(nèi)的樣值由無限多個值變?yōu)橛邢迋€值。這一過程稱為量化。 量化后的抽樣信號與量化前的抽樣信號相比擬，當然有所失真，且不再是模擬信號。這種量化失真在接收端復原模擬信號時表現(xiàn)為噪聲，并稱為量化噪聲。量化噪聲的大小取決于把樣值分級“取整的方式，分的級數(shù)越多，即量化級差或間隔越小，量化噪聲也越小。量化后的抽

7、樣信號在一定的取值范圍內(nèi)僅有有限個可取的樣值，且信號正、負幅度分布的對稱性使正、負樣值的個數(shù)相等，正、負向的量化級對稱分布。假設將有限個 量化樣值的絕對值從小到大依次排列，并對應地依次賦予一個十進制數(shù)字代碼例如，賦予樣值0的十進制數(shù)字代碼為0，在碼前以“+、“號為前綴，來 區(qū)分樣值的正、負，那么量化后的抽樣信號就轉(zhuǎn)化為按抽樣時序排列的一串十進制數(shù)字碼流，即十進制數(shù)字信號。簡單高效的數(shù)據(jù)系統(tǒng)是二進制碼系統(tǒng)，因此，應將十 進制數(shù)字代碼變換成二進制編碼。根據(jù)十進制數(shù)字代碼的總個數(shù)，可以確定所需二進制編碼的位數(shù)，即字長。這種把量化的抽樣信號變換成給定字長的二進制碼流的 過程稱為編碼。2.1.4加密加密

8、是為了通信的平安性，在傳輸之前進行一種數(shù)據(jù)保密處理。偽裝明文的操作稱為加密，加密時所使用的變換規(guī)那么稱為加密算法。2.1.5信道編碼信源編碼的目的是過失控制編碼，降低誤碼率，提高通信的可靠性。過失控制的核心是抗干擾編碼，或過失控制編碼，簡稱糾錯編碼，也叫信道編碼。信道編碼,是針對信道對傳輸信號的損傷而設置的一個功能。信道是通信系統(tǒng)中傳輸信號的重要組成部件，信道的損傷造成數(shù)字通信系統(tǒng)接收機輸出誤碼率增加。根本思想是在發(fā)送端被傳送的信息序列的根底上，按照一定的規(guī)那么參加假設干監(jiān)督碼元后進行傳送，這些碼元與原來的信息序列之間存在某種確定關系。在接收端，校驗信息碼元與監(jiān)督碼元之間既定的約束關系，如該關

9、系遭到破環(huán)，那么接收端可以發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯誤，乃至糾正錯誤。信道譯碼完成相反的工作。本設計中用CRC循環(huán)冗余校驗碼進行過失控制。循環(huán)冗余校驗碼CRC的根本原理是：在K位信息碼后再拼接R位的校驗碼，整個編碼長度為N位，因此，這種編碼又叫N，K碼。對于一個給定的N，K碼，可以證明存在一個最高次冪為N-K=R的多項式G(x)。根據(jù)G(x)可以生成K位信息的校驗碼，而G(x)叫做這個CRC碼的生成多項式。 校驗碼的具體生成過程為：假設發(fā)送信息用信息多項式C(X)表示，將C(x)左移R位，那么可表示成C(x)*2的R次方，這樣C(x)的右邊就會空出R位，這就是校驗碼的位置。通過C(x)*2的R次方除以生成

10、多項式G(x)得到的余數(shù)就是校驗碼。接收端解碼的的要求：檢錯和糾錯。由于一碼組多項式Ax都應被生成多項式g(x)去去除。當傳輸發(fā)生錯誤時，接受碼組與發(fā)送碼組相同，即R(x)=A(x),故接受碼組多項式Rx必定能被g(x)整除；假設碼組在傳輸過程中發(fā)生錯誤，那么RxAx, Rx被g(x)除時可能除不盡而有余項，那么有 5-1因此接收端以余項是否為零來判別媽祖中有無錯碼。2.1.6數(shù)字調(diào)制為了使數(shù)字信號適合信道的傳輸而進行的處理的調(diào)制技術(shù)。本設計中用的是2PSK調(diào)制技術(shù)。用數(shù)字基帶信號去控制載波的相位變化，使之載波的初相代表基帶數(shù)字信號，初相相同時表示0，反相時表示1。這樣當碼元周期為載波周期的整

11、數(shù)倍時，未調(diào)載波初相為零，可直接用個嗎元載波初相代表數(shù)字信號。如碼元載波的初相為零代表0碼，碼元載波初相為p代表1碼。絕對碼調(diào)相波形如圖3所示。圖3 絕對調(diào)相波形2PSK調(diào)制原理及其方法： 6-1 6-22PSK調(diào)制方框圖如圖4所示。 圖4 2PSK調(diào)制原理框圖數(shù)字解調(diào)完成相反的工作。接調(diào)技術(shù)為相干載波解調(diào)。2.1.7復用技術(shù)復用技術(shù)是為了使多路用戶信號能在一條中繼線上傳輸。本次設計采用的是統(tǒng)計時分復用，在后面將有詳細介紹。解復用完成相反的工作。本設計中用的為異步時分復用技術(shù)。2.1.8抽樣判決是將接收到的數(shù)字信號復原成0，1代碼。發(fā)濾波器數(shù)字信號的頻率范圍在理論上是無限的，發(fā)濾波器將數(shù)字信號

12、的頻率范圍限制在某一個允許的范圍，以減小占用的通信信道的頻帶。2.2 分組交換網(wǎng)2.2.1 分組交換網(wǎng)概述分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(PSDN)技術(shù)起源于20世紀60年代末，我國公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干網(wǎng)于1993年9月正式開通業(yè)務分組交換是為適應計算機通信而開展起來的一種先進通信手段，它以CCITTX.25建議為根底，可以滿足不同速率、不同型號終端與終端、終端與計算機、計算機與計算機間以及局域網(wǎng)間的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫資源共享。分組交換網(wǎng)是數(shù)據(jù)通信的根底網(wǎng)，利用其網(wǎng)絡平臺可以開發(fā)各種增值業(yè)務，如：電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、可視圖文、 存儲轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)庫檢索。分組交換網(wǎng)的突出優(yōu)點是可以在一條電路上同時開放多條虛電

13、路，為多個用戶同時使用，網(wǎng)絡具有動態(tài)路由功能和先進的誤碼糾錯功能，網(wǎng)絡性能最正確。中國公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)是中國電信經(jīng)營的全國性分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，網(wǎng)絡已直接覆蓋到全部地市和絕大局部縣城，通過 網(wǎng)可以覆蓋到 網(wǎng)通達的所有城市，用戶可就近以專線或 撥號方式入網(wǎng)，使用分組交換業(yè)務。分組交換的根本思想：把用戶要傳送的信息分成假設干個小的數(shù)據(jù)塊即分組，分組長度較短有統(tǒng)一的格式，每個分組有一個分組頭，包含用于控制和選路的有關信息，各分組以“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸。分組交換網(wǎng)通常有兩級，根據(jù)業(yè)務流量、流向和地區(qū)情況設立一級和二級交換中心。一級交換中心可采用轉(zhuǎn)接交換機，一般設在大、中城市，他們之間相互連接構(gòu)成

14、的網(wǎng)絡通常稱為骨干網(wǎng)，骨干網(wǎng)采用網(wǎng)狀或不完全網(wǎng)狀的分布結(jié)構(gòu)二級交換中心可采用本地交換機，一般設在中、小城市從一級交換中心到二級交換中心之間一般采用星型結(jié)構(gòu)，必要時也可采用不完全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。國際出入局國家骨干網(wǎng)一級交換中心二級交換中心省內(nèi)分組網(wǎng)用戶終端分組集中器圖5 交換網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)2.2.2分組交換網(wǎng)的根本結(jié)構(gòu)及各模塊功能圖6 分組交換網(wǎng)根本結(jié)構(gòu)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)是由分組交換機、網(wǎng)路管理中心、遠程集中器、分組裝拆設備以及傳輸設備等組成。分組交換機PS:根據(jù)分組交換機在網(wǎng)絡中的地位，分為轉(zhuǎn)接交換機和本地交換機兩種。轉(zhuǎn)接交換機容量大，線路端口數(shù)多，具有路由選擇功能，主要用于交換機之間連接。本地交換機容量小

15、，只有局部交換功能，不具備路由選擇功能。本地交換機可以接至數(shù)據(jù)終端，也可以接至轉(zhuǎn)接交換機，但只可以與一個轉(zhuǎn)接交換機相連，欲望內(nèi)其他數(shù)據(jù)終端互通式必須經(jīng)過相應的轉(zhuǎn)接交換機。分組交換機的主要功能：提供網(wǎng)絡兩項根本業(yè)務。交換虛電路和永久虛電路，實現(xiàn)分組在兩種虛電路上的傳送，完成信息交換任務。實現(xiàn)X.25和X.27建議的各項功能。如果交換機需要直接接非分組型終端，或經(jīng) 網(wǎng)接終端，那么交換機還應有X.3，X.28,X.29，X.32等建議功能。在轉(zhuǎn)接交換機中應有路由選擇功能，以便于在網(wǎng)中選擇一條最正確路由。能進行流量控制，防止網(wǎng)絡阻塞，是不同速率的終端能互相通信。完成局部的維護、運行管理、故障報告與診斷

16、、計費及一些網(wǎng)絡的統(tǒng)計等功能。用戶終端DTE： 用戶終端有兩種：分組型終端和非分組型終端。分組型終端如計算機或智能終端發(fā)送和接收的均是規(guī)格化的分組，可以按照X.25建議等直接與分組交換網(wǎng)相連。而非分組型終端如字符型終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不是分組，而是一連串字符字節(jié)。非分組型終端不能直接接入分組交換網(wǎng)。而是要通過分組拆裝設備PAD才能接入分組交換網(wǎng)。網(wǎng)路管理中心(NMC): 網(wǎng)路管理中心與分組交換機共同協(xié)作保證網(wǎng)路正常運行。其主要功能有：收集全網(wǎng)的信息。收集的信息主要有交換機或線路的故障信息，檢測規(guī)程過失、網(wǎng)絡擁塞、等網(wǎng)絡狀況信息，通信時長與通信量多少的計費信息，以及呼叫建立時間、交換機交換量、分組遲延

17、等統(tǒng)計信息。路由選擇與擁塞控制，更具收集到的各種信息，協(xié)同各交換機確定當時某一交換機的最正確路由。網(wǎng)絡配置的管理及用戶管理。網(wǎng)管中心針對網(wǎng)內(nèi)交換機、設備與線路等容量情況、用戶選用補充業(yè)務情況級用戶民與其對照號碼等，想起所連接的交換機發(fā)出命令，修改用戶參數(shù)表。此外，還能對分組交換機的應用軟件進行管理。用戶運行狀態(tài)的監(jiān)視與故障檢測。網(wǎng)管中心通過顯示各交換中心與中繼線的工作狀態(tài)、負荷、業(yè)務量等，掌握全網(wǎng)運行狀態(tài)，檢測故障。分組裝拆設備(PAD):分組裝拆設備的主要功能是把普通字符終端的非分組格式轉(zhuǎn)換成分組格式，并把各終端的數(shù)據(jù)流組成分組，在集合信道上以分組交織復用，對方再將收到的分組格式作相反方向的

18、轉(zhuǎn)換。遠程集中器:遠程集中器的功能類似于分組交換機，通常含有PAD的功能，它只與一個分組交換機相連，無路由功能，使用在用戶比擬集中的地區(qū)，一般裝在電信部門。功能是將距離分組交換機較遠的地區(qū)的低速數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)收集起來以后，通過一條中、高速電路送往分組交換機，以提高電路利用率。傳輸線路：傳輸線路也是構(gòu)成分組交換網(wǎng)的主要局部之一，包括交換機之間的中繼傳輸線路與用戶線路。用戶傳輸線路又分為基帶傳輸、頻帶傳輸和數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸。3分組交換網(wǎng)的主要技術(shù)原理3.1統(tǒng)計時分復用時分復用是指將時間分成假設干個時隙timeslot，每個時隙對應一個信道。如果該信道被某特定用戶固定使用，如傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)中。也就是說不

19、管有沒有信息傳送，該信道都不能被其他用戶使用。如果該信道能被多用戶復用，那么為統(tǒng)計時分復用。統(tǒng)計時分復用有兩種方式：面向連接的虛電路方式和面向無連接方式。統(tǒng)計時分復用是一種根據(jù)用戶實際需要動態(tài)分配線路資源的時分復用方法。只有當用戶有數(shù)據(jù)要傳輸時才給他分配線路資源，當用戶暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時，不給他分配線路資源，線路的傳輸能力可以被其他用戶使用。采用統(tǒng)計時分復用時，每個用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率可以高于平均速率，最高可到達線路總的傳輸能力。統(tǒng)計時分復用也叫異步時分復用，是將需要傳送的信息分成很多分組，分組由用戶信息和標志碼組成，來自同一用戶的信息所劃分成的分組的標志碼相同。信道的工作時間也被劃分為許多時隙，每

20、個時隙傳遞一個分組。 與之相對應的是同步時分復用，是將信道工作時間劃分為固定時長的幀，每幀進一步分成假設干個子單元，稱為時隙，時隙按順序編號，所有幀中編號相同的時隙構(gòu)成一個子信道。二者的復用過程如下所示：圖7 同步時分復用和統(tǒng)計時分復用過程統(tǒng)計時分復用原理圖如下：圖8 統(tǒng)計時分復用原理圖統(tǒng)計時分復用的優(yōu)點：可以獲得較高的信道利用率。 統(tǒng)計時分復用的缺點：會產(chǎn)生附加的隨機時延并且有喪失數(shù)據(jù)的可能。3.2邏輯信道 在統(tǒng)計時分復用中，通過用戶數(shù)據(jù)信息所加的標記，可以把各個終端的數(shù)據(jù)在線路上嚴格地區(qū)分開，就好似把線路也分成了許多子信道一樣，這種子信道稱為邏輯信道，用邏輯信道號LCN(Logical C

21、hannel Number)標識。 線路的邏輯信道號獨立于終端編號，在終端要求通信時由統(tǒng)計復用器分配給它。對同一個終端，每次呼叫可以分配不同的邏輯信道號。 圖9 邏輯信道3.3虛電路和數(shù)據(jù)報3.3.1虛電路方式在用戶數(shù)據(jù)傳送之前先要通過發(fā)送呼叫請求分組建立端到端之間的虛連接。一旦虛電路建立以后，屬于同一呼叫的數(shù)據(jù)均沿著這一虛電路傳送。當用戶不再發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時，去除該虛電路。 圖10 虛電路原理虛電路分為兩種：交換虛電路SVC和永久虛電路PVC。SVC指在每次呼叫時用戶通過發(fā)送呼叫請求分組來臨時建立虛電路的方式。PVC指應用戶預約，由網(wǎng)絡運營者為之建立固定的虛電路。它一般適用于業(yè)務量較大的集團

22、用戶。3.3.2數(shù)據(jù)報方式指網(wǎng)絡將每一個數(shù)據(jù)分組當作一份獨立的報文一樣看待，每一個數(shù)據(jù)分組都包含終點的地址信息，分組交換機為每一個分組獨立地尋找路徑。 數(shù)據(jù)報方式不需要建立連接，是無連接的方式。 圖11 數(shù)據(jù)報原理4通信協(xié)議4.1分組交換網(wǎng)通信協(xié)議概述分組交換網(wǎng)的通信協(xié)議是由CCITT制定的X系列建議。以下是常用的X系列建議：表一 X系列建議協(xié)議名稱作 用X.25建議公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組方式工作的數(shù)據(jù)終端設備DTE與數(shù)據(jù)電路終接設備DCE之間的接口規(guī)程X.20建議定義了在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上提供起止傳輸效勞的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)終端設備DTE與數(shù)據(jù)電路終接設備DCE之間的接口規(guī)程X.21建議定義了在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上提供

23、同步工作的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)終端設備DTE與數(shù)據(jù)電路終接設備DCE之間的接口規(guī)程X.3建議規(guī)定了PAD的工作特性和向終端提供的根本功能X.28建議非分組型終端與PAD之間的接口規(guī)程X.29建議分組型終端與PAD之間的接口規(guī)程X.75建議不同的公用分組交換網(wǎng)之間相互的接口規(guī)程X.32建議經(jīng)公用 網(wǎng)交換等接入分組交換網(wǎng)的分組型終端DTE和本地分組交換機DCE之間的接口規(guī)程X.121建議關于公用分組交換網(wǎng)的編號方案CCITT X.25建儀CCITT X.25建議是關于用專用電路連接到公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上的分組型數(shù)據(jù)終端設備(DTE)與數(shù)據(jù)電路終接設備(DCE)之間的接口標準，是分組數(shù)據(jù)網(wǎng)中最重要的協(xié)議之一，有時把分組

24、數(shù)據(jù)網(wǎng)簡稱為X.25網(wǎng)。X.25建議內(nèi)容涉及3層：即物理層、鏈路層和分組層。X.25建議為公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組型方式工作的終端規(guī)定了DTE與DCE之間的接口。從X.25建議的意義上講，DCE是與DTE連接的入口節(jié)點或節(jié)點交換機。 因此，如果DTE與交換節(jié)點之間的傳輸線路采用模擬線，那么DCE也把用戶連接到遠端交換 節(jié)點的調(diào)制解調(diào)器包括在內(nèi)。X.25建議的結(jié)構(gòu)如下：圖12 X.25建議結(jié)構(gòu)X.25協(xié)議分為三層：物理層，鏈路層和分組層。 圖13 X.25分層結(jié)構(gòu)X.25建議第一層物理層采用的接口標準有：X.21，X.21 bis和V系列建議。X.21建議規(guī)定了在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上為同步工作的DTE與DCE

25、之間的通用接口，它是以數(shù)字傳輸線作為根底制定的，所以DCE裝設在用戶處，終接網(wǎng)路的數(shù)字傳輸線，并提供網(wǎng)路到DTE的接口。X.25建議第二層鏈路層中的異步平衡方式LAPB是以HDLC規(guī)程作根底的。這一層規(guī)程又稱為幀級規(guī)程。在分組交換網(wǎng)內(nèi)，HDLC規(guī)程控制DTE和DCE之間的傳輸。多鏈路規(guī)程MLP多條鏈路平行工作，一般是用多條物理線路，所以一條鏈路出故障只影響局部工作：根本原理是把要傳送的分組分散通過多個LAPB的單鏈路規(guī)程。X25建議第三層分組層的根本內(nèi)容是為虛呼叫和固定虛呼叫指定數(shù)據(jù)終端和網(wǎng)內(nèi)設備的邏輯通路號，建立和撤除虛電路等。 分組格式的根本結(jié)構(gòu) 所有分組都有一個公共局部：分組頭，它由3個

26、字節(jié)構(gòu)成。分為3局部：通用格式識別符(GFI)、邏輯電路識別符(LCGN+ LCN)和分組類型識別符。邏輯信道組號LCGN和邏輯信道號LCN有時統(tǒng)稱為邏輯信道號，用以表示DTE至交換機間的時分復用信道上以分組為單位的時隙號。邏輯信道號通常從高序號開始分配，一經(jīng)分配在整個呼叫過程中不再變更。分組格式的根本結(jié)構(gòu)：圖14 邏輯信道分組格式4.2 PAD相關協(xié)議CCITT制定了分組裝/拆(PAD)標準，其中包括X.3，X.28和X.29建議。PAD是一種功能部件，它將非分組型終端一側(cè)的字符流轉(zhuǎn)換成網(wǎng)路一側(cè)的數(shù)據(jù)分組，或進行相反的轉(zhuǎn)換。PAD的工作特性那么取決于一組稱為“PAD參數(shù)的內(nèi)部變量的取值。每個

27、連接到PAD的非分組型終端，均有一組獨立參數(shù)值，各終端可取不同的PAD參數(shù)值。X.3建議規(guī)定PAD的工作特性及向終端提供的 根本功能。X.28建議確定了終端對PAD 的控制，還提供用戶建立虛呼叫和設置反映終端特性的PAD參數(shù)時可使用的PAD命令信號，以及對PAD命令信號作出相應答復的PAD業(yè)務信號。X.29建議規(guī)定了分組型終端控制PAD的機能以及PAD的答復，這些控制和應答均以專用的電文形式出現(xiàn)，稱為PAD電文。 分組交換網(wǎng)與不同終端的協(xié)議：圖15 分組交換網(wǎng)與不同終端協(xié)議 5.分組交換網(wǎng)的路由選擇5.1對路由選擇算法的一般要求： 在最短時間內(nèi)使分組到達目的地； 算法簡單，易于實現(xiàn)，以減少額外

28、開銷； 使網(wǎng)中各節(jié)點的工作量均衡； 算法應能適應通信量和網(wǎng)絡拓撲等的變化，即要有自適應性；算法應對所有用戶都是平等的。5.2常見的幾種路由選擇算法 非自適應型和自適應型路由選擇算法。 非自適應路由選擇算法所依據(jù)的參數(shù)，如網(wǎng)絡的流量、時延等是根據(jù)統(tǒng)計資料得來的，在較長時間內(nèi)不變。 自適應路由選擇算法所依據(jù)的這些參數(shù)值將根據(jù)當前通信網(wǎng)內(nèi)的各有關因素的變化，隨時作出相應的修改。 擴散式路由算法又稱泛射算法，屬于非自適應路由選擇算法。網(wǎng)內(nèi)每一節(jié)點收下一個分組后就將它同時通過各條輸出鏈路發(fā)往各相鄰節(jié)點，只有在到達目的節(jié)點時，該分組才被移出網(wǎng)外傳輸給用戶終端。為了防止一個分組在網(wǎng)內(nèi)重復循回，規(guī)定一個分組只

29、能出入同一節(jié)點一次，這樣，不管哪一個節(jié)點或鏈路發(fā)生故障，總有可能通過網(wǎng)內(nèi)某一路由到達目的節(jié)點(除非目的節(jié)點有故障)。 靜態(tài)路由表法屬于查表路由法。查表路由法是在每個節(jié)點中使用路由表，它指明從該節(jié)點到網(wǎng)絡中的任何終點應中選擇的路徑。路由表的計算可以由網(wǎng)絡控制中心NCC集中完成，然后裝入各節(jié)點之中，也可由節(jié)點自己計算完成。常用確定路由的準那么：最短路徑算法和最小時延算法等。 動態(tài)路由表法屬于查表路由法。確定路由的準那么：最小時延算法。6.分組網(wǎng)的流量控制6.1流量控制的目的保證網(wǎng)絡內(nèi)數(shù)據(jù)流量的平滑均勻，提高網(wǎng)絡的吞吐能力和可靠性，減小分組平均時延，防止阻塞和死鎖。6.2流量控制的方法窗口方式流量控

30、制即根據(jù)接收方緩沖存儲器容量，用能夠連續(xù)接收分組數(shù)目來控制收發(fā)方之間的通信量，這個分組數(shù)目就稱為窗口尺寸W。換句話說，窗口方式流量控制就是允許發(fā)送端發(fā)出的未被確認的分組數(shù)目不能超過W個。窗口尺寸是窗口方式流量控制的關鍵參數(shù)。尺寸過小，通過量受到過分控制，會降低網(wǎng)的效率；尺寸過大就會失去防止阻塞的控制作用。7硬件介紹7.1用戶和交換機連接用戶終端設被和專用交換機之間用的是RJ-45接口100BASE-TX非屏蔽雙絞線直通線，可支持速率為100M的速率發(fā)送。RJ-45接口可用于連接RJ-45接頭，適用于由雙絞線構(gòu)建的網(wǎng)絡，這種端口是最常見的，一般來說以太網(wǎng)集線器都會提供這種端口。RJ45是各種不同

31、接頭的一種類型例如：RJ11也是接頭的一種類型，不過它是 上用的；RJ-45接頭排線的順序有兩種不同的方法：一種是白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕；另一種是白綠、綠、白橙、藍、白藍、橙、白棕、棕；因此使用RJ45接頭的線也有兩種即：直通線、交插線。常用B標RJ-45線路連接順序為橙白、橙、綠白、藍、藍白、綠、棕白、棕。當連接不同設備時，使用A標，其連接順序為綠白、綠、橙白、藍、藍白、橙、棕白、棕。一般都常用B標的壓法，如果要做交叉線，就一邊為A標另一邊為B標。7.2終端設備PC機、電視、 等。7.3交換機主干交換機采用3COM公司的CoreBuilder 7000HD交換機表二 Core

32、Builder 7000HD交換機配置型號配置3C37002主機Chassis3C37010A90A交流電源90A AC Power Supply3C370325.0Gbps交換引擎5.0Gbps Switching Engine3C37180傳輸模塊Carrier Module3C37080單口ATM模塊，622M多模1-port ATM Daughter OC-12c/STM-4,SC,MMF3C37152CoreBuilder 7000HD 8口接口卡4口155M多模，4口空接口CoreBuilder 7000HD 8-port Interface CardFour OC-3c multimode,four empty ATM3C37101擴展軟件Extended Software主要性能指標：l第三層Layer 3交換，交換速度更高l5Gbps的交換能力和20.48Gbps雙無源背板l4個模塊的擴展能力l支持IEEE802.1q基于端口的虛擬網(wǎng)絡VLAN，支持基于協(xié)議的