《現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用》第三章電話通信第三章電話通信12345電話通信概述電話通信技術(shù)數(shù)字程控交換軟交換信令系統(tǒng)678電話業(yè)務(wù)電話通信系統(tǒng)工程案例實訓(xùn)項目3.1電話通信概述

電話通信是通過聲信號與電信號相互轉(zhuǎn)換，且利用電信號遠(yuǎn)距離傳送語言的通信過程。

通信系統(tǒng)根據(jù)傳輸信號的形式不同可分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)，目前電話通信系統(tǒng)為數(shù)字通信系統(tǒng)。3.1.1電話通信發(fā)展簡史自1876年科學(xué)家貝爾在美國波士頓發(fā)明了世界上第一部電話機，電話技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了140多年。1878年，美國使用磁石交換機開通了20個用戶的市內(nèi)交換所。1880年，美國話線，開通了長途電話。1882年和1888年，共電式交換機、共在多個城市之間架設(shè)電電式電話機相繼誕生。從1889年到1891年，美國史端喬潛心研究一種能自動接線的交換機，1891年3月10日，他設(shè)計出第一部靠電話用戶撥號脈沖直接控制交換機進行機械動作的步進制自動交換機。1892年11月3日，史端喬發(fā)明的“步進制自動電話交換機”在美國正式投入使用，建成了世界上第一個自動電話局。1919年，瑞典的帕爾姆格倫和貝塔蘭德發(fā)明了縱橫制交換機。1965年5月，美國貝爾系統(tǒng)的1號電子交換機問世，它是世界上第一部開通使用的程控電話交換機。1970年，法國開通了世界上第一部程控數(shù)字交換機，采用時分復(fù)用技術(shù)和大規(guī)模集成電路，具有體積小容量大、快速可靠等優(yōu)點。010203信道傳輸接收端的數(shù)/模轉(zhuǎn)換3.1.2電話通信過程發(fā)送端的模/數(shù)轉(zhuǎn)換3.1.2電話通信過程

目前，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的方法有PCM脈沖編碼調(diào)制，差值編碼調(diào)制，自適應(yīng)差值編碼，增量調(diào)制。下面以典型的脈沖編碼調(diào)制為例說明數(shù)字電話的通信過程，如圖所示。3.1.2電話通信過程

發(fā)送端的信號變換過程實際上就是信源編碼的過程。信源發(fā)出的聲音經(jīng)過電話機的話筒變成電信號，此時話音信號為模擬信號，需經(jīng)過A/D變換成數(shù)字信號。經(jīng)過抽樣將時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信號，再經(jīng)過量化、編碼等步驟，將信號的幅值也離散化，最后變成了數(shù)字信號。1．發(fā)送端的聲/電變換和模/數(shù)變換3.1.2電話通信過程（1）信道傳輸?shù)拇a型變換與反變換

信源編碼器輸出的信號碼型不符合長距離傳輸，通過碼型變換轉(zhuǎn)換成適合信道傳輸?shù)木€路碼型，這是信道編碼過程。到達(dá)接收端需要進行反變換，以便進行D/A變換，這是信道譯碼過程。（2）調(diào)制與解調(diào)

在發(fā)送端，將基帶信號調(diào)制變成頻帶信號送往信道進行傳輸。到達(dá)接收端，將頻帶信號解調(diào)恢復(fù)出基帶信號。（3）再生中繼

數(shù)字信號在信道上傳輸?shù)倪^程中會受到衰減和噪聲干擾的影響，使得波形失真。而且隨著通信距離的加長，接收信噪比下降，誤碼增加，通信質(zhì)量下降。因此，在信道上每隔一段距離就要對數(shù)字信號波形進行一次“修整”，再生出與原發(fā)送信號相同的波形，然后，再進行傳輸。2．信道傳輸3.1.2電話通信過程（1）再生、解碼

接收端收到數(shù)字信號后，首先經(jīng)整形再生，然后將線路碼型轉(zhuǎn)換為終端設(shè)備處理的碼型，送至解碼電路。

解碼與編碼恰好相反，是數(shù)/模變換，它把PCM信號還原為PAM信號,即把二進制碼元還原成與發(fā)送端抽樣﹑量化后的PAM近似的重建信號。（2）低通濾波（平滑）

解碼后的PAM信號送人低通濾波器,輸出PAM信號的包絡(luò)線。該包絡(luò)線與原始的模擬信號極其相似,即還原為(或稱重建)原始語音的模擬信號,送給接收端用戶。（3）電/聲變換

將模擬的電信號送給受話器/聽筒，完成電/聲，恢復(fù)出聲音信號，送給信宿，完成一次通話過程。3．接收端的數(shù)/模變換和電/聲變換3.2電話通信技術(shù)

電話通信技術(shù)指多用戶地區(qū)中，任意兩個用戶間建立臨時通話電路，以實現(xiàn)用戶間通話的接續(xù)過程，目前電話通信系統(tǒng)為數(shù)字通信系統(tǒng)。在電話通信系統(tǒng)中話筒輸出的話音信號屬于模擬信號，因此在數(shù)字通信系統(tǒng)的信源編碼部分需對輸入模擬信號進行數(shù)字化，也稱為“模/數(shù)”變換。3.2.1PCM技術(shù)PCM技術(shù)就是把一個時間連續(xù)，取值連續(xù)的模擬信號變換成時間離散，取值離散的數(shù)字信號后在信道中傳輸。將模擬信號數(shù)字化的過程包括三個步驟:抽樣(sampling)、量化(quantization)和編碼(coding)，如圖所示。3.2.1PCM技術(shù)1、抽樣

模擬信號數(shù)字化的第一步是在時間上對信號進行離散化處理，即將時間上連續(xù)的信號處理成時間上離散的信號，這一過程稱之為抽樣。通過抽樣得到一系列在時間上離散的幅值序列稱為樣值序列。這些樣值序列的包絡(luò)線仍與原模擬信號波形相似，我們把它稱之為脈沖幅度調(diào)制（PAM）信號。使連續(xù)信號f(t)變成了離散的f(t0)、f(t1)、f(t2)、f(t3)···3.2.1PCM技術(shù)

抽樣所得的樣值序列顯然和原始連續(xù)模擬信號形狀不一樣。但是,對于一個帶寬有限的連續(xù)模擬信號進行抽樣時,如果抽樣速率足夠大,那這些樣值序列就能夠完全代表原模擬信號,并且能從樣值序列中無失真地恢復(fù)原始模擬信號。因此,不一定要傳輸模擬信號本身,可以只傳輸這些離散的抽樣值,接收端就能恢復(fù)原模擬信號。

著名的奈奎斯特抽樣定理描述的就是這一抽樣速率條件的定理：設(shè)時間連續(xù)信號f（t）,其最高截止頻率為fM。若用時間間隔為TS≤1/2fM的周期性沖激脈沖信號對f（t）進行抽樣,則f(t)就可被這些樣值序列所完全確定。或者說,只要采樣頻率大于或等于模擬信號的2倍最高頻率，即fS≥2fM，就可以通過理想低通濾波器還原信號。在實際應(yīng)用中一般保證采樣頻率為信號最高頻率的2.56～4倍。3.2.1PCM技術(shù)概念：量化就是把信號在幅度域上連續(xù)的樣值序列用近似的辦法將其變換成幅度離散的樣值序列。具體方法：將幅度域連續(xù)取值的信號在幅度域上劃分為若干個分層（量化間隔），在每一個分層范圍內(nèi)的信號值取某一個固定的值來表示。帶來問題：量化前后信號之差叫量化誤差，產(chǎn)生量化噪聲。2、量化3.2.1PCM技術(shù)量化分為均勻量化和非均勻量化兩種均勻量化：各量化間隔相等的量化方式對于均勻量化是將-U～+U范圍內(nèi)均勻等分為N個量化間隔，則N稱為量化級數(shù)。設(shè)量化間隔為Δ，則Δ=2U/N。量化值取每一量化間隔的中間值，則最大量化誤差為Δ/2。3.2.1PCM技術(shù)均勻量化帶來的問題：大信號時信噪比大，小信號時信噪比小，量化信噪比隨信號電平的減小而下降。原因：均勻量化的量化間隔是固定值，它不能隨信號幅度的變化而變化，故大信號時信噪比大；小信號時信噪比小。解決方法：采用非均勻量化。非均勻量化：各量化間隔不等的量化方式壓縮擴張?zhí)匦孕盘柗刃r，量化間隔小，其量化誤差??；信號幅度大時，量化間隔大，其量化誤差大。3.2.1PCM技術(shù)A律13折線3.2.1PCM技術(shù)3.編碼編碼是把抽樣并量化的量化值變換成一組（8位）二進制碼組。此信號為PCM信號。對于一個數(shù)字話路來說，每秒鐘抽取8000個樣值，每個樣值編為8位二進制代碼，則每一話路的數(shù)碼率為：8×8000＝64kbit/s。3.2.2PCM一次群系統(tǒng)我國采用典型的時分復(fù)用設(shè)備是PCM30/32路系統(tǒng)，稱為一次群或基群。PCM30/32的含義:

整個系統(tǒng)共分為32個時隙，其中30個路時隙分別用來傳送30路話音信號，一個路時隙用來傳送幀同步碼，另一個路時隙用來傳送信令碼，稱為E1信道，用于北美和日本以外地區(qū)，包括中國。3.2.2PCM一次群系統(tǒng)PCM30/32的每一幀占用的時間是125μs，每幀的頻率為8000幀/秒。一幀包含32個時隙，其編號為TS0，TS1，TS2……TS31，則每一路時隙所占用的時間為3.9μs，包含8bit，則PCM30/32路系統(tǒng)的總數(shù)碼率是：fb=8000幀/秒×32路時隙/幀×8比特/路時隙＝2048kbit/s（即2.048Mbit/s）而每一路的數(shù)碼率則為：8bit×8000/s=64kbit/s1、PCM30/323.2.2PCM一次群系統(tǒng)2、PCM30/32路設(shè)備在市話通信中的應(yīng)用PCM30/32路設(shè)備最初用于市話中繼線的擴容。一個話路要占用一對中繼線，若拿出兩對中繼線開通一套PCM30/32路系統(tǒng)，在這兩對線上就可以同時傳送30個話路，線路的利用率為原來的15倍。3.2.2PCM一次群系統(tǒng)3、PCM24路基群傳輸PCM24路系統(tǒng)，也叫T1信道，廣泛用于北美和日本的電話系統(tǒng)中，是把24路話音信道按時分多路的原理復(fù)合在一條1.544Mb/s的高速信道上。該系統(tǒng)用一個編碼解碼器輪流對24路話音信道抽樣、量化和編碼，一個取樣周期中（125μs）得到的7位一組的數(shù)字合成一串，共7×24位長。這樣的數(shù)字串在送入高速信道前要在每一個7位組的后面插入一個信令位，于是變成了8×24=192位長的數(shù)字串。這192位數(shù)字組成一幀，最后再加入一個幀同步位，故幀長為193位，如圖所示。3.3數(shù)字程控交換

自有了電話交換機，用戶才得以在更大范圍內(nèi)相互通話。隨著技術(shù)進步，電話交換機由人工交換方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣咏粨Q方式，相繼出現(xiàn)了步進制、旋轉(zhuǎn)制、縱橫制、半電子式、電子式和程控式等自動電話交換機。本節(jié)將詳細(xì)介紹數(shù)字程控交換機。3.3.1數(shù)字交換概述

程控交換機是存儲程序控制交換機（SPC）的簡稱。是利用電子計算機進行控制的，它把電話交換機各種控制功能按步驟編成程序存入存儲器，利用存儲器內(nèi)所存的程序來控制整個交換機工作。3.3.2數(shù)字程控交換機組成1、程控交換機組成

由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。程控交換機的硬件系統(tǒng)包括話路部分、控制部分。程控交換系統(tǒng)中的硬件動作均由軟件進行控制完成。3.3.2數(shù)字程控交換機組成（1）話路部分話路部分主要包括用戶電路、中繼器、信號設(shè)備、用戶處理機以及數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)等部件。①用戶電路：是用戶線與交換機的接口電路，分為模擬用戶電路和數(shù)字用戶電路。其中模擬用戶電路主要實現(xiàn)“BORSCHT”功能，即饋電、過壓保護、振鈴、監(jiān)視、編譯碼和濾波、混合電路、測試等功能。數(shù)字用戶電路是數(shù)字用戶終端設(shè)備與程控數(shù)字交換機之間的接口電路。②中繼器：是交換機與交換機之間采用中繼線相連接的接口電路，分為模擬中繼器和數(shù)字中繼器。模擬中繼器通過模擬中繼線與其他模擬交換機連接。數(shù)字中繼器通過數(shù)字中繼線與其他數(shù)字交換機連接。③信號設(shè)備：是電話通信中各種音頻信號產(chǎn)生、發(fā)送和接收的設(shè)備。④用戶處理機：是用來進行話務(wù)量集中（或分散）的設(shè)備⑤數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)：根據(jù)用戶的呼叫要求，通過控制部分的接續(xù)命令，建立主叫與被叫用戶間的連接通路。2、各組成部分功能3.3.2數(shù)字程控交換機組成用戶電路的主要功能——“BORSCHT”功能：B（BatteryFeed）：饋電。為用戶線提供通話和監(jiān)視電流,向用戶話機饋電是采用?48V（或?60V）的直流電源供電。O（OvervoltageProtection）：過壓保護。R（Ringing）：振鈴。由被叫側(cè)的用戶模塊向被叫用戶話機饋送鈴流信號，同時向主叫用戶送出回鈴音。S（Supervision）：監(jiān)視。通過掃描點監(jiān)視用戶回路通、斷狀態(tài)，以監(jiān)測用戶摘機、掛機、撥號脈沖等用戶線信號。C（CodecFiltees）：編譯碼和濾波。把電話機發(fā)出模擬信號和信道接收的數(shù)字信號進行轉(zhuǎn)換。H（HybirdCircuit）：混合電路。完成2線的模擬用戶線與交換機內(nèi)部4線的PCM傳輸線之間的轉(zhuǎn)換。T（Test）：測試。通過軟件控制用戶電路中的測試轉(zhuǎn)換開關(guān)，對用戶可進行局內(nèi)側(cè)和外線側(cè)的測試。3.3.2數(shù)字程控交換機組成

（2）控制部分

控制部分是程控交換機的核心，其主要任務(wù)是根據(jù)外部用戶與內(nèi)部維護管理的要求，執(zhí)行存儲程序和各種命令，以控制相應(yīng)硬件實現(xiàn)交換及管理功能。程控交換機控制設(shè)備主要是指內(nèi)存儲器和中央處理機（CPU）。3.3.2數(shù)字程控交換機組成3、程控交換機的用戶服務(wù)功能縮位撥號熱線服務(wù)鬧鐘服務(wù)轉(zhuǎn)移呼叫免打擾服務(wù)三方通話呼叫等待遇忙回叫呼出限制缺席用戶服務(wù)追查惡意呼叫會議電話

3.3.2數(shù)字程控交換機組成程控電話服務(wù)功能（1）縮位撥號

此項功能用來減少使用者撥叫多位電話號碼的麻煩，節(jié)省時間，便于記憶。對于來往密切而又使用頻繁的電話號碼，可用1～2位代碼來代替。此后使用時，只需撥代碼便可以完成所需的呼叫?？s位撥號也適用于撥叫國內(nèi)、國際長途自動電話的號碼。（2）熱線服務(wù)

熱線服務(wù)，又叫免撥號接通，這是一種用戶不用撥號，只要拿起聽筒5秒鐘后，就會自動接通所登記的熱線電話的功能。如果用戶撥叫其他用戶，須在摘機后5秒鐘內(nèi)撥出第一位號碼。3.3.2數(shù)字程控交換機組成（3）鬧鐘服務(wù)

這是一項用戶電話機可起“鬧鐘”作用的業(yè)務(wù)。（4）轉(zhuǎn)移呼叫

又稱電話跟蹤，當(dāng)用戶外出時，可將打給該用戶的電話轉(zhuǎn)移到臨時去處的電話機，而避免接不到電話。轉(zhuǎn)移模式有無應(yīng)答轉(zhuǎn)移、不可及前轉(zhuǎn)、遇忙前轉(zhuǎn)和無條件前轉(zhuǎn)四種。（5）免打擾服務(wù)

又叫暫不受話服務(wù)。用戶為避免電話鈴聲的干擾，可使用此項業(yè)務(wù)，暫不受理呼入電話，有電話呼叫時，由電話局代答服務(wù)。3.3.2數(shù)字程控交換機組成（6）三方通話

在兩方使用者進行通話時，如需要第三方也加入通話，一方使用者可不中斷與對方通話而撥叫出第三方使用者。達(dá)成三方共同通話或分別與兩方通話。

（7）呼叫等待

此功能的其它叫法還有雙向接聽、輪流通話、插入電話等，這是一種提高呼叫接通率，避免重復(fù)呼叫的有效方法。在一使用者與另一方使用者通話時，遇到第三方使用者呼叫而進入時，被呼叫的使用者可以根據(jù)自己的需要，保留原通話方，而與第三方使用者進行通話。通話完畢，根據(jù)使用者需要，又可以與原保留方繼續(xù)通話。3.3.3數(shù)字程控交換原理1、數(shù)字交換數(shù)字交換是通過時隙交換來實現(xiàn)的，數(shù)字交換的實質(zhì)就是把信息在時間位置上進行搬移。在程控數(shù)字交換系統(tǒng)中的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)基本上有兩類：時間接線器空間接線器寫入3.3.3數(shù)字程控交換原理2、T接線器

時間接線器簡稱T接線器，T接線器的作用是實現(xiàn)一條時分復(fù)用線上的時隙交換功能。主要由語音存儲器（SpeechMemory，SM）和控制存儲器（ControlMemory，CM）組成。語音存儲器用來暫存語音數(shù)字編碼信息，每個話路為8bit?？刂拼鎯ζ饔脕泶娣臩M的地址碼（單元號碼）。3.3.3數(shù)字程控交換原理3、S接線器

空間接線器簡稱S接線器，S接線器的功能是完成各復(fù)用線的“空間交換”，即在許多根入線中選擇一根接通出線，但是要在入線和出線的某一時隙內(nèi)接通。S接線器由電子交叉節(jié)點矩陣和控制存儲器組成。3.3.4電話交換的呼叫接續(xù)過程呼叫接續(xù)過程主要包括呼叫建立、雙方通話和話終釋放。程控數(shù)字交換機完成一次呼叫的接續(xù)過程主要包括如下幾個階段：（1）主叫摘機，識別主叫、向主叫送撥號音；（2）接收主叫撥號脈沖；（3）分析號碼，確定是局內(nèi)接續(xù)還是出局接續(xù)；（4）測試被叫忙、閑。如閑，向被叫送振鈴并向主叫送回鈴音；如忙，則向主叫送忙音；（5）被叫應(yīng)答，完成通話接續(xù)；（6）話終拆線。3.4軟交換

軟交換是網(wǎng)絡(luò)演進以及下一代分組網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，它獨立于傳送網(wǎng)絡(luò)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由，認(rèn)證、計費等主要功能，同時可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機所能提供的所有業(yè)務(wù)，并向第三方提供可編程能力。3.4.1軟交換的概念軟交換的思想：

國際軟交換組織（ISC）自1999年5月成立以來，致力于提供一個開放分布的體系結(jié)構(gòu)，體系結(jié)構(gòu)支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體通信與多提供商互通。軟交換思想正是在下一代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的強烈需求下孕育而生的。軟交換思想吸取了IP、ATM、IN和TDM等眾家之長，完全形成分層的全開放的體系架構(gòu)。3.4.1軟交換的概念軟交換是網(wǎng)絡(luò)演進以及下一代分組網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，它獨立于傳送網(wǎng)絡(luò)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計費等主要功能，同時可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機所能提供的所有業(yè)務(wù)，并向第三方提供可編程能力。軟交換作為下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，不但實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的融合，更重要的是實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的融合，具有充分的優(yōu)越性，真正向著“個人通信”的宏偉目標(biāo)邁出了重要的一步，即在任何時間（Whenever）、任何地點（Wherever）與任何人（Whoever）進行通信。3.4.1軟交換的概念

軟交換要求把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來，通過軟件實現(xiàn)連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和生成呼叫詳細(xì)記錄等功能，把控制和業(yè)務(wù)提供分開。軟交換提供了在包交換網(wǎng)中與電路交換相同的功能，因此，軟交換也稱為呼叫代理或呼叫服務(wù)器。3.4.2軟件換系統(tǒng)的組成及功能軟交換網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分成媒體接入層、傳輸服務(wù)層、控制層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。與傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)相比，其最大的不同就是把呼叫的控制和業(yè)務(wù)的生成從媒體層中分離出來?；谲浗粨Q的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖所示。3.4.2軟件換系統(tǒng)的組成及功能

接入層主要指與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的各種網(wǎng)關(guān)和新型接入終端設(shè)備，完成與現(xiàn)有各種類型的通信網(wǎng)絡(luò)的互通并提供各類通信終端到IP核心層的接入。媒體網(wǎng)關(guān)用來處理電路交換網(wǎng)和IP網(wǎng)的媒體信息互通。它作為媒體接入層的基本處理單元,負(fù)責(zé)管理PSTN與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的互通,以及媒體﹑信令的相互轉(zhuǎn)換等。信令網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將電路交換網(wǎng)的信令轉(zhuǎn)換成IP網(wǎng)的信令,根據(jù)相應(yīng)的信令生成IP網(wǎng)的控制信令,在IP網(wǎng)中傳輸。信令網(wǎng)關(guān)提供SS7信令網(wǎng)絡(luò)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換。無線網(wǎng)關(guān)則負(fù)責(zé)移動通信網(wǎng)到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換。1．接入層3.4.2軟件換系統(tǒng)的組成及功能2．傳輸層

傳輸層主要指是由IP路由器或?qū)拵TM交換機等骨干傳輸設(shè)備組成的包交換網(wǎng)絡(luò)，是軟交換網(wǎng)絡(luò)的承載基礎(chǔ)。3．控制層

控制層是軟交換網(wǎng)絡(luò)的呼叫控制核心，用來控制接入層設(shè)備完成呼叫接續(xù)。軟交換通過提供基本的呼叫控制和信令處理功能,對網(wǎng)絡(luò)中的傳輸和交換資源進行分配和管理,在這些網(wǎng)關(guān)之間建立呼叫或者指定的復(fù)雜處理,同時生成此次處理的詳細(xì)資料。3.4.2軟件換系統(tǒng)的組成及功能

應(yīng)用層主要指為網(wǎng)絡(luò)提供各種應(yīng)用和服務(wù)，提供面向客戶的綜合智能業(yè)務(wù)，提供業(yè)務(wù)的客戶化定制。業(yè)務(wù)應(yīng)用層中的應(yīng)用服務(wù)器提供了執(zhí)行,處理和生成業(yè)務(wù)的平臺,負(fù)責(zé)處理與軟交換的信令接口。應(yīng)用服務(wù)器也可單獨生成和提供各種各樣的增強業(yè)務(wù)。媒體服務(wù)器用于提供專用媒體資源(如:會議、傳真)的平臺,并負(fù)責(zé)處理與媒體網(wǎng)關(guān)的承載接口。應(yīng)用服務(wù)器和軟交換之間的接口采用IETF制定的會話初始化協(xié)議(SIP),軟交換可以通過它將呼叫轉(zhuǎn)至應(yīng)用服務(wù)器進行增強業(yè)務(wù)的處理,同時應(yīng)用服務(wù)器也可通過該接口將呼叫重新轉(zhuǎn)移到軟交換設(shè)備。4．應(yīng)用層1．軟交換在語音長途網(wǎng)中的應(yīng)用2．軟交換在網(wǎng)絡(luò)智能化改造中的應(yīng)用3.4.3軟交換系統(tǒng)的應(yīng)用3.5信令系統(tǒng)

在面向連接的通信網(wǎng)中，任何一個用戶在進行信息交互前，必須先告訴網(wǎng)絡(luò)目的用戶的地址、業(yè)務(wù)類型以及所要求的服務(wù)質(zhì)量等信息，再由網(wǎng)絡(luò)為你建立相關(guān)信息傳送通路。為了保證在一次通信服務(wù)中完成必需的連接動作和信息傳送,通信網(wǎng)必須提供一套控制相關(guān)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)控制信息格式和流程,以協(xié)調(diào)各設(shè)備完成相應(yīng)的控制功能。我們將為完成特定的信令方式所使用的通信設(shè)備的全體稱為信令系統(tǒng)，信令系統(tǒng)是實現(xiàn)信令消息收集、轉(zhuǎn)發(fā)和分配的一系列處理設(shè)備和相關(guān)協(xié)議實體，是通信網(wǎng)的重要組成部分。3.5.1信令流程

要建立一次電話通信，需要知道什么時候用戶摘機，什么時候用戶掛機，如何進行計費等，這是電話信令需要完成的功能，主要包括以下：監(jiān)視功能選擇功能網(wǎng)路管理功能3.5.1信令流程①當(dāng)用戶摘機時，用戶摘機信號送到發(fā)端交換機；②發(fā)端交換機收到用戶摘機信號后，立即向主叫用戶送出撥號音；③主叫用戶撥號，將被叫用戶號碼送給發(fā)端交換機；④發(fā)端交換機根據(jù)被叫號碼選擇局向及中繼線，發(fā)端交換機在選好的中繼線上向收端交換機發(fā)送占用信號，并把被叫用戶號碼送給收端交換機；⑤收端交換機根據(jù)被叫號碼，將呼叫連接到被叫用戶，向被叫用戶發(fā)送振鈴信號，并向主叫用戶送回鈴音；⑥當(dāng)被叫用戶摘機應(yīng)答時，收端交換機收到應(yīng)答信號，收端交換機將應(yīng)答信號轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)端交換機；⑦用戶雙方進入通話狀態(tài)，這時線路上傳送話音信號；⑧話終掛機復(fù)原，傳送拆線信號；⑨收端交換機拆線后，回送一個拆線證實信號，一切設(shè)備復(fù)原。3.5.2信令的分類1、按工作區(qū)域劃分用戶線信令：

用戶線信令是在用戶終端與交換機之間的用戶線上傳送的信令。對于常見的模擬用戶線，用戶線信令包括：用戶狀態(tài)信令、選擇信令和各種可聞音信令。用戶線狀態(tài)信令是指用戶摘機、應(yīng)答、拆線等信號；選擇信令又稱地址信令，是指主叫用戶發(fā)出的被叫用戶號碼；各種可聞音信令是由交換機發(fā)送給用戶的，包括振鈴信號、回鈴音、撥號音、催掛音等等。局間信令

局間信令是交換機和交換機之間、交換機與業(yè)務(wù)控制點、網(wǎng)管中心、數(shù)據(jù)庫中心之間傳送的信令，在局間中繼線上傳送。3.5.2信令的分類2、按使用信道劃分

按信令信道可分為隨路信令和公共信道信令。

隨路信令方式就是指在所接續(xù)的話路中傳遞各種所需的功能信號的信令方式。具體地說，隨路信令方式就是在所接續(xù)的話路中傳遞兩局間所需的占線、應(yīng)答、拆線等監(jiān)視信令及控制接續(xù)的選擇信令和證實信令等。我國自行制定的中國1號信令就是隨路信令。公共信道信令是指在電話網(wǎng)中各交換局的處理機之間用一條專門的數(shù)據(jù)通路來傳送信令信息的一種信令方式。

我國目前使用的No.7信令就是公共信道信令。3.5.2信令的分類3、按信令功能劃分

按信令功能可分為管理信令、線路信令和路由信令。管理信令用于信令網(wǎng)的管理；線路信令是用于表示線路狀態(tài)的信號；路由信令是指被叫用戶地址信號。010203建立用戶與交換機的聯(lián)系，包括用戶→交換機之間的聯(lián)系，如用戶話機狀態(tài)和撥號信令等；交換機→用戶之間的聯(lián)系，如撥號音、回鈴音或忙音，鈴流信號等建立交換機之間的聯(lián)系，如占用、應(yīng)答、拆線和拆線證實等用于控制交換機內(nèi)部接續(xù)，如路由選擇、鏈路接通、計費信息及各類統(tǒng)計、故障信息等3.5.3信令的作用3.5.4七號信令系統(tǒng)七號信令系統(tǒng)是一種國際標(biāo)準(zhǔn)，是ITU-T在20世紀(jì)80年代初為數(shù)字電話網(wǎng)設(shè)計的一種局間公共信道信令方式。ITU-T在1980年正式提出了七號信令系統(tǒng)的建議，主要用于數(shù)字電話網(wǎng)、基于電路交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)的呼叫連接控制、網(wǎng)絡(luò)維護管理和處理機之間事務(wù)處理信息的傳送和管理。3.5.4七號信令系統(tǒng)1、七號信令的特點七號信令主要特點是兩交換局間的信令通路與話路分開，并將若干條電路信令集中于一條專用的信令鏈路—信令數(shù)據(jù)鏈路上傳送。七號信令的主要優(yōu)點是：（1）信號傳遞速度快，接續(xù)時間短，長途呼叫延時<1秒；（2）信息容量大，控制、網(wǎng)管、計費、維護、新業(yè)務(wù)信令；（3）可靠性高，可主備轉(zhuǎn)換，有檢錯和糾錯功能；（4）適應(yīng)性強，適合ISDN的需要；（5）全球內(nèi)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的信令系統(tǒng)。3.5.4七號信令系統(tǒng)2、七號信令網(wǎng)與電話網(wǎng)的關(guān)系

信令網(wǎng)與電話網(wǎng)之間的關(guān)系如圖所示。我國七號信令網(wǎng)采用三級結(jié)構(gòu)，由高級信令轉(zhuǎn)接點（HSTP）、低級信令轉(zhuǎn)接點（LSTP）和信令點（SP）組成。HSTP設(shè)置在DC1（?。┘壗粨Q中心的所在地；LSTP設(shè)置在DC2（市）級交換中心所在地；端局、DC1和DC2均分配一個信令點編碼。信令網(wǎng)與三級電話網(wǎng)的對應(yīng)關(guān)系如圖所示。3.6電話業(yè)務(wù)

電話業(yè)務(wù)是指利用電話機和交換機設(shè)備完成通話的一項通信服務(wù)。電話業(yè)務(wù)的類型很多，本節(jié)將詳細(xì)介紹本地電話業(yè)務(wù)、長途電話業(yè)務(wù)、特殊號碼業(yè)務(wù)等電話業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)內(nèi)容、業(yè)務(wù)分類及業(yè)務(wù)特點。3.6.1本地電話業(yè)務(wù)

本地電話業(yè)務(wù)是指在同一個長途交換編號區(qū)范圍內(nèi)的電話,用戶撥打本地電話不加長途區(qū)號,直接撥打被叫用戶號碼。本地電話網(wǎng)可劃分為一個或多個營業(yè)區(qū),營業(yè)區(qū)一般以一個城市或一個縣為單位。在本地電話網(wǎng)內(nèi)同一營業(yè)區(qū)的用戶之間相互通話的業(yè)務(wù)稱為區(qū)內(nèi)電話,在本地電話網(wǎng)內(nèi)兩個不同營業(yè)區(qū)用戶之間相互通話的業(yè)務(wù)稱為區(qū)間電話。

按照用戶使用的設(shè)備和電話企業(yè)提供的服務(wù)項目可分為若干業(yè)務(wù)種類,如普通電話(正機)、用戶交換機或集團電話、中繼線、專線、公用電話、移機，改名和過戶等本地電話業(yè)務(wù)。另外還可以開通呼出限制,熱線服務(wù)、呼叫轉(zhuǎn)移、遇忙回叫，縮位撥號、來電顯示，追查惡意呼叫等程控服務(wù)項目。普通電話業(yè)務(wù)中,根據(jù)電話裝設(shè)位置的不同，電話用戶分為住宅電話用戶（甲種用戶）和辦公電話用戶（乙種用戶）兩種。3.6.2長途電話業(yè)務(wù)

長途電話是指處于兩個不同長途編號區(qū)內(nèi)的電話用戶,利用電話進行信息交換的一種通信方式,通過語音交換實現(xiàn)信息的雙向交流。通話時長是從被叫用戶摘機開始至發(fā)話用戶掛機為止。被叫電話是總機或分機,通話時長是從總機應(yīng)答開始計算。

長途電話業(yè)務(wù)分為國內(nèi)長途電話業(yè)務(wù)和國際長途電話業(yè)務(wù)。國內(nèi)長途電話業(yè)務(wù)是用戶利用具有長途直撥功能的電話機，撥打國內(nèi)不同長途編號區(qū)的電話用戶并與之通話的業(yè)務(wù)。電話的撥號是由國內(nèi)長途字冠、長途區(qū)號和被叫電話號碼組成。如北京的長途區(qū)號是10，在石家莊撥打北京114查號時的撥號方式為“0+10+114”，國際長途電話業(yè)務(wù)是用戶利用具有國際、港澳臺直撥功能的電話機，直接撥叫世界各地開放國際電話業(yè)務(wù)的國家或地區(qū)的用戶,通過國際電話電路進行國際、港澳臺間通話的一種電話業(yè)務(wù)。國際,港澳臺直撥電話號碼組成是：國際字冠+國家代碼+地區(qū)（城市）代碼+被叫用戶電話號碼。3.6.3特殊號碼業(yè)務(wù)當(dāng)我們的手機未插電話卡時，往往會提示“僅能用戶緊急呼叫”，也就是只能撥打一些特殊號碼的業(yè)務(wù)。特殊電話號碼，是電信部門為方便服務(wù)大眾而設(shè)立的電話號碼，其中一些重要的是完全免費的，世界各國家地區(qū)也都設(shè)有特殊電話號碼。我國常用的特殊號碼業(yè)務(wù)表如下。3.6.4800被叫集中付費業(yè)務(wù)

被叫集中付費業(yè)務(wù)簡稱800業(yè)務(wù)，是指當(dāng)主叫用戶撥打800業(yè)務(wù)號碼時，即可接通到由被叫用戶在申請時指定的電話上，對主叫用戶免收通信費用，通信費用由被叫集中付費，這種業(yè)務(wù)只能是固定電話用戶撥打。被叫集中付費業(yè)務(wù)有：國內(nèi)被叫集中付費業(yè)務(wù)國際被叫集中付費業(yè)務(wù)全球被叫集中付費業(yè)務(wù)3.6.5主被叫分?jǐn)偢顿M業(yè)務(wù)

主被叫分?jǐn)偢顿M業(yè)務(wù)是一項為被叫客戶提供一個全國范圍內(nèi)的唯一號碼，并把對該號碼的呼叫接至被叫客戶事先規(guī)定目的地（電話號碼或呼叫中心）的全國性智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)的通話費由主、被叫分?jǐn)偢顿M，簡稱400業(yè)務(wù)。對需要400業(yè)務(wù)的呼叫中心客戶，需要申請一個“400xxxxxxx”作為其在全國的統(tǒng)一接入碼；在全國任何范圍內(nèi)，主叫用戶只需撥打該“40Oxxxxxxx”號碼，無須加撥區(qū)號，便可按照企業(yè)業(yè)務(wù)用戶預(yù)先設(shè)定的方案，將呼叫直接接續(xù)到客戶指定的電話號碼或呼叫中心。3.6.6電話信息服務(wù)業(yè)務(wù)

電話信息服務(wù)又稱為互動語音應(yīng)答業(yè)務(wù)，是利用電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)把信息采集、加工、存儲、傳播和服務(wù)集為一體，向用戶提供綜合性的、全方位的、多層次信息服務(wù)的業(yè)務(wù)。許多電信運營企業(yè)都可以提供電話信息服務(wù)，如電信運營商或者部分社會信息服務(wù)企業(yè)都可以提供聲訊信息服務(wù)。電話信息服務(wù)方式分為人工電話臺信息服務(wù)和自動聲訊信息服務(wù)兩種類型。3.6.7語音信箱業(yè)務(wù)

用戶只需向電信部門租用一個專用電話信箱，當(dāng)用戶的親朋好友及工作伙伴撥通用戶的專用信箱號碼時，可按語音操作提示給用戶留言，而用戶則可以隨時利用任何一臺雙音頻電話提取信箱中留言的一種間接通信方式。用戶可選擇無應(yīng)答轉(zhuǎn)移至語音信箱、遇忙轉(zhuǎn)移至語音信箱、無應(yīng)答或遇忙轉(zhuǎn)移至語音信箱三種組合方式之一。3.6.7語音信箱業(yè)務(wù)（1）當(dāng)用戶的來話遇忙或無人接聽時，語音信箱業(yè)務(wù)自動將來話轉(zhuǎn)入用戶的電話信箱里，提示來電者留言。（2）用戶可以不受時空限制，用任何電話撥通自己的信箱，聽取留言。（3）語音信箱密碼可根據(jù)用戶的需要隨時更改，信箱內(nèi)的留言也可根據(jù)需要刪除或保存。（4）對于共同一部電話的辦公室和家庭用戶，一個語音信箱號碼下可帶1～9個分信箱（每個分信箱提供10條留言空間，每條30秒）。每個分信箱有各自的分信箱號、問候語和密碼，主信箱的問候語為分信箱的介紹語。3.7電話通信系統(tǒng)工程案例

隨著數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和Internet的普及,TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為占主導(dǎo)和統(tǒng)治地位的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提供各種類型的服務(wù)包括傳統(tǒng)的電信語音業(yè)務(wù)也已經(jīng)成為當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的熱門技術(shù)和重要趨勢。由于其在價格和靈活性等方面的優(yōu)勢,在IP和分組網(wǎng)絡(luò)上傳輸語音信息已對于傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),對其他的服務(wù)供應(yīng)商提供了難得的商業(yè)機遇。在這樣的背景下,全國各地電信局和ISP建設(shè)IP電話網(wǎng)是非常及時、適當(dāng)和必要的。1．背景介紹3.7電話通信系統(tǒng)工程案例（1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP電話網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此有關(guān)IP電話網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)還處在不停變化的階段。目前，關(guān)于IP電話的標(biāo)準(zhǔn)主要有SGCP(SimpleGatewayControlProtocol，簡單網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議)和來自多媒體電視會議系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的H.323協(xié)議。SGCP的標(biāo)準(zhǔn)是將來發(fā)展的一個方向，但它還在制定過程中，沒有成熟，也沒有實際的產(chǎn)品支持它。實際上，目前大多數(shù)IP電話采用的基本上是的H.323體系結(jié)構(gòu)。因此建議采用H.323協(xié)議來組建IP電話網(wǎng)絡(luò)。（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

該方案完全按照某市數(shù)據(jù)局IP電話試驗網(wǎng)的要求進行設(shè)計配置。根據(jù)需要，在一類節(jié)點，配置4個E1的網(wǎng)關(guān)，一共可以提供60路入中繼，60路出中繼。在其余4個二類節(jié)點各配置2個E1的網(wǎng)關(guān)，分別提供30路入中繼，30路出中繼。在三類節(jié)點各配置1個E1的網(wǎng)關(guān)，分別提供15路入中繼，15路出中繼。網(wǎng)關(guān)與PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork，公共交換電話網(wǎng)絡(luò))之間可以直接用中國1號信令相連。2、本地IP電話網(wǎng)的重要結(jié)構(gòu)與功能3.7電話通信系統(tǒng)工程案例（3）網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)CiscoAS5300

電話網(wǎng)關(guān)的功能在Cisco5300訪問服務(wù)器上實現(xiàn)，它目前支持的最大端口數(shù)為4個E1，同時支持120路VIP電話，另有2個以太網(wǎng)端口。各地的5300訪問服務(wù)器通過以太網(wǎng)或者快速以太網(wǎng)和本地的160網(wǎng)絡(luò)平臺連接。Cisco5300作為IP電話網(wǎng)關(guān)可以終結(jié)來自PSTN的呼叫,提供呼叫的計費信息。IP電話網(wǎng)關(guān)還可以直接將呼叫轉(zhuǎn)移到目的號碼或者終結(jié)來自其他網(wǎng)關(guān)的呼叫并將它轉(zhuǎn)到PSTN上。（4）網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng)Cisco2501

在該方案中選用了Cisco2501路由器。Cisco2501路由器通過以太網(wǎng)端口連接到地的160網(wǎng)絡(luò)平臺上。這樣，各地的5300訪問服務(wù)器之間可以通過160網(wǎng)絡(luò)平臺的IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸語音信息。IP電話網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng)可用來對IP電話網(wǎng)關(guān)提供呼叫控制服務(wù)。在不同的IP電話網(wǎng)區(qū)域里,可以存在一個或多個IP電話網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng),并且他們之間可以互相通信。網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng)Cisco2501將負(fù)責(zé)和上級關(guān)守及別的IP電話區(qū)域的關(guān)守的相互通信,保證IP電話業(yè)務(wù)的有效開展。3.7電話通信系統(tǒng)工程案例(5)RADIUS認(rèn)證系統(tǒng)RADIUS用戶認(rèn)證系統(tǒng)（RemoteAuthenticationDialInUserService，遠(yuǎn)程用戶撥號認(rèn)證系統(tǒng)）實現(xiàn)IP電話用戶的認(rèn)證和漫游功能。IP電話用戶輸入自己的PIN號碼和密碼，由用戶認(rèn)證系統(tǒng)進行認(rèn)證。用戶認(rèn)證系統(tǒng)支持漫游功能。（6）計費系統(tǒng)IP電話網(wǎng)計費系統(tǒng)的主要功能包括：業(yè)務(wù)受理、帳務(wù)管理、資費管理、計費管理、漫游結(jié)算、服務(wù)管理、計費數(shù)據(jù)的采集/傳輸?shù)取P電話網(wǎng)計費系統(tǒng)需要提供一個完整的計費與客戶管理解決方案。IP電話網(wǎng)計費系統(tǒng)同其他傳統(tǒng)電信計費系統(tǒng)相比，獨特的要求主要是：實時的呼叫處理、實時計費和預(yù)付卡處理。實時計費引擎可以實現(xiàn)對IP電話的實時計費和實時呼叫處理,保證了系統(tǒng)防止電話盜打、欠費等問題的出現(xiàn)。3.7電話通信系統(tǒng)工程案例（7）業(yè)務(wù)方式IP電話網(wǎng)可以開展的業(yè)務(wù)包括以下內(nèi)容:按月結(jié)算卡業(yè)務(wù)——此業(yè)務(wù)類似目前固定電話的業(yè)務(wù)，按主叫號碼計費,無需用戶身份驗證?？沙渲悼I(yè)務(wù)——此業(yè)務(wù)類似目前200可充值卡,用戶卡號不變,計費按卡號計,需要用戶身份驗證。預(yù)付卡業(yè)務(wù)——此業(yè)務(wù)類似目前200電話卡,用戶卡號在面額用盡后即失效,需重新購買。實時傳真業(yè)務(wù)——遵從G3傳真協(xié)議的傳真機用戶,可以通過ITSP實現(xiàn)傳真到傳真的用戶訪問。以上業(yè)務(wù)同時適用于固定電話用戶和GSM移動電話用戶。3.8

實訓(xùn)項目1、

信號的采樣與恢復(fù)2、脈沖編譯碼實驗（PCM）《現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用》第四章數(shù)據(jù)通信第四章數(shù)據(jù)通信12345數(shù)據(jù)通信概述數(shù)據(jù)交換基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)局域網(wǎng)Internet678數(shù)據(jù)通信工程案例實訓(xùn)項目數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)4.1數(shù)據(jù)通信概述

對于數(shù)據(jù)通信來說，被傳輸?shù)亩M制代碼稱之為“數(shù)據(jù)”；數(shù)據(jù)是信息的載體。

數(shù)據(jù)是對事物的表示形式，信息是對數(shù)據(jù)所表示內(nèi)容的解釋。數(shù)據(jù)通信的任務(wù)就是要傳輸二進制代碼比特序列，而不需要解釋代碼所表示的內(nèi)容。4.1.1數(shù)據(jù)通信的發(fā)展簡史

在20世紀(jì)50年代初期，美國建立了半自動地面防空系統(tǒng)，將遠(yuǎn)程雷達(dá)和其他設(shè)備與計算機連接起來，創(chuàng)建了早期的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。隨后，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)取得飛速發(fā)展，經(jīng)歷了集中式系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)和計算機網(wǎng)的演變過程。60年代末期出現(xiàn)了多個獨立的計算機系統(tǒng)互連，以達(dá)到資源共享為目的的計算機網(wǎng)。70年代以后,數(shù)據(jù)交換的方式由電路交換模式向分組交換模式演進，基于分組交換的數(shù)據(jù)通信很快遍地開花，進入了商用化時代。從此，數(shù)據(jù)通信就迅速地發(fā)展了起來。4.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)通信的基本目的是在接受方與發(fā)送方之間交換信息。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以用來產(chǎn)生和接收數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行編碼、轉(zhuǎn)換，以便滿足數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的傳送要求。典型的數(shù)據(jù)通信模型如圖所示。4.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成1、傳輸信道

是信息在信號變換器之間傳輸?shù)耐ǖ?。如電話線路等模擬通信信道、專用數(shù)字通信信道、同軸電纜和光纖等。按傳輸介質(zhì)不同，信道可分為：有線信道和無線信道。2、信號變換器

信號變換器（即編碼器和譯碼器）的功能是把信源提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合通信信道要求的信號形式，或把信道中傳來的信號轉(zhuǎn)換成可供數(shù)據(jù)終端設(shè)備使用的數(shù)據(jù)，最大限度地保證傳輸質(zhì)量。

在計算機網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，最常用的信號變換器是調(diào)制解調(diào)器和光纖通信網(wǎng)中的光電轉(zhuǎn)換器。信號變換器和其他的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備又統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備1.實現(xiàn)計算機之間或計算機與人之間的通信，需要定義嚴(yán)格的通信協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)。2.數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性高3.傳輸速率高4.通信持續(xù)時間差異較大，傳輸流量具有突發(fā)性5.數(shù)據(jù)通信具有靈活的接口功能，以滿足各式各樣的計算機和終端間的相互通信。誤碼率小于10－9

，而語音和電視系統(tǒng)只有10－34.1.3數(shù)據(jù)通信的特點4.1.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)1、傳輸速率（1）信息傳輸速率Rb：每秒鐘傳送的信息量，也稱為傳信率、比特率，單位為比特/秒，簡寫為bit/s，在數(shù)字信道中,當(dāng)傳輸速率較高時,常用kbit/s，Mbit/s,Gbit/s,Tbit/s。比特率公式：

式中,T為碼元長度；N為一個碼元信號代表的有效狀態(tài)數(shù),為2的整數(shù)倍；log2N為單位碼元能表示的比特數(shù)。4.1.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)2、碼元速率（RB）

：每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，又稱傳碼率、符號傳輸速率、波特率。

各個碼元都占有均等的時間間隔，這個時間間隔稱為碼元長度。當(dāng)碼元長度為T，則碼元速率為

4.1.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)

每個碼元或符號通常都含有一定比特數(shù)的信息量，因此碼元速率和信息速率有確定的關(guān)系，即：

式中，N為碼元的進制數(shù)。例如碼元速率為1200B，采用八進制（N=8）時，信息速率為3600bit/s；采用二進制（N=2）時，信息速率為1200bit/s，可見，二進制的碼元速率和信息速率在數(shù)量上相等。4.1.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)2、誤碼率誤碼率：指接收碼元中錯誤碼元數(shù)占傳輸總碼元數(shù)的比例。信息速率為300~2400bit/s時,誤碼率是10-2到10-6之間。信息速率為4800~9600bit/s時,誤碼率是10-2到10-4之間。數(shù)據(jù)通信的平均誤碼率要求低于10-9。4.1.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)例1已知二進制數(shù)字信號在2min內(nèi)共傳送了72000個碼元。

（1）問其碼元速率和信息速率各為多少？

（2）碼元寬度不變，但改為八進制數(shù)字信號，則其碼元速率和信息速率各為多少？解:(1)在2×60s內(nèi)傳送了72000個碼元(2)若改為八進制,則：4.1.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)

例2已知某八進制數(shù)字通信系統(tǒng)的信息速率為12000bit/s，在接收端半小時內(nèi)共測得出現(xiàn)了216個錯誤碼元，試求系統(tǒng)的碼元傳輸速率和誤碼率。解：4.1.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)信道容量表征一個信道傳輸數(shù)據(jù)的最大能力,單位:bit/s或bps。信道容量的計算方法如下：（1）無噪聲情況下信道容量：

式中,B為信道帶寬，單位為Hz；N為一個碼元信號代表的有效狀態(tài)數(shù)。（2）有噪聲情況下信道容量：3、信道容量4.1.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)

帶寬用于衡量通信系統(tǒng)的傳輸能力,它有兩種含義?！皫挕北緛淼囊馑际侵改硞€信號具有的頻帶寬度,或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠傳輸信號的最大頻率fH和最小頻率fL的差值，即B=fH-fL。帶寬的單位是赫茲(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)等。

在數(shù)字信道中，“帶寬”是指在信道上(或一段鏈路上)能夠傳送的數(shù)字信號的最大速率,即比特率。4、帶寬4.2數(shù)據(jù)交換一個通信網(wǎng)的有效性、可靠性和經(jīng)濟性直接受網(wǎng)中所采用的交換方式的影響。數(shù)據(jù)交換走過了電路交換、報文交換、分組交換等多個階段，目前常用的數(shù)據(jù)交換形式如ATM交換、IP交換、MPLS交換等均屬分組交換。

4.2.1電路交換電路交換是最早出現(xiàn)的一種交換方式。電路交換要求輸入線與輸出線建立一條物理通道。直接利用可切換的物理通信線路，連接通信雙方。4.2.1電路交換1、電路交換的工作原理

電路交換基本過程包括電路建立、數(shù)據(jù)傳輸、電路拆除三個階段。優(yōu)點：傳輸可靠傳輸迅速數(shù)據(jù)不會丟失且保持原來的序列缺點：電路利用率低接續(xù)時間較長，短報文通信效率低4.2.1電路交換2、電路交換的特點適用：傳輸信息量較大、實時性要求較高、通信對象比較確定的用戶4.2.2報文交換

報文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報文，報文就是通信終端一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。發(fā)送報文時，通信終端將一個目的地址附加到報文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)報文上的目的地址信息，把報文發(fā)送到下一個節(jié)點，一直逐個節(jié)點地轉(zhuǎn)送到目的節(jié)點。1、報文交換的工作原理優(yōu)點：電路利用率高通信量大時，延遲增加可以實現(xiàn)一個報文發(fā)送到多個目的地可以進行速度及代碼的轉(zhuǎn)換缺點：不利于實時通信報文可能丟失，不能按順序到達(dá)4.2.2報文交換適用：公眾電報2、電路交換的特點4.2.3分組交換

分組交換又稱包交換。在分組交換系統(tǒng)中，在每個分組前都加上分組頭。分組頭中含有地址、分組號和控制信息等。這些分組可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)沿不同的路徑并行傳輸。分組交換的原理是：信息以分組為單位進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)。源節(jié)點把報文分為若干個分組，在中間節(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)，目的節(jié)點再按發(fā)端順序把分組合成報文。

4.2.3分組交換1、工作原理N1N2N3N4N5N6HSHDMMP3P3P3P1P1P1P2P2P24.2.3分組交換2、分組交換采用的路由方式（1）數(shù)據(jù)報每個分組被獨立地傳輸，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將每一個分組當(dāng)作單獨的一個報文，對它進行路由選擇。（2）虛電路在發(fā)送分組前，先建立一條邏輯連接（不獨占線路），為用戶提供一條虛擬的電路。虛電路方式的連接為邏輯連接。4.2.3分組交換3、分組交換的特點

(1)傳輸質(zhì)量高

(2)可靠性高

(3)實現(xiàn)不同種類的終端相互通信

(4)分組多路通信

(5)技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜

適用：高帶寬的通信4.2.3分組交換4、電路交換、報文交換和分組交換的比較交換方式比較項目電路交換報文交換分組交換用戶速率取決于收發(fā)數(shù)據(jù)終端100bit/s左右2.4～64kbit/s時延很短長較小動態(tài)分配帶寬不支持支持支持突發(fā)適應(yīng)性差差一般電路利用率差報文短時差，長時好一般數(shù)據(jù)可靠性一般較好高媒體支持話音、數(shù)據(jù)報文數(shù)據(jù)話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)互連差差好服務(wù)類型面向連接無連接面向連接或無連接異種終端互通不可以可以可以實時性會話適用不適用適用4.2.4幀中繼技術(shù)

幀中繼（FrameRelay,FR）是一種快速分組交換。采用幀中繼方式的網(wǎng)絡(luò)中各中間節(jié)點沒有網(wǎng)絡(luò)層，并且數(shù)據(jù)鏈路層也只有一般網(wǎng)絡(luò)的一部分（但增加了路由功能），中間節(jié)點只進行差錯檢測，檢出的錯誤幀直接丟棄，無需回送確認(rèn)幀。4.2.4幀中繼技術(shù)幀中繼與分組交換的數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)答過程4.2.4幀中繼技術(shù)幀中繼的特點：

（1）用戶接入速率為64kbps~2Mbps，可提供虛電路業(yè)務(wù)（2）統(tǒng)計時分復(fù)用，動態(tài)分配帶寬，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源（3）適合突發(fā)性業(yè)務(wù)，提供一套合理的帶寬管理和防止擁塞的機制（4）簡化的X.25建議，時延短、速率高（5）數(shù)據(jù)以幀的形式傳送，幀長度可變4.2.5ATM技術(shù)ATM是異步轉(zhuǎn)移模式（AsynchronousTransferMode）的英文縮寫，是一種快速分組交換技術(shù)。ATM技術(shù)以信元為信息傳輸、復(fù)接和交換的基本單位。ATM可以看作是一種特殊的分組傳輸方式，建立在異步時分復(fù)用基礎(chǔ)上，使用不連續(xù)的數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)傳輸，并允許在單個物理接口上復(fù)用多條邏輯連接。4.2.5ATM技術(shù)1、ATM信元

ATM技術(shù)將數(shù)字化話音、數(shù)據(jù)及圖像等所有的數(shù)字信息分割成固定長度的數(shù)據(jù)塊，在每個數(shù)據(jù)塊前加上一個包含地址等控制信息的信元頭，從而構(gòu)成一個信元（Cell），實際上是固定長度的分組。每個信元包含5字節(jié)的信息頭與48字節(jié)的信息段。以53字節(jié)的等長信元為傳輸單位。4.2.5ATM技術(shù)來自不同信息源（不同業(yè)務(wù)和不同發(fā)源地）的信元匯集到一起，在一個緩沖器內(nèi)排隊，隊列中的信元逐個輸出到傳輸線路，在傳輸線路上形成首尾相接的信元流。信元的信頭中寫有信息的標(biāo)志，說明該信元去往的地址，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)信頭中的標(biāo)志來轉(zhuǎn)移信元。4.2.5ATM技術(shù)2、ATM的虛電路虛通道（VirtualChannel，VC）：是指一條單向ATM信元傳輸信道，有惟一的標(biāo)志符；虛路徑（VirtualPath，VP）：也是指一條單向ATM信元傳輸信道，含多條通路，有相同的標(biāo)志符。4.2.5ATM技術(shù)3、ATM交換原理ATM交換分為虛通路VP交換和虛通道VC交換。ATM虛電路交換如圖所示。4.2.5ATM技術(shù)（1）虛通路VP交換是將一條VP上所有的VC鏈全部轉(zhuǎn)送到另一條VP上去，而這些VC鏈的VCI值都不改變，如圖（a）所示。VP交換是傳輸通道中某個等級數(shù)字復(fù)用線的交叉連接。4.2.5ATM技術(shù)

（2）虛通道VC交換要和VP交換同時進行。當(dāng)一條VCC終止時，VPC也就終止了。這個VPC上的VC鏈可以各奔東西，加入到不同方向的新的VPC中去。如圖（b）所示。4.2.6IP交換1、IP交換的基本概念I(lǐng)P交換技術(shù)是相對于傳統(tǒng)二層交換概念提出的，IP交換是三層交換技術(shù)。IP交換技術(shù)就是第二層交換技術(shù)＋第三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。IP交換的核心思想就是對用戶業(yè)務(wù)流進行分類。對持續(xù)時間長、業(yè)務(wù)量大、實時性要求較高的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流直接進行交換傳輸，用ATM虛電路來傳輸；對持續(xù)時間短、業(yè)務(wù)量小、突發(fā)性強的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，使用傳統(tǒng)的分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進行傳輸。將網(wǎng)絡(luò)交換機（L2層）的速度和路由器（L3層）的靈活性結(jié)合起來。4.2.6IP交換2、IP交換的關(guān)鍵技術(shù)IP交換的基本思想是為了避免網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)的瓶頸，進行高速鏈路層交換。IP交換采用直接路由技術(shù)，即通路中第一個節(jié)點選擇路徑，該通路子序列的交換采用第一次交換所選的路徑。IP交換只對數(shù)據(jù)流的第一個數(shù)據(jù)包進行路由地址處理，按路由轉(zhuǎn)發(fā)，隨后按已經(jīng)計算的路由。IP交換中，將資源信息加入到路由協(xié)議中，各VC根據(jù)對VC的資源請求和網(wǎng)絡(luò)中的可用資源進行路由選擇。4.2.6IP交換3、IP交換機的構(gòu)成和特點IP交換機基本上是一個附有交換硬件的路由器，它能夠在交換硬件中高速緩存路由策略。IP交換機由ATM交換機硬件和一個IP交換控制器組成，如圖所示。4.2.7MPLS交換

傳統(tǒng)的IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是基于逐跳式的，每個轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路由器都要根據(jù)IP包頭的目的地址查找路由表來獲得下一跳的出口，這種方式繁瑣而低效。如何提高IP數(shù)據(jù)交換的效率呢？4.2.7MPLS交換1、MPLS基本概念多協(xié)議標(biāo)簽交換（MultiprotocolLabelSwitch，MPLS）（1）轉(zhuǎn)發(fā)等價類（ForwardingEquivalenceClass，F(xiàn)EC）。將具有相同轉(zhuǎn)發(fā)處理方式的分組歸為一類，稱為轉(zhuǎn)發(fā)等價類，F(xiàn)EC的劃分方式可以是以源地址、目的地址、源端口、目的端口、協(xié)議類型或VPN等為劃分依據(jù)的任意組合。（2）標(biāo)簽是一個長度固定，僅具有本地意義的短標(biāo)識符，用于唯一標(biāo)識一個分組所屬的FEC。一個標(biāo)簽只能代表一個FEC。（3）標(biāo)簽交換路由器（LabelSwitchingRouter，LSR）是MPLS網(wǎng)絡(luò)中的基本元素，所有LSR都支持MPLS技術(shù)。（4）標(biāo)簽交換路徑（LabelSwitchedPath，LSP），一個轉(zhuǎn)發(fā)等價類在MPLS網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過的路徑稱為標(biāo)簽交換路徑（5）標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議（LabelDistributionProtocol，LDP）是MPLS的控制協(xié)議。4.2.7MPLS交換2、MPLS網(wǎng)絡(luò)的組成原理MPLS網(wǎng)絡(luò)由核心部分的標(biāo)簽交換路由器（LabelSwitchedRouter，LSR）和接入部分的標(biāo)簽邊緣路由器（LabelEdgeRouter，LER）組成，如圖所示。在利用MPLS技術(shù)進行分組轉(zhuǎn)發(fā)之前，先要運行一個LDP確定FEC和MPLS標(biāo)簽的映射關(guān)系，進行標(biāo)簽的分配，建立LSP。4.2.7MPLS交換3、MPLS網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)簽交換過程首先收到該IP分組的是LER1，它對該IP分組的目的IP地址和前綴進行分類分析，將它匹配到某一轉(zhuǎn)發(fā)等價類FEC，而根據(jù)標(biāo)簽分配協(xié)議協(xié)商的結(jié)果，屬于該FEC的分組應(yīng)該被打上標(biāo)簽18，并且通過LER1和LSR2相連的接口被轉(zhuǎn)發(fā)出去，于是該分組進行相應(yīng)MPLS封裝后被轉(zhuǎn)發(fā)給了LSR2。LSR2收到的分組直接是一個MPLS分組，于是查標(biāo)簽分配協(xié)議所建立的MPLS轉(zhuǎn)發(fā)表，發(fā)現(xiàn)入標(biāo)簽18的MPLS分組對應(yīng)的出標(biāo)簽是16，并應(yīng)該通過LSR2和LER3相連的接口被轉(zhuǎn)發(fā)。LER3收到分組后通過查找自己的MPLS轉(zhuǎn)發(fā)表，發(fā)現(xiàn)入標(biāo)簽為16的分組應(yīng)該遞交給自己，于是它將該分組的MPLS分組頭剝掉，再將剩下的IP分組交給IP協(xié)議實體處理。4.2.7MPLS交換（1）MPLS交換與傳統(tǒng)IP路由不同，它是基于一種顯式的路由交換，是源地址路由方式。MPLS中使用的標(biāo)簽（Label）沒有固定的格式，隨著下層媒體的變化而變化。（2）MPLS的路由控制是基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵崿F(xiàn)的,只有當(dāng)整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時，MPLS的路由轉(zhuǎn)發(fā)表才會發(fā)生變化，而且不隨網(wǎng)絡(luò)中某個應(yīng)用服務(wù)、某臺工作站的改變而變化，其變化頻率相對較低。4、MPLS的特點4.3基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)

在我國，除目前主要采用的ATM網(wǎng)和IP數(shù)據(jù)網(wǎng)之外，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展早期我們經(jīng)歷了中國公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)(CHINAPAC)、中國公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(CHINADDN)、中國公用幀中繼網(wǎng)(CHINAFRN)等多個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段。4.3.1分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)1989年我國建成了第一個公用分組實驗網(wǎng)CNPAC,1993年建成了具有層次結(jié)構(gòu)的中國公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)(CHINAPAC)。CHINAPAC骨干網(wǎng)于1993年9月正式開通業(yè)務(wù)，它是我國建立的第一個公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。骨干網(wǎng)建網(wǎng)初期端口容量有5800個，網(wǎng)絡(luò)覆蓋大部分省會城市和直轄市。隨后,各省相繼建立了省內(nèi)的分組交換數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。該網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展速度迅猛,為滿足日益增長的社會需求,原郵電部門對網(wǎng)絡(luò)進行了多次擴容改造。CHINAPAC與23個國家和地區(qū)的多個數(shù)據(jù)網(wǎng)相連,它曾在我國數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。

分組交換網(wǎng)是數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)，利用其網(wǎng)絡(luò)平臺可以開發(fā)各種增值業(yè)務(wù)，如電子郵箱、電子數(shù)據(jù)交換、可視圖文﹑傳真存儲轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)庫檢索等。4.3.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN（DigitalDataNetwork）是公共數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)，是一種半永久性連接電路的公共數(shù)據(jù)網(wǎng)，用戶數(shù)據(jù)在傳輸率、到達(dá)地點等方面根據(jù)事先的約定進行傳輸而不能自行改變，它是面向所有專線或?qū)＞W(wǎng)用戶的基礎(chǔ)電信網(wǎng)。數(shù)字專線有兩個標(biāo)準(zhǔn)，T1是北美標(biāo)準(zhǔn)，帶寬為1.544Mbit/s，E1是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，帶寬為2.048Mbit/s。我國公共數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)，每條信道帶寬為64Kbit/s。4.3.3幀中繼網(wǎng)1997年初，中國電信總局開始建設(shè)公用幀中繼寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)(CHINAFRN)的第一期工程，首先在多個省、直轄市引進了幀中繼交換機和ATM交換機設(shè)備，采用ATM信元交換與幀中繼交換的公用幀中繼寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，它標(biāo)志著我國數(shù)據(jù)通信從低、中速網(wǎng)向高速、多業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展。CHINAFRN可為高速數(shù)據(jù)用戶(如局域網(wǎng)互聯(lián))提供高速中繼傳輸，同時開放寬帶多媒體通信業(yè)務(wù)，如遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷、遠(yuǎn)程教學(xué)、視像點播(VOD)等。CHINAFRN主要向用戶提供永久虛電路(PVC)連接，一個端口支持多條PVC連接,能和不同區(qū)域的用戶進行多點通信,能和不同入網(wǎng)速率的用戶進行通信,帶寬按需分配，特別適合LAN之間的互連。

幀中繼網(wǎng)是在X.25基礎(chǔ)上，簡化了差錯控制、流量控制和路由選擇功能，著眼于數(shù)據(jù)的快速傳輸以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐，幀中繼為原X.25用戶提供性能更高、范圍更廣的業(yè)務(wù)，幀中繼也可基于DDN網(wǎng)等平臺實現(xiàn)。4.3.4ATM寬帶網(wǎng)

中國公用多媒體ATM寬帶網(wǎng)（CHINAATM）是中國電信投資建設(shè)并經(jīng)營管理的以異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）技術(shù)為基礎(chǔ)的，向社會提供超高速綜合信息傳送服務(wù)的全國性網(wǎng)絡(luò)。ATM是一種采用統(tǒng)計時分復(fù)用技術(shù)"面向分組"的傳送模式；在ATM中，信息流被組織成固定尺寸的塊（稱為"信元"）進行傳送，信元長度為53字節(jié)；信元的傳送是"面向連接"的，只有在已經(jīng)建立好的虛連接（"虛電路"）上才能接收和發(fā)送信元。ATM寬帶網(wǎng)有超高速的通信能力。ATM交換機采用硬件交換，是區(qū)分傳統(tǒng)的IP網(wǎng)和分組交換網(wǎng)的重要特點。由于采用了定長的信元作為交換單元，使得硬件高速交換得以實現(xiàn)。目前ATM技術(shù)提供給用戶可選擇的通信速率范圍從數(shù)百K比特每秒到高達(dá)2.5G比特每秒,并且正在隨著技術(shù)進步而發(fā)展。4.4局域網(wǎng)

局域網(wǎng)(LAN)是一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它允許在有限地理范圍內(nèi)的許多獨立設(shè)備相互之間直接進行通信，適用于諸如單個辦公樓、倉庫或校園這樣有限的地理范圍，比通過電話網(wǎng)接國際互聯(lián)網(wǎng)高得多的速率進行數(shù)據(jù)傳送。局域網(wǎng)有以太網(wǎng)、令牌總線、令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）4種體系。以太網(wǎng)、令牌總線和令牌環(huán)網(wǎng)都是IEEE的標(biāo)準(zhǔn)，同時也是它的802項目的組成部分，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）則是ANSI標(biāo)準(zhǔn)。局域網(wǎng)有以太網(wǎng)、令牌總線、令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）4種體系，其中以太網(wǎng)、令牌總線和令牌環(huán)網(wǎng)都是IEEE的標(biāo)準(zhǔn)，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）則是ANSI標(biāo)準(zhǔn)。局域網(wǎng)常用的的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、復(fù)合網(wǎng)等，網(wǎng)絡(luò)采取何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，關(guān)鍵在于如何仲裁LAN中多個結(jié)點對多條鏈路的使用權(quán)。4.4.1局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

局域網(wǎng)有兩個重要的特征。

第一，它用帶地址的數(shù)據(jù)幀來傳送數(shù)據(jù)。LAN中的多個結(jié)點共享信道資源。

第二，LAN是在有限的范圍運行的，一般可以有多個中轉(zhuǎn)結(jié)點，在環(huán)形局域網(wǎng)中使用轉(zhuǎn)發(fā)器，在基帶局域網(wǎng)也可以使用中繼器或橋接器，使得幾個LAN合并在一起，合稱為一個局域網(wǎng)，原先的學(xué)院網(wǎng)絡(luò)如果獨立使用中轉(zhuǎn)結(jié)點連接，可稱為一個局域網(wǎng)中的不同網(wǎng)段。作為分隔不同網(wǎng)段的中轉(zhuǎn)結(jié)點不包含路由選擇功能，可以實現(xiàn)結(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸。

通過上述的局域網(wǎng)特性,雖然網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了物理層至網(wǎng)絡(luò)層的3層數(shù)據(jù)信息通信服務(wù)，但是局域網(wǎng)工作在OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路兩層，允許在OSI的兩個層上實現(xiàn)這些服務(wù)。局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的描述由IEEE802委員會制定。4.4.2總線以太網(wǎng)與IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)系列IEEE802.3所支持的LAN標(biāo)準(zhǔn)是使用帶碰撞檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)技術(shù)的總線型網(wǎng)絡(luò)。這種技術(shù)的原始基帶型是由Xerox公司開發(fā)的，并獲得了專利。1981年，Xerox、DEC和Intel聯(lián)合推出以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，1985年，IEEE802委員會頒布了802.3標(biāo)準(zhǔn)。802.3協(xié)議族描述了以太網(wǎng)的相關(guān)規(guī)范，定義了CSMA/CD標(biāo)準(zhǔn)的媒體訪問控制MAC和物理層規(guī)范。802.3u定義100M的以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為802.3的擴展部分。802.3z定義1000M的以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為802.3的擴展部分。802.3定義了基帶和寬帶兩個類別，使用數(shù)字信號傳輸?shù)腖AN定義為基帶LAN。數(shù)字信號以脈沖的形式加到鏈路上，網(wǎng)絡(luò)媒體的整個頻譜用于構(gòu)成信號，因此不能采用頻分多路復(fù)用(FDM)。傳輸是雙向的，媒體上任意一點加入的信號沿兩個方向傳輸至其端點，在那里被接收?；鶐到y(tǒng)信號的衰減引起脈沖模糊和信號減弱，以致無法實現(xiàn)更大距離上的通信。4.4.3交換式以太網(wǎng)

交換式以太網(wǎng)是一種以交換式集線器（switchinghub）或交換機（switch）為中心構(gòu)成的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。簡單來說就是為以交換機為核心設(shè)備而建立起來的一種高速網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)在近幾年來運用得非常廣泛。010203交換式以太網(wǎng)不需要改變網(wǎng)絡(luò)其它硬件，包括電纜和用戶的網(wǎng)卡，僅需要用交換式交換機改變共享式HUB，節(jié)省用戶網(wǎng)絡(luò)升級的費用?？稍诟咚倥c低速網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同。大多數(shù)交換式以太網(wǎng)都具有100MBPS的端口，通過與之相對應(yīng)的100MBPS的網(wǎng)卡接入到服務(wù)器上，暫時解決了10MBPS的瓶頸，成為網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)升級時首選的方案。它同時提供多個通道，比傳統(tǒng)的共享式集線器提供更多的帶寬，傳統(tǒng)的共享式10MBPS/100MPS以太網(wǎng)采用廣播式通信方式，每次只能在一對用戶間進行通信，如果發(fā)生碰撞還得重試，而交換式以太網(wǎng)允許不同用戶間進行傳送，比如，一個16端口的以太網(wǎng)交換機允許16個站點在8條鏈路間通信。4.4.3交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點如下：4.4.4無線局域網(wǎng)與IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)系列802.11稱為分布式基礎(chǔ)無線網(wǎng)介質(zhì)訪問控制DFWMAC的協(xié)議，它提供了個分布式訪問控制機制，有一個在此基礎(chǔ)之上的集中式控制選項，即IEEE802.11協(xié)議結(jié)構(gòu)。802.11MAC層的低層是分布式協(xié)調(diào)功能（DCF），使用一個多路訪問算法競爭共享通道的使用。普通的異步通信直接使用DCF；點協(xié)調(diào)功能（PCF）是集中式MAC算法，用以提供無競爭的服務(wù)。PCF建立在DCF的頂部，利用DCF的功能保證它的用戶對網(wǎng)絡(luò)的訪問。IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達(dá)到2Mbps。由于它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了802.11系列標(biāo)準(zhǔn)。常用的標(biāo)準(zhǔn)如下：IEEE802.11a:1999年，物理層補充(S4Mb/s，工作在5GHz)。IEEE802.11b:1999年,物理層補充(11Mb/s工作在2.4GHz)。IEEE802.11g:2003年,物理層補充(54Mb/s，工作在2.4GHz)。IEEE802.11n:2008年上半年通過正式標(biāo)準(zhǔn)，WLAN的傳輸速率由目前802.11a及802.11g提高的54Mbps、108Mbps，提高到300Mbps甚至高達(dá)600Mbps。4.5InternetInternet一詞來源于英文Interconnectnetworks（即“互聯(lián)網(wǎng)”或“因特網(wǎng)”）。20世紀(jì)60年代的美國，美國國防部所屬的高級研究規(guī)劃署（TheAdvancedResearchProjectsAgency，ARPA）開始致力于計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的研究。他們設(shè)計了一套用于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的協(xié)議軟件（TCP/IP）并建立了實驗性軍用計算機網(wǎng)絡(luò)ARPANET。美國國家科學(xué)基金會，于1986年資助建立了NSFNET主干網(wǎng)，從此Internet在美國迅速發(fā)展并獲得巨大成功。之后連入Internet的用戶飛速增長，形成了一個全世界范圍的龐大網(wǎng)絡(luò)。4.5Internet互連網(wǎng)其實不是一種具體的物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是將不同的物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)按某種協(xié)議統(tǒng)一起來的一種高層技術(shù)?；ミB網(wǎng)是萬網(wǎng)之網(wǎng)。4.5.1Internet體系結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，控制TCP/IP協(xié)議族，定制新的標(biāo)準(zhǔn)以及其他類似的事情和技術(shù)，是由以下4個非營利性國際團體監(jiān)督、協(xié)調(diào)及演化的。（1）因特網(wǎng)協(xié)會(Internet