第5章数据通信网及其业务

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第二篇 电信运营系统的运行
第5章 数据通信网及其业务
第5章 数据通信网及其业务
本章主要内容:

数据通信网概述

数据通信网类型

数据通信网业务

数据通信网通信质量与服务质量
数据通信网概述

数据通信
当你的双手不停的在计算机键盘上敲打时,你知道你
所使用的信息媒介或信息载体是什么吗?
传送话音信号的电话通信网能不能保证传送数据信号
的要求呢?

通信的三个要素:信源、信宿和信道
信源
发送器
源系统

信道
噪声
接收器
信宿
目的系统
任何信道都不是完美无缺的,因此会对传输的信号产生
干扰,称为“噪声”。

外界:闪电、串扰、电气设备

内部:介质特性(衰减、延迟-与频率有关)

信息通过数据通信系统的传输过程
 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地
 信息和数据(二进制位)不能直接在信道上传输
‘A’
01000001
01000001
‘A’
信息→数据→信号→在信道上传输
→信号→数据→信息
信道
数据编码




调制
解调
数据解码
编码:数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错
调制:数字信号→适合传输的模拟形式——按频率、幅度、相位
解调:接收模拟波形→数字信号
解码:数字信号→原始数据

数据通信的概念

数据通信是20世纪60年代随着计算机的发展和广泛应用而发
展起来的通信技术。

随着计算机的普及,人们都从广义上理解数据这个词的含义。
无论是文字、语声还是图像,只要它们能用编码的方法形成
各种代码组合,既可存储在计算机内,又可用计算机进行加
工、处理,那么都可统称之为数据。

现代数据通信就是为计算机之间,以及各计算机和各种终端
之间提供传输、交换信息的手段。数据通信即通过计算机或
其他数据装置与通信线路,完成数据编码信道的传输、转接、
存储和处理的通信技术。

数据通信系统的构成
I/O
数
据
设
备
传
输
控
制
器
DTE(数据终端)
DCE
信道
DCE
DL(数据链路)
DCE(数据电路终端设备)
通
信
控
制
器
主机
中央计算机系统
数据通信系统由数据终端设备、数据链路和计算机系
统三部分组成。
DTE
DCE

数据传输系统
• 传输线路

有线介质、无线介质
• 传输设备

DTE DCE
调制解调器、中继器、多路复用器、交换机等
 调制解调器等网络接入设备也称为DCE(Data
Circuit
Equipment)

数据处理系统:计算机、终端等
• 又分为:
•
源系统(信源+发送器):发出数据的计算机
•
目的系统(信宿+接收器):接收数据的计算机
• 计算机、终端等设备也称为DTE(Data Terminal Equipment )

数据通信的基本过程

5个阶段

包含两项内容:数据传输和通信控制
过程
与打电话比较
 建立物理连接
拨号,拨通对方
 建立逻辑连接
互相确认身份
 数据传输
互相通话
 断开逻辑连接
互相确认要结束通话
 断开物理连接
双方挂机
*注意,并不是所有的数据通信都需要全部5个阶段。

数据通信与数据传输的区别
数据通信:由数据通信系统来实现的,广义的概念认为数据通
信是有计算机参与的,是指按照一定的规程或协议完成数据的
传输、交换、储存和处理的整个通信过程。
数据传输:利用电信号或光信号的形式把数据从一端传送到另
外一端的过程。
数据信号可以由各类数据终端产生。由低速的数据终端产
生的数据信号也可以通过电话网传输。

数据通信的特点

抗干扰能力强

高质量的远距离通信

易于实现综台业务数字网(ISDN)

便于数字加密

便于集成化、智能化

数据通信网

数据通信网是以传输数据为主,实现计算机之间、数据终
端之间、以及数据终端与计算机之间的信息传递的通信网
络。
(1)按照网络拓扑结构可分为网状网、格形网、星形网、
环形网、复合网等。在数据通信中,骨干网一般采用网状
网或者格形网,本地网一般采用星形网。
(2)按照传输技术及网络业务分类,数据通信网可分为交
换网和广播网。
(3)按照传输距离和覆盖范围的不同,可分为局域网、城
域网和广域网。

数据通信网的交换方式

什么是交换?
 按某种方式动态地分配传输线路资源。


例如,电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可
用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路,该
线路又可分配给其它用户。

最初的交换:人工转接交换
为什么要采用交换技术?
 节省线路投资,提高线路利用率。

实现交换的方法主要有:电路交换、报文交换和分组交换。

电路交换

在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。
 可以是真正的物理线路,也可以是一个复用信道。

特点:数据传输前需要建立一条端到端的通路。——
称为“面向连接的”(典型例子:电话)

过程:建立连接→通信→释放连接

优缺点:

建立连接的时间长;

一旦建立连接就独占线路,线路利用率低;

无纠错机制;

建立连接后,传输延迟小。

电话网络中的电路交换

电路交换也能在多路复用信道上实现
 在物理线路的某个信道上建立连接

报文交换

以报文为单位进行“存储-转发”的交换技术。

在交换过程中,交换设备将接收到的报文先存储,待信道空闲
时再转发出去,一级一级中转,直到目的地。这种数据传输技
术称为存储-转发。
传输之前不需要建立端到端的连接,仅在相邻结点传
输报文时建立结点间的连接。——称为“无连接的”。
 整个报文(Message)作为一个整体一起发送。
 优缺点:







没有建立和拆除连接所需的等待时间;
线路利用率高;
传输可靠性较高;
报文大小不一,造成存储管理复杂;
大报文造成存储转发的延时过长,且对存储容量要求较高;
出错后整个报文全部重发。

类比:下载时若无断点续传功能,一旦出错你会怎样做?
存储转发 (Store and Forward)


发送报文的主机在发送之前,要将报文的目的地址附加在报文前面。然
后将报文发送到网络中的结点中。
每个网络中的结点将完整地接收报文,暂存报文,然后将报文发送到下
一个更接近目的主机的结点中。如此操作,直至将报文发送到目的主机
为止。
R4
M
Router1
H
HA
R3
M
M
R5
HB
M
M
H
R2
报文“存储-转发”过程
B
传输
传输
A
发送报文
C
传输
接收-暂存-转发
接收-暂存-转发
D
接收报文

分组交换(包交换)
将报文分割成若干个大小相等的分组(Packet)进行存
储转发。
 数据传输前不需要建立一条端到端的物理通路。
 有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择
功能。
 优缺点:







对转发结点的存储要求较低,可以用内存来缓冲分组——速度
快;
转发延时小——适用于交互式通信;
某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高;
各分组可通过不同路径传输,容错性好。
需要分割报文和重组报文,增加了端站点的负担。
分组交换有两种交换方式:

数据报方式和虚电路方式

数据通信网类型

分组交换网

分组交换网以CCITT X.25协议为基础,一般由分组交换机、
网络管理中心(NMC)、远程集中器(RCU)(分组装
拆设备(PAD) )、分组或非分组数据终端以及传输设备
和线路构成,其中分组交换机为核心。

分组交换网通过交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)
来提供面向连接的数据传输,传输质量高,可靠性高,可
使不同终端之间进行通信,可实现一点对多点同时通信,
线路利用率高,经济性好,但协议复杂,传输速率较低,
数据业务量增大时,时延增大、传输效率低。
NMC
PT
本地交换机
中转交
换机
中转交
换机
中转交
换机
中转交
换机
PT
NPT
RCU
其他
分组网
PT
公用分组交换网的基本结构
NPT

分组交换网的用户入网方式

拨号入网:在电话机上并接调制解调器(modem)拨号入
网,用户需申请一个入网身份识别码,通信速率为
300bps~9600bps.

专线入网:可分模拟专线和DDN数字专线。模拟专线时,
速率1.2~192kbit/s,DDN数字专线时,速率1.2~256kbit/s。

数字数据网(DDN)

数字数据网(DDN)是利用光纤、数字微波或卫星等数字
通道提供永久或半永久性连接电路,以传输数据信号为主
的数字传输网络,它既可以用于计算机之间的通信,也可
用于传送数字化传真、数字话音、数字图像信号或其他数
字化信号。

DDN一般由本地传输系统、复用/交叉连接系统、局间传
输系统、网同步系统、网络管理系统九大部分组成。

数字数据网(DDN)特点

可提供2Mbit/s或N×64kbit/s( N=1~31 )速率的数字传输
信道。

传输质量高,时延小。

协议简单,采用交叉连接技术和时分复用技术,由智能化
程度较高的用户端设备来完成协议的转换,本身不受任何
规程的约束,可面向各类数据用户。

可靠性高。

组网欠灵活,线路利用率低。

帧中继网

帧中继网简化了X.25协议,可在分组交换网、DDN上增加
软硬件设备来形成帧中继网,也可用专门的帧中继交换机
和高速中继线组建专门的帧中继网络。

帧中继网采用面向连接的技术,可提供PVC和SVC,传输
效率高、经济性好、可靠性高、组网灵活,并可与ATM实
现很好的互连。
数据通信业务

数据通信业务包括两类:第一类数据通信业务(基本业务)
是通过因特网、帧中继、ATM、X.25分组交换网、DDN等
网络提供的各类数据传送业务。第二类数据通信业务包括:
固定网国内数据传送业务、无线数据传送业务。

基本业务即最简单的数据传送业务,其性能特点取决于业务
所依托的数据通信网。数据通信基本业务主要有分组交换
业务、DDN业务、帧中继业务、 Internet业务、ATM业务。

数据通信增值业务包括电子信箱业务、电子数据交换业务
(EDI)、传真存储转发业务、可视图文业务及宽带业务。

分组交换网业务与应用

分组交换网业务
基本业务功能(分组交换网是通过“虚电路”来建立传送
信息的信息通路,虚电路有两种方式:交换虚电路(SVC)
和永久虚电路(PVC) )
用户任选功能(闭合用户群、呼叫封阻、网络用户识别、
呼叫转移、虚拟专用网、广播功能等 )
增值业务功能(如电子信箱、电了数据互换(EDI)、可
视图文、传真存储转发、数据库检索等 )





分组交换的应用
分组交换在商业中的应用较广泛,如银行系统在线式信用
卡(POS机)的验证

DDN网络的业务与应用

DDN的业务内容

DDN的应用
DDN网络在外贸行业中的应用 。DDN作为计算机数据通
信联网传输的基础,提供点对点、一点对多点的大容量信
息传送通道。如利用全国DDN网组成的海关、外贸系统网
络。
DDN网在金融业中的应用。如通过DDN网将银行的自动
提款机(ATM)连接到银行系统大型计算机主机;通过
DDN网发布证券行情等。



帧中继业务与应用

帧中继业务

帧中继业务是在用户--网络接口(WIN)之间提供用户信
息流的双向传送,并保持原顺序不变的一种承载业务。

帧中继业务的应用

局域网互联。利用CHINAFRN进行局域网互联是帧中继业
务最典型的一种应用。

图像传送。帧中继可以为医疗、金融机构提供图像、图表
的传送业务。

虚拟专用网。

基本业务的比较
速率范围
1.2kbit/s~
分组交换业务 64kbit/s
DDN业务
2.4kbit/s~
2048kbit/s
主要应用
组建内部信息网;
数据库查询;
金融客户端业务。
信息量大,低时延需求的专线
连接。
14.4kbit/s~
帧中继
LAN互联;
2048kbit/s
业务
大文件传送等。
Internet业务 不定,可以达 可满足各种通信需求
到很高

数据增值业务

电子信箱业务

电子数据互换业务(EDI)

传真存储转发业务

可视图文

宽带业务

VSAT

固网短信业务

电子信箱业务

电子信箱是采用存储转发的方式进行电子邮件传递的信息
处理系统。

中国公用电子函件系统通过分组交换网,向分组网、电话
网和用户电报网上的所有用户提供电子信箱服务。用户通
过中国公用电子函件业务网(CHINAMAIL)可以与国内、
国外的电子信箱用户、Internet上的用户互通电子邮件。用
户也可以把一封电子函件投送给国内外的非电子信箱用户,
如打印机、传真机和用户电报终端及分组网上的计算机终
端。

电子数据交换业务(EDI)

EDI是通过计算机通信网络将贸易、运输、保险、银行和
海关等行业信息,用一种国际公认的标准格式,来实现各
相关部门或企业之间的数据交换与处理,并完成以贸易为
中心的全部过程。

EDI是对传统贸易的革命,由于EDI的使用可以完全取代
传统的纸张文件的交换,因此EDI也被称为“无纸贸易”
或“电子贸易”。

传真存储转发业务

传统的传真业务都是利用公用电话网实现,采用电路交
换方式,将传真机双方临时用电路接通,传完以后再释
放电路。这种信息传递方式不适合大业务量的通信需要。

传真存储转发(Fax Store & Forward)是一种具有存储转
发功能的非实时性的传真通信。传真存储转发利用计算
机存储的功能,先将发方的传真报文存储到主机里,然
后通过现代化的通信网(传真网和电话网),将传真报
文转发到被叫传真机上。

可视图文

可视图文(Videotex)是面向电话网上用户的交互式信息服务
新业务。它利用中国公用分组交换数据网,把分布在全国
各地的公用数据库和专用数据库组织起来,向用户提供检
索型、交易型、计算和信息处理型业务。

用户检索可视图文信息库,需要购买或租用一台可视图文
专用终端,或购买一块可视图文卡,插入自己的PC机组成
一个通用可视图文终端,通过电话线接入可视图文数据库。






•
•

宽带业务
宽带通常与一个特定的速度或一套服务联系在一起,它是
能够满足人们感观所能感受到的各种媒体在网络上传输所
需要的带宽。
目前宽带业务具有XDSL、ADSL、以太网接入、无线接入
等几种接入方式。
宽带业务的特点
宽带高速接入业务
XDSL系列接入业务
ADSL业务
VDSL业务
FTTX+LAN接入方式

VSAT

VSAT(VERYSMALL APERTURE TERMINAL),即
“甚小天线地球站”。由于源于传统卫星通信系统,所以
也称为卫星小数据站或个人地球站(IPES)。

VSAT是80年代中期利用现代技术开发的一种新的卫星通
信系统。借助VSAT用户数据终端可直接利用卫星信道与
远端的计算机进行联网,完成数据传递、文件交换或远程
处理,从而摆脱了本地区的地面中继线问题,这在地面网
络不发达、通信线路质量不好或难于传输高速数据的边远
地区,使用VSAT 作为数据传输手段是一种很好的选择。
目前,广泛应用于银行、饭店、新闻、保险、运输、旅游
等部门。

固网短信业务

所谓固网短信业务,就是利用现有的固定电话网,向固定电
话用户提供多种信息服务,目前主要包括信息查询和短消息
两大类。

2001年11月,中国电信在全国推出“家家E固话短消息业务”。
普通固定电话用户申请此业务,并购买专用的信息电话后,即
可获得信息、娱乐、商务以及电信服务等多种信息源。使用
“家家e”,用户不仅可以打电话,而且还可通过简单的菜单
式操作,获得短消息互发、短消息点播和短消息订阅等服务。
 固网短信业务主要功能
(1)发送短信:用户使用信息电话机,通过简单操作,可
与其他固定电话用户、移动短消息用户之间发送(或接受)短
消息,还可接受因特网用户发送的短消息。
(2)信息定制/点播:客户可在因特网上或在信息电话机菜
单的引导下,根据需要选择点播或定制信息后,即可在预
定的时间收到所需要的信息内容。
(3)附加服务:特色铃声下载、话单查询等。
(4)群发功能:系统管理员或系统操作员可以定期向所有
用户发送如电信服务信息、催缴话费通知、社区信息服务
等信息。
(5)其他扩展功能:简单交互式服务,如股票交易、电话
ICQ等;多人游戏;投票类服务,如抽奖活动、竞猜热线。

固网短信业务资费
开户费10元,月使用费10元(其中含来电显示使用
费6元)。短消息发送每条0.08元,信息订阅和信息点
播每条0.05元。
数据通信网通信质量与服务质量

数据通信网通信质量
1、数据通信质量

数据网通信的通信质量主要指数据通信的有效性和可靠性。

传码率

传信率(比特串)

频带利用率

误码率

误信率
2、各类数据通信网业务的质量指标











分组交换数据业务
呼叫建立时延
数据分组传输时延
虚连接的吞吐量
来去呼叫接通率
网络的可用性
帧中继业务
帧传输时延
帧丢失率
残余错帧率
网络可用性

数字数据业务

端到端数据传输比特差错率
端到端数据传输时间
网络可用性






因特网接入业务
接入服务器忙时接通率
本地用户接入认证平均响应时间
接入服务器认证成功率

数据网业务服务质量
1、预受理时限
2、装机、移机入网时限
3、数据通信设备障碍修复时限
4、出租电路服务质量
(1)预受理时限
(2)电路开通时限
(3)障碍修复时限

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