7 第七章 网络与通信自动化系统设计.ppt

第7章 网络与通信自动化系统设计,2,本章主要内容,7.1 通信网概述 7.2 业务网 7.3 接入网 7.4 支撑网——电信管理网（TMN） 7.5 智能建筑通信网络系统 7.6 智能小区网络系统设计方法,3,通信系统是智能楼宇的核心，而构成方便快捷的网络又是通信系统的核心 通信网络系统包括数字程控交换机PABX、无线通信系统、卫星通信系统、有线系统、广播系统、电视会议系统等 它是建筑物内语音、数据、图像传输的基础，又与外部通信系统（综合业务数字网、公用网、Internet等）相连，可确保建筑物内外信息的畅通4,7.1 通信网概述,7.1.1 通信网的类型,传送网:,支撑网:,5,1.业务网技术 业务网是向用户提供诸如、电报、、数据、图像等各种电信业务的网络 在传送网的节点上安装不同类型的节点设备，则形成不同类型的业务网 业务节点设备主要包括各种交换机（电路交换、X.25、以太网、帧中继、ATM等交换机）、路由器和数字交叉连接设备（DXC）等7.1.2 通信网络的支撑技术,6,业务网包括通信网、电报通信网、电视网、数据通信网、计算机通信网、多媒体通信网和综合业务数字网等其中交换设备是构成业务网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。

交换设备的交换方式可以分为两大类：电路交换方式和分组交换方式7,8,2.传送网技术,传送网是一个庞大复杂的网络，由许多的单元组成，完成将信息从一个点传递到另一个点或另一些点的功能，如传输电路的调度、故障切换、分离业务等 从物理实现角度看，传送网技术包括传输媒质、传输系统和传输节点设备技术 另外不同类型的业务节点可使用一个公共的用户接入网，实现有业务节点到用户驻地网的信息传送，因此可将接入网看成是传送网的一个组成部分9,10,3.支撑网技术,支撑网是使业务网正常运行，增强网络功能，提供全网服务质量，以满足用户要求的网络支撑网包括信令网、同步网和电信管理网11,,某智能大厦通信网络系统图,12,7.2 业务网,7.2.1 通信网 通信网是目前覆盖范围最广，业务量最大的网络由于供求关系的相互促进，使得通信网发展速度不断加快，功能不断增强，设备不断更新，业务不断扩展其核心是交换设备，通过它组成的以传输话音为主的专用通信系统，以保证有效地为用户提供现代化的信息服务13,通信网的基本构成 （1）终端设备（机）是通信网构成的基本要素，主要完成通信过程中电、声和声、电转换任务，为通信用户所拥有 （2）交换设备：它是系统的核心，主要用来将任意两个终端用户进行相互续接。

主要功能是完成的接入，转接和话路的分配 （3）传输设备：它是交换设备的连接媒介，是信息和信号的传输通路通信网的组成,14,通信网的分类 （1）按通信传输手段分，有有线通信网、无线通信网、卫星通信网等多种形式 （2）按使用范围分，有接入、本地、长途、国际等多种形式 （3）按通信服务对象分，有公用通信网（PSTN）和专用通信网两种形式 （4）按传输媒介分，有固定和移动两种形式 （5）按传输形式分，有模拟和数字两种形式15,程控用户交换机（PABX） 程控用户交换系统接口配置图,16,17,7.2.2 数据通信网 从广义而言，数据通信也就是计算机通信，从而形成的数据通信网也就是计算机通信网 与通信相比，数据通信有如下特点： （1）数据通信是人－机或机－机通信，计算机直接参与通信 （2）数据传输的准确性和可靠性要求高 （3）传输速率高，要求接续和传输响应时间快 （4）通信持续时间差异大18,数据通信网的分类 数据通信网大致分为以下几个业务网： 分组交换网（X.25网）、 数字数据网（DDN）、 帧中继网、 异步传送模式（ATM）网等19,7.2.3 宽带综合业务数字网综合业务数字网（ISDN） 综合业务数字网是以网、IDN为基础发展而成的网，它提供用户端对端的数字连接，用来提供包括语音和非语音业务在内的多种业务。

ISDN概念中的业务综合的核心是从用户端出发，建立了一套标准的用户和网络接口（UNI）协议体系，同时给出了各ISDN之间互联的NNI接口，这样，非常简单地统一了开发标准,20,,ISDN概念模型,21,在ISDN概念模型中，各种业务类型分为两级 （1）基本速率接口（BRI）（见图7-6），该速率由两个承载信道和一个数据控制信道构成，称为2B＋D，其中B为标准PCM速率（64kbit/s），D为16kbit/s该速率适用于家庭或小型企业需要 （2）基群速率接口（PRI），该速率支持T1（23B＋D，1.544Mbit/s）和E1（30B＋D，2.048Mbit/s）适用于大容量用户或集团用户其中T1主要适用于日本和北美地区，E1适用于欧洲和中国等地区22,ISDN提供了如下各类的标准设备： TE1，ISDN标准终端设备； TE2，非标准ISDN终端设备； NT1，网络终端1，标志本地线路的物理终结，具有用户传输线终端和用户网络接口（UNI）功能； NT2，网络终端2，可以是PABX或局域网LAN； TA，终端适配器，完成非标准设备到ISDN速率的匹配及协议转换 以上各类设备间的连接接口称为参考点,23,,ISDN功能设备定义及参考点示意图,24,R参考点，位于非标准ISDN设备（TE2）和TA间； S参考点，位于标准用户终端和NT2间； T参考点，位于NT1和NT2间； U参考点，只适用于北美地区，位于NT1和线路终端设备间。

25,ISDN相对传统电信网有很多的优点： 不同的业务可以通过相同的物理电路进行连接，增加新业务方便 由于采用了公共信道信令（CCS），不同业务的呼叫建立相互独立，且快速方便，更有效的利用了链路资源；支持话音和各种非话音增值业务，如主叫识别、呼叫转移、可视、会议等 采用了统一的标准用户网络接口UNI26,宽带综合业务数字网（B-ISDN） 宽带综合业务数字网是在综合数字网（ISDN）的基础上发展起来，可支持任意速率的，从语音、数据到视频业务的ISDN，简称B-ISDN与N-ISDN（窄带综合业务数字网）支持速率低于2.048Mbit/s的业务、传递方式和媒介主要是以PDH和双绞线为基础相比，B-ISDN支持速率高于1.5Mbit/s的业务，传递方式以ATM、SDH通过光缆媒质传输为基础27,,发展初期B-ISDN的网络结构图,28,初期的B-ISDN是由三个网结合而成第一个网是以交换与接续为主，并把静止图像和低速数据综合一体的电路交换网，当前以通信业务为主，即是以传输速率64kbit/s作为此网的基础，称为64kbit/s网；第二个网是以存储交换型的数据通信为主体的分组交换网它具有灵活的多元业务量处理的特性；第三个网是以异步转移方式（ATM）构成的宽带交换网，它是电路交换与分组交换的组合，它能实现语音、高速数据和活动图像的综合传输。

29,现阶段B-ISDN结构引入了智能，由智能网络控制中心管理三个基本网：第一个网是由电路交换与分组交换组成的全数字化综合传输的64kbit/s网；第二个是由异步转移方式（ATM）组成的宽带全数字综合网，将由智能网络控制中心管理，它被称为智能宽带ISDN；第三个是光交换方式多频道广播电视网，更多地是处理电视及多媒体信息30,,现阶段B-ISDN结构图,31,从B-ISDN的发展及B-ISDN的网络结构可以看出，实现B-ISDN的关键在于宽带交换技术从目前的研究成果和研究方向来看，光交换技术和ATM技术是实现B-ISDN的关键32,7.3 接入网,通信网与计算机数据网是两个相互联系，但又不同的网络前者主要服务于话音业务的网络，包括核心网和接入网；后者是主要服务于新型数据业务的网络，包括核心网、骨干网、接入网三部分二者随着业务的发展、技术的成熟和政策的完善而日益相互融合 接入网是通信网和计算机数据网的一个重要组成部分，是用户与通信网络相连的直接接口 接入网贴近用户，通常称为“最后一公里的问题”33,7.3.1 接入网的概念,接入网是指本地交换机与用户端设备之间的传输系统 ，由业务节点接口和用户网络接口之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）组成。

它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网，通过Q3网络管理接口进行配置和管理，可以包含复用、交叉连接和传输功能34,根据ITU-T建议，其功能结构如图所示从图中可以看出ITU-T定义了三个接口，即用户网络接口（UNI）、业务节点接口（SNI）和管理接口 接入网中，用户终端通过用户网络接口（UNI）连接到接入网，接入网通过业务节点接口（SNI）连接到业务节点（SN），通过Q3接口连接到电信管理网（TMN）35,业务节点是提供接入到各种交换和/或分交换电信业务的网元业务节点接口是提供用户接入到业务节点之间的接口，网络侧经由业务节点接口与业务节点相连 业务节点接口包括接入网与业务节点相连的标准化V接口以及高速以太网接口或其他开放接口 业务节点接口有模拟接口（称之为Z接口）和数字接口（称之为V接口）36,接入网的物理参考模型如图所示37,其中，馈线段对应于综合布线系统中的端局到设备间主配线架，配线段对应于布线系统中主配线架到楼层配线架，而引线段对应于水平布线系统，即楼层配线架到用户工作区的信息插座上38,接入网的种类,,,,,,,,,,39,,某智能大楼的网络构成示意图,40,7.3.2 有线接入网,1.铜线接入网 多年来，通信网主要采用铜线（缆）用户线向用户提高传送的业务。

充分利用这些铜线的主要手段就是数字化最初是采用线对增容技术，如利用窄带ISDN技术，在铜缆中的每一对线上都开通了64kbit/s的话路或数据；开发0+2、0+4等线对增容设备，提高铜线的利用率为了进一步提高铜线传输速率，开发了数字用户线（DSL）技术，以解决高速率数字信号在铜缆用户线上的传输问题41,xDSL是DSL（Digital Subscriber Line）接入技术的总称xDSL采用现代数字信号处理器和数字编码调制技术，利用双绞线的频带资源，实现话音和数字信号的双向点到点的高速传输 xDSL按上行、下行速率是否一样分为对称型DSL和非对称型DSL两类42,对称型DSL（主要有HDSL、SDSL和MVL等）的上行和下行的速率相同非对称型DSL（主要有ADSL、VDSL、RDSL等）的下行信道速率远大于上行信道速率，主要用于因特网高速接入、视频点播等下行速率远大于上行速率的应用其中ADSL技术目前最为成熟43,HDSL,（1）HDSL基本概念HDSL（高比特率数字用户线）是数字用户线技术的一种，是ISDN基本速率DSL传输技术的发展和延伸，它利用现有的线铜缆用户线中的两对或三对双绞线来提供全双工的1.5Mb/s（T1）/2.048Mb/s（E1）数字连接能力。

HDSL传输技术主要采用现代数字通信的自适应均衡、自适应回波抵消技术和线路编码技术44,HDSL的主要特点： ①传输速率：能提供1.5Mbps和2Mbps的传输能力； ②传输距离：在无中继器的情况下，0.4~0.6mm线径的铜线电缆传输距离可以达到3~5km； ③传输准确度：HDSL传输误码率可达到10-10，可以满足绝大数传输精度要求； ④安装设计：HDSL无需中继器，简化了工程设计、安装和线路维护，同时也降低了运营成本45,（2）HDSL系统主要技术及组成HDSL采用2B1Q线路编码，使得编码后的线路信号的带宽只有以前PCM码流信号带宽的一半，使信号抗干扰能力大为增强；采用全双工传输方式进一步减小了带宽，使得在每一个方向上的速率减小了一半这样，通过线路编码和全双工传输技术的有效应用，信号带宽减小了3/4，线路中信号衰减大幅度减小。