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1、第6章 多媒体通信网络技术,概 述,多媒体服务多媒体通信传统网络要求？,多媒体通信对传输网络的要求,网络对多媒体通信的支持,多媒体通信协议,总结,1,2,3,4,内 容,多媒体通信对传输网络的高要求缘于：多媒体数据的海量性 存储、传输多媒体数据的集成性 Multi-.多媒体数据的交互性 双向通道多媒体数据的实时性 多媒体数据的同步性 约束关系,6.1 多媒体通信对传输网络的要求,吞吐量有效的网络带宽定义为物理链路的数据传输数率减去各种传输开销反映的是网络所能传输数据的最大极限容量表示方法单位时间内处理的分组数或比特数习惯上将网络的传输速率等同吞吐量(实际吞吐量),多媒体传输网络的性能指标,多媒
2、体通信吞吐量的需求网络传输速率：网络带宽不足时会产生拥塞，导致延迟增加，并造成数据丢失。接收端缓冲容量：容量太小时易产生数据溢出、数据分组丢失。数据流量：非实时数据的传输,运动图像质量参数每秒帧数每幅图像分辨率视频的服务质量等级高清晰度电视（HDTV）质量演播室数字电视质量广播电视质量录像机（VCR）质量会议电视质量,视频对网络带宽的需求,视频对网络带宽的需求,声音的质量等级电话质量话音高质量话音CD质量的音乐，双声道的立体声5.1声道立体环绕声,声音对网络带宽的需求,延时体现：多媒体通信的实时传输网络传输延时定义信源发出最后一个比特到信宿接收到第一个比特之间的时间差组成信号在物理介质中的传播
3、延时数据在网中的处理延时,多媒体传输网络的性能指标,端到端的延时信源数据准备好而等待网络接收的时间信源传送这组数据的时间网络的传输延时,延时抖动网络传输延时的变化，即不同数据包延时之间的差别度量一段时间内最大和最小的传输延时之差,多媒体传输网络的性能指标,产生的原因传输系统引起的 金属导体共享传输介质的局域网引起的 介质访问时间不同广域网引起的 流量控制的等待时间以及节点拥塞引起的排队延时的变化结果对实时通信中多媒体的同步造成破坏影响音视频播放质量 人耳对音频的抖动比视频更敏感,延时抖动,延时抖动,实际的多媒体应用对延时抖动的要求：,错误率度量方式误码率：传输过程中发生误码的码元个数与传输的总
4、码元数之比包错误率：传输过程中发生差错的包与传输的总包数之比包错误：同一个包两次接收、包丢失或包的次序颠倒包丢失率：由于包丢失引起的包错误原因：网络拥塞包传输延时过长被接收端丢弃,多媒体传输网络的性能指标,数据比活动的音视频对误码率要求更高，Ex：银行转帐的传输音视频误码率可以放宽已压缩的音视频比未压缩的对误码率要求更高,错误率,错误率,服务质量,服务质量QoS（Quality of Service）ITU将QoS定义为决定用户对服务的满意程度的一组性能参数；确定性描述：QoS参数=Lower_bound;统计性描述：ProbQoS参数=Prob_bound;ProbQoS参数=Lower_b
5、ound=Prob_bound.,QoS描述参数：吞吐量传输延时延时抖动错误率通量连接失败率传输失败率优先级成本,网络QoS的保障机制：用户向网络提交QoS参数描述，提出对网络资源的需求；网络在会话中保障用户提出的QoS要求，进行性能监控，动态调整资源的分配；当资源不能保障需求时，要通知有关用户。,6.2.1 多媒体通信网络的现状电路交换网络两个终端在通信之前建立起一条实链，在通信中自始至终使用该条链路进行数据传输且不允许其他终端同时共享该链路。面向连接的网络：PSTN公用电话网,6.2 网络对多媒体通信的支持,电路交换网络优点网络能够提供固定路由，保障固定的比特率，传输延时短，物理抖动，有利
6、于实时传输缺点不支持组播,存储-转发网络以分组作为传输的基本单位先将分组存储，根据分组头信息进行路由选择，确定路径后在空闲时将分组发出虚电路：主叫和被叫间建立的逻辑连接，不独占线路和交换节点的资源以太网、IP网,存储-转发网络优点复用效率高，可省去由呼叫建立产生的延时缺点网络性能不确定性传输延时受网络负荷的影响较大，延时抖动大,传统IP网IP城域网ATM广域网下一代网络,基于IP寻址的多媒体计算机通信网,网络设备及网络结构IP网起源于因特网网络互联/数据通信网络之间如何实现物理连接？彼此间如何通信？如何解决它们协议的差别？如何处理速率与带宽的差别？解决：网络连接设备协调与转换,6.2.2 IP
7、 网,中继器问题：信号在物理介质中随传输距离增加而逐渐变弱作用：将已经变弱失真的信号接收下来进行放大再生，然后重新送到网络上继续传输工作在OSI中的物理层,集线器多端口中继器将收到的任意端口的信息包广播发送到其他所有端口。缺点：连接的计算机较多时，传输效率会大大下降,网桥工作在数据链路层可实现链路层及以下层的协议转换主要用于连接同构型局域网（采用相同传输协议的网络）对数据包具有过滤功能：检测MAC地址以确认是否属于本网桥连接的网段,路由器工作在网络层可实现网络层及以下层的协议转换不仅用于局域网间的互连，更主要的是用于局域网与广域网、广域网与广域网之间的互连主要功能路由选择：按规则与其他网络设备
8、交换拓扑信息转发：将IP包从一个端口转发到目的端口,路由器同样有过滤数据包的功能不同的是它使用IP地址而不是MAC地址来决定是否过滤,网关用于连接异构型网络可实现协议转换、数据格式编换和信息速率变换的功能，使连接的两个网络互通网络层的网关就是路由器,网卡网络接口卡每个网卡都有唯一的网络节点地址MAC，共48位，是计算机的物理地址工作原理：接收上层协议的数据包，经封装(增加同步信息)形成数据帧后通过物理介质传输。,网卡,若干子网通过网关或路由器连接在一起的网络,IP网络结构,站,站,路由器,站,广域网,IP地址=网络地址+主机地址,编址与域名系统,标识接入因特网的网络,标识该网络中的主机,由In
9、ternet注册管理机构分配,由网络管理机构分配,确保主机地址的唯一性,IP地址=X.X.X.X X：8bit,IP地址格式,在Ipv4中，IP地址由四个八位域（叫作octets）组成用二进制格式时共有32位组成，为了方便记忆，用点号每八位一分割，称为点分十进制。如：点分十进制：131.107.1.1 193.1.1.200二进制：11001100.10000001.00001000.11101100,Internet 组织定义了5种IP地址类，以容纳不同大小的网络。Microsoft TCP/IP支持赋予主机的A，B，C类地址。地址类定义了哪些位于用于网络ID，哪些位用于主机ID，它同时也定
10、义了可能的网络数目及每个网络中的主机数。,地址类型,各类地址的起止范围,地址类型,A类A类地址用于主机数目非常多的网络。A类地址的最高位为0，接下来的7位完成网络ID，剩余的24位二进制位代表主机ID。A类地址允许126个网络，每个网络大约一千七百万台主机;第一个八位体是1-126。127是一个特殊的网络ID，是用来检查，TCPIP协议工作状态。,地址类型,B类B类地址用于中型到大型的网络。B类地址的最高位为10，接下来的14位完成网络ID，剩余的14位二进制位代表主机ID。B类地址允许16384个网络，每个网络大约65000台主机;第一个八位体是128191。,地址类型,C类C类地址用于小型
11、本地网络。C类地址的最高位为110，接下来的21位完成网络ID，剩余的8位二进制位代表主机ID。C类地址允许大约二百万个网络，每个网络有254台主机；第一个八位体是192223。,地址类型,D类D类地址用于多重广播组。一个多重广播组可能包括1台或更多主机，或根本没有。D类地址的最高位为1110;第一个八位体是224239。剩余的位设计客户机参加的特定组。在多重广播操作中没有网络或主机位，数据包将传送到网络中选定的主机子集中。只有注册了多重广播地址的主机才能接收到数据包。Microsoft支持D类地址，用于应用程序将多重广播数据发送到网络间的主机上，包括WINS和Microsoft NetSho
12、w。,地址类型,E类E类是一个通常不用的实验性地址：它保留作为以后使用。E类地址的最高四位通常为11110；第一个八位体是240247，248254 无规定。,地址类型,地址类型,主机ID与网络ID的规则：不能全为“0“或“255“NID不能为“127“唯一性,编址,编址举例,0.0.0.0未知主机（只作源地址）255.255.255.255任何主机（只作目的地址）有限广播A255255255 直接广播BB255255 直接广播CCC255 直接广播193.1.1.255C类网络193.1.1中的任何主机（只作目的地址）直接广播193.1.1.3 C类网络193.1.1中编号为3的主机193.
13、1.1.0 C类网络号为193.1.1的网络ID0.0.0.3“本网络”中编号为3的主机（只作源地址）255.255.0.0 掩码127.0.0.1本机,子 网,子网是一个逻辑概念，子网中各主机的NetID是相同的。网段是一个物理概念，是指在物理上独立的一段网络。子网与网段之间，可以是多对多的关系。划分子网（subnetworking）的好处：混合使用多种技术，如以太网和令牌网克服已有技术的缺陷，如超过每段中最大主机数目通过对交通重定向和减少广播来减少网络阻塞,将IP地址的各位，NetID全改为1，HostID全改为0，则是子网掩码。与IP地址进行“与”或“and”运算，用来分辩网络ID和主机
14、ID其中“1”是通道，“0”是塞子,子 网 掩 码,标准子网掩码A类：255.0.0.0B类：255.255.0.0C类：255.255.255.0,子 网 掩 码,例1：IP地址是131.107.33.10，子网掩码是255.255.0.0,131.107.33.10 1 0 0 0 0 0 1 1.0 1 1 0 1 0 1 1.0 0 1 0 0 0 0 1.0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 1.0 0 0 0 0 0 0 0.0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1.0 1 1 0 1 0 1 1.0 0
15、0 0 0 0 0 0.0 0 0 0 0 0 0 0 网络ID 131.107.0.0 主机ID 0.0.33.10,子 网 掩 码,例2：IP地址是193.1.1.200，子网掩码是255.255.255.0,193.1.1.200 1 1 0 0 0 0 0 1.0 0 0 0 0 0 0 1.0 0 0 0 0 0 0 1.1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 1.0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1.0 0 0 0 0 0 0 1.0 0 0 0 0 0 0 1.0 0 0
16、 0 0 0 0 0 网络ID 193.1.1.0 主机ID 0.0.0.200,子 网 掩 码,非标准子网掩码借用主机ID充当网络ID的方法。A类：255.240.0.0B类：255.255.252.0C类：255.255.255.224规则：子网ID与主机ID不能全为“0”（无借位）或“1”（与掩码一样）例如：IP地址是131.107.33.10，子网掩码是255.255.224.0,131.107.33.10 1 0 0 0 0 0 1 1.0 1 1 0 1 0 1 1.0 0 1 0 0 0 0 1.0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1
17、1 1 1.1 1 1 0 0 0 0 0.0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1.0 1 1 0 1 0 1 1.0 0 1 0 0 0 0 0.0 0 0 0 0 0 0 0 网络ID 131.107.32.0 主机ID 0.0.1.10,子 网,例1：网络192.168.10.1，子网掩码是255.255.255.224。网络.网络.网络.子网掩码主机 字节(8位).字节(8位).字节(8位).字节(8位)2726252423222120.2726252423222120.2726252423222120.27262524232221201 1 1 1 1 1 1
18、 1.1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 1 1 1 1 1.1 1 1 0 0 0 0 0,子网域,新主机域,子网掩码还可用1的位数表示,如上例可写成192.168.10.1/27,子 网,例2：网络193.1.1.0，子网掩码是255.255.255.224。问：这个子网可划分几个子网，每个子网的主机ID范围是什么？解析：子网193.1.1.32 有效IP从193.1.1.33到 193.1.1.62子网193.1.1.64 有效IP从193.1.1.65到 193.1.1.94子网193.1.1.96 有效IP从193.1.1.97到 193.1.1.126子网193.1.1.1
19、28 有效IP从193.1.1.129到 193.1.1.158子网193.1.1.160 有效IP从193.1.1.161到 193.1.1.190子网193.1.1.192 有效IP从193.1.1.193到 193.1.1.222,子 网,例3：网络131.107.0.0，子网掩码是255.255.224.0。问：这个子网可划分几个子网，每个子网的主机ID范围是什么？解析：子网131.107.32.0 有效IP从131.107.32.1到131.107.63.254子网131.107.64.0 有效IP从131.107.64.1到131.107.95.254子网131.107.96.0
20、有效IP从131.107.96.1到131.107.127.254子网131.107.128.0 有效IP从131.107.128.1到131.107.159.254子网131.107.160.0 有效IP从131.107.160.1到131.107.191.254子网131.107.192.0 有效IP从131.107.192.1到131.107.223.254,划分子网使得IP地址具有一定的内部层次结构,既能充分利用IP地址空间,又能适应各种现实的物理网络。数字型地址，不易记忆域名系统DNS Domain Name System域名服务器：将域名与数据包实际传送时使用的IP地址相对应,子
21、网,IP网的基本传送单元：IP数据包数据包的传送：封装到网络帧以比特流的形式在物理网络中传输,数据格式,数据包头 数据包数据区,帧头 帧数据区,不同的物理网络传输的数据帧大小不同最大传输单元MTU：一个物理网络中可以传输的最大数据帧在MTU较小的网络中，数据包采用分片机制进行分装将数据包分成若干片，每一片分别进行传输，待片到达目的主机后再重组成完整的数据包。,数据格式,IP数据包的格式见图6-16,IP数据包格式,IP包如何确定通过哪条路径可将信息送达目的地？路由选择路由器根据路由选择协议确定到达目的地网络最佳的路径，并将信息存在路由表中路由表包含网络地址、距离等信息距离的度量内容：跳数：IP
22、包到达信宿网络所通过的路由器的数目带宽：链路的传输速率开销：传输所需花费/综合各种因素后由网络管理员指定的单位,路由选择,建立若干路由表，使路由器能够了解整个网络的逻辑拓扑，在需要的时候就能估算出通往目的网络的最佳路由。协议的核心是路由选择算法距离矢量路由选择算法链路状态路由选择算法,路由选择协议,每个路由器周期性地向它的邻居路由器广播自身整张路由表的拷贝，邻居路由器根据这个拷贝增加距离矢量，并据此对本地路由表进行更新，再转发给与之相连接的其他邻居网络中的每个路由器由此获得整个网络的拓扑信息,距离矢量路由选择算法,例：简单IP网,距离矢量路由选择算法,-路由器-端口,网络,网络,常用协议：RI
23、PIGRP,距离矢量路由选择算法,最短路径优先 SPF(Shortest Path First)路由器之间互相交换链路状态公告LSA，公告中包含该路由器的相邻路由器名称和链接开销。网络中的路由器会得到其他所有路由器的公告，并将这些信息记录在数据库中，从中获得整个网络的拓扑信息，以便根据最短路由优先原则建成SPF树。树根：本路由器节点：其他路由器树枝：连接路由器的网络,链路状态路由选择算法,触发式更新：网络拓扑结构发生变化时，首先知道此变化的路由器向其他路由器发送LSA数据包，或者将LSA发送给一个指定的路由器，由它负责向所有路由器进行更新，从而保证全网路由器所包含信息的一致性。常用协议：开发最
24、短路径优先OSPF协议,链路状态路由选择算法,获得拓扑信息方式不同距离矢量路由选择：由邻居路由器的路由表获得全网拓扑结构的信息，而没有远端网络的特定信息链路状态路由选择：收集所有路由器的LSA以获得远端路由器的全部信息,两种算法的比较,确定最佳路径的原则不同距离矢量路由选择：路由器通过增加从邻居处获得的信宿网络地址的距离值作为最佳路径链路状态路由选择：路由器通过收集全网的拓扑信息，根据最短路径优先原则，独立计算出到达信宿网络的最短路径,两种算法的比较,收敛速度不同当网络中所有路由器的路由表都能一直反映网络拓扑结构时，称网络已收敛距离矢量路由选择：路由信息逐级传递，收敛速度慢链路状态路由选择：触
25、发式更新，收敛速度快,两种算法的比较,网络太大就会出现收敛慢、刷新开销太大，最终整个网络将难以运行如何解决？,自治域,在一个独立的技术部门管理下的网络的集合一个自治域内的所有路由器使用同一个内部协议和度量值自治域间的相互寻址依靠的路由选择协议称为外部网关协议，常用的是BGP；内部使用的则是内部网关协议：IGP。,自治域,自治域示例见图6-10,尽力而为的、无连接的网络注重的是传输效率而不是质量，不提供QoS网络拥塞时过剩的数据包将被丢弃存储-转发机制会产生传输时延抖动，不利于多媒体信息的实时传输,IP网的特点,网络范围大小局域网LAN:1Km城域网MAN：大中城市广域网WAN：各城市间的网络,
26、IP网的分类,城市范围内的宽带多媒体通信网络,6.2.3 IP城域网,可管理、可扩展的分层结构核心层：网内信息的高速传送与交换，实现与其他网络的互联互通汇聚层：信息的汇聚和分发，实现用户网络管理接入层：为用户提供具体的接入手段,核心层：将多个汇聚层连接起来，为汇聚层网络提供数据的高速转发，同时实现与CNCnet骨干网络的互联，高速IP数据出口。骨干层网络结构重点考虑可靠性、可扩展性和开放性。核心层拓扑图见图6-12,IP城域网,汇聚层：完成本地业务的区域汇接，进行带宽和业务汇聚、收敛及分发，并进行用户管理，通过识别定位用户，实现基于用户的访问控制和带宽保证，以及提供安全保证和灵活的计费方式。提
27、供到小区、到大楼的百兆、千兆中继端口，也可通过光缆延伸至有业务需求的县城汇聚层设备连接图见图6-13,IP城域网,接入层：通过各种接入技术和线路资源实现对用户的覆盖，并提供多业务的用户接入，必要时配合完成用户流量控制功能 有线接入、无线接入双绞线接入、同轴线接入局域网、专线接入,IP城域网,ATM(Asynchronous Transfer Mode)顾名思义就是异步传输模式,是国际电信联盟ITU-T制定的标准。ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。ATM信元是固定长度的分组，共有53个字节，前面5个字节为信
28、头，主要完成寻址的功能；后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户、不同业务的信息。话音，数据，图象等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式。由于ATM技术简化了交换过程，去除了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式，所以ATM交换速率大大高于传统的数据网。,城域网骨干传输技术,城域网骨干传输技术,ATM交换支持不同的传输媒体（双绞线、同轴电缆和单模/多模光纤），提供不同的传输速率（25mbps、45mbps、155mbps625mbps）;可以组建不同规模的网络（局域网和广域网），同时支持数据、数字化语音/图象的传输，针对不同应用对数据
29、传输可靠性和实时性的需求，采用了不同的处理策略。ATM交换以信元为单位，并在信元中增加了可丢弃标识和优先级，并支持带宽预约，确保具有实时性要求的数据可以优先传递；同时ATM交换机简化差错控制和流量控制的功能，减少结点处理延时，使得传输速率可达gbps的数量级。,IP Over ATM（POA）IP与ATM的结合充分发挥ATM支持多业务、提供QoS的技术优势解决传输速率问题提高网络性能降低设备成本增加管理性提高可扩展性,城域网骨干传输技术,IP Over ATM的基本原理在ATM层将IP数据包全部封装为ATM信元，并以信元形式在信道中传输网络中交换机接到一个IP包时，根据包的IP地址进行路由地址
30、处理按路由进行转发，建立虚电路VC，使IP数据包在此VC上按直通方式进行传输,城域网骨干传输技术,IP Over ATM的特点使IP网络具有ATM的功能，既提高服务质量又保障网络高可靠性适用于多业务，具有可扩展能力需对ATM交换机的呼叫处理能力提出要求封装开销较高，信息传输效率相对较低,城域网骨干传输技术,SDH简介,SDH是一种同步的数字传输网络。所谓同步，是指其复接的方式采用同步复接，其各支路的低信号是互相同步的。它的传输速率分级称为同步传输模块STM（Synchronous Transport Module）其中STM-1的传输速率为155.520Mb/s，STM-4的传输速率为622.
31、080Mb/s，STM-16的传输速率为2488.320Mb/s，STM-64的传输速率为9953.280Mb/s。,IP Over SDH（POS）直接以SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络基本原理使用点到点协议（PPP）将IP分组插入PPP帧中的信息段，完成IP数据包的封装用HDLC协议对封装后的PPP帧进行定界，进而形成HDLC帧由SDH通道层的业务适配器将封装的HDLC帧映射到SDH的净负荷中经过SDH传输层、复用段和再生段层，并插入各种需要的管理开销，从而形成完整的SDH帧结构，以便在光纤中传输,城域网骨干传输技术,IP Over SDH的特点省掉了ATM层，从而保留因特网的无连
32、接特性，简化了网络体系结构，提高了传输效率，降低了成本，易于兼容和互联有利于实施多路广播方式能利用SDH自身的环路自愈功能提高网络稳定性不适于多业务平台，可扩展性不理想无法提供较好的QoS,城域网骨干传输技术,IP over ATM 与 IP over SDH比较,协议开销与带宽效率：IP over ATM 开销在20%以上。相比IP over SDH一般只有5%左右。但SDH链路带宽是独占不能共享，相反，IP over ATM可通过ATM的VP/VC连接共享网络带宽。QoS：服务质量与延时，抖动，带宽有关。ATM 具有业务分类，排队机制，带宽管理和拥塞控制等，在这方面有独特的优势。而IP本身
33、在这方面虽有QoS等方案，但其在广域网中并不能真正保证QoS。,IP over ATM 与 IP over SDH比较,寻址和路由：ATM网络具有完整的寻址和路由连接功能。IP over SDH中PPP本身无寻址和路由能力，网间必须配置点到点链路及冗余链路。容错性能：ATM提供了从故障链路和交换机恢复的能力。SDH具有光纤被切断时的保护切换能力。而ATM运行在SDH上时，也可享有这种能力。,IP over ATM 与 IP over SDH比较,通过以上的分析比较，我们可以发现，在高性能、宽带的IP业务方面，IP over SDH技术由于去掉了ATM设备，投资少、见效快而且线路利用率高。因而就
34、目前而言，发展高性能IP业务，IP over SDH是较好选择。而IP over ATM技术则充分利用已经存在的ATM网络和技术，发挥ATM网络的技术优势，适合于提供高性能的综合通信服务，因为它能够避免不必要的重复投资，提供Voice、Video、Data等多项业务，是传统电信服务商的较好选择。,IP Over WDM传统电信网的缺陷进一步扩展带宽受限严格的定时要求导致设备复杂、高成本不适应数据的突发性和不对称性，效率低环形网络结构，节点有限业务准备时间长，不适应数据业务多变的要求自愈恢复备用环路浪费资源,城域网骨干传输技术,IP Over WDM的基本原理在发送端对不同波长的光信号进行复用将
35、复用信号送入光纤传输在接收端利用解复用器将光信号分开，送入终端实现IP数据包在多波长光路上的传输,城域网骨干传输技术,IP Over WDM的特点省去了ATM、SDH,简化了层次，减少了网络设备和功能重叠，降低网管复杂度将IP数据直接放到光路中传输，充分利用光纤的带宽资源，极大提高了带宽和相对传输速率对传输码率、数据格式及调制方式透明,城域网骨干传输技术,多业务传送平台MSTP随着光传输技术，特别是密集波分复用(DWDM)技术以及宽带IP应用的逐步发展成熟，太比特(Tbps)路由交换机和160波DWDM系统已进入商用化，这使得骨干通信网络传输速度大幅度提高，已经达到Tbps的数量级。同时各种宽
36、带接入技术也有了相当迅速的发展，终端用户10M/100M的接入带宽需求已不见鲜。,城域网骨干传输技术,在这样的市场与技术的背景下，原先利用SDH、PSTN、ATM等传统电信技术构建的城域语音和数据通信网络，正在成为新的宽带电信网络发展的瓶颈。随着长途骨干网带宽紧张的缓解，这个瓶颈的焦点正从国家/省骨干网方面逐步向网络低端的城域核心层、汇聚层、接入层转移。市场焦点从长途网络转移到城域网络，因此，相应的设备基础技术也将从DWDM转向更适合于城域网的SDH设备。,城域网骨干传输技术,在城域网内，为了兼顾各种用户的不同需求，电信运营商在发展网络时要求支持多协议多业务。所以城域网需要既能对IP优化，同时
37、又能有效承载TDM业务的高效、宽带、管理灵活的多业务平台。,城域网骨干传输技术,在传统的电信网上增加新业务需要增加新设备，其安装、测试、维护，需要大量投资和时间。运营商如果仍然采用传统的网络架构，他们就无法提供新的有竞争力的业务，因此，他们也迫切要求利用多业务平台建立新一代的宽带网络。与此同时，SDH、ATM、Ethernet、WDM等各种技术都得到不断地发展，互相取长补短，表现出一种融合的趋势。于是，在这样的市场和技术的背景下，新一代宽带城域网的建网模式MSTP脱颖而出。,城域网骨干传输技术,基于SDH的MSTP支持TDM业务功能TDM就是时分复用模式。时分复用是指一种通过不同信道或时隙中的
38、交叉位脉冲，同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音和视频信号等的技术。支持以太业务功能MSTP提供ATM处理、以太网透传、以太网二层交换、RPR处理、MPLS处理等功能来满足对数据业务的汇聚、梳理和整合的需求 支持ATM业务功能能提供QoS的信息传送，可根据客户需求进行带宽分配,城域网骨干传输技术,MSTP中的关键技术及特点VC虚级联和LCAS链路容量自动调整协议通用成帧规程GFP智能适配层,城域网骨干传输技术,广域网：地域上超过局域网的数据通信网B-ISDN：宽带综合业务数字网 光纤传输ATM：B-ISDN的信息传递方式,6.2.4 ATM广域网,信息的传递方式:传输、复用、交换ST
39、M:时分复用，各路信号按一定时间间隔周期性出现ATM:统计时分复用，根据标志识别每路信号,ATM原理,ATM定义：它是一种转移模式，在这一模式中，信息被组织成固定长度信元，来自某用户一段信息的各个信元并不需要周期性地出现，所以是异步时分复用方式。,ATM原理,ATM网络结构,用户-网络接口,网络-网络接口,组成：ATM交换传输复用系统ATM业务终端,ATM交换系统是ATM网络的核心ATM网是面向连接的分组交换网络，这种连接是指两个终端间存在的是逻辑信道而不是物理信道虚连接虚连接的两种方式：虚通道VC：网络链路端点之间的逻辑联系虚路径VP：两个终端之间存在的虚通道,ATM网络结构,ATM网在一条
40、链路上同时汇集了多个信源，使得多个信源共享链路的带宽(统计时分复用)优点在于其中一个信源的数据速率低于链路的平均速率时，该链路的剩余带宽就可以被其他信源使用，从而提高链路的利用率。,ATM交换的特点,高吞吐量、低延时、交换时延小，可满足实时通信要求实现带宽的动态分配，适于突发性较高的多媒体数据对其传送的业务具有透明性，支持综合业务,ATM特点,下一代网络NGN(Next Generation Network)以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。,下一代网络,现有网络存在的问题基于TDM的PSTN网络设计目标是为
41、用户提供话音服务，其业务和控制都由交换机完成，不能快速传送图像数据等具有突发性、业务量大的业务。智能网还未实现业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离IP网络未考虑与安全有关的机制，不适于传送实时性要求较高的多媒体业务ATM技术过于复杂，价格偏高现有网络针对性强，不便互通,下一代网络,下一代网络的研究方向使一个网络既能为用户提供话音、数据和多媒体等多种业务，又能提供各种服务质量的保证和安全。趋势：话音网络和数据网络的融合,下一代网络,NGN的概念PSTN、ISDN、第二代移动通信阶段之后的网络发展，是为业务提供者或运营商提供的开放接口和分层结构，能够逐步生产、实施及管理各种创新业务的一种平台。其目标
42、是使运营商能针对自身及其客户的需求量身定做、设计、生成、实施和运营通信业务。,下一代网络,NGN的特征采用开放的分布式网络体系结构是业务驱动的网络基于统一协议、基于分组的网络,下一代网络,NGN的体系结构：分层接入和传输层媒体层控制层业务/应用层,下一代网络,软交换Softswitch是NGN的核心广义上：网络体系狭义上：具体的软交换设备涵义：把控制功能从媒体网关中分离出来，通过软件实现各种业务的基本呼叫控制功能,软交换技术,外围模块,接入层,接入网关,业务控制层,网络管理与计费,应用服务器,NGN与软交换体系结构,传统电路交换机体系结构,媒体交换层,宽带核心交换,呼叫控制层,软交换机,两大特征：话音分组化，控制与承载的分离,电路交换矩阵,信令/呼叫控制,业务控制/管理,软交换技术,开放的接口协议,以软交换为核心的NGN网络模型,目前NGN发展中的关键问题,软交换支持的各种协议和开放业务API接口被广泛认可是NGN发展的前提；组网，QoS，网络安全技术的成熟是NGN大规模应用的关键；运营支撑系统是整个NGN系统运行的保证；业务市场和广泛业务提供模式的形成是NGN成熟的标志。,
