第4章 數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)

數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)通信專業(yè)職業(yè)水平考試輔導DDN的概念以X.25協(xié)議為核心的分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，為數(shù)據(jù)用戶提供交換虛電路和永久虛電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。但是分組交換方式也受到自身技術(shù)特點的制約，節(jié)點機對所傳送信息的存儲轉(zhuǎn)發(fā)和通信協(xié)議的處理，使得分組交換網(wǎng)處理速度慢，網(wǎng)絡(luò)時延大，許多需要高速實時數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的用戶得不到滿意的服務(wù)。數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DigitalDataNetworkDDN)作為一種數(shù)據(jù)通信的分支逐漸發(fā)展起來。DDN以全數(shù)字、高速率及靈活的交叉連接復用功能為用戶提供永久性或半永久性的數(shù)字電路專線(出租)業(yè)務(wù)，為用戶構(gòu)建了一個大容量的數(shù)據(jù)通信平臺。數(shù)字信道與傳統(tǒng)的模擬信道相比，具有傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬利用率高等一系列優(yōu)點。DDN的特點DDN是同步數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，且不具備交換功能。傳輸速率高、網(wǎng)絡(luò)延遲小。DDN傳輸質(zhì)量高，傳輸誤碼率可達10–6以下。DDN為全透明網(wǎng)，支持數(shù)據(jù)、話音、圖像多種業(yè)務(wù)，對客戶通信協(xié)議沒有要求，客戶可自由選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及協(xié)議。DDN專線提供(時間片)獨立分配的固定信道，通信保密性強，不會受其他客戶使用情況的影響。網(wǎng)絡(luò)運行管理簡便，DDN將檢錯糾錯等功能放到智能化程度較高的終端來完成，因而簡化了網(wǎng)絡(luò)運行管理和監(jiān)控內(nèi)容。DDN網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)圖4-1DDN網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)框圖

DDN由本地傳輸系統(tǒng)、復用/交叉連接系統(tǒng)、局間傳輸系統(tǒng)、網(wǎng)同步系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理中心5部分組成。1.本地接入系統(tǒng)本地接入系統(tǒng)包括用戶設(shè)備、用戶線和用戶接入單元。用戶線和用戶接入單元又稱為用戶環(huán)路。用戶設(shè)備：常用的有數(shù)據(jù)終端、計算機、工作站、電話機和傳真機、交換機、和數(shù)據(jù)多路復用器等。用戶線：即一般的市話用戶電纜或光纜。網(wǎng)絡(luò)接入單元(UAU)：把用戶端送入的信號轉(zhuǎn)換成適合在用戶線上傳輸?shù)男盘栃问?，如頻帶型或調(diào)制信號。然后由局端設(shè)備或接口電路把它們還原成用戶設(shè)備所要求的信號方式，再輸入到節(jié)點進行下一步傳輸DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（一）DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（二）2.復用及交叉連接系統(tǒng)復用：是把多路信號集合在一起，共同占用一個物理傳輸介質(zhì)，典型的復用方式分為頻分復用(FDM)和時分復用(TDM)。DDN常用的時分復用為2.048Mbit/s數(shù)字幀電路超速率復用和子速率復用等。數(shù)字交叉連接系統(tǒng)(DCS)：用于通信線路的交接、調(diào)度及管理。它由同步電路、交叉連接、微機處理三個主要單元組成。DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（三）①同步電路：為網(wǎng)絡(luò)提供精確的定時信號，用于進行時隙校準。②交叉連接(DXC)：負責完成時隙的交叉連接，如在DDN節(jié)點中的2.048Mbit/sPCM信號復用幀，各路來去的數(shù)字流以64kbit/s為單元進行交叉連接，如圖4-2所示。③微機處理：用于管理內(nèi)部和外部操作。主要功能是：維持操作系統(tǒng)，處理輸入的命令和內(nèi)部中斷，檢測內(nèi)部出錯及告警信號并作出反應(yīng)，執(zhí)行時隙交接并監(jiān)視系統(tǒng)是否正常工作。圖4-2數(shù)字交叉連接DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（四）3.局間傳輸系統(tǒng)局間傳輸是指節(jié)點N間的數(shù)字信道以及由各節(jié)點通過與數(shù)字信道的各種連接方式組成的網(wǎng)絡(luò)拓撲。局間傳輸?shù)臄?shù)字信道通常是指數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的基群(2Mbit/s)信道。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)則是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的信息流量流向，并考慮網(wǎng)絡(luò)的安全而組建的。4.網(wǎng)同步系統(tǒng)其任務(wù)是提供全網(wǎng)設(shè)備工作的同步時鐘，確保DDN全網(wǎng)設(shè)備的同步工作。網(wǎng)同步分為準同步、主從同步和相互同步3種方式。DDN通常采用主從同步方式。DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（五）DDN的網(wǎng)內(nèi)設(shè)備（六）5.網(wǎng)絡(luò)管理中心DDN的網(wǎng)絡(luò)管理包括用戶接入管理、網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度、路由選擇、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)故障的診斷、告警與處理、網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)的收集與統(tǒng)計，以及計費信息的收集與報告等。DDN節(jié)點類型從組網(wǎng)功能上分，DDN節(jié)點可分為用戶節(jié)點、接入節(jié)點和2兆中繼節(jié)點（E1節(jié)點）。1.用戶節(jié)點：主要為DDN用戶入網(wǎng)提供接口，并進行必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換，包括小容量的時分復用設(shè)備以及LAN通過幀中繼互連的橋接器、路由器等。用戶節(jié)點可設(shè)置在用戶處。2.接入節(jié)點：主要為DDN各類業(yè)務(wù)提供接入功能。主要包括Nⅹ64kbit/s(N=1~31)，2048kbit/s數(shù)字信道接口,Nⅹ64kbit/s的復用，小于64kbit/s的子速率復用和交叉連接，幀中繼用戶的接入，壓縮語音/G3傳真用戶的接入功能等。3.E1節(jié)點：是DDN的骨干節(jié)點，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)換功能。主要提供2048kbit/s接口，對N×64kbit/s進行復用和交叉連接，收集來自不同方向的N×64kbit/s電路，并把它們歸并到適當方向的E1輸出，或直接接到E1進行交叉連接。DDN的網(wǎng)絡(luò)分級結(jié)構(gòu)我國的DDN網(wǎng)絡(luò)分級結(jié)構(gòu)，可分為國家骨干網(wǎng)（一級干線網(wǎng)）、省內(nèi)干線網(wǎng)（二級干線網(wǎng)）和本地網(wǎng)（用戶網(wǎng)）3級，如圖4-3所示。各級網(wǎng)絡(luò)應(yīng)根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)組織的需要，選用適當類型的節(jié)點，組建多功能層次的網(wǎng)絡(luò)：由2兆節(jié)點組成核心層，主要完成轉(zhuǎn)接功能；由接入節(jié)點組成接入層，主要完成各類業(yè)務(wù)接入；由用戶節(jié)點組成用戶層，完成用戶入網(wǎng)接口。不同等級的網(wǎng)絡(luò)主要用2.048Mbit/s數(shù)字電路互連，也可以用N×64kbit/s數(shù)字電路互連。圖4-3DDN的網(wǎng)絡(luò)分級結(jié)構(gòu)CHINADDN(公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng))94年10月開通，由國家骨干網(wǎng)和各省(自治區(qū)、直轄市)的省內(nèi)網(wǎng)組成，省內(nèi)網(wǎng)覆蓋到業(yè)務(wù)需求的所有城市(地、市、縣)和發(fā)達鄉(xiāng)鎮(zhèn)及其城市內(nèi)的本地網(wǎng)。通過ＣＨＩＮＡＤＤＮ在北京、上海設(shè)有的國際出入口和廣州設(shè)有的到港澳地區(qū)的出入口，以完成與國際數(shù)據(jù)網(wǎng)的互聯(lián)。1．國家骨干網(wǎng)（一級干線網(wǎng)）國家骨干網(wǎng)是省間網(wǎng)，由大中容量的節(jié)點和連接它們的數(shù)字電路組成，如圖4-4所示。節(jié)點設(shè)置在各個省，每個省可設(shè)置多個骨干網(wǎng)節(jié)點。數(shù)字電路主要為2048kbit/s的一次群電路，根據(jù)業(yè)務(wù)需要，也可以用8448kbit/s的二次群電路，以及34368kbit/s的三次群電路。國家骨干網(wǎng)設(shè)有一個或幾個網(wǎng)管控制中心(NMC)，負責國家骨干網(wǎng)范圍的電路的組織調(diào)度。在其他骨干節(jié)點上，可酌情設(shè)置網(wǎng)管控制終端(NMT)，負責NMC受權(quán)范圍內(nèi)的網(wǎng)管控制功能。圖4-4國家骨干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2．省內(nèi)干線網(wǎng)（二級干線網(wǎng)）省內(nèi)干線網(wǎng)由設(shè)置在省內(nèi)的節(jié)點組成，它提供本省內(nèi)長途和出入省的DDN業(yè)務(wù)。各省內(nèi)網(wǎng)上設(shè)有一個各自的省內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理控制中心NMC，負責本省網(wǎng)范圍內(nèi)的電路組織調(diào)度。3．本地網(wǎng)（用戶網(wǎng)）本地網(wǎng)是指城市范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，在省內(nèi)發(fā)達城市可組建本地網(wǎng)，為用戶提供本地和長途DDN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。本地網(wǎng)可由多層次的網(wǎng)絡(luò)組成，其小容量節(jié)點可直接設(shè)置在用戶室內(nèi)。用戶接入DDN的方式用戶的接入方式主要有下列八種，如圖4-5所示。(1)二線模擬傳輸方式。該方式支持模擬用戶入網(wǎng)連接，在交換方式下，需要直流環(huán)路、PBX中繼線、E&M信令傳輸。(2)二線(或四線)話帶Modem傳輸方式。支持的用戶速率由線路長度、Modem的類型而定。(3)二線(或四線)基帶傳輸方式。該方式采用回波抵消技術(shù)和差分二相編碼技術(shù)。其二線基帶設(shè)備可進行19.2kb/s全雙工傳輸。還可用二線或四線，速率達到16kb/s、32kb/s或64kb/s的基帶傳輸設(shè)備。圖4-5DDN中用戶的接入方式(4)基帶傳輸+TDM復用傳輸方式。這種傳輸方式實際上是在二線(或四線)基帶傳輸?shù)幕A(chǔ)上，再加上TDM復用設(shè)備，為多個用戶入網(wǎng)提供連接。(5)話音/數(shù)據(jù)復用傳輸方式。在現(xiàn)有的市話用戶線上，采用頻分或時分的方法實現(xiàn)電話/數(shù)據(jù)獨立的數(shù)據(jù)復用傳輸，還可加上TDM復用，為多個用戶提供入網(wǎng)連接。(6)2B+D速率的DTU傳輸方式。DTU(數(shù)據(jù)終端單元)采用2B+D速率，二線全雙工傳輸方式，為多個用戶提供入網(wǎng)。(7)PCM數(shù)字線路傳輸方式。這種方式是當用戶直接用光纜或數(shù)字微波高次群設(shè)備時，可與其他業(yè)務(wù)合用一套PCM設(shè)備，其中一路2048kb/s進入DDN。(8)DDN節(jié)點通過PCM設(shè)備的傳輸方式。DDN中用戶的接入方式除了上述基本方式外，還可以采用不同的組合方式。DDN與X.25網(wǎng)的區(qū)別X.25是一個分組交換網(wǎng)，它本身具有三層協(xié)議，用戶通過呼叫建立虛電路；X.25具有協(xié)議轉(zhuǎn)換、速率匹配等功能，適用于不同通信規(guī)程、不同速率的用戶設(shè)備之間的通信；X.25只在高層協(xié)議上對用戶透明。DDN不具備交換功能，主要方式是定期或不定期的租用專線，用戶申請專線后，連接就已完成；DDN是一個全透明的網(wǎng)絡(luò)，在用戶速率小于64kb/s時采用子速率復用技術(shù)，大于64kb/s時采用時分復用技術(shù)；信息按用戶事先約定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在固定的時隙以預先設(shè)定的帶寬和速率順序傳送，終端不必重新組合信息。X.25按通信字段(流量)收費，而DDN按固定月租收費，故更適合于需頻繁通信的LAN與LAN或主機與主機的互連。DDN的應(yīng)用DDN為用戶提供的基本業(yè)務(wù)是專用電路業(yè)務(wù)，其中最典型的是點對點的DDN專線。DDN專線與公用電話交換網(wǎng)中的電話專線的區(qū)別在于：電話專線的連接是固定的物理連接，而且是一個模擬信道，其帶寬窄，質(zhì)量較差，沒有完善的網(wǎng)管系統(tǒng)。DDN專線的連接是半固定連接，是一個數(shù)字信道，其質(zhì)量高，帶寬大，具有較完善的網(wǎng)管系統(tǒng)。DDN連接信道的數(shù)據(jù)傳輸速率、路由以及所用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等隨時可根據(jù)需要申請改變，以充分滿足用戶的通信要求和通信質(zhì)量。實例：通過DDN實現(xiàn)局域網(wǎng)互連64k-2.048MDDN64k-2.048M路由器路由器LAN1LAN2DSU/CSU的功能為：1.把用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合在E1電路上傳輸?shù)男盘柡蛶Y(jié)構(gòu)；2.從E1電路信號中提取同步時鐘送給路由器作為發(fā)送和接收時鐘。DDN的應(yīng)用范圍有：(1)公用DDN電路；(2)可為公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)、各種專用網(wǎng)、無線尋呼系統(tǒng)、可視圖文系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)傳真、會議電視、ISDN（2B+D信道或30B+D信道）、郵政儲匯計算機網(wǎng)絡(luò)等提供中繼或數(shù)據(jù)信道；(3)為幀中繼、虛擬專用網(wǎng)、LAN以及不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連提供網(wǎng)間連接；(4)利用DDN實現(xiàn)大用戶（如銀行）局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)；(5)提供租用線；(6)由于DDN獨立于