通信网

在分处异地的用户之间传递信息的系统。属于电磁系统的也称电信网。它是由相互依存、相互制约的许多要素所组成的一个有机整体,以完成规定的功能。通信网的功能就是要适应用户呼叫的需要,以用户满意的程度沟通网中任意两个或多个用户之间的信息。通信网在设备方面有三种要素。

(1)末端设备(又称用户设备):用户与通信网之间的接口设备,可把用户的消息与收发的电信号相互转换;

(2)传输系统:传输电信号的信道,包括有线、无线、光缆等线路;

(3)交换设备:在终端之间和局间进行路由选择、接续控制的设备。为使全网能合理协调工作,还要有各种规定,如质量标准、网络结构、编号方案、信令(也称信号)方案、路由方案、资费制度等。通信网可从不同角度分类:按业务内容可分为电报网、电话网、图像网、数据网等;按地区规模可分为农村网、市内网、长途网、国际网等;按服务对象可分为公用网、军用网、专用网等;按信号形式可分为模拟网、数字网等。

电报、电话相继问世后,工业发达国家先后着手建立电报和电话通信网。电话网发展迅速,到20世纪初在一些国家内已具有相当规模。以后出现的非电话业务,如载波电报、传真电报、用户电报等,大多是以已有的电话网为基础而建立的。随着电子计算机的广泛应用,世界上兴起了数据通信,建起了大量的专用数据网。60年代末,还建成了世界上第一个公用数据网。早期的数据网主要是直接使用现有电话网或租用它的部分线路而构成的。由于数据通信使用数字信号,而电话通信使用模拟信号,两种信号对通信网的要求不同,因而在模拟网上传输数据存在着质量差、效率低等缺点。用数字信号进行通信,具有失真小、抗干扰性强等优点,这促进了脉码调制技术的发展,采用这种调制,可把电话、传真、电视的模拟信号变成数字信号进行传输。70年代,长距离、大容量的数字通信技术进入实用阶段。70年代中期,世界上开始出现数字化的数据网。新兴的数字网和传统的模拟网已形成了并存和兼容的局面,并逐步向综合业务数字通信网过渡。

技术标准

通信网是为用户服务的,应能迅速、准确、安全、经济地传递信息。为此,必须规定某些技术标准。技术标准一般包括传输标准、接续标准和稳定标准三种。

(1)传输标准(准确性):表示通信的再现质量,电话通信用清晰度等指标来量度,电报、数据通信用误码率来量度。

(2)接续标准(迅速性):表示接通的难易程度,用呼损率和延迟时间来量度。

(3)稳定标准(安全性):表示在发生故障和异常现象时维持通信的程度,用可靠性、可用性等指标来量度。通信网中分系统及其设备的技术指标是根据全程全网技术标准进行分配得来的。

网路结构

终端设备的数目和位置一般是给定的,网路结构是指交换设备和传输信道的容量和配置。这些是与业务量分布情况、接续标准、稳定标准以及交换设备与传输信道之间的费用比等因素有关的。网路的类型有多种(见图)。星状网多在交换局分散并且各局间的业务量较少时,或者传输费用高于交换费用时采用,如用于长途电话网。网状网多在近距离或虽然距离长但业务量多时,或者传输费用低于交换费用时采用,如用于市内电话网。链状网和环状网需要具备多级中继交换功能,但结构比较简单,传输信道可以公用,业务量处理效率高,主要用于数据通信网。环状网可在两个方向上通信,因而可靠性有所提高。蜂窝网和栅格网结构比较复杂,但因路由选择的自由度大,业务量处理效率高,可靠性也高,多用于移动通信网。多栅格网和多面体网由于路由众多,提高了可靠性,多用于军事通信网。通信网规模大时,一般把全区分成若干等级的分区,而在各分区内和各分区间逐级各取最佳的结构。

图

编号方案

对用户进行编号是为了向交换设备提供必要的路由选择和用户识别的信息。这与末端设备的数量、地理分布、业务种类、交换功能和计费功能等有关。编号可由数字、文字、符号等组成。电话网常用数字编号,数据网常用字符编号。编号按分派方法可分为闭锁编号和开放编号两种。对全区的用户各分派一个位数相同、排列各异的固定编号,这种方式的编号称为闭锁编号,它适用于小规模的通信网。通信规模大时,一般将全区分成若干分区,对分区内的用户分派该区限定的闭锁编号,对分区外的用户在原闭锁编号上附加地区识别码,这种方式的编号称为开放编号。这样,可避免在通信频繁的近距离用户之间使用过长位数的编号。由于新业务的不断增加,新的编号方案还包括通信网别、业务种类等识别码。

信令方案

为了完成通信网的接续动作,必须在用户与交换机之间以及交换机相互之间传输各种信令。在用户和交换机之间传输的信令,称为用户线信令,它反映用户设备的启用和停用情况;在交换机之间传输的信令,称为交换网信令,它控制呼叫的接续和拆线。随着通信技术的发展,从简单的人工交换直到用户直拨的自动交换,逐步形成了多种信令方案。信令的种类与服务要求有关,而信令的形式则与交换、传输系统的类型和性能有关。任何方案都应具备下列三种功能:

(1)监测功能,即检测或改变某些部件的状态或条件;

(2)选择功能,即保证呼叫接续过程的建立;

(3)运行功能,这取决于管理方针,一般能检测和传输有关网路拥塞的信息,提供计费信息、故障告警信息等。

路由方案

路由选择的目的在于提高传输信道的利用率,但也会相应地增加交换设备的复杂程度,因而一般要根据业务量的流动情况兼顾二者。路由方案大体可分为固定、迂回、随机和适应四种:

(1)固定路由:对每组收发信局事先规定一个路由,其控制简单,但在路由选择上无灵活性。

(2)迂回路由:对每组收发信局事先规定多个路由,按规定顺序进行选择,控制稍复杂,在电话网中广泛地采用。

(3)随机路由:事任薰娑ǘ撬婊匮≡衤酚桑淙灰滴窳看硇什桓撸芡沸翁⒁滴窳刻跫缺浠蛩氐挠跋煨。虼肆榛钚浴⒖煽啃远几撸捎糜诰峦ㄐ拧

(4)适应路由:适应时刻变化的周围条件而动态地进行路由选择,多用于业务量变化大的数据通信网。

参考书目
  1. 秋山 稔:《通信綱工学》,コロナ社,東京,1981。
  2. J.F.Flood,Telecommunications Networks, Peter Peregrinus,London,1975.

参考文章