1、计算机网络与通信网络系统 3.1智能楼宇中的计算机网络系统 3.2程控交换机系统 3.3微蜂窝移动通信网络系统,3.1智能楼宇中的计算机网络系统 1.计算机网络分类按应用范围分类： 局域网、广域网 、城域网 按类型来分类： 调控网、办公网 、公用信息网按传输的速率分类：高、中、低速网 按通信手段分类： 有线网络、无线网络、光纤网络和卫星网络 按应用角度分类： 有专用网络、公用数据网络和综合业务数据网络(ISDN),1）局域网：(Local Area Network， LAN) 特点：(1)覆盖的范围有限。 (2)开放性、扩充性较好。 (3)数据传输速率较高。 (4)传输媒体结构简单。 2)广域
2、网 (Wide Are Network， WAN)又叫远程网 特点: (1)互联范围广泛。 (2)要申请专门的网络服务。 (3)传输速率不断提高。 3)城域网 (Metropolititan Area Network， MAN),3.1.2 计算机网络设备,集线器,网卡,调制解调器,中继器,网桥,路由器,交换机,网关,防火墙,1)网卡,网卡(Network Interface Card， NIC)；10M,100M,基本数据转换,信息包的装配和 拆装,数据缓存,网络信号生成,2)调制解调器,调制解调器(Modem)是取Modulator- Demodulator 俗称“猫”,公共电话网PSTN
3、连接 的调制解调器,同轴电缆式调制解调器Cable Modem在有线电视网中有广泛的应用。,电力线式调制解调器,ADSL调制解调器-Asymmetric Digital Subscriber Line,3）集线器(Wiring HUB)又称集中器(Concentrator),延伸,一对多,广播发送,自动检测信号碰撞,自动隔离有故障的端口,4)中继器,中继器常和集线器、网桥集成 在一起,光纤的使用,导致其使用率很低,应用率较低,解决网络电缆太长,中继器(Repeater) -重发器,网桥根据收到的信息分组的源地址和目的地址来确定并形成传输路径，同时修改路径表，按照定期更新的路径表在毫秒级的时间内
4、，完成查表和更新表项的工作。,5)网桥（Bridge),连接两个网络,具有“智能”的设备 （指路）,(连接两个局域网）,6)路由器 路由器(Router) 指路、选路 超智能的网桥 数据通道功能和控制功能 7)网关 网关(Gateway)又名“协议转换器“( Protocol Converter) 不同协议“翻译者“ 确保一个网络传输的数据格式与另一个网络的数据格式相兼容 网关设备一般使用微型计算机或文件服务器,8)交换机 交换机(Switcher)是信息网络中的核心设备 把数据帧发往目的口。 有两方面的重要功能: 第一，交换机可以将原有的网络划分为多个段， 能够扩展网络有效传输距离，并支持更
5、多的网络节点； 第二，可以有效隔离网络流量，减少网络中的冲突，缓解网络拥挤状态。 交换机分类 : 按地位分： 中心交换机 骨干交换机 工作组交换 按规模分： 企业级交换机 部门级交换机 工作组交换机,按传输介质和传输速度分：,以太网交换机 EtherNet,快速以太网交换机 Fast Ethernet,千兆以太网交换机 GB Ethernet,FDDI交换机 Fiber Distributed Data Interface,ATM交换机 asynchronous transfer mode,令牌环交换机 Token Ring,（光纤分布式数据接口）,（异步传输模式）,(3)滤波型防火墙,9)防
6、火墙,(Fire Wall),具有安全意义上的路由器,(1)屏蔽路由器,对IP包过滤,缺陷：无法认证,(2)代理服务器,认证+过滤,二者组成混合系统,滤波器：阻止某些类型的通信传输,滤波器+网关,网关：提供中继服务,3.1.3计算机网络系统在智能楼宇中的应用 1)系统调控网 2)智能办公网 3) Internet接入网 4)内网与外网 1)系统调控网 以 太网 为主: 10 Base-2 同轴电缆 10 Base-5 同轴电缆 10 Base-T及快速以太网 双绞线UTP,2)智能办公网 高速网络为主,高速网络技术性能参数及其应用特点,3) Internet接入网 Internet接入网广泛用
7、于公寓大厦和住宅小区，常用的有xDSL网，又称数字用户线路 (Digital Subscriber Line， DSL)。它是以电话线为传输介质的点对点传输网络。 速率对称型的xDSL有HDSL (High-bit-rate DSL)； SDSL (Single line DSL)；IDSL（ISDN DSL) (Integrated Service Digital Network,ISDN). 非对称XDSL: ADSL（Asymmetric DSL）VDSL（Very high bit rate DSL）; 速率自适应的ADSL（RADSL：Rate adaptive ADSL） 交换局侧
8、的xDSL Modem产品大多具有多路复用功能（DSLAM：DSL Access Multiplexer） ADSL调制解调器-Asymmetric Digital Subscriber Line,4)内网与外网,3.2程控交换机系统 一般电话交换机 :实现用户间话路的接续 手动转接 自动转接 功能：电话、电报和传真通信。 程控交换机 ：采用计算机进行“存储程序控制”。 功能： 语音、数字、图像、图形、传真等广泛的通信业务。 因特网中IP的接入服务 。,3.2. 1程控交换机系统的主要功能 系统功能和服务功能两大部分 1)系统功能 (1)有线语音通信 模拟 数字 模拟 模拟信号经过抽样、量化、
9、编码，形成二进制的PCM信号-数字信号, PCM：Pulse Code Modulation 脉冲编码调制 数字信号 还原成模拟信号 每秒采样率 周期125s ，采样频率8000Hz，传送8 bit信息 为一个字节， 每个电话：传输码率 8000 8=64kbit/ s ；,30条话路为一组-形成通常所说的32 路PCM系统 PCM系统中每一组为32路，称32时隙，所用设备-时隙复用器。 其中：30个时隙用于话路，每路传输码率 64kbit/ s 1个时隙传送同步信号， 64kbit/ s 1个时隙传送各种控制信号， 64kbit/ s PCM系统总传输码率为 ： 30 64kbit/ s +
10、 64kbit/ s + 64kbit/ s = 2 048 kbit/ s 通常所说的：2M,优点： 在传输方面，它抗干扰能力强。 在数据交换方面，网络阻 塞小，容量大; 便于开展新业务， 形成综合业务数字网ISDN (Integrated Service Digital Network,ISDN) 。 (2)数据/语音综合通信 综合业务数字网ISDN 提供电话、数据、传真、图像、可视电话等多种业务 (3)多功能信息服务 程控数字交换机实质上是一台功能很强专用的计算机，可完成多种管理和服务职能 。,2)服务功能 (1)综合服务功能 分组服务： 中间服务： 音乐等待： 服务等级限制： 夜间服务
11、： 弹性编号：,自动路由选择： 自动话务分配： 音源： 广播找人： 内、外线分机可采用不同振铃声。 组网功能:,(2)话务台服务功能 回叫话务员 话务台直接拨中继线 话务员插入 来话转接及释放 预占 电话会议 数字显示 话务台闭锁 状态指示 自动定时提醒 呼叫等待及选择 呼叫分离 话务台相互转接 人工线路服务维护与管理等,(3)用户分机功能自动振铃回叫 勿打扰 缩位拨号 定时叫醒 热线服务 恶意电话追踪 跟随电话 保密电话 号码重发 高级行政插入 呼叫等待 保留电话 三方通话 呼叫寄存 呼叫转移 遇忙记存呼叫 电话会议 话音呼叫 呼叫代答 无线电传呼等 来电显示,3.2.2 程控交换机系统组成
12、与结构 1)系统组成 核心设备是程控用户交换机 (Private Automation Branch Exchange， PABX),综合业务数字网ISDN的组成,2)程控交换机的结构 硬件和软件两大部分 (1)硬件部分,控制部分。控制设备主要由中央处理器和存储器组成。 控制方式：集中控制:用一个处理器 分散控制:用多个处理器 交换网络 。主叫与被叫用户之间的连接 实现方式：由电子开关阵列构成的空分交换网络 由存储器等电路构成的时分接续网络 频分复用(FDM，Frequency Division Multiplexing) 波分复用(WDM， Wavelength Division Multi
13、plexing) 时分复用(TDM，Time Division Multiplexing) CDMA(Code Division Multiple Access) 空分复用(SDM，Space Division Multiplexing),外围接口。 外围接口指的是交换机中的交换网络与用户设备、其他通信网络、其他交换机之间的接口。根据信号方式、连接设备的不同，外围接口电路有多种多样的形式。 模拟用户电路接口：连接的设备是模拟电话机 ； 模拟中继电路接口:数字交换机与其他交换机模拟中继电路接 口相连 ； 数字用户电路接口：数字话机和数字交换机、数字终端的连 接； 数字中继电路接口：2台数字程控交
14、换机之间的接口 。,信号设备。 信号设备包含各种信号发生器、接收器和发送器。如忙音、回铃音、拨号音发生器，双音多频信号接收器、发送器等。(2)软件部分 分为：三 部分 系统软件 支持软件 应用软件,系统软件。 操作系统：执行管理程序，它是控制和管理处理机硬 件资源和软件资源的程序的集合。 功能: 任务管理 决定与监视优先权。 资源管理 内、外存储器和外设的分配； 文件管理 目标和存储器文件管理; 中断管理 优先级别、处理中断请求； 处理机间信息通信 定时管理：系统时间 呼叫处理程序： 交换状态管理 交换资源管理 专管测试和调用电话外设硬件的任务 交换负荷管理,系统可靠性软件:主要担负故障检测、
15、分析和处理任务。 故障检测 软、硬故障检测、确认 故障分析 类型、范围、地点、原因 故障处理 告警、报告、指示、记录、逐步测量、统计、 硬件再启动、软件再启动、重新启动、等。 管理与维护系统软件：管理与维护系统的功能。 置系统于操作状态 管理功能 维护功能 数据库：数据库是面向用户的应用软件。,支持软件。 开发支持软件： 应用工程支持软件： 软件加工支持软件： 交换局管理支持软件： 应用软件。 配合实现办公室自动化的通信软件 特殊用途的程控数字用户交换机 专用网程控数字交换机的特殊应用软件 数据处理系统专用软件,3.3微蜂窝移动通信网络系统 (Cellular System) 智能大厦的室内微
16、蜂窝移动通信系统，克服屏蔽、解决覆盖和通话质量问题 。,蜂窝移动通信系统的示意图,3. 1蜂窝状通信网的概念 蜂窝通信一般用于语音通信 ，也叫蜂窝系统 (Cellular System)。 分为宏蜂窝和微蜂窝两种 1)宏蜂窝系统 室外-小区 500 m600 m 2)微蜂窝系统 室内覆盖问题、特别是地下室。 实现室内覆盖的技术方案可分为三种。 微蜂窝有线接入方式。 宏蜂窝无线接人方式。 直放站方式。,3. 3. 2宏蜂窝移动通信系统的结构,1)移动业务交换中心 (MSC)(MSC ,mobile switching center) 2)基地台 (BS) ( BS, base station)
17、3)移动台(MS) 手机 (MS,mobile station),3. 3. 3微蜂窝移动通信系统的结构,室内覆盖常用的方式： 泄漏电缆覆盖方式地铁、隧道等特定环境 。 分布天线覆盖方式适用于楼宇内覆盖。 分布天线系统： 1)系统的分类 (根据传输距离选择） (1)无源分布式室内微蜂窝系统 (2)带有干线放大的无源混合分布式室内微蜂窝系统 (3)带有光纤传输和干线放大的无源混合分布式室内微蜂窝系统,2)系统结构中的各器件 (1)分布天线 分布天线ANT常用全向吸顶天线，频段为8002500 MHz，增益为26 dB，垂直极化，驻波比1. 5，吸顶隐蔽安装在天花板内。 (2) 耦合器 一般按电缆
18、单位传输距离衰减的程度选择6 dB、10 dB、15 dB、20 dB、45 dB等器件。 (3)功率分配器 按“一路信号平均分成几路输出”选择；有二功分、三功分、四功分等 (4)网络传输介质 同轴电缆。 选择时要注意性能指标：传输损耗,不同同轴电缆在不同频率范围内的传输损耗,(5)干线放大器 分类： 按频率划分有： 800 MHz CDMA Code Division Multiple Access 900 MHz GSM Global System for Mobile Communications 1800 MHz DCS Digital Cellular System 1900 MHz PHS Personal Handyphone System个人手提移动电话系统 按功能划分有： 蜂窝系统干线放大器 微蜂窝系统光纤传输干线放大器。 按带宽划分：可根据要求进行带宽设置，避免相互干扰。,
