《通信网技术基础》部分习题答案

部分习题答案：

第2章 电话网

1．我国电话网的三级结构参见本书图2.4。

2．动态无级选路是一种先进的电话网路由选择方式，它的技术特点在于两个方面，即动态和无级。动态指的是网络中路由选择的顺序是随时间而变化的，无级指的是路由选择的顺序与交换机的等级无关。实施动态无级选路的前提条件是电话网中的交换机是程控数字交换机，并且采用公共信道信令系统。

3．在电话网的两个用户之间，通常既存在二线电路，又存在四线电路，通过混合线圈实现二四线的转换。由于不完善的线路平衡会引起传输信号的一部分能量从一个方向反射至另一个方向，从而产生了回声，进而有可能产生振鸣和准振鸣。为了抑制回声，控制振鸣和准振鸣，必须要引入一定的传输损耗。

4．衡量传输系统误码严重程度的指标通常有平均误码率和误码时间率。平均误码率是指在测量时间内错误码元数与总的码元数之比。误码时间率具体定义为：在一个相当长的时间内，误码率超过某一门限值（BER）的时间间隔数(T0)占总的时间的百分数，根据BER和T0的不同取值，具体的有误码秒百分数、劣化分钟百分数和误码秒百分数三个指标。

第3章 分组交换网络

1．电路交换和分组交换方式的比较参见本书表3.1。

2．HDLC是一种高级数据链路控制协议，它定义了信息帧、监控帧和无编号帧三种类型的帧。信息帧中的帧序号位决定了一次允许发送的帧的最大数目，从而可以在帧的传送中，采用窗口法对信息流进行控制。另外，依靠四种类型的监控帧可以进行信息流控制和差错控制。

3．X.25是数据终端设备（DTE）和数据电路设备（DCE）之间建立通信联系的接口。X.25建议分为三层：物理层、链路层和分组层，分别对应与OSI参考模型的下三层。具体参见本书图3.22。

4．在一个虚呼叫的过程中，当节点收到一个呼叫请求分组，1）首先把呼叫请求分组中规定的逻辑信道号（例如m）抽出来，标记输入链路（例如1）的该通道号已被占用；2）启动路由算法，根据呼叫请求分组中源DTE和目的DTE的地址以及其它路由信息，选择一条输出链路（例如2）；3）启动通道号分配程序，在输出链路中找出一条空闲的逻辑通道（例如n），并标记为已占用；4）在另一张通道号对照表中记录（1/m）←→（2/n）。当上述过程在各有关节点完成后，一条虚电路就建立好了。

5．X.25在链路层和分组层都实施信息流控制和差错控制。其中信息流控制采用窗口法，具体原理与HDLC相同。差错控制采用差错重传的方法，通过帧/分组的捎带序号以及RR、RNR、REJ控制帧/分组来实现。

6．帧中继在X.25的基础上，对通信协议进行了简化，与X.25相比具有传输速率高，时间响应快，吞吐量大等优点。具体变动：1）取消了第二层的流控和差错控制，仅有端到端的流控和差错控制，这部分功能由高层协议实现；2）将原来第3层的对于逻辑连接的复用和交换移到了第二层；3）通过独立于用户数据的逻辑通道传送呼叫控制信令，因此中间节点不需要与呼叫控制相关的状态和处理信息。

7．与HDLC协议帧相比，帧中继协议帧中省略了控制字段，这样做取消了第二层的流控和差错控制；在地址字段增加了前/后向显式拥塞通知和可丢弃指示比特，这样做实现了拥塞控制功能。 8．突发性数据要求按需分配带宽，允许用户在不同时间需要不同的带宽。帧中继针对突发性数据流，设计了独特的业务流控制机制（具体见下题），在突发性期间，允许用户超过平均数据速率。

9．帧中继网络为了控制业务量，定义了四种特性参数，它们是访问速率、提交突发业务量（Bc）、提交信息速率（CIR）和超额突发业务量（Be）。它们和用户实际速率之间的关系如下图。如果面积小于Bc，则无丢弃；如果面积在Bc与Bc＋Be之间，且如果拥塞，则可能丢弃；如果面积大于Bc＋Be，则丢弃。

第4章 IP电话网络

1．IP电话的基本通信过程：1）语音的数字化；2）数据压缩；3）数据打包；4）通过IP网络传送；5）解压及解压缩；6）语音恢复。

2．网关是IP电话的核心与关键设备，它连接电话网和IP网络，其主要功能是数字语音打包，呼叫处理，信令转换，路由的管理等等。

3．IP电话和传统电话的异同参见本书4.2.5节。

4．H.323和SIP都是多媒体通信的应用层控制协议，其中H.323是由国际电联提出来的，它把IP电话当作众所周知的传统电话，只是传输方式由电路交换变成了分组交换，而SIP侧重于将IP电话作为因特网上的一个应用，较其他应用增加了信令和QOS的要求。

H.323的优点在于对网络结构、操作系统和硬件平台没有依赖性，可以提供多点功能、组播和带宽管理；它的弱点在于控制协议过于复杂、不支持呼叫转移、建立呼叫的时间比较长等，另外它也不支持多点发送协议。

SIP的优点：SIP是基于文本的协议；它会话请求过程和媒体协商过程是一起进行的，呼叫建立时间短；SIP设计上就为分布式的呼叫模型服务的，具有分布式的组播功能。SIP的缺点是需要相对智能的终端，实现的功能有限，只提供会话或呼叫的建立与控制功能。

5．H.323的呼叫建立过程涉及三种信令：RAS信令，H.225.0呼叫信令和H.245控制信令。其中RAS信令用来完成终端与关守之间的登记注册、授权许可、带宽改变、状态和脱离解除等过程；H.225.0呼叫信令用来建立两个终端之间的连接；H.245控制信令用来传送终端到终端的控制消息，包括主从判别、能力交换，打开和关闭逻辑信道等。

6．SIP协议支持三种呼叫方式：由SIP客户端向SIP代理服务器直接呼叫，由SIP客户端在重定向服务器的辅助下进行重定向呼叫和由代理服务器代表客户端向被叫发起呼叫。它们的呼叫过程详见本书图4.15、4.16和4.17。

7．从IP电话的实现过程可以看出，它比传统电话复杂得多，影响其质量得因素也非常多，其中关键的因素有：带宽、延时、抖动和丢包。要改善其质量：要有效利用带宽，降低延迟；减少抖动，降低丢包率。具体方法有静音检测技术、优先级与队列技术、对特定的业务流进T 速率

CIR 实际速率 访问速率

S 面积＝T秒内发送的总比特数 行资源预留以减少延时等等。

8．略。

第9章 接入网

1．接入网是由业务节点接口和用户网络接口之间的一系列传送实体组成的，为传送电信业务提供所需承载能力的实施系统，可由管理接口进行配置和管理。它所覆盖的范围由三个接口来界定，分别是SNI、UNI和Q3。具体参见本书图9.2。

2．根据传输媒体的不同，接入网可分为有线接入、无线接入和有线/无线综合接入三大类。有线接入有xDSL铜线接入系列、光纤接入、HFC混合接入等；无线接入有MMDS、LMDS、WLL等；综合接入有光纤/无线综合系统（HFW）、个人通信系统（PCS）等。

3．V5接口是本地交换机和接入网之间的标准数字接口，包括V5.1和V5.2。V5接口是一个完全开放式的接口，支持不同的接入方式，使不同厂商的设备可以互通，降低了网络的整体成本。它支持的业务类型有单个PSTN用户接入、PABX接入、ISDN基本接入、ISDN基群接入、永久线路业务和半永久租用线路业务。

4．V5接口的协议体系结构参见本书图9.8。

5．略。

6．参见本书9.4节。

7．DMT是一种多载波调制技术，其核心的思想是将整个传输频带分成若干各子信道，每个子信道对应不同频率的载波，在不同的载波上分别进行QAM调制，不同信道上传输的信息容量（即每个载调制的数据信号）根据当前子信道的传输性能决定。它的优点是可以根据各子信道的瞬时衰减特性、群时延特性和噪声特性，在每个子信道上分配1-15个比特的数据，并关闭不能传输数据的信道，从而使通信容量达到可用的最高传输能力。

8．参见本书图9.19。

9．HomePNA是基于频分复用技术，把话音与数据在同一条电话线上分开传送（话音：20～4kHz，数据：5.5～9.5MHz），并与以太网兼容，上网及通话互不干扰。HomePNA是以现成的电话线来组建网络，可以快速、方便、低成本地完成网络架构，不需要重新布设5类线，就能达到让所有电脑及周边设备实现资源共享。HomePNA技术的出现其中一个主要目的就是解决最后几百米的互联网高速接入，通常和ADSL结合组网，具体组网实例参见本书图9.23。

10．参见本书9.5.1节。

11．参见本书9.5.2节。

12．根据使用媒质的不同，现有的以太接入方案有：基于电话线的以太接入；光缆入户的以太接入（例如EPON）；光缆到小区，五类线入户的以太接入（例如FTTC+LAN）；WLAN。

13．以太接入的安全管理问题参见本书9.6.1节。

14．略。

第10章 下一代网络技术

1．从用户的需求考虑，用户对通信的需求逐渐向多样化发展。用户虽然拥有了电话、手机、电子邮件、传真等通信手段，但这些手段都是彼此不相关的，并且运营商提供给每个人的服务都是一样的，无法根据用户的特点进行裁剪和扩充。用户越来越渴望具有个性化的、多样的业务，而这在传统的电信网络中根本无法实现。

从网络运营的角度考虑，电信网络的价值链正在发生变化。传统的电信网络价值链由设备提供商、运营商和用户三级组成。随着竞争的加剧，出现了虚拟运营商，它们以运营商为依托，依靠自己强大的客户和服务能力为用户服务。另外因特网的运营模式给了人们很大的启发，为何不让分工更细，于是又出现了业务提供商，它们可以根据自己强大的业务能力构造形形色色的业务。而封闭、私有的电信网络无法满足这种行业价值链变化的需求。

从技术方面考虑，基于IP的通信网络正以惊人的速度发展。IP的简单、开放和通用性使构建基于同一协议的分组网络，实现多网多业务的融合成为可能。

2．NGN是一种定义和部署网络的思想，由于网络在形式上分为不同的层和面，并且使用开放的接口，所以它给服务提供商和运营商提供了一个能逐步演进的平台，在此平台上不断创造、开放和管理新的服务。而实现这一目标的核心思想是业务和呼叫控制完全分离，呼叫和承载完全分离。

3．NGN是基于同一协议的分组网络，它采用分层的网络体系结构，功能涵盖接入层、传输层、控制层和业务层，主要由软交换设备、信令网关、媒体网关、应用服务器和综合接入设备等组成，各实体之间通过标准的协议进行连接和通信。具体参见本书图11.1。

4．软交换的功能结构参见本书图11.3，其主要功能包括：呼叫控制功能、业务交换功能、网管计费功能、业务提供功能、路由地址解析功能、各种终端控制和管理功能、互通功能等。各部分功能的详细说明见本书11.2.4章节。

5．引入软交换设备后的NGN组网主要有点对点直连方式和分级组网方式两种，和传统的TDM组网方式相比，具有以下的优势：1）技术的先进性。软交换设备的分布式功能有利于为各种业务提供同一的呼叫控制功能，开放的接口和业务平台能够快速地部署新的业务应用。2）可扩展性。这种优势除了体现在功能和业务提供方面以外，还体现在运营商可以采用来自不同厂家的优势产品来灵活地实现组网。3）业务支撑能力。NGN组网方式不仅能够兼容现有TDM网所有地传统业务，而且由于采用了开放地API接口、分组技术和对SIP的支持都将会带来比TDM丰富得多得新业务，很容易实现业务得携带和融合。4）运行和维护成本低。从长远看，总得投资将大大低于TDM组网方式得投资。