設(shè)計一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)--數(shù)據(jù)通信課程設(shè)計

1、<p>　　《數(shù)據(jù)通信》課程設(shè)計</p><p>　　論文題目 設(shè)計一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) </p><p>　　設(shè)計一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)</p><p>　　摘 要 本文簡要介紹了一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)計過程，它包括數(shù)據(jù)通信的基本組成和各個通信模塊構(gòu)成的總體完整數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框圖，并簡要介紹了各個模塊的基本功能。該設(shè)計接入了ATM網(wǎng)絡(luò)，并

2、簡要介紹了該網(wǎng)絡(luò)的組成用戶網(wǎng)絡(luò)—接口、ATM信元、ATM協(xié)議參考模型及基本協(xié)議、ATM交換的特點。最后對其所用硬件設(shè)備、軟件技術(shù)PCM復(fù)用技術(shù)和信道編碼循環(huán)碼做簡要介紹。本設(shè)計中所大多圖形都用VISIO軟件畫出。</p><p>　　關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)通信系，ATM交換，ATM信元，PCM復(fù)用技術(shù)，循環(huán)碼，VISIO軟件</p><p><b>　　目錄</b><

3、/p><p><b>　　1.設(shè)計背景4</b></p><p>　　2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)簡介4</p><p>　　2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成4</p><p>　　2.1.1 數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）5</p><p>　　2.1.2 數(shù)據(jù)電路5</p><p>　　

4、2.1.3中央計算機系統(tǒng)5</p><p>　　3.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計6</p><p>　　3.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框圖及功能6</p><p>　　3.2 ATM交換7</p><p>　　3.2.1 ATM定義7</p><p>　　3.2.2 ATM信元7</p><p>　　3.2

5、.3 ATM的特點8</p><p>　　3.2.4ATM的虛連接8</p><p>　　3.2.5 ATM的交換原理9</p><p>　　3.3 ATM網(wǎng)10</p><p>　　3.3.1公用ATM和專用ATM網(wǎng)絡(luò)11</p><p>　　3.3.2 ATM網(wǎng)的用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）11</p&

6、gt;<p>　　4.ATM協(xié)議13</p><p>　　4.1 ATM各個平面功能13</p><p>　　4.2 ATM網(wǎng)路分層模型13</p><p>　　4.2.1ATM協(xié)議參考模型13</p><p>　　4.2.2 ATM物理層14</p><p>　　4.2.3 ATM層15&l

7、t;/p><p>　　4.2.3 ATM自適應(yīng)層（ALL）15</p><p>　　4.2.4高層16</p><p>　　5.軟件技術(shù)原理16</p><p>　　5.1 信道編譯碼—CRC16</p><p>　　5.2 FSK調(diào)制解調(diào)17</p><p><b>　　6.硬

8、件介紹18</b></p><p>　　6.1所用傳輸線18</p><p>　　6.1.1用戶和交換機18</p><p>　　6.1.2交換機和交換機19</p><p>　　6.2硬件設(shè)備19</p><p>　　6.2.1終端設(shè)備19</p><p>　　6.2.

9、2交換機19</p><p><b>　　7.心得體會21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　1.設(shè)計背景</b></p><p>　　隨著計算機的廣泛應(yīng)用，特別是Internet的出現(xiàn)與發(fā)展，傳輸網(wǎng)光纖化快速提高了信道

10、的傳輸質(zhì)量，人們對通信容量的需求和依賴越來越大，這促進(jìn)了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的快速發(fā)展。</p><p>　　數(shù)字通信的特點 再生中繼，抗干擾能力強，差錯控制，改善傳輸質(zhì)量，支持各種消息的傳遞， 集成化，小型化，保密性強， 數(shù)字通信由于傳輸?shù)臄?shù)字信號是離散電信號，很難被人聽清，本身就具有較高的保密性。而為了密上加密，還可以很方便地進(jìn)行加密處理。而且加密的規(guī)律愈復(fù)雜， 通信保密的程度就愈高，敵方愈不容易破譯。可己方聯(lián)絡(luò)對象，

11、只要利用相應(yīng)的解密設(shè)備就可以進(jìn)行信息還原。 代價：頻帶利用率低，同步技術(shù)復(fù)雜?</p><p>　　數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的種類較多,按其交換的方式可分為分組交換網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、ATM網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)。不同的網(wǎng)絡(luò)適用于不同的場合。</p><p>　　ATM是作為下一代多媒體通信的主要高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出現(xiàn)的，從其開發(fā)的一開始，ATM就被設(shè)計成能提供聲音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸，而計算機電話集成（CTI）技術(shù)是額外的優(yōu)

12、點，　ATM通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，無論是在WAN和LAN干線上的應(yīng)用，其前景都是誘人的，有著廣闊的應(yīng)用發(fā)展前途。</p><p>　　2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)簡介</p><p>　　數(shù)據(jù)用傳輸代碼（二進(jìn)制代碼）表示（即用若干個“1”和“0”的組合表示每一個數(shù)據(jù)）就是數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)通信就是依照通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個功能單元之間傳遞數(shù)據(jù)信息，它們都是通過傳輸信道將數(shù)據(jù)終端與計算機聯(lián)結(jié)起來，而使不

13、同地點的數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)軟、硬件和信息資源的共享。</p><p>　　2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成</p><p>　　數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是通過數(shù)據(jù)電路將分表不在遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)終端與計算機系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交換、存儲、和處理的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成如下圖1所示。</p><p>　　圖1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成</p><p>　　數(shù)據(jù)系

14、統(tǒng)的構(gòu)成基本包括數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）、數(shù)據(jù)電路、中央計算機系統(tǒng)組成。</p><p>　　2.1.1 數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）</p><p>　　數(shù)據(jù)終端設(shè)備由數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備和傳輸控制器組成。</p><p>　　數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備的作用在發(fā)送端把人們的數(shù)據(jù)信息變成以數(shù)字代碼表示的數(shù)據(jù)信號，即把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號；接收端完成相反的變換，即把數(shù)據(jù)信號還原成數(shù)據(jù)。&l

15、t;/p><p>　　傳輸控制器的作用是完成各種傳輸控制，如差錯控制、接續(xù)控制、確認(rèn)控制、傳輸順序控制。</p><p>　　2.1.2 數(shù)據(jù)電路</p><p>　　數(shù)據(jù)電路由傳輸信道及其兩端的數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）組成，它的作用是為數(shù)據(jù)通信提供傳輸通道。傳輸信道按照傳輸方式： 物理實線傳輸信道包括雙絞線電纜、同軸電纜和光纖；電話網(wǎng)傳輸信道、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信道（PC

16、M數(shù)字信道作為數(shù)據(jù)傳輸信道）。</p><p>　　數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備是DCE與DTE傳輸信道的接口設(shè)備。當(dāng)數(shù)據(jù)信號采用不同的傳輸方式，DCE的功能會不同?；鶐鬏?lt;/p><p>　　2.1.3中央計算機系統(tǒng)</p><p>　　中央計算機系統(tǒng)有通信控制系統(tǒng)由通信控制器、主機及其外圍設(shè)備組成，具有處理從數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)信息，并將處理結(jié)果相應(yīng)的數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸出的

17、功能?；鶐鬏敃r，DCE是對將來自DTE的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行某些變換，使信號功率譜與信道相適應(yīng)；頻帶傳輸時DCE具體是調(diào)制解調(diào)器（modem），作用是調(diào)制解調(diào)；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸時，DCE是數(shù)據(jù)服務(wù)單元（Data Service Unit），其功能時信號格式變換，即消除信號中的直流成分和防止長串零的編碼、信號再生和定時。</p><p>　　3.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　3.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

18、框圖及功能</p><p>　　本設(shè)計以學(xué)校為基礎(chǔ)設(shè)計ATM局域網(wǎng)，本設(shè)計中設(shè)計的通信系統(tǒng)基于ATM交換的ATM網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)模型所下圖2所示。</p><p>　　圖2 設(shè)計中ATM網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型</p><p><b>　　各模塊功能如下:</b></p><p>　　用戶為信源是數(shù)字信源，是通信發(fā)起者。本設(shè)計中信

19、源為PC機、電話機。</p><p>　　分組原是為主機發(fā)送數(shù)據(jù)報分配一個唯一的數(shù)據(jù)報標(biāo)識符。表示數(shù)據(jù)分組的順序。去分組挖成與之相反的工作。</p><p>　　信源編碼目的數(shù)據(jù)壓縮去除冗余信息，提高信息傳輸率。本設(shè)計中用Huffman編碼。信源譯碼器完成相反的工作。</p><p>　　信道編碼目的是差錯控制編碼，降低誤碼率，提高通信的可靠性。差錯控制的核心是抗干

20、擾編碼，或差錯控制編碼，簡稱糾錯編碼，也叫信道編碼。基本思想是在發(fā)送端被傳送的信息序列的基礎(chǔ)上，按照一定的規(guī)則加入若干監(jiān)督碼元后進(jìn)行傳送，這些碼元與原來的信息序列之間存在某種確定關(guān)系。在接收端，校驗信息碼元與監(jiān)督碼元之間既定的約束關(guān)系，如該關(guān)系遭到破環(huán)，則接收端可以發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯誤，乃至糾正錯誤。信道譯碼完成相反的工作。本設(shè)計中用CRC循環(huán)冗余校驗碼進(jìn)行差錯控制。</p><p>　　數(shù)字調(diào)制為了使數(shù)字信號適合信

21、道的傳輸而進(jìn)行的處理的調(diào)制技術(shù)。本設(shè)計中用的是FSK調(diào)制技術(shù)。數(shù)字解調(diào)完成相反的工作。接調(diào)技術(shù)為相干載波解調(diào)。</p><p>　　復(fù)用技術(shù)是為了使多路用戶信號能在一條中繼線上傳輸。解復(fù)用完成相反的工作。本設(shè)計中用的為異步時分復(fù)用技術(shù)。</p><p>　　抽樣判決器是將接收到的數(shù)字信號還原成0，1代碼。</p><p><b>　　3.2 ATM交換&l

22、t;/b></p><p>　　3.2.1 ATM定義</p><p>　　人們習(xí)慣上把電信網(wǎng)分為傳輸、復(fù)用、交換、終端等幾個部分，其中除終端以外的傳輸、復(fù)用和交換同稱為傳遞方式（轉(zhuǎn)移模式）。傳遞方式可分為同步傳遞方式（STM）和異步傳輸方式（ATM）兩種。異步傳遞方式采用統(tǒng)計時分復(fù)用，各路信號不是按照一定時間間隔周期性的出現(xiàn),要根據(jù)標(biāo)志識別每路信號。</p><

23、p>　　ATM是一種轉(zhuǎn)移模式，在這一模式中信息被組織成固定長度碼元，來自某一端信息的各個信元并不需要周期性地出現(xiàn)，即異步時分復(fù)用。</p><p>　　3.2.2 ATM信元</p><p>　　ATM信元（cell）實際上就是分組，ATM信元具有固定的長度，從傳輸速率、時延及系統(tǒng)實現(xiàn)的復(fù)雜性考慮CCITT規(guī)定ATM信元長度為53B。信元的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。</p>&

24、lt;p>　　圖3 ATM信元結(jié)構(gòu)</p><p>　　其中前5個字節(jié)為信頭，包含控制信息，主要是表示信元去向的邏輯地址，還有一些維護(hù)信息、優(yōu)先級以及信頭的糾錯碼。后面48個字節(jié)是信息段，也稱凈負(fù)荷（payload），它載荷來自各種不同業(yè)務(wù)的用戶信息。任何業(yè)務(wù)的信息經(jīng)過切割分裝成統(tǒng)一格式的信元。</p><p>　　3.2.3 ATM的特點</p><p>　

25、　ATM以面向連接的方式工作，為保證業(yè)務(wù)質(zhì)量，降低信元丟失，ATM以面向連接工作方式，即終端在傳遞信息之前，先提出呼叫請求，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)現(xiàn)有資源及用戶要求，決定是否接受這個情況。若過接受這個請求，則保留必要的資源，及分配VPI/VCI和相應(yīng)的帶寬，并在交換機中設(shè)置相應(yīng)的路由，建立起虛電路（虛連接）。虛電路標(biāo)志VPI/VCI用來標(biāo)識不同的虛電路。</p><p>　　ATM采用異步時分復(fù)用。這使ATM具有靈活性，網(wǎng)絡(luò)資

26、源得到充分利用。</p><p>　　ATM網(wǎng)中沒有逐段鏈路的差錯控制和流量控制。這得益于所有線路均用光纖，ATM將差錯控制和流量控制都交給終端控制完成。</p><p>　　ATM采用固定長度的信元，信息段的長度比較少。為了降低交換節(jié)點內(nèi)部緩沖器區(qū)的容量，減少信息的排隊時延有利于實時業(yè)務(wù)的傳輸。</p><p>　　3.2.4ATM的虛連接</p>

27、<p>　　ATM是面向連接的，及在傳遞信息之前先建立虛連接。ATM的虛連接建立在兩個等級上：虛通道（VP）和虛信道（VC），ATM信元的復(fù)用、傳輸和交換過程均在VC和VP上進(jìn)行。VC，VP與物理媒介（傳輸通道）之間關(guān)系如圖4所示。</p><p>　　圖4 VC，VP與物理媒介關(guān)系</p><p>　　虛通道連接（VPC）和虛信道連接（VCC）連接如圖5所示。</p>

28、;<p>　　圖5 VCC和VPC</p><p>　　3.2.5 ATM的交換原理</p><p>　　ATM交換的基本原理如下圖6所示。</p><p>　　圖6 ATM交換原理</p><p>　　ATM交換有以下功能：</p><p>　　空分交換。將信元從一條傳輸線該送到另一條傳輸線路上去，

29、實現(xiàn)空分交換，其中進(jìn)行路由選擇。</p><p>　　信頭變換。轉(zhuǎn)換VPI/VCI值，即邏輯信道的改變，ATM網(wǎng)中的邏輯信道是靠信頭中的VPI/VCI來標(biāo)識的。相當(dāng)進(jìn)行了時間交換。</p><p>　　排隊。ATM為異步傳輸模式，信元的出現(xiàn)是隨機的，來自不同入線的兩個信元可能同時到達(dá)交換機，并競爭同一條出線，此時會出現(xiàn)碰撞。交換機中提供一系列緩沖存儲器，以供同時到達(dá)的信元排隊用。</

30、p><p><b>　　3.3 ATM網(wǎng)</b></p><p>　　本設(shè)計中的ATM網(wǎng)絡(luò)模型圖。如下圖7所示。</p><p><b>　　圖7 ATM交換網(wǎng)</b></p><p>　　3.3.1公用ATM和專用ATM網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　公用ATM網(wǎng)絡(luò)：由電信部門建立、

31、廣利、運營和管理，組成部分有公用ATM交換機、傳輸線路級網(wǎng)管中心等。公用ATM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部交換機之間的接口稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口（NNI）。公用ATM網(wǎng)絡(luò)作為骨干網(wǎng)使用，可與各種專用ATM網(wǎng)及ATM用戶終端相連。公用ATM網(wǎng)與專用ATM網(wǎng)及與用戶終端之間的接口稱為公用用戶—網(wǎng)絡(luò)接口。</p><p>　　專用ATM網(wǎng)絡(luò)：專用網(wǎng)路，包括專用ATM交換機、傳輸線路、用戶端點等。用戶終端與專用ATM交換機之間的接口稱為專用用戶—

32、網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）。</p><p>　　ATM交換機之間信元的傳輸方式有以下3種。</p><p>　　基于信元（cell）；ATM交換機之間直接傳輸ATM信元。</p><p>　　基于SDH：利用同步數(shù)字體系的幀結(jié)構(gòu)來傳送ATM信元，本設(shè)計中用這種傳輸方式。</p><p>　　基于PDH：利用準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）的幀結(jié)構(gòu)來傳送AT

33、M信元。</p><p>　　3.3.2 ATM網(wǎng)的用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）</p><p>　　ATM網(wǎng)的用戶網(wǎng)絡(luò)接口參考配置可以有不同的物理實現(xiàn)，下圖8為一種比較有代表性的ATM用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的物理配置。</p><p>　　圖8 ATM用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的物理配置模型</p><p><b>　　各功能群</b><

34、;/p><p>　　帶寬終端設(shè)備B-TE</p><p>　　B-TE1：符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，支持純信元形式業(yè)務(wù)和公用UNI信令，可直接接入專用ATM交換機和公用ATM交換機。</p><p>　　B-TE2：支持非標(biāo)準(zhǔn)ITU-T接口信元形式，即其輸出為信元但不符合ITU-T的接口標(biāo)準(zhǔn)，所以B-TE2需經(jīng)寬帶終端適配器B-TA方可介入專用ATM交換機或公用ATM交換機。

35、</p><p>　　TE2：各種現(xiàn)有的非信元形式終端，必須經(jīng)過B-TA方可接ATM網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　寬帶終端適配器B-TA</p><p>　　適配TE2的B-TA：用于適配R接口的非信元形式終端業(yè)務(wù)，進(jìn)行相應(yīng)的信元拆裝和協(xié)議處理。</p><p>　　適配B-TE2的B-TA：用于將不符合標(biāo)準(zhǔn)的形式業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成符合相應(yīng)接口標(biāo)準(zhǔn)的信

36、元形式。</p><p>　　寬帶網(wǎng)絡(luò)終端B-NT2</p><p>　　寬帶網(wǎng)絡(luò)終端B-NT2所對應(yīng)的物理設(shè)備大多是專用ATM交換機，交換容量和處理能力較小，而且不需要支持NNI信令和復(fù)雜的計費、網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)功能。</p><p>　　寬帶網(wǎng)絡(luò)終端B-NT1</p><p>　　寬帶網(wǎng)絡(luò)終端B-NT1實際是物理線路終端設(shè)備，具有線路傳輸終端

37、、傳輸接口處理和網(wǎng)絡(luò)運行、維護(hù)、管理功能。</p><p><b>　　4.ATM協(xié)議</b></p><p>　　ATM協(xié)議參考模型是一個立體分層模型，由三個平面組成：用戶平面、控制平面和管理平面。ATM協(xié)議參考模型如下圖9所示。</p><p>　　圖9 ATM協(xié)議參考模型</p><p>　　4.1 ATM各個平面

38、功能</p><p>　　本設(shè)計中所用到的ATM網(wǎng)有自己的ATM網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。</p><p>　　用戶平面（User Plane,UP）提供用戶信息的傳送功能，采用分層結(jié)構(gòu)，由物理層、ATM層、ATM自適應(yīng)層（AAL層）及高層。</p><p>　　控制平面（Control Plane,CP）即通呼叫和連接的控制功能，也采用分層結(jié)構(gòu)，各層名稱與用戶平面的相同。<

39、/p><p>　　管理平面（Management Plane，MP）提供面管理（不分層）和層管理（分層）。面管理實現(xiàn)與整個系統(tǒng)有關(guān)的管理功能，并實現(xiàn)所有平面之間的協(xié)調(diào)；層管理主要用于各層內(nèi)部的管理，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源和協(xié)議參數(shù)的管理，處理OAM信息流。</p><p>　　4.2 ATM網(wǎng)路分層模型</p><p>　　4.2.1ATM協(xié)議參考模型</p>&l

40、t;p>　　圖10 ATM協(xié)議參考模型高各層功能</p><p>　　ATM網(wǎng)絡(luò)是一個用戶平面和控制平面的分層模型。如下圖11所示。</p><p>　　圖11 ATM網(wǎng)絡(luò)分層模型</p><p>　　4.2.2 ATM物理層</p><p>　　物理層負(fù)責(zé)通過物理媒體正確、有效地傳送信元。它可劃分為２個子層：物理媒體相關(guān)子層（PMD

41、：Physical Medium Dependent Sublayer）；傳輸匯聚子層（TC：Transmission Convergence Sublayer ）。</p><p>　　物理媒體相關(guān)子層（PMD）的功能：提供與傳輸媒體有關(guān)的機械和電氣接口，正確地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)比特，負(fù)責(zé)線路編碼、比特定時等功能。</p><p>　　傳輸匯聚子層（TC）的功能：①傳輸幀的產(chǎn)生/恢復(fù)與適配，

42、在發(fā)送端要將信元流封裝成適合傳輸系統(tǒng)要求的幀結(jié)構(gòu)送到PMD子層，在接收端則將PMD子層送來的比特流（傳輸幀）恢復(fù)成信元流；并在信元流與傳輸幀轉(zhuǎn)換時完成格式的適配。②信頭差錯控制（HEC:Header Error Control），信元的信頭中含有控制選路及其他的重要信息，必須對信頭信息進(jìn)行差錯控制。③信元定界和擾碼，信元定界（Cell delineation）是用一定的方法來識別信元的邊界。④信元速率去耦，為了使ATM層傳送信元的速率不

43、受傳輸媒體速率的影響，可以在發(fā)送端物理層插入空閑信元（idle cell），以將ATM層信元流的速率適配成傳輸媒體的速率。</p><p>　　在接收端，通過特定的預(yù)分配信頭值，可以識別出空閑信元予以丟棄，并不送往ATM層。</p><p>　　4.2.3 ATM層</p><p>　　ATM層的主要功能是負(fù)責(zé)信元的交換、選路和復(fù)用。具體為：</p>

44、<p><b>　　信元的復(fù)用與交換</b></p><p><b>　　服務(wù)質(zhì)量保證OoS</b></p><p>　　實現(xiàn)凈荷類型有關(guān)的功能</p><p><b>　　一般流量控制</b></p><p>　　4.2.3 ATM自適應(yīng)層（ALL）</p&g

45、t;<p>　　AAL的功能：主要功能是高層業(yè)務(wù)信息或信令信息適配成ATM信元流。它是ATM層與高層應(yīng)用（包括用戶面、控制面和管理面）之間的適配層，并支持高層與ATM層之間的適配。</p><p>　　AAL的業(yè)務(wù)分類：AAL的功能和規(guī)程與業(yè)務(wù)有關(guān)，不同的業(yè)務(wù)需要不同的AAL規(guī)程。為了減少AAL規(guī)程的數(shù)量，將業(yè)務(wù)按照以下３個特性進(jìn)行分類：①源與終點之間的定時關(guān)系：需要或不需要；②比特率：固定或可變；

46、③連接方式：面向連接或無連接。</p><p>　　ATM自適應(yīng)層AAL目前定義了四種業(yè)務(wù)類型：A類，源和目的點有實時性要求，面向連接的業(yè)務(wù),其比特率固定,常見業(yè)務(wù)為64Kbit/s話音業(yè)務(wù)。</p><p>　　B類，源和目的點有實時性要求，面向連接的業(yè)務(wù),其比特率是可變的。常見業(yè)務(wù)為可變比特率圖像和音頻業(yè)務(wù)。</p><p>　　C類，面向連接的無實時性要求的

47、可變比特率業(yè)務(wù)，常見業(yè)務(wù)為面向連接的數(shù)據(jù)傳送(文件傳遞和數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù))和信令傳送業(yè)務(wù)。</p><p>　　D類，無連接型、無實時性要求的可變比特率業(yè)務(wù)。常見業(yè)務(wù)為無連接的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)(數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù))。</p><p>　　AAL類型：為了適應(yīng)不同業(yè)務(wù)類型的需要，ITU-T定義了４類AAL：AAL1、AAL2、 AAL3/4、AAL5。 AAL1規(guī)程用于支持Ａ類業(yè)務(wù)。AAL2規(guī)程用

48、于支持Ｂ類業(yè)務(wù)，適用于時延敏感的低速、可變長度的短分組的傳送。 AAL3與AAL4原來是分開的，后來合并為一類：AAL3/4，用來支持C/D兩類業(yè)務(wù)，即包括面向連接與無連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。AAL5可以看成是簡化的AAL3/4，用來支持面向連接的C類業(yè)務(wù)（如幀中繼），傳送大的數(shù)據(jù)分組時效率較高，ATM網(wǎng)絡(luò)信令也采用AAL5。</p><p><b>　　4.2.4高層</b></p>

49、<p>　　高層則相當(dāng)于各種業(yè)務(wù)的應(yīng)用層或信令的高層處理。</p><p><b>　　5.軟件技術(shù)原理</b></p><p>　　5.1 信道編譯碼—CRC </p><p>　　循環(huán)冗余校驗碼（CRC）的基本原理是：在K位信息碼后再拼接R位的校驗碼，整個編碼長度為N位，因此，這種編碼又叫（N，K）碼。對于一個給定的（N，K）碼

50、，可以證明存在一個最高次冪為N-K=R的多項式G(x)。根據(jù)G(x)可以生成K位信息的校驗碼，而G(x)叫做這個CRC碼的生成多項式。 校驗碼的具體生成過程為：假設(shè)發(fā)送信息用信息多項式C(X)表示，將C(x)左移R位，則可表示成C(x)*2的R次方，這樣C(x)的右邊就會空出R位，這就是校驗碼的位置。通過C(x)*2的R次方除以生成多項式G(x)得到的余數(shù)就是校驗碼。</p><p>　　接收端解碼的的要求：檢錯

51、和糾錯。由于一碼組多項式A（x）都應(yīng)被生成多項式g(x)去去除。當(dāng)傳輸發(fā)生錯誤時，接受碼組與發(fā)送碼組相同，即R(x)=A(x),故接受碼組多項式R（x）必定能被g(x)整除；若碼組在傳輸過程中發(fā)生錯誤，則R（x）≠A（x）, R（x）被g(x)除時可能除不盡而有余項，則有</p><p>　　因此接收端以余項是否為零來判別媽祖中有無錯碼。</p><p>　　5.2 FSK調(diào)制解調(diào) <

52、;/p><p>　　數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控（FSK），二進(jìn)制頻移鍵控記成2FSK。根據(jù)表征1和0碼載波相連點相位的連續(xù)將2FSK 非為相位連續(xù)2FSK與相位連續(xù)的DPSK 。系統(tǒng)框圖如下圖所示。調(diào)制原理圖如下圖所示。</p><p>　　圖12 DPSK調(diào)制框圖</p><p><b>　　這樣2FSK小號為</b></p>&l

53、t;p>　　2FSK相干解調(diào)原理圖如下圖所示。</p><p>　　圖13 2FSK相干解調(diào)原理圖</p><p><b>　　6.硬件介紹</b></p><p><b>　　6.1所用傳輸線</b></p><p>　　6.1.1用戶和交換機</p><p>　　用

54、戶終端設(shè)被和專用交換機之間用的是RJ-45接口100BASE-TX非屏蔽雙絞線直通線，可支持速率為100M的速率發(fā)送。</p><p>　　RJ-45接口可用于連接RJ-45接頭，適用于由雙絞線構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，這種端口是最常見的，一般來說以太網(wǎng)集線器都會提供這種端口。</p><p>　　RJ45是各種不同接頭的一種類型（例如：RJ11也是接頭的一種類型，不過它是電話上用的）；RJ-45接頭排

55、線的順序有兩種不同的方法：一種是白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白棕、棕；另一種是白綠、綠、白橙、藍(lán)、白藍(lán)、橙、白棕、棕；因此使用RJ45接頭的線也有兩種即：直通線、交插線。</p><p>　　常用B標(biāo)RJ-45線路連接順序為橙白、橙、綠白、藍(lán)、藍(lán)白、綠、棕白、棕。當(dāng)連接不同設(shè)備時，使用A標(biāo)，其連接順序為綠白、綠、橙白、藍(lán)、藍(lán)白、橙、棕白、棕。一般都常用B標(biāo)的壓法，如果要做交叉線，就一邊為A標(biāo)另一邊為B標(biāo)。<

56、;/p><p>　　6.1.2交換機和交換機</p><p>　　ATM交換機和ATM交換機之間用STM-4幀結(jié)構(gòu)格式的SC-SC光纖接口最大速率為622M的傳輸速率。</p><p>　　SC型光纖連接器：連接GBIC光模塊的連接器，它的外殼呈矩形，緊固方式是采用插拔銷閂式，不須旋轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　6.2硬件設(shè)備<

57、;/b></p><p><b>　　6.2.1終端設(shè)備</b></p><p>　　PC機、電視、電話等。</p><p><b>　　6.2.2交換機</b></p><p>　　ATM主干交換機采用3COM公司的CoreBuilder 7000HD交換機，具體配置：</p>

58、<p><b>　　主要性能指標(biāo)：</b></p><p>　　?第三層（Layer 3）交換，交換速度更高</p><p>　　?5Gbps的交換能力和20.48Gbps雙無源背板</p><p>　　?4個模塊的擴展能力</p><p>　　?支持IEEE802.1q基于端口的虛擬網(wǎng)絡(luò)（VLAN）

59、，支持基于協(xié)議的VLAN，加強了VLAN的能力。支持802.1q，實現(xiàn)基于優(yōu)先級CoS。</p><p>　　?支持信息流管理的IGMP探測，有效提供多址聯(lián)播的信息流</p><p>　　?支持多種I/O方式，包括ATM DS-3/E3（45Mbps/34Mbps），OC-3c（155Mbps），OC-12c（622Mbps），Ethernet（10Mbps），F(xiàn)ast Etherne

60、t（100Mbps），Gigabit Ethernet（1Gbps）</p><p>　　?以太網(wǎng)時最高達(dá)8192個物理地址/卡，支持IEEE802.1d</p><p>　　?支持各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議</p><p>　　?ATM交換時支持最高4096條VPI/VCI（虛電路）</p><p>　　?通過ILMI3.1/4.0自動配置<

61、;/p><p>　　?通過PNNI4.0實現(xiàn)內(nèi)部交換路由</p><p>　　?符合ATM論壇LANE2.0規(guī)范</p><p>　　二級交換機采用3COM公司的SuperStack II Switch 3300系列，具體配置：</p><p><b>　　主要性能指標(biāo)：</b></p><p>

62、　　?24口可堆疊式10/100M自適應(yīng)交換機，可添加模塊</p><p>　　?ATM模塊適用于155/622M光纖多模ATM連接</p><p><b>　　7.心得體會</b></p><p>　　通過此次設(shè)計，我了解一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)計過程，它包括數(shù)據(jù)通信的基本組成和各個通信模塊構(gòu)成的總體完整數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框圖，知道了各個模塊

63、的基本功能。該設(shè)計接入了ATM網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的組成用戶網(wǎng)絡(luò)—接口、ATM信元、ATM協(xié)議參考模型及基本協(xié)議、ATM交換的特點。并知道了相關(guān)軟件原理如調(diào)制解調(diào)技術(shù)、CRC循環(huán)冗余校驗碼的基本過程。知道一些硬件的基本參數(shù)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　毛京麗， 董躍武等 《數(shù)據(jù)通信原理》北京： 北京郵電大出版社，第3版</p&g