一级建造师通信网.doc
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1L411000通信与广电工程专业技术
1L411010通信网
1L411011掌握通信网的构成
考点（掌握）：
•通信网及其构成要素
•通信网的类型及拓扑结构
•通信网的基本结构
一、通信网及其构成要素
（一）通信网的作用
1）用户使用通信网可以克服空间、时间等障碍来进行有效的信息交换.
2）通信网上任意两个用户间、设备间或一个用户和一个设备间均可进行信息的交换。
交换的信息包括用户信息（如话音、数据、图像等）、控制信息（如信令信息、路由信息等）和网络管理信息三类。
（二）通信网的构成要素
通信网是由一定数量的节点（包括终端节点、交换节点）和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
一个完整的通信网是由硬件和软件两大部分组成。
软件设施则包括信令、协议、控制、管理、计费等，它们主要完成通信网的控制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化。
通信网的硬件即构成通信网的设备，由终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成，它们完成通信网的基本功能：
接入、交换和传输。
1．终端节点
最常见的终端节点有电话机、传真机、计算机、视频终端和PBX（程控交换机）。
（1）用户信息的处理：
主要包括用户信息的发送和接收，将用户信息转换成适合传输系统传输的信号以及相应的反变换。
（2）信令信息的处理：
主要包括产生和识别连接建立、业务管理等所需的控制信息。
2．交换节点
交换节点是通信网的核心设备。
最常见的有电话交换机、分组交换机、路由器、转发器等。
交换节点负责集中、转发终端节点产生的用户信息，但它自己并不产生和使用这些信息。
主要功能有：
（1）用户业务的集中和接入功能，通常由各类用户接口和中继接口组成。
（2）交换功能，通常由交换矩阵完成任意入线到出线的数据交换。
（3）信令功能，负责呼叫控制和连接的建立、监视、释放等。
（4）其他控制功能，路由信息的更新和维护、计费、话务统计、维护管理等。
3．业务节点
最常见的业务节点有智能网中的业务控制节点（SCP）、智能外设、语音信箱系统，以及Internet上的各种信息服务器等。
它们通常由连接到通信网络边缘的计算机系统、数据库系统组成。
主要功能是：
（1）实现独立于交换节点的业务的执行和控制。
（2）实现对交换节点呼叫建立的控制。
（3）为用户提供智能化、个性化、有差异的服务。
4．传输系统
传输系统为信息的传输提供传输信道，并将网络节点连接在一起。
其硬件组成应包括：
线路接口设备、传输媒介、交叉连接设备等。
二、通信网的类型及拓扑结构
（一）通信网的类型
1．按业务类型分，可分为电话通信网（如PSTN、移动通信网等）、数据通信网（如X.25,Internet、帧中继网等）、广播电视网等。
2．按空间距离和覆盖范围分，可分为广域网、城域网和局域网。
3．按信号传输方式分，可分为模拟通信网和数字通信网。
4．按运营方式分，可分为公用通信网和专用通信网。
（二）通信网的拓扑结构
在通信网中，所谓拓扑结构是指构成通信网的节点之间的互连方式。
基本的拓扑结构有：
网状网、星形网、环形网、总线型网、复合型网等。
1．网状网：
.结构：
所形成的网络链路较多，形成的拓扑结构象网状。
.具有代表性的网形网就是完全互连网（网内任意两节点间均由直达线路连接）。
.具有N个节点的完全互连网需要有1/2•N•（N一1）条传输链路。
.优点：
线路冗余度大，网络可靠性高，任意两点间可直接通信；
.缺点:
线路利用率低（N值较大时传输链路数将很大），网络成本高，另外网络的扩容也不方便，每增加一个节点，就需增加N条线路。
.适用场合：
通常用于节点数目少，又有很高可靠性要求的场合。
2．星形网又称辐射网
.结构：
星形结构由一个功能较强的转接中心S以及一些各自连到中心的从节点组成。
.具有N个节点的星形网共需（N一1）条传输链路。
.优点：
与网形网相比，降低了传输链路的成本，提高了线路的利用率
.缺点:
网络的可靠性差，一旦中心转接节点发生故障或转接能力不足时，全网的通信都会受到影响。
.适用场合：
传输链路费用高于转接设备、可靠性要求又不高的场合，以降低建网成本。
3．复合型网
.结构：
是由网状网和星形网复合而成的。
它以星形网为基础，在业务量较大的转接交换中心之间采用网状网结构.
.优点：
兼并了网状网和星形网的优点。
整个网络结构比较经济，且稳定性较好。
.适用场合：
规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用分级的复合型网络结构。
4．总线型网属于共享传输介质型网络
.结构：
网中的所有节点都连至一个公共的总线上，任何时候只允许一个用户占用总线发送或接送数据。
.优点：
需要的传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单，增减节点也很方便；
.缺点：
网络服务性能的稳定性差，节点数目不宜过多，网络覆盖范围也较小。
.适用场合：
主要用于计算机局域网、电信接入网等网络中。
5.环形网
.结构：
网中所有节点首尾相连，组成一个环。
.N个节点的环网需要N条传输链路。
环网可以是单向环，也可以是双向环。
.优点：
是结构简单，容易实现，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护；
.缺点：
是节点数较多时转接时延无法控制，并且环形结构不好扩容。
.适用场合：
目前主要用于计算机局域网、光纤接入网、城域网、光传输网等网络中。
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任何通信网络都具有信息传送、信息处理、信令机制、网络管理功能。
因此，从功能的角度看，一个完整的现代通信网可分为相互依存的三部分：
业务网、传送网、支撑网。
（一）业务网
1）功能：
业务网负责向用户提供各种通信业务，如基本话音、数据、多媒体、租用线、VPN（VirtualPrivateNetwork,虚拟专用网络）等。
2）构成一个业务网的主要技术要素包括网络拓扑结构、交换节点设备、编号计划、信令技术、路由选择、业务类型、计费方式、服务性能保证机制等。
3）交换节点设备
.其中交换节点设备是构成业务网的核心要素。
采用不同交换技术的交换节点设备通过传送网互连在一起就形成了不同类型的业务网。
.业务网交换节点的基本交换单位本质上是面向终端业务的，粒度很小，例如一个时隙、一个虚连接。
.业务网交换节点的连接在信令系统的控制下建立和释放。
（二）支撑网
支撑网负责提供业务网正常运行所必需的信令、同步、网络管理、业务管理、运营管理等功能，以提供用户满意的服务质量。
支撑网包含同步网、信令网、管理网三部分。
（三）传送网
1）传送网又称基础网。
传送网为各类业务网提供业务信息传送手段，负责将节点连接起来，并提供任意两点之间信息的透明传输。
传送网是由传输线路、传输设备组成的网络，所以又称之为基础网。
2）功能：
具有电路调度网络性能监视、故障自动切换等相应的管理功能。
3）构成传送网的主要技术要素有：
传输介质、复用体制、传送网节点技术等。
传送网节点：
a）其中传送网节点主要有分插复用设备（ADM）和交叉连接设备（DXC）两种类型，它们是构成传送网的核心要素。
b）传送网节点也具有交换功能。
c）传送网节点的基本交换单位度很大
d）传送网节点之间的连接则主要是通过管理层面来指配建立或释放的，每一个连接需要长期维持和相对固定。
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在第三大考点中需掌握：
掌握：
业务网的相关内容
支撑网相关内容
一、业务网的相关内容
（一）电话网
1．固定电话网
固定电话网是目前覆盖范围最广，业务量最大的网络，分为本地电话网和长途电话网。
本地电话网是在同一编号区内的网络，由端局、汇接局和传输链路组成；长途电话网是在不同的编号区之间通话的网络，由长途交换局和传输链路组成。
电话交换局是电话网中的核心，采用数字程控交换设备，每一路电话编码为64kbit/s的数字信号，占据一次群中的某一时隙，在信令的控制下进行时隙交换，从而和各个不同的用户相连。
（P37交换系统一节对固定电话网的设备进行了详细介绍）
2.移动电话网P27移动通信网
由移动交换局、基站、中继传输系统和移动台组成。
移动交换局和基站之间通过中继线相连，基站和移动台之间为无线接入方式。
3.IP电话网
IP电话网通过分组交换网传送电话信号。
在IP电话网中，主要采用话音压缩技术和话音分组交换技术。
IP电话是一种利用Internet技术或网络进行语音通信的新业务。
IP电话用分组的方式来传送语音，在分组交换网中采用了统计复用技术，提高了对于传输链路和其他网络资源的利用率。
（二）数据通信网
低速数据业务主要包括电报、电子邮件、数据检索、Web浏览等。
该类业务主要通过分组网络承载，所需带宽小于64kbit/s。
高速数据业务包括局域网互连、文件传输、面向事务的数据处理业务，所需带宽均大于64kbit/s，采用电路或分组方式承载。
数据通信网包括X.25分组交换网（P40）、数字数据网（P43）、帧中继网（P40）、计算机互联网（P48），这些网络的共同特点都是为计算机联网及其应用服务的。
（三）综合业务数字网（ISDN）
综合业务数字网（ISDN：
IntegratedServicesDigitalNetwork）,中国电信通常称ISDN为一线通，是由电话综合数字网演变而成，提供端到端的数字连接，以支持一系列广泛的业务（包括话音和非话音业务），为用户提供一组标准的多用途用户-网路接口。
综合业务数字网有窄带和宽带两种。
1．窄带综合业务数字网
窄带综合业务数字网向用户提供的有基本速率（2B+D,144kbit/s）和一次群速率（30B+D,2Mbit/s）两种接口。
（1）ISDN（2B+D）业务：
基本速率接口包括两个能独立工作的B信道（64kbit/s）和一个D信道（16kbit/s）,其中B信道一般用来传输话音、数据和图像，D信道用来传输信令或分组信息。
（2）ISDN（30B十D）业务：
在一个基群速率（30B+D）接口中，有30个B通路和1个D通路，每个B通路和D通路均为64kbit/s，共1.920Mbit/s。
2．宽带综合业务数字网（B-ISDN）是在ISDN的基础上发展起来的，可以支持各种不同类型、不同速率的业务，包括速率不大于64kbit/s•的窄带业务（如语音、传真），宽带分配型业务（广播电视、高清晰度电视），宽带交互型通信业务（可视电话、会议电视），宽带突发型业务（高速数据）等。
B-ISDN的主要特征是以同步转移模式（STM）和异步转移模式（ATM）兼容方式，在同一网路中支持范围广泛的声音、图像和数据的应用。
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P2P9
一个完整的电信网除有以传递电信业务为主的业务网之外，还需有若干个用来保障业务网正常运行、增强网路功能、提高网路服务质量的支撑网路。
支撑网是现代电信网运行的支撑系统。
支撑网中传递相应的监测和控制信号，包括公共信道信令网、同步网、电信管理网等。
（一）信令网
信令网是公共信道信令系统传送信令的专用数据支撑网，一般由信令点（SP），信令转接点（STP）和信令链路组成。
信令网可分为不含STP的无级网和含有STP的分级网。
无级信令网信令点间都采用直连方式工作，又称直连信令网。
分级信令网信令点间可采用准直连方式工作，又称非直连信令网。
（二）同步网
同步网是现代电信网运行的支持系统之一，为电信网内所有电信设备的时钟（或载波）提供同步控制信号。
数字网内任何两个数字交换设备的时钟速率差超过一定数值时，会使接收信号交换机的缓冲存储器读、写时钟有速率差，当这个差值超过某一定值时就会产生滑码、以致造成接收数字流的误码或失步。
同步网的功能就在于使网内全部数字交换设备的时钟频率工作在共同的速率上，以消除或减少滑码。
同步网处于数字通信网的最底层，负责实现网络节点设备之间和节点设备与传输设备之间信号的时钟同步、帧同步以及全网的网同步，保证地理位置分散的物理设备之间数字信号的正确接收和发送。
对同步网主要掌握三点内容
1．数字网同步和数字同步网
2．同步网的等级结构
3.大楼综合定时供给系统（BITS）和定时基准的传输
1．数字网同步和数字同步网
（1）在数字通信网内，使网中各个单元使用某个共同的基准时钟频率，实现各网元时钟间的同步，称为网同步。
数字网同步的方式很多，主要有准同步、主从同步和互同步。
通常国际通信时采用准同步方式。
目前，世界上多数国家的国内数字网同步都采用主从同步法，我国数字网同步也是采用主从同步方式。
好，下面我们分别看一下准同步、主从同步
.准同步方式是指在一个数字网中各个节点，分别设置高精度的独立时钟，这些时钟产生的定时信号以统一标准速率出现，而速率的变化限制在规定范围内，故滑动率是可以接受的。
通常国际通信时采用准同步方式。
通常国际通信时采用准同步方式。
.主从同步是目前广泛应用的一种同步方式。
是将一个时钟（一般是最高一级时钟）作为主（基准）时钟，网中其他时钟（从时钟）同步于主时钟。
目前，我国及世界上多数国家的国内数字网同步都采用主从同步方式。
.互同步
网中不设主时钟，由网内各交换节点的时钟相互控制，最后都调整到一个稳定的、统一的系统频率上，这样可以防止同步系统的系统频率随节点之间传输时延的变化而变化，从而实现全网的同步工作。
互同步可靠性有改善，但系统较为复杂。
（2）数字同步网
．用于实现数字交换局之间、数字交换局和数字传输设备之间的同步;
．它是由各节点时钟和传递频率基准信号的同步链路构成的。
．数字同步网的组成包括两个部分,即交换局间的时钟同步和局内各种时钟之间的同步。
2．同步网的等级结构
我国数字同步网的等级分为4级：
对这4级时钟的特点及设置位置要清楚。
．第一级是基准时钟（PRC），由铯原子钟组成，它是我国数字网中最高质量的时
钟，是其他所有时钟的定时基准
．第二级是长途交换中心时钟，装备GPS接收设备及有保持功能的高稳定时钟，构成高精度区域基准钟，该时钟分为A类和B类。
.A类时钟:
设置于一级和二级长途交换中心的大楼综合定时供给系统（BITS）,它通过同步链路直接与基准时钟同步。
.B类时钟:
设置于三级和四级长途交换中心的大楼综合定时供给系统（BITS），它通过同步链路受A类时钟控制，间接地与基准时钟同步。
．第三级时钟是有保持功能的高稳定度晶体时钟。
通过同步链路与二级时钟或同等级时钟同步。
设置在汇接局和端局。
．第四级时钟是一般晶体时钟，通过同步链路与第三级时钟同步，设置于远端模块、数字终端设备和数字用户交换设备。
3.大楼综合定时供给系统（BITS）和定时基准的传输
（1）大楼综合定时供给系统（BITS）是指在每个通信大楼内，设有一个主钟，它受控于来自上面的同步基准（或GPS信号），楼内所有其他时钟受该主钟同步。
.主钟等级应该与楼内交换设备的时钟等级相同或更高。
.BITS由五部分组成：
参考信号入点、定时供给发生器、定时信号输出、性能检测及告警。
.我国在数字同步网的二、三级节点设BITS,并向需要同步基准的各种设备提供定时信号。
（2）定时基准有三种传输方式：
第一种是采用PDH2Mbit/s专线.
第二种是采用PDH2Mbit/s带有业务的电路。
第三种是采用SDH线路码传输定时基准信号。
（三）电信管理网
电信管理网是为保持电信网正常运行和服务，对其进行有效地管理所建立的软、硬件系统和组织体系的总称，是现代电信网运行的支撑系统之一。
TMN是一个综合的、智能的、标准化的电信管理系统。
1．电信管理网的主要功能是：
1）根据各局间的业务流向、流量统计数据，有效地组织网络流量分配；
2）根据网络状态，经过分析判断进行调度电路、组织迂回和流量控制等，以避免网络过负荷和阻塞扩散；
3）在出现故障时根据告警信号和异常数据采取封闭、启动、倒换和更换故障部件等，尽可能使通信及相关设备恢复和保持良好运行状态。
2．电信管理网主要包括网络管理系统、维护监控系统等，由操作系统、工作站、数据通信网、网元组成，其中网元是指网络中的设备，可以是交换设备、传输设备、交叉连接设备、信令设备。
数据通信网则提供传输数据、管理数据的通道，它往往借助电信网来建立。
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需熟悉的内容：
CDMA、GSM网络特点
需了解的内容：
移动通信新技术及应用
1L411041掌握移动通信网络的构成
一、移动通信特点
二、移动通信的发展历程
三、移动通信系统频段分配
四、移动通信网络构成
一、移动通信特点
1．移动通信是指通信双方或至少一方在移动中进行信息交换的通信方式。
移动通信由无线和有线两部分组成。
无线部分提供用户终端的接入，利用有限的频率资源在空中可靠地传送话音和数据；有线部分完成网络功能，包括交换、用户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信网（PLMN）。
2．移动通信是有线和无线相结合的通信方式；无线电波传播存在严重的多径衰落；具有在互调、邻频、同频干扰条件下工作的能力；具有多普勒效应；终端用户的移动性。
多普勒效应则是指观测者与波源之间存在有相对运动时,观测者测得的波频率与波源所发出的波频率不同的现象,
二、移动通信的发展历程
移动通信系统从20世纪40年代发展至今，根据其发展历程和发展方向，可以划分为三个阶段：
1．第一代移动电话系统是模拟系统
70年代在世界许多地方得到研究。
采用的技术：
由贝尔实验室提出的蜂窝组网技术，在多址技术上采用频分多址技术（PDMA）。
特点：
频谱利用率低，设备成本高，业务种类少，保密性差，容量小，不能满足用户量的发展。
具有代表性的是：
美国的AMPS（高级移动电话业务）和英国的TACS（全接入通信系统）。
2．第二代移动电话系统是数字蜂窝移动通信系统.
具有代表性的是：
20世纪80年代几乎同时出现了两种重要的通信体制，一种是TDMA，另一种是CDMA。
TDMA体制的典型代表是欧洲的GSM系统，CDMA体制典型的代表是美国的IS-95系统。
由于GSM相对模拟移动通信技术是第二代移动通信技术，所以简称2G,
1995年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。
我国于1998年开始CDMA商用化。
GSM系统和CDMA系统主要区别是多址方式的不同，GSM是采用时分多址（TDMA）方式，而CDMA是采用码分多址。
3．IMT-2000支持的网络成为第三代移动通信系统（3G），是将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。
功能：
1）它能够处理像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。
2）它可以支持高达2Mbit/s的传输速率
第三代移动通信系统标准有：
WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA，其中欧洲的WCDMA和美国的CDMA2000分别是在GSM和IS-95CDMA的基础上发展起来的，大唐电信代表中国提出的TD-SCDMA标准采用了TDD模式，支持不对称业务。
1999年10月国际电信标准化部门（ITU-T）最终通过了IMT-2000无线接口技术规范建议，确立了IMT-2000所包含的无线接口技术标准。
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四、移动通信网络构成
移动通信系统主要由移动交换子系统（NSS）、操作维护子系统（OSS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）四大部分组成,见1L4110412-2。
（一）移动台MS
.MS是移动用户设备，它由移动终端和客户识别卡（SIM卡）组成。
移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。
SIM卡就是“人”，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。
SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM卡后移动终端才能接入进网。
（二）基站子系统BSS
.BSS子系统可以分为两个部分。
基站收发信台（BTS）负责无线传输；基站控制器（BSC）负责控制与管理。
一个基站子系统BSS系统由一个BSC（基站控制器）与一个或多个BTS（基站收发信台）组成，一个BSC可以根据话务量需要控制多个BTS.
1．基站控制器（BSC）是基站系统（BSS）的控制部分，在BSS中起交换作用。
.BSC一端可与多个BTS相连，另一端与移动交换中心（MSC）和操作维护中心OMC相连。
.BSC面向无线网络，主要负责完成无线网络管理、无线资源管理及无线基站的监视管理，控制移动台和BTS之间无线连接的建立、接续和拆除等管理，控制完成移动台的定位、切换和寻呼，提供语音编码、码型变换和速率适配等功能，并能完成对基站子系统的操作维护功能。
2．无线基站（BTS）即：
基站收发信台。
是基站子系统（BSS）的无线部分，BTS在系统中的位置处于移动台MS与基站控制器（BSC）之间。
基站（BTS）是由基站控制器BSC控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成基站控制器BSC与无线信道之间的转换，实现基站（BTS）与移动台（MS）之间通过空中接口的无线传输以及相关的控制功能。
（三）移动交换子系统NSS
移动交换子系统NSS主要完成话务的交换功能，同时管理用户数据和移动性所需的数据库。
NSS子系统的主要作用是管理移动用户之间的通信和移动用户与其他通信网用户之间的通信。
移动交换子系统主要由移动交换中心（MSC）与操作维护台（OMC）以及移动用户数据库所组成。
1．移动交换中心（MSC）是公用陆地移动网（PLMN）的核心。
MSC对位于它所覆盖区
升级会员 