一级建造师通信与广电资料.docx
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一级建造师通信与广电资料
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。
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。
通信网软硬件的功能：
通信网的构成要素：
交换节点是通信网的核心设备。
最常见的交换节点有电话交换机、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。
交换节点主要功能有：
（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。
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）。
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。
业务节点主要功能是：
（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。
传输系统 硬件组成应包括：
线路接口设备、传输媒介、交叉连接设备等。
传输系统一个主要的设计目标就是提高物理线路的使用效率，因此通常都采用了多路复用技术，如频分复用、时分复用、波分复用等。
通信网的基本结构具有信息传送、信息处理、信令机制、网络管理功能
一个完整的现代通信网可分为相互依存的三部分：
业务网、支撑网、传送网。
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。
业务网的核心要素是换节点设备
支撑网为保证业务网正常运行，增强网络功能，提高全网服务质量而形成的传递控制监测及信令等信号的网络。
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。
传送网又称基础网。
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。
传送网功能：
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。
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。
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、公用电报网、传真通信网、图像通信网、可视图文通信网等。
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．按信号形式分，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。
5．按服务区域分：
国际通信网、长途通信网、本地通信网、农村通信网、局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）等。
6．按主要传输介质分：
电缆通信网、光缆通信网、卫星通信网、无线通信网、用户光纤网等。
7．按交换方式分：
电路交换网，报文交换网、分组交换网、宽带交换网等。
8．按网络拓扑结构分：
网状网、星状网、环形网、总线网等。
9．按信息传递方式分：
同步转移模式（STM）的宽带网和异步转移模式（ATM）的宽带网等。
通信网的拓扑结构有：
网状网、星形网、环形网、总线型网、复合型网等。
网状网：
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。
星形网又称辐射网具有N个节点的星形网共需（N一1）条传输链路。
复合型网是由网状网和星形网复合而成的。
总线型网属于共享传输介质型网络
传输介质是指信号传输的物理通道。
信息能否成功传输则依赖于两个因素：
传输信号本身的质量和传输介质的特性。
输介质分为有线介质和无线介质两大类
有线介质目前常用的有双绞线、同轴电缆和光纤
“复用”是通信技术中常用的名词，是指能在同一传输媒质中同时传输多路信号的技术,用以提高通信线路的利用率。
按信号在传输介质上的复用方式的不同，传输系统可分为四类：
基带传输系统、频分复用（FDM）传输系统、时分复用（TDM）传输系统和波分复用（WDM）传输系统。
基带传输是在短距离内直接在传输介质传输模拟基带信号。
频分复用：
所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
即把信道频带分割为若干更窄的互不相交的子频带（即各频段保持一定的间隔），把每个子频带分给一个用户专用。
频分复用具有以下特点：
．频率上严格分割，时间和空间是可以重叠；
．每路一个载频，每个频道只传送一路话
频分复用缺点是：
传输的是模拟信号，需要模拟的调制解调设备，成本高且体积大；由于难以集成，故工作的稳定度不高；由于计算机难以直接处理模拟信号，导致在传输链路和节点之间有过多的模数转换，从而影响传输质量。
目前FDM技术主要用于微波链路和铜线介质上，在光纤介质上该方式更习惯被称为波分复用。
目前主要有两种时分数字传输体制：
准同步数字体系PDH和同步数字体系SDH。
TDM的优点：
传输的是数字信号，差错率低，安全性好，数字电路高度集成，以及更高的带宽利用率。
波分复用（WDM——WavelengthDivisionMultiplexing）本质上是光域上的频分复用技术
波分复用通道对数据格式是透明的
波分复用WDM技术可以有多种网络应用形式，如长途干线网、广播式分配网络、多路多址局域网络等
光信号峰值波长间隔在1--10nm的WDM系统称为密集WDM系统（DWDM）；
同步数字体系SDH既是一个组网原则，又是一套复用方法。
SDH传送网 是一种以同步时分复用和光纤技术为核心的传送网结构，它由分插复用、交叉连接、信号再生放大等网元设备组成，具有容量大、对承载信号语义透明以及在通道层上实现保护和路由的功能。
SDH主要有如下优点：
标准统一的光接口；强大的网管功能。
例：
SDH传送网的特点有（）。
A．是一个独立于各类业务网的业务公共传送平台；
B．具有强大的网络管理功能；
C．采用异步复用和灵活的复用映射结构；
D．不同厂商设备间信号可互通；
E．信号的复用、交叉链接和交换过程复杂。
答案是：
ABD
1.SDH系统中的基本传输速率是STM-1，其他高阶信号速率均由STM-1的整数倍构造而成。
2．每个STM帧由段开销（SOH）、管理单元指针（AU-PTR）和STM净负荷三部分组成。
光传送网（OTN）是一种以DWDM与光通道技术为核心的新型传送网结构，它由光分插复用、光交叉连接、光放大等网元设备组成，具有超大容量、一对承载信号语义透明及在光层面上实现保护和路由的功能。
OTN（光传送网）可以保持与现有SDH网络的兼容性；
OTN（光传送网）的分层结构由上至下依次为：
光信道层（OCh）、光复用段层（OMS）、光传输段层（OTS）。
目前在OTN（光传送网）上的网络节点主要有两类：
光分插复用器（OADM）和光交叉连接器（OXC）。
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
移动电话网由移动交换局、基站、中继传输系统和移动台组成。
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。
传统电话网和IP电话网采用的编码技术有什么区别？
编码速率为多少？
传统电话网一般采用的A律13折线PCM编码技术，一路电话的编码速率为64kbit/s，或者采用律μ律折线编码方法，编码速率为52kbit/s。
IP电话采用共扼结构算术码本激励线性预测编码法，编码速率为8kbit/s，再加上静音检测，统计复用技术，平均每路电话实际占用的带宽仅为4kbit/s，节省了带宽资源。
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。
综合业务数字网有窄带和宽带两种。
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。
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。
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。
支撑网的定义：
为保证业务网正常运行，增强网络功能，提高全网服务质量而形成的传递控制监测及信令等信号的网络。
支撑网的功能：
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。
支撑网中传递相应的监测和控制信号。
支撑网的组成：
包含信令网、同步网、管理网三部分。
信令网组成:
一般由信令点（SP），信令转接点（STP）和信令链路组成。
信令网分类:
信令网可分为不含STP信令转接点的无级网和含有STP信令转接点的分级网。
同步网处于数字通信网的最底层
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。
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。
数字同步网功能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;
数字同步网由各节点时钟和传递频率基准信号的同步链路构成的。
数字同步网的同步包括两方面含义：
交换局间的时钟同步和局内各种时钟之间的同步。
数字同步网的等级分为4级
．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。
大楼综合定时供给系统由五部分组成：
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、三级节点设大楼综合定时供给系统BITS,并向需要同步基准的各种设备提供定时信号。
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。
电信管理网主要包括网络管理系统、维护监控系统等
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。
光通信系统通常指光纤传输通信系统,是目前通信系统中最常用的传输系统
光纤通信是以光波作为载频,以光导纤维（简称光纤）作为传输媒介
光纤通信系统是由光发射机（光发送机）,光纤线路（光缆和光中继器）和光接收机组成
光纤通信系统编码通常采用数字编码,强度调制,直接检波方式
再生光中继器有两种类型：
一种是光-电--光中继器；另一种是光--光中继器。
光纤是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。
光在光纤中传播，会产生信号的衰减和畸变，其主要原因是光纤中存在损耗和色散。
损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。
SDH传输网是由一些基本的SDH网络单元（NE）和网络节点接口（NNI）组成，通过光纤线路或微波设备等连接进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。
SDH传输网特点：
1）SDH传输网具有全世界统一的网络节点接口。
2）有一套标准化的信息结构等级
SDH系统的基本网元主要有同步光缆线路系统、终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）构成。
终端复用器（TM）：
是SDH基本网络单元中最重要的网络单元之一。
分插复用器（ADM）：
是SDH传输系统中最具特色、应用最广泛的基本网络单元。
同步数字交叉连接设备（SDXC）:
指SDH设备或网络中的数字交叉连接设备
SDH网络接点接口规范一个统一的NNI标准，基本出发点在于，使其不受限于制定的传输媒质，不受限于网络节点所完成的功能，同时对局间通信或局内通信的应用场合也不加以限定。
网络主要有以下几种基本的拓扑结构：
线形、星形、环形、树形、网孔形。
树形结构不适宜提供双向通信结构
SDH网络分层：
再生段、复用段和数字段。
网络节点接口（NNI）表示网络节点之间的接口。
DWDM（密集波分复用）按传输方向的不同可分为双纤单向传输系统、单纤双向传输系统
DWDM（密集波分复用）从系统的兼容性方面考虑可分为集成式系统、开放式系统。
现在DWDM系统绝大多数采用的是开放式系统。
DWDM系统在发送端采用合波器（OMU），将窄谱光信号（速率在2.5Gb/s及以下符合ITU-TG.692）的不同波长的光载波信号合并起来，送入一根光纤进行传输；在接收端利用一个分波器（ODU）,将这些不同波长承载不同信号的光波分开。
各波信号传输过程中相互独立。
DWDM系统主要网络单元有：
光合波器（OMU）、光分波器（ODU）、光波长转换器（OTU）、光纤放大器（OA）、光分插复用器（OADM）、光交叉连接器（OXC）。
光合波器在高速大容量波分复用系统中起着关键作用，其性能的优劣对系统的传输质量有决定性影响。
偏振相关性低。
光合波器（OMU）：
主要类型有介质薄膜干涉型、布拉格光栅型、星形藕合器、光照射光栅和阵列波导光栅（AWG）等。
光分波器在系统中所处的位置与光合波器相互对立
光波长转换器（OTU）：
根据其所在DWDM系统中的位置，可分为发送端OTU、中继器使用OTU和接收端OTU。
中继器使用OTU主要作为再生中继器用:
·1、执行光／电／光转换、实现3R（再整形、再生、再定时）功能;2、对某些再生段开销字节进行监视的功能。
光波长转换器分为两大类：
光一电一光波长转换器和全光波长转换器。
光纤放大器在WDM系统中的应用主要有三种形式:
功率放大器（BA，简称功放）、线路放大器（LA，简称线放）、预放大器（PA，简称预放）之分。
实现光网络的关键是要在OTN（光传送网）节点实现信号在全光域上的交换、复用和选路
目前在OTN（光传送网）上的网络节点主要有两类：
光分插复用器（OADM）和光交叉连接器（OXC）。
光分插复用器（OADM）工程中的主要技术要求是通道串扰和插入损耗。
光交叉连接器（OXC）是构成OTN（光传送网）的核心设备
SDH数字微波调制就是将SDH数字码流通过移频、移幅或移相的方式调制在微波的载波频率上，然后经过放大等处理发送出去，实现远距离的传输。
目前大容量的SDH微波均采用64QAM或128QAM的调制技术，少数设备采用256QAM调制技术。
一个SDH微波通信系统可由端站、分路站、枢纽站及若干中继站组成
一个微波通信系统的容量配置一般由一个备用波道和一个或一个以上的主用波道组成，简称N+l。
分路站也叫双终端站，处在微波传输链路中间
中继站分类：
可分为再生中继站，中频转接站，射频有源转接站和无源转接站。
由于SDH数字微波传输容量大，一般只采用再生中继站。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
当电磁波在空间传播时，其电场强度矢量E的方向具有确定的规律，这种现象称为电磁波的极化
在均匀无限空间中传播的电磁波是一种横波
常用的天线类型为卡塞格林天线，从天线至分路系统之间的连接部分称为馈线系统。
微波天线的基本参数为天线增益、半功率角、极化去藕、驻波比。
馈线有同轴电缆型和波导型两种形式。
分米波段（（2GHz），采用同轴电缆馈线，在厘米波段（（4GHz以上频段），故采用波导馈线
波导馈线系统又分为圆波导馈线系统、椭圆软波导馈线系统和矩形波导馈线系统。
收、发信波道分路系统 位置：
在馈线和收信机射频输入及发信机射频输出接口之间；作用:
是将不同波道的信号分开。
SDH微波传输设备主要由三部分电路组成：
中频调制、解调部分（中频调制解调器）；微波收发信机部分；操作、管理、维护和参数配置部分（OAMP）。
收信电平随时间起伏变化的现象，叫做电波传播的衰落现象。
衰落的分类：
．闪烁衰落:
．K型衰落．波导型衰落
克服衰落的一般方法：
1．利用地形地物削弱反射波的影响。
2．将反射点设在反射系数较小的地面。
3．利用天线的方向性。
4．用无源反射板克服绕射衰落。
5．分集接收。
移动通信由无线和有线两部分组成
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。
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）。
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。
第一代移动电话系统是模拟系统采用的技术：
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）。
第二代移动电话系统是数字蜂窝移动通信系统.一种是TDMA，另一种是CDMA。
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。
第三代移动通信系统标准有：
WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA
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。
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
MS是移动用户设备，它由移动终端和客户识别卡（SIM卡）组成。
基站子系统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.
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。
移动交换子系统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。
移动交换中心（MSC）是公用陆地移动网（PLMN）的核心。
管理部门用于移动用户管理的数据、移动交换中心（MSC）所管辖区域中的移动台的相关数据以及用于系统的安全性管理和移动台设备参数信息。
操作维护子系统对整个网络进行管理和监控
操作支持子系统（OSS）主要包括网路管理中心（NMC），安全性管理中心（SEMC），集中计费管理的数据后处理系统（DPPS）、用户识别卡个人化管理中心（PCS）等
我国GSM通信系统采用900MHz频段，相邻两频道间隔为200kHz。
GSM频率复用是指在不同间隔区域使用相同频率进行覆盖。
GSM无线网络规划基本上采用4x3频率复用方式。
GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道;逻辑信道又分为两大类：
业务信道和控制信道。
根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道。
GSM通信系统主要由移动交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）三大部分组成
NSS与BSS之间的接口为A接口，BSS与MS之间的接口为Um接口
切换包括BSS内部切换、BSS间的切换和MSS间的切换
我国CDMA通信系统采用800MH
CDMA给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它来对承载信息的信号进行编码。
CDMA通常也用扩频多址来表征。
CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同，可以分为直接序列扩频（DS）、跳频扩频（FH）、跳时扩频（TH）和复合式扩频
扩频通信系统具有抗干扰能力强、保密性好、可以实现码分多址、抗多址干扰、能精确地定时和测距等特点。
CDMAIS-95A中主要有两类信道：
开销信道和业务信道;导频信道、寻呼信道、同步信道、接入信道统称为开销信道。
CDMA切换:
CDMA移动台在通信时可能发生：
同频软切换；同频同扇区间的更软切换；不同载频间的硬切换。
CDMA被认为是第三代移动通信（3G）技术的首选，目前的标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。
TD-SCDMA时分同步码分多址接入技术，是由中国提交并于2000年5月被国际电联认可、2001年3月被3GPP认可的世界第三代移动通信（（3G）的三个主流标准之一。
TD-SCDMA是一种全新移动通信技术，采用TDD模式（TDD（时分双工），并同时采用了同步CDMA,智能天线、软件无线电、接力切换等一系列高新技术。
3G主要有两种工作模式即：
频分数字双工（FDD）模式和时分数字双工（TDD）模式。
3G的网络结构大致分为：
UE（用户设备）、UTRAN（无线接入网）、CORENetwork（核心网）三部分组成。
传输系统是通信网络的神经系统，交换系统则是各个神经的中枢，它在通信网络担负着为信源和信宿之间信息的连接桥梁，其核心设备是交换机。
交换系统主要分为电路交换、报文交换和分组交换系统。
电路交换是在通信网中任意两个或多个用户终端之间建立电路暂时连接的交换方式，暂时连接独占一条电路并保持到连接释放为止。
利用电路交换进行数据通信或电话通信必须经历三个阶段：
建立电路阶段、传送数据或语音阶段和拆除电路阶段.
电路交换系统有两种交换方式：
空分交换和时分交换。
电路交换属于电路资源预分
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