通信网复习1.docx
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通信网复习1
第一章
信源：
产生各种信息的信息源
变换器：
将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号
信道：
按传输媒质的种类分为有线信道和无线信道。
按传输信号的形式分为模拟信道和数字信道
反变换器：
将从信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息
信宿：
信息接收者，可以与信源相对应构成人-人通信或机-机通信，也可以与信源不一致，构成人-机通信或机-人通信
噪声源：
系统内各种干扰影响的等效结果
通信网：
定义：
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的，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。
功能：
就是适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。
基本组网结构
网状网：
优点：
①点点相连，每个节点之间都有直达线路，信息传递迅速；②可靠性高，任意线路发生阻断时，迂回线路多，可保证通信畅通；③通信节点不需要汇接交换功能，交换费用低。
缺点：
①由于每个节点之间都互连，致使线路多，总长度长，建设投资和维护费用都很大；②在通信业务量不大时，线路利用率低。
网状网结构是一种适用于节点数较少，节点间有足够的通信业务量或有很高可靠性要求的场合。
星形网：
优点：
①结构简单、线路少、总长度短、建设投资和维护费用比较低；②中心节点具有汇接交换功能，集中了通信业务量，提高了线路利用率；③一次通信最多只经一次转接。
缺点：
①可靠性低，无迂回线路，若某一链路发生故障，该节点就无法接通，特别是如果中心节点出现故障，会造成全网瘫痪；②通信业务量集中到一个中心节点，负荷过重时中心节点交换能力将影响传递速度。
适用于通信节点分布比较分散，距离远，相互间的通信业务量不大，而且大部分通信都来往于中心节点之间的情况。
环形网：
①环型网在同样节点数情况下所需线路较网状网少，可靠性比星形网要高；②当任何两点间的线路发生阻断时，通信仍可通过迂回实现，但会因转接多而影响通信速度。
③环形网可以是单向环也可以是双向环，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护。
④环型结构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。
总线形网:
一个节点发出的信息可以被网络上的多个节点接收。
优点：
节点接入方便，成本低。
缺点：
①当网络通信负荷较重时时延加大，网络效率下降；②传输时延不定；③如果传输媒质损坏，整个网络可能瘫痪。
目前主要用于计算机局域网、接入网中。
稳定质量：
指通信网的可靠性。
主要指标：
①失效率：
系统在单位时间内发生故障的概率（λ）②平均故障间隔时间（MTBF）：
相邻两个故障发生的间隔时间的平均值MTBF=1/λ；③平均修复时间（MeanTimetoRepair,MTTR）：
修复一个故障的平均处理时间，μ为修复率，
MTTR=1/μ；④系统有效度（A）：
在规定的时间和条件内系统完成规定功能的概率
A=MTBF/（MTBF+MTTR）；⑤系统不可利用度（U）：
在规定的时间和条件内系统丧失规定能力的概率U=1-A=MTTR/（MTBF+MTTR）。
？
三网融合：
电信网、计算机网、有线电视网
VOIP:
VoiceoverInternetProtocol
CAD/CAM:
ComputerAidedDesign/Manufacturing,计算机辅助设计/制造
WiMax:
WorldwideInteroperabilityforMicrowaveaccess,全球微波互联接入
xDSL：
DSL的统称，DigitalSubscriberLine，数字用户线路
ADSL：
AsymmetricDSL，非对称DSL
PON：
PassiveOpticalNetwork，无源光网络
ISDN：
IntegratedServiceDigitalNetwork，综合业务数字网
ATM：
AsynchronousTransferMode，异步传输模式
WIFI：
Wireless-Fidelity
QoS：
QualityofService，服务质量
PSTN：
PublicSwitchedTelephoneNetwork，公用交换电话网
PLMN：
PublicLandMobile-CommunicationNetwork，公众陆地移动通信网
IN：
IntelligentNetwork
PPP：
Point-to-PointProtocol
ITU：
InternationalTelecommunicationUnion，国际电信联盟
第二章
双绞线：
根据是否有屏蔽性能分屏蔽双绞线（STP,ShieldedTwistedPair）和非屏蔽双绞线（UTP,UnshieldedTwistedPair）两类
Rake接收机
信道复用
频分复用（FDM：
FrequencyDivisionMultiplex）基本原理：
①FDM把一条公共信道上可用的传输频段分割成多个较窄的子频段，每一个子窄带频段作为一个独立的信道传输一路信号。
②把各路信号分别调制到不同的频率上，各自占有不同的子频带，然后，把它们组合起来送入线路传输。
③在线路的输出端用滤波器分路，再进行解调，恢复各路信号。
时分复用（TDM：
Time-DivisionMultiplex）基本原理：
①复用信道的通信时间被划分成一定长度的一个个帧，每一帧的时间又被划分成更小的n个时隙。
②以某种方式把各路信号分别安排在不同的时隙上，按时隙区分信号，然后将多路信号组合起来进行传输，但每一路信号的频带是相同的。
③在接收端，可用时分多路复用器把各路信号分开，但要求接收端的时分多路复用器与发送端的时分多路复用器保持同步，以便正确区分并接收各路信号。
码分复用（CDM：
CodeDivisionMultiplex）基本原理：
在码域上多路信号调制在不同的码型上进行复用。
每个信道分配不同的基本地址码序列，使得不同信道分得的码序列彼此正交，接收机只要对其欲接收的信号的地址码进行相关检测，即可获得信号。
多址接入技术
FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess，频分多址）基本原理：
①FDMA以传输信号的载频频率的不同来区分信道，建立多址接入。
②不同移动用户的发射信号之间的正交性是通过频域中的带通滤波器获得的，是窄带的，不适用于具有各种传输速率的多媒体通信。
③FDMA的上行链路与下行链路信道运行于完全不同的频带。
TDMA（Time-DivisionMultipleAccess，时分多址）基本原理：
①以传输信号存在的时间不同来区分信道，建立多址接入。
②时隙的分配可以是固定的，也可以是动态的。
③时隙是固定的，称为同步TDMA（STDMA：
SynchronousTDMA），STDMA可以是宽带的，也可以是窄带的；时隙是动态的，称为异步TDMA（ATDMA：
AsynchronousTDMA）。
CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，码分多址）基本原理：
①CDMA以传输信号的码型不同来区分信道，建立多址接入。
②码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。
③CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠。
也就是说，每一个用户有自己的地址码，这个地址码用于区别每一个用户，地址码彼此之间是互相独立的，也就是互相不影响的。
③但是由于技术等种种原因，我们采用的地址码不可能做到完全正交，即完全独立，相互不影响，所以称为准正交，由于有地址码区分用户，所以对频率、时间和空间没有限制，在这些方面他们可以重叠。
传输方式
单工方式：
信号的传输永远只能向一个方向进行。
例如：
广播网、寻呼网
半双工方式：
在双方通信过程中，信号可以沿任一方向传输。
但在任何给定的时间内，传输仅能沿某一方向进行。
例如：
无线对讲机
全双工方式：
信号可以同时沿相互通信的两个方向传输。
可以使用两个不同的时隙或两个不同的载频来进行双向信息的传输。
无线多址接入
频分双工（FDD）方式：
收发双方采用不同的频带，两个频带之间保留一定的频带间隔，至少要间隔标称频率的5%。
该方式可与FDMA、TDMA和CDMA多址方式结合使用，实现FDMA/FDD、TDMA/FDD、CDMA/FDD方式。
例如：
GSM系统采用的就是FDD方式。
时分双工（TDD）方式：
收发双方采用相同的载波频段，但在时间上分开，保留一定的时间间隔。
此方式可与FDMA、TDMA和CDMA多址方式结合使用，实现FDMA/TDD、TDMA/TDD、CDMA/TDD方式。
例如：
我国提出的3G标准TD-SCDMA采用的就是TDD方式。
冲突避免协议：
基本思想：
只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。
如何避免：
两个用户同时发送数据时会发生冲突导致数据破坏，若发现数据被破坏，则分别等待一个随机长的时间后再发送。
交换技术
电路交换：
1通过网络节点在两个用户之间建立一条临时的但专用的电路用于通信。
2通信过程：
电路建立→消息传递→电路释放（电路建立：
在通信之前，在两个用户之间建立一条专用的物理通信路径，该通路一直维持到通话结束。
消息传送：
当通路建立后，两个用户就可进行实时的、透明的消息传送（即在交换节点处不存储和处理信息，连续传送）。
电路释放：
当通话完毕，一方或双方要求拆除此连接，该通路即被释放。
）
3优点：
a.信息传输时延小，为实时通信；b.对数据信息的格式和编码类型没有限制，只要通信双方类型一致即可；c.交换机对用户信息不进行存储和处理，信息在电路中“透明”传输；d.硬件实现较容易。
在物理层交换，只完成电路连接，对信息不处理，不需要使用网络协议。
4缺点：
a.信道利用率低，计费是根据通话时间进行的，收费高；b.电路的接续时间较长，建立及拆除电路连接时要占用一定的时间；c.存在呼损；d.不同类型的用户终端之间不能相互通信；e.通信双方必须同时处于激活可用状态，方可完成通信。
（固定电话）
报文交换：
1基本原理：
基本上只要求单向连接，一般允许有一定的延迟，但如果传输中有差错则必须纠正，采用存储-转发（节点在转发信息时，但输出线路或其他设施都已被占用，就先把该信息在此交换节点处存储起来排队等待，等输出线路空闲时再转发）的工作方式。
2通信过程：
a.将信息打包成报文，报文的长短由消息本身确定，不受其他限制；b.报文的存储—转发：
包括路由选择、报头和报尾的识别；c.节点处存储；d.确定路由，排队；e.转发；f.进行差错控制和完成网络拥塞处理、报文的优先处理等功能。
3优点：
a.线路利用率高--不同用户的报文可以在同一条线路上进行分时多路复用；b.无呼损，无需事先呼通对方就可通信；c.节点处可进行速率和码型的转换，实现不同类型终端间的通信。
d.不需要收、发两端同时处于激活状态。
e.可实现一点多址传输。
同一报文可由交换机转发到多个收信站，即实现所谓的同报文通信。
f.可建立报文优先级别。
4缺点：
a.非实时性。
时延大且变化也大，不利于实时通信，也不利于较高速率的数据通信。
b.设备要求高。
要求交换机有高速处理能力和大存储容量，故设备费用高。
（Email）
分组交换：
1基本原理：
将一份较长的报文信息分成若干个较短的、按一定格式组成的等长度的数据段，再加上包含有目的地地址、分组编号、控制比特等的分组头，形成一个统一格式的交换单位。
分组交换最基本的思想就是通过信息的存储转发，最大程度地共享通信资源，实现快速通信。
2优点：
a.具有不同速率、不同格式、不同码型、不同的同步方式和不同的通信控制规程的不同类型数据终端之间可以进行通信。
b.信道利用率高。
c.信息的传输时延小，且变化范围不大。
d.可靠性高。
e.每个分组在网中传输时，可以分段独立实施差错控制和流量控制；f.网中传输信息的路由可变动，能自动避开故障通路。
g.按数据流量多少计费，比较合理。
3缺点：
a.为了保证分组能够正确传输，需加地址和控制信息—分组头，故增大了开销，从而降低了传输效率；b.分组交换技术复杂，且要求交换机有较高的处理能力。
交换节点处理较复杂，转发速率最低，很难满足宽带高速通信的要求。
与报文交换的主要区别在于分组的传输时间较短，从而能满足大多数用户快速交互的数据传输要求。
实连接：
在电路交换中，双方在通信过程中一直占用一条专用的物理链路。
虚连接：
双方在通信过程中断续地占用一段又一段链路，即通过非专用的许多链接的逻辑子信道，感觉上好象是一直占用了一条端到端的物理链路，这种连接称为虚连接。
虚电路：
经呼叫后，需在两个数据终端之间为整个消息的传送建立一条逻辑连接电路，称之为虚电路,每个分组中包含这个逻辑电路的标识符。
特点：
①每个分组不需携带完整的目的地地址，仅需有一个虚电路号码的标志，故分组额外开销小；②每个节点需要一定的存储空间存放路由表。
分组按照这个路由表采用存储—转发方式传送；③在一条实际的链路上可以同时存在多条虚电路；④在虚电路上，网络可以进行端到端的差错控制和端到端的流量控制，保证按顺序交付，以及无差错、无丢失、不重复的数据传送；⑤若某个节点出现故障，则通过该节点的虚电路均会失效。
⑥虚电路并不像电路交换那样有一条专用通路，分组在每个节点上仍然需要缓冲，并在线路上进行输出排队。
数据报：
自带寻址信息的独立处理的分组称为数据报。
这里独立处理是指同一消息的各个分组走不同的路径。
特点：
①无呼叫建立过程，无需建立逻辑连接；②每个分组独立发送、独立地选择路由，每个分组必须携带完整的地址信息（源、目的地）；③每个节点有路由表；④数据报不保证顺序交付、无差错、不丢失和不重复。
由主机承担端到端的差错控制及流量控制，由运输层协议完成；⑤可靠性高，若某个分组传送错误，重发该分组即可。
若某个节点发生故障，后续分组可另选路由。
X.25协议特点：
①用于建立和终止虚电路的呼叫控制分组与数据分组使用相同的通道和虚电路；②在第三层实现多路复用虚电路；③在第二层和第三层都包含有流控和差错控制机制。
帧中继特点：
①帧中继减少了用户与网络之间接口的协议功能以及网络内部的处理需求，从而降低了延迟，提高了吞吐率；②帧中继的流控及差控由高端进行；③用户数据从源到目的地，高层产生的响应（可附带流控和差控信息）在帧中捎回；④帧中继吞吐率可比X.25提高一个数量级，访问速度可达2Mbps。
帧中继与X.25的差别：
①呼叫控制信号与用户数据采用分开的逻辑连接，中间节点就不必维护与呼叫控制有关的状态表或处理信息；②在第二层而不是第三层实现逻辑连接的多路复用和交换，省掉了一个层的处理；③不采用一步一步的流控和差错控制。
ATM交换：
异步传送模式、一种改进的快速分组交换，采用ATDM（异步时分复用）技术。
①ATM信元：
ATM数据传送单位，长度固定，为53字节，由信元头和信元信息域构成，信元头5字节，信息域48字节；②信元头完成信元的网络路由；③透明化传输，ATM对信息域不作任何处理，信元在传输中出现的问题都由终端来处理。
传统的用户环路结构图
接入网：
定义：
①从位置上来说：
接入网是指本地交换机与用户终端设备之间的实施网络（包括实施设备和线路）；②从组成上来说：
接入网是由业务节点接口和相关用户网络接口之间的一系列传送实体（例如线路设施和传输设施）组成的，为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由Q3接口进行配置和管理。
功能：
是交叉连接、复用和传输功能，一般不包括交换功能，而且应独立于交换机。
接入设备：
ADSL设备、PON设备、无线接入设备。
光纤传输是用户接入的最好的选择：
FTTH、FTTC、FTTB。
接入网定界
网络侧经业务节点接口（SNI）与业务节点（SN）相连；用户侧经用户网络接口（UNI）与用户相连；管理侧经Q3接口与电信管理网（TMN：
TelecommunicationManagementNetwork）相连，通常需经协调设备（MD）再与TMN相连。
第三章
OSI参考模型：
①应用层（AL：
ApplicationLayer）：
提供用户服务，如事物处理程序、文件传送协议、网络管理。
②表示层（PL：
PresentationLayer）：
代表应用进程协商数据表示；完成数据转换、格式化和文本压缩。
③会话层（SL：
SessionLayer）：
主要功能是数据交换，分三个阶段：
会话的建立、使用和拆除。
④传输层（TL：
TransportLayer）：
为高层提供高可靠、低费用的透明数据传输，并保证低层的服务质量能够满足高层要求。
⑤网络层（NL：
NetworkLayer）：
为传输层提供建立、维护和释放网络连接的手段，也提供通过网络连接在传输实体之间交换网络服务数据单元的方法。
⑥数据链路层（DL：
DatalinkLayer）：
为网络层服务，从源开放系统网络层向目标开放系统网络层传输数据。
⑦物理层：
通过与物理介质建立、维护、断开物理连接，给数据链路实体之间提供数据位流的透明传输。
TCP/IP体系：
①应用层：
TCP/IP的应用层整合了OSI模型的高三层的功能，TCP/IP协议的最高层，规定了应用程序怎样使用互联网。
②传输层：
负责应用进程之间的端―端通信。
提供两种基本类型的服务：
TCP、UDP。
③互联网层/IP层：
负责将数据报送到目的主机。
包括：
a.处理来自传输层的分组发送请求；b.处理接收的数据报；c.处理互连网路径、流控与拥塞问题。
④网络接口层：
是TCP/IP的最低层，负责接收IP数据报并发送至选定的网络。
用户数据报协议（UDP）：
①UDP是一个不可靠的无连接的传输层协议，只提供在IP的范围外的两种额外服务：
解复用和数据差错检查；每个UDP报文不仅发送用户数据，还传送发送方和接收方的协议端口号；不提供报文到达确认、排序以及流量控制等功能；可靠性由使用UDP的应用程序来解决。
②UDP的协议分层与封装：
UDP层位于IP层之上，表示一个UDP报文在互联网中传输时要封装到IP数据报中；接着，网络接口层将数据报封装到一个帧中，再进行物理传输通道上的传输；IP层的报头指明了源主机和目的主机的地址，而UDP层的报头指明了源端口和目的端口。
③特点：
UDP是一个无连接协议；UDP信息包的标题只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小；UDP不做错误校正，只是简单地把损坏的消息段扔掉；UDP使用尽最大努力交付，但不保证可靠交付；UDP是面向报文的，报文大小由应用程序决定。
④报文格式：
传输控制协议：
第六章
固定电话网的等级结构：
①为了便于管理，把全网的交换中心划分成若干个等级；②低等级的交换中心与管辖它的高等级的交换中心采用星形网连接；③最高等级的交换中心间则直接互连，形成网状网；④等级结构的电话网一般是复合形网。
⑤参数：
a.全网的服务质量b.全网的经济性
本地电话网的网状结构：
①网状网：
本地网结构中最简单的一种，网中所有端局个个相连；端局之间设立直达电路；当本地网内交换局数目不太多时，可采用这种结构。
②二级网：
当本地网中交换局数量较多时，可由端局和汇接局构成两级结构的等级网；端局为低一级，汇接局为高一级；二级网的结构有分区汇接和全覆盖两种。
分区单汇接：
①基本结构：
每个汇接区设一个汇接局，汇接局之间以网形网连接，汇接局与端局之间根据话务量大小可以采用不同的连接方式；②在城市地区，话务量比较大，应尽量做到一次汇接，即来话汇接或去话汇接；③在农村地区，由于话务量比较小，采用来、去话汇接；④汇接局间结构简单，但是网络可靠性差
分区双汇接：
①基本结构：
每个汇接区内设两个汇接局，两个汇接局地位平等，均匀分担话务，汇接局之间网状相连；汇接局与端局的连接方式同分区单汇接结构，只是每个端局到汇接局的话务量一分为二，由两个汇接局承担；②比较适用于网络规模大、局所数目多的本地网；③比分区单汇接结构可靠性提高很多。
长途电话网：
①基本结构：
a.省级（直辖市）交换中心DC1，网状网相互连接；b.地（市）交换中心DC2，网状或不完全网状相连；c.DC1与本省各地市的DC2以星形方式连接。
②各级职能：
a.DC1的职能主要是汇接所在省的省际长途来话、去话话务，以及所在本地网的长途终端话务；b.DC2的职能主要是汇接所在本地网的长途终端话务；c.汇接区：
以各级交换中心为汇接局，汇接局负责汇接的范围称为汇接区；d.全网以省级交换中心为汇接局，分为31个省（自治区）汇接区。
③等级设置原则：
a.直辖市本地网内设一个或多个长途交换中心时，一般均设为DC1（含DC2功能）；b.省会本地网内设一个或两个长途交换中心时，均设为DC1（含DC2功能）；c.设三个及三个以上长途交换中心时，一般设两个DC1和若干个DC2；d.地（市）本地网内设长途交换中心时，所有的长途交换中心均为DC2。
国际电话网:
由各国（或地区）的国际交换中心（ISC）和若干国际转接中心（ITC）组成。
国际交换中心又称国际出入口局，它的任务是连通国际电话网和国内长途电话网。
国际电话网通过国际转接中心ITC1、ITC2和国际交换中心ISC将各国长途电话网进行互联，构成三级国际长途电话网。
三级网结构：
①一级国际转接中心ITC1：
ITC1负责一个洲或洲内一部分范围的话务交换和接续任务，其数量很少，全世界共设有8个ITC1。
②二级国际转接中心ITC2：
ITC2是为在每个ITC1所辖区域内的一些较大国家设置的中间转接局。
这样的国家全部或部分国际业务经ITC2汇接后送到就近的ITC1局。
ITC2和ITC1之间仅有国际电路。
③三级国际交换中心ISC：
ISC设置在每个国家，各国的国际电话从国内长话网通过ISC局进入国际网。
每个国家可有一个或多个ISC局，例如我国在北京、上海和广州设有三个ISC局，负责我国国际电话的接入与接出。
基干路由上的基本电路群（低呼损电路群）的呼损指标应小于或等于1%。
路由选择计划：
①含义：
指如何利用两个交换中心间的所有路由组来完成一对节点间的呼叫。
②固定选路计划：
路由组的路由选择模式总是不变的。
③动态选路计划：
路由组的选择模式是可变的。
时间相关选路：
①定义：
根据网络中历史的话务量变化规律，得到不同时间段（如一天、一星期或一个月）的不同话务高峰时间，设计出一系列按时间改变的路由表以适应不同时间出现的忙时话务量，网络在不同时期有不同的路由表。
②优点：
可以利用忙时周期的不一致性，使发端局和终端局之间的空闲电路得到尽可能多的利用。
状态相关选路：
又称为自适应选路，它是根据网络状态自动地改变路由选择方案
事件相关选路：
事件相关选路是在前次呼叫成功或是失败的条件下局部地修改路由选择方案；预留那些使呼叫获得成功的路由，使疏通话务的途径避开拥塞的链路。
GSM移动通信系统的网络子系统的组成：
①移动交换中心（MSC）：
MSC是蜂窝通信网络的核心；主要功能是对位于本MSC控制区域内的移动用户进行通信控制和管理；主要完成：
交换、计费、网络接口、无线资源管理与移动性能管理。
②归属位置寄存器（HLR）:
HLR是一种用户的信息数据库，存储着本地区的所有用户的静态参数；HLR可以是物理性的也可以是虚拟的，虚拟的HLR是指几个MSC公用一个物理HLR，内部划分为若干个区域。
③访问位置寄存器（VLR）:
VLR是一种动态用户的位置信息数据库；存储那些临时在本移动交换中心作用范围内活动的用户信息，如用户号码、所处位置区域信息等；VLR存储的数据也随该用户做跟踪修正。
④操作维护中心（OMC）:
用于对系统进行集中操作、维护和管理，允许远程集中操作、维护和管理，支持高层网络管理中心（NMC）的接口；具体功能：
对文件和数据进行管理，对话务数据、告警信息进行收集、分析和显示、对故障进行诊断和恢复等。
三级移动网网络结构：
我国移动GSM话务网目前采用汇接制；大多数省份或直辖市采用三级网的网络结构，即移动业务本地网、省内网和全国网；TMSC1为一级汇接中心，TMSC2为二级汇接中心，MSC为本地移动交换中心，GMSC为
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