通信中级工程师传输与接入实务笔记Word格式文档下载.docx
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非阈值器件
半导体自发发射，谱线宽度较宽，调制效率较低
半导体激光器（LD）
阈值器件
受激辐射，光功率随注入电流不同而改变
10）光检测器目前主要采用半导体光检测器，光检测器有光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）
11）光放大器
a）掺饵光纤放大器（EDFA）对1550nm波长窗口光信号进行放大，通常采用980nm和1480nm波长的泵浦光进行泵浦。
EDFA基本组成包括：
泵浦激光、耦合器、光隔离器和掺饵光纤。
常用结构由同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦
b）受激拉曼光纤放大器：
能够提供整个波段的光放大。
通过适当改变泵浦激光器的光波波长，可以得到任意波段的宽带放大器，能够在1279~1670nm整个波段提供放大
c）半导体光放大器（SOA）类似于半导体激光器，为受激辐射。
d）线路放大器、前置放大器和功率放大器
12）无源器件包括光纤连接器、光纤耦合器、光纤光栅、光隔离器
a）光纤连接器是一个实现两根光纤之间的永久或可拆装连接的器件，主要参数有插入损耗、回波损耗和可重复性等。
b）光纤耦合器把光信号在光路上由一路向两路或多路传送，N路光信号合路再向M路或N路分配。
有微镜片耦合器、波导耦合器和光纤耦合器等。
c）光纤光栅由一段折射率沿其长度周期性变化的光纤构成
d）光隔离器：
插入损耗越小越好，隔离度越大越好
13）强度调制直接检测是数字光纤通信系统常用的调制检测方式
a）光信号的调制分为直接调制和间接调制，又称为内调制和外调制。
b）直接调制只须通过改变注入电流就可实现光强度调制。
包括模拟调制和数字调制。
c）间接调制也称外调制方式，是在光源的输出通路上外加光调制器对光波进行调制，控制光信号的有无。
采用外调制可以减小啁啾。
14）我国PDH体制的速率体系有2Mbit/s、8Mbit/s、34Mbit/s和140Mbit/s
SDH技术
1）SDH的基本速率是155.52Mbit/s，称为STM-1。
STM-N，N可以为1、4、16、64
2）
SDH采用以字节为基础的矩形块状帧结构。
由9行270*N列个字节组成，帧结构中字节传输是从左至右、从上到下的顺序进行。
一帧的传输时间是125
，即帧频8kHz。
a）RSOH：
再生段开销、AUPTR：
管理单元指针、MSOH：
复用段开销、Payload：
信息净负荷
b）信息净负荷中含有少量通道开销字节（POH）
3）同步复用和映射方法是SDH最具特色内容之一。
具有一定频差的各种支路的业务信号最终复用进STM-N帧都要经过映射、定位和复用3个步骤
4）容器（C）、虚容器（VC）、支路单元（TU）、支路单元组（TUG）、管理单元（AU）、管理单元组（AUG）和同步传输模块（STM-N）
a）VC是SDH中最重要的一种信息结构，在SDH网络中始终保持完整不变，可以独立地在通道的任意一点进行插入、分出或交叉连接
5）SDH自愈网
a）SDH自愈环
Ø
按结构分：
通道保护环和复用段保护环
按发送和接收信号传输方向分：
单向环和双向环
单向通道保护环：
首端桥接，末端倒换。
倒换与否按离开环的每一个通道的信号质量的优劣决定
复用段保护环：
倒换与否按每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定
DWDM技术
1）DWDM两种工作方式
a）双纤单向传输：
最常使用的一种方式，即在一根光纤中只完成一个方向光信号的传输，这种方式同一波长或波长组在两个方向上可以重复利用。
b）单纤双向传输：
单纤双向传输是在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两个方向的光信号应安排在不同波长上。
2）光转发器/光波长转换器：
根据光接口的兼容性，DWDM系统可以分成开放式和集成式两种系统结构。
集成式系统要求接入光接口满足DWDM光接口标准（ITU-TG.692波长标准）；
开放式系统在波分复用器前加入了光波长转换器（OTU），将SDH光接口（即ITU-TG.957）转换成符合ITU-TG.692规定的接口标准。
3）CWDM：
复用2~16个波长信号，波长1260~1620nm波段
4）DWDM工作波长
a）对于常规G.652光纤，ITU-TG.692建议以193.1THz（对应的波长为1552.52nm）为绝对参考频率，不同波长的频率问隔应为100GHz的整数倍（波长间隔约为0.8nm的整数倍）或50GHz（波长间隔约为0.4nm的整数倍）的整数倍的波长间隔系列，范围是192.1~196.1THz，即1530~1561nm。
b）中心频率偏差
中心频率偏差定义为标准中心频率与实际中心频率之差。
ITU-T建议对信道的中心频率偏移作了规定，一般要求偏移量正负数值小于信道的10%。
WDM信道的标准波长分等问隔和不等间隔两种配置方案，不等间隔是为了避免四波混频效应的影响。
5）光交叉连接设备（OXC）实现光的交叉连接，无需进行光电/电光转换和电信号处理；
光分插复用设备（OADM）实现光信号的上下路，两者都是光传送网的关键节点设备
6）IPoverATM、IPoverSDH和IPoverWDM
MSTP技术
1）MSTP技术，基于SDH平台实现TDM业务、ATM业务和以太网业务等
2）MSTP关键技术：
封装协议、级联技术和链路容量调整规程
3）GFP帧映射：
透明映射和帧映射
a）透明映射模式帧长固定或比特率固定，可及时处理接收到的业务流量，而不用等待整个帧都收到，适合承载实时业务。
b）帧映射模式帧长可变，通常接收到完整的一帧后再进行处理，适合承载IP/PPP帧或以太网帧。
4）级联分为连续级联和虚级联
a）连续级联是将同一STM-N数据帧中相邻的虚容器级联，并作为一个整体在网络中传送。
它所包含的所有VC都经过相同的传输路径，因此各VC间不存在时延差，降低了接收侧信号处理的复杂度，提高了信号传输质量，但是VC相邻这一信道要求难以满足，而且容易出现VC碎片，使得带宽分配不够灵活，资源利用率不高。
b）虚级联是将多个独立的不一定相邻的VC在逻辑上连接起来，各VC可以沿着不同的路径传输，最后在接收端重新组合成连续的带宽。
虚级联使用灵活，带宽利用率高，对于基于统计复用和具有突发性的数据业务适应性好，但不同VC之间可能会出现传输时延差，实现难度大。
总体来说，虚级联更为先进，目前MSTP大多采用该方式。
5）链路容量调整规程是一种基于虚级联的对链路容量进行自动调整的策略，是对虚级联技术的扩充。
LCAS能为虚级联业务的多径传输提供软保护与安全机制，提高了虚级联业务的健壮性。
6）支持以太网透传的MSTP是指MSTP将来自以太网接口的信号直接通过GFP或PPP/HDLC或LAPS封装后映射到SDH的VC中，然后通过SDH进行点到点传送。
在这种承载方式中,以太网信号没有经过二层交换,即MSTP并没有解析以太网数据帧的内容,没有读取MAC地址以进行交换。
7）支持以太网二层交换功能的MSTP是指MSTP能在一个或多个用户侧的以太网接口与多个独立的SDH网络侧的VC通道之间，实现基于以太网链路层的数据帧交换功能。
支持以太网二层交换的MSTP可以有效地对多个以太网用户的接入进行汇聚和交换，从而提高了网络带宽利用率和用户接入能力。
支持以太网二层交换的MSTP还可以提供对以太网业务的环网传送，即在MSTP环路中分配指定的环路带宽,用来传送以太网业务。
8）弹性分组环（RPR）技术是一种基于以太网或SDH的分组交换机制，属于中间层增强技术，它采用新的MAC层和共享接入方式，将IP包通过新MAC层送入数据帧内或裸光纤，无须进行包的拆分重组，因此提高了交换处理能力，改善了网络性能和灵活性。
9）多协议标签交换（MPLS）是一种介于第二层和第三层之间的2.5层协议。
它把路由选择和数据转发分开，将IP地址映射为短且定长的标签，由标签来规定一个分组通过网络的路径。
由于只在网络边缘分析IP报头，而不用逐跳分析，因此节约了处理时间。
MPLS网络由位于核心的标签交换路由器（LSR）和位于边缘的标签边缘路由器（LER）组成。
支持MPLS技术的MSTP是指MSTP在具备一般功能的同时乡还兼有LSP的功能。
这在提高MSTP承载以太网业务的灵活性和带宽使用效率的同时，能够更有效地保证各类业务所需QoS，并进一步扩展了MSTP的连网能力和适用范围。
有线接入网技术
1）接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（例如线路和传输设施）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。
2）有线接入网包括铜线接入网、混合光纤/同轴接入网和光纤接入网
3）铜线接入技术
a）铜线接入技术是指使用普通电话线（双绞铜线）实现的宽带接入技术
b）ADSL采用频分复用（FDM）技术实现上下行速率不对称传输，通过在电话双绞线两端加装ADSL调制解调器，能够在电话线上提供9Mbit/s的下行速率和1Mbit/s的上行速率，有效传输距离为3~5km，非常适合家庭上网等场景。
c）ADSL的关键技术是FDM技术和离散多音频（DMT）调制技术。
通过FDM将整个频带分为三部分，可提供普通电话、双工数字和下行数字三种信道。
d）DMT是一种多载波调制技术，目的是实现带宽按需分配。
DMT将整个信道可用带宽划分为若干个独立的、等宽的子信道，根据每个信道的传输特性，分配给不同的比特数和传输能量，每个子信道采用不同点数的正交幅度调制（QAM）。
每个信道占用4.3kHz的带宽，每个信道上一个载波。
4）混合光纤/同轴（HFC）接入网是一种综合应用模拟和数字技术、同轴电缆和光缆技术以及射频技术的高分布式接入网络。
a）由馈线网、配线网和用户引入线三部分组成。
b）光纤到服务区，进入服务区后采用同轴电缆传输
c）HFC网络采用副载波频分复用（SCM）方式，将各种图像、话音和数据信号先调制到不同的射频副载波上，合并后再调制在光载波上传输。
d）在我国，上行频段为5~65MHz，下行频段为87~862MHz
5）光纤接入技术
a）根据分路方式的不同可分为无源光网络（PON）和有源光网络（AON）前者采用无源光分路器，后者采用有源器件。
光分配网络（ODN）是无源的，而光远程终端（ODT）是有源的。
b）根据光网络单元（ONU）的位置不同，OAN可以分为光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到小区（FTTZ）、光纤到家（FTTH）或光纤到办公室（FTTO）等多种类型。
c）在PON中，OLT到ONU的下行信号采用时分复用（TDM）方式由光分路器以广播形式送出，上行则存在不同的多址接入技术
PON多址方式：
时分多址（TDMA）技术、波分多址（WDMA）技术、副载波多址（SCMA）技术、码分多址（CDMA）技术
双向传输技术是指上下行信号传输复用技术，主要有空分复用（SDM）、波分复用（WDM）、副载波复用（SCM）、码分复用（CDM）和时间压缩复用（TCM）
d）测距：
由于不同ONU到OLT的距离和信道特性不同，使得传输时延和衰减不同，APON通过测量个ONU到OLT的传输距离，对其引起的时延差异进行补偿
PON分类
概念
特点
上下行速率
APON
将信息封装成ATM信元进行传输
1、采用单纤波分复用方式区分上下行信道
2、下行采用广播方式传送ATM信元，各ONU根据信元的VCI/VPI选出自己的信元
3、上行采用TDMA方式
下行：
155、622、1244Mbit/s
上行：
155、622Mbit/s
EPON
将信息封装成以太网帧进行传输
1、下行TDM广播发送，上行TDMA方式
2、上下行均采用2ms固定间隔的帧长度
3、上下行速率对称
1250Mbit/s
GPON
将信息封装成GEM帧进行传输
2、可接入数字电视和IPTV，支持三网合一业务
3、上下行速率可对称也可不对称
1244、2488Mbit/s
155、622、1244、2488Mbit/s
自动交换光网络
1）自动交换光网络（ASON）是指在ASON信令网控制下完成光传送网内的光网络连接和自动交换的新型网络
2）三个平面：
传送平面（TP）、控制平面（CP）和管理平面（MP）
NMI-T
网络管理A接口（NMI-A）
连接控制接口（CCI）
3）三种连接类型：
永久连接（PC）、软永久连接（SPC）和交换连接（SC）
永久连接
发起和维护都是由管理平面来完成，并且传送平面中为具体业务建立通道的路由消息和信令消息都是由管理平面发出的，控制平面不起作用
软永久连接
建立、拆除请求也是由管理面发出的，但是对传送面中具体资源的配置和动作是由控制面发出的指令来完成的。
交换连接
发起和维护都是由控制平面来完成的，控制平面通过UNI接口接收到用户方面传来的请求，再经过控制平面的处理后在传送面中为这个客户请求提供一条具体的可满足用户需求的光通道，并把结果报告给管理平面，管理平面在这种连接的建立过程中并不直接起作用，它只是接收从控制面传来的连接建立的消息
传输网规划
1）本地传输网分三层：
核心层、汇聚层和接入层
2）本地传输网网络结构一般以环型为主，辅以格状、链型或星型
3）核心层：
小规模本地网核心层一般采用SDH/MSTP自愈环技术，速率一般为10Gbit/s或者2.5Gbit/s，可采用单环或多环相交方式。
中型城市核心层节点相对较多，可采用四纤或二纤复用段共享保护环。
大型城市核心层一般使用网状拓扑。
4）汇聚层节点主要用于分区汇集节点业务，并将它们转接到核心层的节点。
一般采用环形结构，为了保证网络的可扩展性，一个汇聚环上节点数目不应过多，一般控制在6个以下为宜，一般汇聚环容量为10Gbit/s或者2.5Gbit/s
5）接入层环网每个环的节点数不应超过16个，一般6~8个为宜。
如果一个物理路由上的节点数量过多，可以组织多个接入层环网。
6）网络规划主要考虑因素
a）现有网络资源
光设备资源
线路资源
机房和辅助设备
b）业务驱动和需求的分析
c）网络节点的选择及路由设置的分析
d）网络拓扑结构的选择
e）网络可扩展性的分析
f）网络的分层和扁平化
从未来业务网络的发展与演进来看，汇聚层会逐步弱化，汇聚层向核心和接入层转化，核心层+接入层将成为简化网络和分层的方向和趋势。
g）设备选型
h）光缆线路
光传输测试常用仪表
1）光时域反射仪（OTDR）的原理是利用光脉冲在光纤中的瑞利散射进行测量。
由于瑞利散射光具有和入射波同样的波长，且功率与该点的入射光功率成正比的特性，通过测量沿光纤返回的反向光功率就可以获得入射光沿光纤传输路径所受到的损耗特性，并且还可以通过分析返回光信号的时间来确定光纤中不完善点的位置以及光纤的长度。
2）误码仪由三大部分组成，码型发生器、误码检测器和计数器。
码型发生器可以产生测试所需的各种不同序列长度的伪随机码，接口电路可以实现输出CMI码、HDB3码、NRZ码、RZ码等码型。
误码检测器包括本地码发生器、同步电路和误码检测部分。
本地码发生器的构成和码型发生器相同，可以产生完全相同的码序列，并通过同步设备与接收到的码序列同步。
误码检测电路将本地码和接收码进行比较，检测出误码信息并送入计数器显示。
3）消光比EXT=10lg（A/B），其中A为传号光功率，B为空号光功率
无线通信概述
1）无线通信适用的电磁波频率范围为3kHz~100GHz
频率
波长
频段名称
波段名称
3~30kHz
10~100km
甚低频
超长波
30~300kHz
1~10km
低频
长波
300~3000kHz
100~1000m
中频
中波
3~30MHz
10~100m
高频
短波
30~300MHz
1~10m
甚高频
超短波
300~3000MHz
100~1000mm
特高频
3~30GHz
10~100mm
超高频
微波
30~300GHz
1~10mm
极高频
电磁波频率与波长关系：
2）无线电波以“横向电磁波”的形式在空中传播，电场矢量、磁场矢量和传播方向是互相垂直的
3）电场矢量的方向称为电磁波的极化方向。
极化方向可以是水平的，也可以是垂直的；
如果电场方向在空间中旋转，则电磁波是圆极化或者椭圆极化的。
4）自由空间接收机收到的功率
5）香农公式：
6）路径损耗：
接收天线与发射天线间的距离引起的功率降低
衰落：
信号幅度和相位的随机变化
7）地波传播，频率低于3MHz，无线电波能够沿着地球表面弯曲
天波传播，频率3~30MHz，无线电波能够被大气层中的电离层反射到地球表面
直线传播，频率30MHz以上
视距传播，由于地球表面是个球面，在地球表面之上的两个一定高度的点之间可以互相看到的点之间的距离是一个可以确定的值，其受地球由率和两个点的高度的限制。
电磁波直线传播的距离就是这个可视距离。
由于气压、温度和湿度随距地高度的增加而减小，空气的介电常数也随着高度的增加而减小，大气的折射会使无线弯向地球，因此视距传播的最大距离通常要大于人眼所能看到的距离
无线通信传输技术
1）模拟调制技术
a）线性调制：
幅度调制
包括标准调幅（AM）、抑制载波的双边带（DSB）调制、单边带（SSB）调制和残留边带（VSB）调制
b）非线性调制：
相位调制和频率调制，两者统称角度调制
c）线性调制和非线性调制的区别在于原始信号的频谱结构是否发生改变
2）数字调制技术
a）常用的描述数字信息的信号是脉冲幅度调制（PAM）信号，这种信号用有限个幅度值来表示不同的状态
b）像脉冲幅度调制信号这样的表示数字信息的信号，称为数字（调制）信号
c）如果数字信号的频谱集中在零频率附近，就是数字基带信号
3）单工通信、双工通信和半双工通信
4）多址接入技术
a）随机多址接入技术：
指多个用户竞争性地使用同一个共享的信道（通常是一个广播信道）用户访问信道时没有严格的顺序。
b）固定多址接入技术：
频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。
5）通过某种方法把信号的带宽展宽得到扩频信号，使用扩频信号传输信息的技术称为扩频通信技术
a）常用的扩频技术是直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）
b）直接序列扩频是把数字信号与扩频码相乘，得到一个更高速率的码流。
再把这个码流送到调制器，得到一路信号
c）扩频码是具有特定相关特性的特殊码型。
一种经常被选用的码型是伪随机序列
d）假定一个己调信号的带宽为W，如果其中心频率不断变化，从一个较长的时间来看，其占用的频带宽度就大于W，这样的信号也可以看成是扩频信号，其带宽扩展的方式是中心频率的跳动，称为跳频扩频系统。
e）跳频系统的频率随时间变化的规律称为跳频图案。
6）天线
a）天线是无源器件，仅起转化作用而不能放大信号
b）天线的辐射特性与方向有关，在某些方向上辐射更为聚集，能量更强。
c）天线增益定义为输入功率相等的条件下，实际天线与理想点源天线（三维全向天线）在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比
d）天线增益是方向的函数，这个函数的图形表示称为天线的方向图。
e）天线方向图沿所有方向的积分是常数，天线在某一个方向的增益越高，天线的波束也就越窄。
f）天线具有互易性：
保持工作频率不变，将发天线作为收天线，将收天线作为发天线，天线的方向图不变。
g）电波的极化方式有:
水平极化、垂直极化和圆极化。
接收的极化方式必须要和来波的极化一致，否则会产生极化损失。
h）当导线长度为信号波长的1/4时，辐射的强度最大，称作基本振子。
每臂长度为1/4波长、全长为二分之一波长的振子，称为半波对称振子
i）天线的带宽和天线的型式、结构、材料等有关。
j）驻波比全称为电压驻波比（VSWR）。
如果阻抗不匹配就会发生反射。
反射波与正向波相互干涉将形成驻波。
驻波比定义为波峰与波谷的幅度比。
天线驻波比是反映天馈线与基站匹配程度的指标，一般要求天线的驻波比小于1.5
k）自动增益控制（AGC）：
当输入信号很弱时，接收机的增益大，自动增益控制电路不起作用；
当输入信号很强时，自动增益控制电路进行控制，使接收机增益减小。
使得接收机能够处理实际中具有很大变差的信号电平。
7）无线信道具有时变特性和衰落特性，这是由于通信双方、反射体、散射体之间的相对运动或者是传输介质本身的变化引起的
a）阴影衰落（慢衰落）：
由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物的遮蔽所引起的衰落
b）快衰落：
多径传播引起信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化导致的衰落
c）大尺度衰落（对数正态衰落）：
接收信号在一定时间内的均值随传播距离和环境的变化而呈现的缓慢变化
d）小尺度衰落：
接收信号短时间内的波动
8）OFDM即为正交频分复用技术。
OFDM为多载波调制技术的一种，其把信道分为众多子信道，子信道间保持正交，频谱相互重叠。
这样使得每个子信道的频率选择性是平坦的，纵然整个信道非平坦，也能大大减少符号间干扰。
新技术
特点和优点
OFDM技术
正交频分复用技术。
这样使得每个子信道的频率选择性是平坦的，纵然整个信道非平坦，也能大大减少符号间干扰
1、频谱利用率高
2、抗衰落能力强
3、适合高速数据传输
4、处理复杂度低，更容易和多天线技术结合
无线链路增强技术
分集技术:
通过空间分集、时间分集（信道编码、交织）、频率分集和极化分集等方法来提高系统的可靠性。
多天线技术:
即MIMO，在发射端和接收端分别使用多根发射天线和接收天线，多天线技术通过挖掘、利用信号在空间上的自由度从而获得复用增益、阵列
增益或分集增益，提升通信效率或可靠性。
提升通信效率或可靠性
链路自适应技术
无线信道具有时变
升级会员 