1一级建造师通信与广电工程管理与实务第一章通信网文档格式.docx
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信令功能，负责呼叫控制和连接的建立、监视、释放等。
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）业务节点如：
业务控制节点（SCP）、智能设备、语音信箱系统、信箱服务器
实现独立于交换节点业务的执行和控制，实现对交换节点呼叫建立的控制，为用户提供智能化、个性化、有差异的服务。
（4）传输系统如：
线路接口设备、传输媒介、交叉连接设备
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
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。
2、注意：
四个构成要素中交换节点是核心设备。
用户小交换机属于终端节点。
1.2通信网的功能和分类
1.2.1通信网的功能
信息传送：
信息传送是通信网的基本任务
信息处理：
信息处理是指网络对信息的处理方式对最终用户是不可见的，主要目的是增强通信的有效性、可靠性和安全性，信息最终的语义解释-般由终端应用来完成。
信令机制：
信令机制是通信网上任意两个通信实体之间为实现某一通信任务，进行控制信息交换的机制，如电话网上的No.7信令、互联网上的各种路由信息协议和TCP连接建立协议等。
[2020年考点]
网络管理:
是整个通信网最具智能的部分。
主要负责:
运营管理、维护管理、资源管理。
1.2.2通信网的分类
按照业务类型，可分为电话通信网、数据通信网、广播电视网等；
按照空间距离和覆盖范围，可分为广域网、城域网、局域网；
按照信号传输方式，可分为模拟通信网和数字通信网；
按照运营方式和对象，可分为公用通信网和专用通信网；
按照通信的终端，可分为固定通信网和移动通信网。
1.3通信网的发展趋势
通信网的技术发展将呈现如下趋势：
网络信道光纤化、容量宽带化。
网络传输分组化、IP化。
接入宽带化、IP化、无线化。
三网融合:
电话通信网、计算机通信网、有线电视网。
下一代网络:
（NGN）泛指一个以IP为中心，支持语音、数据和多媒体业务的融合或部分融合的全业务网络。
分组化的、分层的、开放的结构是下一代网络的显著特征。
NGN不是现有通信网IP化简单的延伸，而是在继承现有网络优势后的平滑演进，在这个过程中，NGN将不断吸收基于SDN、NFV和云计算等的新技术，实现更灵活、智能、高效和开放的新型网络。
（1）SDN（基于软件定义网络）技术实现了控制功能和转发功能的分离，通过软件的方式可以使得网络的控制功能很容易地进行抽离和聚合，有利于通过网络控制平台从全局视角来感知和调度网络资源，实现网络连接的可编程。
因为做了软硬件解耦，所有SDN可以用通用硬件来代替专有网络硬件板卡，结合云计算技术实现硬件资源按需分配和动态伸缩，以达到最优的资源利用率。
（2）NFV（网络功能虚拟化）技术通过组件化的网络功能模块实现控制功能的可重构，可以灵活地派生出丰富的网络功能;
SDN是NFV的基础，SDN将网络功能模块化、组件化;
网络功能将可以按需编排，根据不同场景和业务特征要求，灵活组合功能模块,按需定制网络资源和业务逻辑，增强网络弹性和自适应性。
网络切片是NFV最核心的内容，它利用虚拟化将网络物理基础设施资源虚拟化为多个相互独立平行的虚拟网络切片。
一个网络切片可以视为一个实例化的网络，在每个网络切片内，可以进一步对虚拟网络切片进行灵活的分割，按需创建子网络。
2、传送网、业务网和支撑网
现代通信网功能分类：
业务网、传送网和支撑网（记忆口诀“业支传输、指令管同步”）。
2.1业务网
业务网负责向用户提供各种通信业务，如语音、传真、数据、多媒体、租用线、VPN等，是现代通信网的主体。
交换节点设备是构成业务网的核心要素。
目前现代通信网提供的业务网主要有公用电话网、数字数据网、移动通信网、智能网、互联网等。
2.2传送网
传送网独立于业务网，负责按需为交换节点/业务节点之间的互联分配电路，为节点之间信息传递提供通明通道，它还具有电路调度、网络性能监视、故障切换等相应的管理功能。
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，是构成传送网的核心要素。
传送网也称为基础网，由传输介质和传输设备组成。
构成传送网的主要技术要素有传输路由、复用技术、传送网节点技术等。
2.2.1传输介质
传输介质是指信号传输的物理通道，传输介质分为有线介质和无线介质。
有线介质：
双绞线、同轴电缆和光纤等；
无线介质：
无线电、微波、红外线灯；
2.2.2复用技术
按信号在传输介质上的复用方式不同，常用的复用技术有基带传输技术、频分复用技术（FDM）、时分复用技术（TDM）和波分复用技术（WDM）。
（1）基带传输
●在短距离内直接在传输介质传输模拟基带信号（传统电话线）.
●优点是线路设备简单，在局域网中广泛使用。
●缺点是传输媒介的带宽利用率不高，不适于在长途线路上使用。
（2）频分复用技术（FDM）
●将多路信号经过高频载波信号调制后在同一介质上传输的复用技术。
（微波链路和传输介质）
●优点是各路信号通过占用同一介质不同的频带实现了复用。
●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。
（3）时分复用技术（TDM）
●将模拟信号经过调制后变为数字信号，然后对数字信号进行时分多路复用的技术。
●优点是多路信号以时分的方式共享一条传输介质，每路信号在属于自己的时间片中占用传输介质的全部带宽。
具有差错率低、安全性好、数字电路高度集成以及更高的带宽利用率等优点。
（4）波分复用技术（WDM）
●本质上是光域上的频分复用技术。
●优点是一个WDM系统可以承载多种格式的业务信号.WDM系统完成的是透明传输。
对于
业务层信号来说，WDM的每个波长与一条物理光纤没有分别。
WDM是网络扩容的理想手段。
2.2.3传送网节点技术
（1）SDH传送网
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，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。
（2）MSTP传送网
基于SDH平台同时实现TDM、ATM和以太网等业务接人的接人处理和传送，并提供统一网管的多业务节点，是SDH与以太网初步融合的产物。
（3）光传送网（OTN）
是在光层组织网络的传送网,它结合了SDH和WDM的优势，解决了MSTP刚性管道运作效率低等问题。
（4）分组传送网（PTN）
伴随着传送网分组化的应用而产生,在IP业务和底层光传输媒介之间设置了一个层面。
2.3支撑网
一个完整的通信网除有以传递通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。
支撑网是现代通信网运行的支撑系统。
支撑网中传递相应的监测信号和控制信号，包括公共信道信令网、同步网、管理网。
（1）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。
（2）同步网是现代通信网运行的支持系统之一，处于通信网的最底层,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的数字信号的正确接收和发送。
●我国数字同步网采用由单个基准时钟控制的分区式主从向步网结构，分为四个等级。
a.第一等级是基准时钟（PRC），由3个铯原子钟组成，它是我国数字网中精度最高的时钟，是其他所有时钟的基准。
b.第二等级是长途交换中心时钟，设置在长途交换中心，构成高精度区域基准时钟（LPR），该时钟分为A类和B类。
设置于一级（CI）和二级（C2）长途交换中心的时钟属于A类时钟，它通过同步链路直接与基准时钟同步。
设置于三级（C3）和四级（C4）长途交换中心的时钟属于B类时钟。
c.第三极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（Tm）和端局（C5）。
d.第四级是一般晶体时钟。
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）管理网是为保持通信网正常运行和服务，对其进行有效的管理所建立的软、硬件系统和组织体系的总称，是现代通信网运行的支撑系统之一，是一个综合的、智能的，标准化的通信管理系统。
.
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。
3、核心网
核心网是指通信交换网络，担负着建立信源和信宿之间信息连接的桥梁作用，交换技术是核心网的核心技术。
交换技术包括：
电路交换、分组交换、ATM交换、软交换、IP交换和MPLS交换。
3.1电路交换
1、电路交换概念:
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。
2、电路交换需经历的阶段：
利用电路交换进行数据通信或电话通信必须经历建立电路、传送数据或语音和拆除电路三个阶段，因此电路交换属于电路资源预分配系统。
3、电路交换的特点：
是可提供一次性无间断信道。
（1）通信用户间必须建立专用的物理连接通路，呼叫建立时间长，并且存在呼损；
（2）对通信信息不做任何处理，原封不动地传送（信令除外），对传送的信息不进行差错控制；
（3）实时性较好，但线路利用率低。
4、电路交换的交换方式：
电路交换系统有空分交换和时分交换两种交换方式。
（1）空分交换，是人线在空间位置上选择出线并建立连接的交换（早期的步进制和纵横制交换机）。
（2）时分交换，是把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过时隙交换网络完成语音的时隙搬移，从而实现人线和出线间信息交换的一种交换方式（程控数字交换机）。
3.2分组交换
1、分组交换概念:
它的思想是从报文交换而来的，它采用了报文交换的“存储-转发"
技术。
不同之处在于:
分组交换是将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个分组，含有可供选路的信息和其他控制信息。
2、分组交换的两种服务方式：
虚电路方式、数据报方式。
（1）虚电路是面向连接的方式。
虚电路不同于电路交换中的物理连接,而是逻辑连接。
虚电路并不独占线路，在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路，以达到资源共享。
虛电路方式的每个分组头中含有对应于所建立的逻辑信道标识,不需进行复杂的选路;
传送时，属于同一呼叫的各分组在同一条虚电路.上传送，按原有的顺序到达终点，不会产生失序现象。
虚电路方式适用于较连续的数据流传输送，如文件传送、传真业务等。
（2）数据报方式是无连接方式，非逻辑连接。
3、分组交换的优点
（1）信息的传输时延较小。
（2）易于实现链路的统计，时分多路复用提高了链路的利用率。
（3）容易建立灵活的通信环境,
（4）可靠性高。
分组作为独立的传输实体，便于实现差错控制，从而大大地降低了数据信息在分组交换网中的传输误码率,-般可达10-10以下。
（5）经济性好。
信息以"
分组"
为单位在交换机中进行存储和处理，节省了交换机的存储容量，提高了利用率，降低了通信的费用。
4、分组交换的主要缺点:
传输效率差。
3.3ATM交换
1、概念：
ATM（异步传输方式）:
是以分组模式为基础融合了电路模式高速化的优点发展而成的，继承了电路交换较好的时间透明性和分组交换较好的语义透明性。
2、要点：
✧ATM克服了电路模式不能适应任意速率业务，难以导人未知新业务的缺点，简化了分组模式中的协议，并由硬件对简化的协议进行处理，交换节点不再对信息进行流量控制和差错控制，极大提高了网络的处理能力。
✧ATM交换可以实现高速、高吞吐量和高服务质量的信息交换，提供灵活的带宽分配，适应很低速率到很高速率的宽带业务的交换要求。
✧采用固定长度的数据包，信元由53个字节组成，开头5个为信头，其余48个为信息域，或称净荷。
（ATM的单位是新元）
✧采用面向连接的工作方式，通过建立虚电路来进行数据传输，同时也支持无连接业务。
3.4软交换
软交换是一种提供呼叫控制功能的软件实体，是在电路交换向分组交换演进的过程中逐步完善的，是分组交换网络与传统PSTN网络融合的解决方案。
2、软交换的核心思想是业务提供与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离。
3、软件换的特点:
①实现了业务提供与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离，有利于以最快的速度、最有效的方式引人各类新业务。
②采用了标准协议，软交换各网络部件既能独立发展，又能有机地组合成一个整体，实现互联互通。
③契合了网络融合趋势，使异构网络的互通方便灵活。
模拟、数字、移动、ADSL、ISDN、窄带E、宽带IP等各种用户都可以通过软交换提供业务。
3.5IP交换和MPLS交换
1、IP交换概念:
由IP技术和ATM技术融合而来，集成了IP路由技术的灵活性和ATM交换技术的高速性，主要有重叠模型和集成模型两大类。
2、IP交换要点：
✧传统的IP分组转发采用面向无连接方式逐条转发，选路基于软件查表，采用地址前缀最长匹配算法，速度慢。
✧集成模型的IP交换为面向连接方式，使用短的标记代替长的IP地址，基于标记进行数据分组转发，速度快。
3、MPLS多概念：
协议标记交换（MPLS）是基于集成模型的IP交换技术的典型应用。
MPLS网络的数据传输和路由计算分开，是一种面向连接的技术。
3.6移动核心网的发展
移动核心网各个阶段的发展变化和主要特点：
（1）2G时代只有电路域；
（2）2.5G时代出现了分组域；
（3）3GUTMSR99时代增强了无线部分。
3GUTMSR4使移动核心网的电路域交换到软交换
3GUTMSR5/6/7核心网由电路域、分组域和IP多媒体系统组成
（4）4GLTER8/9只有分组域
（5）5G三大优势，大带宽、低延时、广连接。
本章节记忆表格：
4、接入网
1、接入网概念:
是指业务节点接口和相关用户的网络接口之间的一系列传送实体（如线路设施和设备），为了传送通信业务提供所需传送承载能力的实施系统，它可以由管理网Q3接口进行管理和配置。
接入网所覆盖的范围由三个接口来定界，即：
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；
管理方面则经Q3接口与电信管理网（TMN）相连。
其中SN是提供业务的实体，是一种可以接入各种变换型和/或永久连接型通信业务的网络单元。
2、接入网的主要功能:
用户口功能（UPF）、业务口功能（SPF）、核心功能（CF）、传送功能（TF）和系统管理功能（AN-SMF）。
（用户核心业务由系统传送）（注意:
接入网不含交换功能）。
3、接入网分类
接人技术分为有线接入和无线接入（传输媒质:
无线电波）两种。
目前，主流的宽带光接入网普遍采用无源光网络（PON）技术。
4.1有线接入
目前主要有铜线接入网、光纤接入网、混合接入网/同轴电缆接入网三类。
1、铜线接入网
在接入网中使用了数字用户线（DSL）技术，常用的DSL技术有高速率数字用户线和不对称数字用户线技术。
●HDSL:
高速率数字用户线，采用了回波抵消和自适应均衡技术，延长基群信号传输距离。
系统具有较强的抗干扰能力，对用户线路的质量差异有较强的适应性。
●ADSL:
不对称数字用户线，ADSL的不对称结构避免了HDSL方式的近端串音，从而延长了用户线的通信距离。
2、光纤接入网
（1）光纤接入网采用光纤作为主要媒介来取代传统的铜线，需要在交换局将电信号进行电/光转换变成光信号，在用户端则要利用光网络单元（ONU）进行光/电转换。
（2）光纤接入网分类:
根据承载的业务带宽不同:
窄带和宽带。
根据网络单元位置的不同:
.FTTC/FTTH/FTTB/FTTO/FTTDp
是否有电源:
AON（有源）、PON（无源:
窄带PON和宽带PON）
3、混合接入网/同轴电缆
是一种综合应用模拟和数字传输技术、同轴电缆和光缆、射频技术的高度分布式智能型接人网络，是通信网和有线电视网相结合的产物。
HFC接入网具有传输频带较宽、与目前的用户设备兼容、支持宽带业务、成本较低等特点。
分类:
窄带无源光网络（PON）+HFC混合接入、数字环路载波（DLCnt单向HFC混合接入和有线+无线混合接入。
4.2无线接入
按照接入用户终端移动与否，可分为固定无线接入和移动无线接入两类。
1、固定无线接入是一种用户终端固定的无线接入方式。
需要说明的是无绳电话属于固定接入网。
主要技术有LMDS、3.5GHz无线接入、MMDS、固定卫星接入技术、不可见光无线系统等。
2、用户终端移动的无线接入有蜂窝移动通信系统、卫星通信系统、集群调度系统、无线市话（PAS）以及用于短距离无线连接的蓝牙技术等。
4.3无源光网络（PON）
1、无源光网络（PON）概念:
是指在OLT和ONU之间的光分配网络（ODN），其中没有任何有源电子设备,即传输设施在ODN中全部采用无源器件。
2、无源光网络（PON）的优点体现在以下几个方面：
（1）较好的经济性：
PON设备简单、体积小，安装维护费用低，投资较小。
（2）组网灵活：
可支持树形、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。
（3）安装维护方便：
:
室外型设备可直接挂在墙壁上或放置于H型电杆上。
（4）抗干扰能力强：
PON是纯介质网络,彻底避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响。
3、现有宽带接入网的功能位置图
✧从PON技术发展的角度看，随着用户对带宽需求的增长，提供1G到2G共享总带宽的EPON（以太网无源光网络）
和GPON（吉比特无源光网络）技术将很快出现带宽瓶颈，运营商已经开始部署单波长速率10Gbit/s的单波长10G
PON。
✧单波长速率终将面临技术和成本的双重挑战，于是在PON系统中引人WDM技术的NG-PON将成为未来PON技术
的演进方向。
5、互联网及其应用
互联网（Internet）概念：
，又称因特网、英特网，是计算机网络互相连接在-起的庞大网络，这些网络以--组通用的协议相连，形成逻辑上的单一-且巨大的全球化网络，在这个网络中有交换机、路由器等网络设备、各种不同的连接链路、种类繁多的服务器和数不尽的计算机、终端。
其中，路由器是互联网的核心设备。
5.1计算机网络
1、计算机网络功能
（1）可实现资源共享
（2）提高了系统的可靠性
（3）有利于均衡复合
（4）提高了非常灵活的工作环境
2、计算机网络的分类
计算机网络可分为局域网、城域网、广域网三大类。
互联网属于广域网，是一个全球性的计算机通信网。
（1）局域网：
局域网一般采用总线、环型结构，也可采用星型结构。
（2）城域网一般采用树形结构。
（3）广域网其主要特点是进行远距离通信，又称远程网。
3、计算机网络的扩扑结构
计算机网拓扑结构有星形、环形、网形、树形、总线型以及混合型6种结构。
（1）星型:
结构比较简单，降低了传输链路成本，提高了线路利用率;
网络可靠性差，一个中心有问题影响全局。
（2）环型:
结构简单，容易实现，双路由保护较好;
节点数较多时转接时延无法控制、不易扩容。
（3）网状型:
结构可靠性高，通信线路冗余长;
线路利用率低、投资成本高。
（4）树型:
是一个在分级管理基础上集中式的网络，适合于各种统计管理系统。
（5）总线型:
传输链路少,无需转接节点，控制方式简单，增减节点也可方便;
网络稳定性差，节点少覆盖范围小。
（6）混合型:
由星型和环型组成，经济性较好，稳定性较好。
5.2TCP/IP协议
TCP/IP协议:
传输控制协议/互联网协议（也称网络通信协议），是互联网的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
5.3互联网的应用
1．基本应用
（1）信息需求方面:
包括网络新闻模式、搜索引擎模式、信息分类模式、信息聚合模式、知识分享模式等。
（2）交易需求方面:
主要是各种电子商务应用模式，包括B2B、B2C、C2C、020等。
（3）交流需求方面:
包括即时通信模式、个人空间模式、社交网络模式、网络论坛模式等。
（4）娱乐需求方面:
包括网络游戏模式、网络文学模式、网络视频模式等。
（5）办公需求方面:
包括各种电子政务应用模式和企业信息化应用模式。
2、扩展应用
（1）融合通信:
移动宽带的不断升级将把整个社会的信息化基础提升至新的历史高点，"
移动智能终端+宽带+云"
所打造的平台终将沉淀为网络社会的基础设施，与其他的能源和公用事业一样，成为整个社会和各个行业运转的基础平台。
（2）物联网（IoT）:
是一个基于现代通信网及互联网的技术发展，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
物联网通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网已被广泛应用于智慧城市、智能交通、智能电网、智能医疗、智能工业、智能农业、智能环保、智能建筑、空间及海洋探索、军事等领域。
（3）互联网+:
是指传统产业互联网条件下的"
在线化"
和"
数据化"
。
在线化是指商品、人和交易转移到网上的行为，数据化是指这些行为变成数据并且用来分享和利用。
“互联网+“就是"
互联网+各个传统行业"
，但
升级会员 