2022年通信与广电工程管理与实务笔记 .pdf
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1、通信与广电工程专业技术通信网:由一定数量的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。通信网上交换的信息包括:用户信息、控制信息、网络管理信息。通信网从硬件构成上包括终端节点、交换节点、业务节点、传输系统,软件设施包括信令、协议、控制、管理、计费等。终端节点的功能:用户信息的处理(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)、信令信息的处理(包括产生和识别连接建立、业务管理等所需的控制信息)。交换节点的功能:用户业务的集中和接入功能、交换功能、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
2、功能(路由信息的更新和维护、计费、话务统计、维护管理等)。业务节点的功能:实现独立于交换节点的业务的执行和控制、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。从功能上通信网包括:业务网、传送网、支撑网。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,传送网节点主要包括分插复用设备(ADM)和交叉连接设备(DXC)两种。支撑网包括:同步网、信令网、管理网。通信网中,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。网状网:完全互联,网内任意两节点间均有直达线路连接。优点:线路冗余度大,网络可靠性高,任意
3、两点间可直接通信。缺点:线路利用率低,网络成本高,网络的扩容不方便。适用:节点数目少,又有很高可靠性要求。星形网(辐射网):有中心转接节点,其他节点都与转接节点有线路连接。优点:降低了传输链路成本,提高了线路的利用率。缺点:网络的可靠性差。适用:传输链路费用高于转接设备、可靠性要求不高的场合。复合网:由网状网和星形网复合而成,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:比较经济,稳定性好。适用:规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用。总线型网: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户总线发送或接收数据。优点:需要的传输链路少,节点间通信无需转接节点,
4、控制方式简单,增减节点方便。缺点:网络服务性能的稳定性差,节点数目不宜过多,网络覆盖范围较小。适用:计算机局域网、电信接入网等。环形网:所有节点首位相连,组成一个环。优点: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:节点数较多时转接时延无法控制,不容易扩容。适用:计算机局域网、光纤接入网、城域网、光传输网等。基础网:由传输线路、传输设备组成的传送网络。传输介质:信号传输的物理通道。信息能否成功传输依赖的两个因素:传输信号本身的质量、传输介质的特性。传输介质的分类:有线介质(双绞线、同轴电缆、光纤等)、无线介质(无线电、微波、红外线等)。根据信号在传输介质上的复用方式不同,传
5、输系统可分为:基带传输系统、频分复用传输系统(FDM)、时分复用传输系统(TDM)、波分复用传输系统(WDM)。基带传输系统:短距离内直接在传输介质传输模拟基带信号。优点:线路设备简单。缺点:传输媒介的带宽利用率不高,不适合在长途线路上使用。适用:局域网、传统电话用户线。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 40 页 -频分复用传输系统: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。缺点: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,难以集成,工作稳定度不高,传输链路和节点间过多的模数转换影响传输质量。适用:微波链路和铜线介质。时分复用传输系统
6、(准同步数字体系PDH、同步数字体系SDH):将模拟信号经过PCM调制后变成数字信号,然后进行时分多路复用。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。优点:利用数字技术的全部优点,差错率低,安全性好,数字电路高度集成,带宽利用率更高。波分复用传输系统:本质是光域上的频分复用,将光纤的低损耗窗口划分为若干个信道,每一信道占用不同的光波频率或波长。优点:可以承载多种格式的“业务”信号,如ATM、IP、TDM 等,完成的是透明传输,使网络扩容的理想手段。同步数字体系SDH 由分插复用、交叉连接、信号再生放大等网元设备组成。优点:强大的网管功能:独立于各
7、类业务网的业务公共传送平台,具有强大的网络管理功能。标准统一的光接口:采用同步复用和灵活的复用映射结构,有全球统一的网络结点接口,使不同厂商设备间信号互通、复用、交叉链接和交换过程得到简化。帧结构:是实现SDH网络功能的基础。SDH帧结构以 125us 为帧同步周期SDH的基本传输速率是STM-1(155.520M/s),其他高阶信号速率为STM-1 的整数倍。每个 STM帧由段开销(SOH)、管理单元指针(AU-PTR)和 STM 净负荷组成。段开销:用于传输网的运行、维护、管理和指配。分为再生段开销和复用段开销。段开销是保证STM净负荷正常灵活地传送必须附加的开销。管理单元指针:用于指示S
8、TM 净负荷中的第一个字节在STM-N 帧内的起始位置,以便接收端可以正确分离STM 净负荷。STM 净负荷:存放要通过STM 帧传送的各种业务信息的地方,也包含少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销。光传送网(OTN)是一种以密集型波分复用(DWDM)与光通道技术为核心的新型传送网结构,由光分插复用、光交叉连接、光放大等网元设备组成。特点:可以不断提高现有的光纤复用度,最大限度利用现有设施。独立于具体的业务,同一光纤的不同波长上接口速率和数据格式相互独立,可以在一个OTN上支持多种业务。可以保持与现有SDH网络的兼容性。能管理每根光纤中的所有波长。随着光线的容量越来越大,采用基于光层的故
9、障恢复比电层更快、更经济。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)。网络节点:光分插复用器(OADM)、光交叉连接器(OXC)。自动交换光网络(ASON)是一种由用户动态发起业务请求,自动选路,并由信令控制实线连接的建立、拆除,能自动、动态完成网络连接,融交换、传送为一体的新一代光网络。特点:支持端刀端的业务自动配置。支持拓扑自动发现。支持网格网络(Mesh)组网保护,增强了网络的可生存性。支持差异化服务,根据客户层信号的业务等级决定所需要的保护等级。支持流量工程控制,网络可根据客户层的业务需求实时动态地调整网络的逻辑拓扑,实现了网络资源名师资料总
10、结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 40 页 -的最佳配置。功能结构:由智能网元、TE链路、ASON域和 SPC(软件智能连接)组成。组成:控制平面、传送平面、管理平面。接口:用户-网络接口(UNI)、内部网络-网络接口(I-NNI)、外部网络-网络接口(E-NNI)。业务网电话网不需要复杂的终端设备,所需贷款小于64kbit/s,采用电路或分组方式承载。本地电话网由端局、汇接局和传输链路组成。长途电话网由长途交换局和传输链路组成。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。大容量的移动通信网络形成多级结构,为合理利用资源在网络中设置移动汇接局。IP电话网通过分组交
11、换网传送电话信号,主要采用语音压缩技术和语音分组交换技术。传统电话一路电话的编码速率为64kbit/s(A 律 13 折线 PCM编码技术)或52kbit/s(u 律 15 折线编码方法)。IP 电话采用共轭结构算术码本激励线性预测编码法,编码速率为8kbit/s,实际一路占用带宽4kbit/s。IP电话采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。数据通信网由数据终端、传输网络、数据交换和数据处理设备组成。包括分组交换网、数字数据网、帧中继网、计算机互联网。X.25 分组交换网:采用分组交换技术的可以提供交换连接的数据通信网络。缺点是协议处理复杂,信息传送的时间延迟较大,不能提
12、供实时通信。数字数据网(DDN):为计算机联网提供固定或半固定的连接数据通道。主要设备包括数字交叉连接设备、数据复用设备、接入设备和光纤传输设备。帧中继网:在 X.25 网络基础上发展起来的数据通信网。特点是取消了逐段的差错控制和流量控制,把原来的三层协议改为二层协议处理,提高了传输链路的传输速率,减少了信息通过网络的时间延迟。由帧中继交换机、帧中继接入设备、传输链路、网络管理系统组成。计算机互联网:是分组交换网,采用无连接的传送方式,网络中的分组在各个节点被独立处理,根据分组上的地址传送到它的目的地。主要由路由器、服务器、网络接入设备、传输链路等组成。路由器是其核心设备。综合业务数字网(IS
13、DN)窄带综合业务数字网:基本速率(2B+D,144kbit/s)和一次群速率(30B+D,2Mbit/s)。B信道用来传输语音、数据和图像,D 信道用来传输信令和分组信息。ISDN(2B+D):包括 2 个独立工作的B 信道(64kbit/s)和 1 个 D 信道(16kbit/s)。ISDN(30B+D):有 30 个 B 通路和 1 个 D 通路,每个通路均为64kbit/s,共 1.920Mbit/s。宽带综合业务数字网: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。支撑网传递相应的监测和控制信号,包括公共信道信令网、同步网
14、、电信管理网等。信令网: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。同步网:为电信网内所有电信设备的时钟提供同步控制信号。国际通信时采用准同步方式。我国及多数国家的国内数字网同步采用主从同步方式。数字同步网由交换局间的时钟同步和局内各种时钟之间的同步。我国数字同步网分为4 级基准时钟(PRC):由铯原子钟组成,最高质量。长途交换中心时钟高稳定度晶体时钟一般晶体时钟大楼综合定时供给系统(BITS)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 40 页 -在每个通信大楼内,设一个主钟,受控于来自上面的同步基准信号或GPS信号,
15、楼内所有其他时钟与该主钟同步。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。定时基准的三种传输方式:PDH2Mbit/s 专线PDH2Mbit/s 带有业务的电路SDH线路码电信管理网是为保证电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。主要功能:组织网络流量分配避免网络过负荷和阻塞扩散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,保持良好运行状态。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。网元指网络中的设备。通信技术的发展趋势网络应用将加速向IP 汇聚,电信网、计算机
16、网和有线电视网融合(三网融合)方向发展。交换技术将由电路交换技术向分组变换转变,软交换和IMS(IP多媒体子系统)是传统交换网络向下一代网络演进的两个阶段,两者将以互通的方式长期共存。传送技术将由点对点通信向光联网转变,光交换与WDM 等技术共同使网络向全光网、智能光网方向迈进。接入技术的宽带化、IP化和无线花将是接入网领域未来的发展大趋势。在无线通信领域,移动通信网络向4G 迈进成为必然。下一代网络(NGN)技术特点以 IP为中心同时可以支持语音、数据和多媒体业务的融合业务驱动型、以软交换技术为核心的开放性网络,通过开放式协议和接口,实现业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载分离,使业务独立于
17、网络,可以灵活、快速地提供业务用户可以自己定义业务特征,而不必关心具体承载业务的网络形式和终端类型下一代通信业务的典型特征多媒体特征开放性特征个性化特征虚拟化特征智能化特征软交换是一种支持开放标准的软件,能够基于开放的计算平台完成分布式的通信控制功能,并且具有传统的TDM电路交换机的业务功能。特征:开放的业务生成接口综合的设备接入能力基于策略的运行支持系统软交换体系架构的主要组成软交换控制设备是网络中的核心控制设备。业务平台完成新业务生成和提供功能,主要包括SCP(业务控制节点)和应用服务器。信令网管目前主要指七号信令网管设备。媒体网关完成媒体流的转换处理功能。IP终端目前主要指H.323 终
18、端和 SIP终端两种。IMS(IP多媒体子系统)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 40 页 -基于 IP承载,叠加在PS(分组域)之上,是一个可运营、可管理、可计费的系统。特征以 IP为基础与多媒体业务有关是一个完整系统的一部分体系结构:采用业务、控制、承载相分离的体系结构。4G 4G无线通信目标提供更高的传输速率支持更高的终端移动速度(250km/h)全 IP网络架构,承载与控制分离提供无处不在的服务,异构网络协同提供更为丰富的分组多媒体业务4G关键技术OFDM(正交频分复用技术)多载波技术MIMO(多入多出技术)多天线技术OTDM(光时分复用)链路自适应技术SA
19、智能天线我国自主知识产权的4G技术标准:TD-LTE-Advanced 分组传送网(PTN)特点面向分组的通用交叉技术集成光层技术支持多业务传送方式支持 TMPLS/MPLS-TP分组传送协议具有极强的可扩展性兼容传统电路业务并提供同步支持具有可运营的OAM 和保护特性统一传送平台支持多业务接入关键技术分层多业务传送网络模型无阻塞分组交换系统架构面向连接网保障完善的QoS机制硬件实现端到端高性能OAM 机制端到端的可视化集中网络管理全光网络指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电变换,而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形势存在。特点透明性好具备可扩展性能提供巨大的带宽兼容性好、容易升级具
20、备可重构性可靠性高组网灵活性高全光网络结构由核心网、城域网和接入网三层组成。有星形网、总线网和树形网3 种基本类型。光纤通信系统以光波作为载频、以光纤作为传输媒介,遵循相应的技术体制的一种通信方式。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 40 页 -采用的技术:数字编码、强度调制、直接检波。光传输媒质损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性。损耗包括吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是光波在传输中有部分光能转化为热能。散射损耗是因为材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙造成的,包括瑞利散射损耗、非线性损耗和波导效应散射损耗。色散是光脉冲信号在光纤中传输,到达输出端时发生的时
21、间上的展宽。产生原因是光脉冲信号的不同频率成分、不同模式在传输时因速度不同,到达终点所用的时间不同而引起的波形畸变。准同步数字体系(PDH)的弱点没有世界性标准没有世界性的标准光接口规范复用结构复杂网络运行、管理和维护(OAM)主要靠人工的数字信号交叉连接和停业务测试数字通道设备的利用率很低同步数字体系(SDH)的特点实现了数字传输体制上的世界性标准网络结构简化安排了丰富的开销比特,使网络的OAM 能力大大加强有标准光接口信号和通信协议与现有网络完全兼容,还能容纳各种新的业务信号频带利用率较PDH有所降低宜选用可靠性较高的网络拓扑结构光波分复用(WDM)将不同规定波长的信号光载波在发送端通过光
22、复用器合并起来送入一根光纤进行传播,在接收端再由一个光解复用器将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。可以充分利用单模光纤的巨大带宽资源(低损耗波段),在大容量长途传输时可以节约大量光纤。可以有多种网络应用形式。包括稀疏波分复用(CWDM,信道间隔20nm)和密集波分复用(DWDM,信道间隔0.2nm 到 1.2nm)。SDH的基本网络单元包括同步光缆线路系统、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)。终端复用器(TM):将若干个PDH 低速率支路信号复用成STM-1 帧结构电(光)信号输出,或将若干个STM-n 信号复用成STM-N 光
23、信号输出,并完成解复用的过程。分插复用器(ADM):其时隙保护功能可以使电路的安全可靠性大大提高。再生中继器(REG):将经过长距离传输后受到较大衰减和色散的光脉冲信号转换成电信号后,经放大、整形、再定时、再生成为规范的电脉冲信号,调制成光信号后送入光纤继续传输,以延长通信距离。同步数字交叉连接设备(SDXC):实现 SDH设备内支路间、群路间、支路与群路间、群路与群路间的交叉连接,还兼有复用、解复用、配线、光电互转、保护恢复、监控和电路资料管理等多种功能。网络节点接口(NNI)表示网络节点之间的接口。网络拓扑结构线形星形环形树形网孔形网络分层:再生段、复用段、数字段再生段:再生中继器与终端复
24、用器、再生中继器与分插复用器或再生中继器与再生中继器之间的段落。复用段:终端复用器与分插复用器之间以及分插复用器与分插复用器之间的段落。数字段:终端数字复用器之间以及跨越两个以上的分插复用器之间或分插复用器与终端复用器之间的段名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 40 页 -落。DWDM 工作方式按传输方式可分为双纤单向传输系统和单纤双向传输系统。按系统兼容性可分为集成式系统和开放式系统。DWDM 主要网元光合波器(OMU):将不同波长的光信号耦合在一起光分波器(ODU):将耦合在一起的光信号按波长分开,并发送到相应的低端设备。光波长转换器(OTU):转换波长光纤放大器
25、(OA):不需要经过光/电/光变换直接对光信号进行放大的有源器件。光分插复用器(OADM):将需要上下业务的波道采用分插复用技术终端至附属的OUT设备。光交叉连接器(OXC):在光域上实现信号的交叉连接功能,把输入端任一光纤可控地连接到输出端的任一光纤。在传送网中,SDH和 DWDM 之间是客户层与服务层的关系。SDH、ATM 和 IP信号都只是DWDM 系统所承载的业务信号。DWDM 系统更接近于物理媒质层-光纤,并在SDH通道层下构成光通道层网络。微波通信:波长在 1mm-1m(频率在300MHz-300GHz)频段:L 波段(1.0-2.0GHz)、S波段(2.0-4.0GHz)、C 波
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