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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：ABD1.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