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第1章通信电缆线路概述本章内容1.现代通信网及其传输技术2.通信线路简介3.全塑电缆线路的传输衰减及传输方式本章重点1.现代通信网的构成、我国电话网的结构和本地电话网的概念及其类型2.现代通信传输技术和全塑电缆线路的传输衰减及传输方式本章难点全塑电缆线路的传输衰减及传输方式本章学时数4学时（理论教学）学习本章目的和要求1.了解现代通信网的构成、树立全程全网概念2.掌握我国电话网的结构、本地电话网的概念及类型、现代通信传输技术及全塑电缆线路的传输衰减和传输方式1.1现代通信网及其传输技术本节简要介绍通信网、电话网和现代通信传输技术（电缆、光缆、微波和卫星通信）。树立“全程全网”概念，为学习后续章节奠定基础。1.1.1现代通信网简介1.通信网的基本概念通信网是由一定数量的节点（Node）和连接节点的传输链路(Link)组成，以实现两个或多个规定点之间信息传输的通信体系。一个简单的通信网络如图1—1所示。2.通信网的构成和分类 （1）通信网的构成1一个完整的通信网包括硬件和软件。通信网的硬件一般由终端设备、传输系统和转接交换系统等三部分电信设备构成，是构成通信网的物理实体；为了使全网协调合理地工作，还要有各种规定，如信令方案、各种协议、网路结构、路由方案、编号方案、资费制度与质量标准等，这些均属于软件。（2）通信网的分类①按电信业务的种类分为：电话网、电报网、用户电报网、数据通信网、传真通信网、图像通信网、有线电视网等。②按服务区域范围分为：本地电信网、农村电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等。③按传输媒介种类分为：架空明线网、电缆通信网、光缆通信网、卫星通信网、用户光纤网、低轨道卫星移动通信网等。④按交换方式分为：电路交换网、报文交换网、分组交换网、宽带交换网等。⑤按结构形式分为：网状网、星形网、环形网、栅格网、总线网等。⑥按信息信号形式分为：模拟通信网、数字通信网、数字/模拟混合网等。⑦按信息传递方式分为：同步转移模式（STM）的综合业务数字网（ISDN）和异步转移模式（ATM）的宽带综合业务数字网（B-ISDN）等。图1—1简单通信网图1—2通信网的基本结构形式3.通信网的基本结构通信网的基本结构主要有网型、星形、复合型、环型和总线型等，如图1—2所示。（1）网型网有代表性的网型网是完全互连网结构。具有N个节点的互连结构需要N（N-1）/2条传输链路。N值较大时传输链路将很大，链路利用率将很低。这种网络结构经济性较差，但接续质量和网络稳定性较好。（2）星型网具有N个节点的星型网共需（N-1）条传输链路。显然，N值较大时它会较网型网节省大量的链路。但这种网络因需要设置转接中心而增加费用。（3）复合型网由网型网和星型网复合而成。它以星型网为基础，在通信量较大的地区构成网型网。这种网络结构兼取了上述两种网络的优点。（4）环型网和总线型网这两种网络在计算机通信中应用较多，在这种网中一般传输速率较高。它要求各节点和总线终端节点有较强的信息识别和处理能力。4.通信网的质量要求2（1）一般通信网的质量要求对通信网一般提出三个要求：接通的任意性与快速性、信号传输的透明性与传输质量的一致性、网路的可靠性与经济合理性。（2）电话通信网的质量要求对电话通信网在以下三个方面提出要求：接续质量、传输质量、稳定质量5.现代通信网的构成及发展（1）现代通信网的构成一个完整的现代通信网，除了有传递各种用户信息的业务网之外，还需要有若干支撑网。现代通信网的构成如图1—3所示。①业务网业务网是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种电信业务的网络。业务网包括电话网、数据网、智能网、移动通信网等，可分别提供不同的业务。②支撑网 支撑网是使业务网正常运转，增强网络功能，提供全网服务质量，以满足用户需求的网络。在各个支撑网中传送相应的控制、检测信号。支撑网包括信令网、同步网和电信管理网。（2）现代通信网的发展现代通信网的未来发展趋势可概括为“六化”，即通信技术数字化、通信业务综合化、网络互通融合化、通信网络宽带化、网络管理智能化和通信服务个人化。图1—3现代通信网的构成示意图图1—4电话通信系统的基本构成图1.1.2本地电话网的构成1.电话通信系统的基本构成电话通信系统的基本任务是提供从任一个终端到另一个终端传送话音信息的路由，完成信息传输、信息交换后，为终端提供良好的服务。电话通信系统的基本构成如图1—4所示。（1）终端设备 在电话业务中，终端设备就是电话机。（2）传输设备 传输设备是指终端设备与交换中心以及交换中心到交换中心之间的传输线路及其相关设备。（3）交换设备 交换设备根据主叫终端所发出的选择信号来选择被叫终端，使这两个终端建立连接，然后经过交换设备所连通的路由传递电信号。2.电话网的结构电话网是开放电话业务为广大用户服务的通信网络。最早的电话通信形式只是两部电话机中间用导线连接起来便可通话，但当某一地区电话用户增多时要想使众多用户相互间都能3两两通话，便需设一部电话交换机，由交换机完成任意两个用户的连接，这时便形成了一个以交换机为中心的单局制电话网。在某一地区（或城市）随着用户数继续增多，便需建立多个电话局，然后由局间中继线路将各局连接起来，形成多局制电话网。（1）我国传统的五级电话网结构电话网基本结构形式分为多级汇接网和无级网两种，过去的电话网络采用多级汇接制。我国传统电话网由四级长途交换中心和一级本地网端局组成五级结构。其中一、二、三、四级的长途交换中心构成长途电话网，由本地网端局和按需要设置的汇接局组成本地电话网。我国传统电话网的网路结构如图1—5所示。电话网的等级分为五级，C1为大区交换中心，C2为省交换中心，C3为地区交换中心，C4为县交换中心。到1992年底我国共有8个C1（北京、天津、沈阳、上海、南京、广州、西安、成都），有3个国际局（北京、上海和广州）。本地电话网的网路结构一般设置汇接局（Tm）和端局（C5）两个等级。Tm局可分为市话汇接局、郊区汇接局、农话汇接局等，C5称五级交换中心，即本地电话网端局。图1—5我国传统电话网的网路结构图1—6我国长途网的两级网路结构按电话使用范围分类，电话网可分为本地电话网、国内长途电话网和国际长途电话网。①本地电话网是指在一个统一号码长度的编号区内，由端局、汇接局、局间中继线、长市中继线，以及用户线、电话机组成的电话网。②国内长途电话网是指全国各城市间用户进行长途通话的电话网，网中各城市都设一个或多个长途电话局，各长途局间由各级长途电路连接起来。③国际长途电话网是指将世界各国的电话网相互连接起来进行国际通话的电话网。为此，每个国家都需设一个或几个国际电话局进行国际去话和来话的连接。一个国际长途通话实际上是由发话国的国内网部分、发话国的国际局、国际电路和受话国的国际局以及受话国的国内网等几部分组成的。（2）我国现代电话网的三级结构4五级电话网采用多级汇接，转接次数多、呼损大、传输质量低、可靠性差。现代电信网不但要传电话还要传数据业务，传统的电话网已不能满足要求。由于长途交换机容量增加，全国光缆干线建成，以及各省内本地网的扩大，我国电信网近年来已将C1和C2、C3和C4合并成同级处理，电话网已由原来的五级交换中心转化为三级交换中心，即由原来的C1、C2两级长途交换中心变为一级省际交换中心DC1，由原来的C3、C4两级交换中心组成一级汇接本地网的长途交换中心DC2。DC1和DC2构成我国两级长途网结构，如图1—6所示。DC1的各交换机间采用网状网连接，DC1与DC2间采用星状网连接，为了既保证任意两点间建立通信，又使通信链路有较高的利用率，根据地理条件、行政区域、通信流量的分布等条件设立汇接中心，每汇接中心汇接一定区域的通信流量，按直达路由、基干路由等多路由方式建立两交换节点间的连接。由五级网演变成三级网，这对提高干线网效率和质量将起到良好作用。随着通信的不断发展，今后我国的电话网将进一步形成由一级长途网和本地网所构成的两级网络，实现长途无级网。这样，我国的电话网将由3个层面——长途电话网平面、本地电话网平面和用户接入网平面组成。3.本地电话网（localtelephonenetwork）本地电话网是指在一个长途编号区内，由若干端局（或端局与汇接局）、局间中继线、长市中继线及端局用户线所组成的自动电话网。本地电话网的主要特点是在一个长途编号区内只有一个本地网，同一个本地网的用户之间呼叫只拨本地电话号码，而呼叫本地网以外的用户则需按长途程序拨号。我国本地电话网有两种类型：（1）特大城市、大城市本地电话网；（2）中、小城市及县本地电话网。4.本地电话网的网络结构程控数字电话交换机和模拟电话交换机已在本地电话网内同时存在，部分本地电话网将是数、模混合网的格局。特大城市、大城市数模混合本地电话网一般采用两级网的网路结构，中、小城市及县本地电话网根据服务区的大小和端局的数量可以采用两级网的网路结构或网状网结构。（1）两级网的网路结构两级网的网路结构如图1—7所示。（2）网状网结构网状网结构如图1—8所示。图1—7两级网的网路结构图1—8网状网结构51.1.3现代通信传输技术信息需要在一定的物理媒质中传播，我们将这种物理媒质称为传输媒质。传输媒质是传递信号的通道，提供两地之间的传输通路。传输从大的分类上来区分有两种，一种是电磁信号在自由空间中传输，这种传输方式叫做无线传输；另一种是电磁信号在某种传输线上传输，这种传输方式叫做有线传输。现代通信传输方式可以用图1—9来概括。常用的传输媒质目前主要有：1.微波微波通信技术问世已半个多世纪，它是在微波频段通过地面视距进行信息传播的一种无线通信手段。最初的微波通信系统都是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段，例如我国城市间的电视节目传输主要依靠的就是微波传输。微波通信的频率范围为300MHz～1000GHz。微波按直线传播，若要进行远程通信，则需要在高山、铁塔或高层建筑物顶上安装微波转发设备进行中继通信。微波中继通信是一种重要的传输手段，它具有通信频带宽、抗干扰性强、通信灵活性较大、设备体积小、经济可靠等优点。其传输距离可达几千公里。主要用于长途通信、移动通信系统基站（BS）与移动交换中心（MSC）之间的信号传输及特殊地形的通信等。图1—9现代通信传输方式2.通信卫星卫星通信是在微波中继通信的基础上发展起来的。它是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地面站之间的通信。卫星通信具有传输距离远、覆盖面积大、通信容量大、用途广、通信质量好、抗破坏能力强等优点。一颗通信卫星总通信容量可实现上万路双向电话和十几路彩色电视的传输。高轨道通信卫星是运行在赤道上空约36000km的同步卫星。位于印度洋、大西洋、太平洋上空的三颗同步卫星，基本可覆盖全球。低轨道通信卫星是运行在500～1500km上空的非同步卫星，一般采用多颗小型卫星组成一个星型网。若能做到在世界上任何地方的上空都能看到其中一颗卫星，则通过星际通信可覆盖全球。低轨道通信卫星主要用于移动通信和全球定位系统（GPS）3.通信电缆通信电缆主要包括双绞线电缆（对称电缆）、同轴电缆等。对绞电缆（TwistedPairCable）是传统的话音通信媒质，使用最为广泛，是当前电信接入网的主体。在全球范围内，对绞线缆接入比例高达94%，其通信业务正在向非话音业务方向发展。利用高速Modem上网，其速率可达56kb/s，利用一线通ISDN方式上网，速率进一步上升到128kb/s，而利用更新的ADSL方式，其下行速率为1.5—8Mb/s，作为新一代家庭网络应用方式，利用电话双绞线的HomePAN速率也可达1—10Mb/s。因此，目前利用对绞电缆已形成了种类繁杂的各种宽带接入新方式，并且日趋普遍。公共电话网（PSTN）中实现话音通信的主要传输媒质就是通信电缆，电话通信线路广泛采用的是全塑通信电缆。4.光纤光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以激光为载波，以光纤为传输媒质的一种通信方6式。光波的波长为微米级，紫外线、可见光、红外线属于光波范围。目前光纤通信使用的波