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1L411000通信与广电工程专业技术1L411011掌握通信网的构成一、通信网及其构成要素(掌握)P1（一）通信网的作用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。(2009真题)（二）通信网的构成要素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：通信网硬件的各组成部分的主要功能：二、通信网的基本结构任何通信网络都具有信息传送、信息处理、信令机制、网络管理功能。因此，从功能的角度看，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。（一）业务网通信网硬件(2010)软件信令协议控制管理计费终端节点(电话机、传真机、计算机、视频终端和PBX交换节点(电话交换机、分组交换机、路由器、转发器等),通信网的核心设备业务节点(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)传输系统(其硬件组成应包括：线路接口设备、传输媒介、交叉连接设备等)通信网软件:主要完成通信网的控制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化硬件:完成通信网的基本功能：接入、交换和传输硬件终端节点交换节点1)用户信息的处理2)信令信息的处理1)用户业务的集中和接入功能。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。等业务节点传输系统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。传输系统为信息的传输提供传输信道，并将网络节点连接在一起。1)功能：业务网负责向用户提供各种通信业务，如基本话音、数据、多媒体、租用线、VPN(VirtualPrivateNetwork,虚拟专用网络)等。2)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。3)交换节点设备是构成业务网的核心要素。交换单位是面向终端的，粒度很小，时序、虚连接4)业务网交换节点的连接在信令系统的控制下建立和释放（二）支撑网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。（三）传送网1)传送网为各类业务网、支撑管理网提供业务信息传送手段，负责将节点连接起来，并提供任意两点之间信息的透明传输。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。2)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。3)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)交换单位面向中继方向，粒度大，SDH的是虚容器（最小2M），OTN是波长（骨干上最小2.5G）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。三、通信网的类型及拓扑结构P3（一）通信网的类型1．按业务类型分：电话通信网（PSTN、移动通信网）、数据通信网（X.25、DDN、帧中继、互联网）、广播电视网等。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．按信号传输方式分，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、按通信的终端分，可分为固定网和移动网。（二）通信网的拓扑结构在通信网中，所谓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。要求掌握每一种拓扑结构的拓扑形状、优点、缺点、使用场合，重点是掌握使用场合。1)具有N个节点的完全互连的网状网需要有1/2·N·（N一1）条传输链路。2)具有N个节点的星形网共需（N一1）条传输链路。3)具有N个节点的环网需要N条传输链路。环网可以是单向环，也可以是双向环。1．网状网：.优点：线路冗余度大，网络可靠性高，任意两点间可直接通信；.缺点:线路利用率低(N值较大时传输链路数将很大)，网络成本高，另外网络的扩容也不方便，每增加一个节点，就需增加N条线路。.适用场合：通常用于节点数目少，又有很高可靠性要求的场合。2．星形网又称辐射网.优点：与网形网相比，降低了传输链路的成本，提高了线路的利用率.缺点:网络的可靠性差，一旦中心转接节点发生故障或转接能力不足时，全网的通信都会受到影响。.适用场合：在传输链路费用高于转接设备、可靠性要求又不高的场合，以降低建网成本。3．复合型网.结构：是由网状网和星形网复合而成的。它以星形网为基础，在业务量较大的转接交换中心之间采用网状网结构..优点：兼并了网状网和星形网的优点。整个网络结构比较经济，且稳定性较好。.适用场合：规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用分级的复合型网络结构。4．总线型网属于共享传输介质型网络.结构：网中的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总线发送或接送数据。.优点：需要的传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单，增减节点也很方便；.缺点：网络服务性能的稳定性差，节点数目不宜过多，网络覆盖范围也较小。.适用场合：主要用于计算机局域网、电信接入网等网络中。5.环形网.结构：网中所有节点首尾相连，组成一个环。.N个节点的环网需要N条传输链路。环网可以是单向环，也可以是双向环。.优点：是结构简单，容易实现，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护；.缺点：是节点数较多时转接时延无法控制，并且环形结构不好扩容。.适用场合：目前主要用于计算机局域网、光纤接入网、城域网、光传输网等网络中。如图1电信网的基本结构1L41012掌握通信传送网的内容一、传输介质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。传输介质分为有线介质和无线介质两大类，在有线介质中，电磁波信号会沿着有形的固体介质传输。有线介质目前常用的有双绞线、同轴电缆和光纤。无线介质主要有：无线电、微波、红外线二、多路复用技术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。（一）基带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。在传统电话用户线上采用该方式。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。（二）频分复用传输系统频分复用是利用不同的频率使不同的信号同时传送而互不干扰。频分复用是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。每路信号要调制到不同的载波频段上，且各频段保持一定的间隔，这样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。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。（三）时分复用传输系统时分复用是将模拟信号经过PCM调制后变为数字信号，然后进行时分多路复用的技术。时分多址（TDM)是将传输时间划分为若于个互不重叠的时隙，互相独立的多路信号顺序地占用各自的时隙，合路成为一个复用信号，在同一信道中传输。在接收端按同样规律把它们分开。相对于频分复用传输系统，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。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。统计复用实际上也是时分复用技术的一种。全称叫做“统计时分多路复用”，简称STDM，又称“异步时分多路复用”。（四）波分复用传输系统1.波分复用（WDM）本质上是光域上的频分复用技术。采用WDM技术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。在发送端，采用波分复用器（合波器OMU）将不同波长的光载波信号合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由波分复用器（分波器ODU）将这些由不同波长光载波信号组成的光信号分离开来。另外，波分复用通道对数据格式是透明的。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；三、SDH传送网（一）特点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。1.SDH是一个独立于各类业务网的业务公共传送平台，具有强大的网络管理功能。2.SDH采用同步复用和灵活的复用映射结构；有全球统一的网络节点接口，使得不同厂商设备间信号的互通、信号的复用、交叉链接和交换过程得到简化。3.SDH主要有如下优点：标准统一的光接口；强大的网管功能。（二）帧结构SDH帧结构是实现SDH网络功能的基础，便于实现支路信号的同步复用、交叉连接和SDH层的交换，同时使支路信号在一帧内的分布是均匀的、有规则的和可控的，以利于其上、下电路。1.SDH帧结构以125μs为帧同步周期，并采用了字节间插、指针、虚容器等关键技术。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。P5STM净负荷是存放要通过STM帧传送的各种业务信息的地方，它也包含少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销（POH)。四、光传送网（一）光传送网（OTN）特点光传送网（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、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。1、DWDM技术可以不断提高现有光纤的复用度，在最大限度利用现有设备的基础上，满足用户对带宽持续增长的需求；DWDM技术独立于具体的业务，同一根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。2、OTN可以保持与现有SDH网络的兼容性；SDH系统只能管理一根光纤中的单波长传输，而OTN系统既能管理单波长，也能管理每根光纤中的所有波长；随着光纤的容量越来越大，采用基于光层的故障恢复比电层更快、更经济。（二）OTN(光传送网)的分层结构光层负责传送电层适配到物理媒介层的信息，在电信标准化部门（ITU-T）G.872建议中，它被细分成三个子层，由上至下依次为：光信道层(OCh)、光复用段层（OMS)、光传输段层（OTS)。光信道层负责为来自电复用段层的各种类型的客户信息选择路由、分配波长，为灵活的网络选路安排光信道连接，处理光信道开销，提供光信道层的检测、管理功能，它还支持端到端的光信道（以波长为基本交换单元）连接，在网络发生故障时，执行重选路由或进行保护切换。光复用段层保证相邻的两个DWDM设备之间的DWDM信号的完整传输，为波长复用信号提供网络功能，包括：为支持灵活的多波长网络选路重配置光复用段；为保证DWDM光复用段适配信息的完整性进行光复用段开销的处理；光复用段的运行、检测、管理等。光传输层为光信号在不同类型的光纤介质上（如G.652、G.655等）提供传输功能，同时实现对光放大器和光再生中继器的检测和控制。通常会涉及功率均衡问题、EDFA增益控制、色散的积累和补偿等问题。（三）网络节点实现光网络的关键是要在OTN(光传送网)