一级建造师通信与广电重要知识点及案例题汇总.docx
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一级建造师通信与广电重要知识点及案例题汇总
2016年一级建造师通信与广电实务（复习汇总）
【通信网】
是由一定数量的节点（包括终端节点、交换节点、业务）和连接这些节点的传输系统有机组织在一起，按约定的信令和协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
【信息】
1、用户信息
如：
语音、数据、图像
2、控制信息
如：
信令、路由信息
3、网络管理信息
【通信网构成要素】
硬件
1、终端节点
如：
电话机、传真机、计算机、视频终端、智能终端、PBX
功能：
1、用户信息的处理：
用户信息的收发，将用户信息转化成适合传输系统传输的信号及反变化。
2、信令信息的处理：
产生和识别连接建立、业务管理等所需控制信息
2、交换节点
交换节点是通信网的核心设备，常见如：
电话交换机、分组交换机、路由器、转发器。
交换节点负责集中、转发终端节点产生的用户信息。
功能：
1、用户业务的集中和接入功能：
由各类用户接口、中继接口组成
2、交换功能：
由交换矩阵完成任意入线与出线的数据交换
3、信令功能：
负责呼叫控制和连接的建立、监视、释放
4、其他控制功能：
路由信息的更新与维护、计费、话务统计、维护管理
3、业务节点
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、及Internet上的各种信息服务器。
通常有通信网边缘的计算机系统、数据库系统组成。
功能：
1、实现独立于交换节点的业务的执行与控制
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
4、传输系统
硬件组成包括：
线路接口设备、传输媒介、交叉连接设备
主要设计目标：
提高物理线路的使用效率，因此采用多路复用技术：
频分、时分、波分复用
软件
信令、协议、控制、管理、计费等，主要完成通信网的（管控）管理、控制、（运维）运营、维护，实现通信网的智能化。
【通信网结构】
1、业务网
负责向用户提供各种通信业务：
如：
基本语音、数据、多媒体、租用线、VPN等
技术要素：
网络拓扑机构、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
交换节点设备是构成业务网的核心要素
面向终端业务，粒度很小
2、传送网
独立于具体业务网，为节点之间信息传递提供透明传输通道
具有：
电路调度、网络性能监视、故障切换等相应的管理功能
技术要素：
传输介质、复用体制、传送网节点技术
传送网节点：
1、分插复用设备（ADM）、2、交叉连接设备（DXC），是构成传送网的核心要素
面向中继方向，粒度很大
3、支撑网
负责提供业务网正常运行所必须的信令、同步、网络管理、业务管理、运营管理等功能
1、同步网
最底层，实现网络设备及节点间的时钟同步、帧同步、全网的网同步（如BITS时钟系统）
2、信令网
逻辑上独立于业务网，在网络节点间传送业务相关或无关的控制信息流
3、管理网
监视、控制、管理，监控及管理，如：
网管
【通信网的类型】
5种不同的分类方式：
1、业务类型
电话通信网（如：
PSTN、移动通信网）、数据通信网（如：
X.25、Internet、帧中继网）、广播电视网等
2、空间距离和覆盖范围
广域网、城域网、局域网
3、信号传输方式
模拟、数字通信网
4、运营方式
公用、专用通信网
5、通信的终端
固定、移动网
【通信网的拓扑机构】
1、网状网
全互联的网、N个节点的网络需要N（N-1）/2条传输线路
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，网络成本高，网络扩容不便，每增加1个节点，需增加N条线路
2、星形网
又称辐射网，与网状网比，增加了一个中心转接节点。
N个节点需要N-1条传输线路
优点：
降低了传输链路的成本，提高了线路的利用率
缺点：
网络可靠性差，一旦核心节点故障或转接能力不足，全网受影响
3、复合型网
由网状与星形网复合而成。
以星形网为基础，在业务量较大的核心节点，采用网状全互联结构
较大规模的局域网、电信骨干网中广泛采用复合型网络
4、总线型网
共享传输介质，同一时间只允许一个用户占用总线收发
优点：
所需传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单，增减节点方便
缺点：
稳定性差，节点数目不宜过多，网络覆盖范围小
5、环形网
节点收尾相连，组成一个环。
N个节点的环网需要N条传输链路
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：
节点较多是转接时延无法控制，环形网不好扩容
主要用于：
计算机局域网、光纤接入网、城域网、光传输网
通信网的构成要素
1）通信网是由节点（包括终端节点、交换节点）和连接这些节点的传输系统组织在一起，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。
2）通信网上交换的信息包括用户信息、控制信息（如信令信息、路由信息等）和网络管理信息三类。
通信网的硬件由终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成，（真题：
2010单选题）它们完成通信网的基本功能：
接入、交换和传输。
1．终端节点
（1）用户信息的处理；
（2）信令信息的处理。
2．交换节点
n交换节点是通信网的核心设备。
n交换节点负责集中、转发终端节点产生的用户信息，但并不产生和使用这些信息。
主要功能：
（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。
3．业务节点主要功能：
（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。
4．传输系统硬件组成：
线路接口设备、传输媒介、交叉连接设备等。
通信网的基本结构
n通信网络具有信息传送、信息处理、信令机制、网络管理功能。
n通信网分为三部分：
业务网、传送网、支撑网。
（一）业务网
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
n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
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。
（一）通信网的类型
1．按业务类型分：
电话通信网、数据通信网、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。
（二）通信网的拓扑结构
基本的拓扑结构：
网状网、星形网、环形网、总线型网、复合型网等。
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：
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，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
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。
多路复用技术
n传输系统按复用方式的不同分：
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
基带传输的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。
（真题：
2010单选题）
（二）频分复用传输系统
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；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。
（三）时分复用传输系统
n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。
n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。
（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。
WDM将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，每一信道占用不同的光波频率（或波长）。
2.采用WDM技术可以充分利用单模光纤的巨大带宽资源。
波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务的方便手段。
SDH传送网
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。
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。
SDH帧结构以125us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。
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。
STM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）。
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。
OTN（光传送网）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（光传送网）系统既能管理单波长，也能管理每根光纤中的所有波长。
（二）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）。
业务网的相关内容
业务网负责向用户提供各种通信业务，如基本话音、数据等。
可分为电话网、数据网、移动网、多媒体业务等等。
（一）电话网
1．固定电话网：
分为本地电话网和长途电话网。
电话交换局是电话网中的核心，采用数字程控交换设备。
2．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。
3．IP电话网：
主要采用话音压缩技术和话音分组交换技术。
（二）数据通信网
数据通信网包括X.25分组交换网、数字数据网、帧中继网、计算机互联网，这些网络的共同特点都是为计算机联网及其应用服务的。
（三）综合业务数字网（ISDN）：
1．窄带综合业务数字网
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。
（1）ISDN（2B+D）业务：
基本速率接口包括两个能独立工作的B信道（64kbit/s）和一个D信道（16kbit/s）,其中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。
（2）ISDN（30B+D，2Mbit/s）业务：
2．宽带综合业务数字网（B-ISDN）是在ISDN的基础上发展起来的，可以支持各种不同类型、不同速率的业务。
支撑网相关内容
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。
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。
一）信令网
1）功能：
信令网在逻辑上独立于业务网，它负责在网络节点之间传送业务相关或无关的控制信息流。
2）组成:
一般由信令点（SP），信令转接点（STP）和信令链路组成。
二）同步网
同步网处于数字通信网的最底层，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数字信号的正确接收和发送。
数字网同步的方式主要有准同步、主从同步和互同步。
通常国际通信时采用准同步方式。
目前，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。
我国数字同步网的等级分为4级：
第一级是基准时钟（PRC），我国数字网中最高质量的时钟，其他所有时钟的定时基准
第二级是长途交换中心时钟，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。
定时基准有三种传输方式：
第一种是采用PDH2Mbit/s专线.
第二种是采用PDH2Mbit/s带有业务的电路.
第三种是采用SDH线路码传输定时基准信号。
三）管理网功能：
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，由操作系统、工作站、数据通信网、网元组成。
网络应用将加速向IP汇聚，电信网、计算机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交换转变，软交换和IMS是传统交换网络向下一代网络演进的两个阶段。
传送技术将从点对点通信到光联网转变，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化和无线化将是接入网领域未来的发展大趋势。
NGN以IP为中心同时可以支持语音、数据和多媒体业务的融合网络。
NGN是一种业务驱动型、以软交换技术为核心的开放性网络。
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。
软交换技术及其特征：
软交换系统吸取了IP网络技术、ATM网络技术和智能网（IN）技术等众家之长，形成分层、全开放的体系结构。
1．开放的业务生成接口；2．综合的设备接入能力；3．基于策略的运行支持系统
4G（LTE）简介
（一）4G无线通信目标
1．提供更高的传输速率（室内为100Mbps～1Gbps，室外步行为数十至数百Mbps，车速为数十Mbps，信道射频带宽为数十MHz，频谱效率为几到数十bps/Hz）。
2．支持更高的终端移动速度（250km/h）。
3．全IP网络架构、承载与控制分离。
4．提供无处不在的服务、异构网络协同。
5．提供更为丰富的分组多媒体业务。
（二）4G关键技术
1．OFDM多载波技术；
2．MIMO多天线技术；
3．OTDM链路自适应技术；
4．SA智能天线。
（三）4G标准进展情况
国际电信联盟确定LTE-Advanced和802.16m为新一代移动通信（4G）国际标准，其中包含我国提交的技术标准TD-LTE-Advanced。
分组传送网PTN
分组传送网PTN是基于分组交换技术，并能够满足传送网对于运行维护管理（OAM）、保护和网管等方面的要求。
分组传送网是保持了传统技术的优点，具有良好的可扩展性，丰富的操作维护，快速的保护倒换，同时又增加适应分组业务统计复用的特性，采用面向连接的标签交换。
PTN的关键技术：
1．分层多业务传送网络模型。
2．无阻塞分组交换系统架构。
3．面向连接组网保障完善的QoS机制。
4．硬件实现端到端高性能OAM机制。
5．端到端的可视化集中网络管理。
全光网络
全光网络的特点1．透明性好。
2．具备可扩展性。
3．全光网络能够提供巨大的带宽。
4．兼容性好、容易升级。
5．具备可重构性。
6．可靠性高。
7．组网灵活性高。
全光网络主要由核心网、城域网和接入网三层组成，三者的基本结构相类似，由DWDM系统、光放大器、OADM（光分插复用器）和OXC（光交叉连接设备）等设备组成。
全光网络有星形网、总线网和树形网3种基本类型。
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。
光纤通信系统通常采用数字编码、强度调制、直接检波方式.
光在光纤中传播，会产生信号的衰减和畸变，其主要原因是光纤中存在损耗和色散。
损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性。
光通信系统传输网技术体制
根据复接的方式不同有准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）。
1.准同步数字系列（PDH）
准同步数字体系（PDH）的弱点
1）只有地区性的数字信号速率和帧结构标准，没有世界性标准。
北美、日本、欧洲三个标准互不兼容，造成国际互通的困难
2）没有世界性的标准光接口规范，各厂家自行开发的光接口无法在光路上互通，限制了联网应用的灵活性。
3）复用结构复杂，缺乏灵活性，上下业务费用高，数字交叉连接功能的实现十分复杂。
4）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，阻碍网络OAM能力的进一步改进。
5）由于复用结构缺乏灵活性，使得数字通道设备的利用率很低，非最短的通道路由占了业务流量的大部分，无法提供最佳的路由选择。
2.同步数字体系（SDH）：
SDH是为了克服PDH的缺点而产生
1）使三个地区性标准在STM-1（同步传输模块第一级别）等级以上获得统一，实现了数字传输体制上的世界性标准。
2）采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，使网络结构得以简化。
上、下业务容易，也使数字交叉连接的实现简化。
3）SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的OAM（管理与维护）能力大大加强。
4）有标准光接口信号和通信协议，光接口成为开放型接口满足多厂家产品环境要求，降低了联网成本。
5）与现有网络能完全兼容，能容纳各种新的业务，具有后向兼容性和前向兼容性。
6）频带利用率较PDH有所降低。
7）宜选用可靠性较高的网络拓扑结构，降低网络层上的人为错误、软件故障乃至计算机病毒给网络带来的风险。
SDH设备的构成及功能
SDH传输网是由一些基本的SDH网络单元（NE）和网络节点接口（NNI）组成，通过光纤线路或微波设备等连接进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。
SDH传输网特点：
1）SDH传输网具有全世界统一的网络节点接口。
2）有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1,4,16,64……），并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特用于网络的OAM。
1．终端复用器（TM）：
TM是SDH基本网络单元中最重要的网络单元之一。
它的主要功能是将若干个PDH低速率支路信号复用成为STM-1（同步传输模块第一级别）帧结构电（或光）信号，或将若干个STM-N信号复用成为STM-N（N解复用过程与复用过程相反。
2．分插复用器（ADM）：
ADM是SDH传输系统中最具特色、应用最广泛的基本网络单元。
功能：
ADM分插复用器是在高速信号中分接（或插入）部分低速信号的设备。
将同步复用和数字交叉连接功能集于一体，能够灵活地分插任意群路、支路和系统各时隙的信号，使得网络设计有很大的灵活性。
3．再生中继器（REG）：
功能:
是将经过光纤长距离传输后，受到较大衰减和色散畸变的光脉冲信号，转换成电信号后，进行放大、整形、再定时、再生成为规范的电脉冲信号，经过调制光源变换成光脉冲信号，送入光纤继续传输，以延长通信距离．
4.同步数字交叉连接设备（SDXC）:
主要功能:
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、监控和电路资源管理等多种功能。
DWDM工作方式
按照传输方向：
双纤单向传输系统，单纤双向传输系统
1．双纤单向传输系统所用设备：
光发送机、复用器、传输线路、解复用器、光接收机。
2．单纤双向传输系统：
单纤双向DWDM是指光通路在同一根光纤上同时向两个方向传输，所用波长相互分开，以实现彼此双方全双向有通信联络。
从系统的兼容性方面考虑可分为集成式系统、开放式系统
光波长转换器（OTU）：
光波长转换器根据其所在DWDM系统中的位置，可分为发送端OTU、中继器使用OTU和接收端OTU。
光交叉连接器（OXC）：
光交叉连接器是实现全光网络的核心器件，其功能类似于SDH系统中的SDXC，光交叉连接器（OXC）是构成OTN（光传送网
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