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现代通信原理开卷小抄1通信有关的基本概念：通俗的讲通信就是人们在日常生活中相互之间传递信息的过程。通信是信息在人人，人机器，机器机器之间进行的传递与交换(信息是消息中包含的有意义的内容)。通信是信息或其表示方式(表示媒体)的时/空转移。通信系统是利用电、光等信号形式来传递信息的系统。2通信系统主要性能指标 有效性：在给定信道内能传输的信息的量资源的利用率(频率，时间和功率)模拟通信系统：信号传输的有效性用有效传输频带宽度来衡量数字通信系统：用数字信号的传输速率来衡量 可靠性：指接收信息的准确程度模拟通信系统：信噪比(dB，分贝)数字系统：差错率（误码率、误信率）3什么是带宽？在通信领域里，带宽的意思就是指信息传输能力。模拟系统：用赫兹(Hz)来表示模拟设备的带宽就是模拟介质传输所使用的最高频率和最低频率之差。数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)ADSL上网的速率: 上行：0.54Mbit/s 下载：8Mbit/s以太网上网的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌面宽带：2Mbit/s 作为划分点4 5电信技术发展史电报技术(1837)：莫尔斯 电话技术(1876)：贝尔 无线电通信技术(1906)：微波、卫星通信数据传输理论(1928)：奈奎斯特复用技术(1930)：里夫斯(PCM)数字通信理论(1948)：香农移动通信(近10年)：GSM、CDMA光纤通信(近10年)：高锟(光纤)、WDM6现代通信的发展n 通信技术数字化n 通信业务综合化n 网络互通融合化n 通信网络宽带化n 网络管理智能化n 通信服务个人化7通信网的发展方向简单通信系统通信网模拟通信数字通信以电信网为主体数据网和IP网电子通信光通信单媒体通信综合业务和多媒体通信8什么是NGN?NGN是“下一代网络(Next Generation Network)”或“新一代网络(New Generation Network)”的缩写。NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供丰富业务的下一代网络。 基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。9什么是软交换？ 我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是：“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。”10 3G的技术标准 国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件2000年国际移动通讯计划（简称IMT2000）。11结论语音信号的有效实际带宽：3100HZ国际上一个电话通路占用带宽： 4000HZ=3100HZ+ 900HZ（间隔）12数据是指能够由计算机或数字设备进行处理的、以某种方式编码的数字、字母和符号。数据通信：按照一定的规程或协议完成数据的传输、交换、储存和处理的整个通信过程。数据通信业务：DDN、帧中继、ISDN、ATM、传真存储转发、虚拟专用网业务、电子数据交换13数据通信业务建立于数据通信网之上DDN业务：电信部门提供永久或半永久连接帧中继业务：网络与数据终端设备接口标准，为了减少节点处理时间，提高网络吞吐量ISDN业务：基于数字综合电话网，可提供除语音外的多种电信业务ATM业务：异步传输模式，面向连接，具有良好的实时性和安全性，但协议复杂，不易普及虚拟专用网业务（VPN）：利用公共网络(ISDN，Internet，帧中继网)发送专用信息，形成逻辑上的专用网电子数据交换业务（EDI）：利用计算机网络开展商务的新方法，将贸易、保险、银行、海关等行业信息用国际公认的标准表示，通过计算机网络，实现各行业、各部门间数据交换和处理。14从业务的应用形式的角度进行分类（多媒体通信业务分类）。分配型业务：由网络中的一个给定点向其他位置单向传送信息流的业务，分配型业务又可分为不由用户控制的分配型业务和可由用户控制的分配型业务，每种业务又有视频、图像、音频、数据各种媒体形式。模拟电视、HDTV等交互型业务：是在用户间或用户与主机间提供双向信息交换的业务，交互型业务又可分为会话型业务、消息型业务和检索型业务。会议电视、可视图文检索等15多媒体通信业务对网络的要求具有足够的传输带宽，对信息采取必要的压缩措施，视频最低速率12Mbps，HDTV最小19Mbps；实时性和误码率要求，语音对时延要求高，对误码率要求相对较低；视频对误码率要求高。支持点到点、点到多点和广播式通信支持对称和不对称连接方式在一次呼叫过程中可修改连接的特性呼叫过程中可建立和释放一个或多个连接，多个连接应保持一定的同步关系。16 ISDN工作原理综合业务数字网有窄带和宽带两种。窄带综合业务数字网向用户提供的有基本速率（2B+D，144kbps）和一次群速率（30B+D，2Mbps）两种接口。基本速率接口包括两个能独立工作的B信道（64Kbps）和一个D信道（16kbps），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。宽带可以向用户提供155Mbps以上的通信能力。17机顶盒因为HFC网络传输带宽最高可达1GHz，网络承载能力强，所以机顶盒可实现的功能很多。机顶盒功能强大的通信功能：可支持高清电视(HDTV) 等互联网络浏览功能：利用互联网实现视频点播(VOD)，信息查询，网上购物等信号解码功能：主要指各种视音频的解码人机交互功能：实现人和机顶盒的信息交互信息显示功能：不仅具备视频图像显示能力，还具备 网页和其他信息的显示能力。18 19路由的定义路由是网络中任意两个交换中心之间建立一个呼叫连接或传递信息的途径。路由选择路由选择的概念：路由选择也称选路，是一个交换中心呼叫另一个交换中心时在多个可传递信息的途径中进行选择，对一次呼叫而言，直到选到了目标局，路由选择才算结束。路由选择结构：有级选路结构、无级选路结构路由选择方式：固定选路方式、动态选路方式路由选择的规则路由选择原则： 确保传输质量和信令信号的可靠传输； 路由选择应有明确的规律性，确保选择中不会出现死循环； 应首先选择段数少的路由；规定能够在低等级网络中疏通的，不要在高等级网络中去疏通。 路由选择规则： 首先选直达路由； 再选迂回路由。从靠近终端长途局开始由近及远。最多迂回4次。 最后选基干路由。20电话信令网的组成与结构信令网由信令点、信令转接点和信令链3 部分成。 信令网按结构分为无级信令网和分级信令网。无级 信令网是指未引入信令转接点的信令网，采用网状 连接。分级信令网又可划分为二级信令网和三级信 令网。信令网与电话网是两个相互独立的网络。电话网与 信令网其物理实体是同一个网络，但从逻辑功能上 是两个不同的功能网络。21 22智能网概念模型分为四个平面：业务平面、整体功能平面、分布功能平面、物理平面。智能网概念模型中4个平面之间的关系：业务平面由业务和业务属性组成。它们 可采用全局功能平面中的与业务无关的构成块描述和实现。全局功能平面将智能网视为一个整体，其中的每个可重用功能块（SIB）都完成某种标准的网络功能，每个SIB的功能又是通过分布功能平面上不同功能实体之间协调工作来共同完成的，不同功能实体之间的协调是通过标准的智能网接口（信息流）来实现的。分布功能平面和物理功能平面之间的关系说明了各个功能实体是在哪些物理节点中得到实现的，是软件功能在硬件功能设备上的定位关系。23电信管理网的基本概念定义：提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型的操作系统之间、操作系统与电信设备之间互连。TMN是一个综合、智能、标准化的电信管理系统。用于对电信网中的一个、多个或全部网络进行管理的网络。24数据通信系统的基本组成 25分组交换技术的基本工作原理26以太网的组成27帧中继的基本概念帧中继（FR）作为一种解决高带宽组网要求的方案出现了。 帧中继在X.25网基础上简化了网络层次结构，去掉了X.25网的第3层，在第2层上用虚电路技术传送和交换数据，并把差错控制移到智能化的终端来处理，使网络节点的处理大大简化，提高了网络对信息处理的效率。 帧中继是一种快速分组交换，目前提供64kbit/s2Mbit/s的速率，还可以达到更高的速率（上限可达50Mbit/s）。28帧中继的技术特征 中继的复用与寻址 帧中继的带宽管理与拥塞控制 中继的差错控制功能 中继的呼叫控制信令29帧中继小结帧中继业务是在用户与网络接口（UNI）之间提供用户信息流的双向传送，并保持原顺序不变的一种承载业 务。用户信息流以帧为单位在网络内传送，用户与网络接口之间以虚电路进行连接，对用户信息流进行统计复用。帧中继还可以灵活地提供带宽，即按需要分配带宽。因为帧中继的主要应用是局域网互连，而局域网中业务流的大小是很难预测的，如果用户预定了固定的带宽，不管用户是否在传送数据都要付费，这是很不合算的。帧中继提供了用超过用户预定的带宽传送突发性数据的能力。帧中继可以用于多协议环境下30 DDN（数据网络）的主要优点是：采用数字电路，传输质量高，时延小，通信速率可根据需要在2.4kbps2048kbps之间选择。 DDN支持任何协议，电路采用全透明传输，并可自动迂回，可靠性高。 一线可以多用，可开展传真、接入因特网、会议电视等多种多媒体业务。 方便地组建虚拟专用网（VPN），建立自己的网管中心，自己管理自己的网络。 DDN是同步数据网，不具备交换功能，通过数据交叉连接设备可以向用户提供固定的或半永久性信道，并提供多种速率接入 DDN的主要缺点是： 使用DDN专线上网，需要租用一条专用通信线路，租用费用太高。31 CSMA/CD说明CSMA/CD 曾经用于各种总线结构以太网（bus topology Ethernet）和双绞线以太网(twisted-pair Ethernet)的早期版本中。现代以太网基于交换机和全双工连接建立，不会有碰撞，因此没有必要使用CSMA/CD32在同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id路由器总是具有两个或两个以上的 IP 地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的 IP 地址33目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，对于SiO2光纤，在该区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即（850nm）、（1310nm）和（1550nm）。34拉曼(Raman)现象在1928年被发现，拉曼放大技术从1984年开始研究并应用。90年代早期，掺铒光纤放大器（EDFA）取代它成为焦点，由于光纤拉曼放大器（FRA）泵浦功率大转换效率低，FRA受到冷遇。随着光纤通信网容量的增加，对放大器提出新的要求，（1）为什么说传统的EDFA已很难满足，FRA再次成为研究的热点？ 答：由于EDFA只能工作在15301564nm之间，而FRA可以提供整个波长波段的放大。通过适当改变泵浦激光波长，就可以达到在任意波段进行宽带光放大，甚至可在12701670nm整个波段内提供放大。特别是高功率二极管泵浦激光器的迅猛发展，又为FRA的实现奠定了坚实的基础。35简述WDM的特点。（6分）（1）光波分复用器结构简单、体积小、可靠性高（2）提高光纤的频带利用率。（3）降低对器件的速率要求。（4）提高透明的传送信道。（5）可更灵活地进行光纤通信组网。（6）存在插入损耗和串光问题。36影响SDH传输网的传输性能的主要传输损伤包括误码、抖动、漂移。37 SDH网络常见网元终端复用器 TM在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成SDH线路信号，或反之。分插复用器 ADM设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。再生器 REG设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路数字交叉连接设备 DXC兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能的SDH 设备。38链形网络业务保护通道1+1保护复用段1+1保护复用段1:1保护39无线通信的基本概念无线通信技术是以无线电波为介质的通信技术为避免系统间的互相干扰，所有无线通信系统使用国际（或国家）规定的频率资源，不同的无线通信系统使用不同的无线频段无线通信与有线通信最大的区别：不同的通信目的和通信手段构成了不同的无线传播环境无线信道的基本特征如下： 带宽有限干扰和噪声影响大在移动通信中存在多径衰落40掌握各种无线通信技术的基本组成和原理41多址接入概述多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理信道分割的概念为：赋予各个信号不同的特征，根据各个信号特征之间的差异来区分，实现互不干扰的通信无线电信号可表达为时间、频率和码型的函数。当分别以传输信号的载波频率不同、存在的时间不同和码型不同来区分信道建立多址接入时，则分别称为频分多址（FDMA）方式、时分多址（TDMA）方式和码分多址（CDMA）方式42扩频谱通信的基本思想和理论依据： 采用信息带宽的100倍（甚至1000倍）以上的宽带信号来传输信息，其目的是为了提高通信的抗干扰能力，即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。43卫星通信的工作频率卫星通信是电磁波穿越大气层的通信，大气中的水分子、氧分子、离子对电磁波的衰减（称大气损耗）随频率而变化微波频段中0.3 10 GHz范围内大气损耗最小，较适合于电波穿出大气层的传播；电波可视为自由空间传播（只按直线传播），该频段称为“无线电窗口”，在卫星通信中应用最多；在30 GHz附近的大气损耗也相对较小，常称此频段为“半透明无线电窗口”44光接入网（OAN）是指以光纤作为传输媒体来取代传统的双绞线接入网，具体地说就是指本地交换机或远程模块与用户之间采用光纤或部分采用光纤来实现用户接入的系统。光接入网参考配置应符合ITU-TG982建议。45 Cable Modem普通Modem的区别Cable Modem的通信和普通Modem一样，是数据信号在模拟信道上交互传输的过程，但也存在差异，普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的，即用户独享传输介质，而Cable Modem的传输介质是HFC网，将数据信号调制到某个传输带宽与有线电视信号共享介质；另外，Cable Modem的结构较普通Modem复杂，它由调制解调器、调谐器、加/解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等组成，它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在线连接的全天候服务46 Cable Modem产品标准目前Cable Modem产品有欧、美两大标准体系，DOCSIS是北美标准，DVB/DAVIC是欧洲标准。 欧、美两大标准体系的频道划分、频道带宽及信道参数等方面的规定，都存在较大差异，因而互不兼容。北美标准是基于IP的数据传输系统，侧重于对系统接口的规范，具有灵活的高速数据传输优势；欧洲标准是基于ATM的数据传输系统，侧重于DVB交互信道的规范，具有实时视频传输优势。从目前情况看，兼容欧洲标准的Euro DOCSIS1.1标准前景看好，我国信息产业部CM技术要求（征求意见稿）类似于这一标准。47无线接入概述无线接入：从公用电信网的交换节点到用户终端间的传输设备采用无线方式、为用户提供固定或移动的接入服务的技术无线接入以无线传播手段来补充或替代有线接入网的局部甚至全部，从而达到降低成本、改善系统灵活性和扩展传输距离的目的 无线接入方式包括微波传输技术、卫星通信技术、蜂窝移动通信技术、数字无绳通信、无线市话、集群通信、无线局域网、无线异步转移模式等48无线接入的基本概念 无线接入是用无线传输代替接入网的全部或部分，向用户终端提供电话和数据服务。按终端的移动性，可分为固定无线接入技术和移动无