通信网络理论总结.doc

1. 以点对点通信模型为例，了解通信网络的组成，交换式网络的特点（书P1）答：点对点通信模型点对点通信网的组成：a. 信源：发出信息的基本设施（信息源），例如电话机，计算机，传真机等。b. 信宿：信息传输的终点设施（受信者），负责将信息转换为相应的消息。c. 信道信息的传输介质。分为有线信道（双绞线，电缆，光缆）和无线信道（长波，短波，超短波，微波）。d. 调制发射系统（变换器）：将信源产生的基带信号调制成适合在给定信道中传输的信号，具有较强抗干扰能力可以实现多路复用。e. 解调接收系统（反变换器）：将信道传输中带有噪声和干扰的信号解调成基带信号交给信宿。通信网定义：是由一定数量的节点（终端节点、交换节点、业务节点）和连接这些节点的传输系统组成，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。实际通信网由软件硬件构成。硬件速度快：接入、交换和传输。软件灵活：信令，协议，控制、计费和管理。交换网络特点：网络中设置交换节点，使用交换机，用户与交换机相连，用户通信时，有交换机提供物理或逻辑连接。（优点1：共享网络资源，降低成本；优点2：集中式管理，扩容方便）交换设备的交换方式：电路交换方式（建立实际物理链路）和存储-转发交换方式（数据先存储于交换机中）通信网硬件组成：（还包含信令方案，通信协议，网络拓扑结构，路由方案等软件）a 终端设备：用户与通信网络之间的接口设备（调制与解调，适应信道和用户需要，与信道相互匹配的接口，能产生和识别网络信令的信号，以便与网络相互连接，应答）b 传输设备以及链路:信息传输的通道，是连接网络节点的媒介c 交换设备：核心要素，完成交换节点的汇集，转接接续和分配，实现一个终端和另一个和多个用户终端的连接。 2. 差错控制技术（书P6，详细解释）答：信道的差错率达到一定程度时，采取减少差错的措施。差错可分为：由热噪声引起的随机性错误和由冲突噪声引起的突发性错误。a. 差错重发（自动请求重发ARQ）b. 前向纠错（FEC）c. 混合纠错（使用FEC和ARQ）。3. 通信网的网络协议三要素，OSI与TCP/IP（书P8，9有详细解释）答：语法（用户数据与控制信息的结构和格式）语义（需要发出何种控制信息以及）时序（对时间实现顺序的详细说明）OSI模型和TCP/IP4. 通信网的功能划分（书P3）答：a. 业务网用户信息网，通信网的主体，向用户提供各种通信业务的网络b. 信令网实心网络节点间（包括交换局，网络管理中心等）信令的传输和转接的网络c. 同步网实现数字信号之间的时钟信号同步的网络d. 管理网为提高全网质量和和充分利用网络设备而设置，以达到任何情况下，最大限度使用网络中一切可以用的设备，让尽可能多的通信实现5. 通信网络组网的拓扑结构答：网状网（骨干业务网），星形网（主机/终端站），复合型网（现代通信网），环形网（骨干传输网），总线型网（计算机局域网）6. 通信网与通信业务分类通信网与通信业务 按信息类型分：电话业务数据业务图像业务视频和多媒体业务 按照网络提供方式区分承载业务/终端业务/补充业务7. 国际标准化组织8. 主要专业通信网络的质量指标答：总要求：可访问性、透明性、可靠性。1. 电话网 接续质量（呼损率） 传输质量（响度、清晰度、逼真度） 稳定性2. 数据通信网 服务可用性 传输时延 时延抖动 吞吐量 分组丢失率 分组差错率9. 3G标准有哪些（书P107） 答：3G-WCDMA，cdma 2000, TD-2000(三大主流无线接口标准，2000年写入国际移动通信计划，简称IMT2000)10.三大支撑网答：信令网，同步网，支撑网11. 电话交换机的发展历程答：l 1. 人工交换阶段 l 2. 机电式自动交换靠主叫用户发送号码控制机电伺服电路来自行选线接通被叫用户, 而无需话务员的帮助。 l 3. 布控式交换通过布线方法实现交换机的控制功能。 l 4. 程控自动交换通过程序来控制用户接入、信息交换、计费等。 12.电话通信网特点 答：语音业务为主：速率恒定、对称流量时延敏感错误率要求低时分交换(TDM)：同步时分复用同步时分交换面向连接型透传数据13. 话音信号的PCM编码的传输速率答：话音PCM的抽样频率为8kHz，每个量化样值对应一个8位二进制码，故话音数字编码信号的速率为8kHz8bits=64kb/s。14.电话通信网中的节点有三种类型（书P20，书上的有点不准确）答：a. 交换节点（本低端局，汇接局，长途局，国际局）b. 终端节点c. 业务节点：提供增值业务或者信令处理的节点15.本地网的概念（书P21） 答：本地电话网，是指在同一个长途编号区范围内，由若个端局，汇接局，局间中継线，长市中继线，以及用户线，电话机组成的电话网。同一个本地网内，无需长途拨号。16.电话网的3级结构图 答：=电话网分类（按服务地域分）： -本地电话网 -长途电话网 -国际电话网=我国电话网结构 我国电话网原来的网路等级为五级，为了简化网络结构，“九五”期间，我国电话网的等级结构将由现有的五级演变为三级。中继线则负责在交换机之间进行信息的传递。传输介质主要是有线的，以单模光纤为主；传送的信息是数字的，主要是SDH的622M等高速率数据信号流；传送的形式主要是光信号。长途电话网由各城市的长途交换中心、长市中继线和局间长途电路组成，用来疏通各个不同本地网之间的长途话务。长途电话网中的节点是各长途交换局，各长途交换局之间的电路即为长途电路。17.程控交换机的硬件结构用户电路部分 用户电路的功能(1) 馈电功能。 馈电是采用集中供电方式的交换机必须具备的一项功能, 它为每一个用户提供通话所需的电源。 (2) 程控交换机采用了大量集成电路, 它们的耐压一般都很低, 当受到高电压冲击时, 极易损坏, 因此, 除了进行必要的电压隔离(例如隔离供给用户的48 V直流电, 不让其进入交换机内部)之外, 更重要的是防止高压进入交换机内部, 这些高压主要来自雷电袭击及电力设施的干扰, 通常的做法是设立保护电路。 保护电路的第一级通常设在总配线架(MDF, Main Distributing Frame)上。 总配线架主要有两项功能: 一是实现内(交换机侧)、 外(外线侧)线的交换, 便于调配与测试; 二是提供保护设备。 (3) 振铃控制功能。(4) 监视功能。 程控交换机采用运算放大器监视a、 b线状态的变化, 如图2-17所示。(5) 编译码功能。 编译码与滤波电路是模拟用户接口电路的重要组成部分, 它主要完成信号的数模转换及滤波任务。 把模拟信号转换为数字信号的过程称为编码, 把数字信号转换为模拟信号的过程称为译码。编译码合称为CODEC(Coder-DECoder)。 完成话音信号编译码的方法有两种: 一种是群路编译码; 另一种是单路编译码。 (6)数字交换是四线单向交换, 而用户线上的模拟话音信号是按二线双向传送。 因此, 要在用户电路中设置二/四线转换器, 以便将二线双向传送变换为四线单向传送方式, 其作用如图2 - 18所示。 (7) 测试功能。 18.我国长途电话网采用两级结构答：1：DC1设置在省会城市，之间以网状网互连，形成省际平面，也叫高平面;2：DC2设置在地区城市，以网状网/不完全网状网互连，形成省内平面，也叫低平面；3:DC1和DC2可以合设，DC1与本省内各地市的DC2局以星状相连；4：发展趋势：无级长途网DC1为省级交换中心，设在各省会城市，由原C1、C2交换中心演变而来，主要职能是疏通所在省的省际长途来话、去话业务，以及所在本地网的长途终端业务。DC2为地区中心，设在各地区城市，由原C3、C4交换中心演变而来，主要职能是汇接所在本地网的长途终端业务。DC1与本省内各地市的DC2局以星状相连，本省内各地市的DC2局之间以网状或不完全网状相连，形成低平面，又叫做省内平面。根据话务流量流向，二级交换中心DC2也可与非从属的一级交换中心DC1之间建立直达电路群。19.电话网用户线路结构（PPT） 答： =用户线路:将用户终端设备连接到所属端局交换机（配线架）的线对，称为用户线路（或用户环路）。用户线路由主干电缆、配线电缆、用户引入线及其附属设备等组成。 传统电话网的用户线多数采用铜导线来传送音频信号(300-3400Hz)。随着社会的发展，电信业务正由传统的电话、电报业务转向数据、图象等非话业务，信号频带随之从音频扩宽到视频，用户线路由单一的铜线线对发展到铜线、光纤、无线等多种传输媒介，并引入了用户接入网的新概念，采用了多种接入技术。目前我国绝大多数用户是通过双绞铜线接入交换机的，每个交换局的服务半径通常在5 km以内，城市密集区则为23 km。这种传统的用户环路已经沿用了一百多年，特别适合于用户密集的城市地区光纤接入系统一般不仅仅用于电话接入，而是一个综合宽带接入系统，可以支持多种用户终端，如普通电话、数字数据网(DDN)和CATV等业务20.电话网路由分类 （PPT） 答：（1）基干路由：最基本的电路，呼损率1%，不溢出。位于相邻等级交换中心之间，长途与本地网最高等级交换中心之间。（2） 低呼损直达路由：任意两个交换中心间的直达路由，呼损率1%，不溢出。低呼损直达路由根据两局间的话务量大小设置。（3） 高效直达路由：任意两个交换中心间的高效直达路由，呼损率1%，可以溢出。高效直达路由的设置根据两局间的通信量和电路成本综合考虑。（4）首选路由与迂回路由(按照选择顺序分）：当某一交换中心呼叫另一交换中心时，对目标局的选择可以有多个路由。其中第一次选择的路由称为首选路由，当首选路由遇忙时，就迂回到第二路由或者第三路由。此时，第二路由或第三路由称为首选路由的迂回路由。迂回路由一般是由两个或两个以上的电路群转接而成的。对于高效直达路由而言，由于其上的话务量可以溢出，因此必须有迂回路由。21.固定等级路由选择 (PPT) 答：1：一个长途交换中心呼叫另一长途交换中心的路由，所选路由局向最大为3个2：路由选择顺序依次为高效直达路由、迂回路由、基干路由3：选择迂回路由时，先选择至受话区迂回路由，后选择发话区迂回路由。发话区是自下（下级局）而上（上级局），在受话区是自上而下4：路由选择过程中，遇到低呼损路由时，不再溢出，路由选择终止5：本地网中，端到端最大串接电路不超过3段。等级制路由选择规则：在我国最早实行的路由选择规则规定：一个交换中心呼叫某一目标局的路由，其中路径数最大为3个；有高效直达路由时，路由选择顺序依次为高效直达路由、迂回路由、基干路由；无高效直达路由时，路由选择顺序为跨级或跨区的路由、基干路由；路由选择顺序一般在发话区是自下（下级局）而上（上级局），在受话区是自上而下；在跨区路由中，连接该路由的两个交换中心的等级差不应超过一级，但在选择跨级路由时，允许连接该路由上的两个交换中心的等级差不超过二级；路由选择过程中，遇到低呼损路由时，不再溢出，路由选择终止。22. 7号信令方式的优点（PPT） 答：1.信令传递速度快：通常速率为64kbit/s。2.信令容量大：一条信令数据链路可以传送几百甚至上千条话路的信令，以完成呼叫的建立和释放。3.灵活性大：能改变和增加信令内容，有利于向综合业务数字网过渡。4.可靠性高：一方面对信令内容有检错和纠错功能，一旦发现差错，可要求重发；另一方面一旦信令链路发生故障，可倒换至备用链路。 23.我国信令网的结构（PPT）答：1. 我国信令网由长途信令网和大、中城市本地信令网组成；2. 我国采用三级信令网结构，HSTP采用A，B平面连接(主信令区)；3. 本地网为二级信令网结构，以网状网互连(分信令区) 。a：每个LSTP至少到主信号区内的两个HSTP；b：每个SP至少连接2个LSTP；c：业务量足够大时，SP可以建立直达链路24.同步网的分类 答：l 准同步网：具有相同标称频率的不同基准时钟相互比对的同步网称为准同步网l 全同步网：单一基准时钟控制的同步网称为全同步网l 同步网：由节点时钟和传递同步信息的定时分配链路(局内、局间)构成25.智能网的特点答： 有效地使用信息处理技术； 有效地使用网络资源； 网络功能的模块化； 重复使用标准的网络功能来生成和实施新的业务； 网络功能可在物理实体中灵活地分配； 通过独立于业务的接口，网络功能间实现标准的通信； 业务用户可以控制由用户所规定的业务属性； 业务使用者可以控制由使用者所规定的业务属性； 标准化的业务逻辑。 智能网能够快速、方便、灵活、经济、有效地生成和实现各种新业务。可以为现有的电话网（PSTN）服务，为公众分组交换数据网（PSPDN）、窄带综合业务数字网（ISDN）服务，还可以为宽带综合业务数字网和移动通信网服务，26.ATM信元结构 答： a.ATM信元格式GFC:Generic Flow Control 一般流量控制VPI:Virtual Path Identifier 虚通道标识VCI:Virtual Channel Identity 虚信道标识PTI:Payload Type Indicator 净菏类型标识符CLP:Cell Loss Priority 信元丢失优先级HEC:Head Error Control 信头差错控制（貌似不用看）b.ATM 网络结构模型27.移动通信信道出现快衰落的原因和特性答：衰落产生的原因：多径效应(Multipath),接收机在接收点附近的建筑物产生多次反射，多次反射信号相互叠加，产生衰落。衰落影响之一：接收电平降低，无法保证正常通信。衰落影响之二：接收波形畸变，产生严重的误码。衰落影响之三：传播延时变化，破坏与时延有关的同步。衰落影响之四：在快衰落情况下，由于电平变化迅速，影响某些跟踪过程。所以，对抗衰落是无线通信必需认真解决的问题。首先要找出来自不同途径的多径信号，这些途径可以是不同的空间、不同的极化、不同的频率、不同的时间。其次要以某种方法进行合并。28.移动通信系统抗衰落技术答：l 1 抗衰落技术：l 分集技术l 时间分集l 空间分集l 频率分集l 极化分集l Rake接收l 纠错技术l TURBO码/卷积码l 均衡技术l 频域均衡器/时域均衡器l 线性均衡器/非线性均衡器l 首先要找出来自不同途径的多径信号，这些途径可以是不同的空间、不同的极化、不同的频率、不同的时间。l 其次要以某种方法进行合并。l29.有线和无线传输介质的特性答：l 有线介质：双绞线、同轴电缆和光导纤维。无线传输介质：微波、红外线、激光或卫星。有线介质双绞线价格低，传输速度较低；从抗干扰和价格上比较，同轴电缆介于双绞线和光导纤维之间；光导纤维具有光信号衰减小、带宽高和抗干扰能力强等优点。无线传输介质是通过大气传输的电磁波。30.通信网的概念和必备功能 （书P1详细解释）答: 为了完成用户中任意两个用户之间信源与信宿之间的通信过程，需要建立一个网络，这个多用户通信系统互连的通信体系称之为通信网。 功能：（1） 信息传输（2） 寻址和路由（3） 差错控制（4） 网络管理31.通信网发展简史和发展趋势 答：l 发展史（传输、交换、信令、业务）1. 第一阶段：模拟技术2. 第二阶段：数字技术3. 第三阶段：光传输/互联网/计算机技术/多业务l 电信网的发展趋势1. 从电路交换向分组交换的转变2. （窄带）接入技术从铜线接入向移动接入转变3. 传送技术从点到点光通信向光联网转变4. 有线无线接入都将完成从窄带向宽带的转变32.GSM位置区概念和位置更新实现过程 答：由于MS第一次被使用，所以MSC/VLR没有此MS的任何信息，若MS发现当前的LA码与原来的不同，MS接入系统要求登记，MSC/VLR登记该MS的位置信息并将该请求往HLR记录，MSC/VLR对该MS作“附着”标记，这时这个MS被激活。33.GSM越区切换的概念和实现过程答：越区切换：当移动台在通话期间从一个小区移动到另一个小区时，要进行无线信道的转换而不中断正在进行的通话。在呼叫过程中，移动台不断测量它所在小区的基站及相邻小区基站发射无线信号的射频和信号质量，并周期的将测量结果报告给BSS并送给MSC。34.程控交换机的呼叫接续7个步骤 答：l 交换机的执行过程有以下的几个步骤：l (1) 呼出接续l 检测主叫摘机呼出l 查明主叫类别l 选择空闲的收号器l 送拨号音l 分配存储区l (2) 接收拨号l (3) 号码分析处理机在接收完全部被叫号码后将进行内部分析处理l (4) 为被叫用户选择连接通路在主叫与被叫之间选择一条空闲通路，该通路包括中继线和交换网络路由，同时通过驱动命令使硬件动作l (5) 向被叫振铃 交换机在测到被叫为空闲后，找到一空闲振铃中继器、回铃音中继器，然后向被叫用户振铃，向主叫用户回送回铃音，同时监视主被叫用户的状态变化。l (6) 应答监视 应答识别； 切断铃流及回铃音； 启动计费系统开始计费； 通话接续； 监测挂机信号l (7) 话毕释放主被叫任何一方话毕挂机，线路的状态都会有所改变，交换机检测到其变化后即送出拆线信息，释放通话通路，并停止计费35.CDMA系统的特点及容量对比计算 答：l CDMA系统特点：l 1、工作频率：IS-97D规定：上行824849MHz，下行869894MHz 450M/1.9G/2.1Gl 2、多址方式：CDMAl 3、双工方式：FDDl 4、码片速率：1.2288M。l 5、语音编码：Q