现代通信系统知识总结

现代通讯系统知识点总结各样接入技术归纳N-ISDN、B-ISDN、E1/T1、FR、ATM802.4令牌总线网、802.5令牌环网、802.6MANsDQDB和互换式以太网、快速以太网、G比特以太网有线接入光纤接入网(PON)铜缆xDSL接入、CableTV接入、HFC接入微波一点多址（DRMA）无穷当地环路（WLL）直播卫星（DBS）固定无线接入多点多路分派业务（MMDS）接入网当地多点分派业务（LMDS）甚小型天线气球站（VSAT）无线接入陆地挪动通讯无绳通讯挪动接入卫星通讯集群调动Wi-Fi、WiMax、MobileWPANFTTCHFC综合接入网有线+无线接入网研究的要点是环绕用户对话音、数据和视频等多媒体业务需求的不停增长，供给拥有经济优势和技术优势的接入技术，以知足用户的需求。而此刻接入网的发展状况是全世界电信营运商处在转型过程中，分别从三个方面：第一，在业务竞争力方面供给更多业务；第二：在增添ARPU值方面，实现多种业务捆绑，以降保护成本；第三：在提高用户忠诚度方面，提高用户对网络感觉满意度，从而降低离网率。若要实现转型目标，那么宽带加速是前提。一、有线接入技术1）铜线接入技术在原有铜质导线的基础上经过采纳先进的数字信号办理技术来提高双绞铜线对的传输容量，供给多色业务的接入。现有采纳TCM（格状编码调制）的Modem的最高传输速率为56kbit/s，已经靠近香农定律所规定的电话线信道的理论容量。所以要想在双绞铜线对上供给宽带数字化接入，一定采纳先进的数字信号处1现代通讯系统知识点总结理技术，实现非加感用户线对数字信号线路编码及二线双工数字传输的支持功能，达到提高传输容量和传输速率的目的，这就是所说的铜线接入技术。它能够充分利用现有的资源和有效保护既有投资，在不一样程度上提高双绞铜线对的传输能力，所以遇到了人们的喜爱。xDSL技术采纳了先进的数字信号自适应平衡技术、回波抵消技术和高效的编码调制技术，在不一样的程度上提高了双绞铜线对的传输能力，为用户供给了一种低成本的综合业务接入方式。技术传输方式最大上大速率最大下行最大传输传输媒介（Mbps）速率距离（Mbps）（km）HDSL对称2.322.3251~3对双绞线SDHL对称2.322.3231对双绞线SHDSL对称5.75.771~2对双绞线VDSL非对称2.35521对双绞线ADSL非对称1851对双绞线ADSL2非对称11251对双绞线ADSL2+非对称1/212/2441对双绞线VDSL2非对称45011对双绞线表1xDSL接入系统（2）光纤接入技术有源PDH、SDH技术MSTP、MSAP、PTN光纤接入网无源点到点、点到多点光纤到户、光纤到楼、光纤到路边、光纤到交接箱因为xDSL技术很难解决距离与带宽的矛盾，所认为认识决这个问题引入了“光进铜退”的观点，即采纳光纤接入技术。光纤接入技术是指在接入网中采纳光纤作为主要传输煤来实现用户信息传递的应用形式。它的主要长处是支持宽带业务，有效解决接入网的“瓶颈效应”问题，并且传输距离长、质量高、靠谱性好；但也存在着成本高、网管复杂和远端供电困难等不利要素。总的来说，光纤接入网最后将取代铜线接入网，成为未来信息网络的主要基础设备。①依照接入网的室外传输设备能否含有有源设备，能够分为无源光网络（PON）和有源光网络（AON）两种。PON无源光纤接入WDMPONTDMPON:APON,EPON,GPON此中，MSAP实现了TDM、以太网业务和ATM业务的综合传输，宽泛用于大客户专线接入;PTN采纳端到端的面向连结技术，供给多种业务支持，可用于对QoS2现代通讯系统知识点总结和靠谱性较高的高端用户和3G基站回传的接入层；点到点有源以太网则是以光口上联以太网互换机的接入方式，使每个用户一光纤直接连到局端以太网互换机光接口，实现了长距离、带宽、安全、专线接入。HFC采纳了QPSK或QAM调制，实现了双向数据信号和有线电视信号好混淆共缆传输，采纳的是上下行非对称信道的传输方式，供给高速上网、高清、广播、IPTV、VOD、VoIP等方式。常有的设备为CableModem。CableModem中文名称为电缆调制解调器，又称线缆调制解调器，是一种可以经过有线电视HFC网络实现高速数据接入设备，简称CM，属于用户端设备，放于用户的家中。比较CATVHFC相同点都是电视电缆技术差异CATV只传递单向电视信号，而HFC供给双向的宽带传输PON无源光纤接入WDMPONTDMPON:APON,EPON,GPONPON系统采纳WDM技术，实现单纤双向传输。此中，下行数据流采纳广播技术，上行数据流采纳TDMA技术。MC技术和PON技术的比较：名称MC技术的两种使用方式PON的接入方式技术比较①点到点以太网接入：N只要1或2根光纤到小区，N+1个收发器，设备根光纤，2N个光收发占用局端机房空间最小，器；②小区互换机接在传输过程中不需要有入：只要1或2根光源设备，设备集中管理纤到小区，2N+2个收发器，设备占用局端机房空间小，在传输过程中需要有源设备，设备分级管理PON技术的比较：EPONGPONBPON线路速下行1250Mbps1244Mbps或2488155Mpbs或622率MbpsMpbs上行1250Mbps155Mbps、622Mpbs、155Mpbs1244Mpbs或2488Mpbs分路比取决去光功率取决去光功率估算取决去光功率预估算算最大传输距离10km或20km60km20km数据链路层协议以太网CEM或ATMATM封装效率高最高低TDM业务支持能力TDMover直接TDM承载TDMoverPacket3现代通讯系统知识点总结PacketOAM能力具备具备具备技术标准化程度齐备一般特别齐备芯片、器件成熟程度高很低高成本理论成本低低高目前成本较低高高②依照接入网能够承载的业务带宽状况，能够分为窄带OAN和宽带OAN两种。窄带和宽带的区分往常以2.048Mbit/s速率为界线，低于的成为窄带业务（如电话业务），高于的成为宽带业务（如VOD业务）。③依照ONU的地点不一样，OAN能够分为光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼FTTB）、光纤到小区（FTTZ）、光纤到家（FTTH）或光纤到办公室（FTTO）等多种种类。3）电力线接入系统电力线通讯PLC技术利用电力线传输数据和语音信号的通讯方式，用于负荷控制、远程抄表和家具自动化、传输速率可达1Mbps以上。长处：电力网覆盖范围大；一线两用，价钱便宜；组网灵巧；实现了数据、语音、视频、电力的“四网合一”。弊端：噪声影响严重；安全性低；共享带宽，性能受目前用户数影响。二、无线接入技术无线接入技术是指从业务节点接口到用户端部分所有或部分采纳无线方式，即利用卫星、微波等传输手段向用户供给各样业务的一种接入技术。它拥有组网方便、使用灵巧和成本较低等特色，特别合适用于乡村、荒漠、山区和自然灾祸严重的地域。此外，未来个人通讯的目标是实现人在任何时候、任何地方都能够以任何方式与任何人通讯，而无线接入技术是实现这一目标的要点技术之一，因此遇到了人们的日趋重视，成为接入中研究最为活跃的分支之一。①依照挪动性分类固定接入：作为网络用户的地理地点保持不变。游牧接入：用户设备的地理地点起码在通讯是保持不变。如用户设备挪动了地点，再次通讯前要从头找寻最正确接入点/基站。便携接入：受限网络覆盖范围内，用户设备以步行挪动时进行网络通讯，供给有限的切换能力。挪动接入：用户设备能够以车辆速度挪动时进行网络通讯。发生切换时，通讯仍旧是连续的。②WPAN无线个人地区网特色：覆盖范围约10m，2.4GHz的ISM频段；低功率，小范围，低速率和廉价钱的电缆取代技术；无需AP的自组网络。分类：蓝牙系统（特色：功耗低，应用简单，成本便宜，实现简单，便于推行，随时随处接入）；低速WPAN（用于工业监控组网，办公自动化与控制等领域）；高速WPAN（用于便携式多媒体装置之间传递数据）。③固定无线接入技术4现代通讯系统知识点总结固定无线接入技术主假如为固定地点的用户或进在小范围内挪动的用户供给通服气务，其用户终端包含电话机、传真机或计算机等。LMDS与MMDS比较：都是微波技术，视距传输；在容量上、流传距离上各有好坏势；MMDS系统合适于用户散布较分别而业务需求不大的用户业务群，而LMDS系统合适于用户散布集中、业务需求量大的用户群；在成本上，MMDS低于LMDS。④无线局域网WLAN功能：为小范围内固定或挪动站点供给无线数据通服气务。MAC协议：CSMA/CA协议网络构造：Ad—hoc（无中心）、AP（有中心）两种。此中，无中心—平等构造的所有挪动站点都处在同等地点，能够直接通讯无需中继，所有站点共享同一信道，竞争同一信道，不便于采纳定向天线，合适于用户少且范围小的组网；而有中心—AP接入构造的所有挪动站点经过中心站点（AP）接入，一般AP的地点不变，不考虑挪动站点直接通讯，只考虑各站点与AP间的直接通讯。四种WLAN标准的比较：802.11a802.11b802.11g802.11n公布时间1999.71999.72003.62006工作频段5GHz2.4GHz2.4GHz2.4GHz5GHz最大数据率/每54Mbps11Mbps54Mbps500Mbps子信道不重叠子信道1233？数调制方式OFDMDSSS/CCKOFDM/CCK?⑤无线广域网WWAN广域网能够覆盖小至一个城市，大至一个国家，以致整个地球范围。并且其终端可在大范围内快速挪动，支持切换和遨游，在实现时需要借助于基础网络，可是接入速率目前还不高。名称WWANWLAN范围广域范围局域范围（100m左右）实现能否借助网络需要借助基础网络，所以也不需要借助于网络基础受制于网络速率速率不高速率较高方便程度接入自由，灵巧方便程度不如WWAN⑥挪动接入技术挪动接入主假如为了挪动用户与固定用户以及在挪动用户之间供给通服气务。其挪动终端主要包含手持式、便携式和车载式电话等，详细实现方式有蜂窝挪动通讯系统、无绳通讯系统、卫星通讯系统、集群调动等多种方式。附带：最后一百米最正确方案5现代通讯系统知识点总结配合石英光纤，在接入网的尾端发挥作用，塑料光纤是解决‘最后一百米’问题的最正确方案。因为塑料光纤第一重量轻、柔韧性好、耐用靠谱；其次高带宽、高速率；再次安装简捷、保护方便、节能环保；别的还可以防水、防磁、防雷电，可知足特定场合的要求。梳理汇聚与承载层网络系统传递网和承载网的定义及差异：传递网着重传递，具备业务Qos保证，OAM，高安全，灵巧组网等特征，主要应用于传统TDM语音业务的传递。但是传统的传递网技术，特别是SDH技术是针对窄带TDM业务开发的，缺少对宽带业务、数据业务的支持，为用户供给多种类带宽存在着瓶颈，带宽利用率低，自己能够对外供给的标准接口种类有限，难以高效地承载速率丰富的各样宽带业务。为了高效承载IP类的数据业务，分组传递网（PTN）应运而生，其实不停发展，其主要采纳的技术包含TMPLS、PBT等。承载网着重承载，目前主要指IP承载网，IP技术是随互联网的出现和发展而产生与发展的，而互联网一度被认为非电信级网络，不具备QoS功能。近两年，跟着MPLS，电信级以太网等技术的研究与应用，IP承载网在QoS及网络可用性方面有了明显的提高。传递网向来作为基础网络存在，是各样业务网络的承载网络。但前面提到IP技术高速发展，软互换、IMS等互换技术的出现使得全部overIP成为现实。此刻IP网作为电信网络平台的思路和做法已经十分流行，形成更高层面上的基础网络，这样本来的传递网加上IP承载网形成了更高层面上的交融的大承载网。此刻，传递网和IP承载网络都具备提高业务可用性的功能，甚至局部重叠，跟着技术的发展，这类状况可能会愈来愈显然。所以我们将看到具备传递网和数据承载网各方优势的交融承载网的渐渐形成。(一)准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（SDH）在过去的电信网中，多使用PDH设备。这类系列对传统的点到点通讯有较好的适应性。而跟着数字通讯的快速发展，点到点的直接传输愈来愈少，而大多数数字传输都要经过转接，因此PDH系列便不可以合适现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要。SDH6现代通讯系统知识点总结就是适应这类新的需要而出现的传输系统。它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵巧、又便于管理控制的智能网技术的有机联合。最先的目的是在光路上实现标准化，便于不一样厂家的产品能在光路上互通，进而提高网络的灵巧性。相关于PDH,SDH的长处有：1、一致的比特率，一致的接口标准，为不一样厂家设备间的互联供给了可能。附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。使1.5Mb/s和2Mb/s两大数字系统在STM-1上获得一致。2、网络管理能力大大增强。3、提出了自愈网的新观点。用SDH设备构成的带有自愈保护能力的环网形式，能够在传输媒体主信号被切断时，自动经过自愈网恢复正常通讯。4、采纳字节复接技术，使网络中上下支路信号变得十分简单。5.灵巧的复用映照构造，使各样业务灵巧上下。6.SDH设备牟容纳各样新的业务信号，如宽带ISDN/FDDI（光纤散布式数据接口）/ATM等。7.SDH帧构造中安排了丰富的开支比率,因此使网络的操作保护管理功能大大增强,便于集中一致管理,大大节俭了保护花费的开支.SDH自愈网：定义：当网络发生故障时，无需人工干涉，设备即可在极短的时间内自动恢复所携带的业务；往常，倒换时间短至用户感觉不到网络已出了故障。它的工作原理：为受保护业务成立一条冗余路由，当工作路由出现故障时，业务自动切换到冗余路由，并从头成立连结关系，以保证业务连续性，进而起到自愈保护的作用。区分：依照网络拓扑区分可分为链形网络、环形网络和环间业务保护三种；依照保护段层区分可分为通道保护、复用段保护和逻辑子网保护三种。(二)EOS功能：传输链路带宽能够配置；保证以太网业务的透明性；L2层数据帧的转发和过滤功能；支持IEEE802.1d生成树协议（即PPP、LAPS、GFP三种，此中GFP封装效率比PPP/LAPS高，封装与净荷内容没关；GFP更强健，即便发生单比特误码，不会惹起帧失步；GFP利用信道表记符能够将多个物理端口复用到一个通道，能够更好利用系统带宽，PPP/LAPS是一个物理端口对应一个通道；GFP除了支持点到点方式，还支持环网构造）。当将以太网流量加载到SDH传递网，会带来新问题：大批可变速率和随意速率的数据业务，使得传统容器与净负荷不般配；当大于VC-4容量是150M时，就要拆装重组，履行较复杂。并且SDH以4倍形7现代通讯系统知识点总结式复用，若带宽大于150M而又小于4倍的150M时，造成浪费；数据的流量是动向的、强烈变化的，如远程备份。解决这些问题需要采纳级联技术。级联是一种数据封装映照技术，可分为相邻级联和虚级联（VC）。此中虚级联供给带宽较慢，并且当调整带宽时对业务产生较大的影响，单调通道的破坏对整个虚级联业务会产生致命的影响。但是采纳LCAS协议，在VCG内个别成员失效后，能够防止业务中止。LCAS协议供给带宽灵巧、动向增减动的解决方案，为ASON自动调整带宽的基础协议之一。当带宽需求增添时，保证链路的容量；当所需带宽减少时，剩余的带宽还可以够挪作他用。并且节俭了用户开支又提高了营运服务质量，还可以供给差异化的服务。供给容错体制以增强虚级联的强健性，并且在其供给的保护下不需要额外的带宽支持。（三）WDM光波分复用(WDM)将携带不一样信息的多个光载波复合到一根光纤中进行传输。依照通道间隔的不一样，WDM能够细分为CWDM(粗波分复用)和DWDM(密集波分复用）。CWDM和DWDM的比较：（1）CWDM光波通道间距较宽，同一根纤上复用光波长数比DWDM少，“粗”与“密集”称呼的出处就在于此。2）CWDM光调制采纳非冷却激光，用电子调谐；而DWDM采纳的是冷却激光，用温度调谐。因为在一个很宽的光波长区段内温度散布很不平均，所以温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。CWDM避开了这一难点，因此大幅降低了成本，目前CWDM系统成本一般只有DWDM的30％。（3）CWDM复用的光波数不大，容量小，传输距离近，合用于短距离、接入点密集的通讯应用处合；而DWDM则可大容量超长距离透明传输并且能够光滑扩容，合用于干线传输网、数据业务量大的城域网及其余业务量大的传输通道。（四）光传递网OTN光传递网(OTN)是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传递网。因为在网络上传递的IP业务和其余鉴于包传递数据业务的爆炸式增添，对传输容量的要求在不停迅猛增添，密集波分复用(DWDM)技术和光放大器(OA)技术的成熟和应用使传递网正在向以光联网技术为基础的光传递网发展。OTN特色：采纳DWDM技术;实现多种网络速率接口；透明传输业务；减少了网络层次；增添了光传输单跳距离。8现代通讯系统知识点总结OTN与SDH的比较：OTN是面向传递层的技术，特色是构造简单，内嵌标准FEC，丰富的保护管理开支，只有极少的时隙，只合用于大颗粒业务接入；SDH主要面向接入和汇聚层，构造较为复杂，有丰富的时隙，关于大小颗粒业务都合用，无FEC，保护管理开支较为丰富；OTN设计的初衷就是希望将SDH作为净荷完整封装到OTN中，以填补SDH在面向传递层时的功能缺少和保护管理开支的不足。（五）MPLSMPLS（Multi-ProtocolLabelSwitching）即多协议标签互换，是一种可供给高性价比和多业务能力的互换技术，它解决了传统IP分组互换的限制性，在业界遇到了宽泛的重视，并在中国网通、中国铁通全国骨干网等网络建设中获得了实践部署。采纳MPLS技术能够供给灵巧的流量工程、虚构专网等业务，同时，MPLS也是能够达成波及多层网络集成控制与管理的技术。MPLS网络由核心部分的标签互换路由器（LSR）、边沿部分的标签边沿路由器（LER）构成。LSR的作用能够看作是ATM互换机与传统路由器的联合，由控制单元和互换单元构成；LER的作用是剖析IP包头，用于决定相应的传递级别和标签互换路径（LSP）。标签互换的工作过程可归纳为以下3个步骤：（1）由LDP（标签散布协议）和传统路由协议（OSPF、IS-IS等）一同，在LSR中成立路由表和标签映照表；（2）LER接收IP包，达成第三层功能，并给IP包加上标签；在MPLS出口的LER上，将分组中的标签去掉后持续进行转发；（3）LSR对分组不再进行任何第三层办理，不过依照分组上的标签经过互换单元对其进行转发。MPLS路由体制：逐跳路由和显示路由。逐跳路由是通路的成立逐跳、随机，每一跳独立决定下一跳；使用一般的动向路由算法来决定LSP的下一跳；关于下一跳的改变由当地决定；关于发生故障路径的修复由当地达成，收敛。而显示路由是一条通路由源到目的一次建立，使用流量工程技术或许手工明确指定路由，不受动向路由算法的影响，路由计算中将考虑各样拘束条件（策略、QoS等级）。两种路由的比较：逐跳路由显示路由1、分段成立路由树或有序向前或1、从源到目的地成立路径向后成立路径2、需要进行手工配置或某种自动2、故障路径的重路由性能依靠于路由体制9现代通讯系统知识点总结路由协议的汇聚时间3、可给不一样LSP给予不一样的服务3、现有路由协议是鉴于目的地点等级，对发生故障的LSP快速重路前缀的由或切换至预约备份路径4、难于实现流量工程或鉴于QOS4、路由选择灵巧，可按当地转发的路由策略，也可按QOS要求进行路由MPLS实现信令的方式可分为两类，一类是LDP／CR-LDP（LabelDispatchProtocol,ConstrainbasedRoutingLabelDispatchProtocol），源于ATM网络的思想。CR-LDP和LDP是同一个协议，CR-LDP是LDP的扩展，它使用与LDP相同的信息和体制，如平等发现、会话成立和保持、标签公布和错误办理。此外一类是RSVP，它鉴于传统的IP路由协议。RSVP和LDP／CR-LDP是两种不一样的协议，它们在协议特征上存在不一样，有不一样的信息集和信令办理规程。从协议靠谱性上来看，LDP／CR-LDP是鉴于TCP的，当发生传输丢包时，利用TCP协议供给简单的错误指示，实现快速响应和恢复。而RSVP不过传递IP包。因为缺少靠谱的传输体制，RSVP没法保证快速的失败通知。从网络可扩展性上看，LDP较RSVP更有优势，一般电信级网络中特别是ATM网络中，应采纳MPLS／LDP。99vU-T偏向于在骨干网中采纳CR-LDP。目前所有支持MPLS功能的路由设置都同时支持CR-LDP和RSVP两种MPLS的信令协议。MPLSVPN能够隔绝地点、保证数据安全以及找VPN内路由。（六）分组传递网PTNPTN（分组传递网，PacketTransportNetwork）是指这样一种光传递网络架构和详细技术：在IP业务和基层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传递的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务供给，拥有更低的整体使用成本（TCO），同时秉着光传输的传统优势，包含高可用性和靠谱性、高效的带宽管理体制和流量工程、便利的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。PTN可分为以太网增强技术和传输技术联合MPLS两大类，前者以PBB-TE为代表，后者以T-MPLS为代表。T-MPLS：在IETF的MPLS基础上发展起来，该技术相同是希望将MPLS网络发展为与电路传递网SDH功能近似的分组传递网，T-MPLS使MPLS网络拥有了与传统传递网相像的OAM&P、端到端的保护、性能监测和保护恢复等能力，但同时10现代通讯系统知识点总结也对MPLS做了部分简化，去掉了一些与传递没关的IP办理功能。PBTProviderBackboneTransport）：PBT是对PBB的简化和增强，封闭了传统以太网复杂的MAC地点学习、广播和生成树协议，转发信息不再靠泛洪和学习，而是经过网管/控制平面进行操作，马上以太网改造成为了面向连结、很多功能与SDH近似的分组传递网。选择PTN作为分组化业务承载技术的原因：降低CAPEX和降低了OPEX，进而降低了TCO。PTN重申分组传递，经过几方面将传统传递网IP化：1.多业务一致承载；2.供给QoS保证；3.