第 5 章 现代通信网技术

1. 5.1 5.2 模拟通信和数字通信 电话网 5.3 ISDN与ATM 5.4 用户接入网 第5章 现代通信网技术

2. 要求掌握的重点内容是： 1.通信网的基本概念、基本结构以及现代通信网的构成； 2.我国电话网的等级结构，本地网、长途网的概念及基本结构； 3.传输链路及其分类；

3. 4.用户环路及传输设计； 5.综合业务数字网(ISDN)的基本概念，接入参考配置及接入接口； 6.ATM的基本概念； 7.接入网的基本概念、定义及功能模型； 8.铜线接入网、光纤接入网的概念及应用。

4. 5 .1 通信网的基本概念及构成 5 .1 .1 通信网的基本概念 通信网的定义为：通信网是由一定数量的节点(包括终端设备和交换设备) 和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。

5. 5 .1 .2 通信网的构成 通信网在硬件设备方面的构成要素是终端设备、传输链路和交换设备。为了使全网协调合理地工作，还要有各种规定，如信令方案、各种协议、网路结构、路由方案、编号方案、资费制度与质量标准等，这些均属于软件。

6. 5 .1 .3 通信网的分类 通信网从不同的角度可以分为不同的种类，主要有： .按业务种类可分为电话网、电报网、传真网、广播电视网以及数据网等。 .按所传输的信号形式可分为数字网和模拟网。

7. .按服务范围可分为本地网、长途网和国际网。 .按服务范围可分为本地网、长途网和国际网。 .按运营方式可分为公用通信网和专用通信网。 .按组网方式可分为移动通信网、卫星通信网等。

8. 5.1.4 通信网的基本结构 通信网的基本结构主要有网形、星形、复合形、总线形、环形、树形和线形。

9. 5 .1 .5通信网的质量要求 为了使通信网能快速且有效可靠地传递信息，充发发挥其作用，对通信网一般提出三个要求：接通的任意性与快速性；信号传输的透明性与传输质量的一致性；网路的可靠性与经济合理性。

10. 一、接通的任意性与快速性 这是对通信网的最基本要求。所谓接通的任意性与快速性是指网内的一个用户应能快速地接通网内任一其他用户。如果有些用户不能与其他一些用户通信，则这些用户必定不在同一个网内；而如果不能快速地接通，有时会使要传送的信息失去价值，这种接通将是无效的。

11. 二、信号传输的透明性与传输质量的一致性 透明性是指在规定业务范围内的信息都可以在网内传输，对用户不加任何限制；传输质量的一致性是指网内任何两个用户通信时，应具有相同或相仿的传输质量，而与用户之间的距离无关。

12. 三、网路的可靠性与经济合理性 所谓可靠是指在概率的意义上，使平均故障间隔时间(两个相邻故障间时间的平均值)达到要求。可靠性必须与经济合理性结合起来。提高可靠性往往要增加投资，但造价太高又不易实现，因此应根据实际需要在可靠性与经济性之间取得折衷和平衡；

13. 5 .1 .6现代通信网的构成及发展 一、现代通信网的构成 一个完整的现代通信网，除了有传递各种用户信息的业务网之外，还需要有若干支撑网，以使网络更好地运行。现代通信网的构成示意图如图5.8所示。

14. 图5.8现代通信网的构成示意图

15. 二、现代通信网的发展 从通信网在设备方面的各要素来看，终端设备正在向数字化、智能化、多功能化发展；传输链路正在向数字化、宽带化发展；交换设备则已经广泛采用数字程控交换机，并已研究推出适合宽带ISDN的ATM交换机。总之，未来的通信网正向着数字化、综合化、智能化、个人化的方向发展。

16. 5 .2电话网 5 .2 .1电话网的网路结构 一、电话网的等级结构 等级结构就是把全网的交换局划分成若干个等级，低等级的交换局与管辖它的高等级的交换局相连、形成多级汇接辐射网即星形网；而最高等级的交换局间则直接互连，形成网形网。所以等级结构的电话网一般是复合形网。

17. 二、长途网及其结构演变 长途电话网简称长途网，由长途交换中心、长市中继和长途电路组成，用来疏通各个不同本地网之间的长途话务。

18. 1.四级长途网的网路结构 在五级制的等级结构电话网中，长途网为四级，一级交换中心C1之间相互连接构成网状网，以下各级交换中心以逐级汇接为主，辅以一定数量的直达电路，从而构成一个复合形的网路结构，如图5.11所示。

19. 图5.11四级长途网的网路结构

20. 2.二级长途网的网路结构 我国的长途网正由四级向两级过渡，由于C1，C2间直达电路的增多，C1的转接功能随之减弱，并且全国C3扩大本地网形成，C4失去原有作用，趋于消失，一、二级长途交换中心合并为DCl，构成长途两级网的高平面网(省际平面)；C3被称为DC2，构成长途两级网的低平面网(省内平面)。然后逐步向全网无级网和动态无级网过渡。长途两级网的等级结构如图5.12所示。

21. 图5.12两级长途网的网路结构

22. 三、本地网 本地电话网简称本地网，指在同一编号区范围内，由若干个端局，或者由若干个端局和汇接局及局间中继线、用户线和话机终端等组成的电话网。本地网用来疏通本长途编号区范围内任何两个用户间的电话呼叫和长途发话、来话业务。

23. 5 .2 .2传输链路及SDH传输网的结构 一、传输链路 传输链路是信息传输的通道，它不仅包含了具体的传输媒介，而且包含了信号发送、接收及变换的设备。

24. 1.传输媒介 传输媒介就是通信线路，通信线路可分为有线和无线两大类，其分类如下：

25. 2.传输链路的分类 按照有无复用及复用的方式，传输链路可分为三类：实线传输链路(无复用)，频分载波传输链路(FDM)和时分数字传输链路(TDM)。

26. 二、 我国SDH传输网的网络结构 SDH传输网的基本结构有线形、环形、网形或不完全网形和星形(或树形)。现阶段我国的SDH传输网分为四个层面：省际干线层面、省内干线层面、中继网层面、用户接入网层面，如图5.17所示。

27. 图5.17 我国的SDH传输网结构

28. 5 .2.3用户环路设计 一、用户环路的配线方式 1、直接配线 直接配线是把主干电缆的芯线，通过配线电缆直接分配至各个分线设备上。直接配线的分线设备之间不复接，因此施工简单、维护方便，但通融性较差。

29. 2、复接配线 复接配线是将一对电缆芯线接到两个或两个以上的分线设备中，有电缆复接和分线设备复接两种。复接配线可以提高电缆芯线的使用率，增加用户线路的通融性，但对话音会产生附加衰减，且不利于电气测试和障碍查修。

30. 3、交接配线 交接配线是在主干电缆与配线电缆之间，或在出局一级主干电缆与二级主干电缆之间，安装交接箱，使双方电缆的任何线对均能相互换接。

31. 二、用户环路的传输设计 用户环路设计的一项重要内容是确定电缆的线径，电缆线径必须满足通信中各种信号从交换局至用户的传输要求。电话用户线中传输的是各种信令信号和话音信号，电缆线径的选择既要满交换机对用户环路电阻的要求，使交换机的机件能够正常工作；又要满足传输损耗和话音响度参考当量的要求，保证一定的通话质量。因此，用户环路的传输设计可以分为直流设计和交流设计两个方面。

32. 1.直流设计 用户环路的直流设计是使用户环路电阻满足交换机对信令信号传输的要求，以使交换机能够正常工作。

33. 2.交流设计 用户环路的交流设计要根据用户线的传输损耗和用户线长度来进行。设计规范规定用户环路传输损耗限值为7dB，当用户线路采用复接配线时将会引入0.5dB的损耗，在已知用户线长度后，可计算出线路每公里损耗值，通过查各种规格电缆的损耗，即可确定满足损耗限值的电缆芯径。

34. 3.确定电缆线径 交流设计和直流设计的结果会出现不一致的情况，需要综合考虑确定电缆线径。为了同时满足用户环路的传输损耗限值和交换机直流电阻限值，应该选择二者中线径较大的电缆，如上题中应选择0.63mm的22号电缆。

35. 5 .3 ISDN与ATM 5.3.1 ISDN的基本概念 一、IDN IDN是数字传输与数字交换的综合，在两个或多个规定点之间提供数字连接，以实现彼此间通信的一组数字节点(指交换节点)与数字链路。IDN实现从本地交换节点至另一端本地交换节点间的数字连接，但并不涉及用户接续到网络的方式。

36. 二、ISDN ISDN是以电话IDN为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字连接，支持包括话音和非话在内的多种电信业务，用户能够通过一组有限的标准的多用途用户一网络接口接入网内。

37. 从ISDN的定义可以看出，它有三个基本特性： (1)端到端的数字连接 (2)综合的业务 (3)标准的多用途用户一网络接口

38. 5.3.2 ISDN的用户---网络接口 一、ISDN用户---网络接口的参考配置 CCITT的I.411建议中采用功能群和参考点的概念规定了ISDN用户---网络接口的参考配置(即ISDN用户系统标准结构)它是制定ISDN用户出入口的根据，如图5.20所示

39. 图5.20ISDN用户---网络接口的参考配置

40. 二、信道类型和接口结构 1.信道类型 (1)B信道 (2)D信道 (3)H信道

41. 2.接口结构 (1)基本接口 (2)基群速率接口

42. 5 .3 .3 ATM ATM (Asynchronors TransferMode)技术是电路交换技术与分组交换技术的结合，能够最大限度地发挥电路交换与分组交换技术的优点，使ATM技术具备从实时的语音信号到高清晰度电视图像等各种业务的高速综合传输。

43. 一、ATM的基本概念 1.由单元进行统一的信息转移。 2.采用复用方式进行传输。 3.以单元方式进行信息传输。

44. 二、ATM信元 1.ATM信元 ATM的信元具有固定的长度， CCITT规定ATM信元长度为53字节。信元的结构如图5.23所示。

45. 图5.23 ATM信元结构

46. (2) ATM信头结构 ATM信元的信头结构，如图5-24所示。 图5-24 ATM信元的信头结构

47. 三、 虚通路(VC)和虚通道(VP)的概念 · VC(Virtual Channel)——虚通路(也叫虚信道)，是描述ATM信元单向传送能力的概念，是传送ATM信元的逻辑信道(子信道)。 · VCI——虚通路标识符。ATM复用线上具有相同VCI的信元是在同一逻辑信道(即虚通路)上 传送。

48. · VP(Vinual Path)——虚通道是在给定参考点上具有同一虚通道标识符(VPI)的一组虚通路(VC)。实际上VP也是传送ATM信元的一种逻辑子信道。 · VPI——虚通道标识符。它标识了具有相同VPI的一束VC。VC、VP与物理媒介(或者说传输通道)之间的关系如图5-25所示(此图是一个抽象的示意图)。

49. 图5-25 VC、VP与物理媒介的关系示意图

50. 四、 VP交换和VC交换 (1) VP交换仅对信元的VPI进行处理和变换，或者说经过VP交换，只有VPI值改变，VCI值不变。