【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)可以抽象為一個通信模型，其涵蓋了所有通信系統(tǒng)的特征。 一個“點到點的通信系統(tǒng)”的通信模型由信源、信宿、變換器、反變換器、信道、噪聲 6部分組成 ，結(jié)構(gòu)如下： 信源 變換器 信道 反變換器 噪聲源 信宿 圖 132 通信系統(tǒng)模型 通信模型 ? 信源：發(fā)信息端，將各類消息轉(zhuǎn)換成信號。 ? 信宿：收信息端，將接收到的信號還原成消息。 ? 信道：信息傳輸通路，不完全等同與傳輸介質(zhì)。 ? 變換器：將信源產(chǎn)生的信號變換成 適合在信道傳輸?shù)男盘枴? ? 反變換器：完成信號的反變換，將信號還原成信宿能 接收的信號。 ? 噪聲：噪聲不是通信模型中的一部分，但通信模型中傳輸?shù)男盘枙辉肼曀蓴_，從而產(chǎn)生誤碼。噪聲分為自然噪聲和人為噪聲。 各部分的作用如下： 通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 1. 通信網(wǎng)的組成 通信網(wǎng)是由若干用戶終端 A， B， C， ? ，并通過傳輸 系統(tǒng)鏈接起來。用戶終端之間通過一個或多個節(jié)點鏈接， 在節(jié)點處提供交換、處理、網(wǎng)絡管理等功能。 鏈路 D E F C B 1 4 5 7 6 3 用戶線 節(jié)點 電路 用戶終端 干線 用戶線 A 圖 133 通信網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖 1. 通信網(wǎng)的組成 通信網(wǎng)絡在組成結(jié)構(gòu)上包括用戶終端設備、傳輸線路、交換系統(tǒng)三個部分。 （ 1）用戶終端設備 用戶終端設備是通信網(wǎng)中的源點和終點，它除對應于信源和信宿之外還包括了一部分變換和反變換裝置。如：電話機、傳真機、計算機等。 （ 2）傳輸線路及設備 傳輸線路及設備是交換設備之間的通信路徑，承載用戶信息和網(wǎng)絡控制信息。 （ 3）交換系統(tǒng) 交換系統(tǒng)用于把點對點通信系統(tǒng)連接成通信網(wǎng)，完成網(wǎng)內(nèi)選路功能，從而實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)任意用戶之間都能相互交 換信息。 2. 通信網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu) 通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的拓撲圖常見的 有總線型、星型、環(huán)型、網(wǎng)狀型、 復合型。 ( a ) 網(wǎng)狀網(wǎng) ( b ) 星型網(wǎng) ( c ) 復合型網(wǎng) ( d ) 環(huán)型網(wǎng) ( e ) 總線型網(wǎng) 傳輸介質(zhì) 通信系統(tǒng)的中的傳輸介質(zhì)是用來傳遞信號的某種介質(zhì)。 常見的傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖、無線傳 輸?shù)取? 1. 雙絞線電纜 (TP) 將一對以上的雙絞線封裝在一個絕緣外套中。為了降 低信號的干擾程度，電纜中的每一對雙絞線一般是由兩 根絕緣銅導線相互扭繞而成，也因此把它稱為雙絞線。 雙絞線分為分為非屏蔽雙絞線（ UTP）和屏蔽雙絞線 （ STP）。 目前市面上出售的 UTP分為 3類， 4類， 5類和超 5類、 6類等。 1. 雙絞線電纜（ TP） 圖 135 UTP 圖 136 STP 2. 同軸電纜 結(jié)構(gòu)：由一根空心的外圓柱導體和一根位于中心軸線的 內(nèi)導線組成，內(nèi)導線和圓柱導體之間以及圓柱導體與外 界之間用絕緣材料隔開。 按直徑的不同，可分為粗纜和細纜兩種。同軸電纜傳輸帶 寬較大，大量用于有線電視網(wǎng) 。 圖 137 同軸電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 圖 138 同軸電纜 70 光纖是多層同軸圓柱體，自內(nèi)向外為纖芯、包層、涂覆層 ，如下圖所示。光纖的核心部分是纖芯、包層，稱為裸纖。包層外面涂覆一層硅酮樹脂或聚氨基甲酸乙酯，然后增加保護套加以保護。 纖芯和包層是高純度石英材料， 包層折射率略低于纖芯，與纖芯一起形成光的全反射通道，使光波的傳輸被限制在纖芯內(nèi)。 3. 光纖 與其它傳輸介質(zhì)比較，光纖的電磁絕緣性能好、信號衰耗小、頻帶寬、傳輸速度快、傳輸距離大。主要用于要求傳輸距離較長主干網(wǎng)連接。目前光纖到戶也已逐步開始實現(xiàn)。 71 纖 芯 直 徑 2 a包 層 直 徑 2 b涂 敷 層包 層5 ~ 1 0 μ m1 2 5 μ m單 模 光 纖 多 模 光 纖2a2b纖 芯2a2b包 層5 0 ~ 7 0 μ m1 2 5 μ m纖 芯( a ) 裸 纖 的 結(jié) 構(gòu) ( b ) 光 纖 的 尺 寸圖 光纖結(jié)構(gòu)與尺寸 3. 光纖 通信系統(tǒng)性能指標 通信系統(tǒng)的主要性能指標包括有效性、可靠性、適應性、 經(jīng)濟性、保密性、標準性、維護性等，其中 最主要的性能 指標是有效性與可靠性。 ?可靠性指標用于衡量系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。 ?有效性指標用于衡量系統(tǒng)的傳輸效率。 通信系統(tǒng)性能指標 ?有效性指在給定信道內(nèi)可傳輸信息內(nèi)容的多少 ,即信 道資源利用效率。 ?衡量系統(tǒng)有效性的主要指標是頻帶利用率。 頻帶利用率是指單位頻帶內(nèi)的調(diào)制速率或傳信速率，即每赫茲的波特數(shù)（ Baud/Hz）或每赫茲每秒的比特數(shù) （ bit/sHz ）。 一般來說，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)所占的頻帶越寬，傳輸 信號的能力就越大。 ?可靠性指接收信息的準確程度，即傳輸信道傳輸信 息的質(zhì)量。 ?衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可靠性的指標是傳輸?shù)牟铄e率。 常用的有誤碼（比特）率、誤字符率和誤碼組率等指標。其定義如下： 誤碼率（ Pe）＝接收出現(xiàn)差錯的比特數(shù)（ Ne） /總的發(fā)送比特數(shù)（ N） 誤字符（碼組）率＝接收出現(xiàn)差錯的字符（碼組）數(shù) /總的發(fā)送字符 (碼組 )數(shù) 通信系統(tǒng)性能指標 3. 兩者關系 有效性與可靠性的關系：是 一對矛盾 。有效性越 高，可靠性越差；可靠性越高，有效性越差。 差錯率是一個統(tǒng)計平均值，因此在測試或統(tǒng)計時總的發(fā)送比特（字符、碼組）數(shù)應達到一定數(shù)量，否則得出的結(jié)果將失去意義。 通信系統(tǒng)性能指標 全程全網(wǎng)概念 信息在發(fā)起端通過終端接入設備、傳輸鏈路、交換設備以及相應的信令系統(tǒng)、通信協(xié)議和運行支撐系統(tǒng)的共同協(xié)作，到達接收端，完成通信全過程，在此過程中所經(jīng)過的各個具體網(wǎng)絡、設備、協(xié)議的總和被稱為全程全網(wǎng)。 概念 分類 圖 139 全程全網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖 在全程全網(wǎng)的概念中，根據(jù)網(wǎng)絡具體位置與功能的不同，大致分為接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)、支撐網(wǎng)四個部分。 接入網(wǎng) ?基本概念 接入網(wǎng)在通信網(wǎng)中介于本地交換機和用戶之間 ,主要完成使用戶接入到核心網(wǎng)的任務，起到承上啟下的作用，通過接入網(wǎng)將核心網(wǎng)的業(yè)務提供給用戶。 接入網(wǎng)是一種透明傳輸體系，本身不提供業(yè)務，由用戶終端與核心網(wǎng)配合提供各類業(yè)務。俗稱“最后一公里”。 ?物理結(jié)構(gòu) 接入網(wǎng)從物理上分可分為饋線段、配線段和引入線段。 如下圖： 圖 140 接入網(wǎng)的一般物理結(jié)構(gòu) ?連接業(yè)務節(jié)點和局端設備之間的部分稱為 饋線段 ； ?連接局端設備和遠端設備之間的部分稱為 配線段 ； ?遠端設備到用戶之間的部分稱為 引入線 。引入線部分的傳輸媒質(zhì)一般為銅線，也有采用無線或其它傳輸媒質(zhì)。 接入網(wǎng) ? 接入網(wǎng)分類： 接入網(wǎng) 接入網(wǎng) 有線 無線 銅線 光纖 H F C x D S L 技術(shù) 以太網(wǎng)接入 有源 A O N 無源 P O N 固定無線 移動接入 蜂窩移動電話 無繩電話 集群調(diào)度系統(tǒng) E P O N G P O N ?作用：在設備（結(jié)點）間進行數(shù)據(jù)傳遞 ?概況：在傳輸技術(shù)中 以前 最常用的是準同步數(shù)字系列（ Plesiochronous Digital Hierarchy） , 簡稱 PDH； 而 目前 最常用的傳輸技術(shù)是“同步數(shù)字系列”（ Synchronous Digital Hierarchy），簡稱 SDH。 傳輸網(wǎng) 20世紀 80年代中期， PDH大規(guī)模應用，但 PDH存在著一些固有的缺陷， SDH是在 PDH基礎上發(fā)展起來的 我國的傳送網(wǎng)分為四個層次：省際干線網(wǎng)、省內(nèi)干線網(wǎng)、本地中繼網(wǎng)和用戶接入網(wǎng)。 ? 概念：交換即轉(zhuǎn)接，是通信網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋夭豢缮俚募夹g(shù)。交換即各個終端之間通過公共網(wǎng)（交換結(jié)點）傳輸語言、文本、數(shù)據(jù)及圖像等業(yè)務。任何一個主叫信息都可通過交換節(jié)點發(fā)送給所需的一個或多個被叫用戶。 ? 常用的交換技術(shù)有電路交換、分組交換、幀交換及ATM交換。 交換網(wǎng) 圖 141 各種交換方式及發(fā)展關系 ?電路交換是最早實現(xiàn)的一種交換方式，這要求輸入線與輸出線建立一條物理通道，其原理是直接利用要切換的物理通信線路連接通信雙方。 ?分組交換也采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，但與報文交換不同的 是，它將用戶要傳送的信息分成若干組，交換節(jié)點收到分組之后進行暫時存儲，然后對分組進行分析，找出目的地址和選擇路由，在選擇的路由上排隊，路由空閑時發(fā)到下一個交換節(jié)點，直到最后找到目的地址。 交換網(wǎng) 支撐網(wǎng)（ supporting work）是現(xiàn)代電信網(wǎng)運行的支撐系統(tǒng)。一個完整的電信網(wǎng)除了傳遞電信業(yè)務為主的業(yè)務網(wǎng)之外，還需有若干個用來保障業(yè)務網(wǎng)正常運行、增強網(wǎng)路功能、提高網(wǎng)路服務質(zhì)量的支撐網(wǎng)路。支撐網(wǎng)中傳遞相應的監(jiān)測和控制信號。 支撐網(wǎng)主要包括信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和電信管理網(wǎng)等。 支撐網(wǎng) 固定電話通信過程 固定電話通信是一種最基本的通信方式，其它通信方式都是以此為基礎發(fā)展的。下面以一次 “ 打電話 ” 的過程來簡要說明固定電話通信過程。 電話接續(xù)過程 ?主叫 A摘機； ?聽撥號音； ?撥被叫 B的號碼，如被叫 B空閑，則主叫 A聽回鈴音，被 叫 B話機響鈴； ?當被叫 B摘機后，雙方開始通話； ?當其中一方掛機，另一方聽忙音，提示本次通話結(jié)束， 掛機恢復空閑，以備下次通話。 電話通信所需設備 ?電話通信網(wǎng)的基本組成設備： ?終端設備 ：完成聲電轉(zhuǎn)換和信令功能，將人的話音信號轉(zhuǎn)換為交變的話音電流信號，并完成簡單的信令功能。 ?傳輸設備 ：連接電話機與交換機、交換機與交換機。 ?交換設備 ：完成交換功能，將不同的用戶連通并進行 通話。 圖 142 電話通信網(wǎng)組成圖 電話通信中的信號 ?業(yè)務信號：用戶之間交流的信息； ?控制信號：在電話接續(xù)過程中需要一些控制信號來控 制接續(xù)的有序進展，這些控制信號就稱為 信令 。 ?信令的分類：按照控制信號傳送的區(qū)域不同分為用戶 線信令和局間信令。 用戶線信令是交換網(wǎng)中在用戶話機和交換機之間傳送的信令 ，它包括用戶狀態(tài)信號、用戶撥號所產(chǎn)生的數(shù)字信號以及鈴流和信號音。 （ 1）用戶狀態(tài)信號 又稱用戶線監(jiān)視信號，用于反映用戶的摘機或掛機的狀態(tài)，直流饋電電流規(guī)定為 18～ 50mA 之間。用戶摘機信號應該是從無直流電流到有上述直流電流的變化；相反，用戶掛機信號應該是從有上述直流電流至無直流電流之間的變化。 （ 2）數(shù)字信號 使用號盤話機或直流脈沖（ DP）按鍵話機的情況下，數(shù)字信號為直流脈沖；在使用雙音多頻（ DTMF）按鍵話機的情況下，數(shù)字信號為雙音頻信號的組合。 表 11為 DTMF信號的雙頻率組合表（見 P23）。 （ 3）鈴流和信號音 鈴流和信號音都是由交換局向用戶話機發(fā)送的信號。 鈴流是提示用戶有電話呼入的信號，鈴流源為 25Hz、75V