华为产品维护资料汇编：信号与通信系统教程——通信技术概论.pdf_大学文库

华为产品维护资料汇编 TELLIN 智能网维护资料其他相关技术入门目录 i 目录第 1 章信号与通信系统..............................................................................................................1 1.1 信息和信号............................................................................................................................ 1 1.1.1 信息量......................................................................................................................... 1 1.1.2 模拟信号..................................................................................................................... 2 1.1.3 数字信号..................................................................................................................... 2 1.2 通信系统................................................................................................................................ 3 1.2.1 通信系统的结构.......................................................................................................... 3 1.2.2 通信系统的分类.......................................................................................................... 4 1.3 模拟信号数字化..................................................................................................................... 5 1.3.1 话音的脉冲编码调制（PCM）技术 ............................................................................ 5 1.3.2 话音信号非均匀量化的必要性和实现方法 .................................................................. 7 1.3.3 数字信号与数据信号的特征和异同 ............................................................................. 9 1.4 数字信号的时分复用 ........................................................................................................... 10 1.4.1 准同步数字系列........................................................................................................ 10 1.4.2 同步数字系列............................................................................................................ 13 1.5 数字通信系统和数据通信系统............................................................................................. 13 1.5.1 通用数字通信系统模型 ............................................................................................. 14 1.5.2 基带传输................................................................................................................... 15 1.5.3 键控调制................................................................................................................... 15 1.5.4 数据通信系统............................................................................................................ 16 1.5.5 数字通信系统和数据通信系统的统一性.................................................................... 17 1.6 光纤的特性和带宽资源........................................................................................................ 17 1.6.1 光纤的结构 ............................................................................................................... 17 1.6.2 损耗和色散 ............................................................................................................... 18 1.6.3 通信光纤的种类和应用 ............................................................................................. 19 1.7 我国通信网的发展方向........................................................................................................ 20 第 2 章数字信号交换技术和设备 ............................................................................................. 22 2.1 交换的必要性 ...................................................................................................................... 22 2.2 电路交换.............................................................................................................................. 23 2.2.1 数字程控电话交换机的功能...................................................................................... 23 2.2.2 话务量的概念............................................................................................................ 23 2.2.3 电路交换接续方法..................................................................................................... 24 2.3 数字程控电话交换机 ........................................................................................................... 31 2.3.1 程控交换系统的硬件结构.......................................................................................... 31 2.3.2 程控交换机的软件组成 ............................................................................................. 33 2.4 电话交换中的信令............................................................................................................... 33 2.4.1 信令的分类 ............................................................................................................... 34

华为产品维护资料汇编 TELLIN 智能网维护资料其他相关技术入门目录 ii 2.4.2 No.7 信令的总体结构................................................................................................ 35 2.4.3 No.7 信令系统的特点................................................................................................ 37 2.5 分组交换.............................................................................................................................. 37 2.6 综合业务数字网................................................................................................................... 39 2.6.1 ISDN 的用户/网络接口.............................................................................................. 40 2.6.2 ISDN 交换机 ............................................................................................................. 42 2.6.3 宽带综合业务数字网(B-ISDN) .................................................................................. 43 2.7 ATM 交换技术和 ATM 网络................................................................................................. 45 2.7.1 ATM 信元的结构和信头的功能 ................................................................................. 45 2.7.2 ATM 的统计复用和虚连接 ........................................................................................ 47 2.7.3 ATM 交换.................................................................................................................. 48 2.7.4 ATM 的连接方式....................................................................................................... 48 2.7.5 ATM 网络的结构....................................................................................................... 49 2.8 接入网技术.......................................................................................................................... 50 2.8.1 接入网的物理参考模型 ............................................................................................. 50 2.8.2 接入方式................................................................................................................... 51 2.8.3 接入网的结构............................................................................................................ 52 2.8.4 几种主要的接入技术................................................................................................. 53 第 3 章光纤通信系统 ............................................................................................................... 55 3.1 光纤通信系统和光器件........................................................................................................ 55 3.1.1 通信光源................................................................................................................... 56 3.1.2 光电检测器 ............................................................................................................... 57 3.1.3 光放大器................................................................................................................... 57 3.2 SDH 通信系统 ..................................................................................................................... 58 3.2.1 SDH 信号的帧结构和速率等级 ................................................................................. 58 3.2.2 SDH 的复用结构....................................................................................................... 63 3.2.3 SDH 设备.................................................................................................................. 65 3.2.4 SDH 光缆线路系统和光接口..................................................................................... 67 3.2.5 SDH 保护和自愈环 ................................................................................................... 68 3.2.6 DNI（双节点接口）节点的互通业务保护 ................................................................. 73 3.2.7 以 DXC 为节点的网孔网保护和混合保护.................................................................. 75 3.3 密集波分复用技术............................................................................................................... 75 3.3.1 DWDM 系统.............................................................................................................. 76 3.3.2 支持 DWDM 系统的关键器件.................................................................................... 77 3.4 全光网络.............................................................................................................................. 79 第 4 章移动通信技术 ............................................................................................................... 81 4.1 移动通信的频率分配和复用方式 ......................................................................................... 82 4.1.1 GSM 数字蜂窝移动通信网的工作频段...................................................................... 82 4.1.2 GSM 的复用方式 ...................................................................................................... 82 4.1.3 频点配置................................................................................................................... 84 4.1.4 GSM 900 的容量评估 ............................................................................................... 86

华为产品维护资料汇编 TELLIN 智能网维护资料其他相关技术入门目录 iii 4.1.5 1800MHz 公用陆地蜂窝移动通信的频段.................................................................. 86 4.2 GSM 数字蜂窝移动通信技术............................................................................................... 86 4.2.1 GSM 话音处理和收、发信过程................................................................................. 87 4.2.2 GSM 系统中的逻辑信道 ........................................................................................... 90 4.2.3 GSM 移动通信系统的结构........................................................................................ 92 4.2.4 主要接口和功能........................................................................................................ 93 4.2.5 GSM 系统的编号计划............................................................................................... 94 4.2.6 鉴权和加密功能........................................................................................................ 97 4.2.7 GSM 呼叫流程描述................................................................................................... 98 4.2.8 GSM 的业务种类 .................................................................................................... 103 4.2.9 GSM 的特点............................................................................................................ 103 4.3 第三代数字移动通信系统（3G） ...................................................................................... 104 4.3.1 IMT-2000 无线接口和无线传输技术方案................................................................ 105 4.3.2 CDMA 技术和三大标准的评述................................................................................ 106 4.3.3 3G 的关键技术........................................................................................................ 109 4.3.4 IMT-2000 系统的基本结构...................................................................................... 110 4.4 2G 向 3G 过渡的策略和方案 ............................................................................................. 110 4.4.1 GPRS(通用分组无线业务)技术和网络.................................................................... 111 4.4.2 2G 向 3G 演进的策略.............................................................................................. 113 4.4.3 我国 GSM 向 TD-SCDMA 过渡的方案.................................................................... 113 4.4.4 无线应用协议 WAP................................................................................................. 114 第 5 章 IP 技术和因特网 ......................................................................................................... 116 5.1 TCP/IP 协议 ...................................................................................................................... 117 5.1.1 异种网互联 ............................................................................................................. 117 5.1.2 TCP/IP 分层模型..................................................................................................... 117 5.1.3 IP 协议和它的主要功能........................................................................................... 120 5.1.4 TCP 协议 ................................................................................................................ 121 5.1.5 TCP/IP 协议数据..................................................................................................... 122 5.1.6 TCP 的通信过程 ..................................................................................................... 122 5.2 IP 地址技术 ....................................................................................................................... 123 5.2.1 IP 地址的结构和类型 .............................................................................................. 124 5.2.2 保留 IP 地址............................................................................................................ 125 5.2.3 节点的命名 ............................................................................................................. 125 5.2.4 IPv6 ........................................................................................................................ 126 5.3 IP 交换与传输.................................................................................................................... 127 5.3.1 IP 路由选择和算法.................................................................................................. 127 5.3.2 IP 交换.................................................................................................................... 129 5.3.3 IP 传输技术............................................................................................................. 131 5.4 局域网和广域网................................................................................................................. 133 5.4.1 局域网..................................................................................................................... 133 5.4.2 广域网..................................................................................................................... 134

华为产品维护资料汇编 TELLIN 智能网维护资料其他相关技术入门目录 iv 5.4.3 节点、网卡和网络操作系统.................................................................................... 135 5.4.4 Client-Server(客户机-服务器)方式.......................................................................... 136 5.5 IP 业务及其对传统电信业务的影响 ................................................................................... 136 5.5.1 IP 电话.................................................................................................................... 136 5.5.2 基于 IP 的 VPN ....................................................................................................... 138 5.5.3 IP 多播技术和业务.................................................................................................. 138 5.5.4 基于 IP 的会议电视................................................................................................. 138 5.5.5 IP 业务和技术推动“三网融合” ............................................................................ 139 第 6 章通信网的组织和优化................................................................................................... 140 6.1 公共电话网（PSTN）....................................................................................................... 140 6.1.1 编号计划................................................................................................................. 140 6.1.2 中国电信固定电话网的结构.................................................................................... 143 6.1.3 本地网的优化原则和措施........................................................................................ 145 6.1.4 端局最大局容量（含交换机远端模块）的参考值 ................................................... 147 6.1.5 话路汇接方式.......................................................................................................... 147 6.2 窄带综合业务数字网 ......................................................................................................... 148 6.2.1 ISDN 网络的组织.................................................................................................... 148 6.2.2 网间互通................................................................................................................. 149 6.2.3 ISDN 网络的编号计划............................................................................................. 150 6.3 GSM 数字移动通信网........................................................................................................ 150 6.3.1 GSM 网的网路组织................................................................................................. 151 6.3.2 移动网和固定网互联原则........................................................................................ 152 6.3.3 网间汇接方式.......................................................................................................... 153 6.4 因特网 ............................................................................................................................... 153 6.4.1 中国公用计算机互联网 CHINANET（163 网）...................................................... 154 6.4.2 中国公众多媒体通信网 CHINFO.NET（169 网） .................................................. 155 6.5 智能网 ............................................................................................................................... 156 6.5.1 智能网的总体结构................................................................................................... 156 6.5.2 智能网组网导则...................................................................................................... 157 6.5.3 智能网业务和其编号方式........................................................................................ 157 6.6 传输网 ............................................................................................................................... 159 6.6.1 中国电信光缆骨干网............................................................................................... 159 6.6.2 SDH 光传输网的组网原则 ...................................................................................... 160 6.6.3 本地中继传输网的物理结构.................................................................................... 161 6.7 No.7 信令网....................................................................................................................... 162 6.7.1 信令消息的传送方式和链路的配置原则.................................................................. 162 6.7.2 信令点与信令转接点的连接方式............................................................................. 163 6.7.3 信令点数量和信令转接点的容量............................................................................. 163 6.7.4 No.7 信令网结构..................................................................................................... 164 6.8 数字同步网........................................................................................................................ 165 6.8.1 中国数字同步网的网路结构.................................................................................... 165

华为产品维护资料汇编 TELLIN 智能网维护资料其他相关技术入门目录 v 6.8.2 组网原则................................................................................................................. 167 6.8.3 同步定时基准信号的传送方式 ................................................................................ 167 6.9 电信管理网........................................................................................................................ 168 6.9.1 电话管理网的性能管理功能和其对交换局的要求 ................................................... 169 6.9.2 我国电话网网管系统的结构和实施方法.................................................................. 170 第 7 章现代通信技术展望 ...................................................................................................... 171 7.1 推动通信网络更新换代的六大信息技术 ............................................................................ 172 7.2 三网融合的内涵与趋势...................................................................................................... 174 7.3 电信网的融合演进策略...................................................................................................... 175 7.4 新一代网络的结构............................................................................................................. 176 7.5 采用 MPLS 的 IP 网络 ....................................................................................................... 177 7.5.1 MPLS 技术中的关键概念........................................................................................ 178 7.5.2 数据网络的构建实例............................................................................................... 179 7.6 全光网络............................................................................................................................ 180 7.6.1 光网络的结构.......................................................................................................... 180 7.6.2 光核心网和边缘网................................................................................................... 182 7.6.3 光交换网络和技术................................................................................................... 183 第 8 章华为通信产品和网络解决方案综述 ............................................................................. 185 8.1 华为 C&C08 数字程控电话交换机..................................................................................... 186 8.1.1 交换模块................................................................................................................. 186 8.1.2 管理与通信模块（AM/CM）................................................................................... 187 8.1.3 C&C08 交换机的分级交换过程............................................................................... 189 8.1.4 C&C08 交换机的特点和应用 .................................................................................. 190 8.2 C&C08 iNET 综合网络平台............................................................................................... 191 8.3 HONET综合业务接入网 .................................................................................................. 193 8.3.1 HONET综合业务接入网........................................................................................ 193 8.3.2 ETS 无线接入系统.................................................................................................. 194 8.4 数字移动通信系统............................................................................................................. 194 8.4.1 M900/M1800 GSM 系统......................................................................................... 195 8.4.2 华为 GPRS 解决方案.............................................................................................. 195 8.4.3 华为 CDMA2000 移动通信系统.............................................................................. 196 8.5 数据通信产品 .................................................................................................................... 197 8.5.1 Radium 系列 ATM 设备 .......................................................................................... 198 8.5.2 Quidway 系列产品.................................................................................................. 200 8.6 TELLIN 智能网 .................................................................................................................. 201 8.7 OptiX™光传输系列产品.................................................................................................... 201 8.7.1 OptiX™ SDH 系列设备........................................................................................... 202 8.7.2 OptiX™ BWS320G－320G 大容量密集波分复用系统............................................ 203 8.7.3 OptiX™ Metro 系列多业务传送平台 ....................................................................... 204 8.7.4 OptiX™ iManager T2000/T2100 传输系列网管 ..................................................... 205 8.8 INtess 呼叫中心................................................................................................................. 205

华为产品维护资料汇编 TELLIN 智能网维护资料其他相关技术入门通信技术概论第 1 章信号与通信系统 1 第1章信号与通信系统 ——提供客户化宽带通信网络解决方案，为运营商增强核心竞争力服务是我们的理念！通信是推动人类社会文明、进步与发展的巨大动力。现在，人类社会进入了信息时代，通信业务已从传统的电话，发展到集声音、影视、图文和数据为一体的各种综合信息服务。现代通信网使全球正变成地球村。网络已深入人们的生活，越来越多的人甚至将生活在网上。显然，网络将成为人类文明跃进的平台，无网将难成社会！这对作为网络解决方案供应商的我们是一个挑战，一个机迂，更是一份责任。因此，让我们一起来勤奋学习，掌握先进的通信技术，为客户提供更优化的网络解决方案和服务吧！本章主要内容： z 信息量及模拟信号的数字化 z 通信系统 z 数字信号的时分复用 z 光纤的特性及带宽资源 1.1 信息和信号在通信中，通常把语言和声音、音乐、文字和符号、数据、图像等统称为消息(Message)。这些消息所给予收信者的新知识称为信息（Information）。这些非电形式的消息可以变换成相应的电信号。电信号通常分为模拟信号和数字信号两大类。如果收信者对传给他（她）的消息或信号事前一无所知，则这样的消息或信号对收信者而言包含有较多的信息，反之，收信者事前已知的消息或信号就无任何信息可言。因此，有必要对一个消息或信号所载荷的信息量予以度量。 1.1.1 信息量信息量可用它所表示事件的发生概率 P (Probability)的倒数之对数来度量： I = log（1/P） = －logP 若对数以 2 为底，则信息量的单位为比特（bit）。鉴于二进制码元序列中“1”和“0”出现的概率各为 50%，由上式可知，码元“1”或“0”的信息量都是 1 比特（bit）

华为产品维护资料汇编 TELLIN智能网维护资料通信技术概论其他相关技术入门第1章信号与通信系统 1.2通信系统为把用户非电形式的消息传送到远方,现代通信技术在发送端以用户终端设备将作为信源的消息转换成电信号,并令其经信道传送到远方的接收端,接收端用户终端设备再从所接收信号中还原出受信消息(信宿)。 1.2.1通信系统的结构上述通信流程,可用图1-4所示一个单向通信系统的基本模型表示。它由信源 (即消息源)、发送变换器(发送终端)、信道、接收变换器(接收终端) 和信宿(收信者)等五部分组成。通信过程中的失真和差错一律相当于进入信道的噪声。信源段送变换器伯号「信道]倍号小接收变换器伯息「信宿「噪声图1-4通信系统的基本模型图通常,通信具有双向和双工的属性,因此,两端的用户终端设备同时具有发送和接收功能,而连接两用户终端的信道也同时具有双向传送功能。此外,为了高效地利用信道资源,以较少的信道为较多的用户服务,信道的两端应包括具有用户信号汇集、转接和分配功能的交换设备。这样的包括全部通信设备和设施的端到端消息传送系统称之为通信系统。一个实际的通信系统往往由终端设备、交换设备和传输系统或链路三大部分组成。 1.终端设备终端设备除完成消息和信号的相互转换功能外,还应该有产生、识别和处理信令(按某种协议控制交换连接的信号)以及信道适配的功能。不同的通信业务有不同的终端设备,如电话业务的终端设备电话机,传真业务的传真机, 数据业务的数据终端机等。 2.交换设备交换设备是现代通信网的核心,其基本功能是汇集、转接和分配用户信号, 实现用户间的选择性连接和自由通信。不同属性的通信业务要求不同的交换设备。实时性强的电话业务要求能直接接续话路的电路交换设备(电话交换机),而实时性要求不高的数据业务,可采用分组交换设备把数据信号分组

华为产品维护资料汇编 TELLIN 智能网维护资料其他相关技术入门通信技术概论第 1 章信号与通信系统 3 1.2 通信系统为把用户非电形式的消息传送到远方，现代通信技术在发送端以用户终端设备将作为信源的消息转换成电信号，并令其经信道传送到远方的接收端，接收端用户终端设备再从所接收信号中还原出受信消息（信宿）。 1.2.1 通信系统的结构上述通信流程，可用图 1-4所示一个单向通信系统的基本模型表示。它由信源（即消息源）、发送变换器（发送终端）、信道、接收变换器（接收终端）和信宿（收信者）等五部分组成。通信过程中的失真和差错一律相当于进入信道的噪声。信源信息发送变换器信号信道信号接收变换器信息信宿噪声图1-4 通信系统的基本模型图通常，通信具有双向和双工的属性，因此，两端的用户终端设备同时具有发送和接收功能，而连接两用户终端的信道也同时具有双向传送功能。此外，为了高效地利用信道资源，以较少的信道为较多的用户服务，信道的两端应包括具有用户信号汇集、转接和分配功能的交换设备。这样的包括全部通信设备和设施的端到端消息传送系统称之为通信系统。一个实际的通信系统往往由终端设备、交换设备和传输系统或链路三大部分组成。 1. 终端设备终端设备除完成消息和信号的相互转换功能外，还应该有产生、识别和处理信令（按某种协议控制交换连接的信号）以及信道适配的功能。不同的通信业务有不同的终端设备，如电话业务的终端设备电话机，传真业务的传真机，数据业务的数据终端机等。 2. 交换设备交换设备是现代通信网的核心，其基本功能是汇集、转接和分配用户信号，实现用户间的选择性连接和自由通信。不同属性的通信业务要求不同的交换设备。实时性强的电话业务要求能直接接续话路的电路交换设备（电话交换机），而实时性要求不高的数据业务，可采用分组交换设备把数据信号分组

华为产品维护资料汇编 TELLIN智能网维护资料通信技术概论其他相关技术入门第1章信号与通信系统存储和交换,并以分组为单位,利用各信道的空闲时隙,“见缝插针”地传送安装交换设备的局所称为交换节点或交换中心(交换局)。有不同层次或级别的交换局,并大体可分为接入用户的端局和疏导局间业务的各级汇接局 3.传输系统和传输网传输系统或链路是连接交换节点,提供传输信号通道(Path)的系统,通常由置于系统两端的传输终端设备、通信线路和间插在线路中,补偿线路衰耗延长传输距离的中继器组成。为了提高传输系统的效率,现代通信采用了各种先进的复用技术,使一个传输系统不仅能在点到点间提供许多宽带信号通道,而且可以在线路中串入分出/插入复用设备,沿线上/下部份通道,扩大一个通信系统的服务范围或覆盖在若干个通信系统或链路汇聚的枢纽节点上,可以采用数字交叉连接设备 (DXC),实现通道的交叉互连和调配。由通信系统或链路按一定的层次连接各级枢纽节点和分支节点以及终端节点所构成的网络称为传输网。不同层次传输网的组织结构和装备有所不同。覆盖一个地区,连接区内各级交换节点的传输网称为本地中继传输网( Trunk network)。覆盖若干地区或全国,连接各地区中心汇接节点和其上级汇接节点的传输网称之为骨干传输网( Backbone network)。处于用户和端局之间,接入用户,汇集用户信号,扩展端局覆盖的传输网和相关设施称为接入网 1.2.2通信系统的分类通信系统可按所用的传输媒介、信源的种类、所传信号的属性、结构和复用方式等特征进行分类。按传输媒介分有:有线通信系统(包括铜双绞线和电缆,光纤和光缆等)和无线通信系统(包括微波和卫星通信链路,无线本地环路ⅥL等)。按信源的种类即业务类别分有:电话通信系统,计算机(数据)通信系统和图像或多媒体通信系统等。按传输信号属性分有:电气通信系统,光通信系统等。按信号的结构分有:模拟通信系统,数字通信系统和分组数据通信系统等

华为产品维护资料汇编 TELLIN 智能网维护资料其他相关技术入门通信技术概论第 1 章信号与通信系统 4 存储和交换，并以分组为单位，利用各信道的空闲时隙，“见缝插针”地传送。安装交换设备的局所称为交换节点或交换中心（交换局）。有不同层次或级别的交换局，并大体可分为接入用户的端局和疏导局间业务的各级汇接局。 3. 传输系统和传输网传输系统或链路是连接交换节点，提供传输信号通道(Path)的系统，通常由置于系统两端的传输终端设备、通信线路和间插在线路中，补偿线路衰耗，延长传输距离的中继器组成。为了提高传输系统的效率，现代通信采用了各种先进的复用技术，使一个传输系统不仅能在点到点间提供许多宽带信号通道，而且可以在线路中串入分出/插入复用设备，沿线上/下部份通道，扩大一个通信系统的服务范围或覆盖。在若干个通信系统或链路汇聚的枢纽节点上，可以采用数字交叉连接设备（DXC），实现通道的交叉互连和调配。由通信系统或链路按一定的层次连接各级枢纽节点和分支节点以及终端节点所构成的网络称为传输网。不同层次传输网的组织结构和装备有所不同。覆盖一个地区，连接区内各级交换节点的传输网称为本地中继传输网（Trunk network）。覆盖若干地区或全国，连接各地区中心汇接节点和其上级汇接节点的传输网称之为骨干传输网(Backbone network)。处于用户和端局之间，接入用户，汇集用户信号，扩展端局覆盖的传输网和相关设施称为接入网。 1.2.2 通信系统的分类通信系统可按所用的传输媒介、信源的种类、所传信号的属性、结构和复用方式等特征进行分类。按传输媒介分有：有线通信系统（包括铜双绞线和电缆，光纤和光缆等）和无线通信系统（包括微波和卫星通信链路，无线本地环路 WLL 等）。按信源的种类即业务类别分有：电话通信系统，计算机（数据）通信系统和图像或多媒体通信系统等。按传输信号属性分有：电气通信系统，光通信系统等。按信号的结构分有：模拟通信系统，数字通信系统和分组数据通信系统等