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1、通信与广电工程专业技术 通信网：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起，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。 通信网上交换的信息包括：用户信息、控制信息、网络管理信息。 通信网从硬件构成上包括终端节点、交换节点、业务节点、传输系统，软件设施包括信令、协议、控制、管理、计费等。 终端节点的功能：用户信息的处理（包括用户信息的发送和接收，将用户信息转换成适合传输系统传输的信号以及相应的反变换）、信令信息的处理（包括产生和识别连接建立、业务管理等所需的控制信息）。 交换节点的功能：用户业务的集中和接入功能、交换功能、信令功能（负责呼叫控制和连接的建立、监视、释放等）
2、、其他控制功能（路由信息的更新和维护、计费、话务统计、维护管理等）。 业务节点的功能：实现独立于交换节点的业务的执行和控制、实现对交换节点呼叫建立的控制、为用户提供智能化个性化有差异的服务。 从功能上通信网包括：业务网、传送网、支撑网。 构成传送网的主要技术要素有：传输介质、复用体制、传送网节点技术，传送网节点主要包括分插复用设备（ADM）和交叉连接设备（DXC）两种。 支撑网包括：同步网、信令网、管理网。 通信网中，拓扑结构是指构成通信网的节点之间的互连方式，基本的拓扑结构有：网状网、星形网、环形网、总线型网、复合型网等。l 网状网：完全互联，网内任意两节点间均有直达线路连接。n 优点：线路
3、冗余度大，网络可靠性高，任意两点间可直接通信。n 缺点：线路利用率低，网络成本高，网络的扩容不方便。n 适用：节点数目少，又有很高可靠性要求。l 星形网（辐射网）：有中心转接节点，其他节点都与转接节点有线路连接。n 优点：降低了传输链路成本，提高了线路的利用率。n 缺点：网络的可靠性差。n 适用：传输链路费用高于转接设备、可靠性要求不高的场合。l 复合网：由网状网和星形网复合而成，以星形网为基础，在业务量较大的转接交换中心之间采用网状网结构。n 优点：比较经济，稳定性好。n 适用：规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用。l 总线型网：所有节点都连至一个公共的总线上，任何时候只允许一个用户占用户
4、总线发送或接收数据。n 优点：需要的传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单，增减节点方便。n 缺点：网络服务性能的稳定性差，节点数目不宜过多，网络覆盖范围较小。n 适用：计算机局域网、电信接入网等。l 环形网：所有节点首位相连，组成一个环。n 优点：结构简单，容易实现，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护。n 缺点：节点数较多时转接时延无法控制，不容易扩容。n 适用：计算机局域网、光纤接入网、城域网、光传输网等。 基础网：由传输线路、传输设备组成的传送网络。 传输介质：信号传输的物理通道。 信息能否成功传输依赖的两个因素：传输信号本身的质量、传输介质的特性。 传输介质的分类：有线介质
5、（双绞线、同轴电缆、光纤等）、无线介质（无线电、微波、红外线等）。 根据信号在传输介质上的复用方式不同，传输系统可分为：基带传输系统、频分复用传输系统（FDM）、时分复用传输系统（TDM）、波分复用传输系统（WDM）。l 基带传输系统：短距离内直接在传输介质传输模拟基带信号。n 优点：线路设备简单。n 缺点：传输媒介的带宽利用率不高，不适合在长途线路上使用。n 适用：局域网、传统电话用户线。l 频分复用传输系统：将多路信号经过高频载波信号调制后在同一介质上传输的复用技术。n 缺点：传输的是模拟信号，需要模拟的调制解调设备，成本高且体积大，难以集成，工作稳定度不高，传输链路和节点间过多的模数转换
6、影响传输质量。n 适用：微波链路和铜线介质。l 时分复用传输系统（准同步数字体系PDH、同步数字体系SDH）：将模拟信号经过PCM调制后变成数字信号，然后进行时分多路复用。多路信号以时分的方式共享一条传输介质，每路信号在属于自己的时间片中占用传输介质的全部带宽。n 优点：利用数字技术的全部优点，差错率低，安全性好，数字电路高度集成，带宽利用率更高。l 波分复用传输系统：本质是光域上的频分复用，将光纤的低损耗窗口划分为若干个信道，每一信道占用不同的光波频率或波长。n 优点：可以承载多种格式的“业务”信号，如ATM、IP、TDM等，完成的是透明传输，使网络扩容的理想手段。 同步数字体系SDHl 由
7、分插复用、交叉连接、信号再生放大等网元设备组成。l 优点：n 强大的网管功能：独立于各类业务网的业务公共传送平台，具有强大的网络管理功能。n 标准统一的光接口：采用同步复用和灵活的复用映射结构，有全球统一的网络结点接口，使不同厂商设备间信号互通、复用、交叉链接和交换过程得到简化。l 帧结构：是实现SDH网络功能的基础。n SDH帧结构以125us为帧同步周期n SDH的基本传输速率是STM-1（155.520M/s），其他高阶信号速率为STM-1的整数倍。n 每个STM帧由段开销（SOH）、管理单元指针（AU-PTR）和STM净负荷组成。u 段开销：用于传输网的运行、维护、管理和指配。分为再生
8、段开销和复用段开销。段开销是保证STM净负荷正常灵活地传送必须附加的开销。u 管理单元指针：用于指示STM净负荷中的第一个字节在STM-N帧内的起始位置，以便接收端可以正确分离STM净负荷。u STM净负荷：存放要通过STM帧传送的各种业务信息的地方，也包含少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销。 光传送网（OTN）l 是一种以密集型波分复用（DWDM）与光通道技术为核心的新型传送网结构，由光分插复用、光交叉连接、光放大等网元设备组成。l 特点：n 可以不断提高现有的光纤复用度，最大限度利用现有设施。n 独立于具体的业务，同一光纤的不同波长上接口速率和数据格式相互独立，可以在一个OTN上支
9、持多种业务。n 可以保持与现有SDH网络的兼容性。n 能管理每根光纤中的所有波长。n 随着光线的容量越来越大，采用基于光层的故障恢复比电层更快、更经济。l 分层结构：由上至下依次为光信道层（OCh）、光复用段层（OMS）、光传输段层（OTS）。l 网络节点：光分插复用器（OADM）、光交叉连接器（OXC）。 自动交换光网络（ASON）l 是一种由用户动态发起业务请求，自动选路，并由信令控制实线连接的建立、拆除，能自动、动态完成网络连接，融交换、传送为一体的新一代光网络。l 特点：n 支持端刀端的业务自动配置。n 支持拓扑自动发现。n 支持网格网络（Mesh）组网保护，增强了网络的可生存性。n
10、支持差异化服务，根据客户层信号的业务等级决定所需要的保护等级。n 支持流量工程控制，网络可根据客户层的业务需求实时动态地调整网络的逻辑拓扑，实现了网络资源的最佳配置。l 功能结构：由智能网元、TE链路、ASON域和SPC（软件智能连接）组成。l 组成：控制平面、传送平面、管理平面。l 接口：用户-网络接口（UNI）、内部网络-网络接口（I-NNI）、外部网络-网络接口（E-NNI）。 业务网l 电话网n 不需要复杂的终端设备，所需贷款小于64kbit/s，采用电路或分组方式承载。n 本地电话网由端局、汇接局和传输链路组成。长途电话网由长途交换局和传输链路组成。n 移动电话网由移动交换局、基站、
11、中继传输系统和移动台组成。n 大容量的移动通信网络形成多级结构，为合理利用资源在网络中设置移动汇接局。n IP电话网通过分组交换网传送电话信号，主要采用语音压缩技术和语音分组交换技术。n 传统电话一路电话的编码速率为64kbit/s（A律13折线PCM编码技术）或52kbit/s（u律15折线编码方法）。IP电话采用共轭结构算术码本激励线性预测编码法，编码速率为8kbit/s，实际一路占用带宽4kbit/s。n IP电话采用分组的方式来传送语音，在分组交换网中采用了统计复用技术。l 数据通信网n 由数据终端、传输网络、数据交换和数据处理设备组成。n 包括分组交换网、数字数据网、帧中继网、计算机
12、互联网。n X.25分组交换网：采用分组交换技术的可以提供交换连接的数据通信网络。缺点是协议处理复杂，信息传送的时间延迟较大，不能提供实时通信。n 数字数据网（DDN）：为计算机联网提供固定或半固定的连接数据通道。主要设备包括数字交叉连接设备、数据复用设备、接入设备和光纤传输设备。n 帧中继网：在X.25网络基础上发展起来的数据通信网。特点是取消了逐段的差错控制和流量控制，把原来的三层协议改为二层协议处理，提高了传输链路的传输速率，减少了信息通过网络的时间延迟。由帧中继交换机、帧中继接入设备、传输链路、网络管理系统组成。n 计算机互联网：是分组交换网，采用无连接的传送方式，网络中的分组在各个节
13、点被独立处理，根据分组上的地址传送到它的目的地。主要由路由器、服务器、网络接入设备、传输链路等组成。路由器是其核心设备。l 综合业务数字网（ISDN）n 窄带综合业务数字网：基本速率（2B+D，144kbit/s）和一次群速率（30B+D，2Mbit/s）。u B信道用来传输语音、数据和图像，D信道用来传输信令和分组信息。u ISDN（2B+D）：包括2个独立工作的B信道（64kbit/s）和1个D信道（16kbit/s）。u ISDN（30B+D）：有30个B通路和1个D通路，每个通路均为64kbit/s，共1.920Mbit/s。n 宽带综合业务数字网：以同步转移模式（STM）和异步转移模
14、式（ATM）兼容方式，在同一网路中支持范围广泛的声音、图像和数据的应用。 支撑网l 传递相应的监测和控制信号，包括公共信道信令网、同步网、电信管理网等。l 信令网：公共信道信令系统传送信令的专用数据支撑网，一般由信令点（SP）、信令转接点（STP）和信令链路组成。l 同步网：为电信网内所有电信设备的时钟提供同步控制信号。n 国际通信时采用准同步方式。n 我国及多数国家的国内数字网同步采用主从同步方式。n 数字同步网由交换局间的时钟同步和局内各种时钟之间的同步。n 我国数字同步网分为4级u 基准时钟（PRC）：由铯原子钟组成，最高质量。u 长途交换中心时钟u 高稳定度晶体时钟u 一般晶体时钟n
15、大楼综合定时供给系统（BITS）u 在每个通信大楼内，设一个主钟，受控于来自上面的同步基准信号或GPS信号，楼内所有其他时钟与该主钟同步。u 由五部分组成：参考信号入点、定时供给发生器、定时信号输出、性能检测及告警。u 定时基准的三种传输方式：v PDH2Mbit/s专线v PDH2Mbit/s带有业务的电路v SDH线路码l 电信管理网n 是为保证电信网正常运行和服务,对其进行有效的管理所建立的软、硬件系统和组织体系的总称。n 主要功能：u 组织网络流量分配u 避免网络过负荷和阻塞扩散u 在出现故障时根据告警信号和异常数据采取封闭、启动、倒换和更换故障部件等，保持良好运行状态。n 主要包括：
16、网络管理系统、维护监控系统等，由操作系统、工作站、数据通信网、网元组成。网元指网络中的设备。 通信技术的发展趋势l 网络应用将加速向IP汇聚，电信网、计算机网和有线电视网融合（三网融合）方向发展。l 交换技术将由电路交换技术向分组变换转变，软交换和IMS（IP多媒体子系统）是传统交换网络向下一代网络演进的两个阶段，两者将以互通的方式长期共存。l 传送技术将由点对点通信向光联网转变，光交换与WDM等技术共同使网络向全光网、智能光网方向迈进。l 接入技术的宽带化、IP化和无线花将是接入网领域未来的发展大趋势。l 在无线通信领域，移动通信网络向4G迈进成为必然。 下一代网络（NGN）技术l 特点n
17、以IP为中心同时可以支持语音、数据和多媒体业务的融合n 业务驱动型、以软交换技术为核心的开放性网络，通过开放式协议和接口，实现业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载分离，使业务独立于网络，可以灵活、快速地提供业务n 用户可以自己定义业务特征，而不必关心具体承载业务的网络形式和终端类型l 下一代通信业务的典型特征n 多媒体特征n 开放性特征n 个性化特征n 虚拟化特征n 智能化特征 软交换l 是一种支持开放标准的软件，能够基于开放的计算平台完成分布式的通信控制功能，并且具有传统的TDM电路交换机的业务功能。l 特征：n 开放的业务生成接口n 综合的设备接入能力n 基于策略的运行支持系统l 软交换体
18、系架构的主要组成n 软交换控制设备是网络中的核心控制设备。n 业务平台完成新业务生成和提供功能，主要包括SCP（业务控制节点）和应用服务器。n 信令网管目前主要指七号信令网管设备。n 媒体网关完成媒体流的转换处理功能。n IP终端目前主要指H.323终端和SIP终端两种。 IMS（IP多媒体子系统）l 基于IP承载，叠加在PS（分组域）之上，是一个可运营、可管理、可计费的系统。l 特征n 以IP为基础n 与多媒体业务有关n 是一个完整系统的一部分l 体系结构：采用业务、控制、承载相分离的体系结构。 4Gl 4G无线通信目标n 提供更高的传输速率n 支持更高的终端移动速度（250km/h）n 全
19、IP网络架构，承载与控制分离n 提供无处不在的服务，异构网络协同n 提供更为丰富的分组多媒体业务l 4G关键技术n OFDM（正交频分复用技术）多载波技术n MIMO（多入多出技术）多天线技术n OTDM（光时分复用）链路自适应技术n SA智能天线l 我国自主知识产权的4G技术标准：TD-LTE-Advanced 分组传送网（PTN）l 特点n 面向分组的通用交叉技术n 集成光层技术支持多业务传送方式n 支持TMPLS/MPLS-TP分组传送协议n 具有极强的可扩展性n 兼容传统电路业务并提供同步支持n 具有可运营的OAM和保护特性n 统一传送平台支持多业务接入 关键技术l 分层多业务传送网络
20、模型l 无阻塞分组交换系统架构l 面向连接网保障完善的QoS机制l 硬件实现端到端高性能OAM机制l 端到端的可视化集中网络管理 全光网络l 指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形势存在。l 特点n 透明性好n 具备可扩展性n 能提供巨大的带宽n 兼容性好、容易升级n 具备可重构性n 可靠性高n 组网灵活性高l 全光网络结构n 由核心网、城域网和接入网三层组成。n 有星形网、总线网和树形网3种基本类型。 光纤通信系统l 以光波作为载频、以光纤作为传输媒介，遵循相应的技术体制的一种通信方式。l 采用的技术：数字编码、强度调制、直接检波。 光传输媒
21、质l 损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性。l 损耗包括吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是光波在传输中有部分光能转化为热能。散射损耗是因为材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙造成的，包括瑞利散射损耗、非线性损耗和波导效应散射损耗。l 色散是光脉冲信号在光纤中传输，到达输出端时发生的时间上的展宽。产生原因是光脉冲信号的不同频率成分、不同模式在传输时因速度不同，到达终点所用的时间不同而引起的波形畸变。 准同步数字体系（PDH）的弱点l 没有世界性标准l 没有世界性的标准光接口规范l 复用结构复杂l 网络运行、管理和维护（OAM）主要靠人工的数字信号交叉连接和停业务测试l 数字通道设备的利用率
22、很低 同步数字体系（SDH）的特点l 实现了数字传输体制上的世界性标准l 网络结构简化l 安排了丰富的开销比特，使网络的OAM能力大大加强l 有标准光接口信号和通信协议l 与现有网络完全兼容，还能容纳各种新的业务信号l 频带利用率较PDH有所降低l 宜选用可靠性较高的网络拓扑结构 光波分复用（WDM）l 将不同规定波长的信号光载波在发送端通过光复用器合并起来送入一根光纤进行传播，在接收端再由一个光解复用器将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。l 可以充分利用单模光纤的巨大带宽资源（低损耗波段），在大容量长途传输时可以节约大量光纤。l 可以有多种网络应用形式。l 包括稀疏波分复用（CWDM，信
23、道间隔20nm）和密集波分复用（DWDM，信道间隔0.2nm到1.2nm）。 SDH的基本网络单元l 包括同步光缆线路系统、终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。l 终端复用器（TM）：将若干个PDH低速率支路信号复用成STM-1帧结构电（光）信号输出，或将若干个STM-n信号复用成STM-N光信号输出，并完成解复用的过程。l 分插复用器（ADM）：其时隙保护功能可以使电路的安全可靠性大大提高。l 再生中继器（REG）：将经过长距离传输后受到较大衰减和色散的光脉冲信号转换成电信号后，经放大、整形、再定时、再生成为规范的电脉冲信号，调制
24、成光信号后送入光纤继续传输，以延长通信距离。l 同步数字交叉连接设备（SDXC）：实现SDH设备内支路间、群路间、支路与群路间、群路与群路间的交叉连接，还兼有复用、解复用、配线、光电互转、保护恢复、监控和电路资料管理等多种功能。l 网络节点接口（NNI）表示网络节点之间的接口。 网络拓扑结构l 线形l 星形l 环形l 树形l 网孔形 网络分层：再生段、复用段、数字段l 再生段：再生中继器与终端复用器、再生中继器与分插复用器或再生中继器与再生中继器之间的段落。l 复用段：终端复用器与分插复用器之间以及分插复用器与分插复用器之间的段落。l 数字段：终端数字复用器之间以及跨越两个以上的分插复用器之间
25、或分插复用器与终端复用器之间的段落。 DWDM工作方式l 按传输方式可分为双纤单向传输系统和单纤双向传输系统。l 按系统兼容性可分为集成式系统和开放式系统。 DWDM主要网元l 光合波器（OMU）：将不同波长的光信号耦合在一起l 光分波器（ODU）：将耦合在一起的光信号按波长分开，并发送到相应的低端设备。l 光波长转换器（OTU）：转换波长l 光纤放大器（OA）：不需要经过光/电/光变换直接对光信号进行放大的有源器件。l 光分插复用器（OADM）：将需要上下业务的波道采用分插复用技术终端至附属的OUT设备。l 光交叉连接器（OXC）：在光域上实现信号的交叉连接功能，把输入端任一光纤可控地连接到
26、输出端的任一光纤。 在传送网中，SDH和DWDM之间是客户层与服务层的关系。SDH、ATM和IP信号都只是DWDM系统所承载的业务信号。DWDM系统更接近于物理媒质层-光纤，并在SDH通道层下构成光通道层网络。 微波通信：l 波长在1mm-1m（频率在300MHz-300GHz）l 频段：L波段（1.0-2.0GHz）、S波段（2.0-4.0GHz）、C波段（4.0-8.0GHz）、X波段（8.0-12.4GHz）、Ku波段（12.4-18GHz）、K波段（18-26.5GHz）l 视距传播，绕射能力弱，遇到不均匀介质时将产生折射或反射。l 由于地球曲面的影响及空间传输的损耗，每隔50km左右
27、，需要设置中继站，这种方式也称为微波中继通信。 SDH数字微波中继通信系统l 由终端站、枢纽站、分路站、中继站组成。l 一条SDH数字微波通信系统的波道配置一般由一个或一个以上的主用波道和一个备用波道组成，简称N+1。n 终端站：处于微波传输链路两端或分支传输链路终点。基本任务：发信时，将基带信号通过调制器变为中频信号送往发信机进行上变频使之成为微波信号，再通过天线发射给对方站；收信时相反。可上、下全部话路，具有波道导换功能。n 分路站：处在微波传输链路中间。任务：接受或发送相邻两个站的微波信号并进行下变频或上变频，既要完成信号转发任务，又要分出或插入一部分话路。n 枢纽站：处在微波传输链路中
28、部，具有两个以上方向数字微波电路汇接点。可以上、下话路，具有波道倒换功能。n 中继站：处在微波传输链路中部。任务：对收到的已调信号解调、判决、再生，转发至下一方向的调制器。经过它可以去掉传输中引入的噪声、干扰和失真。l 数字微波站的基本组成：天线、馈线及分路系统、收发信机设备、调制解调设备、复用设备、基础电源及自动控制设备。n 天馈线和分路系统u 一般微波站内采用收发共用天线和多波道共用天线，常用的天线类型为卡塞格林天线。从天线至分路系统之间的连接部分成为馈线系统。u 微波天线的基本参数为：天线增益、半功率角、极化去藕、驻波比。由于微波天线大部分采用抛物面式天线，所以还应具有一定的抗风强度和防
29、冰雪的措施。u 馈线有同轴电缆型和波导型两种形式。在分米波段（2GHz）采用同轴电缆馈线，在厘米波段（4GHz级以上）采用波导馈线。波导馈线又分为圆波导馈线系统、椭圆软波导馈线系统和矩形波导馈线系统。n 调制解调器：多采用64QAM、128QAM、256QAM、512QAM的调制方式。n 基础电源：为浮充制式蓄电池直流供电，标称电压为-48V，正极接地。蓄电池应是密封防爆式的。柴油发电机组和开关电源应具备自动启动和倒换性能，并具有远端遥测、遥信和遥控功能。 微波信号的衰落：收信电平随时间起伏变化。l 微波信号衰落的分类n 大气吸收衰落：共振吸收。对于频率较低的电磁波站距在50km以上，大气的衰
30、耗和自由空间衰耗相比可以忽略不计。n 雨雾引起的散射衰落：10GHz以上频段，中继站之间的距离主要受到降雨衰耗的限制。n 闪烁衰落：快衰落，持续时间短，电平变化小，一般不足以造成通信中断。n K型衰落：又叫多径衰落，微波线路经过海面、湖泊或平滑地面时特别严重，甚至会造成通信中断。n 波导型衰落：由于各种气象条件（如夜间地面冷却、早晨被太阳晒热，平静的海面及高气压地区）形成大气层中不均匀结构，当电磁波通过对流层中这些不均匀大气层时将产生折射现象。这种衰落发生时往往造成通信中断。l 电磁波衰落对微波辐射的影响n 平衰落：在信号的有用频段内，信号电平各频率分量的衰落深度相同。n 频率选择性衰落：信号
31、电平各频率分量的衰落深度不同。l 克服电磁波衰落的方法n 利用地形地物削弱反射波的影响n 将反射点设在反射系数较小的地面（如从水面移至森林或凹凸不平的地面）n 利用天线的方向性（调整天线角度，减小反射波进入接收端的成分）n 用无缘反射板克服绕射衰落n 分集接收（采用不同的接收方法接收同一信号，频率分集和空间分集） 卫星通信及VSAT通信系统的网络结构和工作特点l 卫星通信系统n 卫星通信系统由通信卫星、地球站、跟踪遥测指令系统和监控管理系统组成。n 卫星通信线路由发端地球站、上行传播路径、卫星转发器、下行传播路径和收端地球站组成。n 在卫星通信中，上行信号和下行信号频率不同（避免产生同频率干扰
32、）n 卫星通信系统的分类u 静止轨道卫星（GEO）：距地35780km，卫星运行周期24h，相对地面静止。u 中地球轨道卫星（MEO）：距地2000-20000km，卫星运行周期4-12h，相对地面移动。u 低地球轨道卫星（LEO）：距地500-2000km，卫星运行周期2-4h，相对地面移动。n 卫星通信的特点u 优点：v 通信距离远v 组网灵活，便于多址连接v 机动性好v 通信线路质量稳定可靠v 通信频带宽，传输容量大，适合多种业务传输v 可以自发自收进行监测u 缺点：v 保密性差v 电波的传播时延较大，存在回波干扰v 存在日凌中断和星蚀现象u 日凌中断：春分和秋分前后数日，太阳、卫星和地
33、球在同一直线上，地球站天线对准卫星的同时也对准了太阳，太阳的强大噪声干扰，每天会造成几分钟通信中断。u 星蚀：卫星进入地球的阴影区，会造成卫星的日蚀。n 卫星通信的网络结构：星形、网格形、混合形。n 卫星系统的工作过程：u 单跳或双跳双工或单工 静止卫星通信系统大多是单跳u 双跳：经过两次卫星转发后才被对方接收u 双工：两条共用一个卫星但方向相反地单工线路的组合u 卫星通信系统的最大特点是多址工作方式。v 频分多址方式（FDMA）：把卫星转发器的可用射频频带分割成若干互不重叠的部分，分别分配给各地球站所要发送的各载波使用。v 时分多址方式（TDMA）：把卫星转发器的工作时间分割成周期性的互不重
34、叠的时隙，分配给各站使用。v 空分多址方式（SDMA）：卫星天线有多个窄波束（又称电波束），他们分别指向不同的区域地球站，利用波束在空间指向的差异来区分不同地球站。v 码分多址方式（CDMA）：各站所发的信号在结构上各不相同，并且相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间、空间上都可能重叠。l VSAT卫星通信网n VSAT：小站 （Very Small Aperture Terminal，甚小口径终端）n VSAT卫星通信是指利用大量小口径天线的小型地球站与一个大型地球站协同工作组成的卫星通信网。n VSAT系统可工作于C波段或Ku波段，终端天线口径小于2.5m。n VSAT网络的主要特点
35、：u 设备简单，体积小，耗电少，造价低，安装、维护和操作简单，集成化程度高，智能化功能强，可无人操作。u 组网灵活，接续方便，独立性强，一般作为专用网。u 通信效率高，性能质量好，可靠性高，通信容量可以自适应，适用于多种数据率和多种业务类型。u 可以建立直接面对用户的直达电路。u VSAT站很多，但各站的业务量少。u 有一个较强的网管系统，互操作性好。n VSAT网络结构u 由通信卫星、网络控制中心、主站和分布在各地的用户VSAT小站组成。u 通信卫星可以是专用卫星，但大多数都是租用INTELSAT或卫星转发器。u 网络控制中心是主站用来管理、监控VSAT专用长途卫星通信网的主要设备，主要由工
36、作站、外置硬盘、磁带机等构成。u 主站主要由本地操作控制台（LOC）、TDMA终端、接口单元、射频设备、馈源及天线等构成。主要任务是对VSAT卫星通信网各小站设备的运行情况进行实时监控，对全网各小站的软件进行升级，对全网的各种业务电路进行分配与管理，完成各小站与局域网之间的数据传输交换。u VSAT小站是用户终端设备，主要由天线、射频单元、调制解调器、基带处理单元、网络控制单元、接口单元等组成。主要结构有：v 星形网络：各VSAT仅与主站卫星直接联系，不能通过卫星互相通信，主站是中心。v 网形网络：各VSAT彼此之间可以通过卫星直接沟通，是无中心、分散的网络结构。各VSAT均具有双向传输功能。
37、v 混合网络：在传输实时要求较高的业务时，采用网形结构；在传输实时性要求不高的业务时，采用星形结构；进行点对点通信时采用网形结构，在点对多点通信时采用星形结构。 移动通信系统l 移动通信系统的构成n 移动通信是指通信双方或至少一方在移动中进行信息交换的通信方式，由无线和有线两部分组成。无线部分提供用户终端的接入；有线部分完成网络功能，包括交换、用户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信网（PLMN）。n 移动通信是有线和无线结合的通信方式；无线电波传播存在严重的多径衰落；具有在互调、邻频、同频干扰条件下工作的能力；具有多普勒效应；终端用户的移动性。l 移动通信的发展历程n 第一代：模拟系统。
38、蜂窝组网技术，采用频分多址技术（FDMA）。n 第二代：数字蜂窝移动通信系统。TDMA（代表：欧洲的GSM系统）和CDMA（美国的IS-95系统）。n 第三代：IMT-2000支持的网络，将无线通信与互联网等多媒体通信相结合的新一代移动通信系统。支持高达2Mbit/s的传输速率。WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。l 移动通信网络构成n 2G移动通信网络构成u 2G移动通信系统构成：移动交换子系统（NSS）、操作维护子系统（OSS）、基站子系统（BSS）、移动台（MS）。u 移动交换子系统NSS：由移动交换中心MSC、操作维护中心OMC和移动用户数据库组成，主要完成话务的交换功能，
39、管理用户数据和移动性所需的数据库。u 操作维护子系统OSS：对整个网络进行管理和监控，实现对网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。u 基站子系统BSS：可分为无线接口与移动台相连的基站收发信台（BTS）和与移动交换中心相连的基站控制器（BSC）两个部分。BTS负责无线传输，BSC负责控制与管理。u 移动台MS：移动用户设备，由移动终端和客户识别卡（SIM卡）组成。n 3G移动通信系统的网络构成和工作模式u 3G移动通信系统由用户设备（UE）、无线接入网（UTRAN）和核心网（CORE Network）三部分组成。UTRAN由Node B和RNC构成，核心网由PS和CS构成，其中主要
40、接口有Uu接口、Iub接口、IuCS接口、IuPS接口。u 用户设备UE：通过Uu接口与网络设备进行数据交换，为用户提供电路域和分组域内的各种业务功能。UE包括两个部分：ME提供应用和服务，USIM提供用户身份识别。u 无线接入网UTRAN：包括无线网络控制器RNC和一个或多个基站Node B，Node B和RNC通过Iub接口互联。u 核心网CORE Network：位于网络子系统内，由PS和CS组成，核心网的主要作用是把A口上来的呼叫请求或数据请求，接续到不同的网络上。u 3G移动通信系统的工作模式v 频分数字双工（FDD）模式：上行和下行传输分别使用分离的两个对称频带的双工模式，需要成对
41、的频率，通过频率区分上、下行。WCDMA和CDMA2000采用FDD方式。WCDMA即宽带CDMA技术，扩展码速率为3.84Mchip/s，载波带宽为5MHz。CDMA2000的扩频码速率为1.2288Mchip/s，载波带宽为1.25MHz。v WCDMA和CDMA2000最主要的区别：WCDMA的基站间同步是可选的，CDMA2000基站间同步是必须的。v TDD是上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上、下行并进行切换，特别适用于非对称的分组交换数据业务（如互联网）。v TD-SCDMA采用TDD、TDMA/CDMA多址工作方式，扩展码速率为1.28Mchip/s，载波带宽
42、为1.6MHz，其基站间必须同步，适合非对称数据业务。 CDMA和GSM网络特点l GSM移动通信系统n 工作频段：我国GSM通信系统采用900MHz和1800MHz两个频段。u 900MHz频段：上行频带为890-915MHz，下行频带为935-960MHz，双工间隔为45MHz，工作带宽为25MHz。u 1800MHz频段：上行频带为1710-1785MHz，下行频带为1805-1880MHz，双工间隔为95MHz，工作带宽为75MHz。n 频率复用：指在不同间隔区域内，使用相同的频率进行覆盖。u 基本采用4X3频率复用方式（每4个基站为一群，每个基站分为6个三叶草形60度扇区或3个120
43、度扇区，共需12组频率。n GSM采用的多址技术u 频分多址技术（FDMA）和时分多址技术（TDMA）n GSM信道u 分为物理信道和逻辑信道。一个物理信道就是频宽200KHz，时长为0.577ms的物理实体。逻辑信道又分为业务信道和控制信道两大类。v 业务信道（TCH）：用于传送编码后的语音或客户数据。在上行和下行信道上，点对点方式传播。v 控制信道：用于传送信令或同步数据。根据功能又分为广播、公共、专用三种控制信道。n GSM通信系统的构成u 主要有移动交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、移动台（MS）组成。其中NSS与BSS之间的接口为A接口，BSS与MS之间的接口为Um接口。A
44、接口和Um接口是开放的接口。n 切换：处于通话状态的移动用户从一个BSS移动到另一个BSS时，保持移动用户已经建立的链路不被中断。切换包括BSS内部切换、BSS间切换、MSS间切换。l CDMA通信系统n CDMA工作频段：我国的CDMA采用900MHz频段，825-835MHz移动台发、基站收，870-880MHz基站发、移动台收。双工间隔为45MHz，工作带宽为10MHz，在频带宽为1.25MHz。n CDMA多址方式u 给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它来对承载信息的信号进行编码。u 根据扩频调制方式不同，可以分为直接序列扩频（DS）、跳频扩频（FH）、跳时扩频（TH）、复
45、合式扩频。u 扩频通信系统具有抗干扰能力强、保密性好、可以实现码分多址、抗多址干扰、能精确地定时和测距等特点。n CDMA信道u 主要有开销信道和业务信道量类。u 导频信道、寻呼信道、同步信道、接入信道统称为开销信道。u 导频信道、寻呼信道、同步信道、业务信道构成前向信道；接入信道、业务信道构成反向信道。n CDMA通信系统的构成：移动键环子系统、基站子系统、移动台。n CDMA切换：u 与GSM的硬切换相比，CDMA移动台在通信时可能发生同频软切换、同频同扇区间的更软切换以及不同载频间的硬切换。u 软切换：指移动台开始与一个新的基站联系时，并不立即中断与原基站间的通信，当与新的基站取得可靠通
46、话后，再中断与原基站的通信。u CDMA相对GSM在切换成功率方面大大提高。n CDMA优点：u 系统容量大u 系统通信质量更佳u 频率规划灵活u 频带利用率高u 适用于多媒体通信系统u CDMA手机的备用时间更长 3G网络特点l 在室内、室外和行车环境中分别支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的传输速率。l 3G有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种制式。l CDMA2000网络特点n 自适应调制编码技术n 前向链路快速功率控制技术n 移动IP技术n 前向链路时分复用n 速率控制n 增强的电池续航能力n 软切换l TD-SCDMA网络特点n 采用了TDD的双工方式，使其可以利用时隙的不同来区分不同的用户。n 同步技术包括网络同步、初始化同步、节点同步、传输信道同步、无线接口同步、Iu接口时间校准、上行同步等。n 功率控制是TD-SCDMA系统中有效控制系统内部的干扰电平，从而降低小区内和小区间干扰的不可缺少的手段。n 智能天线技术是在复杂的移动通信环境和频带资源受限的条件下达到更好的通信质量和更高的频谱利用率。n TD-SCDMA系统中采用的联合监测技术可以充分利用造成多址干扰的所有用户信号及其多径的先验信息，可以更加有效地利用上行链路频谱资源，显著地提高系统容量。n 接力切换可以提高切换成功率。n 动态信道分配可以较好地避免干扰，使信
