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2020年一级建造师 通信与广电 专业技术部分 完整
一级建造师 通信与广电专业技术部分，思维导图
编辑于2020-06-17 11:39:14- 通信与广电
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专业技术
通信网
现代通信网
交换的信息包括用户信息、控制信息、网络管理信息
从硬件构成看，通信网由终端节点、交换节点、业务节点、传输系统构成
终端节点-用户小交换机
交换节点--交换节点是通信网的核心设备（交换机、路由器）
业务节点-智能外设、语音信箱、各种信息服务器等
传输系统--物理线路
通信网的功能
1、信息传送
通信网的基本任务
2、信息处理
终端应用来完成
3、信令机制
4、网络管理
主要负责网络的运营管理、维护管理、资源管理。是通信网中最智能的部分
下一代网络ngn
以ip为中心
显著特征：分组化的、分层的、开放的，结构
sdn软件定义网络
nfv网络功能虚拟化
sdn是nfv的基础；网络切片是nfv最核心的内容
业务网、传送网、支撑网
业务网
交换节点设备是构成业务网的核心要素
目前提供的业务网包括公用电话网、数字数据网、智能网、移动通信网、互联网
传送网
核心要素，分插复用设备 （adm）、交叉连接设备（dxc）
复用技术
基带传输
模拟基带信号；优点：线路设备简单；缺点：传输媒介的带宽利用率不高
频分复用fdm
模拟信号；多路信号经过高频载波信号调制，每路信号调制到不同的载波频段上，通过占用同一介质不同频带实现复用；缺点：传输模拟信号成本高
时分复用tdm
数字信号；相对于频分复用，时分复用具有差错率低、安全性好、数字电路高度集成以及更高的带宽利用率
波分复用wdm
本质是光域上的频分复用；wdm系统完成的是透明传输；wdm的每个波长与一条物理光纤没有分别；wdm是网络扩容的理想手段
传送网节点技术
1、sdh传送网
以同步时分复用和光纤技术为核心的传送网
2、基于sdh的多业务传送平台（mstp）
mstp是sdh与以太网初步融合的产物，适用于已经部署大量sdh网的运营商
3、光传送网（otn）
3、分组传送网ptn
支撑网
支撑网作用：保障业务网正常运行、增强网路功能、提高网路服务质量
支撑网包括：信令网、同步网、管理网
信令网
由信令点sp、信令转接点stp、信令链路组成
信令网可分为不含stp的无级网和含stp的分级网
同步网
通信网的最底层；实现信号的时钟同步、帧同步、网同步
我国数字同步网采用由单个基准时钟控制的分区式主从同步网结构，分为四个等级
第一级是基准时钟；铯原子
第二级是长途交换中心时钟；分a类，b类；设置于一级和二级长途交换中心的是a类时钟；设置于三级和四级长途交换中心的时钟属于b类时钟
第三级是高稳定度晶体时钟；设置在汇接局和端局
第四级是一般晶体时钟；设置于远端模块、数字终端设备、数字用户交换设备
管理网
核心网
交换技术是核心网的核心技术
交换技术
电路交换
方式
空分交换
时分交换
程控数字交换机
特点：1、必须建立专用的物理连接通路，呼叫建立时间长，存在呼损 2、对信息不做任何处理，原封不动的传送。不进行差错控制 3、实时性较好，但线路利用率低
分组交换
方式
虚电路
特点：1、面向连接的方式，逻辑连接 2、按原有顺序到达终点，不会产生失序现象 3、虚电路适用于较连续的数据流传送
数据报
特点：1、无连接方式 2、独立选路，会失序 3、数据报方式适用于面向事物的询问/响应型数据业务
分组交换优点
1、能较好的满足交互型通信的实时性要求
2、提高了链路的利用率
4、可靠性高
4、经济性好
atm交换
面向连接
软交换
是分组交换网络与传统pstn网络融合的解决方案
软交换的核心思想是业务提供与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离
ip交换和mpls交换
ip交换主要有重叠模型和集成模型两大类
多协议标记交换mpls是集成模型的ip交换技术的典型应用
接入网
三个接口
接入网---Q3接口----电信管理网
接入网----UNI接口----用户侧
接入网---SNI接口---业务节点
接入网按垂直方向分解为电路层、传输通道层、传输煤质层
接入网的主要功能可以分解为用户口功能、业务口功能、核心功能、传送功能、系统管理功能（干扰项：交换功能）
fttc光纤到路边
fttdp光纤到分配点
无源光网络pon是指在olt和onu之间的光分配网络odn
pon是‘宽带提速’‘光进铜退及基础
互联网
局域网：网络拓扑多用简单的总线或环形结构，
城域网:树形
网络拓扑
网形
特点：可靠性高，
缺点：通信线路总长度长，投资成本高，路径选择技术较复杂
星形
特点：结构简单、容易建网、便于管理
缺点：由于通信线路总长度较长，成本较高。对中心节点的可靠性要求高，
树形
是一个在分级管理基础上集中式的网络，适合于各种统计管理系统。但任意节点的故障均会影响它所在支路网络的正常工作，故可靠性要求较高，而且越高层次的节点，其可靠性要求越高
环形
特点：网络管理软件实现简单，
缺点：信息在传输过程中要经过环路上的许多节点，容易因某个节点发生故障而破坏整个网络的通信。网络吞吐能力较差，适用于信息传输量不大的情况，一般用于局域网。
总线型
任何一节点的故障都不会使整个网络发生故障，网络比较容易扩展，增减节点容易
tcp/ip协议
tcp/ip协议定义了设备如何接入互联网以及数据如何在他们之间传输的标准。
ipv6
128位，40亿倍
遵循聚类，大大减小了路由表的长度
提供服务质量控制平台
支持自动配置
具有更高的安全性
光传输系统
光纤通信系统
最基本的光纤通信系统由光发射机、光接收机、光纤线路组成
光纤通信系统通常采用数字编码、强度调制、直接检波等技术
编码：
强度调制就是在光端机发送端，通过调制器用电信号控制光源的发光强度，使光强度随信号电流线性变化
直接检波：指在光端机接收端，用光电检测器直接检测光的有无，在转化为电信号
光传输媒质
内部介质对光的折射率比外部高
光在光纤中传播，会产生衰减和畸变
损耗------衰减--损耗影响传输距离
光纤传输损耗
自身的损耗
吸收损耗
原因：光能转化为热能
散射损耗
原因：光纤折射率不均匀或光纤表面畸变
瑞利散射损耗
非线性散射损耗
波导效应散射损耗
非自身原因的损耗
连接损耗
微弯损耗
弯曲损耗
色散--畸变----色散影响通信容量
光纤传输色散
色散是光信号到达输出端时发生的时间上的展宽
产生原因：光信号的不同频率成分、不同模式、因传输速度不同，到达终点的时间不同，从而引起的波形畸变
掺饵光纤放大器实现了全光中继
光传输设备
准同步数字体系pdh
同步数字体系sdh
sdh频带利用率较pdh有所降低
光波分复用wdm
依据通道间隔和应用的不同，光波分复用分稀疏波分复用cwdm，密集波分复用dwdm
cwdm信道间隔20nm；dwdm信道间隔0.2nm~1.2nm
sdh
sdh的基本网络单元p21图
1、终端复用器tm
2、分插复用器adm
3、再生中继器reg
4、同步数字交叉连接设备（sdxc）
拓扑结构
树形
可以看成线性和星形的结合。这种结构存在瓶颈问题，因此不适合提供双向通信业务
网孔型
网孔结构中各节点主要采用dxc，一般用于业务量很大的一级长途干线
sdh网络分层p22图
再生段
reg两侧
复用段
tm与adm之间、adm与adm之间 （复用器与复用器之间是复用段）
数字段
两个相邻配线架之间
dwdm（0.2~1.2nm）
dwdm工作方式
按传输方向的不同分为双纤单向传输系统、单纤双向传输系统
dwdm系统主要网元及其功能
目前商用的dwdm系统波道数可达160波
1、光波长转换器otu
一般情况下，接收端不同波道otu是可以互换的
2、合波器omu
3、分波器odu
4、光纤放大器oa
5、光分插复用器oadm
主要技术要求是通道串扰、插入损耗
6、光交叉连接器oxc
光交叉连接器是实现全光网络的核心器件
ptn系统（ptn分组传送网）
ptn特点
两个特性 分组、传送
以ip为内核
ptn的分层结构
通道层
通路层
传输媒介层
ptn的功能平面
1、传送平面
2、控制平面
3、管理平面
采用图形化网管进行业务配置和性能告警管理。管理平面执行传送平面、控制平面以及整个系统的管理功能
光纤接口包括
FE、GE、10GE、STM-n
网络级生存技术
ptn利用传送平面的oam机制，为选定的工作实体预留了保护路由呵呵带宽，不需要控制平面的参与就可以提供小于50ms的保护，主要包括线性保护、环网保护。
线性保护倒换包括1+1、1：1、1：n方式，支持单向、双向、返回、非返回倒换模式
环网保护支持的转向、环回机制，类似于sdh复用段共享保护环，在环上建立保护和工作路径。
频率和时间同步技术
ptn普遍采用的时钟同步方案，有基于物理层的同步以太网技术、基于分组包的top技术、IEEE1588v2精确时间协议技术三种方案
基于物理层的同步以太网技术、基于分组包的top技术只能支持频率信号的传送，不支持时间信号的传送
ptn提供的地面链路传送高精度时间信息，将大大降低基站对卫星的依赖程度，减少用于同步系统的天馈系统建设投资
微波与卫星
微波
微波只能像光波一样直线传播（即视距传播），绕射能力弱
sdh数字微波通信系统组成
1、终端站
可上下全部话路，具有波道倒换功能
2、分路站
可上下话路，具有波道倒换功能
3、枢纽站
可上下话路，具有波道倒换功能
4、中继站
不上下话路，不具有波道倒换功能
微波站组成
1、天馈线和分路系统
微波天线的基本参数：天线增益、半功率角、极化去耦、驻波比
微波天线采用抛物面式天线
馈线
波导型
厘米波段
同轴电缆型
分米波段
2、微波收发信机
3、调制解调器
多采用多进制编码的64QAM,128QAM,256QAM,512QAM调制方式
4、复用设备
5、基础电源
电磁波
电磁波衰落分类
1、大气吸收衰落
2、雨雾引起的散射衰落
3、闪烁衰落
4、k型衰落
又叫多径衰落
5、波导型衰落
克服电磁波衰落的方法
1、利用地形地物削弱反射波的影响
2、将反射点设在反射系数较小的地面
例如反射点从水面移至森林或凹凸不平的地面，以减少反射系数，从而减小进入接收端的反射波
3、利用天线的方向性
调整天线角度，减小反射波进入接收端
4、用无源反射板克服绕射衰落
当路由中存在较高障碍物时，使用无源反射板或背对背天线可使电波绕过障碍物
5、分集接收
频率分集
空间分集
利用不同高度的两幅或多副天线，接收同一频率的信号
分集接收并不能解决所有的衰落，如对雨雾吸收性衰落等，只能通过 增加发射功率、缩短站距、适当改变天线设计才能克服
卫星
静止轨道卫星距离地面35780km，24h
卫星通信的缺点
1、保密性差
2、电波的传输时延较大
3、存在日凌中断、星蚀现象
卫星通信多址方式
1、频分多址fdma
2、时分多址tdma
3、空分多址sdma
4、码分多址cdma
vsat卫星
蜂窝移动
切换
硬切换
先断后连
gsm
软切换
先连后断
cdma
接力切换
介于二者之间
td-scdma的核心技术
2g
系统构成
移动台ms
基站子系统bss
移动交换子系统nss
操作维护子系统oss
gsm
时分多址tdma
cdma
3g
4g
主要特征
2、支持更高的终端移动速度（250km/h）
3、全ip网络架构、承载与控制分离
系统构成
用户设备ue
增强无线接入网e-utran
增强分组核心网epc
工作模式
4g Lte 定义了频分双工fdd、时分双工tdd两种方式，二者主要区别在于无线接入部分的空中接口标准不同
4g关键技术
1、正交频分复用ofdm
2、多输入输出mimo
3、智能天线
4、软件无线电
5、基于ip的核心网
5g
关键指标
设备密度 600万个/km²
流量密度 20Tbs/km²
移动性 500km/h
主要场景
连续广域覆盖
热点高容量
低功耗大连接
低时延高可靠
核心技术
大规模天线技术
超密集组网
全频谱接入
新型多址技术
新型网络架构
sdn、nfv将成为5g网络的重要特征
通信电源系统
要求
可靠、稳定、小型、高效
指标
交流电
电压、频率
直流电
电压、杂音
供电方式
1、集中供电
通信局站
2、分散供电
大容量通信枢纽楼
3、混合供电
无人值守的基站中继站
4、一体化供电
小型用户交换机
交流供电系统
交流供电线路、燃油发电机组、低压交流配电屏、逆变器（看输出）、交流不间断电源UPS
直流供电系统
直流配电屏、整流设备（看输出）、蓄电池、直流变换器（DC/DC）
接地系统
联合接地
交流工作接地
交流工作接地可保证相间电压未定
直流工作接地
直流工作接地可保证直流通信电源的电压为负值
保护接地
保护接地可以避免设备的金属外壳因绝缘受损而带电
防雷接地
迅速泄放由于雷电引起的强电流，防止因雷电瞬间过压而损坏设备
当变压器装在楼内时，变压器的中性点与接地总汇集线之间宜采用双线连接
蓄电池
主要指标
电动势、内阻、终了电压、放电率、充电率、循环寿命
浮充充电
均衡充电
电池在使用过程中，会产生比重、容量、电压不均衡的情况，应进行均衡充电，使电池达到均衡一致的良好状态。均衡充电一般要定期进行。如果出现放电过量造成终了电压过低、放电超过容量的10％、经常充电不足导致极板处于不良状态、电解液里有杂质、放电24h未及时补充电、市电中断后导致全浮充放出近一半的容量等情况时，都要随时进行均衡充电。
光电缆
分类
单模光纤
适用于大容量、长距离
多模光纤
适用于低速率、短距离
几种单模光纤的特点与应用
1、G.652D标准单模光纤
实现1260nm~1625nm波段的全波通信
具有优越的偏振膜色散系数
满足了cwdm技术的需要
更加适合城域网建设的需要
2、G.653色散位移光纤
在1550nm的色散为零，不利于多信道的wdm传输
日本
3、G.654截止波长位移光纤
也叫衰减最小光纤，在1550nm处的衰减最小
4、G.655非零色散位移光纤
G.655光纤是为适于dwdm的应用而开发的
5、G.657弯曲损耗不敏感的单模光纤
G.657A与G.652D光纤能完全兼容
入户光纤采用G.657A
最大的特点是对弯曲损耗不敏感
光缆型式代号
分类
室内型
GJ-通信用室内（局内）光缆 【光局】
GJC--气吹
GJX--蝶形
室外型
GY-通信用室外（野外）光缆 【光野】
GYW--微
GYC--吹
GYL--路面
GYP-排水
室内外型
GJY-通信用室内外光缆 【光局野】
GJYX--通信用室内外蝶形引入光缆
电缆
双绞线的特性阻抗100Ω、120Ω、150Ω
CAT5电缆的最大衰减值，随传输信号频率的增高而增大，近端串音衰减值（dB）随传输信号频率的增高而减小
频率高→传输衰减增大→近端串音衰减减小
广播电视（考前看）