第四章通信系統(tǒng)與通信工程本章目標(biāo)從通信的應(yīng)用出發(fā)，理解通信系統(tǒng)的組成、理解通信工程的建立過(guò)程，思考通信工程需要解決的問(wèn)題。主要內(nèi)容4.1通信系統(tǒng)組成 4.2通信系統(tǒng)分類 4.3典型的通信系統(tǒng)介紹4.4典型通信網(wǎng)絡(luò)介紹4.5通信工程及其實(shí)施4.6通信工程建設(shè)程序4.7通信工程管理、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)4.1通信系統(tǒng)組成通信系統(tǒng)是指用電信號(hào)（或光信號(hào)）傳輸信息的系統(tǒng)，也稱電信系統(tǒng)。系統(tǒng)通常是由具有特定功能、相互作用和相互依賴的若干單元組成的、完成統(tǒng)一目標(biāo)的有機(jī)整體。最簡(jiǎn)便的通信系統(tǒng)供兩點(diǎn)的用戶彼此發(fā)送和接收信息。在一般通信系統(tǒng)內(nèi)即通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，用戶可通過(guò)交換設(shè)備與系統(tǒng)內(nèi)的其他用戶進(jìn)行通信。通信系統(tǒng)一般組成通信系統(tǒng)一般由信源（發(fā)端設(shè)備）、信宿（收端設(shè)備）和信道（傳輸媒介）等組成，被稱為通信的三要素。在電通信系統(tǒng)中，消息的傳遞是通過(guò)電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，首先要把消息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)發(fā)送設(shè)備，將信號(hào)送入信道，在接收端利用接收設(shè)備對(duì)接收信號(hào)做相應(yīng)的處理后，送給信宿再轉(zhuǎn)換為原來(lái)的消息，這一過(guò)程可用圖4-1的通信系統(tǒng)組成的一般模型來(lái)概括。4.2通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)（communicationsystems）用以完成信息傳輸過(guò)程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導(dǎo)引媒體中的傳輸機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)，前者稱為無(wú)線通信系統(tǒng)，后者稱為有線通信系統(tǒng)。當(dāng)電磁波的波長(zhǎng)達(dá)到光波范圍時(shí)，這樣的電信系統(tǒng)特稱為光通信系統(tǒng)，其他電磁波范圍的通信系統(tǒng)則稱為電磁通信系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為電信系統(tǒng)。由于光的導(dǎo)引媒體采用特制的玻璃纖維，因此有線光通信系統(tǒng)又稱光纖通信系統(tǒng)。一般電磁波的導(dǎo)引媒體是導(dǎo)線，按其具體結(jié)構(gòu)可分為電纜通信系統(tǒng)和明線通信系統(tǒng)；無(wú)線電信系統(tǒng)按其電磁波的波長(zhǎng)則有微波通信系統(tǒng)與短波通信系統(tǒng)之分。另一方面，按照通信業(yè)務(wù)的不同，通信系統(tǒng)又可分為電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、傳真通信系統(tǒng)和圖像通信系統(tǒng)等。通信系統(tǒng)按所用傳輸媒介的不同可分為兩類：①利用金屬導(dǎo)體為傳輸媒介，如常用的通信線纜等，這種以線纜為傳輸媒介的通信系統(tǒng)稱為有線電通信系統(tǒng)；②利用無(wú)線電波在大氣、空間、水或巖、土等傳輸媒介中傳播而進(jìn)行通信，這種通信系統(tǒng)稱為無(wú)線電通信系統(tǒng)。光通信系統(tǒng)也有“有線”和“無(wú)線”之分，它們所用的傳輸媒介分別為光學(xué)纖維和大氣、空間或水。通信系統(tǒng)按通信業(yè)務(wù)（即所傳輸?shù)男畔⒎N類）的不同可分為電話、電報(bào)、傳真、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等。信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)變化的，稱為模擬信號(hào)(如電話)；在時(shí)間上離散、其幅度取值也是離散的信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào)（如電報(bào)）。模擬信號(hào)通過(guò)模擬－數(shù)字變換（包括采樣、量化和編碼過(guò)程）也可變成數(shù)字信號(hào)。通信系統(tǒng)中傳輸?shù)幕鶐盘?hào)為模擬信號(hào)時(shí),這種系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng);傳輸?shù)幕鶐盘?hào)為數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。4.3典型的通信系統(tǒng)介紹基本系統(tǒng)一般由信源（發(fā)端設(shè)備）、信宿（收端設(shè)備）和信道（傳輸媒介）等組成，被稱為通信的三要素。來(lái)自信源的消息（語(yǔ)言、文字、圖像或數(shù)據(jù)）在發(fā)信端先由末端設(shè)備（如電話機(jī)、電傳打字機(jī)、傳真機(jī)或數(shù)據(jù)末端設(shè)備等）變換成電信號(hào)，然后經(jīng)發(fā)端設(shè)備編碼、調(diào)制、放大或發(fā)射后，把基帶信號(hào)變換成適合在傳輸媒介中傳輸?shù)男问?；?jīng)傳輸媒介傳輸，在收信端經(jīng)收端設(shè)備進(jìn)行反變換恢復(fù)成消息提供給收信者。這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信大都是雙向傳輸?shù)?。因此，在通信?duì)象所在的兩端均備有發(fā)端和收端設(shè)備。4.3.1多路系統(tǒng)為了充分利用通信信道、擴(kuò)大通信容量和降低通信費(fèi)用，很多通信系統(tǒng)采用多路復(fù)用方式，即在同一傳輸途徑上同時(shí)傳輸多個(gè)信息。多路復(fù)用分為頻率分割、時(shí)間分割和碼分割多路復(fù)用。在模擬通信系統(tǒng)中，將劃分的可用頻段分配給各個(gè)信息而共用一個(gè)共同傳輸媒質(zhì),稱為頻分多路復(fù)用。在數(shù)字通信系統(tǒng)中,分配給每個(gè)信息一個(gè)時(shí)隙(短暫的時(shí)間段)，各路依次輪流占用時(shí)隙，稱為時(shí)分多路復(fù)用。碼分多路復(fù)用則是在發(fā)信端使各路輸入信號(hào)分別與正交碼波形發(fā)生器產(chǎn)生的某個(gè)碼列波形相乘，然后相加而得到多路信號(hào)。完成多路復(fù)用功能的設(shè)備稱為多路復(fù)用終端設(shè)備，簡(jiǎn)稱終端設(shè)備。多路通信系統(tǒng)由末端設(shè)備、終端設(shè)備、發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備和傳輸媒介等組成。4.3.2有線系統(tǒng)用于長(zhǎng)距離電話通信的載波通信系統(tǒng)，是按頻率分割進(jìn)行多路復(fù)用的通信系統(tǒng)。它由載波電話終端設(shè)備、增音機(jī)、傳輸線路和附屬設(shè)備等組成。其中載波電話終端設(shè)備是把話頻信號(hào)或其他群信號(hào)搬移到線路頻譜或?qū)?duì)方傳輸來(lái)的線路頻譜加以反變換、并能適應(yīng)線路傳輸要求的設(shè)備；增音機(jī)能補(bǔ)償線路傳輸衰耗及其變化，沿線路每隔一定距離裝設(shè)一部。4.3.3微波系統(tǒng)長(zhǎng)距離大容量的無(wú)線電通信系統(tǒng),因傳輸信號(hào)占用頻帶寬,一般工作于微波或超短波波段。在這些波段，一般僅在視距范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的傳輸特性，因而在進(jìn)行長(zhǎng)距離通信時(shí)須采用接力(也稱中繼)通信方式，即在信號(hào)由一個(gè)終端站傳輸?shù)搅硪粋€(gè)終端站所經(jīng)的路由上，設(shè)立若干個(gè)鄰接的、轉(zhuǎn)送信號(hào)的微波接力站(又稱中繼站)，各站間的空間距離約為20～50公里。接力站又可分為中間站和分轉(zhuǎn)站。微波接力通信系統(tǒng)的終端站所傳信號(hào)在基帶上可與模擬頻分多路終端設(shè)備或與數(shù)字時(shí)分多路終端設(shè)備相連接。前者稱為模擬接力通信系統(tǒng)；后者稱為數(shù)字接力通信系統(tǒng)。由于具有便于加密和傳輸質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)日益得到人們的重視。除上述視距接力通信系統(tǒng)外，利用對(duì)流層散射傳播的超視距散射通信系統(tǒng)，也可通過(guò)接力方式作為長(zhǎng)距離中容量的通信系統(tǒng)。4.3.4衛(wèi)星系統(tǒng)在微波通信系統(tǒng)中，若以位于對(duì)地靜止軌道上的通信衛(wèi)星為中繼轉(zhuǎn)發(fā)器，轉(zhuǎn)發(fā)各地球站的信號(hào)，則構(gòu)成一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。靜止通信衛(wèi)星是軌道在赤道平面上的衛(wèi)星，它離地面高度為35780km，采用三個(gè)相差120°的靜止通信衛(wèi)星就可以覆蓋地球的絕大部分地域(兩極盲區(qū)除外)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)是覆蓋面積很大，在衛(wèi)星天線波束覆蓋的大面積范圍內(nèi)可根據(jù)需要靈活地組織通信聯(lián)絡(luò)，有的還具有一定的變換功能,故已成為國(guó)際通信的主要手段,也是許多國(guó)家國(guó)內(nèi)通信的重要手段。衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要由通信衛(wèi)星、地球站、測(cè)控系統(tǒng)和相應(yīng)的終端設(shè)備組成。衛(wèi)星通信系統(tǒng)既可作為一種獨(dú)立的通信手段（特別適用于對(duì)海上、空中的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和專用通信網(wǎng)），又可與陸地的通信系統(tǒng)結(jié)合、相互補(bǔ)充，構(gòu)成更完善的傳輸系統(tǒng)。4.3.5光纖通信系統(tǒng)光纖通信是以光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)作為傳輸媒質(zhì)、以光波為運(yùn)載工具（載波）的通信方式。光纖通信具有容量大、頻帶寬、傳輸損耗小、抗電磁干擾能力強(qiáng)、通信質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，且成本低，與同軸電纜相比可以大量節(jié)約有色金屬和能源。自從1977年世界上第一個(gè)光纖通信系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)以來(lái)，光纖通信發(fā)展迅速，已成為各種通信干線的主要傳輸手段。目前，單波長(zhǎng)光通信系統(tǒng)速率已達(dá)10Gb/s，其潛力已不大，采用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)來(lái)擴(kuò)容是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)超大容量光傳輸?shù)闹匾夹g(shù)。近年來(lái)，DWDM技術(shù)取得了較大的進(jìn)展，美國(guó)AT&T實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)已成功地完成了Tb/s的傳輸實(shí)驗(yàn)。4.3.6數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)是將通信范圍分為若干相距一定距離的小區(qū)，移動(dòng)用戶可以從一個(gè)小區(qū)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)，依靠終端對(duì)基站的跟蹤，使通信不中斷。移動(dòng)用戶還可以從一個(gè)城市漫游到另一個(gè)城市，甚至到另一個(gè)國(guó)家與原注冊(cè)地的用戶終端通話。數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由三部分組成：控制交換中心、若干基地臺(tái)、諸多移動(dòng)終端。通過(guò)控制交換中心進(jìn)入公用有線電話網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話與固定電話、移動(dòng)電話與移動(dòng)電話之間的通信。2G、3G、4G都是采用數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。4.3.7電話系統(tǒng)電話通信的特點(diǎn)是通話雙方要求實(shí)時(shí)對(duì)話，因而要在一個(gè)相對(duì)短暫的時(shí)間內(nèi)在雙方之間臨時(shí)接通一條通路，故電話通信系統(tǒng)應(yīng)具有傳輸和交換兩種功能。這種系統(tǒng)通常由用戶線路、交換中心、局間中繼線和干線等組成。電話通信網(wǎng)的交換設(shè)備采用電路交換方式，由接續(xù)網(wǎng)絡(luò)（又稱交換網(wǎng)絡(luò)）和控制部分組成。話路接續(xù)網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)需要臨時(shí)向用戶接通通話用的通路，控制部分是用來(lái)完成用戶通話建立全過(guò)程中的信號(hào)處理并控制接續(xù)網(wǎng)絡(luò)。在設(shè)計(jì)電話通信系統(tǒng)時(shí)，主要以接收話音的響度來(lái)評(píng)定通話質(zhì)量，在規(guī)定發(fā)送、接收和全程參考當(dāng)量后即可進(jìn)行傳輸衰耗的分配。另一方面根據(jù)話務(wù)量和規(guī)定的服務(wù)等級(jí)（即用戶未被接通的概率──呼損率）來(lái)確定所需機(jī)、線設(shè)備的能力。由于移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的需要日益增長(zhǎng)，移動(dòng)通信得到了迅速的發(fā)展。移動(dòng)通信系統(tǒng)由車載無(wú)線電臺(tái)、無(wú)線電中心（又稱基地臺(tái)）和無(wú)線交換中心等組成。車載電臺(tái)通過(guò)固定配置的無(wú)線電中心進(jìn)入無(wú)線電交換中心，可完成各移動(dòng)用戶間的通信聯(lián)絡(luò)；還可由無(wú)線電交換中心與固定電話通信系統(tǒng)中的交換中心(一般為市內(nèi)電話局)連接，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶與固定用戶間的通話。4.3.8電報(bào)系統(tǒng)為使電報(bào)用戶之間互通電報(bào)而建立的通信系統(tǒng)。它主要利用電話通路傳輸電報(bào)信號(hào)。公眾電報(bào)通信系統(tǒng)中的電報(bào)交換設(shè)備采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式（又稱電文交換），即將收到的報(bào)文先存入緩沖存儲(chǔ)器中，然后轉(zhuǎn)發(fā)到去向路由，這樣可以提高電路和交換設(shè)備的利用率。在設(shè)計(jì)電報(bào)通信系統(tǒng)時(shí)，服務(wù)質(zhì)量是以通過(guò)系統(tǒng)傳輸一份報(bào)文所用的平均時(shí)延來(lái)衡量的。對(duì)于用戶電報(bào)通信業(yè)務(wù)則仍采用電路交換方式，即將雙方間的電路接通，而后由用戶雙方直接通報(bào)。4.3.9數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信是伴隨著信息處理技術(shù)的迅速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由分布在各點(diǎn)的數(shù)據(jù)終端和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備和通信線路互相連接而成。利用通信線路把分布在不同地點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接在一起的網(wǎng)絡(luò),稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),這樣可使廣大用戶共享資源。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中多采用分組交換（或稱包交換）方式，這是一種特殊的電文交換方式，在發(fā)信端把數(shù)據(jù)分割成若干長(zhǎng)度較短的分組（或稱包）然后進(jìn)行傳輸，在收信端再加以合并。它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以減少時(shí)延和充分利用傳輸信道。4.4典型通信網(wǎng)絡(luò)介紹4.4.1通信網(wǎng)概述1通信網(wǎng)的基本概念通信網(wǎng)是由一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)（包括終端設(shè)備和交換設(shè)備）和連接節(jié)點(diǎn)的傳輸鏈路相互有機(jī)地組合在一起，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)規(guī)定點(diǎn)間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。也就是說(shuō)，通信網(wǎng)是由相互依存、相互制約的許多要素組成的有機(jī)整體，用以完成規(guī)定的功能。2通信網(wǎng)的構(gòu)成要素通信網(wǎng)在硬件上由三部分組成。（1）終端設(shè)備。（2）傳輸設(shè)備及鏈路。（3）交換設(shè)備。為了使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)、正常的工作，通信網(wǎng)還應(yīng)包括各種軟件，主要有：信令方案、通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由方案、編號(hào)方案、資費(fèi)制度與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，這些均屬于軟件。通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是指終端、節(jié)點(diǎn)或兩者間的分布與連接形式。不同的通信網(wǎng)會(huì)有不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，但其網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一樣的。各種不同的通信網(wǎng)都是基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組合。目前，通信網(wǎng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有網(wǎng)形、星形、復(fù)合形、總線形、環(huán)形和樹(shù)形等。3通信網(wǎng)的質(zhì)量要求對(duì)通信網(wǎng)一般提出三個(gè)要求：（1）接通的任意性與快速性；（2）信號(hào)傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質(zhì)量的一致性；（3）網(wǎng)絡(luò)的可靠性與經(jīng)濟(jì)合理性。例如，對(duì)電話通信網(wǎng)是從以下三個(gè)方面提出的要求（1）接續(xù)質(zhì)量：電話通信網(wǎng)的接續(xù)質(zhì)量是指用戶通話被接續(xù)的速度和難易程度，通常用接續(xù)損失（呼損）和接續(xù)時(shí)延來(lái)度量。（2）傳輸質(zhì)量：用戶接收到的話音信號(hào)的清楚逼真程度，可以用響度、清晰度和逼真度來(lái)衡量。（3）穩(wěn)定質(zhì)量：通信網(wǎng)的可靠性，其指標(biāo)主要有：失效率（設(shè)備或系統(tǒng)投入工作后，單位時(shí)間發(fā)生故障的概率）、平均故障間隔時(shí)間、平均修復(fù)時(shí)間（發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行修復(fù)的平均時(shí)長(zhǎng)）等等。4.4.2現(xiàn)代通信網(wǎng)的分類與構(gòu)成1、按功能劃分（1）業(yè)務(wù)網(wǎng)—用戶信息網(wǎng)，是通信網(wǎng)的主體，是向用戶提供各種通信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，例如，電話、電報(bào)、數(shù)據(jù)、圖像等；（2）信令網(wǎng)—實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間（包括交換局、網(wǎng)絡(luò)管理中心等）信令的傳輸和轉(zhuǎn)接的網(wǎng)絡(luò)；（3）同步網(wǎng)—實(shí)現(xiàn)數(shù)字設(shè)備之間的時(shí)鐘信號(hào)同步的網(wǎng)絡(luò)；（4）管理網(wǎng)—管理網(wǎng)是為提高全網(wǎng)質(zhì)量和充分利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而設(shè)置，以達(dá)到在任何情況下，最大限度地使用網(wǎng)絡(luò)中一切可以利用的設(shè)備，使盡可能多的通信得以實(shí)現(xiàn)。后三種網(wǎng)絡(luò)又統(tǒng)一稱為支撐網(wǎng)。2．按業(yè)務(wù)類型劃分（1）電話網(wǎng)—傳輸電話業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，交換方式一般采用電路交換方式；（2）電報(bào)網(wǎng)—傳輸電報(bào)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)；（3）傳真網(wǎng)—傳輸傳真業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)；（4）廣播電視網(wǎng)—傳輸廣播電視業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)；（5）數(shù)據(jù)通信網(wǎng)—傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，交換方式一般采用存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)交換方式。例如，因特網(wǎng)。3．按服務(wù)范圍劃分（1）本地網(wǎng)、長(zhǎng)途網(wǎng)和國(guó)際網(wǎng)（2）廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)。4．按所傳輸?shù)男盘?hào)形式分（1）數(shù)字網(wǎng)—網(wǎng)中傳輸和交換的是數(shù)字信號(hào)；（2）模擬網(wǎng)—網(wǎng)中傳輸和交換的是模擬信號(hào)。5．按傳輸介質(zhì)劃分（1）有線通信網(wǎng)—使用雙絞線、同軸電纜和光纖等傳輸信號(hào)的通信網(wǎng)；（2）無(wú)線通信網(wǎng)—使用無(wú)線電波線等在空間傳輸信號(hào)的通信網(wǎng)。根據(jù)電磁波波長(zhǎng)的不同又可以分為中、長(zhǎng)波通信、短波通信、微波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等6．按運(yùn)營(yíng)方式劃分（1）公用通信網(wǎng)—由國(guó)家郵電部門組建的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸和轉(zhuǎn)接裝置可供任何部門使用；（2）專用通信網(wǎng)—某個(gè)部門為本系統(tǒng)的特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)不向本系統(tǒng)以外的人提供服務(wù)，即不允許其他部門和單位使用。4.4.3電話網(wǎng)及SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)我國(guó)SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)融合移動(dòng)電話與固定電話的通信網(wǎng)4.4.4電信支撐網(wǎng)支撐網(wǎng)是指能使電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的、起支撐作用的網(wǎng)絡(luò)。它能增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能、提高全網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，以滿足用戶要求。在支撐網(wǎng)中傳送的是相應(yīng)的控制、監(jiān)測(cè)等信號(hào)。NO.7信令網(wǎng)、數(shù)字同步網(wǎng)、電信管理網(wǎng)是現(xiàn)代電信網(wǎng)的三個(gè)支撐網(wǎng)。4.4.5接入網(wǎng)（1）接入網(wǎng)的定義接入網(wǎng)的定義是：接入網(wǎng)由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）和用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）之間的一系列傳送實(shí)體（如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施）組成，為供給電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)。（2）接入網(wǎng)的定界接入網(wǎng)所覆蓋的范圍由三個(gè)接口定界。網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）與業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)（SN）相連；用戶側(cè)經(jīng)用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）與用戶相連；管理方面則經(jīng)Q3接口與電信管理網(wǎng)（TMN）相連。（3）接入網(wǎng)的功能模型接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)分成用戶口功能（UPF）、業(yè)務(wù)口功能（SPF）、核心功能（CF）、傳送功能（TF）和AN系統(tǒng)管理功能（AN-SMF）這五個(gè)基本功能組。（4）接入網(wǎng)的接口接入網(wǎng)有三種主要接口，即用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）、業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）和維護(hù)管理接口（Q3）。4.4.6因特網(wǎng)1.因特網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)從因特網(wǎng)的功能上看，可以劃分為以下的兩大塊：(1)資源子網(wǎng)，由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來(lái)進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。(2)IP通信子網(wǎng)，由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為資源子網(wǎng)提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。2.因特網(wǎng)工作方式在端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾嚎蛻舴?wù)器方式（C/S方式）即Client/Server方式和對(duì)等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式?？蛻?client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程?？蛻舴?wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)的請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。如圖4-16所示，客戶A向服務(wù)器B發(fā)出請(qǐng)求服務(wù)，而服務(wù)器B向客戶A提供服務(wù)。3、因特網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)從組成上看，因特網(wǎng)是一個(gè)由各種不同類型和規(guī)模的，獨(dú)立運(yùn)行和管理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的世界范圍的巨大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。組成Internet的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包括小規(guī)模的局域網(wǎng)(LAN)、城市規(guī)模的城域網(wǎng)(MAN)以及大規(guī)模的廣域網(wǎng)(WAN)等，這些網(wǎng)絡(luò)通過(guò)普通電話線、高速專用線路、衛(wèi)星、微波和光纜等線路和路由器把不同國(guó)家的大學(xué)、公司、科研部門以及軍事和政府等組織的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議是TCP/IP。IP與IPv6其中IP是網(wǎng)際協(xié)議（InternetProtocol）,目前資料中的IP協(xié)議通常指IPv4。IPv4曾廣泛應(yīng)用，目前IPv6逐漸成為主流。由于IPv4和IPv6的差異很大，曾經(jīng)稱使用IPv6的因特網(wǎng)為下一代互聯(lián)網(wǎng)。4.4.7有線電視網(wǎng)所謂有線電視（CATV，CableTelevision；IEC又稱為電纜分配系統(tǒng)(Cabledistributionsystem)）是指利用射頻電纜、光纜、多路微波或其組合來(lái)傳輸、分配和交換聲音、圖像及數(shù)據(jù)信號(hào)的電視系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是對(duì)于帶寬及實(shí)時(shí)性要求高。根據(jù)國(guó)家廣播電影電視總局《城市有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GY5075-2005）的要求，總體來(lái)說(shuō)，采用光纖的有線電視網(wǎng)絡(luò)由信號(hào)源、前端（總前端、分前端）、傳輸網(wǎng)絡(luò)（一級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)、二級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)）、用戶分配網(wǎng)絡(luò)、用戶終端五個(gè)部分構(gòu)成，圖4-18中給出了前端設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、用戶分配網(wǎng)及用戶終端的結(jié)構(gòu)圖。4.4.8自組網(wǎng)自組網(wǎng)是一組帶有無(wú)線收發(fā)裝置的(移動(dòng))終端組成的一個(gè)臨時(shí)性自治系統(tǒng)。每個(gè)(移動(dòng))終端同時(shí)具有路由器和主機(jī)兩種功能：作為主機(jī)，終端需要運(yùn)行面向用戶的應(yīng)用程序；作為路由器，終端需要運(yùn)行相應(yīng)的路由協(xié)議。因?yàn)橐苿?dòng)，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是隨著移動(dòng)而發(fā)生改變的。4.4.9無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wirelessSensorNetworks，WSN)

就是由大量的密集部署在監(jiān)控區(qū)域的智能傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，部署時(shí)只能采用隨機(jī)投放的方式，傳感器節(jié)點(diǎn)的位置不能預(yù)先確定；在任意時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)間通過(guò)無(wú)線信道連接，采用多跳(multi-hop)、對(duì)等(peertopeer)通信方式，自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；傳感器節(jié)點(diǎn)間具有很強(qiáng)的協(xié)同能力，通過(guò)局部的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理以及節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)交換來(lái)完成全局任務(wù)。主要突破：節(jié)點(diǎn)具有傳感器，能采集數(shù)據(jù)。4.4.10網(wǎng)絡(luò)電視網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV，InteractivePersonalityTV），是建立在因特網(wǎng)通信上的個(gè)性化的互動(dòng)的電視，是未來(lái)的家庭娛樂(lè)中心。從總體上講，網(wǎng)絡(luò)電視可根據(jù)終端分為三種形式，即PC平臺(tái)、TV（機(jī)頂盒）平臺(tái)和手機(jī)平臺(tái)（移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）。通過(guò)PC機(jī)收看網(wǎng)絡(luò)電視是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)電視收視的主要方式，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)之間的關(guān)系最為緊密。目前已經(jīng)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的系統(tǒng)基本上屬于此類?；赑C平臺(tái)的系統(tǒng)解決方案和產(chǎn)品已經(jīng)比較成熟，并逐步形成了部分產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各廠商的產(chǎn)品和解決方案有較好的互通性和替代性。嚴(yán)格地說(shuō)，手機(jī)電視是PC網(wǎng)絡(luò)的子集和延伸，它通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻內(nèi)容。由于它可以隨時(shí)隨地收看，且用戶基礎(chǔ)巨大，所以可以自成一體。4.11物聯(lián)網(wǎng)通常認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的概念可從廣義和狹義兩個(gè)方面來(lái)理解。廣義來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)未來(lái)發(fā)展的愿景，等同于“未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)”或者“泛在網(wǎng)絡(luò)”，能夠?qū)崿F(xiàn)人在任何時(shí)間、地點(diǎn)，使用任何網(wǎng)絡(luò)與任何人和物的信息交換，以及物與物之間的信息交換；狹義來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)是物品之間通過(guò)傳感器連接起來(lái)的局域網(wǎng)，不論接入互聯(lián)網(wǎng)與否，都屬于物聯(lián)網(wǎng)的范疇。4.4.12車聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)的概念源于物聯(lián)網(wǎng)，即車輛物聯(lián)網(wǎng)，是以行駛中的車輛為信息感知對(duì)象，借助新一代信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與X（即車與車、人、路、服務(wù)平臺(tái)）之間的網(wǎng)絡(luò)連接，提升車輛整體的智能駕駛水平，為用戶提供安全、舒適、智能、高效的駕駛感受與交通服務(wù)，同時(shí)提高交通運(yùn)行效率，提升社會(huì)交通服務(wù)的智能化水平。4.4.13衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)即通過(guò)衛(wèi)星為全球提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。每一顆衛(wèi)星通過(guò)衛(wèi)星之間的通信，與其他衛(wèi)星組成網(wǎng)絡(luò)。每一顆衛(wèi)星可以看成是一個(gè)太空中的移動(dòng)基站，相當(dāng)于是把地面上的基站搬到了太空之中，地面設(shè)備，例如手機(jī)通過(guò)衛(wèi)星的連接可以訪問(wèn)因特網(wǎng)。4.4.145G網(wǎng)絡(luò)與產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)是以第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5thGenerationMobileCommunicationTechnology，5G）為網(wǎng)絡(luò)接口組建的具有高速率、低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的新一代寬帶移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。5G網(wǎng)絡(luò)除用于5G手機(jī)高速通信外，主要的應(yīng)用領(lǐng)域是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用——產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。目前5G的標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè)，2018年6月，3GPP發(fā)布了第一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)（Release-15，簡(jiǎn)稱R15），支持5G獨(dú)立組網(wǎng)，重點(diǎn)滿足增強(qiáng)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)。2020年6月R16版本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，重點(diǎn)支持低時(shí)延高可靠業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)5G車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用的支持。R17版本標(biāo)準(zhǔn)將重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)差異化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)中高速大連接，計(jì)劃于2022年6月發(fā)布。與以往歷代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，5G并非一蹴而就，而是在不斷演化、不斷升級(jí)、不斷完善，無(wú)論功能性還是應(yīng)用性，都在持續(xù)擴(kuò)展。之后的R18、R19、R20，被視為第二輪5G創(chuàng)新，也叫作5GAdvanced。4.5通信工程及其實(shí)施4.5.1地鐵專用通信系統(tǒng)的組成地鐵專用通信系統(tǒng)由傳輸、公務(wù)、調(diào)度、專用無(wú)線、視頻監(jiān)控、廣播、時(shí)鐘、電源、集中告警、乘客信息系統(tǒng)構(gòu)成，由地鐵控制中心和車站、停車場(chǎng)、車輛段兩級(jí)設(shè)備組成。傳輸網(wǎng)由各車站、停車場(chǎng)、車輛段及控制中心設(shè)置的MSTP(OTN)傳輸設(shè)備，通過(guò)線路兩側(cè)的光纜構(gòu)成自愈光纖環(huán)網(wǎng)，是一個(gè)具有承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)及圖像的多業(yè)務(wù)光纖網(wǎng)絡(luò)，它承載的業(yè)務(wù)包含公務(wù)電話中繼、無(wú)線信號(hào)、專用電話、視頻信息、廣播信息、時(shí)鐘信息、乘客信息、通信各子系統(tǒng)的監(jiān)控信息，列車控制(ATS)信息、自動(dòng)售檢票(AFC)信息、綜合監(jiān)控(ISCS)等。4.5.2地鐵專用通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)對(duì)于規(guī)模不同的通信系統(tǒng)工程，通信系統(tǒng)工程的過(guò)程差異很大。一個(gè)大型通信系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)過(guò)程需要從技術(shù)、管理和用戶關(guān)系這三個(gè)關(guān)鍵因素的角度考慮，基本步驟如下：（1）選擇設(shè)備供貨商（2）通信系統(tǒng)工程的需求分析（3）邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)（4）物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)（5）系統(tǒng)安裝與調(diào)試（6）系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)收（7）用戶培訓(xùn)和系統(tǒng)維護(hù)4.5.3地鐵專用通信系統(tǒng)的工程實(shí)施1、地鐵通信工程施工設(shè)計(jì)原則現(xiàn)階段的工程建設(shè)在一定程度上對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高產(chǎn)生了較大的影響。我們?cè)诮ㄔO(shè)地鐵通信工程的時(shí)候，施工前的工作比較重要，會(huì)對(duì)后續(xù)施工和日后的投人使用產(chǎn)生較大的影響。我們要想獲得一個(gè)理想的地鐵通信工程，需要按照以下原則來(lái)進(jìn)行。第一，系統(tǒng)保障性原則。為保證系統(tǒng)的整體性，系統(tǒng)的建設(shè)采取“總體規(guī)劃、具體實(shí)施”的策略。這樣一來(lái)，工作人員在實(shí)際的施工當(dāng)中，不僅可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以保證工程在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)