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一级建造师考试通信和广电学习资料

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2013年一级建造师考试通信与广电学习资料汇总

1L411020光传输系统

需掌握的考点：

掌握光通信系统的构成

掌握SDH设备的构成及功能

掌握DWDM设备的构成及功能

1L411021掌握光通信系统的构成

需掌握的考点：

一、光纤通信系统（包括三、光传输设备）

二、光传输媒质P14（P581L411080光（电）缆特点及应用）（后面讲）

四、光通信系统传输网技术体制（已讲）

五、光波分复用（WDM）（已讲）

光通信系统通常指光纤传输通信系统,是目前通信系统中最常用的传输系统.掌握光纤传输系统的基本原理是了解光通信的窗口.

一、光纤通信系统

1.光纤通信是以光波作为载频,以光导纤维（简称光纤）作为传输媒介,遵循相应的技术体制的一种通信方式.

最基本的光纤通信系统是由光发射机,光纤线路（光缆和光中继器）和光接受机组成.图1L411021-1是光纤通信系统组成示意图。

光传输设备主要包括：

光发送机、光接收机、光中继器。

1）光发送机：

光发送机的作用是将数字设备的电信号进行电/光转换，调节并处理成为满足一定条件的光信号后送入光纤中传输。

光发送机的组成如图1L411021-2。

图1L411021-2是光发送机组成框图。

光源是光发送机的关键器件，它产生光纤通信系统所需要的载波;

输入接口在电/光之间解决阻抗、功率及电位的匹配问题;

线路编码包括码型转换和编码;

调制电路将电信号转变为调制电流，以便实现对光源输出功率的调节。

图1L411021-2光发送机组成图

光纤通信系统通常采用数字编码,强度调制,直接检波方式.调制方式

强度调制就是在发送端用电信号通过调制器控制光源的发光强度，使光强度随信号电流线性变化。

光强度是指单位面积上的光功率。

直接检波是指在接收端用光电检测器直接检测光的有无，再转化为电信号。

光纤作为传输媒介，以最小的衰减和波形畸变将光信号从发送端传输到接收端。

为了保证通信质量，信号经过一定距离的衰减后，进入光中继器，将已衰落的光信号脉冲进行补偿和再生。

2）光接收机：

光接收机的作用是把经过光纤传输后，脉冲幅度被衰减、宽度被展宽的弱光信号转变为电信号，并放大、再生恢复出原来的信号。

图1L411021-3是光接收机组成框图。

3）光中继器：

光中继器的作用是将通信线路中传输一定距离后衰弱、变形的光信号恢复再生，以便继续传输。

再生光中继器有两种类型：

一种是光-电--光中继器;另一种是光--光中继器。

二、光传输媒质P14（P581L411080光（电）缆特点及应用）

1.光纤是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。

光在光纤中传播，会产生信号的衰减和畸变，其主要原因是光纤中存在损耗和色散。

损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。

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1L411022掌握SDH设备的构成及功能

需掌握：

一、SDH的基本网络单元

二、SDH网络接点接口

三、基本网络单元的连接

SDH传输网是由一些基本的SDH网络单元（NE）和网络节点接口（NNI）组成，通过光纤线路或微波设备等连接进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。

SDH传输网具有全世界统一的网络节点接口从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换的过程;有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1,4,16,64……）。

一、SDH的基本网络单元

构成SDH系统的基本网元主要有同步光缆线路系统、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）,其中TM,ADM,REG,SDXC主要功能如图1L411022-1所示

1.终端复用器（TM）：

TM是SDH基本网络单元中最重要的网络单元之一。

它的主要功能是将若干个PDH低速率支路信号复用成为STM-1帧结构电（或光）信号，或将若干个STM-n信号复用成为STM-N（n

2.分插复用器（ADM）：

ADM是SDH传输系统中最具特色、应用最广泛的基本网络单元。

功能;ADM分插复用器:

是在高速信号中分接（或插入）部分低速信号的设备。

3.再生中继器（REG）：

功能:

是将经过光纤长距离传输后，受到较大衰减和色散畸变的光脉冲信号，转换成电信号后，进行放大、整形、再定时、再生成为规范的电脉冲信号，经过调制光源变换成光脉冲信号，送入光纤继续传输，以延长通信距离.

4.同步数字交叉连接设备（SDXC）:

.SDXC是指SDH设备或网络中的数字交叉连接设备

.主要功能:

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、监控和电路资源管理等多种功能。

二、SDH网络接点接口

所谓网络节点接口（NNI）表示网络节点之间的接口。

图1L41102Z-2给出了网络节点接口在SDH网络中的位置的一个示意。

对于SDH网络接点接口规范一个统一的NNI标准，基本出发点在于，使其不受限于制定的传输媒质，不受限于网络节点所完成的功能，同时对局间通信或局内通信的应用场合也不加以限定。

三、基本网络单元的连接

（一）网络拓扑结构

根据网络节点在网络中的几何安排，一网络主要有以下几种基本的拓扑结构：

线形、星形、环形、树形、网孔形。

（二）网络组网实例及网络分层

图1L411022-2给出了网络单元组网的一实例。

按照SDH网络分层的概念，图中示意标出了实际系统中的再生段、复用段和数字段。

1.再生段：

再生中继器（REG）终端复用器（TM）之间、再生中继器与分插复用器（ADM）或再生中继器与再生中继器之间，这部分段落称再生段。

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1L411023掌握DWDM设备的构成及功能P6P18-21

一、DWDM工作方式

（一）按传输方向的不同可分为双纤单向传输系统、单纤双向传输系统

1.双纤单向传输系统：

如图1L411023-1所示，在双纤单向传输系统中，单向DWDM是指所有光通道同时在一根光纤上沿同一方向传送，

在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号λ1，入2…λn通过光复用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同的光波长携带的，所以彼此之间不会混淆。

在接收端通过光解复用器将不同光波长信号分开，完成多路光信号传输的任务。

反向光信号的传输由另一根光纤来完成，同一波长在两个方向上可以重复利用。

这种DWDM系统在长途传输网中应用十分灵活，可根据实际业务量需要逐步增加波长来实现扩容。

2.单纤双向传输系统：

如图1L411023-2所示，单纤双向DWDM是指光通路在同一根光纤上同时向两个方向传输，所用波长相互分开，以实现彼此双方全双向有通信联络。

与单向传输相比的优点：

1）通常可节约一半光纤器件。

2）另外，由于两个方向传输的信号不会交互产生四波混频（FWM），因此其总的四波混频（FWM）产物比双纤单向传输少得多。

缺点是，该系统需要采用特殊的措施来对付光反射，且当需要进行光信号放大时，必须采用双向光纤放大器。

（二）从系统的兼容性方面考虑可分为集成式系统、开放式系统

1.集成式DWDM系统：

集成式系统是指被承载的SDH业务终端必须具有标准的光波长和满足长距离传输的光源，只有满足这些要求的SDH业务才能在DWDM系统上传送。

因此集成式DWDM系统各通道的传输信号的兼容性差，系统扩容时也比较麻烦，因此实际工程较少采用。

2.开放式DWDM系统：

对于开放式波分复用系统来说，在发送端和接收端设有光波长转换器（OTU），它的作用是在不改变光信号数据格式的情况下（如SDH帧结构），把光波长按照一定的要求重新转换，以满足DWDM系统的波长要求。

现在DWDM系统绝大多数采用的是开放式系统。

二、DWDM系统主要网元及其功能

DWDM系统在发送端采用合波器（OMU），将窄谱光信号（速率在2.5Gb/s及以下符合ITU-TG.692）的不同波长的光载波信号合并起来，送入一根光纤进行传输;在接收端利用一个分波器（ODU）,将这些不同波长承载不同信号的光波分开。

各波信号传输过程中相互独立。

波分复用设备合（分）波器的不同，传输的最大波道也不同，目前商用的DWDM系统波道数可达160波，若传输l0Gbit/s系统，整个系统总容量就有1.6Tbit/s.

DWDM系统主要网络单元有：

光合波器（OMU）、光分波器（ODU）、光波长转换器（OTU）、光纤放大器（OA）、光分插复用器（OADM）、光交叉连接器（OXC）。

各网元主要功能如下：

1.光合波器（OMU）：

光合波器在高速大容量波分复用系统中起着关键作用，其性能的优劣对系统的传输质量有决定性影响。

功能就是将不同波长的光信号相互独立藕合在一起，传送到一根光纤里进行传输。

这就要求合波器插入损耗及其偏差要小，信道间串扰小，偏振相关性低。

合波器主要类型有介质薄膜干涉型、布拉格光栅型、星形藕合器、光照射光栅和阵列波导光栅（AWG）等。

2.光分波器（ODU）：

光分波器在系统中所处的位置与光合波器相互对立，光合波器在系统的发送端，光分波器在系统的接收端，所起的作用是将藕合在一起的光载波信号按波长，将各波道的信号相互独立地分开，并分别发送到相应的低端设备。

对其要求和其主要类型与光合波器类同。

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1L411030微波和卫星传输系统

需掌握的内容：

SDH数字微波系统构成

熟悉的内容：

微波信号的衰落及克服法

了解的内容：

卫星通信及VSAT通信系统的网络结构和工作特点

1L411031掌握SDH数字微波系统构成

一、SDH数字微波调制

SDH微波的调制就是将SDH数字码流通过移频、移幅或移相的方式调制在微波的载波频率上，然后经过放大等处理发送出去，实现远距离的传输。

目前大容量的SDH微波均采用64QAM或128QAM的调制技术，少数设备采用256QAM调制技术。

二、SDH微波中继通信系统的组成

一个SDH微波通信系统可由端站、分路站、枢纽站及若干中继站组成。

一个微波通信系统的容量配置一般由一个备用波道和一个或一个以上的主用波道组成，简称N+l。

1.终端站处于微波传输链路两端或分支传输链路终点。

向若干方向辐射的枢纽站，就其每一个方向来说也是一个终端站。

这种站可上、下全部支路信号即低次群路，配备SDH数字微波传输设备和SDH复用设备。

可作为监控系统的集中监视站或主站。

2.分路站也叫双终端站，处在微波传输链路中间。

作用：

1）可以将其传输的部分或全部主用波道在该站通过复用设备（ADM）上、下业务，

2）可以将其传输的部分或全部主用波道在该站通过数字配线架（DDF）直通。

3）可以作为监控系统的主站，也可用作受控站。

3.枢纽站是指位于微波传输链路上，包含有三个或三个通信方向的站。

作用：

1）需完成数个方向的通信任务。

即在系统N+1配置的情况下，此类站要完成一个或多个主用波道STM-1信号或部分支路的主用波道STM-1的转接或上、下业务。

2）一般可作为监控系统的主站。

4.中继站是指处在微波传输链路中间，没有上、下话路功能的站。

分类：

可分为再生中继站，中频转接站，射频有源转接站和无源转接站。

由于SDH数字微波传输容量大，一般只采用再生中继站。

再生中继站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。

这种站上不需配置倒换设备，只装有数字微波通信设备，具有站间公务联络和无人值守功能。

三、天馈线和分路系统

电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。

在均匀无限空间中传播的电磁波是一种横波，其电场矢量E、磁场强度矢量H和波的传播方向三者之间，两两互相垂直，常用电场强度矢量E的变化来代表电磁波的变化当电磁波在空间传播时，其电场强度矢量E的方向具有确定的规律，这种现象称为电磁波的极化

所谓线极化波就是其电场强度矢量E沿一定角度方向的波，当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。

垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收，水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。

当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，接收到的信号都会变小，也就是说，发生极化损失。

一般情况下，在微波站内采用收发共用天线和多波道共用天线，这就要求微波天馈线系统除了含有用来接收或发射微波信号的天线及传输微波信号的馈线外，还必须有极化分离器、波道的分路系统等。

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称为馈线系统。

1.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。

2.馈线有同轴电缆型和波导型两种形式。

一般在分米波段（（2GHz），采用同轴电缆馈线，在厘米波段（（4GHz以上频段），故采用波导馈线，波导馈线系统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。

馈线系统中还配有密封节、杂波滤除器、极化补偿器、极化旋转器、阻抗变换器、极化分离器等波导器件。

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1L411032熟悉微波信号的衰落及克服法

一、电波衰落

微波信号在大气中传播时，由于受外界各种因素的影响而发生衰落，这种收信电平随时间起伏变化的现象，叫做电波传播的衰落现象。

二、衰落的分类及对微波传输的影响

1.视距传播衰落的主要原因是由上述大气与地面效应引起的，从衰落发生的物理原因看，可分为以下几类：

.闪烁衰落:

.K型衰落

.波导型衰落：

由于气象的影响，大气层中会形成不均匀的结构，当电磁波通过这些不均匀层时将产生超折射现象（K<0），这种现象称为大气波导。

称为大气波导传播。

若微波射线通过大气波导，而收，发两点在波导层外，如下图2所示。

则接收点的电场强度除了有直线波和地面反射波以外，还有“波导层”以外的反射波，形成严重的干扰型衰落，甚至造成通信的中断。

2.衰落对微波传输的影响主要表现在使得接收点收信电平出现随机性的波动，这种波动有如下两种情况：

平衰落、频率选择型衰落

（1）在信号的有用频带内，信号电平各频率分量的衰落深度相同，这种衰落被称为平衰落，发生平衰落时，当收信电平低于收信机门限时，造成电路质量严重恶化甚至中断。

（2）另一种情况是信号电平各频率分量的衰落深度不同，这种衰落称为频率选择型衰落，严重时造成电路中断。

三、克服衰落的一般方法

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。

3.利用天线的方向性。

4.用无源反射板克服绕射衰落。

5.分集接收。

1L411033了解卫星通信及VSAT通信系统的网络结构和工作特点

需掌握的内容：

移动通信网络的构成

需熟悉的内容：

CDMA、GSM网络特点

需了解的内容：

移动通信新技术及应用

1L411041掌握移动通信网络的构成

一、移动通信特点

二、移动通信的发展历程

三、移动通信系统频段分配

四、移动通信网络构成12

一、移动通信特点

1.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。

移动通信由无线和有线两部分组成。

无线部分提供用户终端的接入，利用有限的频率资源在空中可靠地传送话音和数据;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）。

2.移动通信是有线和无线相结合的通信方式;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。

多普勒效应则是指观测者与波源之间存在有相对运动时,观测者测得的波频率与波源所发出的波频率不同的现象,

二、移动通信的发展历程

移动通信系统从20世纪40年代发展至今，根据其发展历程和发展方向，可以划分为三个阶段：

1.第一代移动电话系统是模拟系统

70年代在世界许多地方得到研究。

采用的技术：

由贝尔实验室提出的蜂窝组网技术，在多址技术上采用频分多址技术（PDMA）。

特点：

频谱利用率低，设备成本高，业务种类少，保密性差，容量小，不能满足用户量的发展。

具有代表性的是：

美国的AMPS（高级移动电话业务）和英国的TACS（全接入通信系统）。

2.第二代移动电话系统是数字蜂窝移动通信系统.

具有代表性的是：

20世纪80年代几乎同时出现了两种重要的通信体制，一种是TDMA，另一种是CDMA。

TDMA体制的典型代表是欧洲的GSM系统，CDMA体制典型的代表是美国的IS-95系统。

由于GSM相对模拟移动通信技术是第二代移动通信技术，所以简称2G,

1995年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。

我国于1998年开始CDMA商用化。

GSM系统和CDMA系统主要区别是多址方式的不同，GSM是采用时分多址（TDMA）方式，而CDMA是采用码分多址。

3.IMT-2000支持的网络成为第三代移动通信系统（3G），是将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

功能：

1）它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。

2）它可以支持高达2Mbit/s的传输速率

第三代移动通信系统标准有：

WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA，其中欧洲的WCDMA和美国的CDMA2000分别是在GSM和IS-95CDMA的基础上发展起来的，大唐电信代表中国提出的TD-SCDMA标准采用了TDD模式，支持不对称业务。

1999年10月.国际电信标准化部门（ITU-T）最终通过了IMT-2000无线接口技术规范建议，确立了IMT-2000所包含的无线接口技术标准。

三、移动通信系统频段分配（略）

四、移动通信网络构成

移动通信系统主要由移动交换子系统（NSS）、操作维护子系统（OSS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）四大部分组成,见图1L4110412-2。

（一）移动台MS

.MS是移动用户设备，它由移动终端和客户识别卡（SIM卡）组成。

移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。

SIM卡就是“人”，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。

SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM卡后移动终端才能接入进网。

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1L411042熟悉GSM、CDMA网络特点

一、GSM移动通信系统

（一）工作频段及频道间隔

我国GSM通信系统采用900MHz频段，相邻两频道间隔为200kHz。

GSM频率复用是指在不同间隔区域使用相同频率进行覆盖。

GSM无线网络规划基本上采用4x3频率复用方式。

（三）GSM采用的多址技术

（四）GSM信道

GSM中的信道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。

逻辑信道又分为两大类：

业务信道和控制信道。

1.业务信道（TGH）：

用于传送编码后的话音或客户数据。

在上行和下行信道上，点对点（BTS对一个MS，或反之）方式传播.

2.控制信道：

用于传送信令或同步数据。

根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道。

（五）GSM通信系统的构成，

GSM通信系统主要由移动交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）三大部分组成。

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。

GSM规范对系统的A接口和Um接口都有明确的规定，也就是说，A接口和Um接口是开放的接口。

（六）切换

处于通话状态的移动用户从一个基站子系统（BSS）移动到另一个BSS时，切换功能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间的切换和MSS间的切换。

其中BSS间的切换和MSS间的切换都需要一由MSC来控制完成，而BSS内部切换由BSC控制完成。

二、CDMA通信系统

（一）CDMA工作频段

CDMA是用编码区分不通用户，可以用同一频率、相同带宽的同时为用户提供收发双向的通信服务。

不同的移动用户传输信息所用的信号用各自不同的编码序列来区分.

我国CDMA通信系统采用800MH：

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MHz，工作带宽为lOMHz，载频带宽

（二）CDMA多址方式.

l.CDMA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。

DMA通常也用扩频多址来表征。

2.CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同，可以分为直接序列扩频（DS）、跳频扩频（FH）、跳时扩频（TH）和复合式扩频。

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。

（三）CDMA信道

CDMAIS-95A中主要有两类信道：

开销信道和业务信道。

导频信道、寻呼信道、同步信道、接入信道统称为开销信道。

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。

（四）CDMA通信系统的构成

CDMA系统同GSM等2G移动通信系统一样由移动交换子系统（含MSC,EIR,VLR,HLR,AUC）、基站子系统（含BSC和BTS）和移动台（MS）三大部分组成。

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。

（五）CDMA切换

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;不同载频间的硬切换。

所谓软切换是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话后，再中断与原基站的通信。

这使得CDMA相对GSM在切换成功率方面大大提高。

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1L411043了解移动通信新技术及应用

一、3G概况

CDMA被认为是第三代移动通信（3G）技术的首选，目前的标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。

TD-SCDMA时分同步码分多址接入技术，是由中国提交并于2000年5月被国际电联认可、2001年3月被3GPP认可的世界第三代移动通信（（3G）的三个主流标准之一。

TD-SCDMA是一种全新移动通信技术，采用TDD模式（TDD（时分双工），并同时采用了同步CDMA,智能天线、软件无线电、接力切换等一系列高新技术。

二、3G网络结构

3G的网络结构大致分为：

UE（用户设备）、UTRAN（无线接入网）、CORENetwork（核心网）三部分组成。

三、3G工作模式

3G主要有两种工作模式即：

频分数字双工（FDD）模式和时分数字双工（TDD）模式。

1L411050交换系统P7P35

本节的考点：

掌握交换系统分类及特点

掌握电路交换设备的功能及构成

掌握分组交换技术的应用及特点

1L411051掌握交换系统分类及特点

传输系统是通信网络的神经系统，交换系统则是各个神经的中枢，它在通信网络担负着为信源和信宿之间信息的连接桥梁，其核心设备是交换机。

根据信源和信宿之间传输信息的种类，交换系统主要分为电路交换、报文交换和分组交换系统。

一、电路交换

（一）工作原理

电路交换是在通信网中任意两个或多个用户终端之间建立电路暂时连接的交换方式，暂时连接独占一条电路并保持到连接释放为止。

利用电路交换进行数据通信或电话通信必须经历三个阶段：

建立电路阶段、传送数据或语音阶段和拆除电路阶段.

电路交换属于电路资源预分配系统