通信技术基础知识

黄田坝一哥

通信技术基础知识

电信网(telecommunication network)是构成多个用户相互通信的多个电信系统互连的通信体系，是人类实现远距离通信的重要基础设施，利用电缆、无线、光纤或者其它电磁系统，传送、发射和接收标识、文字、图像、声音或其它信号。电信网由终端设备、传输链路和交换设备三要素构成，运行时还应辅之以信令系统、通信协议以及相应的运行支撑系统。现在世界各国的通信体系正向数字化的电信网发展，将逐渐代替模拟通信的传输和交换，并且向智能化、综合化的方向发展，但是由于电信网具有全程全网互通的性质，已有的电信网不能同时更新，因此，电信网的发展是一个逐步的过程。电信网按不同的分类体系可以划分如下:按电信业务的种类分为:电话网、电报网、用户电报网、数据通信网，传真通信网、图像通信网、有线电视网等。按服务区域范围分为:本地电信网、农村电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等。按传输媒介种类分为:架空明线网、电缆通信网、光缆通信网、卫星通信网、用户光纤网、低轨道卫星移动通信网等。按交换方式分为:电路交换网、报文交换网、分组交换网、宽带交换网等。按结构形式分为:网状网、星形网、环形网、栅格网、总线网等。按信息信号形式分为:模拟通信网、数字通信网、数字模拟混合网等。按信息传递方式分为:同步转移模式(STM)的综合业务数字网(ISDN)和异地转移模式(ATM)的宽带综合业务数字网(B-ISDN)等。

什么是智能网?

智能网(Intelligentized Network)的思想起源于美国。20世纪80年代初，AT&T公司就采用集中数据库方式提供800号(被叫付费)业务和电话记帐卡业务，这是智能网的雏形。后来国际电联ITU-T (International Telecommunications Union)在1992年正式命名了智能网一词。智能网是在现有交换与传输的基础网络结构上，为快速、方便、经济地提供电信新业务(或称增值业务)而设置的一种附加网络结构。智能网提供新业务的突出优点是可以做到快速、经济和方便。由于智能网技术有标准模型约束，系统的实现可以独立于将要生成的新业务，且有标准通信协议支持产品的互联，从而为快速提供新业务创造了基础条件。智能网是以计算机和数据库为核心的，从理论上说，智能网能提供的新业务是无限的。但是开办新业务要考虑实际需要和经济效益等因素。现在世界上已经提供的智能新业务有几十种。但各地提供的种类不同，例如我国目前分国际、全国、省内三大类，所提供的业务也不尽相同。在世界上已经提供的常用的智能新业务如下：被叫集中付费业务：美国人把这种电话叫做“免费电话”，实际上只是打电话的人不付费，而由被叫用户付费。使用这种业务时，用户需先拨“800”，因此也叫“800业务”。大众服务业务：用户拨通特定号码字头的电话号码，就能获得某种信息或可以进行咨询的服务。在美国，使用这种业务时用户先拨“900”，所以又叫“900号业务”。可选记帐业务：简称“ABS业务”。它可以提供多种记费方式，如主叫付费、被叫付费、主叫被叫分摊付费、第三方付费或信用卡付费等多种形式的记帐方式。专用虚拟网业务：用户可以按照自己的意愿，灵活地组建非永久性的专用网，称为“虚拟网”。广域集中小交换机业务(WAC业务)：用户可以享受市内专用小交换机的一切功能，而不用设置专用小交换机。通用号码业务：给有多个分号的企业分配一个通用的电话号码来受理业务。智能网的主要组成部分有：业务交换点(SSP)，用来识别用户对智能网的呼叫；业务控制点(SCP)，完成对业务的控制，通常由大、中型计算机和大型数据库组成；业务管理系统(SMS)，是智能网中的操作、维护、管理及监视系统。总之，整个电信网络正逐步向着智能化、宽带化、个人化的方向发展。随着智能网的发展，可以实现智能网的网间互通，智能网与互联网Internet的结合，智能网与宽带综合业务数字网B-ISDN的结合，明天的智能网将更加智能化。

什么是IP?

IP是当前热门技术。IP是英文Internet Protocol的缩写，意思是“网络之间互连协议”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信是应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就可以与因特网互联互通。正是因为有了IP协议，因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此，IP协议也可以叫做“因特网协议”。IP是怎样实现网络互联的?研究IP技术，离不开具体的网络环境。INTERNET是一种最典型的IP网络，它也是IP技术的一种最成功的应用。经过几十年的发展，INTERNET规模增长之快已经超过了人们的预想。它已经由最初位于美国的4个节点扩展到今天分布在175个国家、连接数百万台主机的计算机网络。基于INTERNET的新应用也不断涌现，如IP电话、IP传真、视频会议、电子商务等。这些客观事实引起了人们，特别是众多的电信专家和从业人员极大的兴趣。从目前的情况来看，IP技术也是综合业务的最好方案。因此，有人预言，一场融合了通信与计算机技术的信息革命正在悄然兴起，当今的INTERNET就是这场革命的先兆。什么是INTERNET?有人说，INTERNET是“网络的网络”。它采用TCP/IP协议簇，使世界各地成千上万个用户进行通信和资源共享。总的说来，INTERNET具有以下特点：由众多的计算机网络互联组成；是一个世界性的网络；主要采用TCP/IP协议；采用分组交换技术；由众多的路由器连接而成；是一个信息资源网。中国于1994年正式接入INTERNET。我国互联网事业发展十分迅速，先后建成了中国科学技术网(CSTNET)、中国公用计算机互联网(CHINANET)、中国教育和科研计算机网(CETNET)、中国金桥信息网(CHINAGBN)、中国联能互联网（UNINET）等几个主要的互联网络。对用户来讲，互联网就是一个统一的网络。这就是TCP/IP的基本思路，也是它的灵活性和通用性实质所在。IP层协议在TCP/IP确立的网络层次结构中起着核心作用：其一，采用无连接方式传递数据报，这样上层应用不用关心低层数据传输的细节，可以提高数据传输的效率；其二，通过IP数据报和IP地址将各种物理网络技术统一起来，达到屏蔽低层技术细节，向上提供一致性的目的。这样可以使物理网络的多样性对上层透明。因此，INTERNET可以充分利用各种通信媒介，从而将全球范围内的计算机网络通过统一的IP协议连在一起。IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个惟一的地址，叫做“IP地址”。从概念上来说，地址是系统中某个对象的标识符。在物理网络中，各站点都有一个机器可以识别的地址，该地址称为物理地址(也叫硬件地址或MAC地址)。在互联网中，统一通过上层软件。（IP层）提供一种通用的地址格式，在统一管理下进行分配，确保一个地址对应一台主机。这样，全网的物理地址差异就被IP层屏蔽，通称IP层所用的地址为互联网地址，或IP地址。它包含在IP数据报的头部。
   
什么是IP电话?

IP电话是按国际互联网协议规定的网络技术内容开通的电话业务，中文翻译为网络电话或互联网电话，简单来说就是通过Internet网进行实时的语音传输服务。它是利用国际互联网Internet为语音传输的媒介，从而实现语音通信的一种全新的通信技术。由于其通信费用的低廉(每分钟互联网通信费用人民币6分6厘，而普通电话的国际通信费，每分钟需十几元人民币)，所以也有人称之为廉价电话。网络电话、互联网电话、经济电话或者廉价电话，这些都是人们对IP电话的不同称谓，其实质基本都是一个意思，现在用得最广泛、也是比较科学的叫法即“IP电话”。其原理是将普通电话的模拟信号进行压缩打包处理，通过Internet传输，到达对方后再进行解压，还原成模拟信号，对方用普通电话机等设备就可以接听。最初的IP电话是个人计算机与个人计算机之间的通话。通话双方拥有电脑，并且可以上互联网，利用双方的电脑与调制解调器，再安装好声卡及相关软件，加上送话器和扬声器，双方约定时间同时上网，然后进行通话。在这一阶段，只能完成双方都知道对方网络地址及必须约定时间同时上网的点对点的通话，在普通的商务领域中就显得相当麻烦，因而，不能商用化或进入公众通信领域。目前，国际上许多大的电信公司又推出了普通电话与普通电话之间的通话，普通电话客户通过本地电话拨号上本地的互联网电话的网关(Gateway)，输入帐号、密码，确认后键入被叫号码，这样本地与远端的网络电话通过网关透过Internet网络进行连接，远端的Internet网关通过当地的电话网呼叫被叫用户，从而完成普通电话客户之间的电话通信。作为网络电话的网关，一定要有专线与Internet网络相连，即是Internet网上的一台主机，目前双方的网关必须用相同一家公司的产品。这种通过Internet网从普通电话——普通电话的通话方式就是人们通常讲的IP电话，也是目前发展得最快而且最有商用化前途的电话。
  
用电力线能够上网、打电话吗?

“电力线上网”，即PLC技术，英文为Power Line Communication，主要是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。通过电力线通讯已经有几十年的发展历史，最早出现于20世纪20年代初期。在我国，20世纪40年代已有日本生产的载波机在东北运行，做为长距离调度的通信手段。它以电力线路为传输通道，具有通道可靠性高、投资少见效快、与电网建设同步等得天独厚的优点。近年来，随着Internet技术的飞速发展，利用220V低压电力线传输高速数据的价值越来越为人们所重视，因为它具有不用布线、覆盖范围广、连接方便的显著特点，被认为是提供“最后一公里”解决方案最具竞争力的技术之一。电力线上网用户只需要添加一个特制的调制解调器，这个调制解调器的数据线顶端是一个与常规电源插头规格相同的插头。用户只要将电脑的网卡与调制解调器接通，再将调制解调器插上电源，电脑即可上网，而且这种方法传送信息的速度比ISDN要快30多倍。这项技术的特点除了数据通量大外，再有就是便捷。从理论上讲，只要有公共电网的地方就可以上网，具体到家庭来说，使用者在任何一个房间里，哪怕是在厨房和卫生间里都可以上网，而不必从有电话线的接口的房间拉线。城市配电网络可以改造为宽带入户，通过现有的配电网络来打电话很自然地成为下一个目标市场，具体的方案是通过“猫”上的电话或者多媒体电脑上的话筒来打IP电话，市话、国内长途话费都很低廉。除了上网、打电话，“电线上网”还可以帮助人们完成远程自动读出水、电、气表数据，使公用事业公司节省大量费用，也方便了用户。同时，利用“电线上网”永久在线连接构建的防火、防盗、防有毒气体泄漏等保安监控系统，让上班族高枕无忧。构建的医疗急救系统，让家有老人、孩子和病人的家庭倍感放心。利用四通八达、遍布城乡、直达用户的220V低压电力线传输高速数据的PLC技术，以其不用布线、覆盖范围广、连接方便的显著特点，被认为是提供“最后一公里”解决方案最具竞争力的技术之一。目前高速PLC己可传输高达1M bps以上的数据，预计不久的将来速率将达到1OM bps以上，而且能同时传输数据、语音、视频和电力，有可能带来“四网合一”的新趋势。高速PLC技术具有很多的优点：首先，PLC充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，是一种“NoNewWires”技术，节约了资源；其次，PLC可以为用户提供高速因特网访问服务、话音服务，从而为用户上网和打电话增加了新的选择，有利于其他电信服务商改善服务、降低价格；另外，PLC对家庭联网也提供支持，使人们可以尽享由PLC技术带来的家庭音、视频网络，多人对抗游戏等娱乐。同时，PLC技术是家居自动化的生力军，通过遍布各个房间的墙上插座将智能家电联网，提前享用数字化家庭的舒适和便利。利用PLC技术进行远程自动读出水、电、气表数据，可以用一张收费单解决用户生活的所有收费项目，节省大量人力、物力，也极大地方便了用户。当然，这一技术在国内实现突破还面临着一定的问题，因为我国的低压电网比较复杂，每一个家庭的用电量差异比较大，用电负荷也不断变化。但我国的电网建设虽与欧美等国相比有一定差距，线路总体质量还是比较高，近年来的线路改造又提高了线路质量。假如技术再进一步成熟，通过电线上网将不再是一个遥不可及的梦。据了解，我国目前电话用户不到4亿，但用电用户已超过10亿。假如以电线来构架互联网络将比现在铺设光纤的方式节省大量的人力和物力。目前PLC技术已经形成两种发展模式：其一为以美国为代表的家庭联网模式，这种模式的PLC只提供家庭内部联网，即是指通过家庭的内部的普通电力线，进行组网连接家庭内部局域网，户外访问使用其它传统的通信方式，支持该模式的国际组织为Home-Plug ，是一个为高速家用电力线通信网络产品和服务提供开放规范而成立的论坛。
   
什么是GPRS?

GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称。GPRS是GSM Phase2.1规范实现的内容之一，能提供比现有GSM网9.6kbit/s更高的数据率。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GPRS中的绝大部分部件都不需要作改动，只需作软件升级，构成GPRS系统的方法是：1) GSM系统中引入3个主要组件：(1)PRS服务支持结点(SGSN，Serving GPRS Supporting Node)；(2)GPRS网关支持结点(GGSN，Gateway GPRS Support Node)；(3)分组控制单元(PCU)。2) 对GSM的相关部件进行软件升级：ETSI指定了GSM900、1800和1900三个工作频段用于GSM，其中GSM900频段还有G1（E-GSM）频段和P频段。相应地，GPRS也工作于这三个频段，包括GSM900的G1频段和P频段，当然，GPRS可以限制每个小区只工作于P频段。现有的GSM移动台(MS)，不能直接在GPRS中使用，需要按GPRS标准进行改造(包括硬件和软件)才可以用于GPRS系统。GPRS被认为是2G向3G演进的重要一步，不仅被GSM支持，同时也被北美的IS-136支持。GPRS是一组新的GSM承载业务，是以分组模式在PLMN和与外部网络互通的内部网上传输。在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS网络管理可以提供(或支持)一系列的交互式电信业务，例如承载业务、用户终端业务、附加业务。GPRS业务的具体应用：(1)信息业务；(2)交谈；(3)网页浏览；(4)文件共享及协同性工作；(5)分派工作；(6)企业E-mail ；(7)因特网E-mail ；(8)交通工具定位；(9)静态图像；(10)远程局域网接入；(11)文件传送。
   
什么是CDMA

CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple I Access)，它是在数字技术的分支——扩频通信技术上发展起来的。CDMA是为现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换、国际漫游等要求而设计的一种移动通讯技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率复用等几种技术结合而成，含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作，因此它具有抗干扰性好，抗多径衰落，保密安全性高，同频率可在多个小区内重复使用，容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这些属性使CDMA比其它系统有很大的优势。(1) 系统容量大理论上，在使用相同频率资源的情况下，CDMA移动网比模拟网容量大20倍，实际使用中比模拟网大10倍，比GSM要大4-5倍。(2) 系统容量的配置灵活在CDMA系统中，用户数的增加相当于背景噪声的增加，造成话音质量的下降。但对用户数并无限制，操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑。另外，多小区之间可根据话务量和干扰情况自动均衡。这一特点与CDMA的机理有关。CDMA是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，打个比方，将带宽想像成一个大房子，所有的人将进入惟一的大房子。如果他们使用完全不同的语言，他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰。在这里，屋里的空气可以被想像成宽带的载波，而不同的语言即被当作编码，我们可以不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们。如果能控制住用户的信号强度，在保持高质量通话的同时，我们就可以容纳更多的用户。(3) 通话质量更佳TDMA的信道结构最多只能支持4Kb的语音编码器，它不能支持8Kb以上的语音编码器。而CDMA的结构可以支持13kb的语音编码器。因此可以提供更好的通话质量。CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而变，这样即使在背景噪声较大的情况下，也可以得到较好的通话质量。另外，TDMA采用一种硬移交的方式，用户可以明显地感觉到通话的间断，在用户密集、基站密集的城市中，这种间断就尤为明显，因为在这样的地区每分钟会发生2至4次移交的情形。而CDMA系统“掉话”的现象明显减少，CDMA系统采用软切换技术，“先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。(4) 频率规划简单用户按不同的序列码区分，所以不相同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。(5)建网成本低CDMA技术通过在每个蜂窝的每个部分使用相同的频率，简化了整个系统的规划，在不降低话务量的情况下减少所需站点的数量从而降低部署和操作成本。CDMA网络覆盖范围大，系统容量高，所需基站少，降低了建网成本。CDMA数字移动技术与现在众所周知的GSM数字移动系统不同。模拟技术被称为第一代移动电话技术，GSM是第二代，CDMA是属于移动通讯第二代半技术，比GSM更先进。

什么是3G?

3G(3rd Generation)指第三代移动通信技术，与前两代系统相比，第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务，其传输速率在高速移动环境中支持144kb/s，步行慢速移动环境中支持384kb/s，静止状态下支持2Mb/s。其设计目标是为了提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种：WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。CDMA是Code Division Multiple Access (码分多址)的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。下面分别介绍一下3G的几种标准：(1) WCDMA全称为Wideband CDMA，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。GPRS是General Packet Radio Service (通用分组无线业务)的简称，EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution (增强数据速率的GSM演进)的简称，这两种技术被称为2.5代移动通信技术。(2)CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。(3)TD-SCDMA全称为Time Division ——Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，是由我国大唐电信公司提出的3G标准，该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。

什么是三网融合?

三网融合是一种广义的、社会化的说法，在现阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。其表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。这就是所谓的三网融合。三网融合，在概念上从不同角度和层次上分析，可以涉及到技术融合、业务融合、行业融合、终端融合及网络融合。目前更主要的是应用层次上互相使用统一的通信协议。IP优化光网络就是新一代电信网的基础，是我们所说的三网融合的结合点。数字技术的迅速发展和全面采用，使电话、数据和图像信号都可以通过统一的编码进行传输和交换，所有业务在网络中都将成为统一的“0”或“1”的比特流。光通信技术的发展，为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输高质量，成为三网业务的理想平台。软件技术的发展使得三大网络及其终端都通过软件变更，最终支持各种用户所需的特性、功能和业务。最重要的是统一的TCP/IP协议的普遍采用，将使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上实现互通。人类首次具有统一的为三大网都能接受的通信协议，从技术上为三网融合奠定了最坚实的基础。但是，如果按传统的办法处理三网融合将是一个长期而艰巨的过程，如何绕过传统的三网来达到融合的目的，那就是寻找通信体制革命的这条路，我们必须把握技术的发展趋势，结合我国实际情况，选择我们自己的发展道路。我们的实际情况是数据通信与发达国家相比起步晚，传统的数据通信业务规模不大，比起发达国家的多协议、多业务的包袱要小得多，因此，可以尽快转向以IP为基础的新体制，在光缆上采用IP优化光网络，建设宽带IP网，加速我国Internet网的发展，使之与我国传统的通信网长期并存，既节省开支又充分利用现有的网络资源。

什么是数字电视?

数字电视采用数字信号方式。节目从摄制,编辑,播出,发射,到接收的整个过程都是采用数字化技术实现的,包括数字摄像,数字制作,数字编码,数字调制和数字接收等,达到高质量传送电视信号的目的。不仅如此,数字电视还具有丰富的信息业务广播功能,具有可交互性等。高清晰度电视（HDTV）是相对于传统的彩色电视（也叫标准清晰度SDTV）而言的,高清晰度电视具有宽大屏幕:16：9画面,32"以上显示屏;高分辨率:1920×1080i或1280×720p;5.1声道环绕声等主要特征。数码电视是人们对市场上一种改良电视机的说法,它实际上是数字化处理的模拟电视接收机(Digital Processing.receiver)。在传统的模拟电视接收机中采用某些数字处理技术,部分地改善和提升图像质量和显示功能,如倍行,倍场,伴音增强或OSD(屏幕显示)等。和传统的模拟电视相比，数字电视有下列显著优点：(1)画面无噪声(如“雪花”等),不会产生噪声累积;(2)彩色逼真,无串色,不会产生失真累积;(3)分辨率无下降,不因带限而引起分辨率(带宽)降低;(4)可达到高清晰度,分辨率可分级,适合宽大屏幕及各种显示器;(5)无重影;(6)多声道,环绕声家庭影院音响效果;(7)多种信息服务;(8)可移动接收;(9)适合多种数字网络;(10)节省频谱和功率资源,可增加节目容量。

什么是微波通信?

微波通信（Microwave Communication），是使用波长在0.1毫米至1米之间的电磁波——微波进行的通信。微波通信不需要固体介质,当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离,因此是国家通信网的一种重要通信手段,也普遍适用于各种专用通信网。我国微波通信广泛应用L、S、C、X诸频段,K频段的应用尚在开发之中。由于微波的频率极高,波长又很短,其在空中的传播特性与光波相近,也就是直线前进,遇到阻挡就被反射或被阻断,因此微波通信的主要方式是视距通信,超过视距以后需要中继转发。一般说来,由于地球幽面的影响以及空间传输的损耗,每隔50公里左右,就需要设置中继站,将电波放大转发而延伸。这种通信方式,也称为微波中继通信或称微波接力通信。长距离微波通信干线可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。微波站的设备包括天线、收发信机、调制器、多路复用设备以及电源设备、自动控制设备等。为了把电波聚集起来成为波束,送至远方,一般都采用抛物面天线,其聚焦作用可增加传送距离。多个收发信机可以共同使用一个天线而互不干扰,我国现用微波系统在同一频段同一方向可以有六收六发同时工作,也可以八收八发同时工作以增加微波电路的总体容量。多路复用设备有模拟和数字之分。模拟微波系统每个收发信机可以工作于60路、960路、1800路或2700路通信,可用于不同容量等级的微波电路。数字微波系统应用数字复用设备以30路电话按时分复用原理组成一次群,进而可组成二次群120路、三次群480路、四次群1920路,并经过数字调制器调制于发射机上,在接收端经数字解调器还原成多路电话。最新的微波通信设备,其数字系列标准与光纤通信的同步数字系列(SDH)完全一致,称为SDH微波。这种新的微波设备在一条电路上,八个束波可以同时传送三万多路数字电话电路(2.4Gbit/s)。微波通信由于其频带宽、容量大、可以用于各种电信业务的传送,如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等均可通过微波电路传输。微波通信具有良好的抗灾性能,对水灾、风灾以及地震等自然灾害,微波通信一般都不受影响。但微波经空中传送,易受干扰,在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向,因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。此外由于微波直线传播的特性,在电波波束方向上,不能有高楼阻挡,因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划,使之不受高楼的阻隔而影响通信。

什么是光通信?

光通信就是以光波为载波的通信。随着信息时代的到来,人们对光通信带宽的需求日益增加,增加光路带宽的方法有两种:一是提高光纤的单信道传输速率;二是增加单光纤中传输的波长数,即波分复用技术(WDM)。目前宽带城域网(BMAN)正成为信息化建设的热点,DWDM(密集波分复用)的巨大带宽和传输数据的透明性,无疑是当今光纤应用领域的首选技术。然而,MAN等具有传输距离短、拓扑灵活和接入类型多等特点,如照搬主要用于长途传输的DWDM,必然成本过高;同时早期DWDM对MAN等的灵活多样性也难以适应。面对这种低成本城域范围的宽带需求,CWDM(粗波分复用)技术应运而生,并很快成为一种实用性的设备。目前应用的光设备主要有:①光器件有光耦合器,光复用器,光滤波器,光纤连接器和衰减器,光检测器,光放大器,光调制器与开关;②光发射机;③光接收机。

什么是光纤通信?

光纤通信技术从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下特点1)通信容量大、传输距离远;(2)信号串扰小、保密性能好;(3)抗电磁干扰、传输质量佳;(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;(5)材料来源丰富,环境保护好;(6)无辐射,难于窃听;(7)光缆适应性强,寿命长。

什么是光纤接入技术?

光纤接入技术是面向未来的光纤到路边(HTTC)和光纤到户(HTTH)的宽带网络接入技术。光纤接入网(OAN)是目前电信网中发展最为快速的接入网技术,除了重点解决电话等窄带业务的有效接入问题外,还可以同时解决高速数据业务、多媒体图像等宽带业务的接入问题。OAN泛指从交换机到用户之间的馈线段、配线段及引入线段的部分或全部以光纤实现接入的系统。除了HFC外,光纤接入的方法还有以下几种1) 光纤数字环路载波系统DLC系统以光纤传输方式代替馈线、配线,然后再以双绞线连接到用户。以传送窄带业务为主时采用PDH准同步时分复用技术体制,以传送宽带业务为主时可采用异步转移模式(ATM)加SDH同步时分复用技术体制。网络结构以点到点、链型或环型网结构为常见。传输速率34Mbps-155Mbps不等。传输距离可由几千米到上百千米。采用DLC技术可以将光纤到路边(FTTC)和光纤到户(FTTH)分期实现。该系统技术成熟,可靠性高,易于推广应用。国内已有多家厂商推出成熟产品,网上实际应用也最多。(2)基于ATM的无源光网络无源光网络(PON)是采用光纤分支的方法实现点对多点通信的接入技术,可以支持iSDN基群或同等速率的各类业务。每个光网络单元(ONU)一般可以连接几个到几十个用户。APON是采用ATM信元传送方式的PON,可以是上、下行速率相等的对称系统,也可以是上、下行速率不相等的非对称系统,支持iSDN及B一iSDN业务的带宽需求,可以满足各类电信业务和全业务网(FSN)的共同要求。APON代表了宽带接入技术的最新发展方向,目前在英国、德国等已有实际应用,被认为是实现FTTC和FTTH的一种较好方法。APON的优点是可以节省光纤和光设备的费用,并可以实现宽带数据业务与CATV业务的共网传送。缺点是成本较高,如何经济地实现双向高质量传输仍是一个有待研究的问题。(2) 交换式数字视像技术SDV是在CATV网上采用波分复用(WDM)或分光纤技术共享光缆线路的网络接入技术。SDV技术与HFC技术比较,SDV是采用数字传输技术的系统,HFC是采用模拟技术体制的系统。因此,SDV具有较好的传输质量,便于升级,具有长远的发展前景。SDV采用光纤接入系统和ATM技术,采用分层面的方式提供电话、数据和视像信号的传输。第一个层面采用传统的光纤接入系统传输电话和数据业务。第二个层面采用基于SDH的ATM信元方式,支持交互式的数字视像等宽带业务。

什么是卫星通信?

卫星通信简单地说就是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是:通信范围大;只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信;不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信(多址特点);电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量;同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站。地球站则是卫星系统形成的链路。由于静止卫星在赤道上空3600千米,它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23小时56分4秒)一致,从地面看上去如同静止不动一样。三颗相距120度的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频率是1一10GHz频段,即微波频段、为了满足越来越多的需求,已开始研究应用新的频段,如12GHz,14GHz,20GHz及30GHz。在微波频带,整个通信卫星的工作频带约有50OMHz宽度,为了便于放大和发射及减少变调干扰,一般在卫星上设置若干个转发器。每个转发器的工作频带宽度为36MHz或72MHL目前的卫星通信多采用频分多址技术,不同的地球站占用不同的频率,即采用不同的载波。它对于点对点大容量的通信比较适合。近年来,已逐渐采用时分多址技术,即每一地球站占用同一频带,但占用不同的时隙,它比频分多址有一系列优点,如不会产生互调干扰,不需用上下变频把各地球站信号分开,适合数字通信,可根据业务量的变化按需分配,可采用数字话音插空等新技术,使容量增加5倍。另一种多址技术使码分多址(CDMA),即不同的地球站占用同一频率和同一时间,但有不同的随机码来区分不同的地址。它采用了扩展频谱通信技术,具有抗干扰能力强,有较好的保密通信能力,可灵活调度话路等优点。其缺点使频谱利用率较低。它比较适合于容量小,分布广,有一定保密要求的系统使用。近年来卫星通信新技术的发展层出不穷。例如甚小口径天线地球站(VSAT)系统,中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注和应用。卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。它以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点,1972年在我国首次应用,并迅速发展,与光纤通信、数字微波通信一起,成为我国当代远距离通信的支柱。

什么是卫星移动通信系统?

卫星移动通信系统,其最大特点是利用卫星通信的多址传输方式,为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务,是陆地蜂窝移动通信系统的扩展和延伸,在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。卫星移动通信系统,按所用轨道分,可分为静止轨道(GEO)和中轨道(MEO)、低轨道(LEO)卫星移动通信系统。GEO系统技术成熟、成本相对较低,目前可提供业务的GEO系统有INMARSAT系统、北美卫星移动系统MSAT、澳大利亚卫星移动通信系统Mobilesat系统;LEO系统具有传输时延短、路径损耗小、易实现全球覆盖及避开了静止轨道的拥挤等优点,目前典型的系统有Iridium、Globalstar、Teldest等系统;MEO则兼有GEO、LEO两种系统的优缺点,典型的系统有Odyssey、AMSC、INMARSMT-P系统等。另外,还有区域性的卫星移动系统,如亚洲的AMPT、日本的N-STAR、巴西的ECO-8系统等。目前,卫星移动通信主要采用TDMA和CDMA多址联接技术,不过CDMA技术被认为是更有发展前途的技术,只是还处于试验开发阶段。WARC-92为卫星移动业务划分了频率,其中空到地链路84.2MHz带宽(1525-1530MHz、2170-2200MHz、2483.5-2500MHz、2500-2520MHz、1613.8-1626.5MHz),地到空链路66.5MHz带宽(1610-1626.5MHz、1980一2010MHz、2670-2690MHz)。由于卫星移动通信系统繁多,相互竞争十分激烈,许多系统要到21世纪才能商用,而且我国最需要卫星移动通信的地区,往往是不发达地区,作为陆地蜂窝移动通信市场潜力巨大,但涉及我国频率使用权益、通信主权、经营管理等诸多方面问题,目前不能操之过急。国家无线电委员会已对我国的“无线电频率划分表”进行修改,相信对卫星移动业务的使用频率的规划和分配会有所考虑。非对地静止卫星的使用,增加了卫星间协调的难度,不仅非静止卫星之间需要进行频率协调,非静止卫星与静止卫星之间、与地面无线电业务之间都需要频率协调。卫星有着巨大的覆盖面积,一颗同步通信卫星就可以覆盖地球面积的1/3,只要有三颗同步卫星就可以实现全球除南北极之外地区的通信。这已成为世界上洲际以及远距离的重要通信方式,并且在部分地区的陆、海、空领域的车、船、飞机移动通信中也占有市场。但是同步通信卫星无法实现个人手机的移动通信。解决这个问题可以利用中低轨道的通信卫星。中低轨道卫星距离地面只有几百千米或几千千米,它在地球上空快速绕地球转动,因此叫做非同步地球卫星,或称移动通信卫星,这种卫星系统是以个人手机通信为目标而设计的。比较典型的有“依星”系统、“全球星系统”等。这些系统用几十颗中、低轨道小型卫星把整个地球表面覆盖起来,就好像把一个覆盖全球的蜂窝移动通信系统“倒过来”设置在天空上。每颗卫星可以覆盖直径为几百千米的面积,比地面蜂窝小区基站的覆盖面积大得多。卫星形成的覆盖站区在地球表面上是迅速移动的,大约两个小时就绕地球一周,因此对用户的手机来说,也有“过区切换”的问题。与地面蜂窝系统不同的是:地面蜂窝系统中是用户移动通过小区,而卫星移动通信系统则是小区移动通过用户,这种不同使卫星移动通信系统解决“过区切换”问题比地面蜂窝系统还要简单一些。卫星移动通信系统覆盖全球,能解决人口稀少、通信不发达地区的移动通信服务,是全球个人通信的重要组成部分。但是它的服务费用较高,目前还无法代替地面蜂窝移动通信系统。

什么是无线接入技术?

无线接入技术(也称空中接口)是无线通信的关键问题。它是指通过无线介质将用户终端与网络节点连接起来,以实现用户与网络间的信息传递。无线信道传输的信号应遵循一定的协议,这些协议即构成无线接入技术的主要内容。无线接入技术与有线接入技术的一个重要区别在于可以向用户提供移动接入业务。无线接入网是指部分或全部采用无线电波这一传输媒质连接用户与交换中心的一种接入技术。在通信网中,无线接入系统的定位:是本地通信网的一部分,是本地有线通信网的延伸、补充和临时应急系统。无线接入系统可分以下几种技术类型1)模拟调频技术:工作在470MHz频率以下,通过FDMA方式实现,因载频带宽小于25KHz,其用户容量小,仅可提供话音通信或传真等低速率数据通信业务,适用于用户稀少、业务量低的农村地区。在超短波频率已大量使用的情况下,在超短波频段给无线接入技术规划专用的频率资源不会很多。因此,无线接入系统在与其他固定、移动无线电业务互不干扰的前提下可共用相同频率。(2)数字直接扩频技术:工作在1700MHz频率以上,宽带载波可提供话音通信或高速率、图像通信等业务,其具有通信范围广、处理业务量大的特点,可满足城市和农村地区的基本需求。(3)数字无绳电话技术:可提供话音通信或中速率数据通信等业务。欧洲的DECT、日本的PHS等技术体制和采用PHS体制的UT斯达康的小灵通等系统用途比较灵活,既可用于公众网无线接入系统,也可用于专用网无线接入系统。最适宜建筑物内部或单位区域内的专用无线接入系统。也适宜公众通信运营企业在用户变换频繁、业务量高的展览中心、证券交易场所、集贸市场组建小区域无线接入系统,或在小海岛上组建公众无线接入系统。(4)蜂窝通信技术:利用模拟蜂窝移动通信技术,如TACS、AMPS等技术体制和数字蜂窝移动通信技术?如GSM、DAMPS、IS-95CDMA和正在讨论的第3代无线传输技术等技术体制组建无线接入系统,但不具备漫游功能。这类技术适用于高业务量的城市地区。