通信系统的组成

第一章概论通信系统的组成可以把通信系统概括为一个统一的模型。

这一模型包括有：信源、变换器、信道、噪声源、反变换器和信宿六个部分。

通信网的基本概念通信网是由一定数量的节点（包括终端设备和交换设备）和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。

也就是说，通信网是由相互依存、相互制约的许多要素组成的有机整体，用以完成规定的功能。

通信网的构成要素通信网在硬件设备方面的构成要素是终端设备、传输链路和交换设备。

为了使全网协调合理地工作，还要有各种规定，如信令方案、各种协议、网路结构、路由方案、编号方案、资费制度与质量标准等，这些均属于软件。

终端设备：是用户与通信网之间的接口设备。

传输链路：是信息的传输通道，是连接网路节点的媒介。

交换设备：是构成通信网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配。

通信网的基本结构通信网的基本结构主要有网形、星形、复合形、总线形、环形、树形和线形通信网的质量要求对通信网一般提出三个要求：●接通的任意性与快速性；●信号传输的透明性与传输质量的一致性；●网路的可靠性与经济合理性。

对电话通信网是从以下三个方面提出的要求接续质量：电话通信网的接续质量是指用户通话被接续的速度和难易程度，通常用接续损失（呼损）和接续时延来度量。

传输质量：用户接收到的话音信号的清楚逼真程度，可以用响度、清晰度和逼真度来衡量。

稳定质量：通信网的可靠性，其指标主要有：失效率（设备或系统投入工作后，单位时间发生故障的概率）、平均故障间隔时间、平均修复时间（发生故障时进行修复的平均时长）等等。

现代通信网的构成一个完整的现代通信网，除了有传递各种用户信息的业务网之外，还需要有若干支撑网，以使网络更好地运行。

业务网业务网也就是用户信息网，它是现代通信网的主体，是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种电信业务的网络。

业务网按其功能又可分为用户接入网、交换网和传输网三个部分。

支撑网支撑网是使业务网正常运行，增强网络功能，提供全网服务质量以满足用户要求的网络。

现代通信网的发展未来的通信网正向着数字化、综合化、智能化、个人化的方向发展。

第二章电话网及SDH传输网的网络结构第一节电话网的网路结构电话网的等级结构等级结构就是把全网的交换局划分成若干个等级，低等级的交换局与管辖它的高等级的交换局相连、形成多级汇接辐射网即星形网；而最高等级的交换局间则直接互连，形成网形网。

所以等级结构的电话网一般是复合形网。

等级结构的级数选择等级结构的级数选择与很多因素有关，主要有两个：全网的服务质量，例如接通率、接续时延、传输质量、可靠性等；全网的经济性，即网的总费用问题。

长途网组成、作用长途电话网简称长途网，由长途交换中心、长市中继和长途电路组成，用来疏通各个不同本地网之间的长途话务。

四级长途网的网路结构在五级制的等级结构电话网中，长途网为四级，一级交换中心C1之间相互连接构成网状网，以下各级交换中心以逐级汇接为主，辅以一定数量的直达电路，从而构成一个复合形的网路结构。

多级网路结构存在的问题就全网的服务质量而言表现为：转接段数多；可靠性差。

二级长途网DC1构成长途两级网的高平面网（省际平面）；DC2构成长途两级网的低平面网（省内平面）。

DC1的职能主要是汇接所在省的省际长途来话、去话话务，以及所在本地网的长途终端话务。

DC2的职能主要是汇接所在本地网的长途终端话务。

本地网组成、作用本地电话网简称本地网，指在同一编号区范围内，由若干个端局，或者由若干个端局和汇接局及局间中继线、用户线和话机终端等组成的电话网。

扩大本地网的类型特大和大城市本地网中等城市本地网本地网的交换中心及职能本地网内可设置端局和汇接局。

端局通过用户线与用户相连，它的职能是负责疏通本局用户的去话和来话话务。

汇接局与所管辖的端局相连，以疏通这些端局间的话务；汇接局还与其他汇接局相连，疏通不同汇接区间端局的话务。

本地网的网路结构网形网：网中所有端局个个相连，端局之间设立直达电路。

当本地网内交换局数目不太多时，采用这种结构。

二级网：当本地网中交换局数量较多时，可由端局和汇接局构成两级结构的等级网，端局为低一级，汇接局为高一级。

二级网的结构有分区汇接和全覆盖两种。

分区汇接：分区汇接的网路结构是把本地网分成若干个汇接区，在每个汇接区内选择话务密度较大的一个局或两个局作为汇接局，分区汇接有分区单汇接和分区双汇接两种方式。

全覆盖：全覆盖的网路结构是在本地网内设立若干个汇接局，汇接局间地位平等，均匀分担话务负荷。

汇接局间以网状网相连。

各端局与各汇接局均相连。

两端局间用户通话最多经一次转接。

第二节路由及路由选择路由的定义路由是网路中任意两个交换中心之间建立一个呼叫连接或传递信息的途径。

它可以由一个电路群组成，也可以由多个电路群经交换局串接而成。

路由的分类基干路由，是构成网路基干结构的路由，由具有汇接关系的相邻等级交换中心之间以及长途网和本地网的最高等级交换中心之间的低呼损电路群组成。

基干路由上的低呼损电路群又叫基干电路群。

电路群的呼损指标是为保证全网的接续质量而规定的，应小于或等于1%，且基干路由上的话务量不允许溢出至其他路由。

低呼损直达路由，直达路由是指由两个交换中心之间的电路群组成的，不经过其他交换中心转接的路由。

任意两个等级的交换中心由低呼损电路群组成的直达路由称为低呼损直达路由。

电路群的呼损小于或等于1%，且话务量不允许溢出至其他路由上。

高效直达路由，任意两个交换中心之间由高效电路群组成的直达路由称为高效直达路由。

高效直达路由上的电路群没有呼损指标的要求，话务量允许溢出至规定的迂回路由上。

路由选择结构路由选择结构分为有级（分级）和无级两种结构。

有级选路结构，如果在给定的交换节点的全部话务流中，到某一方向上的呼叫都是按照同一个路由组依次进行选路，并按顺序溢出到同组的路由上，路由组中的最后一个路由为最终路由，呼叫不能再溢出，这种路由选择结构称为有级选路结构。

无级选路结构，如果违背了上述定义（如允许发自同一交换局的呼叫在电路群之间相互溢出），则称为无级选路结构。

路由选择计划动态选路的方法：时间相关选路（TDR）、状态相关选路（SDR）和事件相关选路（EDR ）。

路由选择基本原则路由选择的基本原则是：确保传输质量和信令信息传输的可靠性；有明确的规律性，确保路由选择中不出现死循环； 一个呼叫连接中的串接段数应尽量少；能在低等级网络中流通的话务尽量在低等级网络中流通等。

不同等级电话网与选路方式的关系我国四级制长途网采用固定分级选路方式；二级制长途网采用动态无级选路方式；而在过渡期采用固定无级的选路方式。

第三节传输链路及SDH 传输网的结构 传输链路方式的分类传输链路是信息传输的通道，它不仅包含了具体的传输媒介，而且包含了信号发送、接收及变换的设备。

按照有无复用及复用的方式，传输链路可分为三类： 实线传输链路（无复用） 频分载波传输链路（FDM ） 时分数字传输链路（TDM ） SDH 传输网SDH 传输网是由一些SDH 网络单元（NE ）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网路。

SDH 的基本网络单元终端复用器（TM ） 分插复用器（ADM ）数字交叉连接设备（SDXC ） 我国SDH 传输网的网络结构现阶段我国的SDH 传输网分为四个层面：省际干线层面、省内干线层面、中继网层面、用户接入网层面。

第三章 通信网路设计基础第一节图论简介 一、图论简介 图的定义这里所说的图是点线图，点线图是由若干个点和点间的连线所组成。

图的定义为：设有点集V 和边集E ，如果任一边k e 都属于该边集E ，并有点集中的一个点对()j i v v ,与之对应，则图可用有序二元组（V,E ）表示。

链路、路径与回路的概念链路：图中边和与之关联的端点依次排成点和边的交替序列，则称该序列为链路。

边的数目k 称为链路的长度。

路径：无重复的边和点的链路称为路径。

回路：如果路经的起点和终点重合，则称为回路。

子图的概念若图A 的点集和边集分别为图G 的点集和边集的子集,那么称A 是G 的子图。

图的分类情况有向图和无向图：如果图()E V G ,=每一边k e都对应于一个有序点对ji v v ,，则称图G 为有向图。

有权图：如果图()E V G ,=中的每一条边ke 都赋给一个实数kp ，则称图G 为有权图或者加权图。

连通图与非连通图：图中任何两点之间至少存在一条路径，则称为连通图，否则，称为非连通图。

图的权值矩阵无向简单图的权值矩阵是对称的，对角元素为零；有向简单图的权值矩阵不一定对称，但对角元素全为零。

树的定义与性质树的定义：一个无回路的连通图称为树。

树中的边称为树枝。

树的性质：具有n 个点的树共有n-1个树枝。

树中任意两个点之间只存在一条路径。

树是连通的，但去掉任一条边便不连通，即树是最小连通图。

树无回路，但增加一条边便可得到一个回路。

任一棵树至少有两片树叶，也就是说树至少有两个端点的度数为1。

二、路径选择 图的支撑树包含图中所有点的树称为该图的支撑树，又叫生成树。

最小支撑树及求最小支撑树的方法若连通图本身不是一棵树，其支撑树不止一个，但满足一定条件的权值之和为最小的支撑树至少存在一个。

寻找最小支撑树是一个常见的优化问题。

K 方法步骤：K0：将连通图G 中所有的边e 按权值非减次序排列。

K1：取权值最小的边作树枝，再按K0的次序选边为树枝，使不与已选边形成回路。

若形成回路，则删去这条边。

K2：直到n 个点的图选出n-1条边结束。

三、站址选择实际通信网中，我们可能设立新的交换局，或者在某些交换局之间设立汇接局或高等级的交换局，它的位置选择应能使得路径最短或网的总费用最小。

距离测度欧氏距离测度为，这种距离测度适用于无线发射站点位置的选择；矩形线距离测度，即，这种距离测度适用于固定电话，考虑到用户线、中继线沿街道铺设的情况。

单中位点为使线路费用最小，所寻求的单中位点应有为最小。

设中位点为，中位点的选择应能使左边所有点的加权系数之和等于右边各点加权系之和。

上边所有点的加权系数之和等于下边各点加权系之和。

最佳服务区当距离测度为欧氏距离时，最佳服务区为圆形。

当最佳服务区为矩形线时，最佳服务区为正方形。

中位点数目的确定最佳交换局数的确定可如图3.21所示，图中曲线表示的是电话通信网的局所数目m与总费用L之间的关系。

那么找到总费用曲线最低点就确定了最佳局所数目。

第三节可靠性理论基础通信网的可靠性定义通信网的可靠性定义为：在人为或自然破坏作用下，通信网在规定条件下和规定时间内的生存能力。

这里最重要的是通信网的规定功能和生存能力指的是什么。

从图论来看，通信网是由节点和链路组成的，当任何原因造成某些节点或链路失效时，首先会使全网的连通性变差；其次由于连通性变差会导致网路余存部分的性能指标下降。