传输基础知识

传输基础知识

一、传输基础概述

1、电信网及其分类

电信网是为公众提供信息服务、完成信息传递和交换的通信网络。电信网所提供的信息服务就是通常所有的电信业务。

通常把电信网分为业务网、传输网和支撑网。业务网面向公众提供电信业务，传输网为业务网传送信号，支撑网支持业务网和传输网的正常运行，信令网、同步网和管理网并称电信三大支撑网络。

2、传输的概念与地位

通信的目的就是把信息从一个地点传递到另一个地点，而传输就是两点之间的桥梁和纽带，传输有单向传输（例如广播）和双向传输（例如通话）之分。如果要在多点间进行通信，则需要建设多点对多点的复杂的传输网络，现代的传输网常称作信息高速公路，为各种业务网提供传送通道。

传输网是所有业务网的基础，投入大，建设期长，可靠、安全、稳定是传输网追求的目标，传输网的建设必须以业务需求为导向，在进行科学合理的预测、规划指导下，适当超前建设。

在我国，传输网尚未独立运营，通常无直接产出，但除直接服务于相关业务网外，可以通过置换、出租等方式创造利润。

传输网服务于业务网，因此要建设好传输网，需要对服务对象有足够的了解，掌握业务网的各种需求及发展趋势。传输网早期的建设方式通常是针对于某单一业务网，服务对象比较单一，业务目标清晰，网络比较简单，如：GSM网传输网、PSTN传输网等，不过，为了整合资源、提高网络利用率、节省管理维护成本等，现在的越来越趋向于建设多业务综合传输平台，对规划设计提出了更高的要求。

3、传输网的网络拓扑

传输网由传输节点和节点之间的连接关系组成，通常存在多个节点，传输网内各节点之间的连接关系形成网络拓扑。

传输网的基本网络拓扑形式有5种：线形、星性、树形、环形、网孔形，不过，树形也可以看作是星形互连而成。

传输网的网络拓扑选择一般要考虑下列因素：

（1）网络容量：指网络能够吞吐的通信业务量的总和；

（2）网络可靠性：指网络能够可靠地运行的程度，它跟网络故障的发生概率、影响范围和程度、网络的自愈能力以及网络对不可自愈故障的修复能力等有关；网络故障的发生概率一般取决于设备制造、网络安装和网络管理维护水平，而与网络拓扑关系不大，网络故障的影响则与拓扑有直接关系。网络的自愈能力是指网络故障发生后，网络所具有的隔离故障、恢复通信业务以及故障修复后的恢复能力。网络对不可自愈故障的修复能力主要取决于网络维修人员的能力；

（3）网络经济性：指构建网络的费用，与所使用的设备及数量、网络的可靠性设计、工程施工费用等有关。

3.1、线形网

线形网是用一条首尾不相接的线段将各个节点连接起来形成的网络。线形网的路由设置一般分为两种情况：有中心节点和无中心节点，中心节点可位于任一节点，有中心节点的线形网路由设置将物理上的线形网转变成了逻辑上的星形网。线形网一般采用1+1主备保护方式，对传输系统的发送器和接收器提供保护，线形网对线路和节点设备故障起不到保护作用。线形网通常适用于各节点在地理位置上呈长条状分布的场合。

3.2、星形网

在构成星形网的多个节点中，有一个中心节点，其他节点和中心节点间以线段相连，而与其他节点之间没有直接的连接关系。星形网对传输系统也是实行主备保护方式。星形网的线路故障和外围节点失效都只影响一个外围节点，影响面较小，但中心节点失效会造成全网瘫痪。线形网适用于要求有中心节点的多个节点组网。

3.3、环形网

用一条首尾相接的线段将各个节点连接起来，就形成一个环形网，可分为单向环和双向环，单向环任意两个节点之间的通信都要利用整个环的资源，而双向环的任一段弧线都可提供双向通信（通常，为了节省资源，选择短线）。单向环路上任一点故障都会导致全网瘫痪，一般采用备用环路方式（方向相反）。双向环路上某处故障只会造成部分通信中断，路由不经过该处的通信仍可照常进行。双向环的保护可采用环路备用和容量备用方式。

环形网的可靠性比线形网和星形网高，它不但可以保护收发信机故障，也可以保护线路故障和节点失效，是一种较为理想的网络保护方式。

3.4、网孔形网

用直线段将各个节点之间相互连接起来就形成网孔形网，理想的网孔形网中，每两个节点之间都有连接，一般的网孔形网中，各节点只与附近节点有连接关系，与远距离节点之间的通信通过其他节点转接。网孔形网结构复杂，成本高，但网络容量大，一般采用容量备用方式，环形网一般要有一半的容量备用，而网孔形网一般有15%～25%的容量备用就可以了。一旦网中发生故障造成某传输通道通信中断，网络管理系统可重新寻找一条路由替代原来的路由，重新恢复通信，动态寻找路由的方法一般有两种：集中控制法和分散控制法。另一种简单的路由重选方法是预置替代路由法。

4、传输基本概念

传输网由各种传输线路和传输设备组成，其中传输线路完成信号的传递，传输设备完成信号的处理。

通常按传输媒介将传输划分为：

l 有线传输：包括电缆（对称电缆、同轴电缆）、光纤光缆等；

l 无线传输：包括电磁波（长波、中波、短波、超短波和微波）、FSO等

（1）对称电缆：

对称电缆由若干条纽绞成对或纽绞成组的绝缘导线构成缆芯，外面再包上护层组成，导线材料通常用铜，两根线相互绞合的称为对绞线或双绞线对，四根相互绞合的称为星绞线对。一般用于传输较窄频带的模拟信号或较低速率的数字信号，但随着数字处理技术的发展，高质量的对称电缆传输速率可达几Mb/s甚至几十Mb/s。

在对称电缆中相对称的两根线电流方向相反，产生的磁场相互抵消（磁力线方向），并且由于绞合不停地变换两根线的位置，这样，对于周围任意一点的场强，两根线所受的影响可以

看成一致的，基于这种模式的电路称为平衡传输。如：RS485/422通信、音频对称电缆通信等。

（2）同轴电缆：

同轴电缆主要由若干个同轴对和护层组成，同轴对由内、外导体和中间的绝缘介质组成，导线材料通常用铜。由于同轴电缆外导体的屏蔽作用，当工作频率较高时，可以认为同轴电缆内的电磁场是封闭的，基本不引入外部噪声、干扰和串音，也没有辐射损耗，因此同轴电缆适用于高频信号的传输。但同轴回路的特性阻抗的不均匀影响传输质量，另外耗铜量大、施工复杂，建设期长。

（3）光纤光缆：

光缆主要由缆芯、加强构件和护层组成。光缆中传送信号的是光纤，若干根光纤按照一定的方式组成缆芯。光纤由纤芯和包层组成，光纤和包层是折射率不同的光导纤维，利用光的全反射原理使光能够在纤芯中传播。

全反射是当光射到两种介质界面，只产生反射而不产生折射的现象。当光由光密介质射向光疏介质时，折射角将大于入射角。当入射角增大到某一数值时，折射角将达到90°，这时在光疏介质中将不出现折射光线，只要入射角大于上述数值（临界角）时，均不再存在折射现象，这就是全反射。所以产生全反射的条件是：①光必须由光密介质射向光疏介质；②入射角必须大于临界角。

光纤光缆的主要优点有：

ü频带宽、传输速率高；

ü传输距离长；

ü重量轻、体积小、成本低；

ü低衰减、低误码率；

ü无电磁影响

（4）无线传输：

无线传输是利用地球上层空间作为信号的传输信道，信号通过这个空间信道以电磁波方式传播。