数据通信基础培训教材
目 录 第一部分 通信基础知识 1. 概述 2. 传输基础知识 3. 交换基础知识 4. 分层通信体系结构 第二部分 通信网络 1. 概述 2. 电话网 3. ISDN综合业务数字网 4. DDN网 5. 帧中继网 6. ATM 7. 接口和接入网 8. 信令网 9. 同步网 10. 管理网 第三部分 计算机网络 1. 概述 2. 局域网 3. TCP/IP协议族 4. 网络连接设备及网络软件 5. 交换式网络 6. INTERNET 第四部分 数据固定网网络拓朴图 1. ATM网网络拓朴图 2. VOIP网网络拓朴图 3. 193长途网网络拓朴图 4. 广西165网网络拓朴图 第五部分 各县组网结构 1. 各县组网结构和当前现状 2. 各县组网结构示意图 3. 专线故障处理流程 4. 数据业务故障处理表 第六部分 数据专员工作职责及考核要求 第七部分 设备维护常识及常见故障处理 1. 县、镇级基本网络组网方式 2. 设备故障判断方法 第八部分 数据网运行维护制度 1. 安全操作规程 2. 机房管理和安全保密规定 3. 障碍处理和障碍报告制度 第一部分 通信基础知识 1. 概 述 通信的目的是为了信息的传递。携带信息的信号可分为模拟信号（如话音）和数字信 号（计算机输出的信号）。信息的传递由通信系统来完成。 1. 通信系统的组成 通信系统由硬件和软件组成。硬件包括终端、传输和交换三大部分。 o 终端：包括普通电话、移动电话、计算机、数据终端、可视电话、会议电视终端等 。 o 传输系统：信息传递的通道，一般叫信道。 o 交换系统：完成接入交换节点链路的汇集、转接和分配。 o 通信系统软件：为能更好完成信息的传递和转接交换所必须的一整套协议、标准， 包括网络结构、网内信令、协议和借口以及技术体制、接口标准等。 ← 注释 2. 通信系统的分类 按照系统所传输的信号来分类，则系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。 o 模拟通信系统：用模拟信号传递消息的系统。 o 数字通信系统：用数字信号传递消息的系统。 由于光纤通信的普及和集成工艺的发展，数字通信系统具有抗干扰能力强，数字信号 可再生，可综合各种业务，便于和计算机系统连接，易于集成等优点，所以逐渐取代了 模拟通信系统。 3. 标准化组织 标准可以被看作是将不同厂商制造的硬件和软件连接起来以便协调工作的“粘接剂”。 在美国和其他许多国家，全国的标准化组织定义了多种物理特性和操作特性的规范，以 便厂商生产与通信公司的线路设施及其他制造商的产品兼容的设备。在全球范围内，标 准化组织颁布了一系列与通信有关的建议。这些建议虽不是强制性的，但在全球的通信 设备和设施的开发过程中具有很强的影响力，并已被数百个大型企业和通信公司采纳。 下面介绍几个重要的组织。 1. ITU ITU——International Telecommunications Union国际电信联盟。 ITU的前身是CCITT（国际电报电话咨询委员会），1994年更名，它由联合国的一个机 构主办，属政府间组织。总部设在日内瓦，直接负责制定数据通信标准，由15个工作组 组成。ITU-T是其电信标准局。 2. ISO ISO——International Organization for Standardization国际标准化组织。它是联合国经济和社会理事会下的咨询性非政府组织 。 3. ANSI ANSI——American National Standars Institute美国国家标准化组织。 它是美国最主要的标准制定机构，是非营利性非政府组织。 4. IEEE IEEE——Institute of Electrical and Electronic Engineers电气和电子工程师协会。它是美国的工程师社团组织。 2. 传输基础知识 1. 传输基本概念 传输的基本模型如图1.2.1所示。 1. 信道 信道一般分为模拟信道和数字信道。 模拟信道传输模拟信号；数字信道传输数字信号。 o 模拟信号的传输 在模拟信道上的传输一般为实线传输或频分多路复用。模拟信号数字化为数字信号便 可以在数字信道上传输。 o 数字信号的传输 数字信号在这两种信道上传输，不同的传输信道采用不同的信号变换设备。对模拟信 道，变换设备为MODEM，把数字信号变为模拟信号再传输。对数字信道，信号变换器即接 口设备，其作用是实现信号码型与电平的转换等。 ← 注释 数据传输模型如图1.2.2所示。 2. 数据传输方式 o 并行传输 数据的每一位在多条并行信道上同时传输，传输速率较高，但并行信道实现较为困难 ，不适合远距离传输。 o 串行传输 数据流以串行方式在一条信道上传输，为了在收方识别发方信息，需要保持发、收方 信号同步。这种方式易于实现，经济适用。所以大部分采用串行通信。 3. 数据同步方式 同步系统是数字通信系统的重要主成部分，同步是将通信系统的发送端和接收端的收 发信息的时间统一在规定的时间节拍内，使收发系统步调一致。 o 异步传输 以字符为单位实现同步，也称位同步。该种方式需要在每个字符前后加起止位，故不 要求双方时钟严格同步，但开销大，效率低。 o 同步传输 以固定的时钟节拍发送数据信号。数据发送以帧为单位。同步传输开销小，传输效率 高，但实现复杂，必须有收发定时信号。 4. 数据传输速率与带宽 数据传输速率是衡量传输系统传输能力的主要指标。主要有比特速率和码元速率。 o 比特率：在单位时间内传送的比特数，单位是bit/s。 o 码元速率：在单位时间内传送的码元（波形）数，单位是band（波特）。 通常，我们也用传输速率表示信道的通信能力——带宽。 5. 数据传输差错率 一般用误码率表示。 误码率=接收出现的差错比特（字符、码元）数/总的发送比特（字符、码元）数×10 0% 6. 基带与频带传输 o 基带传输 没有经过调制的信号称为基带信号，这种信号在某些有线信道上可直接传输，这种传 输叫做基带传输。 o 频带传输 在很多时候，基带信号必须经过调制，将信号频谱搬移到高频率处，才能在信道中传 输。这种称为载波传输或频带传输。频带传输又分为调频FM、调幅AM和调相PM。 2. 传输介质 传输系统按传输介质的不同可分为有线传输系统和无线传输系统。有线传输的介质主 要有双绞线、同轴电缆和光纤等。无线传输的主要介质有长波、短波、超短波、地面微 波和卫星等。 1. 双绞线 双绞线属于平衡电缆，主要用于基带传输。电话用户线一般用一对；数字电话（ISD N电话）用1~4对；以太网10BASE-T用2对。 2. 同轴电缆 同轴电缆属于不平衡电缆，它的两种基本形式是基带和宽带。基带用于以太网的连接 ，宽带用于CATV系统，正逐渐被光纤所取代。 光纤和卫星传输系统我们将在后面有关章节做详细介绍。 3. 复用技术 复用技术一般有： o 频分多路复用FDM o 时分多路复用TDM o 统计时分复用STDM 1. 频分多路复用 一般多适用于模拟通信，它把信道频带划分成若干逻辑信道，每个用户独占某些频段 。 2. 时分多路复用 在时分复用系统中，各路信号共用一个信道，轮流在不同的时刻进行传输。其特点是 各路信号在时间上互不重叠，但将占据全部带宽。 3. 统计时分多路复用 动态地分配集合信道的时隙，只给那些确实要传输信息的终端分配线路，大大提高了 线路利用率。 时分复用多用于数字通信中。 4. 脉冲编码调制PCM PCM是实现模拟信号数字化的最常用的一种方法。将时间连续、取值连续的模拟信号 转换成为时间离散、取值离散的数字信号，并按一定规律组合编码，形成PCM信号序列。 它的基本过程是抽样、量化和编码。 o 抽样：以一定频率的取样信号将信号在时间上进行离散。取样频率应大于2倍的信号 带宽。 o 量化：将信号在幅度上离散。 o 编码：把量化后的取值用一定位数的二进制码来表示。 o 常用传输码型：在基带传输中，主要的码型有
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