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精编通信系统培训教材
丹东管理处机电系统培训教材
通信系统
第一节通信初识
一通信
1定义
通信在不同的环境下有不同的解释,在出现电波传递通信后通信(Communication)被单一解释为信息的传递,是指由一地向另一地进行信息的传输与交换,其目的是传输消息。
然而,通信是在人类实践过程中随着社会生产力的发展对传递消息的要求不断提升使得人类文明不断进步。
在各种各样的通信方式中,利用“电”来传递消息的通信方法称为电信(Telecommunication),这种通信具有迅速、准确、可靠等特点,且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制,因而得到了飞速发展和广泛应用;在现今因电波的快捷性使得从远古人类物质交换过程中就结合文化交流与实体经济不断积累进步的实物性通信(邮政通信)被人类理解为制约经济发展的阻碍。
在古代,人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警、符号、身体语言、眼神、触碰等方式进行信息传递。
到了今天,随着科学水平的飞速发展,相继出现了无线电、固定电话、移动电话、互联网甚至视频电话等各种通信方式。
通信技术拉近了人与人之间的距离,提高了经济的效率,深刻的改变了人类的生活方式和社会面。
2方式
以视觉声音传递为主的古代的烽火台、击鼓、旗语、现代电信等及以实物传递为主的驿站快马接力、信鸽、邮政通信等。
古代的通信对远距离来说,最快也要几天的时间,而现代通信往往以电信方式为主如电报,电话,快信,短信,E-MAIL等注重即时通信,做为自然科学来说邮政通信更能体现人与自然的和谐与沟通,但在现今注重经济利益的时期往往不注意人与自然的关系致使邮政通信相对即时通信不宜接受。
美国联邦通信法对通信的定义是:
包括电信和广播电视,需要说明的是此通信法并不适合中国,中国自古注重“天人合一”的人文自然观及追求人与人之间和谐相处。
我国的电信管理条例对电信的定义是:
包括公共电信和广播电视。
我国邮政法正在不违背万国邮政公约的情况下结合中国国情不断完善。
3三发展简史
形体时代通过身体、眼神、手势及山石树木等自然媒体相结合传递信息。
口语时代直立行走使得人类对信息传递方式的需求提高从而催生了语言。
文字书写时代随着生产力的发展人类对信息记录有了需求,文字随之产生。
印刷时代1044年,毕升发明活字印刷术。
1450年,日耳曼人古腾堡发明金属活字印刷术。
1837年,美国人摩斯发明电报机。
1857年,横跨大西洋海底电报电缆完成。
1875年,贝尔发明史上第一支电话。
1895年,俄国人波波夫和意大利人马可尼同时成功研制了无线电接收机。
1895年,法国的卢米埃兄弟,在巴黎首映第一部电影。
1912年,泰坦尼克号沉船事件中,无线电救了700多条人命。
1920年代,收音机问世。
1920年代,英国人贝尔德成功进行了电视画面的传送,被誉为电视发明人。
二次大战爆发,电视事业中断,战火突显广播发送成本低、接收容易的特性,听众再次增加。
1962年,美国发射第一颗人造卫星,开启电视卫星传送的时代。
网络传播时代
1955年,美国为了大战的需要,发行了第一部军用电子计算机。
1969年,美军建立阿帕网(ARPANET),目的是预防遭受攻击时,通信中断。
1983年,美国国防部将阿帕网分为军网和民网,渐渐扩大为今天的互联网。
1993年,美国宣布兴建信息高速通路计划,整合电脑、电话、电视媒体。
4分类
4.1按传输媒质分类?
有线通信:
是指传输媒质为导线、电缆、光缆、波导、纳米材料等形式的通信,其特点是媒质能看得见,摸得着(明线通信、电缆通信、光缆通信、光纤光缆通信)
无线通信:
是指传输媒质看不见、摸不着(如电磁波)的一种通信形式
(微波通信、短波通信、移动通信、卫星通信、散射通信)
4.2按信道中传输的信号分类?
模拟信号:
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、相位,脉冲波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值,且直接与消息相对应的,模拟信号有时也称连续信号,这个连续是指信号的某一参量可以连续变化数字信号:
凡信号的某一参量只能取有限个数值,并且常常不直接与消息相对应的,也称离散信号
4.3按工作频段分类?
长波通信
中波通信
短波通信
微波通信
4.4按调制方式分类
基带传输:
是指信号没有经过调制而直接送到信道中去传输
的通信方式
频带传输:
是指信号经过调制后再送到信道中传输,接收端
有相应解调措施的通信方式
4.5按按通信双方的分工及数据传输方向分类
对于点对点之间的通信,按消息传送的方向,通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种。
所谓单工通信,是指消息只能单方向进行传输的一种通信工作方式。
单工通信的例子很多,如广播、遥控、无线寻呼等。
这里,信号(消息)只从广播发射台、遥控器和无线寻呼中心分别传到收音机、遥控对象和BP机上。
所谓半双工通信方式,是指通信双方都能收发消息,但不能同时进行收和发的工作方式。
对讲机、收发报机等都是这种通信方式。
所谓全双工通信,是指通信双方可同时进行双向传输消息的工作方式。
在这种方式下,双方都可同时进行收发消息。
很明显,全双工通信的信道必须是双向信道。
生活中全双工通信的例子非常多,如普通电话、手机等。
二管理处机房设备图
1配线架
2传输2500+前
3传输2500+后
三收费站机房设备图
1接入
2155/622H传输
四网通机房设备图
五电信机房设备图
六光端机图
1单模光端机
2多模光端机
3数据光端机
4视频光端机
5数据+视频光端机
6光端机内部图片
七计算机内部图
八巨型计算机(天河一号)
九供电系统图
1开关电源
2稳压器
3UPS
4电池
5发电机
主要用途:
结通信设备提供稳定的电源,从而使机房内各板卡、机柜、控制计算机、空调正常运行,从而保证通信系统正常运行。
十工程线缆及接头
1.光纤图及光纤接头
1.1单模
1.2多模
主要用途:
远距离设备传输和机房传输区别后断章节会介绍。
3.电缆图
3.1380V高压电缆
3.2220V低压电缆
主要用途:
结设备及板卡供电和机房供电。
也可以用作各种信号的传输。
4.通信电缆图及配线盒
4.1通信电缆
4.1.1屏蔽线
主要用于受电力干扰严重的室内线
4.1.2铠装蔽敝电缆
主要用于野外布线直埋地下
4.2配线盒
主要用途:
远距离一般小于5公理电话信号,及控制信号,ISDN等信号的传输。
5室内电话线缆及电话水晶头RJ11
5.1室内电话线
5.2RJ11
5.3电话端子
主要功能:
传输语音信号及传真信号还有MODEM、ISDN、宽带等信号,传输距离一般不超过100米。
6.网线图及网线水晶头RJ45
6.1有屏蔽
6.2非屏蔽
6.3RJ45
6.4RJ45配线端子
6.5网线制法
B线序白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕
A线序白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕
主要功能:
主要是数据包的传输,包括很多信息,如视频,音频,控制等。
7.铜轴屏蔽电缆图
7.1线缆
7.2接头
7.2.1Q9头
7.2.2莲花头
7.2.3转接头
主要功能:
主要用作图像的传输,但也可用于传播其它种类的信号。
综上所术,各种线缆的用途不唯一,可以传输的信号多种多样。
电缆可以传输通信的信号,只不过得配有相应解包的设备,把封装的数据分离出来。
说白点控制信号也是有电压的,也就是电信号的传输,只不过解封的设备不一样。
再深入一点,都是一组0或1的开关组合电压信号。
注(单片机教材有介绍芯片功能如何实现,电路命令通信如何实现)
十一小结
通过以上的图片对比,我想大家对机房的设备有了一个初步的认识。
首先机箱相当于机柜,机箱内部各种架体相当于机柜内部大的机架,主板相当于母板,内存、CPU相当于机柜内部的主控板,显卡、声卡、网卡、视频采集卡等就相当于机柜内部各种功能的板卡。
有时超大型设备,可能是几个机柜功能相当于一台计算机,但性能可比一定规模数量级的计算机还快,中国刚问世的巨型机,2010经过技术升级之后“天河一号”与目前已知的全球最快计算机美国“美洲虎”超级计算机相比,“天河一号”的实测性能是它的1.425倍。
与诞生于一年前的“天河一号”一期系统相比,二期系统的峰值性能和持续性能分别提高了2.89倍和3.45倍。
十二系统原理图
1cc08
2局内网
3收费网
4监控网
5机房
第二节传输系统
一、概况介绍
光纤数字传输、接入传输、综合业务接入、程控电话交换等功能子系统业务数据的配置,管理处所辖收费站、服务区电话、监控、收费等业务通信,丹东分中心所辖通信站共构成3个接入环网,分中心内Optix2500+(15-网元)设备下挂1个接入环网,东港通信站Optix2500+(94-网元)设备下挂1个接入环网,青堆子通信站Optix2500+(95-网元)设备下挂1个接入环网,每个接入环网均采用通道保护。
青堆子通信站、东港通信站与丹东通信分中心之间利用光板构成STM-16速率相连,传输青堆子和东港通信站下挂的接入环业务。
各站点业务均传输至丹东通信分中心。
二、系统网络构
三、主要设备功能
1、2500+及其主要板卡
2、155/622H
第三节接入交换系统
一、概况介绍
二、华为C&C08程控交换机
1、主要功能
C&C08数字程控交换系统是综合运用交换、光通信和计算机网络技术于一体的开放系统平台,具有光电一体化、交换传输一体化、有线无线接入一体化、窄带宽带一体化、基本业务和智能业务一体化、网络管理一体化等特点。
全方位地为广大电信用户提供在公众电信网、专用通信网、智能网(IN)、综合业务数字网(ISDN)等方面的服务。
2、主要板卡及BAM计算机
BAM服务器
&知识点:
BAM服务器的各种服务器进程
这一节主要介绍BAM服务器上运行的各种应用软件。
作为客户机/服务器结构中的服务器,BAM必须运行相应的服务器软件。
BAM服务器软件包括一个进程管理器和多个业务进程。
这些进程一方面处理各种业务;另一方面完成通信功能。
BAM服务器应用软件
为了能够维护交换设备并与各维护终端进行通信,在BAM服务器上必须运行相应的服务器应用软件。
BAM服务器应用软件包括一个业务进程管理器(BAMManager)和几个业务处理进程(如Warn、Dataman、Bill等)。
这些服务器应用进程都是建立在WindowsNT操作系统和MSSQLServer数据库系统之上的(如图2-1所示),因此在启动这些服务器应用进程之前,必须先启动数据库系统。
图1-1BAM服务器应用软件平台
BAM服务器业务进程
从图2-2中可以看到,整个BAM的业务系统分为多个进程,各进程的功能简述如下:
MML进程:
也称编译进程。
接收MML客户端的文本串,经编译后生成一种结构形式,通过共享内存发给对应的业务台进行业务处理;同时能够将业务台的处理结果发给对应的MML客户端。
权限管理也置于该进程中,将编译后的结果进行权限检测。
Exchange进程:
接收业务进程的数据帧,发送给交换机;同时将交换机发来的数据帧发给对应的业务台进行处理。
该进程能够监视业务台与交换机间的数据包,同时内置有加载、数据格式转换以及设定功能。
DataMan进程:
主要是数据管理业务处理,简称数管台。
利用SQLServer将大部分数据业务封装在存储过程中,简化了数据管理。
Bill进程:
主要是话单业务处理,简称话单台。
Maintain进程:
主要是交换机维护业务处理,简称维护台。
Stats进程:
主要是话务统计业务处理,简称话务台。
Warn进程:
主要是交换机告警业务处理,简称告警台。
Test进程:
主要是交换机测试业务处理,简称测试台。
性能监控进程:
负责BAM系统的性能监测,保证业务处理的可靠性。
这些业务进程之间的关系如图2-3所示。
图1-2BAM系统进程框架图
WS客户端业务维护系统
&知识点:
WS客户端的软件组成
业务维护系统的使用方法
在WS客户端上运行的应用软件主要有C&C08业务维护系统、MML命令输入工具、C&C08告警板和C&C08告警台。
C&C08业务维护系统不但具有MML命令输入的全部功能,还具有图形化的维护界面,在实际维护工作中起着重要的作用。
本节重点介绍业务维护系统的使用方法。
MML命令输入工具的功能基本上可以由业务维护系统来实现,这里不再做介绍。
告警板和告警管理台将在告警课程中做详细的介绍。
登录业务维护系统
通过操作系统的程序菜单启动业务维护系统,出现如图3-4所示的业务维护系统登录窗口。
在第一栏中输入登录用户名,缺省的登录用户名为“cc08”。
在第二栏中输入正确的密码。
如果有多个局点,在第三栏中选择相应的局名,该局BAM的IP地址将出现在第四栏中。
确认后如果一切正确则进入业务维护系统。
图1-3业务维护系统登录窗口
注意:
用户名和密码是区分大小写的。
如果不能正确登录,请检查用户名和密码是否输入正确。
业务维护系统主界面
如果登录成功,则进入业务维护系统主界面。
如图3-5所示。
整个界面主要分为四个部分:
菜单及工具栏、导航窗口、命令输入窗口和输出窗口。
本节以下内容将分别对这四个部分进行介绍。
主要功能:
可以设置你所在办公室墙盒出线的电话号,还有其功能,如MODEM、ISDN、宽带、无线通信、固话语音、传真、本地通话、出局通话、外线通话、国际长途、来电显示等。
三、华为HonetFA16综合接入设备
1、主要功能
2、主要板卡
第四节会议电视
一、系统网络构成
局端主持在线视频会议,各管理处加入,并能实现提问与解答。
二、主要设备功能
1、2M多功能光端机
主要功能:
将2M数据转成光信号远距离传输,并提供以太网与电话信号接入远传输
2、会议电视控制器
主要功能,将光信号分离出来的2M信号识别,并转化为视频信号及声音信号,还能将本地视频图像,以及音频转化为2M信号,传送给多功能光端机,传回机房。
第五节通信光缆及通信管道
一、光纤通信发展历史
1966年,英籍华裔学者高锟和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤(OpticalFiber)进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
1970年,美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。
把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。
1972年,康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4dB/km。
1973年,美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。
1974年降低到1.1dB/km。
1976年,日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47dB/km(波长1.2μm)。
在以后的10年中,波长为1.55μm的光纤损耗:
1979年是0.20dB/km,1984年是0.157dB/km,1986年是0.154dB/km,接近了光纤最低损耗的理论极限。
1976年,美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。
1980年,美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用。
1976年和1978年,日本先后进行了速率为34Mb/s的突变型多模光纤通信系统,以及速率为100Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。
1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。
随后,由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。
第一条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成。
从此,海底光缆通信系统的建设得到了全面展开,促进了全球通信网的发展。
二光纤分类
1单模光纤
2多模光纤
3尾纤图
4光纤接头
4.1方形
4.2圆形
5光纤应用优缺点
单模光纤用于远距离传输,其光端机贵,但结省光纤通道。
多模光纤用于近距离传输,其光端机介格低,工程造价低。
三、光纤日常注意事项
二、主干光缆介绍
二、通信管道维护
1.春天对钢管进行防锈处理,闭免管道脱落,拉坏光缆。
2.秋天抽通信井内积水,以免冬天冻坏光缆。
特别指出对光缆接序井进行严格检查。
3.巡查管段内损毁路段,防止管段内管道因人为或自然灾害引起损坏,从而造成光缆损坏。
第六节系统常见故障
一.机房日常巡检
1.通过HONET网管系统可以看到所管辖地区各基站通信状态,看是否有告警,以及告警的级别。
(重要告警,主要告警,次要告警)。
2.通过网管系统可以看到各基站连通状态,从而判断是否有硬件损坏或光缆中断。
3.各机柜也有报警灯,显示出各种设备运行情况,并且伴有报警音。
4.机柜内部主要板卡设备也有报警灯和报警音,注意观察正常及不正常现象。
二常用的维护工具
1.工具
1.1普通工具
1.2网线钳
1.3电路焊接工具
1.4内六角组合工具
1.5熔纤工具
2.仪表
2.1网线测试议
2.2光功率计
2.3万用表
2.4工程宝
2.5SDH测试议
2.6OTDR光纤分析议
2.7电缆测试议
2.8工程宝
三常见故障
由于整体通信网络是环形,因此业务正常时,并不能带表设备无故障运行中。
当本地与高速局之间断开时,注意区分故障端。
1.收费网不通
2.局内网不通
3.会议电视无信号输入
4.监控网不通
5.道路摄相机不可控
6.道路摄相机图像丢失
7.收费站图像管理处或局无法观看。
8隧道交通信号类无法控制
分析故障方法:
首先确定故障是单机故障还是多机故障,其次看故障现象的范围:
故障是不是存在共性,然后确定设备工作状态,设备是否损坏,线缆是否通畅。
如果排除确定故障出现在向上级一端,比如光端机硬件,光缆是否损坏。
排除了管理处出故障的可能性,然后就是各管理处通信状态是否一样。
如果故障存在共性,因此排除了本地,接入与传输故障,故障端在局。
四.故障事例
列1:
管理处一收费站报WEB经常性的无法正常工作
1首先,确定是不是计算机故障。
2可以打电话询问各收费站和相邻管理处,从而确定故障范围。
3用网络测试仪或功能宝确定收费站端WEB机网线及RJ45水晶头是否正常。
4确定收费站端网络交换机通信是否正常。
5确定收费站端传输是否正常。
6确定管理处端交换机是否正常。
7用笔记本电脑使用ping命令确定各级端口IP是否正常。
8可用局配发的OTDR光纤测试议确定光缆的通畅,收费站端及局端。
9可以看HONET网管系统观查本地各基站状态。
10可以看接入与传输各板卡的工作状态。
11请局维护人员用HONET网管系统查看备级设备运行状态。
12光缆损坏,可以用熔纤机进行容接。
13确定硬件损坏时应及时更换。
最后测定结果:
ping能通以上故障可能性都排除了,同时也排除环形干线断开一端,如果断了局端也会有报警。
其实当时呼略了一点,当PING加大数据包时是不通的,如果用OTDR测试相应尾纤,则可知相应收费站端尾线光损耗过大,原因就是光头污染严重造成的,用酒精一擦故障解决了。
故障第一次遇见,无法用维护经验迅速判定,这是一个很精典的实例,虽然用时很长,但为为我们以后维护工作积累了宝贵的经验。
例2管理处一办公室报小号电话不通
1.确定话机本身无故障。
2.确定RJ11水晶头无损坏。
3.拿一好用话机及带有RJ11水晶头线与线缆对接测试。
4.在机房话务配线机柜内找到机应号的线位,用测试电话测试有无拨号音。
5.用万用表测试从配线架到办公室线路无断路或短路。
6.确定相应线位保险好用。
7.确定入保险信号电缆有无损坏。
8.用CC08话务维护端,查此号相应板卡是否正常以及此板卡上其它号码的电话是否正常。
最后断定:
因为大区改造时其中一屋的线号没配造成无拨号音,故障出现在设备配置上。
例3管理处监控分中心报东港监控图像丢失
1,ping东港工区各收费站监控编码器是否通畅,结果不通。
2.ping东港工区各收费站收费服务器是否通畅,结果不通。
3.电话收费站WEB是否好用,结果不好用。
4.ping局端通畅,确定故障点在本处范围。
5.来到管理处通信机房,发现S16光板报警,查HONET网管系统,发现东港工区线路中断。
5.分析环状结构应该不存在通信中断的情况,但实际中断了,说明整个高速网络中故障点不止一个。
6.用潜换法查出是机房内S16板往东港方向损坏,够置更换。
生活百科
知道了通信的理论后,让我们了解一位科学怪才。
他的理伦不被当时的科学家认同,超前的科学研究。
他是现代许多领域的先躯如,交流电,激光,涡轮发动机,无线通信技术,空间科学技术,量子物理等。
科学界认为他与达芬奇齐名。
尼古拉·特斯拉
百科名片
尼古拉·特斯拉
尼古拉·特斯拉(NikolaTesla,1856年-1943年),1856年7月10日出生,是世界知名的发明家、物理学家、机械工程师和电机工程师。
塞尔维亚血统的他出生在克罗地亚(后并入奥地利帝国)。
特斯拉被认为是历史上一位重要的发明家。
他在19世纪末和20世纪初对电和磁性做出了杰出贡献。
他的专利和理论工作形式依据现代交变电流电力(AC)的系统,包括多相电力分配系统和AC马达,帮助了他带起第二次工业革命。
中文名:
尼古拉·特斯拉
外文名:
NikolaTesla
国籍:
克罗地亚共和国
民族:
塞尔维亚
出生地:
克罗地亚Smiljan
出生日期:
1856年7月10日
逝世日期:
1943年1月7日
职业:
发明家、物理学家
毕业院校:
格拉兹科技大学
信仰:
塞尔维亚正教
主要成就:
交流电,特斯拉线圈,粒子束武器
特斯拉涡轮发动机,异步电动机
旋转磁场,地面固定波,双线线圈
无线技术
塞尔维亚文:
НиколаТесла
后世影响:
恩斯特·马赫
前人传承:
GanoDunn
有很多人知道马可尼,发明的无线电,但使无线电得以存在的装置是特斯拉发明的,并且对光波理论也有一定的阐述。
生平1000多项发明,许多是免费提供的,这就使他与许多声名显赫的人物产生了矛盾,因此受到了排拆。
许的成果是低价卖出,别人申请的专利。
一生默默无闻。
全世界的科学发明体系,仍然建立在特斯拉的遗产之上。
他率先提出的概念有:
电子显微镜、激光、电视、移动电话,互联网等。
他所从事的某些实验,具有很大的危险性。
他会不会是那场通古斯大爆炸的始作俑者呢?
据科学家们所说,通古斯大爆炸的能量,相当于日本广岛原子弹的1千倍。
免费的电力供己系统,特斯拉线圈。
1943——1月7号特斯拉在纽约宾馆逝世。
(总统房间美国FBI保护)
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