通信网技术是规划、设计、建设和维护网络方面的技术。要想把通信网建设好维护好，必须了解各种类型的通信网的结构、接口、协议和技术指标，了解各类通信网之间的关系和互连，网络技术已经成为一门专门的学科，其内容十分丰富，已成为通信工程领域重要的基础知识。
1.通信网的概念
1.1 通信系统的基本组成
其基本组成包括：信源 变换器 信道 噪声源 反变换器 信宿
点—点单向通信系统构成模型
对于双向通信还需要另一个通信系统完成相反方向的信息传送工作。
而要实现多用户间的通信，则需要将多个通信系统有机地组成一个整体，使它们能协同工作，即形成通信网。
1.2 通信网的概念及构成要素
定义：通信网是由一定数量的节点（包括终端节点、交换节点）和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
功能：就是适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。
在通信网上，信息的交换可以在两个用户间进行，在两个计算机进程间进行，还可以在一个用户和一个设备间进行。交换的信息包括用户信息(如话音、数据、图像等)、控制信息(如信令信息、路由信息等)和网络管理信息三类。由于信息在网上通常以电或光信号的形式进行传输，因而现代通信网又称电信网。
实际的通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统，每一次通信都需要软硬件设施的协调配合来完成。
从硬件构成来看：通信网由终端设备、交换设备和传输系统构成，他们完成通信网的基本功能：接入、交换和传输。
从软件设施上看：软件设施则包括信令、协议、控制、管理、计费等，它们主要完成通信网的控制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化。
1.3 通信网的分层结构
网络结构的垂直描述
根据不同的功能将网络分解成多个功能层，上下层之间的关系为客户/服务者关系
从垂直结构上，从功能上将通信网分为应用层、业务网和传送网.
应用层 ：表示各种信息应用与服务种类
业务网层：表示支持各种信息服务的业务提供手段与装备，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、图像等各种通信业务的网络。
传送网层：表示支持业务网的传送手段和基础设施，包括骨干传送网和接入网。
支撑网层：用以支持全部三个层面的工作，提供保证通信网有效正常运行的各种控制和管理能力，传统的通信支撑网包括信令网、同步网和电信管理网。
网络结构的水平描述
水平描述是基于用户接入网络实际的物理连接来划分的
用户驻地网（CPN：Customer premises Network）
接入网（AN：Access Network）
核心网（CN：Core Network）
UNI：用户网络接口
SNI：业务节点接口
局域网（LAN：Local Area Network）
城域网（MAN：Metropolitan Area Network）
广域网（WAN：Wide Area Network）
1.4 通信网的业务及网络分类
现代通信网建设与运行的真正目的是要为用户提供他们所需的各类通信业务，满足他们对不同业务服务质量的需求。因此通信业务是最直接面向用户的。
业务的分类并无统一的方式
好的业务分类有助于运营商进行网络规划和运营管理
根据信息类型的不同业务分为：
语音业务
固定电话业务、移动电话业务、VOIP、会议电话业务和电话语音信息服务业务等。该类业务不需要复杂的终端设备，所需带宽64kb/s，采用电路或分组方式承载。
数据业务
电子邮件、数据检索、web浏览、文件传输、局域网互连、面向事务的数据处理业务等，所需带宽差别较大，一般需要大于64kb/s的带宽，采用电路和分组方式承载。
图像业务
传真、CAD/CAM图像传送等。该类业务所需带宽差别较大，G4类传真需要2.4-64kb/s带宽，而CAD/CAM则需要64kb/s-34Mb/s的带宽。
视频和多媒体业务
可视电话、视频会议、视频点播、普通电视、高清晰度电视等。该类业务所需的带宽差别很大，例如，会议电视需要64k-2Mb/s，而高清晰度电视需要140Mb/s左右。
按照网络提供业务的方式业务分为
承载业务：
网络在UNI处提供的单纯的信息传送业务。网络用电路或分组交换方式将信息从一个UNI透明地传送到另一个UNI，而不对信息做任何处理和解释，它与终端类型无关。一个承载业务通常用承载方式（分组还是电路交换）、承载速率、承载能力（语音、数据、多媒体）来定义。
用户终端业务：
所有面向用户的业务，它在与终端的接口上提供。它既反映了网络的信息传递能力，又包含了终端设备的能力，终端业务包括电话、传真、数据、多媒体等。一般来讲，用户终端业务都是在承载业务的基础上增加了高层功能而形成的。
补充业务：
又叫附加业务，是由网络提供的，在承载业务和用户终端业务的基础上附加的业务性能。补充业务不能单独存在，它必须与基本业务一起提供。常见的补充业务有主叫号码显示、呼叫转移、三方通话、虚拟专网等。
目前通信网业务存在的主要问题是：
大多数业务都是基于旧的技术和现存的网络结构来实现
除了基本的语音和低速数据业务外，大多数业务的服务性能都与用户实际的要求存在不小的差距
通信网的分类
按通信的业务类型进行分类，即业务网有：固定电话通信网、移动电话通信网、传真通信网、数据通信网、计算机通信网、广播电视网、多媒体通信网和综合业务数字网等。
按通信的传输媒介进行分类：电缆通信网、光缆通信网、微波通信网、卫星通信网等。
按通信传输处理信号的形式进行分类：模拟通信网和数字通信网等。
按通信服务的范围进行分类：本地通信网、长途通信网和国际通信网或局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）等。
按通信服务的对象进行分类：公用通信网、专用通信网等。
按通信的活动方式分：固定通信网和移动通信网等。
2. 通信网组网结构
在通信网的规划、设计、建设及优化过程中，需要对网内的各节点（或网元）进行合理的配置和连接，以实现可靠、迅速、高质及经济的现代通信网，也就是要对网络进行合理的组网。
组网结构一般用网络拓扑结构描述，所谓拓扑结构是指构成通信网的节点之间的互连方式。
2.1 基本组网结构
网状网（点点相连制） 传输链路数H=N(N-1)/2
网状网的优点：
点点相连，每个节点之间都有直达线路，信息传递迅速；
灵活性大，可靠性高，当其中任意线路发生阻断时，迂回线路多，可保证通信畅通；
通信节点不需要汇接交换功能，交换费用低。
缺点：
由于每个节点之间都互连，致使线路多，总长度长，建设投资和维护费用都很大；
在通信业务量不大时，线路利用率低。
网状网结构是一种适用于节点数较少，节点间有足够的通信业务量或有很高可靠性要求的场合。
星形网（辐射制）
也称为辐射网，它是在网内中心设置一个中心节点，其他节点均有线路与中心节点相连。各节点间的通信都经中心节点转接。
传输链路数H=N-1
星形网的优点：
结构简单、线路少、总长度短、建设投资和维护费用比较低；
由于中心节点具有汇接交换功能，集中了通信业务量，提高了线路利用率；
一次通信最多只经一次转接。
缺点：
可靠性低，无迂回线路，若某一链路发生故障，该节点就无法接通，特别是如果中心节点出现故障，会造成全网瘫痪；
通信业务量集中到一个中心节点，负荷过重时中心节点交换能力将影响传递速度。
适用于通信节点分布比较分散，距离远，相互间的通信业务量不大，而且大部分通信都来往于中心节点之间的情况。
环形网
所有节点用闭环形式首尾相连
传输链路数H=N
环型网在同样节点数情况下所需线路较网状网少，可靠性比星形网要高；
当任何两点间的线路发生阻断时，通信仍可通过迂回实现，但会因转接多而影响通信速度。
环形网可以是单向环也可以是双向环，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护。
环型结构目前主要用于计算机局域网、光纤接入网、城域网、光传输网等网络中。
线形网
线形网的网络结构与环形网不同之处是首尾不相连。
总线形网
一个节点发出的信息可以被网络上的多个节点接收
优点：节点接入方便，成本低。
缺点：当网络通信负荷较重时时延加大，网络效率下降；传输时延不定；如果传输媒质损坏，整个网络可能瘫痪。
2.2 非基本组网结构
复合网（辐射汇接制）
以星形网为基础，在通信业务量较大的交换中心区间构成网状网。
吸取了网状网和星形网的优点，比较经济合理，而且有一定的可靠性。
在规模较大的局域网和通信骨干网中广泛采用分级的复合型网络结构。
在实际运用时，要根据具体情况和发展趋势来考虑复合网的级数。
格形网
格形网也称栅格形网。
网络的大部分节点相互之间有线路相连。一小部分节点与其他节点之间没有线路直接相连。
哪些节点间不需直达线路，视具体情况而定（一般是这些节点之间业务量相对较少）。
格形网与网状网相比，可适当节省一些线路，即线路利用率有所提高，经济性有所改善。
网络的可靠性有所降低。
它可由复合网结构演化而成，也可由网状网退化而成，是复合网向网状网发展的中间状态。
树形网
树形网是星形网拓扑结构的扩展。
节点按层次进行连接，信息交换主要在上下节点之间进行。
这种结构与星形结构相比降低了通信线路的成本，但增加了网络复杂性。
网络中除最低层节点及其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。
树形结构主要用于用户接入网中，另外，主从网同步方式中的时钟分配网也采用树形网结构。
蜂窝网
是无线接入网中常用的结构
目的是解决常规移动通信系统频谱匮乏、容量小、服务质量差及频谱利用率低等问题。
它以无线传输媒质（微波、卫星、红外等）点到点和多点传输为特征。
适用于移动通信无线网、城域网、局域网。
3.通信网的质量要求
3.1 一般通信网的质量要求
接通的任意性和快速性
是指网内的一个用户应能快速地接通网内任一其他用户。如果有些用户不能与其他一些用户通信，则这些用户不在同一个网内或网内出现了问题；而如果不能快速地接通，有时会使要传送的信息失去价值，这种接通将是无效的。
影响接通的任意性与快速性的主要因素包括：
通信网的拓扑结构：如果网络的拓扑结构不合理会增加转接次数，使阻塞率上升、时延增大；
通信网的网络资源：网络资源不足的后果是增加阻塞概率；
通信网的可靠性：可靠性降低会造成传输链路或交换设备出现故障，甚至丧失其应有的功能。
信息传输的透明性与传输质量的一致性
透明
是指在规定业务范围内的所有信息都可以在网内传输，对用户不加任何限制。
传输质量的一致性
是指网内任何两个用户通信时，不论这两个用户的远近，应具有相同或相仿的传输质量，而与用户之间的距离无关。通信网的传输质量直接影响通信的效果。因此要制定传输质量标准并进行合理分配，使网中的各部分均满足传输质量指标的要求。
网络的可靠性与经济合理性
可靠性
一个不可靠的或经常中断的网络是不能用的。但绝对可靠的网也是不存在的。所谓可靠是指在概率的意义上，使MTBF (Mean Time Between Failure,平均故障间隔时间)达到要求。
经济合理性
和用户的要求有关，一个网的投资常常分阶段进行，以便达到最大的经济效益。每一个阶段网络容量的建设与需求的预测有密切的关系，建多了设备闲置造成经济损失，建少了不能满足要求而且丧失了产生效益的机会，这在经济上都是不合理的。
可靠性必须与经济合理性结合起来。提高可靠性往往要增加投资，但造价太高又不易实现，因此应根据实际需要在可靠性与经济性之间取得折衷和平衡。
3.2 电话通信网的质量要求
接续质量
它反映的是电话网接续用户通话的速度和难易程度， 通常用接续损失（呼叫损失率，简称呼损）接续时延来度量。
电话网的接续标准定义为：
呼损
市话：小于3%
长话：10%
接通时延：小于1min。
传输质量
响度：话音音量，指收听到的话音音量的大小程度；
清晰度：话音可懂度，即收听到的话音的清晰可懂程度；
逼真度：话音音色，指收听到的话音音色和特征的不失真程度。
实际中对上述三个指标一般由用户主观来评定。
稳定性质量
是指通信网的可靠性
失效率 ：系统在单位时间内发生故障的概率.
平均故障间隔时间(MTBF)：相邻两个故障发生的间隔时间的平均值
MTBF=1/λ
平均修复时间（Mean Time to Repair,MTTR）：修复一个故障的平均处理时间
MTTR=1/µ
系统有效度(A)：在规定的时间和条件内系统完成规定功能的概率
系统不可利用度(U)：在规定的时间和条件内系统丧失规定功能的概率
