（计算机应用技术专业论文）长沙电报网的设计与应用.pdf

摘要 本课题从长沙市电信局自动转报系统的现状出发，研究了目前 电报网中存在的局限性。在此基础上，通过对网络技术、数据库技 术，分组交换和网络拓扑设计等技术的研究，找到了解决原有电报网 中诸多局限性的方案，并已将此方案付诸实施。 针对长沙电报网的现状，我们选用p i l 2 6 6 服务器替代了原自动 转报系统采用的8 0 8 6 单板机；用分组交换网和高质量的d d n 线路 取代了原来的模拟载报传输设备；用新开发的数传系统淘汰了几乎 没有什么智能的电报终端如桑达机、翰林机等，友好的用户界面增 强了人机交互性能；用清晰的网络分层结构优化了原有的电报网； 热插拔器件的应用和硬盘镜像等措施，提高了系统的可靠性；新增 加的网管功能提高了系统的应变能力，给维护工作带来了极大的便 利。 总之，这是对电报通信网进行改造的一种尝试。实践证明，这 一方案成功地克服了原有网络中的缺陷，为公众提供了更可靠、更 、 快捷的电报通信服务。r 关键词：电报自动转报数据库分组交换d d n a b s t r a c t t h i s p a p e rp o i n t s o u tt h e s t a t u so ft h ea u t o m a t i c t e l e g r a m s w i t c h i n gs y s t e mo fc h a n g s h at e l e c o m m u n i c a t i o nb u r e a ua n da n a l y z e s t h el i m i t a t i o n se x i s t i n gi nt h ep r e s e u tt e l e g r a mn e t w o r k a n df o u n do u t t h em e t h o do f r e s o l v i n g t h el i m i t a t i o n sb y r e s e a r c h i n gt h et e c h n o l o g i e so f n e t w o r k ，d a t a b a s e ，p a c k e ts w i t c h i n g a n dt h en e t w o r k t o p o l o g y d e s i g n a t i o n i th a sb e e np u ti n t ou s e a i m i n g a tt h es t a t u so ft h ec h a n g s h a t e l e g r a mn e t w o r k ，w es e l e c t t h ep i l 2 6 6s e r v e rt os u b s t i t u t ef o rt h e8 0 8 6s y s t e mo ft h eo l dt e l e g r a m a u t o m a t i c a l l ys w i t c h i n gs y s t e m w ec h o o s et h ep a c k e ts w i t c h i n gn e t w o r k a n dt h ed d n h i g hq u a l i t yl i n ef o rt h eo r i g i n a la n a l o g u ec a r r y i n ga n d t r a n s p o r t i n ge q u i p m e n t t h et e l e g r a mt e r m i n a li sr e p l a c e db yt h en e w l y d e v e l o p e dc o m p u t e rs y s t e mw h o s ef r i e n d l ys u b s c r i b e ri n t e r f a c ee n h a n c e s t h e i n t e r a c t i v i t y b e t w e e nt h e p e o p l e a n dt h e c o m p u t e r t h eo r i g i n a l t e l e g r a mn e t w o r ki so p t i m i z e db yt h ec l e a rn e t w o r kl a y e rs t r u c t u r e t h e i m p l e m e n t o ft h eh o t p l u gw i d g e t a n dt h ed i s km i r r o ra n ds oo n i m p r o v e s t h er e l i a b i l i t yo ft h es y s t e m t h en e t w o r ka d m i n i s t r a t i o nf u n c t i o nn e w l y a d d e db r i n g sh i g ha d a p t a b i l i t yt ot h es y s t e ma n dg r e a t l yc o n v e n i e n c et o t h em a i n t e n a n c ew o r k i na w o r d ，t h i si sag o o da t t e m p to ft h et e l e g r a mc o m m u n i c a t i o n n e t w o r kr e f o r m t h ep r a c t i c ep r o v e si ti sas u c c e s s f u lw a yo fo v e r c o m i n g t h ef l a wi nt h ec h a n g s h ao l dt e l e g r a mn e t w o r k t h u st h ep u b l i cw i l lb e o f f e r e dm o r er e l i a b l ea n dq u i c k e rt e l e g r a ms e r v i c e s k e y w o r d s ：t e l e g r a mt e l e g r a ma u t o m a t i c a l l ys w i t c h i n g d a t a b a s e p a c k e ts w i t c h i n g d d n 第一章电报通信概述 电报通信是起源较早的通信方式之一，在我国已有一百多年的历 史。社会的发展，经济和文化的交流，要求有先进的通信技术，以便 迅速、准确、方便、安全地进行信息的传递。 4 8 1 第一节电报通信发展简史 一、人工半自动转报 我国电报通信长期以来一直沿用两点一线的人工半自动转报方 式，两端局各有若干报务员具体操作，完成收报和发报任务。来报若 非本地报，报务员把报文拿到另一条电路的发报机上发出，完成电报 人工转接。随着电报通信终端设备不断改进，在电传机的收报部分增 加复凿孔机，收报时除在纸页上打印出电文外，同时由复凿孔机穿出 相应纸条，报务员把收到的纸条撕断，与电报纸页一起放在输送皮带 上传到专设的电报分发台。电报分发员根据纸页上的去报路由，再放 在该路由的输送带上传到相应机桌。值机报务员将收到的纸条放在自 动发报机( 双机头即a b 制) 上发出，电报纸页由理订员收集、整理、 归档、保存，完成电报半自动转接。撕断纸条半自动转报方式和早期 的人工转接方式相比，减轻了劳动强度，提高了劳动生产率。 1 1 撕断纸条半自动转报方式的人工处理流程如下：【4 0 电传机接收对方局发来的电报 l 纸页纸条 i 签电报收到时间 l 核对电报流水、字数 i 电报送交分发员 i 按照收报局名批转路由 4 电报传到相关电路 i 按电报等级整理电报 l 编去流水号 i 在自动发报机上发报 l 签电报发出时间 i 登记去来对照表 i 电报底送交理订员 电报查缺号 i 报底归档保存 二、程控自动转报 1 9 8 0 年1 2 月1 1 日由上海电报局( 现上海长途电信局) 与上海复 旦大学合作，采用国产d j s 一1 3 1 小型通用计算机首先研制成功s h z b 一6 4 路程控自动转报系统，并正式接入通报电路在线运行，实现了电报自 动转接。这是我国电报通信史上一次重大技术革命。 在实时操作系统的调度下，计算机根据编排好的命令序列，逐条 分解执行，完成收报、识报、分发、发报等任务。其电报自动处理流 程为：e 4 0 转报机自动接收电报 l 自动记录收到时间 l 自动识报与分发 1 自动按电报等级排队 i 自动编去流水号 l 自动发报 i 自动打印来去和去来对照表 报底自动保留 l 自动统计业务量和电报平均处理时间 三、程控自动转报的优越性h 7 1 1 提高了电报通信能力 自动转报系统的适应能力强。不管电报业务量如何增长， 只要在自动转报系统的电路容量和处理能力允许范围内，软件 人员只需修改少量数据即可增开通达任何方向的电路，而不必 增加设备和扩大场地，机务、业务和值班维护人员也可保持相 对稳定。 2 提高了电报通信质量 人工操作收发电报常因操作失误、机械故障等造成电报变 字。实现自动转报后，排除了人为差错，变字现象大大减少， 通信质量明显提高。 3 提高了电报转接速度 在一个转接点( 电信局) 人工转接电报时，一份电报从接 收到发出要经过十多道手续，且规定一次转接最长不得超过9 0 分钟。如超过，则为逾限差错。实现程控自动转报后，一份电 报一次转接通常只需1 分钟左右，与人工转接实测时间相比， 一次转接的速度提高4 0 多倍。从全程统计，原来份电报要经 过5 到6 次转接，现在一般转接2 到3 次，大大缩短了电报全 程传递时间，提高了社会效益。 4 显著的经济效益 根据调查统计，凡安装程控自动转报系统的局，报务员和 技术维护人员至少减少二分之一；全年可节省大量电报通信专 用纸页纸条和大量电传机、发报机等终端设备，节约设备维护 费用并减少了生产场地等，使自动转报设备的投资费用在短期 内即可收回。 第二节全国电报通信的概况 一、自动转报的起源与发展 我国的电报通信在很长一段时间内一直采用比较落后的人工 半自动转报方式。为彻底改变我国公用电报转接的这种落后面貌， 邮电科学研究院早于6 0 年代初期就开始研制专用计算机，并自己 编写转报软件来实现电报自动转接。虽然限于当时的条件而未成 功，但取得的宝贵经验为以后自动转报系统的研制奠定了理论基 础。 1 6 4 路自动转报系统的研制 7 0 年代初期，我国开始研制计算机，并从国外引进计算机， 国内不少人亦掌握了计算机的语言和r t o s 实时操作系统。在此情 况下，除邮电科学研究院外，北京、上海、广州、南昌、成都、 石家庄、天津等局的技术和业务人员亦先后开始学习和研制程控 自动转报设备。经过反复试验，不断总结和交流经验，于1 9 8 0 年 1 2 月1 1 日由上海电报局( 现上海长途电信局) 与上海复旦大学 合作，采用国产d j s 一1 3 1 小型通用计算机首先研制成功s h z b 一6 4 路程控自动转报系统，并正式接入通报电路在线运行，实现了电 报自动转接。这是我国电报通信史上一次重大技术革命。 自动转报系统的研制成功和它表现出的优越性，很快得到了 邮电部的认可和赞赏。1 9 8 4 年，南昌电信局在上海局软件人员的 帮助下研制成功p d p i l 3 4 - 6 4 路转报系统，并正式在电报网上开 通运行。 2 2 5 6 路自动转报系统的研制 8 0 年代初，一些未安装自动转报设备的局几乎每天都有大量 电报不能按时发出；一些局即便使用了6 4 路转报系统，亦因容量 小不能满足业务发展的需要。上海电报局科研人员在总结6 4 路转 报设备运行经验的基础上，不断完善改进，于1 9 8 4 年8 月1 日又 研制成功电报日交换量为2 0 万份的s h z b - 2 5 6 路自动转报系统， 并逐步取代原6 4 路转报系统。 邮电部第十研究所与福州电信局、西安交通大学共同合作， 采用8 0 8 6 工业控制微机，于1 9 8 7 年1 月4 日也研制成功了b j c 一0 1 型1 2 8 2 5 6 路转报系统。 南昌电信局采用v a x 1 1 3 2 位超级小型计算机，于1 9 8 9 年1 2 月1 7 日研制成功了j x - z b 2 5 6 路自动转报系统。 为了适应上海电报业务发展的需要，上海电报局的科研人员 后来又研制出了s h z b 一5 1 2 路自动转报系统。 二、全国自动转报网的建设概况 根据电报通信业务量的迅速增长和全国通信部门的要求，邮 电部电信总局于1 9 8 3 年提出：在电报转接业务量大的省会局、直 辖市首先推广应用6 4 路自动转报系统，从实践中进一步总结经验， 研制更大容量的程控转报设备，逐步建立全国省会级自动转报网。 建网任务明确后，在参加过初期研制工作并较早安装使用程 控自动转报设备的上海、石家庄、成都、等局取得成功经验的基 础上，杭州、武汉、哈尔滨、天津、郑州、沈阳等局亦相继安装 开通使用s h z b 一6 4 路转报系统。到1 9 8 4 年底，我国已有1 1 个( 包 括广州局引进设备) 主要省会城市采用程控转报设备实现了电报 自动转接，全国自动转报网初具规模。 随着我国改革、开放政策的不断深入，通信事业也迅速发展。 电报通信业务量也大大增长。根据统计，1 9 8 7 年至1 9 8 8 年两年内 全国安装了1 7 套1 2 8 路或2 5 6 路自动转报系统( 其中新装8 套， 改造扩容取代原6 4 路9 套) ，占全网计划总数的5 5 。 在邮电部电信总局的组织领导下，于1 9 9 0 年底，建成了全国 自动转报网。它宣告了我国电报人工转接方式历史的结束。 三、自动转报系统的种类及分布情况 目前在电报网网上运行的转报设备共有五种机型：s h z b 一 2 5 6 5 1 2 路转报系统，其主机为国产d j s - 1 3 1 小型通用计算机； b j c 一0 1 型1 2 8 2 5 6 路转报系统，其主机为美国i n t e l 公司的8 0 8 6 工业控制微机；j x z b 2 5 6 路转报系统，其主机为美国d e c 公司的 v a x 1 1 3 2 位超级小型计算机；k d - i o o o b 转报系统，其主机为日本 o k i 公司生产的专用计算机；t m 2 0 3 用户和公用电报转接系统，其 主机为p d p 系列计算机。 全国有三十几个省会局，共安装了3 2 套自动转报系统( 南京 局有两套) 共同组成全国自动转报网。除北京电报局、济南和南 宁电信局为引进设备外，其它2 9 套都是我国自己研制生产的。到 1 9 9 2 年底，天津、沈阳、哈尔滨、石家庄、太原、南京( 第二套) 、 福州、长沙、成都、贵阳、昆明、乌鲁木齐采用了b j c 一2 5 6 自动 转报系统；西宁、海口采用了b j c 一1 2 8 自动转报系统；银川采用 了b j c 一6 4 自动转报系统：上海采用了s h z b 一5 1 2 自动转报系统； 长春、呼和浩特、南京( 第一套) 、杭州、合肥、武汉、郑州、重 庆、西安、兰州采用了s h z b 一2 5 6 自动转报系统；北京采用的是 o k i k d i o o o b ；南昌、广州采用了j x z b 2 5 6 ；南宁、济南采用了 t m 一2 0 3 。 根据统计，整个电报网可提供7 9 6 8 条电路，基本上满足了我 国电报通信的需要。 第三节长沙的电报通信 一、起源与发展 1 8 9 7 年，长沙通往湖北武昌的重要电报干线架设成功，官督商办 长沙电报分局成立，宣告了长沙电报通信的开端。 1 9 4 9 年，长沙和平解放时，电报直达电路已有了1 3 条。1 9 8 7 年， 发展到省际一级电路2 0 条，省内二级电路3 5 条，市、县电路2 2 条， 电报电路总计7 7 条。到1 9 8 9 年，电报电路总数增加到2 0 7 条。随着 电话的普及和其它通信技术的发展，到1 9 9 6 年底，电报电路总数下降 为1 9 3 条，其中一级电路3 5 条，二级电路1 2 8 条，市内电路3 0 条。 3 钔 二、长沙电报通信网的现状 长沙市电信局于1 9 9 1 年选用了西安邮电部第十研究所等研制的 b j c 0 1 型2 5 6 路自动转报系统。在这几年的运行中，还没有出现过重 大通信阻断，为整个湖南的电报通信提供了有效的保障。但是，随着 时代的发展和技术的不断进步，电报通信网络的缺陷日趋明显，存在 很大的局限性。 1 交换系统方面 ( 1 ) 主机生产线早已停止，零配件更换困难 系统主机采用的是i n t e l 公司的8 0 8 6 单板机，其主频为 8 m h z ，使用的是全高的8 0 m 温氏硬盘。目前，这种单板机和小容 量温盘已没有厂家生产，系统主机正面临着无配件更换的危险。 ( 2 ) 电路板仍采用一部分分立元件，工艺粗糙 无论是系统机内部还是外围电路板，都采用了一部分分立元 件，手工焊接点较多。使用时间一长，分立元件就会被腐蚀，其 性能也将会发生变化，给整个系统的正常运行带来潜在的危险。 ( 3 ) 硬件系统维护难度大 b j c 一0 l 型自动转报系统，在理论上虽然可以在线更换外围电 路板，但是必须得键入一大串指令，并且不能有任何错误。另外， 这一系列操作必须在3 0 秒钟之内完成，否则也会造成系统降态。 这对系统操作维护人员来说，要求太高了，几乎是不可能的。 电路板之间的连线、收发电路板与外线的连接、打印机接口 信号线等，都是由单独的跳线捆扎而成，外面没有任何防护层。 工作时间过长，跳线就会老化，容易造成断线。而在捆扎好的跳 线中查找某一根断线，工作量非常大。这给维护工作带来了很大 的困难。 ( 4 ) 软件维护困难 软件维护界面不太友好，维护工作必须在脱机状态下进行， 而且要求维护人员对应用软件系统相当熟悉，否则就会出错，使 系统无法正常运行。例如，名址的修改、电报挂号的修改、电路 的开关等，牵涉到好几个表，这些表必须用编辑命令逐个修改， 若某一个表没有修改或在修改过程中出现人为的错误，则在编 译、连接时就会报错，而错误源又难以查找。这给软件的维护增 加了一定的难度。况且，软件的修改需要花比较长的时间，在这 段时间内，系统无法实现双机运行，只能靠单机维持正常工作， 这给通信的安全、畅通带来了一定的威胁。 ( 5 ) 采用了静态路由算法，自动分发率不高 电报的分发采用了固定的路由算法，在软件处理上没有也无 法设置迂回路由，当业务量大时容易使某条电路上的排队过高， 影响电报的迅速处理甚至影响系统的正常运行：由于分发路由固 定，在电报的分发处理过程中，没有自适应性，系统自动分发率 不高，需要较多的人工干预。 ( 6 ) 没有网管监控系统 b j c 一2 5 6 自动转报系统没有严格意义上的网络管理功能，设 在业务部门的监控席在一定程度上能对各报路上的电报进行处 理，但是还不能对电路的参数进行调整。 ( 7 ) 监视终端的问题 前后台监视终端的在线更换也有可能造成系统故障。另外， 这种终端的销售厂商不多，价格普遍偏高，而且采购困难。再说 这种专业性质的显示终端，很难再度利用，一旦更换新的系统， 这些昂贵的终端将一钱不值。 ( 8 ) 系统庞大，占地面积大 由于使用单面印刷电路板，又采用部分分立元件，集成化程 度不高，致使电路板面积大。电路板数目较多。这样，系统的体 积就比较大，需要占用较大的机房面积。 ( 9 ) 难以增加新的功能 由于系统处理能力和硬盘容量的限制，无法增加新的应用软 件，难以适应业务发展的需要。 2 传输方面 ( 1 ) 使用模拟传输电路，传输质量难以保证 模拟电路在较低的通信速度下，其误码率可以达到l o 一，但 与数字电路1 0 玛以上的误码率相比，相差了三个数量级。况且， 在天气恶劣的情况下，模拟电路的电气性能还会恶化，从而大大 影响了通信的质量。 3 1 ( 2 ) 通信速率低，效率不高 由于转报系统和载报设备的限制，电报的通信速率为5 0 波 特、7 5 波特，最高还只有1 0 0 波特。这与分组交换、d d n 电路的 2 4 0 0 b p s 、9 6 0 0 b p s 、2 m b p s 等高速电路来说，传输速率差距非常 大。传输相同的信息量，b j c - o l 型自动转报系统花费的时间却 要长得多，效率相当低。 3 网络结构方面 ( 1 ) 采用星型网络结构，对主机的可靠性要求高 3 长沙市电信局的地位比较特殊，在行政上，她只是省邮电管 理局所辖的一个地市局，而在业务上，她是一个领导局。因此， 长沙自动转报系统除了负责长沙地区的电报交换外，还要负责全 省其它地区的电报交换。全省的电报必须经过长沙自动转报系统 才能与其它省市进行电报交换。 这种星型网络结构对主机系统的稳定性、可靠性要求相当 高。主机一旦发生故障，将危及省内所有的电报通信和省际的电 报交换。 ( 2 ) 网络没有清晰的层次结构，通信效率低 由于采用了星型结构，所有进出湖南省的电报都要由转报系 统处理。这样，即使是相邻县之间的电报通信，也要由系统处理， 增加了网络的额外开销，降低了通信的效率。 上述局限性表明：在新的形势下，原有的电报网络已不适应 技术发展和业务处理的要求，应设法寻求一种新的电报承载方式 来替代原有的电报网。 三、 载波电报通信原理 载波电报是在载波电话的基础上发展起来的。采用载波传输方 式，多路电报信号占用一个话音频带，可以通过有线载波电路传输， 也可以通过短波和通信卫星电路传输。 3 5 1 载波电报通信原理 发报机发出的直流电报信号，先经过音频调制( 频谱搬移) ， 载附在不同的载频上，形成话音频带内的各种不同的频段。然后将 这些频段汇集起来，送往传输电路。在接收端，用不同通带的滤波 器把各频段的信号区分开来，然后经放大和解调后将交流信号还原 成直流信号，分别送给各报路的收报机收录。 2 载波多路化 要想在有限的通信线路上传递更多的信息，一方面可以提高通 报速率，另一方面可以实现载波多路化。多路化的方法一般有频率 分隔和时间分隔两种。 ( 1 ) f d m 方式 在利用频率分隔的多路载波电报中，有调幅制、调频制和调相 制三种方式。调幅制载波电报相当于单流制，电平波动对收信质量 影响很大，只适用于电平波动不很大的电缆线路上。调频制相当于 双流制，抗干扰性能比调幅制载波电报要好得多，对于易受气候影 响以及外界干扰的线路，特别是架空明线尤为适用。但是，调频制 的载频偏移随着话路转接次数的增加而累积，将使收信复制信号产 生很大的偏畸变，因此对频率稳定度的要求较高。调相制载波电报 的接收电平的波动和载频偏移对收信质量的影响都很小，而每一个 报路所需要的带宽又与调幅制相当，但是设备比较复杂。 调频制载波电报通信中，又有分路调制和群路调制两种。分路 调制即每个报路都有一套独立的设备。 调频制载波电报所复用的报路数目与每一报路的通报速率有很 大关系。国际上通常在一个话音频带内开放2 4 路载波电报，每个报 路的中心频率间隔为1 2 0 h z ，频移值为3 0 h z ，适于传送5 0 波特电报 信号。也可以将一个话音频带分隔为1 2 个频段，各频段的中心频率 间隔为2 4 0 h z ，用于传送1 0 0 波特电报信号。而我国大量使用的是1 6 路载波电报，每个报路的中心频率间隔为1 8 0 h z ，频移值为4 5 h z ， 可以传送5 0 波特和7 5 波特电报信号。2 4 路载波电报机在我国也有 少量使用。 ( 2 ) t o m 方式 电报信号的时分多路复用，从原理上来说，有报文型、字符型 和比特型三种复用方式。报文型和字符型复用的电路利用率高，抗 干扰能力强，但传输时延长，设备较复杂。比特型复用方式的电路 利用率低，但传输时延短，实现容易。 由t d m 信号处理单元送出的2 4 0 0 b p s 的集合信号，经过四相调 制器进行调制变为调相信号，使频谱能量在话音频带内，然后送往 载波话路传输到对方。 四、长沙使用的载报设备 长沙使用的主要是f d m 载报设备，后来又增加了一些t d m 设备。 1 z b 3 1 9 音频载波机 3 副 z b 3 1 9 是上海设备三厂生产的晶体管音频载波机。它采用调频 制，相邻两路中心频率间隔为1 8 0 h z ，是采用分路调制式的1 6 路载 报机。全部采用国产元件。本机可以在明线和电缆的实线话路或载 波电话电路以及无线微波电话电路上做四线开放。在宽带3 0 0 3 4 0 0 h z 话路上可开放1 6 路速率达7 5 波特的双工电报，在窄带3 0 0 2 7 0 0 h z 话路上则可开放1 2 路。各路发信输入和收信输出均为双流电报信 号。 2 b z s 0 1 型时分复用设备口础 b z s 0 1 型t d m 设备是邮电部南京通信设备厂根据c c i t tr 1 0 1 建议设计的。该设备具有双主控系统( 热备用) 、自动检测故障、远 端遥测、误码自动计数等功能。传输速率为2 4 0 0 b p s ，可以开4 6 路 5 0 波特的电报电路。 五、电报的传输 在载波通信时代，电报是通过载波话路进行传输的。开放音平 载波电报的话路质量要比通话时对话路质量的要求高得多。由于噪 声的积累和串音的影响，电报信号容易产生畸变，通信质量不是很 高。 接入网工程使网络逐步光纤化，昔日的明线、铜缆慢慢被淘汰。 数字通信技术的发展，使通信更加可靠。随着通信技术的发展和网 络质量的提高，电报开始采用p c m 传输，传输质量有了很大的提高。 第二章自动转报原理 第一节网络结构和技术性能 一、网络结构 在全国电报网中，省会局之间交换节点采用不完全网状连接，各 省内部采用星型连接。网络结构如图2 一l ： 1 3 1 ：省会中心局( 自动转报设备) o ：地区局或县局( 分集器或人工半自动转报设备) 口 ：市内支局( 终端) 图2 一l电报网拓扑结构示意图 二、各种转报系统的技术性能 尽管各种转报设备机型不同，但都具有如表2 - 1 主要技术指 表2 - 1 各类转报机的主要技术指标 项目技术指标 电码起止式五单位国内数字保护码、国际2 号码及a s c i i 码 收报改正力 4 3 ( 任何速率) 发报畸变4 3 ( 任何速率) 外线接口电平电压2 0 v ，电流4 m a 系统处理能力忙时交换量 2 万份，日交换量 2 0 万份( 电路安装 容量为2 5 6 ) 通报速率 5 0 、7 5 、l o o b d 市内来报分发 8 0 盎 适应环境条件温度：2 2 2 c 相对湿度：3 0 c 0 8 0 ( 温度2 2 c ) 第二节双机系统工作方式 在整个电报网中有五种不同机型的转报系统，其双机系统工作方 式共有三种，即双机主备( 随) 式、双机主从式和多机并联工作方式。 一、双机主备( 随) 式 这种工作方式的特点是：两部主机分别与外围设备( 外存储器、 通信接口等) 组成独立的单机系统，两单机系统通过双机通信控制器 ( 或称信箱) 构成双机自动转报系统。正常情况下，两单机系统同时 工作，其中一单机为主机，另一单机为备( 随) 机。备机除不执行发 报任务外，其他同主机一样进行收报、识报和分发等任务，并通过双 机通行控制器( 信箱) 与主机保持通信，达到主备机基本同步和不断 地跟踪主机运行。当主机发生故障停止工作，备机能在1 0 秒至3 0 秒 内自动升为主机，执行全部转报任务。s h z b 一2 5 6 5 1 2 路、b j c 一0 l 型 1 2 8 2 5 6 路、b j c 一0 2 型6 4 路、j x z b 2 5 6 路等转报系统均采用这种工作 方式。如图2 2 。 i 机 i 0 输 入输出 终端 异步多 路通信 控制器 辫卜伫 信控制卜一” 器ll 异步多 路通信 控制器 i 0 输 入输出 终端 图2 2 双机主备式工作框图 二、双机主从式 这种工作方式的特点是：两部计算机互相独立，工作时其中一部 为主机，另一部为从机，其他设备，如外存储器控制接口、异步多路 通信器等主要部件都是双套，每套分别与主机和从机相连( 即资源共 享) 。正常情况下，主机执行全部转报任务，从机不跟踪主机，也不与 主机进行通信联系，平时只保持良好工作状态。当共享设备故障时， 主机可控制自动切换组合，不影响系统正常运行，不进行倒机，只有 主机本身故障时，从机才在双机运行监视和切换设备控制下( e m a ) 自 动升为主机，恢复工作。k d - i o o o b 即是主从式工作方式。如图2 3 。 图2 - 3 双机主从式工作框图 三、多机并联工作方式 这种工作方式的主要特点是：三部c p u 并联同步运行，没有主机、 备( 从) 机之分。正常情况下，三部主机只同两个独立的三端口内存 ( m e m ) 交换信息，并进行三中取二校验，如果卜2 部主机同时出故障， 系统仍正常运行。在主机控制下，由三端口内存储器中的一个端口与 外部设备( 如磁盘、异步通信器) 进行信息交换。外部设备有两套， 且为( m e m ) 共享，系统运行时，两个m e m 和两套外存储器( 磁盘、磁 带) 的内容各自一致。所以当其中一个m e m 和磁盘( 磁带) 故障，不 会影响系统正常运行。如图2 - 4 。 图2 4 多机并联工作框图 第三节电报处理方式 电报处理方式有集中处理和分布处理两种。 一、集中处理方式 在自动转报网中运行的s h z b 一2 5 6 路、b j c 一0 2 型6 4 路、k d 一1 0 0 0 b 、 j x - z b 2 5 6 路、t m 2 0 3 等转报系统中，一份电报的收报、识报、分发、 发报、留底等全部过程都由主机完成。集中处理的特点是：主机直接 与多路异步通信器交换信息，且每次交换一个字符；对主机处理速度 要求快；当主机降态倒机时，一般不会丢漏电报，回放电报少。 二、分布处理方式 在自动转报网运行的b j c - 0 l 型1 2 8 2 5 6 路、s h z b - 5 1 2 路等转报系 统，都是由前台机和后台机共同处理一份电报，前台机完成收报和发 报，后台机完成识报、分发和电报留底。分布式处理的特点是：前台 机与后台机每交换一次信息至少是一个报区或一份电报；与集中处理 相比，提高了系统处理能力；当后台机( 或前台机) 故障降态倒机时， 回放电报相对多些，但亦不会丢漏电报。如图2 - 5 。 图2 - 5 分布处理结构框图 第四节自动转报的基本处理流程 计算机和外部设备是实现电报自动转接的物质条件，软件是实现 电报自动转接的指挥调度系统，硬件在软件的指挥、调度下有步骤地 完成电报的接收、分发和发送，其处理流程如图2 6 。 一、收报处理 前台机中的异步多路通信器通过中断和扫描方式，识别从外线进 来的电报信号，并将电报双流信号转换成计算机能够处理的单流信号。 前台机收报处理程序对信号进行判别和处理：如果是不符合规定的报 文信号，根据不同的情况分别交由前台或后台机处理；如果是正常的 报文，前台机则将这些串行字符一个个收集起来，形成固定长度的一 份份信息，并将它们写入收报字符缓冲区。然后，前台机以一份信息 为单位与后台机进行通信，将信息传送到待处理电报缓冲区。后台机 对前台机发来的完整报文信息进行处理：后台机对报文信息进行进一 步的判别，如果是错误的报文，就进行相应的错误处理；如果是告警、 外部命令、普通电报、简单公电、国际报或自检报，就转到相应的处 理程序进行处理。对于国际报，则转发至国际报出口局。对于普通电 报，则对其收报局名进行识别，如果是市内电报，则由市内电报分发 处理；如果是省内或省际电报，则根据其收报局名进行转发。电报处 理完毕后，系统还应进行双机信息的同步和一些表格的修改等事后处 理。 二、发报处理 对于自动转报系统来说，除了在系统内部进行一些命令处理外， 绝大部分时候还需向外部发送信息，这就牵涉到发报处理。 当后台有电报需要发往某一外线电路时，如果该路待发报处理缓 冲区非空，则根据电报的优先级进行排队；如果该路缓冲区为空，就 通过前、后台通讯程序将相应信息发往前台对应电路的发报缓冲区。 前台机再经过中断和扫描方式，由异步多路通信器进行信号转换后， 将电报发往外线电路。电报发送完毕后，前、后台需要进行通信，双 机之间需要进行信息同步，系统还需要处理相关的一些表格。从而最 终完成对该份电报的处理。 上述收报、发报处理指的是分布处理方式中的收、发报处理。对 于集中式处理方式，只是将分布处理方式中前台机的基本功能也交给 主机系统直接完成，其它方面在原理上是基本类似的。 第三章电报网设计的理论基础和关键技术 第一节分组交换 一、分组交换的起源 分组交换技术是美国兰德( r a n d ) 公司的p a u lb a r a n 和他的同事 于l 96 1 年在美国空军r a n d 计划的研究报告中首先提出的。1 9 6 6 年6 月，英国的物理实验室n p l 的戴维斯( d a v i e s ) 首次提出“分组” ( p a c k e t ) 这一名词。1 9 6 9 年1 2 月，美国的分组交换网a r p a n e t ( 当 时仅4 个结点) 投入运行。1 9 7 3 年英国的n p l 也开通了分组交换试验 网。现在大家都公认a r p a n e t 为分组交换网之父，并将分组交换网的 出现作为现代电信时代的开始。 3 7 j 3 8 二、分组交换原理 分组交换方式是存储转发方式的一种，它与采用专线和电路交换 网的数据通信系统不同，采用分组交换方式的终端之间不能够直接交 换数据信息。分组交换方式首先把来自发信终端的数据暂存在交换机 的存储器里，接着在网内( 交换机与交换机之间) 高速存储和传送， 最后传递到收信终端。它是将用户传送的数据划分成一定的长度，再 附加上包含接收地址等信息的分组头，然后由交换机根据每个分组的 地址标志，将它们转发到目的地。 3 引 三、通信协议 4 5 分组交换网以x 2 5 规程为基础。x 2 5 建议是数据终端设备( d t e ) 和数据电路终接设备( d c e ) 之问的接口规程。1 9 7 4 年，c c i t t 颁布了 x 2 5 的第一稿，它的最初文件取材于美国的t e l e n e t ，t y m n e t ，加拿 大的o a t a p a c 分组交换网的经验和建议。它在1 9 7 6 、1 9 7 8 、1 9 8 0 、1 9 8 4 年又进行了多次修改，增添了许多可选业务功能和设施。x 2 5 建议是 广域分组交换网范畴中最流行的终端用户和网络之间的接口标准。旧6 x 2 5 协议定义了o s i 七层参考模型的下3 层，这三层是：物理层、 链路层和分组层。这三层协议为d t e d t e 之间的高层通信协议提供 了可靠的基础。 x 2 5 的物理层定义了d t e 和d c e 之间的电气接口和建立物理的信 息传输通路的过程。物理层可以采用以下接口标准： x 2 1 建议 x 2 l b i s 建议 v 系列建议 x 2 5 的链路层规定了在d t e 和d c e 之间的线路上交换分组的过程。 链路层的主要功能如下： 在d t e 和d c e 之间有效地传输数据 确保接收器和发送器之间信息的同步 检测和纠正传输中产生的差错 识别并向高层协议报告规程性错误 向分组层通知链路层的状态 x 2 5 的链路层采用了h d l c 的帧结构，并且是它的一个子集。x 2 5 推荐使用l a p b 作为链路层规程。 x 2 5 分组层是利用链路层提供的服务在d t e d c e 接口交换分组， 它将一条逻辑链路按动态时分复用的方法划分为许多个子逻辑信道， 允许多台计算机或终端同时使用高速的数据通道，以充分地利用逻辑 链路的传输能力和交换机资源，实现通信能力和资源的按需分配，提 高效率、降低成本。 分组层的功能如下： 在x 2 5 接口为每个用户呼叫提供一个逻辑通道 通过逻辑信道号( l c n ) 来区分同每个用户呼叫有关的 分组 为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传输，包括顺 序编号，分组的确认和流量控制过程 提供s v c 和p v c 的连接 提供建立和清除s v c 连接的方法 检测和恢复分组层的差错 四、分组交换方式的主要特征 1 传输质量高 分组交换方式具有差错控制功能，能够对交换机之间传送 的分组进行差错校验，并且能够用重发的方法纠正检测出的差 错。并且，由于分组式终端也能够检验用户线中的传送差错， 因此整个网络的传输质量相当高。一般传输电路的误码率在 1 x i o 巧情况下，网内全程的误码率可在1 x 1 0 1 0 以下。 2 可靠性高 分组可以自由选择传输途径，由于分组交换机至少与另外 两台交换机相连，当网内发生故障时，分组能够自动避开故障 点，选择迂回路由传送，因此可靠性相当高。 3 不同种类终端间通信 分组交换网能够进行存储转发交换工作，并且以x 2 5 建议 的规程向用户提供统一的接口，从而能够实现不同通信速度、 编码格式、同步方式和传输控制规程的终端间的通信。 4 分组多路通信 分组将接收地址信息和电文结合在一起的整体结构，因此 分组式终端只用一条用户线与分组交换机接续，就能同时和多 个终端进行电文传送。 5 按信息量比例计费 在分组交换方式中，用户数据是在交换机的存储器内进行 存储和传送的，信息量的大小能够确切地掌握，因此，能够采 用不与通信时间对应而与信息量成比例的计费方式。采用分组 多路通信，能够有效地利用中继传输线路，减少了传输线路费 用的影响，极大地降低距离的费用级差。因此，在极端的情况 下，可以采用与距离无关而仅与信息量有关的计费方式。 6 经济性能好 在网内传输的是一个个被规范化了的分组，这样可简化交 换处理，降低网内设备的费用。此外，由于进行分组多路通信， 可大大提高通信电路的利用率，并且在中继线上以高速传输信 息，而且在只有在有用户信息的情况下使用中继线，因而降低 了通信电路的使用费用。 7 能与公用电话网、用户电报及低速数据网和其它专用网互连 在建设分组交换网时，为扩大分组交换网的使用范围，取 得更大的经济效益和社会效益，已考虑到了与其它现有网路的 互连。公用电话网上的字符型终端，可以通过p a d 进入公用分 组网。公用电话网上的分组型终端，用x 3 2 协议进入公用分组 交换网。公用分组交换网对公用电话网具有拨入、拨出双向功 能。分组交换网与用户电报网可以5 0 b d 的速率实现双向互连， 两网间按照c c i t tf 7 3 建议互通。与其分组网的连接应遵循 c c i t tx 7 5 协议。 8 多样化的业务功能 分组交换网除了提供虚呼叫和永久呼叫两类基本业务外， 还提供入呼叫封阻、出呼叫封阻、闭合用户群、反向计费、转 移呼叫等多种补充业务。 第二节d d n 技术 数字数据网( d d n ) 是利用数字通道提供半永久性连接电路，以传 输数据信号为主的数字传输网络。d d n 由数字通道、d d n 节点、网管控 制和用户环路组成。 d d n 一般用于向用户提供专用的数字数据传输信道，或提供将用户 接入公用数据交换网的接入信道，也可以为公用数据交换网提供交换 节点间用的数据传输信道。其传输链路有光缆、数字微波和卫星信道。 d d n 可以说是把数据通信技术、数字通信技术、计算机技术、光纤通信 技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。 2 5 一、d d n 的特点2 1 d d n 向用户提供端到端的数字型传输信道，其特点为： 1 传输质量高 一般数字传输的正常误码率在1 0 。6 以下，而在模拟信道上则较 难达到。 2 信道利用率高 3 要求全网的时钟系统保持同步 二、d d n 业务 d d n 提供下列网络业务： 1 专用电路业务 d d n 提供中、高速率，高质量点到点和点到多点的数字专用 电路，供公用电信网内部使用和向用户提供租用电路业务。具 体用予如信令网和分组网上的数字通道：提供中、高速数据业 务，会议电视业务，高速v i d e o t e x 业务等。 2 虚拟专用网( v p n ) 业务 d d n 提供v p n 业务，它把网上的节点和数字通道中一部分资 源划给一个集团用户，该用户自己可在划定的资源网络范围内 进行网络的管理。 3 帧中继业务 在d d n 的t d m 专用电路基础上引入帧中继模块即可开放帧 中继业务。d d n 提供中高速帧中继业务。帧中继业务可以用于如 业务量大的主机之间互连、l a n 互连等。 2 钔 4 话音g 3 传真业务 在d d n 上通过用户入网处设置话音服务模块( v s m ) 即可提 供这项业务。d d n 网络在v s m 之间提供端到端的全数字连接。d d n 可以提供8 k b i t s 、1 6 k b i t s 、3 2 k b i t s 压缩话音业务和g 3 传 真业务，用于话机和p b x 或p b x 之间互连。 第三节网络拓扑设计 一、网络拓扑设计概述 2 1 网络拓扑设计问题是指：在给定计算机和终端位置( 即给定了网 络中的节点位置) 及保证一定的可靠性、时延、吞吐量的情况下，通 过选择合适的通路( 即如何连接这些节点) 、线路的容量及流量的分配， 使整个网络的成本最低。 网络的拓扑是一个十分复杂的问题，目前尚无法获得整个网络的 最佳解。现在一般采用的方法是将整个网络的拓扑设计划分为若干个 相对独立的部分( 即若干个子网) ，然后用近似的方法来对简化了的子 网进行优化求解。 比较常用的方法是将整个网络划分为两大部分，即主干网和本地 接入网。主干网也称为干线网，它是整个网络的骨干，它将分组交换 节点连接成一个分布式的多路由网络，其可靠性和链路速率均较高。 本地接入网也称本地访问网，它将用户的数据送往主干网，其链路速 率较低，一般没有必要采用分布式的拓扑结构。本地接入网是整个网 络的基础。 当本地接入网内有许多终端时，可以将众多的终端通过终端控制 器与集中器相连，然后再由集中器连