程控交换基础知识及基本原理

程控交换基础知识及基本原理,2011.5.26,主要内容,一、交换机主要作用及发展历程二、程控交换机结构三、程控交换机呼叫处理过程四、程控交换机实现的基本业务和补充业务五、电话网组网方式及结构六、程控交换机主要性能指标及技术性能要求七、软交换基础,交换机的引入,1837年发明电报；1876年贝尔发明电话；,交换机的主要作用,人工自动机电式电子模拟数字布控程控电光电路交换包交换,交换机发展历程,目前通信网上常见的程控交换机类型,1.No.5ESS(Lucent)2.S1240(上海贝尔)3.AXE-10(ERICSSON)4.HiPath(SIEMENS)5.NEAX(NEC)6.SoftCo(华为)7.ZXJ10(中兴)8.SP30(大唐)9.HJD-04(巨龙),主要内容,一、交换机主要作用及发展历程二、程控交换机结构三、程控交换机呼叫处理过程四、程控交换机实现的基本业务和补充业务五、电话网组网方式及结构六、程控交换机主要性能指标及技术性能要求七、软交换基础,程控交换机结构,基本构成用户接口中继接口数字交换网信号设备控制系统操作维护,机框：提供整机物理空间，包括背板、电源空间等,1,2,3,背板：提供板卡插槽、系统总线等,主控板，分控板：提供程序控制,4,模拟中继、数字中继：提供与运营商的连接,5,数字、模拟用户接口：提供与模拟、数字终端的连接,6,其他物理接口：提供与PC、打印机等的连接,硬件组成,交换机的基本构成,用户级,数字中继,信令处理,数字交换网络,控制机构,操作和维护,模拟中继,交换机的基本构成,用户接口,数字中继,信令处理,数字交换网络,控制机构,操作和维护,模拟中继,交换机的基本构成,选组级,数字中继,数字中继,用户接口,话路部分,控制部分,操作维护部分,用户级,远端用户级,程控交换机结构,基本构成用户接口中继接口数字交换网信号设备控制系统操作维护,用户接口部分,模拟用户接口,功能:馈电（-48V直流电）；过流保护;铃流（75V,25HZ的交流电）;监视;编解码;二/四线混合电路;测试；,反极性,数字用户接口,BRI（2B+D）；PRI（30B+D）；,码型变换回波消除均衡扰码和去扰码信令插入和提取多路复用和分路,程控交换机结构,基本构成用户接口中继接口数字交换网信号设备控制系统操作维护,中继接口部分,模拟中继；数字中继；数字光中继,功能码型变换;时钟提取、再定时;帧/复帧同步;控制、检测、告警;,功能类似于模拟用户电路的功能,程控交换机结构,基本构成用户接口中继接口数字交换网信号设备控制系统操作维护,数字交换网,接线器类型,T接线器S接线器,数字交换网络时分接线器原理（1）,19,19,3,实现30个用户双向通话的T接线器原理图,控制存储器,TS03,TS19,输出时隙,顺序写入，控制读出,数字交换网络时分接线器原理（2）,T接线器：由话音存储器（SM）与控制存储器（CM）组成话音存储器：用来暂时存储话音信息控制存储器：用来存储SM话音时隙地址T接线器的两种工作方式（对SM的操作）：（1）“顺序”写入，“控制”读出（2）“控制”写入，“顺序”读出“顺序”含义：指按照SM（语音存储器）地址顺序，由时钟脉冲控制“控制”含义：指按控制存储器内容控制SM的读出或写入CM内容的写入与清除由CPU控制,数字交换网络空分接线器原理（1）,实现不同PCM之间相同时隙交换的S接线器原理图,输入控制，CM对应入线,数字交换网络空分接线器原理（2）,S接线器：由交叉接点距阵与控制存储器（CM）组成交叉接点分类：（1）有实线圈的交叉接点（2）没有实线圈的交叉接点CM对交叉接点的两种控制方式：（1）输入控制方式：每条入线有一个CM（2）输出控制方式：每条出线有一个CMS接线器的工作过程：当需要交换的时隙到来时，在时隙所在入（出）线对应的CM控制下，使CM存储的实线圈内交叉接点闭合，就实现了入线到出线相同时隙的交换,程控交换机结构,基本构成用户接口中继接口数字交换网信号设备控制系统操作维护,信令的基本概念,交换机：实现任意两个用户之间通话中继：延伸任意两个通话用户之间的距离信令：对用户通话过程进行控制,信令分类,按工作区域分用户线信令：用户与交换间的信令；局间信令：交换局间的信令；按功能分：线路信令：反映线路工作状态的信令，如空闲、占用、释放等。路由信令：提供接续信息的信令，如被叫号码、主叫类别等。管理信令：传递网络管理信息，如测试、维护等。按信道分随路信令（CAS）：e.g.中国1号共路信令（CCS）：e.g.No.7,No.7信令,TUP、ISUP等信令路由选择消息单元、差错控制电气特性,信令数据链路,消息传递部分（MTP）,信令链路功能,信令网功能,用户,L1,L2,L3,L4,用户部分（UP）,No.7信令系统结构,SP&STP,SP：信令点STP：信令转接点综合STP独立STP,No.7信令基本概念,DPC&OPC&CIC,DPC：目的地信令点编码；OPC：发端信令点编码；CIC：话路指示。,No.7信令基本概念,连接方式,No.7信令基本概念,七号信令网结构,程控交换机结构,基本构成用户接口中继接口数字交换网信号设备控制系统操作维护,程控交换机的控制方式,集中控制方式；分散控制方式；,特点：整个交换系统的所有控制功能由处理机来承担优点：体系结构简单缺点：处理机发生故障后会影响整个交换机工作,特点：交换系统的控制功能由各个功能模块分别承担，也就是分布式系统优点：系统可靠性好缺点：体系结构复杂,程控交换机结构,基本构成用户接口中继接口数字交换网信号设备控制系统操作维护,交换机软件简介,操作系统；用户/中继承载软件；系统监视和故障处理软件；呼叫处理软件；信令处理软件；维护和运行软件；数据管理软件,操作维护部分,完成人机通信修改用户数据、局数据人工诊断、测试,主要内容,一、交换机主要作用及发展历程二、程控交换机结构三、程控交换机呼叫处理过程四、程控交换机实现的基本业务和补充业务五、电话网组网方式及结构六、程控交换机主要性能指标及技术性能要求七、软交换基础,程控交换机呼叫处理流程,交换机检测到用户A变为摘机状态；在用户数据中查找A的类别；交换机送拨号音，准备收号；收号器接收用户所拨号码，收到第一位号码时，停止送拨号音；一般是对号码的前半部分进行分析，以决定呼叫类别，并决定收几位号；在局数据中检查这个呼叫是否能接续；检查被叫用户是否空闲，如不闲则回送忙音；接到被叫用户，向被叫用户送铃流，向主叫用户送回铃音；被叫用户摘机应答，停止振铃和回铃音，启动计费；通话完毕，主叫或被叫用户挂机，路由复原，停止计费，向对端用户送忙音。,用户摘机、呼出分析、听拨号音,摘机检测；主叫呼出分析；资源准备；听拨号音。,用户拨号、交换机收号,用户拨号DTMF接收送处理机。,号码分析、收号结束,用户接口,TONE,数字交换网络,控制机构,主叫,2871111,DTMF,6626606,号码分析，收完“662”后，得到出局呼叫路由及中继；接收完剩余的号码。,662局向,发送IAM,主叫局向被叫局发送IAM消息。,6626606,用户接口,被叫,RNG,用户接口,TONE,数字交换网络,控制机构,DTMF,数字交换网络,DT,DT,TONE,控制机构,IAM,主叫,2871111,DT,DT,被叫受话分析、被叫振铃,被叫受话分析；被叫局向主叫局回送ACM消息；被叫振铃、主叫听回铃音；,用户接口,TONE,数字交换网络,控制机构,主叫,DTMF,回铃音,2871111,数字交换网络,DT,DT,TONE,控制机构,ACM,被叫应答、通话开始,被叫应答、应答检测；被叫局向主叫局回送ANM消息；主叫侧用户线极性反转（若是反极性用户）；通路接通、开始计费。,用户接口,被叫,6626606,声音格式RNG,用户接口,音调TONE,数字交换网络,控制机构,主叫,音频DTMF,2871111,数字交换网络,DT,DT,TONE,ANM,控制机构,主要内容,一、交换机主要作用及发展历程二、程控交换机结构三、程控交换机呼叫处理过程四、程控交换机实现的基本业务和补充业务五、电话网组网方式及结构六、程控交换机主要性能指标及技术性能要求七、软交换基础,PSTN用户主要基本业务,用户类别普通用户/话务台/投币用户终端类别脉冲/双音频/反极性/CID计费类别不计费/定期计费/立即计费呼叫权限本局/市话/国内长途/国际长途,PSTN用户主要补充业务,缩位拨号热线业务呼出限制免打扰服务查恶意呼叫闹钟服务截接服务记存呼叫无条件呼叫转移无应答呼叫转移,遇忙呼叫转移缺席用户服务呼叫等待遇忙回叫三方通话会议电话主叫号码显示主叫号码显示限制,主要内容,一、交换机主要作用及发展历程二、程控交换机结构三、程控交换机呼叫处理过程四、程控交换机实现的基本业务和补充业务五、电话网组网方式及结构六、程控交换机主要性能指标及技术性能要求七、软交换基础,网状网星状网复合网,电话网的组网方式,优缺点？,电话网的结构,PSTN的三级结构PSTN本地网二级结构大城市本地网分区双汇接中等城市汇接局全覆盖不同运营网关口局设置,电话网的结构PSTN的三级结构,(PublicSwitchedTelephoneNetwork)公共开关电话网络DC1一级长途交换中心DC2二级长途交换中心DTm本地网汇接局DL本地网端局,电话网的结构PSTN本地网二级结构,PABX,Telephone,Telephone,Telephone,远端模块,DTm,DTm,DTm,DTm,DL,DL,DL,DL,电话网的结构大城市本地网分区双汇接,DT,m21,DTm22,DLD,DLC,DLE,DT,m11,DTm12,DLA,DLB,汇接区1,汇接区2,电话网的结构中等城市汇接局全覆盖,电话网的结构不同运营网关口局设置,网通,联通,GW,GW,铁通,主要内容,一、交换机主要作用及发展历程二、程控交换机结构三、程控交换机呼叫处理过程四、程控交换机实现的基本业务和补充业务五、电话网组网方式及结构六、程控交换机主要性能指标及技术性能要求七、软交换基础,话务量,话务量：单位时间内发生的呼叫次数与每次呼叫的平均占用时长的乘积A=C*tA:话务量，单位为“爱尔兰”或Erl.C:单位时间内发生的平均呼叫数（呼叫秒）t:每次呼叫的平均占用时长（秒呼叫）例：设c=3600呼叫/小时=60呼叫/分钟=1呼叫/秒t=60小时/3600呼叫=1分钟/呼叫=60秒/呼叫则A=3600呼叫/小时60小时/3600呼叫=60呼叫/分钟1分钟/呼叫=1呼叫/秒60秒/呼叫=60E,呼叫处理能力,BHCA：忙时试呼次数，处理机单位时间（一个小时）内所处理的呼叫次数目标BHCA是衡量交换机设计处理能力的重要指标，实际BHCA与交换机工作时的话务量大小有关系程控交换机实际处理能力满足线性模型U=U0+B*N方程U为处理机的占用率（%）：交换机有呼叫发生时CPU占用率，正常时U=90%U0为处理机的固有开销（%）：无任何呼叫发生时CPU占用率B为处理机处理一次呼叫的平均开销（%）N为处理机单位时间（一个小时）内所处理的呼叫次数（BHCA）根据以上公式计算交换机的设计BHCA，设备正常工作时BHCA值要求小于N值,电话复原控制方式,主叫控制通话后，主叫用户先挂机，主叫自由，通话电路复原，并向被叫用户送忙音。如被叫先挂机，通话电路在一定时间内不复原。在此时限内如被叫再取下话机，仍可继续通话。逾此时限后，如主叫用户仍不挂机或被叫用户不再摘机则话路释放，主叫端局向主叫用户送忙音。被叫控制通话后，被叫用户挂机被叫自由，通话电路复原，向主叫用户送忙音。如主叫先挂机，通话电路不复原，主叫再取下话机，仍可继续通话。互不控制通话后，主叫用户任何一方先挂机，通话电路立即复原，挂机用户立即自由，由未挂机方的端局向未挂机用户送忙音。,时间监视及通话强迫释放,摘机不拨号时间监视：10秒。位间不拨号时间监视：发端端局对位间不拨号的时间监视为20秒。久叫不应时间监视：本地呼叫60秒，长途呼叫90秒，国际呼叫120秒。无应答转移时间监视为20秒听忙音时间监视：40秒听嗥鸣音时间监视：60秒,计费要求,计费起始时间：计费起始时间为被叫用户应答时间计费结束时间：为电路拆线时间呼叫前转的计费：A用户对B用户的呼叫转移至C用户时，A用户按照A至B的计费，对B用户按照B至C的计费话单分类：详细话单：描述了一次通话的详细信息，包含呼叫的主被叫号码，通话时长（精确到秒或0.1秒），通话的起止时间等详细计费信息的记录计次表话单：描述一次或多次通话的信息，信息内容较少，仅有主叫号码，呼叫时长等简单信息,编号要求,0为国内长途全自动电话冠号00为国际全自动电话冠号1为本地特种业务号码，新业务号码，网号的首位号码，无线寻呼号码，网间互通号码，话务员座席群号码的首位号码等29为本地电话号码的首位号码本地电话网的编号位长一般情况下采用等位编号，但应能适应在同一本地网中号码位长差一位编号的要求长途区号34位三种位长的长途区号，长途区号的规律为：首位为2的长途区号号码长度为三位，02X首位为3.4.5.7.8.9的长途区号长度为四位,首位为1的常用号码,112障碍申告（部分地区统一为1000客服业务）114电话查号117报时119火警110匪警120急救中心121天气预报道路交通事故报警134139、147、150152、158、159、182、187、188中国移动通信接入码130133、153、156联通移动通信GSM/CDMA网接入码168自动信息服务台（168+5位）,主要内容,一、交换机主要作用及发展历程二、程控交换机结构三、程控交换机呼叫处理过程四、程控交换机实现的基本业务和补充业务五、电话网组网方式及结构六、程控交换机主要性能指标及技术性能要求七、软交换基础,软交换基础,什么是NGN（下一代网络（NextGenerationNetwork）NGN的现状及趋势NGN的结构与原理,什么是NGN,所谓下一代网是一个定义极其松散的术语，泛指一个不同于目前一代的，以数据为中心的融合网络。NGN的出现与发展不是革命，而是演进。从业务上看，应支持话音和视频业务及多媒体业务；从网络上看，在垂直方向应包括业务和传送层，在水平方向应覆盖核心网和边缘网。-电信网技术,什么是NGN,NGNNextGenerationNetwork，下一代网络。这是一种业务驱动型网络。通过业务和呼叫完全分离，呼叫控制和承载完全分离，从而实现相对独立的业务体系，使业务独立于网络。这是一种开放式综合业务架构。NGN是集话音、数据、传真和视频业务于一体的全新的网络。NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。（ITU-T最新定义）,广义NGN,狭义NGN,NGN特点和优势,NGN网络将采用开放式网络架构；NGN采用分层体系结构：媒体接入层、核心交换层、网络控制层、业务管理层，控制与连接分离；NGN承载网趋向于采用统一的IP协议实现业务融合；NGN网络是基于统一协议的网络；NGN同时支持语音、数据、视频等多种业务；接入和覆盖优势；建设成本和维护成本低。,NGN成为趋势!网络融合,软交换基础,什么是NGNNGN的现状及趋势NGN