通信原理基础

1、ContentsContents 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.电信网络与电路交电信网络与电路交换换电路交换建立电路连接建立电路连接传输语音或数据传输语音或数据拆除电路连接拆除电路连接独享信道独享信道(dedicated)连续语音流处理效率高连续语音流处理效率高有序有序(sequenced) 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.计算机网络与包交换计算机网络与包交换包交换接受数据包接受数据包查看路由信息查看路由信息转发数据包转发数据包共享信道共享信道(shared)突发数据流处理效率高突发数

2、据流处理效率高路由信息路由信息(Routing Info)不保证有序不保证有序 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.电信网络结构（纵向）电信网络结构（纵向）Application LayerService NetworkTransport NetworkSupportingNetwork 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 电信网具有各种不同的层次，可以分为业务网、电信网具有各种不同的层次，可以分为业务网、传送网和支撑网。传送网和支撑网。业务网是指向公众提供电信业务的网路。包括固定电话网、 移

3、动电话网、 IP电话网、 数据通信网、智能网、窄带综合业务数字网（N-ISDN）和宽带综合业务数字网（B-ISDN）等。传送网是指数字信号传送网，包括骨干传送网和接入网。支撑网包括No.7信令网、数字同步网和电信管理网。纵向网络分层纵向网络分层 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.电信业务网分类电信业务网分类移动通信网IP电话网数据通信网智能网窄带综合业务数字网宽带综合业务数字网电信基础网电信基础网传输网电信支撑网分类电信支撑网分类信令网同步网电信管理网电信网分类电信网分类 2006, ZTE Corporation. All rights r

4、eserved.通信网的构成要素通信网的构成要素终端设备终端设备：电话、电传、传真、视讯、计算机、数据终端；传输链路传输链路：电缆、光缆、微波、卫星；交换设备交换设备：数字程控交换机、模拟、纵横制程控交换机、ATM交换机等；接入部分接入部分：接入网，光网络单元，光线路终端，标准接口。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.电信网的发展方向电信网的发展方向宽带化综合化智能化个人化全球化 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.未来网络的发展未来网络的发展-电路趋向分组电路趋向分组Past : Seper

5、. of Voice & Data Transp.Circuit Switch.Access Capa.Circuit Switch.Transp. Capa.Packet Switch.Transp. Capa.Past : Seper. of Voice & Data Transp.Circuit Switch.Access Capa.Circuit Switch.Transp. Capa.Packet Switch.Transp. Capa.Near Past : Sep. of V & D AccessCircuit Switch.Access Capa.Cir

6、cuit Switch.Transp. Capa.Packet Switch.Transp. Capa.Packet Switch.Access Capa.Present : Integration of V & D TransportCircuit Switch.Access Capa.Circuit Switch.Transp. Capa.Packet Switch.Transp. Capa.Packet Switch.Access Capa.Future : Integration of V & D Access and Transp.Packet Switch.Tran

7、sp. Capa.Packet Switch.Access Capa.Future : Integration of V & D Access and Transp.Packet Switch.Transp. Capa.Packet Switch.Access Capa. 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.未来的网络是统一的网络：未来的网络是统一的网络：NGNSCP业务管理层业务管理层App Server网络控制层网络控制层核心交换层核心交换层边缘接入层边缘接入层SoftswitchSoftswitchTGSGAG3G/2GAcces

8、sWAGWAGIP骨干网骨干网EnterpriseASP 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.电信业务网分类电信业务网分类移动通信网IP电话网数据通信网智能网窄带综合业务数字网宽带综合业务数字网 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.移动通信发展史移动通信发展史第一代(80年代)模拟第三代(2000) IMT-2000第二代(90年代)GSM900/1800/1900CDMA IS-95TDMA IS-136PDC NMT AMPS TACS J-TACS 其他数字 2006, ZTE Corpo

9、ration. All rights reserved.移动通信网络结构移动通信网络结构国际网长途网本地网国际局（CT1CT3）第一级交换局（C1）第二级交换局（C2）第三级交换局（C3）第四级交换局（C4）端局（C5）汇接局（Tm）一级移动业务中心二级移动业务中心移动端局基站移动台 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.中国移动中国移动GSM网络概貌网络概貌A省省B省省 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.GSM网络架构网络架构 2006, ZTE Corporation. All rights

10、 reserved.数据通信网数据通信网(?) X.25分组数据网始于70年代，交换式的数据连接FR基于X.25网络基础发展，取消了逐段的差错控制和流量控制，提供较高速率的交换数据连接DDN固定或半固定连接的数据通道IP采用无连接的传送方式 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.智能网的通讯协议智能网的通讯协议 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.GSM智能网智能网HLRGMSCgsmSCFMSC MSiIncoming linegsmSSFVLRgsmSSFgsmSRF MAP MAP MAP

11、CAP CAP CAPSGSNgprsSSFGGSN Gi CAP MAPSMSC MAP MAP 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.DXC4/1DXC 4/4DXC 4/4DXC 4/4DXC 4/4DXC4/4ADMDXC4/4ADMDXC4/1DXC4/1DXC4/1ADMADMADMADMADMOLCOLCOLCADMOLCOLCOLCADMOLCOLCTM STM-1 或 STM-4STM-1或 STM-4STM-4或STM-16环形环形星形用户网中继网二级干线网一级干线网SDH传输网的结构传输网的结构SDH传输网结构传输网结构 2

12、006, ZTE Corporation. All rights reserved.表1.2 SDH 的速率等级SDH等级SONET等级(美国）标准速率 OC-1/STS-1 (480H)51.40Mbit/s155MSTM-1 (1920CH)OC-3/STS-3 (1440CH)155.520Mbit/s OC-9/STS-9466.560Mbit/s622MSTM-4 (7696CH)OC-12/STS-12 (8046CH)622.080Mbit/s OC-18/STS-18933.120Mbit/s OC-24/STS-241244.160Mbit/s OC-36/STS-36186

13、6.240Mbit/s2.5GSTM-16 (30720CH)OC-48/STS-48 (32356CH)2488.320Mbit/s10GSTM-64 (122880CH)OC-192/STS-1929953.280Mbit/s (129024CH) 表中的OC-I为光同步网络(SONET标准)是美国采用的传输标准SDH速率等级速率等级 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.电信支撑网是对电信网的正常运营起到支持作用的一类网络，包括以下中种：v电信管理网：通过计算机系统对全网进行统一的管理；v同步网：提供全网同步的时钟；v信令网：通过公共的网络

14、传送信令信号； 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.全国移动网管的目标结构三级体系移动通信网结构中移网管建设思路中移网管建设思路 全国网管中心本地网管中心省网管中心 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.时钟同步方式时钟同步方式同步网的主要任务是给电信网提供同步的时钟信号：v准同步v主从同步v相互同步同步网同步网 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.准同步方式：准同步方式：又称独立同步方式。网内交换机都可采用独立时钟，彼此间的频率相近，要求各交换局

15、的时钟采用高精度和高稳定度的原子钟。主从同步方式：主从同步方式：网内设一个中心局，它具有高稳定度的主时钟源，作为各交换局的时钟基准，分送至各交换局，采用锁相环使其时钟频率锁定在主时钟频率上，使各交换局的时钟和主时钟同步。相互同步方式：相互同步方式：每个交换局都有自己的时钟，相互相连，相互控制，最后调整到同一频率。同步网同步网 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.数字网指标数字网指标同步网同步网 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.我国数字网采用分级主从同步方式，分为四级：我国数字网采用分级主从同

16、步方式，分为四级：第一级为基准时钟，使用铯原子种：它是最高基准源，可设置在指定的一级交换中心和国际局所在地。有主、备用时钟。最低准确度为110-11，没有频率漂移。第二级为有记忆功能的高稳定度的晶体时钟：设置在国际局和各级长途交换中心。最低准确度为410-7，最大频率漂移 110-9/天。第三级有记忆功能的高稳定度的晶体时钟：设置在本地网中的汇接局和端局内。最低准确度为410-6，最大频率漂移 110-8/天。第四级为一般晶体时钟，受第三级时钟控制：设置在本地网中的远端模块、数字终端和用户交换设备中。最低准确度为5010-6同步网同步网 2006, ZTE Corporation. All r

17、ights reserved.时钟同步网的结构时钟同步网的结构一级时钟基准时钟四级时钟三级时钟二级时钟同步网同步网 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.BITSCCS7DXCSDHMUXATMROUTERDDNSwitchMUXIncoming Sync 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.F概述随路信令共路信令信令网信令网信令网 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令的基本概念信令的基本概念信令信令- -通信系统中的控制指令。除了通信时的用户

18、信息（包括话音信息和非话业务信息）以外的控制交换机动作的信号。它可以指导终端、交换系统及传输系统协同运行，在指定的终端之间建立临时的通信信道，并维护网络本身正常运行。 信令系统是通信网的重要组成部分，是通信网的神经信令系统是通信网的重要组成部分，是通信网的神经系统。系统。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令的分类信令的分类按信令传送通道与用户信息传送通道的关系： 随路信令（CAS： Channel Associated Signaling)和共路信令(CCS： Common Channel Signaling)EXEX信 息信 令EXEX

19、信息信令随路信令：信令通道和用户信息通道合在一起或有固定的一一对应关系的信令方式。如中国1号信令。共路信令：公共信道信令。信令信号与话音信号分别在不同物理信道中传递。一条信令信道可以为多条语音信道服务。 如NO.7信令。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令系统简介信令系统简介信令系统：为完成特定的信令方式所使用的通信设备的全部。信令系统：为完成特定的信令方式所使用的通信设备的全部。国际标准的信令系统：国际标准的信令系统： 随路信令随路信令：NO.1、NO.2、NO.3、N0.4、NO.5、NO.5bis、R1、R2。 目前仍在使用的NO.

20、5、R1、R2。qNO.5信令：用于洲际长距离电路上使用；qR1信令应用于贝尔系统的北美通信网（其线路信令采用24路PCM的数字型线路信令）；qR2信令广泛用于欧洲，中国1号信令就是参考R2制订。 共路信共路信令令：NO.6、N0.7。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.N0.7信令系统应用信令系统应用NO.7信令系统：是最适于在数字通信网中使用的公共信道信信令系统：是最适于在数字通信网中使用的公共信道信令技术。令技术。应用于： 电话网 综合业务数字网 数据网 移动通讯网 智能网 网络的操作、管理和维护 交换局与网络数据库等信息传递 2006

21、, ZTE Corporation. All rights reserved.N0.7信令系统特点信令系统特点信令传送速度快。减少了呼叫建立时间，对远距离长途呼叫，它可使拨号后时延缩短到1秒内。这不仅提高了服务质量，还提高了传输设备和交换设备的使用效率；具有提供大量信令的潜力，可在无呼叫建立时传送信令。有利于传送各种控制信令，并有并有可能发展更多的新业务；统一了信令系统。随路信令通常是针对某一网络的专用信令，而NO.7信令通用的信令系统。信令系统与话路系统分开，可以很方便的增加、修改信令，并可在通话期间随意地处理信令；信令设备经济合理。随路信令系统中，每条话路都必须配备一套相应的线路信令设备，

22、记发器信令设备虽可为公用，但其使用效率不高；NO.7信令的一条高速数字链路要传送成百上千条话路的信令，每条话路不再配备自己专用的信令设备，降低了信令设备的投资。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.N0.7信令系统是采用模块化的功能结构。实现了在一个系统框架内多种应用并存的灵活性。各模块间既有一定的联系，又相互独立，某个模块的改变为，不影响其它模块。好处：增加新功能或改进某些功能，不用对整个系统作改动。 M T P 1 SCCP M T P 3 M T P 2 INAPISUPTUPOMAPMAP TCAP OSI1OSI2OSI3OSI46O

23、SI7第四级第三级第二级第一级N0.7信令的功能级结构信令的功能级结构 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令网概念信令网概念No.7信令网：多种功能的业务支撑网；本质上是载送信令消息的信令网：多种功能的业务支撑网；本质上是载送信令消息的数据传送系统，是一个专用的分组交换数据网。数据传送系统，是一个专用的分组交换数据网。根据通话电路和信令链路通话电路和信令链路的关系，可以采用三种工作方式：直联工作方式直联工作方式：对应工作方式。两个相邻信令点之间的信令消息通过直接相连的链路传送；准直联工作方式准直联工作方式：准对应工作方式。两相邻信令点的消息

24、通过两条或几条串接的信令链来传送，但只允许通过预定的路由和信令转接点。全分离方式全分离方式：与准直联相似，所不同的是信令点可以按照自己选择路由的方式来选择信令通路。要在信令的寻址方面考虑全面和周全。我国采用直联和准直联相结合的工作方式。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.SP: Signaling PointSTP: Signaling Transfer Point: 话音通道：信令通道直连工作方式准直连工作方式SPSTPSPSPSPSP七号信令网七号信令网连接方式连接方式 2006, ZTE Corporation. All rights

25、reserved.七号信令网七号信令网连接方式连接方式SP: Signaling PointSTP: Signaling Transfer Point: 话音通道：信令通道STPSTPSTPSTPSTPSTPSPSP完全不直连工作方式 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令网组成信令网组成信令网的组成：由信令点（信令网的组成：由信令点（SP) 、信令转接点（、信令转接点（STP) 以及以及信令链三部分组成。信令链三部分组成。SP：信令消息的起源点和目的地点。 可以是具有NO.7信令功能的各种交换局：电话交换局、数据交换局、ISDN交换局、移动

26、交换局及智能网的业务交换点SSP。 可以是各种特服中心：网管中心、维护中心、智能网的业务控制点(SCP)。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令网组成信令网组成STP：具有转接信令的功能，可将一条信令链的信息消息转发至另：具有转接信令的功能，可将一条信令链的信息消息转发至另一信令点。一信令点。STP可分成两种：独立的可分成两种：独立的STP和综合的和综合的STP。 独立独立STP：只具有MTP或SCCP功能，不含有用户部分功能的专用信令转接点。特点：容量大，易于维护管理，可靠性高，可组织全部为准直连的信令网络。缺点：组网较复杂，传输系统利用

27、率低，要求组网时采用DDN或数字交叉连接设备DXC。独立STP是一种高可靠的分组交换机，是NO.7信令网中的汇接点，专门用于提供NO.7信令的转接。（通常由程控交换机制造商开发） 综合综合STP：既具有MTP(及SCCP)，又包括用户部分的具有信令点功能的信令转接点。特点：容量较小，可靠性不高，但它可采用直连和准直联结合的工作方式，传输系统利用率高，设备价格较便宜。在组网初期可采用综合STP. 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令网的等级结构信令网的等级结构信令网中信令点间的连接方式：信令网中信令点间的连接方式： 信令网中信令转接点之间一般

28、采用网状连接和信令网中信令转接点之间一般采用网状连接和A、B平面连接平面连接。网状连接的特点： STP间均设有直达信令链，当两个STP间直达信令链路故障时， 最多只经过一级STP的转接； 网络连接可靠性高；A、B平面连接的特点： 平面内的STP为网状连接，平面间的STP为格子状连接； 正常情况下，STP间均有直达的信令链，不须转接；故障情况下，须经STP转接，但转接的迂回路由比网状网少，可靠性略低； 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.HSTP1HSTP3HSTP2AHSTP1HSTP3HSTP2B我国信令网的等级结构我国信令网的等级结构LST

29、P1LSTP1SPSP我国采用三级信令网结构。HSTP负责转接它所汇接的LSTP和SP的消息。采用独立的STP方式。LSTP负责转接来自SP的信令消息。既可采用独立STP，又可采用综合STP。SP就是信令网传送各种信令消息的起源点和目的地点。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.HSTP1HSTP3HSTP2AHSTP1HSTP3HSTP2B我国信令网的等级结构我国信令网的等级结构LSTP1LSTP1SPSP各级信令点的连接方式：各级信令点的连接方式：第一级HSTP间采用A、B平面连接方式。第二级LSTP至HSTP间采用固定连接方式，LSTP间

30、采用网状连接。本地二级信令网的SP至LSTP间采用自由连接方式，也可采用固定连接方式。未采用二级网的中、小城市本地网的第三级SP至LSTP间采用分区固定连接方式。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令链路的设置信令链路的设置A链路(Access Links)：SP与所属STP间的信令链路称为接入链路；B链路(Bridge Links)：同级STP间的信令链路，称为桥接链路；C链路(Cross links)：每一对STP间的信令链路，称交叉链路；D链路(Diagonal links)：LSTP与HSTP间的上下级之间的信令链路称为对角链路；E

31、链路(Extension links)：SP边至非所属信令转接点，则称扩展链路；F链路(Fully Associated Links)：某些SP间采用网状连接，即设有直达链路，称为完全关联链路。HSTP1_1HSTP3-2HSTP1_2HSTP2-2HSTP3_1HSTP2_1BCLSTP1-1LSTP1-2SPAACDLSTP2-1LSTP2-2ESPF信令链路的设置 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令网的编号计划信令网的编号计划信令区的划分：信令区的划分： 我国信令网信令区的划分与我国信令网的三级结构相对应，分为主信令区、分信令区、信

32、令点三级。HSTP设在主信令区，LSTP设在分信令区。 我国的信令网划分为33个主信令区，每个主信令区又划分为若干个分信令区。 主信令区按中央直辖市、省和自治区设置，其HSTP一般设在直辖市各省省会、自治区首府。一个主信令区内一般只设置一对HSTP,为保证可靠性，两个HSTP间应有一定的距离，且HSTP所在地要求自然灾害少，维护人员素质高，信令链路优质可靠。如果业务量较大时，可设置几对HSTP，但要严格限制HSTP的数目。 分信令区的划分原则上以一个地区或一个地级市来进行。一个分信令区通常设置一对LSTP，一般设在地区或地级市邮电局所在城市，但也要注意保证它的可靠性。信令业务小的地区或地级市也可以由几个地区或地级市合并设置一个分信令区，信令业务大的县级市或县，也可单独设置为一个分信令区。 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.信令网的编号计划信令网的编号计划信令点编号计划：信令点编号计划： 所谓信令点编码，即给信令网中的每个信令点一个编