信息传输与交换技术课件第章电信支撑网

现代传输与交换技术第7章电信支撑网12.1数字同步网数字同步网（简称同步网）负责为各种业务网及传输网提供定时，以实现各种业务网的同步。同步是通信网的神经系统，若同一个网络中的各个单元相互不同步，则会导致时隙不对准、收与发不能正确连接；若网络之间彼此不同步，则网络之间无法正常通信，业务不能互通。

2同步网按同步方式可分为全同步网、全准同步网、混合同步网。全同步网在该类同步网中，最常见的是主从同步网，即网内设一时钟主局，配有高精度时钟，网内各局均受控于该全局（即跟踪主局时钟，以主局时钟为定时基准），并且逐级下控，直到网络中的末端网元——终端局。同步网分类3同步网分类全准同步网是指网络中时钟具有相同的级别，网内所有时钟相互独立，毫无关联。这种同步网要求网内各个时钟都具有极高的精度和稳定度，以保证业务网的同步性能。由于时钟精度高，网内各局的时钟虽不完全相同（频率和相位），但误差很小，接近同步，因此又称伪同步。通常用于一些地域小的国家或国际间的同步。4同步网分类混合同步网将同步网划分为若干个同步区，每个同步区为一个子网，在子网内采用全同步方式，在子网间采用准同步方式，如图2.1所示。5图2.1混合同步6三级同步网节点同步网节点是指同步网上设置各级时钟的地方，一般是在各个通信中心或通信楼内，各种通信设备可以直接从节点时钟上获取同步网定时。一级节点——设置一级时钟（即基准时钟），输出信号的频率准确度优于1×10E-11，包括由铯原子钟组成的PRC和由GPS配铷原子钟组成的PRS（在我国PRS又称为LPR）。基准时钟一般设置在国家首府或地域中心。二级节点——设置二级时钟，输出信号的频率准确度应优于1×10E-8，一般设置在各省、自治区、直辖市的长途通信楼内，或地、市级长途通信楼以及一些重要的汇接局内。三级节点——设置三级时钟，输出信号的频率准确度优于1×10E-6，一般设置在本地网内的汇接局或端局。7主时钟（北京）从时钟（武汉）区域基准时钟1区域基准时钟2省会局省会局

市局

市局GPSGPS同步区1LPRPRC同步区2图2.2我国网同步的方式8时钟工作模式正常工作模式——跟踪锁定上级时钟。此时从站跟踪锁定的时钟基准是从上一级站传来的，可能是网中的主时钟，也可能是上一级网元内置时钟源下发的时钟，也可是本地区的GPS时钟。当所有定时基准丢失后，从时钟进入保持模式，设备模拟它在24小时以前存储的同步记忆信息来维持同步状态，此种工作模式的时钟精度仅次于正常工作模式时的时钟精度。当从时钟丢失所有外部基准定时，也失去了定时基准记忆或处于保持模式太长，从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡模式，此种模式的时钟精度最低。92.2管理网网络管理就是指对网络的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安全、经济的提供服务。网络管理的目标：有效性：网络要能够准确而及时的传送信息。可靠性：网络必须能够稳定的运转，要具备自愈能力。开放性：网络要能够接受多厂商生产的设备。综合性：网络业务应多样化。安全性：如保密性、抵御非法访问和破坏、抵御病毒。经济性：对网络经营者和用户双方而言都要具备经济性。102.2管理网管理网的职职责主要包包括：配置管理：：管理网络络的建立、、扩充、改改造和提供供。性能管理：：分为面向服务质质量的性能管理理（包括有有效性、响响应时间和和差错率等等）和面向网络效效率的性能管理理（包括吞吞吐量和利利用率等））。故障管理：：当网络故故障时所采采取的管理理活动，包包括故障确确定、告警警、故障定定位、电路路测试、业业务恢复等等。安全管理：：提供信息息的保密、、认证和完完整性保护护机制等，，使数据及及系统免受受侵扰和破破坏。帐务管理：：计算和收收取用户使使用网络服服务的费用用。11电信管理网网TMNTMN是国际电信信联盟电信信标准化部部门（ITU-T）提出的具具有标准协协议、接口口和体系结结构的管理理网络，它它为电信网网提供一个个有组织的的网络结构构，以取得得各种类型型的操作系系统之间、、操作系统统与电信设设备之间的的互连。TMN在逻辑上是是一个独立立的网络，，在物理上上可以利用用电信网的的一部分来来提供它所所需要的通通信。TMN能够跨越多多厂商和多多技术进行行管理，它它能够在多多个网络管管理系统和和运营系统统之间互通通，并且能能够在相互互独立的被被管网络之之间实现管管理互通，，因而互联联的和跨网网的业务可可以得到端端到端的管管理。TMN及电信网的的总体关系系如图2.3所示。12图2.3TMN与电信网的的关系运行系统代表实现各各种管理功功能的处理理系统；数据通信网网（DCN）提供管理系系统与被管管理网元之之间的数据据通信。工作站代表实现人人机界面的的装置；132.3信令网所谓信令，，就是指在在通信网上上为完成某某一通信业业务，节点点之间要相相互交换的的控制信息息。为保证在一一次通信业业务的执行行过程中相相关的终端端设备、交交换设备、、传输设备备能够协调调一致地完完成必需的的交换动作作和控制信信息的传递递，通信网网必须提供供一套标准准的控制系系统，在相相关设备之之间交换控控制信息，，以协调完完成相应的的控制任务务。我们将将这些控制制信息的语语法、语义义、信息传传递的时序序流程以及及产生、发发送和接收收这些控制制信息的软软、硬件共共同组成的的集合体称称为信令系系统，例如如电话网上上的No.7信令、Internet上的各种路路由信息协协议、TCP连接建立协协议等均属属此范畴。。142.3信令网信令系统的的主要功能能就是指导导终端、交交换系统、、传输系统统协同运行行，在指定定的终端间间建立和拆拆除临时的的通信连接接，并维护护网络本身身的正常运运行，具体体包括：监视功能：：监视设备备的忙闲状状态和通信信业务的呼呼叫进展情情况。选择功能：：通信开始始时，通过过在节点间间传递包含含目的地地地址的连接接请求消息息，使得相相关交换节节点根据该该信息进行行路由选择择，进行入入线到出线线的交换接接续，并占占用局间中中继线路。。通信结束束时，通过过传递连接接释放消息息通知相关关交换节点点释放本次次通信业务务占用的中中继线路，，并拆除交交换节点的的内部连接接。管理功能：：进行网络络的管理和和维护，如如检测和传传送网络的的拥塞信息息、提供呼呼叫计费信信息、提供供远端维护护信令等。。152.3信令网这里以最简简单的局间间电话通信信业务为例例，说明信信令在一次次通信过程程中所起的的作用，见见图2.4。从图中可可以明显地地看到，在在一次电话话通信过程程中，信令令在连接建建立、通信信和释放阶阶段起了关关键作用，，如果没有有这些信令令，人和机机器都将不不知所措，，出现混乱乱状态。没没有摘机信信令，交换换机就不知知道该为哪哪个用户提提供服务；；没有拨号号音，用户户就不知道道交换机是是否被占用用并准备就就绪，盲目目拨号交换换机可能收收不到。即即使在通信信阶段，信信令系统也也始终对用用户通信状状态进行着着不间断的的监视。由由于信令系系统在实现现一个通信信业务的过过程中起了了重要作用用，因此人人们将其比比作通信网网的神经系系统。16图2.4电话业务的的基本信令令流程17信令的分类类信令按其工工作区域的的不同可分分为用户线信令令和局间信令。用户线信令令：指在终终端和交换换机之间的的用户线上上传输的信信令。例如如主、被叫叫用户的摘摘/挂机信令、、主叫用户户拨打的电电话号码等等；交换机机向用户发发送的信令令，主要有有铃流和忙忙音等音信信号。局间信令：：指在交换换机和交换换机之间、、交换机与与业务控制制节点之间间传递的信信令。它们们主要用来来完成连接接的建立、、监视、释释放，网络络的监控、、测试等功功能，比用用户线信令令复杂得多多。18图2.5(a)随路路信信令令系系统统示示意意(b)公共共信信道道信信令令系系统统示示意意信令令的的分分类类按信信令令信信道道与与用用户户信信息息传传送送信信道道的的关关系系分分，，信信令令分分为为随路路信信令令和公共共信信道道信信令令。图图2.5描述述了了这这两两种种信信令令系系统统的的组组成成结结构构。。19信令令的的分分类类随路路信信令令系系统统的的主主要要特特点点是是信信令令与与用用户户信信息息在在同同一一条条信信道道上上传传送送，，或或信信令令信信道道与与对对应应的的用用户户信信息息传传送送信信道道一一一一对对应应。。以以传传统统电电话话网网为为例例，，当当有有一一个个呼呼叫叫到到来来时时，，交交换换机机先先为为该该呼呼叫叫选选择择一一条条到到下下一一交交换换机机的的空空闲闲话话路路，，然然后后在在这这条条空空闲闲的的话话路路上上传传递递信信令令，，当当端端到到端端的的连连接接建建立立成成功功后后，，再再在在该该话话路路上上传传递递用用户户的的话话音音信信号号。。我我国国在在早早期期模模拟拟电电话话网网时时代代广广泛泛使使用用的的中中国国1号信信令令系系统统就就是是一一个个典典型型的的带带内内多多频频互互控控随随路路信信令令系系统统。。公共共信信道道信信令令系系统统的的主主要要特特点点是是信信令令在在一一条条与与用用户户信信息息信信道道分分开开的的信信道道上上传传送送，，并并且且该该信信令令信信道道并并非非某某一一个个用用户户信信息息信信道道的的专专用用信信令令信信道道，，而而是是为为一一群群用用户户信信息息信信道道所所共共享享。。仍仍以以电电话话呼呼叫叫为为例例，，当当一一个个呼呼叫叫到到来来时时，，交交换换节节点点先先在在专专门门的的信信令令信信道道上上传传递递信信令令，，端端到到端端的的连连接接建建立立成成功功后后，，再再在在选选好好的的话话路路上上传传递递话话音音信信号号。。20信令令的的分分类类与随随路路信信令令相相比比，，公公共共信信道道信信令令具具有有以以下下优优点点：：信令令系系统统独独立立于于业业务务网网，，具具有有改改变变和和增增加加信信令令而而不不影影响响现现有有业业务务网网业业务务的的灵灵活活性性。。信令令信信道道与与用用户户业业务务信信道道分分离离，，使使得得在在通通信信的的任任意意阶阶段段均均可可传传输输和和处处理理信信令令，，可可以以方方便便地地支支持持未未来来出出现现的的各各类类交交互互、、智智能能新新业业务务。。便于于实实现现信信令令系系统统的的集集中中维维护护管管理理，，降降低低信信令令系系统统的的成成本本和和维维护护开开销销。。由于于公公共共信信道道信信令令具具有有这这些些优优越越性性，，因因此此在在目目前前的的数数字字电电话话通通信信网网、、智智能能网网、、移移动动通通信信网网、、FR网、、ATM网上上均均采采用用了了公公共共信信道道信信令令方方式式。。目目前前，，在在电电话话通通信信网网上上，，已已标标准准化化和和正正在在使使用用的的局局间间公公共共信信道道信信令令系系统统只只有有一一种种，，就就是是7号信信令令系系统统。。217号信信令令7号信信令令系系统统是是ITU-T在20世纪纪80年代代初初为为数数字字电电话话网网设设计计的的一一种种局间间公公共共信信道道信信令令方式式。。与与传传统统的的随随路路信信令令系系统统相相比比，，7号信信令令系系统统最最显显著著的的特特征征是是：：它它是是一一个个以以分组组通通信信方方式式在局局间间专用用的信信令令链链路路上上传传递递控控制制信信息息的的公公共共信信道道信信令令系系统统，，主主要要的的特特点点如如下下：：7号信信令令链链路路是是一一个个工工作作于于双双向向方方式式的的数数据据信信道道，，速速率率为为64kb/s。7号信信令令系系统统的的本本质质是是一一个个高高速速分分组组交交换换系系统统，，信信令令系系统统之之间间通通过过局局间间的的专专用用信信令令链链路路以以分分组组的的形形式式交交换换各各类类业业务务控控制制信信息息。。在在7号信信令令中中，，分分组组被被称称为为信信号号单单元元SU(SignalUnit)。一条条信信令令链链路路可可以以传传送送若若干干条条话话路路的的信信令令，，理理论论上上话话路路群群的的最最大大容容量量为为4096条。。227号信信令令的的功功能能结结构构7号信信令令的的基基本本功功能能结结构构分分为为两两部部分分：：消消息息传传递递部部分分(MTP)和适适合合不不同同业业务务的的独独立立用用户户部部分分(UP)。用用户户部部分分可可以以是是电电话话用用户户部部分分(TUP)、数数据据用用户户部部分分(DUP)、ISDN用户户部部分分(ISUP)等，，如如下下图图所所示示。。消息息传传递递部部分分MTP作为为一一个个公公共共消消息息传传送送系系统统，，其其功功能能是是在在对对应应的的两两个个用用户户部部分分之之间间可可靠靠地地传传递递信信令令消消息息。。按按照照具具体体功功能能的的不不同同，，它它又又分分为为3级，，并并同同UP部分分一一起起构构成成7号信信令令的的基基本本4级结结构构。如如图图2.6所示示。。23图2.67号信信令令的的功功能能结结构构信令网功能级用户级用户级信令网功能级信令链路功能级信令链路功能级信令数据链路级信令数据链路级信令点A信令点B第一级(L1)第二级(L2)第三级(L3)第四级(L4)247号信信令令的的功功能能结结构构4级结结构构中中各各级级的的主主要要功功能能如如下下：：MTP-1：信信令令数数据据链链路路功功能能，，定定义义了了7号信信令令网网上上使使用用的的信信令令链链路路的的物物理理、、电电气气特特性性以以及及链链路路的的接接入入方方法法等等，，相相当当于于OSI参考考模模型型的的物物理理层层。。MTP-2：信信令令链链路路功功能能，，负负责责确确保保在在一一条条信信令令链链路路直直连连的的两两点点之之间间可可靠靠地地交交换换信信号号单单元元，，它它包包含含了了