通信网及交换技术PPT

Feb-23南京大学金陵学院1提纲1.通信系统概述1.1组成结构1.2模拟通信与数字通信1.3数字话路1.4通信网类型划分2.通信网现状3.交换技术概述Feb-23南京大学金陵学院21.1通信网的组成

1.1.1硬件平台交换系统交换机是通信系统的核心和控制设备；用于交换的设备，其发展：步进制－纵横制－电子式－程控（程控式交换机、移动交换机、ATM宽带交换机）－路由器，软交换设备等。终端完成各种信号与通信信号的转换电话机：完成拨号、呼叫、收听、通话功能；传真机：产生和接受信号，保持同步；数字式通信设备：各种信号以数字信号形式代表。如各种计算机终端；图像终端：图像摄取和显示终端；传输网络：普通明线、电缆、同轴电缆、光纤光缆、无线信道。Feb-23南京大学金陵学院31.1通信网的组成

1.1.2软件平台通信协议：支撑通信的规则、标准或约定；1、通信网协议的制定机构是国际电联ITU－T（国际电信联盟远程通信标准化组织，前身是国际电报电话咨询委员会(CCITT），1993年改名，赵厚麟，ITU副秘书长）；2、近来由于互联网越来越用于通信，因此互联网协议的制定和批准机构IETF（互联网工程任务组）在网络和通信中越来越显示出更大的力量。管理系统：各种网管协议和软件、系统管理软件服务系统：BOSS(Billing&OperationSupportSystem业务运营支撑系统)、客户管理系统CRM等。Feb-23南京大学金陵学院41.2模拟通信与数字通信根据信息传送的过程和特征，通信方式可以分为：（1）模拟通信：模拟信号直接在信道中传输；（2）数字通信：以数字方式传输信号的通信数字通信的典型案例—数字话路Feb-23南京大学金陵学院51.3数字话路模拟信息源抽样量化和编码数字通信系统译码和低通滤波m(t)模拟随机信号{Sk}数字随机序列数字随机序列{Ŝk}模拟随机信号图1.1模拟信号的数字传输过程Feb-23南京大学金陵学院61.3数字话路人的声音频率约在20-20000Hz；通信技术初期，铜线为主的信道价格高昂，并且其带宽很窄，为节省带宽，可将信道分为若干个频带，并且将通信中传输每一路话音信号的带宽限制在3400Hz的带宽以内，加上间隔，每个话路限制在4000Hz,即4KHz，基本可以反映出说话者的声音特点。这是所谓的“频分复用”；采样Feb-23南京大学金陵学院71.3数字话路采样定理：Fs>=2Fm=8KHz时隙：Ts=1/8KHz=125μs，采样8电平量化一数字因此，每话话路的速率：8bit/125μs＝8K×8bit＝64Kb/S。量化编码Feb-23南京大学金陵学院81.3数字话路时分复用由于目前数字信道的传输速度已经远大于64Kb/S，所以可以把多个话音信号组织到一个传输系统中去传送。此即为“时分复用”的指导思想。E1（一次群）具体的通信信号组织为，每8bit为一时隙，32个时隙为一帧，每16帧组成一复帧，其速率为：1帧：64Kb/S×32＝2048Kb/S＝2.048Mb/S，称为2M，俗称一次群。一次群是电信传输的一种基本组织方法。在一次群以上，还有二次群、三次群、四次群等。二次群：4组一次群，2.048Mb/S×4＝8.192Mb/S。三次群：4组二次群，8.192Mb/S×4＝32.768M/S。这种信息组织的方法，在数据传输速率大大提高的今天，已经不再向上发展，而是改为光同步传输系统（SDH）。传输方式Feb-23南京大学金陵学院9PCM30/32系统的帧结构PCM30/32系统的帧结构Feb-23南京大学金陵学院10三组概念数字通信和模拟通信是两种通信方式：数字通信：直接使用数字信号（表示信息）的通信方式，如计算机通信。模拟通信：使用模拟信号传输信息的通信方式。因此，模拟通信和数字通信，是表示通信的方式，也就是通信中使用什么信号。数字通信模拟通信PKFeb-23南京大学金陵学院11三组概念数字通信和数字信号是两回事：数字通信：相对于模拟通信而言；指通信方式，其特点是用数字信号的方式表示信息并进行传输；数字信号本身可以表示数据，也可以表示模拟信息。根据使用场合的不同，数字信号可以表示话音信号、数据、图像信号等。数字通信数字信号PKFeb-23南京大学金陵学院12三组概念划分的标准不同：数字通信：相对于模拟通信而言；指通信方式，其特点是用数字信号的方式表示信息并进行传输；数据通信：根据通信的内容进行划分，相对于话音通信而言。例如传真通信、计算机等数据终端之间的通信，都是数据通信。按照通信内容划分包括：数据通信、话音通信、图像通信。数字通信数据通信PKFeb-23南京大学金陵学院13三组概念模拟通信可以传输话音、数据、图像等内容；数字通信可以传输话音、数据、图像等内容；数据通信的实现可以是模拟的，也可以是数字的。话音、图像通信也如此。请判断如下命题是否正确Feb-23南京大学金陵学院14根据子网的功能划分：业务网、传送网和支撑网。

1.4通信网类型的划分图1.2通信网按功能划分Feb-23南京大学金陵学院15根据子网的位置：用户网、接入网和核心网。

1.4通信网类型的划分图1.3用户网、接入网和核心网之间的关系Feb-23南京大学金陵学院16提纲1.通信系统概述2.通信网现状2.1固定电话网2.2移动通信网2.3数据通信网2.4传送网2.5电信支撑网3.交换技术概述Feb-23南京大学金陵学院172.1固定电话网

2.1.1电话网结构(PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork)

)全国电话网（PSTN,公共交换电话网络）分为三级交换网络：C1:全国8大枢纽（北京、沈阳、西安、成都、武汉、广州、南京、上海）为一级转接中心C1，不过，除京、沪、穗以外，其余的C1局的地位和作用已经大大降低；C2:每省的省会为二级转接中心C2；C3:地级市和地区为三级转接中心C3，其所辖范围称为“本地网”，使用同一个长途区号；Feb-23南京大学金陵学院182.1固定电话网

2.1.1电话网结构一级中心局之间互相相连：例如：北京、上海、南京、沈阳、西安、武汉、成都、广州之间均有长途光缆信道相连；一级中心局至附近的省会局互连：例如：上海、南京均与附近的杭州、合肥、南昌、济南、福州之间有长途光缆相连；各省会城市与省辖市、地区之间有省内的长途光缆相连；图1.4固定电话网结构Feb-23南京大学金陵学院19图1.5固定电话网举例目前我国的长途电话以C3局（地、市）为中心，设1个或多个长途局，电话终端通过市话端局、中心局接入长途局，按照路由接通长途电路；经过长途电路到达对方以后，由长途局、中心局，至端局，最后到达被叫用户终端。2.1固定电话网

2.1.1电话网结构Feb-23南京大学金陵学院202.1固定电话网

2.1.2号码规则长途电话的识别：国际长途字冠为00，国家代号为1－3位数字；国内长途字冠为0，地区长途代号为2－3位数字；例如：北京，国际上00－86－10－××××××××；国内拨010－××××××××；市话和移动用户，凡是0开头的电话，将直接送长途局；移动电话为识别地区，规定固话拨非本地区的移动电话时，需加拨0；移动电话之间通信不必加0；Feb-23南京大学金陵学院212.1固定电话网

2.1.2号码规则长途区号＋电话号码，例如：010－66213456；025－83492205；前面还可以加上国家号，如中国是0086－10－66213456；营运商号段＋长途区号＋电话号码，例如18901500001；好处是可以区分营运商；目前在中国大陆：中国移动GSM：134－139；150-152;158-159;187-188；147;182中国网通GSM：130－132；156、185、186中国电信CDMA：133、153、189Feb-23南京大学金陵学院222.1固定电话网

2.1.3IP电话IP电话网络：传统的电话网是通过电路交换网传送电话信号，采用的是电路交换技术。IP电话是通过分组交换网传送电话信号，采用的是分组交换技术，同时在话音信号传输前，采用了话音信号的压缩编码技术。

Feb-23南京大学金陵学院232.1固定电话网

2.1.3IP电话语音的数字化如果用户使用的是计算机，数字化在计算机内进行；如果用户使用的是模拟电话，则通过接入网络将语音传到交换设备上，然后再利用PCM之类的设备来对语音进行数字化。数据压缩主要用来剔除无用的信号，并对数字化后面的语音信号进行压缩。数据打包数据被压缩后，需要对其进行打包并加进一些协议信息。语音数据的处理过程(压缩、编码、缓冲等)会产生一定的时延，协议信息加入包中是为了更好地保障数据的传输过程。解包及解压缩数据包到达目的地主机(网关、服务器或用户计算机终端)后，主机要完成的工作是：校验数据包正确性；将数据包放入抖动存储器里缓冲一段时间，等待足够的后达到的包并将其组装成原始数据包(等待时间的长短要根据网络的拥塞情况而定)。用解压缩算法尽量恢复原始信号数据。IP电话过程Feb-23南京大学金陵学院242.1固定电话网

2.1.3IP电话

电信级IP电话系统一般由IP电话终端、网关(Gateway)、网闸(Gatekeeper)、网管系统、认证计费系统等几部分组成。IP电话系统组成Feb-23南京大学金陵学院252.1固定电话网

2.1.3IP电话终端IP电话终端包括传统的语音电话机、PC、IP电话机，也可以是集语音、数据和图像于一体的多媒体业务终端。网关完成电话数据和网络数据的互相转换。路由管理功能。对于因特网未延伸到或暂时未设立网关的地区，可设置路由，由最近的网关通过长途电话网转接，实现通信业务。关守(网闸)关守负责IP电话系统的统一管理、配置和维护。除管理所有的VoIP网关之外，还对VoIP网关发来的查询，以适当的VoIP网关的IP地址回答。IP电话系统组成Feb-23南京大学金陵学院262.1固定电话网

2.1.3IP电话4、网管系统 网管系统的功能是管理整个IP电话系统，包括设备的控制及配置、数据配给、拨号方案管理及负载均衡、远程监控、鉴权及安全管理等。5、认证计费系统 关守提供标准、开放的数据接口，将呼叫的详细记录送达计费系统，形成原始计费数据。利用这些数据可以实现：IP电话系统组成Feb-23南京大学金陵学院272.1固定电话网

2.1.3IP电话IP电话传统电话传输媒体InternetPSTN交换方式分组交换电路交换带宽利用率高低使用费低高话音质量低高Feb-23南京大学金陵学院282.2移动通信网

2.2.2移动通信网元构成MSBSSNSSFeb-23南京大学金陵学院292.2移动通信网

2.2.3移动通信主要接口UmACFeb-23南京大学金陵学院302.2移动通信网

2.2.4移动通信网结构图1.6固定电话网举例Feb-23南京大学金陵学院31数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式和通信业务，它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。包括：X.25分组网、数字数据网（DDN）、帧中继网（FR，FrameRelay）、ATM（异步传输模式），互联网（INTERNET）2.3数据通信网

Feb-23南京大学金陵学院322.4传送网

传送网是指数字传送网络，上面谈到的各类业务路中的各种不同的业务信号，都将以数字信号的形式通过传输网进行传输。传输技术体制准同步数字系列（PDH，PlesiochronousDigitalHierarchy

）和同步数字系列（SDH，SynchronousDigitalHierarchy

）。Feb-23南京大学金陵学院33

PDH系统就复接的数字系列而言，分为一、二、三、四次群，其速率标准如表1.1所示。

表1.1PDH时分复用系列欧洲美国日本一次群2.0i48Mbit/s1.544Mbit/s1.544Mbit/s二次群8.448Mbit/s6.312Mbit/s6.312Mbit/s三次群34.368Mbit/s44.736Mbit/s32.064Mbit/s四次群139.264Mbit/s274.176Mbit/s97.728Mbit/s2.4传送网

Feb-23南京大学金陵学院34SDH是在PDH的基础上发展起来的一种数字传输技术体制，它具有以下主要特点。采用统一的传输标准速率，对两种不同的PDH的速率标准能够予以兼容，给网路的互连互通提供了便。在SDH的帧结构中具有丰富的用于监控和管理的开销比特，增加了网路监控和管理的功能。提供了高速率的传输通道，为建立宽带通信网提供重要的基础设施。2.4传送网

Feb-23南京大学金陵学院35电信支撑网是指对电信网的正常运营起到支持作用的一类网络，包括信令网、数字同步网和电信管理网。这3种网络从3个不同的方面对电信网进行支持：信令网通过公共的网络传送信令信号；数字同步网提供全网同步的时钟；电信管理网则通过计算机系统对全网进行统一的管理。通过TMN可以对电信网进行5个方面的管理，其中包括故障、性能、配置、计费和安全管理，利用网络管理系统可以有效地对电信网进行管理，提高网络的运营效率和服务质量。2.5电信支撑网

Feb-23南京大学金陵学院36提纲1.通信系统概述2.通信网现状3.交换技术概述3.1交换一般概念3.2交换部分内容概述3.3交换方式的演进3.4电信交换的基本技术3.5电话交换技术的发展3.6交换和路由3.7NGN和软交换Feb-23南京大学金陵学院373.1交换的一般概念贝尔1876年发明电话点对点通信：线路利用率很低（n(n-1)/2）贝尔电话公司1878年开办了第一个交换局（人工操作）交换在这里，“交换”(switching)的含义是——转接：把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。在网络的大量用户之间根据所需目的（按照某种方式动态地分配传输线路的资源）来相互传递信息。有阻塞现象一年内城市中到处是穿过房屋树木的混乱的电话线……Feb-23南京大学金陵学院383.1交换的一般概念交换结点任何一个主叫用户的信息，可以通过电信网中的交换结点发送到所需的任何一个或者多个被叫用户。引入交换结点后使得n个用户的用户线数量从n(n-1)/2变为了n。交换网：交换结点用中继线相连、汇接交换结点Feb-23南京大学金陵学院393.1交换的一般概念Feb-23南京大学金陵学院403.2交换部分内容概述程控电话交换7号共路信令智能网业务交换.局内呼叫、局间呼叫、长途呼叫.摘机-拨号音-拨号-送地址消息-数字分析-建立通路-振铃-应答（通话）记费-挂机-拆除通路（面向连接的服务）思路：控制与承载分离、业务与承载分离Feb-23南京大学金陵学院413.2交换部分内容概述移动交换Feb-23南京大学金陵学院423.2交换部分内容概述N-ISDN（窄带综合业务数字网）由电话综合数字网（IDN）演变而成，能提供端到端的数字连接，以支持包括语音和非语音业务在内的多种电信业务，并提供一组有限的标准化的多用途——网络接口供用户入网使用。以电路交换为基础业务速率限于2M以下B-ISDN（ATM）以分组交换为基础，采用全新的ATM（异步时分）技术，包括速率为101-102M的视频业务在内的综合业务网。Feb-23南京大学金陵学院433.2交换部分内容概述软交换：提供呼叫控制功能的软件实体。Feb-23南京大学金陵学院443.3交换方式的演进电路交换多速率交换快速电路交换ATM交换快速分组交换帧交换分组交换Feb-23南京大学金陵学院453.3交换方式的演进

3.3.1电路交换ABCDt连接建立信息传送信息连接释放电路交换(CS：CircuitSwtching)过程：连接建立信息传送连接释放特点：实时交换面向连接的物理通道（端到端EndtoEnd）透明传送无差错控制措施过负荷时呼损率增加，但不影响已建立的呼叫Feb-23南京大学金陵学院463.3交换方式的演进

3.3.1电路交换电路交换的优点媒体信息传输时延小，通信质量有保证控制简单电路交换的缺点呼叫建立需要时间每个连接带宽固定（不能适应不同速率的业务）不传信息时也占用资源（不适用于突发业务）连接为用户所独占，连接指：模拟通信系统：实现连接数字通信系统：PCM系统的一个时隙，同步时分。举例：电话交换、高速传真Feb-23南京大学金陵学院473.3交换方式的演进

3.3.2报文交换报文交换(messageswithing)报文结构：首部中含地址信息存储转发(逐段行为Hopbyhop)把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；把分组送到适当的端口转发出去。时延较大时延构成：传输时延（链路）存储时延（结点-链路）处理与排队时延（结点）举例：电报自动交换ABCD报文报文报文t数据首部报文Feb-23南京大学金陵学院483.3交换方式的演进

3.3.3分组交换分组交换(PS：PacketSwtching)将报文要传送的信息分为若干个分组（packet），每一个分组有一个头部，含有可供选路的信息和其他控制信息。数据数据数据报文数据首部分组

1数据首部分组

2数据首部分组

3Feb-23南京大学金陵学院493.3交换方式的演进

3.3.3分组交换分组交换的优点：以分组为传送单位和查找路由。由于分组长度较短，存储转发的时延将显著下降。分组交换的问题：分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。分组长度的确定：兼顾时延与开销ABCDP1P2P3P4P1P2P3P4P3P4P2P1tFeb-23南京大学金陵学院503.3交换方式的演进

3.3.3分组交换虚电路方式面向连接服务逻辑连接（P5）交换虚电路、永久虚电路（P6）数据报方式无连接服务每个分组根据目的地址独立选路分组交换的两种服务方式Feb-23南京大学金陵学院513.3交换方式的演进

3.3.3分组交换面向连接服务(Connection-Oriented)面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。

无连接服务(ConnectionLess)两个实体之间的通信不需要先建立好连接。是一种不可靠的服务。这种服务常被描述为“尽最大努力交付”(besteffortdelivery)或“尽力而为”。Feb-23南京大学金陵学院523.3交换方式的演进

3.3.3分组交换虚电路Feb-23南京大学金陵学院533.3交换方式的演进

3.3.3分组交换B数据报Feb-23南京大学金陵学院543.3交换方式的演进

3.3.3分组交换对比的方面虚电路服务数据报服务思路可靠通信应当由网络来保证可靠通信应当由用户主机来保证连接的建立必须有(面向连接)不要(无连接)目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号每个分组都有目的站的全地址分组的转发属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发每个分组独立选择路由进行转发当结点出故障时所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作故障结点可能丢失分组，一些路由可能会发生变化分组的顺序总是按发送顺序到达目的站到达目的站时不一定按发送顺序端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责也可以由用户主机负责由用户主机负责虚电路数据报PKFeb-23南京大学金陵学院553.3交换方式的演进

3.3.3分组交换对比的方面电路交换分组交换传送方式STD：同步时分复用ATD：统计时分复用服务种类面向连接服务：物理连接面向连接服务（虚电路：逻辑连接）、无连接服务（数据包）带宽分配固定分配带宽，利用率低动态分配带宽，利用率高特点实时交换。时延小。存储转发，非实时交换。有比较大的时延。适合业务电话业务突发业务、数据业务电路交换分组交换PKFeb-23南京大学金陵学院563.3交换方式的演进

3.3.3分组交换电路交换适合实时业务，但无法适配各种速率的业务，网络利用率低分组交换可以适配各种速率的业务，网络具有较高的复用效率，但不能很好的支持实时业务Feb-23南京大学金陵学院57小结:基本概念：交换、交换结点、交换网、时延重要概念：面向连接、无连接；电路交换、分组交换；物理连接、逻辑(虚)连接。一个思路：控制与承载分离、业务与承载分离二个比较：电路交换vs分组交换，虚电路vs数据报了解：本局呼叫、市话呼叫、长话呼叫的接续过程Feb-23南京大学金陵学院583.3交换方式的演进

3.3.4ATM交换ATM（AsynchronousTransferMode）：实现高速、高吞吐量和高服务质量的信息交换，提供灵活的带宽分配，适应从很低速率到很高速率的宽带业务的交换要求。特点：异步时分交换—适应多速率，提高信道利用率固定长度的信元—将信道分成等长的时间小段，可提供固定速率/时延的电信业务信头简化—快速转发面向连接（虚电路[VP/VC]p12）且预约传输资源Feb-23南京大学金陵学院593.3交换方式的演进

3.3.5STD与ATDABCDaabbcdbcattttt4个时分复用（STD）帧#1④③②①acbcd时分复用#2#3#4STD按照时间区分连接Feb-23南京大学金陵学院603.3交换方式的演进

3.3.5STD与ATD用户ABCDabcdttttt④③②①acbabbcacd统计时分复用ATD依靠每个分组中所含有的标记来区分各个连接，又称标记复用Feb-23南京大学金陵学院61交换方式—10交换方式固定长度分组空分分组交换电路交换可变长度分组时分同步转移方式（STM）异步转移方式（ATM）IP同步时分（STD）异步时分（ATD）时间位置标记物理连接逻辑连接Feb-23南京大学金陵学院623.4电信交换的基本技术

交换结点高度抽象的系统结构接口接口互连控制信令数字交换网络用户线：UNI中继线：NNI信令也通过接口传送信令是控制的依据Feb-23南京大学金陵学院633.4电信交换的基本技术

3.4.1互连技术功能：实现任意入线（PCM链路中的时隙）与任意出线之间的接续。拓扑结构：时分：串行空分：并行选路策略：交换结点内部互连网络的选路条件选择、逐级选择自由选择、指定选择面向连接选择、无连接选择Feb-23南京大学金陵学院643.4电信交换的基本技术

3.4.1互连技术控制机理阻塞特性：电路交换：阻塞率分组交换：延迟制（丢包率）ATM：阻塞率、信元丢失率有阻塞、无阻塞故障防卫冗余：热备用、双工分担多平面Feb-23南京大学金陵学院653.4电信交换的基本技术

3.4.2接口技术UNINNIFeb-23南京大学金陵学院663.4电信交换的基本技术

3.4.3信令技术局间信令用户信令用户信令拆线应答摘机占用拨号音被叫号码挂机挂机摘机被叫号码回铃音振铃通话证实话终AB交换机B交换机AFeb-23南京大学金陵学院673.4电信交换的基本技术

3.4.4控制技术控制方式集中控制、分散控制通信机理消息Feb-23南京大学金陵学院68接口接口互连控制信令2.DSN3.SPC4.NO75.N-ISDN6.PLMN(MSC)7.IN(SSP)8.ATM9.软交换Feb-23南京大学金陵学院693.5电话交换技术的发展

3.5.1历程

纵横电子程控(标志器)CP步进人工人工交换直接控制交换步进交换机公共控制交换纵横交换机模拟程控交换机数字程控交换机Feb-23南京大学金陵学院703.5电话交换技术的发展

3.5.2在线运营的主要程控交换机上海贝尔S-1240瑞典爱立信AXE-10德国西门子EWSD日本富士通F-150华为C&C08中兴ZXJ-10Feb-23南京大学金陵学院713.6交换和路由交换是电信网的技术基础，路由是计算机网络的技术基础区别：电信网中的交换基本都是面向连接的，路由技术是无连接的。电信网有完善的信令机制，存在独立的控制层。交换机保存信令控制过程中确定的连接信息，路由器是无状态的。电信交换保证服务质量（QoS）交换技术和路由技术相互结合是未来通信网络发展的方向。其他观点：路由是第三层交换。Feb-23南京大学金陵学院723.7NGN和软交换Feb-23南京大学金陵学院733.7NGN和软交换Feb-23南京大学金陵学院743.7NGN和软交换Feb-23南京大学金陵学院753.7NGN和软交换Feb-23南京大学金陵学院763.7NGN和软交换

3.7.2构建NGN的基本要素Internet

技术高速接入运营管理

可管理IP网络NGN增值业务构件Feb-23南京大学金陵学院773.7NGN和软交换

3.7.3软交换软交换技术要解决的关键问题是如何在IP通信网中引入控制功能，包括呼叫控制和业务控制，并建立增值业务平台。软交换主要是呼叫控制层次的功能，至于分组数据包本身的交换则取决于具体的承载层，沿用已有的技术。网关分离：媒体网关、媒体网关控制器Feb-23南京大学金陵学院783.7NGN和软交换

3.7.4研究热点IPoverATM（MPLS/FEC）QoS服务质量、TE流量工程、AC准入控制、NM网络测量NGN下一代网络：

SW(软交换)，IMS(IP多媒体系统)，开放业务Feb-23南京大学金陵学院79小节：掌握：PCM、时隙理解：STD（用时间区分不同连接）、ATD（用标记区分不同连接）了解：ATM理解：电信交换的基本技术：互连、控制、信令、接口理解：阻塞特性：电路交换：阻塞率分组交换：延迟制（丢包率）ATM：阻塞率、信元丢失率理解NGN和软交换的思想，了解网关分离思考：交换和路由Feb-23南京大学金陵学院80长途路由选择顺序：直达路由高效迂回路由最终路由（低呼损电路、基干路由）选迂回时采用由远而近的原则：先被叫—自下而上，后主叫—自上而下。1.固定电话网

1.3电话网路由Feb-23南京大学金陵学院81大区之间，A呼叫B。先选直达L1，如果忙，再选迂回。

从被叫区开始，自下而上，既由远而近，依次选L2、若L2忙，则L3、L4。看主叫去，自上而下，也是由远而近，依次L5、L6、L7。1.固定电话网

1.3电话网路由Feb-23南京大学金陵学院82本大区来话：

由远及近，先L1，若忙，则L2、L3。1.固定电话网

1.3电话网路由Feb-23南京大学金陵学院83静态等级网络的缺点：在过去等级网络中（尤其长交换途网），按照固定的顺序选择路由（静态路由），不容易协调网内的流量。等级结构网络的可靠性差，一处出现故障，将造成一部分网络的阻塞。在等级结构中，接通一次呼叫，往往需多次转接。电话网路由的演进静态管理动态管理等级网络无级网络1.固定电话网

1.3电话网路由Feb-23南京大学金陵学院84演变的必要条件：数字程控交换设备的使用。交换节点使用计算机，使得个节点的各种状态可存入存储器并可实时更新。7号信令系统的建立。各交换节点间通过7号信令网互通信息，便于及时掌握全网的状态。网络管理系统的智能化。管理员通过命令，或已经存在的程序，都可以对全网进行管理控制维护等。1.固定电话网

1.3电话网路由Feb-23南京大学金陵学院85

2．动态无级路由选择动态无级选路技术的特点在于两个方面，即动态和无级。图2.11所示为动态无级选路网的结构，它是由路由选择处理机、若干程控数字交换机、交换机之间的传输链路，以及交换机和路由选择处理机之间的数据链路构成的。在图2.11中，A是源节点，B是目的地节点。在A、B、C、D、E、F、G处分别设置长途程控交换机。动态无级选路的优点是提高了网络的利用率。1.固定电话网

1.3电话网路由Feb-23南京大学金陵学院86

图2.11动态无级选路网的结构在A和B两节点间共有6条不同的路由，其中路由1为直达路由，路由2、3、4、5、6均为迂回路由，它们分别经过中间节点E、F、G、D和C。这6条路由可以有不同的选择顺序。

1.固定电话网

1.3电话网路由Feb-23南京大学金陵学院871．参考当量和传输损耗（1）参考当量是把系统的响度与一个作为电话参考当量基准系统的响度相比较而得到的。（2）四线链路的传输损耗由于四线链路的存在，因而就产生了回声，而且有可能产生振鸣和准振鸣。二线与四线之间或者四线与二级间经混合线圈转换时产生的损耗为3dB，因此从一个二线线路到另一个二线线路间的总的损耗为

L2=6−G4（dB） （2.1）式中，G4是四线电路的净增益（即放大器的总增益减去线路的总损耗）。1.固定电话网

1.4传输规划Feb-23南京大学金陵学院88

在四线链路中，信号经过混合线圈的损耗叫做混合转换损耗，等于6+BdB，这里B是由于二线线路和平衡网络之间的阻抗失配而产生的，叫做平衡回损，它可以表示为 （dB） （2.2）式中，Z是二线线路的阻抗，N是平衡网络的阻抗。因此，发话人回声损耗值Lt可以表示为

Lt=3−G4+(B+6)−G4+3=2L2

+

B（dB）（2.3）而受话人回声损耗值Lr为

Lr=(B+6)−G4+(B+6)−G4

=

2L2

+

2B（dB） （2.4）1.固定电话网

1.4传输规划Feb-23南京大学金陵学院89

2．数字电话网网传输损耗的分配在本地接续和长途接续两种不同的情况下，数字电话网传输损耗的分配如图2.12所示。图2.12

数字电话网传输损耗的分配1.固定电话网

1.4传输规划Feb-23南京大学金陵学院90提纲概述固定电话网移动电话网概述等级结构系统组成系统接口蜂窝结构Feb-23南京大学金陵学院91a网和b网：模拟移动电话网。c网：cdma制式移动电话网。g网：GSM（GlobalSystemforMobileCommunications）即全球移动通信系统。d网：工作在dcs1800系统的移动电话网。

2.移动电话网

2.0概述Feb-23南京大学金陵学院92我国数字蜂窝移动通信网分为三级结构，交换局可以分为：大区移动汇接中心（一级汇接中心）；省移动汇接中心（二级汇接中心）；本地移动业务交换中心（移动端局）。全国GSM移动电话网按大区设立一级汇接中心、省内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构成三级网路结构。GSM网路与PSTN（公用电话网）网路的连接关系如图2.13所示。从图中可见，三级网路结构组成了一个完全独立的数字移动通信网路。2.移动电话网

2.1我国GSM系统等级结构Feb-23南京大学金陵学院93图2.13GSM与PSTN网路连接示意图2.移动电话网

2.1我国GSM系统等级结构Feb-23南京大学金陵学院94省内GSM移动通信网由省内的各移动业务本地网构成，省内设若干个移动业务汇接中心（即二级汇接中心），汇接中心之间为网球网结构，汇接中心与移动端局之间成星状网。图2.14省内GSM移动通信网络结构示意图2.移动电话网

2.1我国GSM系统等级结构Feb-23南京大学金陵学院95

全国可划分为若干个移动业务本地网，划分的原则是长途区号为2位或3位的地区为一个移动业务本地网。每个移动业务本地网中应设立一个HLR，还可以几个移动业务本地网共用一个MSC。在移动业务本地网中，每个MSC与局所在地的长途局相连，并与局所在地的市话汇接局相连。在长途多局制地区，MSC应与该地区的高级长途局相连。在没有市话汇接局或话务量足够大的情况下，MSC亦可与本地市话端局相连。当一个MSC覆盖几个长途编号区时，该MSC也可和这几个长途编号区的市话汇接局和长途局相连。2.移动电话网

2.1我国GSM系统等级结构Feb-23南京大学金陵学院96GSM系统的典型结构如图2.15所示，主要由3个相关的子系统组成，它们是网络子系统（NSS）、操作支持子系统（OSS）和基站子系统（BSS）。移动台（MS）也是一个子系统，但通常被认为是基站子系统的一部分。MS、BSS和NSS组成GSM系统的实体部分。操作支持系统（OSS）则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。2.移动电话网

2.2系统组成Feb-23南京大学金陵学院97图2.15GSM系统的典型结构

Feb-23南京大学金陵学院98移动台（MS）

MS除了通过无线接口接入GSM系统的一般无线处理功能外，必须提供与使用者之间的接口。基站子系统（BSS）它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。基站收发信台（BTS）BTS完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。2.移动电话网

2.2系统组成Feb-23南京大学金陵学院99基站控制器（BSC）BSC是BSS的控制部分，起着BSS的变换设备的作用，即各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。移动业务交换中心（MSC）MSC是网路的核心，它提供交换功能及面向系统其他功能实体的接口功能。访问用户位置寄存器（VLR）VLR存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。

2.移动电话网

2.2系统组成Feb-23南京大学金陵学院100

归属用户位置寄存器（HLRHLR是GSM系统的中央数据库，存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据。鉴权中心（AUC）AUC存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。移动设备识别寄存器（EIR）EIR存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI）。操作支持子系统（OSS）OSS需完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护。2.移动电话网

2.2系统组成Feb-23南京大学金陵学院1012.移动电话网

2.3系统接口Feb-23南京大学金陵学院102

GSM系统采用小区制，若干个小区组成一个区群（蜂窝），区群内各个小区的基站可通过电缆、光缆或微波链路与移动交换中心（MSC）相连。相互邻接的小区其正常切换边界形成了多个两两相邻正六边形，形同蜂窝状，称为蜂窝结构。如图2.17所示，为了在无线网络规划设计中应用蜂窝结构实现同频复用和覆盖区不断扩大的要求，还需要将各蜂窝（cell）分成复用区簇，由复用区簇两两相邻接来不断扩大覆盖区和实现频率复用。2.移动电话网

2.3蜂窝结构Feb-23南京大学金陵学院103图2.17

GSM蜂窝网络结构2.移动电话网

2.4蜂窝结构Feb-23南京大学金陵学院104

GSM在组网上与模拟系统非常相似，仅在对载干比要求、传播消耗计算的模型等方面，还有一些数字系统不同于模拟系统的特点。组网的最终目的是满足用户的话务需求。GSM系统中的另一个重要的功能，就是功率控制。综合可知，蜂窝小区体制主要有以下特点。①无线频率资源复用。②越区自动切换。③信道分配和小区分裂。

2.移动电话网

2.4蜂窝结构Feb-23南京大学金陵学院105

无线立体网络

网络分层化网络分区化一般数据部分话音话音为主清晰话质充足容量数据业务高速冲浪1800宏站900宏站街道站微蜂窝区域1普通商务区居民区农村高校交通干线密集商务区风景区VIP区域无线立体网：通过无线网的分层建设来解决无线网络存在的容量、覆盖和质量问题，话音、数据、流媒体清晰分工。因地制宜的分区，是无线网规划建设的发展趋势。

Feb-23南京大学金陵学院106

全区基站分布情况市区：GSM宏站数：717/47.7%DCS宏站数：156下层网小区数：1085载频数：15128/61.4%12月忙时话务量:47656Erl/66.4%六合：GSM宏站数：181/12%DCS宏站数：3下层网小区数：14载频数：1815/7.4%12月忙时话务量:4004Erl/5.6%浦口：GSM宏站数：157/10.4%DCS宏站数：16下层网小区数：49载频数：2201/8.9%12月忙时话务量:5560Erl/7.8%江宁：GSM宏站数：287/19.1%DCS宏站数：30下层网小区数：90载频数：4199/17%12月忙时话务量:12370Erl/17.3％高淳：GSM宏站数：69/4.6%DCS宏站数：0下层网小区数：7载频数：589/2.4%12月忙时话务量:1135Erl/1.6%溧水：GSM宏站数：93/6.2%DCS宏站数：0下层网小区数：6载频数：727/3%12月忙时话务量:1202Erl/1.7%Feb-23南京大学金陵学院107DWDM

开始建设SDH逐步成为传输主力设备

容量增加/业务多样化DWDM规模建设，全光网试验SDH标准完善，PDH仍为主力PDH产品开始规模使用实用化产品出现高锟提出光传输理论196680年代94年99年90年代初98年1976Metro城域网兴起、OADM、OXC、ION将会逐渐使用2002年以后PDH：准同步数字传输系统；SDH：同步数字传输系统；DWDM：密集波分复用系统；OADM：光分插复用系统；OXC：光交叉连接系统；ION：智能光网络光传送网络的发展Feb-23南京大学金陵学院108PDH和SDH系统

准同步数字体系（PlesiochronousDigitalHierarchy，PDH）体系有两大不同的系列:欧洲系列以2

048kbit/s为基础群，北美系列以1

544kbit/s为基础群，由此往上复接的高次群速率等级也各不相同，而且美国和日本的系列还有差异。历史上形成的这种互不兼容的状况不利于电信网的发展。

SDH（SynchronousDigitalHierarchy）体系,是基于美国SONET网发展的,实现了有利于世界电信网发展的国际统一标准。这个标准既要能兼容已有的两大系列又能成为当今传送网的基础。Feb-23南京大学金陵学院109PDH复用结构PDH是将每路模拟的语音信号进行抽样、量化、编码，变为一路64kbit/s的数字信号。为了提高线路利用率和传输容量，又采用时分复用技术，将多路64kbit/s数字信号以字节为单位进行间插复接。Feb-23南京大学金陵学院110

欧洲和北美两大制式：在欧洲将30个独立的64kbit/s语音信道与两个信息控制信道一起形成一个有32个时隙的信号结构，其传输速率为2.048Mbit/s；在北美以及日本，则将24个64kbit/s信道的信号间插复用在一起，形成一个1.544Mbit/s的信息流。为进一步提高传输容量，可将若干个2

048kbit/s（或1

544kbit/s）的信息流复接成更高速率的信息流。例如，欧洲将4个2

048kbit/s信息流复接成一路8448kbit/s的信息流（E2），4个8448kbit/s信息流复接为一路34368kbit/s的信息流（E3），4个34368kbit/s的信息流复接为139264kbit/s的信息流（E4）。Feb-23南京大学金陵学院111

图5.1所示为ITU-T建议的30/32帧结构。基群每帧125ms，32个时隙，采用字节间插复用，16帧组成一个复帧，TS1～TS31用于传信息（传送的信息统称为净荷），TS0传帧同步字及CRC校验码等用于运行、维护、管理的比特。Feb-23南京大学金陵学院112图5.1ITU-T的30/32帧结构Feb-23南京大学金陵学院113如何理解“准同步”在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。速率不同的低次群分路信号若直接复用成高次群信号会在高次群信号中产生码元的重叠错位，使接收端无法正常分接、恢复低次群分路信号。因此，速率不同的低次群分路信号不能直接复用，要在复用之前对各分路信号速率进行统一的调整，使各分路信号速率达到同步。调整方法通常采用正码速调整法，即在各分路信号中插入一些脉冲，通过控制插入脉冲的多少来调整各分路信号的速率。Feb-23南京大学金陵学院114电接口STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为155.520Mb/s。STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，64，256)。光接口仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的标准扰码。接口方面SDH的特点Feb-23南京大学金陵学院115复用方式——同步复用和灵活的映射结构低阶SDH→高阶SDH。例如：STM-1→STM-4。采用字节间插复用方式，4xSTM-1→STM-4。SDH的特点B1B2B3C1C2C3A1A2A3C2A2D2B1C1D1B2A3A1D1D2D3D3B3C3Feb-23南京大学金陵学院116SDH的工作方式Feb-23南京大学金陵学院117帧结构“帧”=画面N为”STM-N”中的NSTM-1（N

=

1）是SDH最基本的结构，每帧周期125us，传19

440比（9×270×8），传输速率19

440×8

000bit/s

=

155

520kbit/s。Feb-23南京大学金陵学院118低阶SDH→高阶SDH：同步字节间插复用方式，4合一，如4个STM-1可复用为一个4个STM-4PDH信号→STM-N：同步复用和灵活的映射140M→STM-N34M→STM-N2M→STM-N复用是依复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但通常一个国家或地区仅使用一种。（与PDH的不同点）复用步骤(复用方式、复用结构)复用步骤Feb-23南京大学金陵学院119中国的SDH基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3×N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位复用AUG-N×1×3×7×3×1Feb-23南京大学金陵学院120硬件功能结构话路系统数字程控系统硬件功能结构数字交换网络信令设备处理机存储器I/O接口模拟终端数字终端

数字中继线

模拟中继线用户集中级

用户电路控制系统

用户线(Feb-23南京大学金陵学院121提纲基本概念基本交换单元多级交换网络结构话务基础知识Feb-23南京大学金陵学院122§1.基本概念交换网络（含交换单元）中传送信号的形式：同步时分复用信号—电路交换统计时分复用信号—分组交换、ATM交换同步时分交换网络通常被称为数字交换网络（DSN:DigitalSwitchingNetwork）。属于电路交换的互连技术。功能：完成任意出线和任意入线间的交换连接。（用户线-用户线，用户线-中继线，中继线-中继线，用户-信号音，交换机中各模块之间的数字信号）Feb-23南京大学金陵学院123STD与ATD用户ABCDabcdttttt④③②①acbabbcacd统计时分复用ATD依靠每个分组中所含有的标记来区分各个连接，又称标记复用Feb-23南京大学金陵学院124TRUNKm-TRUNKn->空分交换TSi-TSj->时分交换Feb-23南京大学金陵学院125提纲基本概念基本交换单元多级交换网络结构话务基础知识Feb-23南京大学金陵学院126§2.基本交换单元同步时分交换网络由基本交换单元构成。基本交换单元：

.时间交换单元（T单元）

.空间交换单元（S单元）

.时/空结合交换单元（T/S单元）Feb-23南京大学金陵学院1271.时间交换单元功能：实现一对复用线上的时隙交换基本结构话音存储器（SM）：存放8比特的语音编码，容量取决于复用线上的时隙数。控制存储器（CM）：存放时隙号，容量等于话音存储器的容量。控制方式输出控制：SM顺序写入、控制读出；CM控制写入、顺序读出。输入控制：SM控制写入、顺序读出；CM控制写入、顺序读出。

Feb-23南京大学金陵学院128输出控制：（SM顺序写入、控制读出；CM控制写入、顺序读出）

Feb-23南京大学金陵学院129T接线器(时分交换单元)SM:话音存储器0A1B2C3D4ECM:控制存储器01234TS43210EDCBATS43210AC计数器时钟脉冲(周期：TS)输出控制方式顺序写入A1CPU控制写入20顺序读出3读出内容4Feb-23南京大学金陵学院130T接线器(时分交换单元)SM:话音存储器01234CM:控制存储器01234TS43210EDCBATS43210A计数器时钟脉冲(周期：TS)输入控制方式控制写入A3CPU控制写入12顺序读出24顺序读出Feb-23南京大学金陵学院1312.空间交换单元功能：实现对传送同步时分复用信号在不同复用线之间的空间交换，不改变其时隙位置基本结构：交叉点矩阵：控制话音信息是否通过。一般由高速门电路构成的数据选择器组成。控制存储器（CM）：存储器的数量等于出／入线数，每个控制存储所含有的单元数等于出入线的复用时隙数。控制方式：输出控制：按每条入线设置控制存储器。CM控制写入、顺序读出。输入控制：按每条出线设置控制存储器。CM控制写入、顺序读出。可以广播。

Feb-23南京大学金陵学院132输出控制

采用输出控制方式时，按每条入线设置控制存储器，如图2.1.3所示。作为示例，如果入线1要与出线2在