电信网络及其拓扑结构

电信网络及其拓扑结构第一部分1电信网络的概念与构成电信网是由传输、交换、终端设备和信令过程、协议以及相应的运行支撑系统组成的综合系统，从概念上可分为物理网、业务网和支撑管理网。电信网络的基本质量特征： 高传输质量、高接续质量、高稳定质量2电信网络的概念与构成用户A交换机交换机传输链路（用户线）用户C传输链路（中继线）用户B用户D（传输网）传输链路（用户线）传输链路（用户线）业务网：为疏通各种不同类型电信业务所形成的网络物理网支撑管理网3电信网构成物理网：由用户终端、交换系统、传输系统等电信设备组成的实体结构，是电信网的物质基础。

----用户终端：电信网最外围的设备

它将用户所发送的各种形式的信息转变为电磁信号送入电信网路传送，或将从电信网路中接收到的电磁信号、符号等转变为用户可识别的信息。

----交换系统：处于电信网路枢纽位置，是各种信息的集散中心，是实现信息交换的关键环节。它包括各种电话交换机、电报交换机、数据交换机、移动电话交换机、分组交换机、宽带异步转移模式（ATM）交换机等。4电信网构成

----传输系统：信息传递的通道。它将用户终端与交换系统之间或交换系统之间连接起来，形成网路。

传输系统按传输媒质不同，可分为有线传输系统和无线传输系统。有线传输系统包括金属线传输系统和光缆传输系统。无线传输系统可分为长波、中波、短波、超短波和微波通信系统，微波通信系统又可分为地面微波通信系统和卫星通信系统等。

传输系统按其传递信号方式不同，可划分为模拟传输系统和数字传输系统。模拟传输系统传输的信号为模拟信号，数字传输系统传输的信号为数字信号。

5

电信网构成

----电信网网路基本结构：直线网、树型网、环型网、星型网、网状网、格型网等。直线网星型网环型网网状网树型网格型网6电信网构成支撑管理网：是为保证业务网正常运行，增强网路功能，提高全网服务质量而形成的网路。在支撑管理网中传递的是相应的控制、监测及信令等信号。

支撑管理网包括信令网、同步网、管理网。

----信令网（七号信令网）：七号信令方式是一种国际性的、标准化的通用公共信道信号系统，七号信令网是接收、处理和传送信令信号的专用网络，通过对信令信号的识别和传递，产生控制信号以支撑业务网的运行。

----同步网：是产生传送基准定时信号的网络，它提供基准定时信号以支撑业务网和传送网的运行。

----管理网：是接收、处理和传送管理信息的专用网络。其功能是对电信网进行维护和管理。7

电信网构成业务网：指疏通电话、电报、传真、数据、图象等各类电信业务的网络。主要包括：电话网(PSTN)/IP网－－－长途（国家、省）、市话（本地）分组交换网（CHINAPAC）－－－国家骨干、省骨干、本地数字数据网（CHINADDN）－－－国家骨干、省骨干、本地计算机互联网（CHINANET/CHINAGBN/UNINET/CNCNET/CMNET） －－－国家骨干、省骨干、本地电子数据交换（EDI）网－－－国家骨干、省骨干、本地帧中继网（CHINAFRN）－－－国家骨干、省骨干、本地宽带多媒体－－－国家骨干、省骨干、本地移动电话网－－－国家骨干、省骨干、本地智能网 －－－－国家骨干、省骨干、本地传真存储转发网（CHINAFAX）－－国家骨干、省骨干、本地无线寻呼网－－－国家骨干、省骨干、本地综合业务数字网(ISDN)－－－国家骨干、省骨干、本地8

电信网构成随着电信网综合化、智能化的发展以及电信新业务不断增多，对电信网的构成在概念上提出了一些新的划分方法，如将电信网分为承载层、支撑层、业务层等。----承载层相当于物理网及其拓扑结构总体，承担电信网中沟通信息交流的承载部分；

----支撑层相当于支撑管理网，包括电信网的维护监控管理系统、网内信令与信息的处理系统和数字同步系统等；

----业务层近似于业务网，是电信网中面向电信用户业务的部分。

这种划分有利于电信网向智能化和综合业务数字化方向发展。

9

业务网----电话网交换方式：电路交换电话网分类（按服务地域分）：

----本地电话网

----长途电话网

----国际电话网我国电话网结构

我国电话网原来的网路等级为五级，为了简化网络结构，“九五”期间，我国电话网的等级结构由现有的五级演变为三级。10

业务网----电话网电话网路等级结构图长途网本地网A省B省本地网1本地网2本地网3本地网4DC1省际交换中心DC2省内交换中心本地网汇接局本地网端局至国际出入口局11

业务网----电话网

本地电话网

----服务范围：一个长途编号区的范围就是一个本地电话网的服务范围。

----网路结构：网状网（端局间网状连接）汇接网（由汇接局和端局组成）12

业务网----电话网本地电话网示意图本地电话网长途交换中心端局用户长途交换中心端局用户汇接局本地电话网（a）由若干个端局组成（b）由若干个端局和汇接局组成长市中继线

局间中继线用户线13

业务网----电话网长途电话网

承担疏通本地电话网以外相互间长途电话业务，其中一个或几个一级交换中心直接与国际出入口局连接，完成国际来去话业务的接续。

14业务网----数据通信网数据通信：计算机与计算机之间或计算机与终端之间的通信称为数据通信，通信中传送的是数据信号，因此，也可以说数据通信是传送数据业务的通信。数据信号：是计算机需要处理或计算机处理过的信号，这些信号是具有某种含义的数字信号（“1”、“0”数码）的组合。数据通信网：为提供数据通信业务而组成的通信网。

15业务网----数据通信网业务种类

在公用数据通信网中有三种形式的数据传输业务：

----电路交换数据传输业务：在数据终端设备间传送数据之前必须先建立电路交换连接。

该项业务可在电路交换公用数据网和综合业务数字网（ISDN）的电路交换部分提供。----分组交换数据传输业务：以带有寻址信息的形式进行数据传送。

该项业务可在分组交换网、帧中继网和综合业务数字网（ISDN）中的分组交换功能部分提供。

16业务网----数据通信网

----租用电路数据传输业务：提供公用网的一条或多条电路给用户进行数据传送。

该项业务可在数字数据网中提供。

*在公用电话网和用户电报网中也可提供数据传输业务，但不属于公用数据通信网的范畴，而是该网的增值业务。17业务网----数据通信网目前常见的向公众提供数据基础业务的通信网

----数字数据网(DDN)----分组交换网(PSPDN)----帧中继网(FrameRelay)----无线数据网(CDPD)

18业务网----数据通信网（DDN）数字数据网（DDN）：采用数字信道（如光缆、数字微波和卫星信道等）传输数据信号的数据传输网。为用户提供全数字、全透明、高质量的网络连接，传递各种数据业务。

----组成：数据用户终端用户线传输系统复用及交叉连接系统局间传输及同步时钟供给系统网路管理系统19业务网----数据通信网（DDN）数字数据网示意图骨干节点机接入节点机数据终端设备（DTU或Modem)骨干层

接入点层终端接入层至省DDN网接入节点层骨干层网络管理中心20业务网----数据通信网（DDN）

----优点：全数字透明传输、传输质量高、误码率极小、网路可靠性高；通信速率可根据需要在2.4Kbit/s至2.048Mbit/s之间任意选择；通信时延小、网络处理速度快。

----应用范围：适用于业务量大、实时性强的数据通信用户使用，如金融业、证券业、外资机构等各种固定用户的联网通信；为各种电信增值业务（各种专用网、无线寻呼系统等）用户提供中继或用户数据通道；为局域网间提供中继连接。

21业务网----数据通信网（PSPDN）分组交换网：以分组交换方式，并向用户提供数据传输业务的电信网。在网路内部是以分组的一种格式进行传输与交换，而在外部接口间可能是另外一种格式，必要时可以通过分组装拆设施来完成转换。

分组网22业务网----数据通信网（PSPDN）

----分组交换网组成：分组交换机、远程集中器、分组拆装设备、网路管理中心、传输设备。

分组交换网示意图分组拆装设备主机X.25终端DDN网DTUDDN网X.25终端DTUX.25终端PSTNModemModemModem至省分组网网络管理中心分组交换机远程集中器异步终端异步终端异步终端Modem分组拆装设备模拟专线23业务网----数据通信网（PSPDN）----特点：可实现多方通信，线路利用率高；可满足不同速率、不同类型终端的互通；信息传递安全、可靠；检错、纠错能力强；收费与距离无关，按信息量、使用时间收费端到端数据传送时延大

----适用于：银行、保险、证券、海关、税务、零售业等机构及需实现计算机联网的公司、企事业单位。24业务网----数据通信网（PSPDN）

----提供的业务：

基本业务

交换型虚电路（SVC）：可同时与不同用户进行通信

永久型虚电路（PVC）：可建立一个或多个用户间的固定连接。

可选业务

VPN（虚拟专网）、闭合用户群等。25业务网----数据通信网（F.R.)帧中继网（F.R.）----帧中继：以帧为单位，在网路上传输，并将流量控制等功能全部交由智能终端设备处理的一种新型高速网路接口技术。

----特点：按需分配带宽，网络资源利用率高，网路费用低；采用虚电路技术，适用于突发性业务的使用；不采用存储转发技术，时延小、传输速率高、数据吞吐量大；兼容X.25、TCP/IP等多种网络协议，可为各种网络提供快速、稳定的连接。

26业务网----数据通信网（F.R.)

----应用范围：局域网互连、局域网与广域网的连接、组建虚拟专用网、电子文件传输。

----帧中继网组成:

骨干节点机接入节点机网管系统传输链路27业务网----数据通信网(CDPD)无线数据网（CDPD）：以无线方式，向无线终端与中心主机或无线终端与无线终端之间提供数据传输的电信网。

----制式：CDPD

----频率：上行821--825MHz下行866--870MHz----空中信道速率：19.2Kb/s

----特点：数据安全；支持越区切换与漫游通信；网络开放性强，对TCP/IP协议透明，应用开发容易；可与X.25网、Cinanet网互连。28业务网----数据通信网(CDPD)

CDPD网示意图移动数据交换中心（1）移动数据交换中心（2）基站基站基站基站基站基站基站局间中继线报警系统网管系统29业务网----窄带综合业务数字网窄带综合业务数字网（N--ISDN）：提供用户间端对端的数字连接，能同时承担电话和多种非话业务的电信网。它是在电话综合数字网的基础上发展起来的，用户的数字终端可以通过标准的多用途用户网络接口接入N--ISDN。

----业务功能：因特网、视聆通的高速接入（64Kb/s--2Mb/s)；

数据专线的备份；视像业务（桌面会议电视、远程教育、数字电话、连锁店监控系统等）；国际ISDN30业务网----窄带综合业务数字网

ISDN网络连接示意图ISDN汇接局ISDN交换局ISDN交换局PSPDNPSTNInternet用户ISDN接口用户ISDN接口PABXPABX路由器路由器局域网（LAN）局域网（LAN）会议电视会议电视31业务网----智能网智能网：在原有通信网络基础上为快速提供新业务而设置的网络结构。其特点是将网络的交换功能与控制功能相分离把电话网中位于各个端局交换机中的网络智能集中到若干个新设的功能部件---智能网业务控制点的大型计算机上，而让原有交换机只完成基本接续功能。智能网提供的业务

----电话投票业务----记帐卡呼叫业务（300）

----被叫集中付费业务（800）----大众呼叫业务

----广域集中用户交换机业务----虚拟专用网业务（600）

----通用个人通信业务（700）32业务网----移动通信网移动通信：指通信的双方中至少有一方是在移动中进行信息交换。移动通信系统分类：

----公众蜂窝移动通信系统

----公用无绳电话系统

----公众无线寻呼系统

----集群调度移动通信系统

----无中心多信道选址移动通信系统33业务网----移动通信网公众蜂窝移动通信系统的组成

----移动台（MS）：设有收、发信机和天馈线等设备。

----基站（BS）：设有收、发信机和天馈线等设备，每个基站有一个可靠的通信服务范围（无线小区)。

----移动业务交换中心（MSC）：处理信息交换和整个系统的集中控制管理。

----中继线：MSC与PSTN以及MSC与BS之间相连接的传输线路。

----无线信道：BS与MS之间的传输信道（话音信道、控制信道）。34业务网----移动通信网

公众蜂窝移动通信系统组成示意图BSMSBSMSBSMSBSMSMSC1MSC2PSTN移动通信网公用通信网Internet

PSTN:公用电话网

MSC：移动交换中心BS：基站

MS：移动终端35业务网----移动通信网GPRS网络系统组成示意图36

业务网----因特网计算机网络的分类

按照网络覆盖的地区不同，计算机网可分成:

----局域网（LAN）：连接近距离的计算机组成的网，分布范围一般在几米到几公里之间。

----广域网（WAN）：连接远距离的计算机组成的网，分布范围可达几千公里乃至上万公里横跨洲际。因特网就是一个典型的广域网。

----城域网（MAN）：连接一个地区、一个城市或一个行业系统的计算机组成的网，其分布范围介于广域网和局域网之间，一般在十几公里到上百公里。

37业务网----因特网

局域网经分组网互连路由器局域网B局域网A路由器分组网ModemModem服务器服务器租用线租用线38

业务网----因特网因特网(Internet)定义：传统定义是“网络的网络”，即国际互连的意思，也就是一个跨越国际的计算机网络的网络。因特网(Internet)原理示意通信网LANLANLAN通信服务器局域网路由器路由器路由器39业务网----因特网中国公用计算机互连网(Chinanet):Chinanet是由原中国电信经营管理的中国公用Iternet

网，其核心层由北京、上海、广州三地的节点组成，并与国际Iternet

网相连。由于中国电信分拆，目前其也在分拆当中。

----用户接入方式：用户可通过电话网、分组网、数字数据网、帧中继网等接入。40业务网----因特网用户接入示意图DDNPSTNX.25F.R.CHINANETRouterRouterRouterIPHostIPHostIPHostIPHostIPHostIPHostIPHostIPHostIPHostModem41物理网－传输网传输网：是为各种电信业务网和各类应用信息系统提供高速、可靠的传输平台，是十分重要的基础网。

传输网在电信网中的位置接入网接入网CPNCPN

用户所在地网络交换机交换机传输网用户所在地网络42传输网

数字光纤传输网

----概述

为各种业务网和各类应用系统的数字信号（如：电话网的2Mb/s中继信号）提供透明传输通道。

高速数字信号传输。

传输媒介:光纤43传输网

光纤传输优点： 带宽宽，传输容量大。 保密性好 传输距离长节省有色金属

----数字光纤传输系统组成

复用/解复用单元

光发送/接收单元

光纤光缆44传输网

PDH（准同步数字系列）光纤传输系统简介

----概述

复用/解复用是数字信号传输的重要部分

复用：将低速信号按照一定的规则变成高速信号

解复用：将收到的高速信号恢复成原来的低速信号

PDH基群信号为2Mb/s信号45

传输网

ODF端局4DDF交换机端局2ODF端局1DDF交换机ODF传输转接点ODF交换机DDFDDFPDH星形网组网举例140Mb/s2Mb/s2Mb/s2Mb/s2Mb/s端局3ODF交换机DDF2Mb/s140Mb/s140Mb/s140Mb/s46

传输网----PDH传输网组网举例端局接入层汇接局长途局端局骨干层47

传输网----PDH传输网组网举例（续）网络结构：由骨干层和端局接入层组成两层结构骨干层节点即为汇接局和长途局所在位置，也称传输转接点端局接入层节点即为各端局所在位置骨干层各传输转接点间以多套140Mb/sPDH设备相连端局接入层各节点以两套140Mb/sPDH传输设备分别接到本区域内的两个传输转接点上由于大量电路要在传输转接点转接，因此需大量配线架，进行人工调度，不灵活，反应速度慢。48传输网SDH（同步数字系列）光同步传输网简介

----光同步传输网的产生：

随着电信网的发展和用户要求的提高，基于点对点传输的准同步（PDH）系统暴露出其固有的弱点（详见SDH与PDH的比较）。另一方面，现代电信网要求能迅速地、经济地为用户提供电路和业务，甚至最终希望能对电路带宽和业务提供在线实时控制。为了适应电信网的发展和满足用户的要求，产生了一种新的传输技术体制——光同步传输网。

49传输网

----光同步传输网的基本概念：

光同步传输网由一些SDH网络单元（NE）组成，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。

全世界有统一的网络节点接口、统一的标准光接口。有一套标准化的信息结构等级——同步传送模块STM1、STM4、STM16。SDH的基本网络单元有：同步光缆线路系统、同步复用器（SM）、分插复用器（ADM）、同步数字交叉连接设备（SDXC）等。50传输网

----SDH网拓扑结构

线型树型星型网孔型环型51传输网

SDH星形网举例STM--1终端复用器STM--1终端复用器STM--1终端复用器STM--1分插复用器支路信号支路信号支路信号支路信号枢纽点A端155Mb/s155Mb/s155Mb/s2Mb/s2Mb/s2Mb/s2Mb/sC端D端STM--1终端复用器支路信号2Mb/sB端52

传输网

汇接局长途局端局骨干层端局接入层网管中心SDH传输网组网示意图目标交换局A目标交换局B53传输网----SDH传输网组网举例

网络结构：由骨干层和端局接入层组成两层结构

骨干层中设置若干个DXC4/1交叉连接设备

骨干层各节点之间以2.5Gb/s系统通过DXC4/1组成逻辑上的网状网

端局接入层的节点间以环状、星状或线状接到本区的传输转接点的DXC4/1全网由一个网管中心管理54传输网光波分复用（WDM）的基本原理----光波分复用采用一种新的复用方式，使光纤通信的容量成几十倍的提高，目前32×2.5Gb/s的WDM已应用。----WDM的基本原理：光波分复用是将单模光纤的可用带宽（波长）划分成多个独立的波长，每个波长是一个信道，信道速率可从52Mb/s--20Gb/s。光波分复用技术就是采用波分复用器（合波器），在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。

根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同，从2个到132个不等，取决于所允许的光载波波长的间隔大小。55物理网－接入网接入网的概念

------传统的用户网是由交换端局到用户之间的铜线电缆组成的，以传送电话业务为主。交换机交接箱分线盒3~5Km500m~1Km10~300m接入网典型的电话用户接入网结构图馈线配线引入线这种用户网传输带宽较窄，不能支持各种类型的新业务，且占用较大的电缆管道空间。因此，引入了接入网的新概念。56接入网

-----接入网定义：国际电联（ITU—T）定义接入网（AN）为本地交换机与用户端设备（CPE）之间的实施系统。接入网可使用各种传输媒体（如金属对绞线、光纤、同轴电缆、无线系统等），可支持不同的接入类型和业务。交换机接入网用户终端设备接入网概念示意图57接入网

接入网在通信网中位置示意图接入网接入网CPNCPN

用户所在地网络用户所在地网络交换机交换机传输网58接入网接入网支持的业务

----话音类业务：程控电话新业务、磁卡电话业务等。

----数据类业务：DDN业务、分组交换业务等

----图像通信类业务：会议电视业务、可视电话业务等

----多媒体业务：居家办公、购物、VOD、远程医疗等59接入网

交换机BS交换机RBSONUV5.2无线接入方式示意图60接入网光纤接入网技术

----概念：光纤接入网采用光纤作为主要的传输媒体来取代传统的双绞线。交换局ONU用户设备双绞线光纤光网络单元

----应用形式

FTTH光纤到户

FTTB光纤到大楼

FTTC光纤到路边交换机OFOFOFOLTONUONUFTTHFTTBFTTCONU双绞线OLT光线路终端61接入网主干层（144芯）分配层引入层----光纤接入网结构举例（48芯）光交接点光节点目标交换机12芯12芯光线路终端铜缆用户终端62接入网

主干层（144芯）分配层引入层（48芯）光交接点光节点用户终端目标交换局A12芯12芯光纤接入网结构举例目标交换局B光交接点1光节点1传输转接点光线路终端至其它交换局点63接入网

...OFOFOFOFSDH环交换机ATMDDNONUONUADMADMADMONURBSRBSOLTV5.22Mb/sOFOFONUONUONUADSLOFSTM-1POTSDDN（ISDN）ISDN混合接入网示意图64下一代网络NGN是在传统的以电路交换为主的PSTN网络中逐渐迈出了向以分组交换为主的步伐的，它承载了原有PSTN网络的所有业务，同时把大量的数据传输卸载到IP网络中以减轻PSTN网络的重荷，又以IP技术的新特性增加和增强了许多新老业务。NGN是基于TDM的PSTN语音网络和基于IP的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。

65下一代网络开放性高效多用户多媒体资源共享低成本

66下一代网络网络服务层、控制层、媒体层和传输接入层

GSM/

CDMA传输交换网络控制网络业务IP/ATM/SDH/DWDMSGW网络数据库计费服务器网管服务器AAA服务器CSRCPSTNSS7CS:呼叫服务器RC：路由控制器SGW：信令网关GW：网关WGW：无线网关SOHO住宅用户大型企业媒体接入GWWGWGWGW67下一代网络现有电信网络向下一代网络的演进从网络接入层上的演进：宽带接入建设为用户提供宽带的且面向分组的接入，可以为用户提供更加高速的接入方式。从长途网络层面上的演进：利用集成的或独立的中继网关，旁路部分话音话务到IP网络上，利用SoftSwitch进行路由控制和业务的提供，我们称之为中继旁路的策略。利用这种方式可以减缓现在的电路交换网络的拥塞问题。从本地交换网络层面上的演进：市话局是需要