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第三章 电话网技术参考教材第三章提纲电话网概述交换的基本概念交换技术的发展简史电话网电路交换的基本原理数字程控交换机支撑网交换的基本概念点对点通信: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)一年内城市中到处是穿过房屋树木的混乱的电话线……交换的基本概念(续一)根据IEEE(电子和电气工程师协会)的定义,交换机的作用是在任意选定的两条用户线之间建立和(而后)释放一条通信链路。“交换”(switching):对信息的传递进行开关控制,将一条电话线转接到另一条电话线,使它们连通起来。“交换技术”:交换机和交换网络的信息控制、处理和互连技术,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。有阻塞现象交换的基本概念(续二)交换的基本概念(续三)交换节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。引入交换节点后使得n个用户的用户线数量从n(n-1)/2变为了n。交换的基本概念(续四)用户线(SubscriberLine)中继线(Trunk)交换节点的接续类型:本局接续出局接续入局接续转接接续交换节点的控制功能转发和处理呼叫控制信号、地址信号建立和拆除连接提纲电话网概述交换的基本概念交换技术的发展简史电话网电路交换的基本原理数字程控交换机支撑网交换技术的发展简史自从一百多年前贝尔(1847—1922)电话发明以来,开创了通信的新领域-电话通信,主要经历了三个阶段:第一阶段是人工交换阶段第二阶段是机电式自动交换阶段

第三阶段是电子式自动交换阶段宽带交换技术磁石电话交换机–人工交换机机电式自动交换阶段自动交换机是靠使用者发送号码(被叫使用者的地址编号)进行自动选线的。世界上第一部自动交换机:1898年由美国人A.B.史端乔(AlmonB.Strowger)发明的,是一台步进式(steppingswitch)IPM电话交换机;步进式交换机是靠用户的拨号脉冲控制选择器完成先上升、后旋转的动作;存在元件磨损大,寿命低,速度慢等缺点;

1926年,瑞典研制出:第一台纵横制电话交换机(CrossbarTelephoneSwitchingSystem);采用了机械动作轻微的纵横接线器并采用了间接控制技术,使它克服了步进式交换机的许多缺点;第一部自动交换机-StrowgerSwitch

电子式自动交换阶段

1960年,美国贝尔系统试用程序控制(以下简称程控)交换机(StoredProgramControlledSwitching)成功,1965年5月世界第一部程控电话交换机开始运作。-模拟程控交换机程控交换机的控制中心使用:专门的电子计算机,人们根据需要把预先编制好的程序存入计算机后即可自动完成交换;1970年法国拉尼翁开通了数字程控交换机;

我校S1240交换机机房

电话交换与数据交换电话交换技术和电话交换机的发展使得人们之间的信息交流变得非常方便。话音交流只是信息交流的一种方式。计算机的使用日益普及,人们迫切需要通过计算机通信,来共享计算机的计算能力和计算机中存储的信息,出现了交换技术的另一个重要分支——数据交换。(1)通信对象不同(2)信息的业务量特征不同(3)通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同(4)传输可靠性要求不同提纲电话网概述交换的基本概念交换技术的发展简史电话网电话网的等级结构路由及路由设置原则电话网的编号方案电路交换的基本原理数字程控交换机支撑网电话网公用电话交换网(PSTN)是我国发展最早的电信网,主要为用户提供电话业务。电话网采用电路交换方式,由发送和接收电话信号的用户终端设备(如电话机)、引进电路交换的交换设备(电话交换机)、连接用户终端和交换设备的线路(用户线)和交换设备之间的链路(中继线)组成。2023/2/318我国电话网等级结构-初期C1C2C3C4C5长途网本地网国际局国际局Tm我国电话网等级结构-初期我国的电话网早期为五级结构,长途网为4级。从高至低依次为一级交换中心(C1局)、二级交换中心(C2局)、三级交换中心(C3局)、四级交换中心(C4局)和端局(C5局)。其中,由端局组成的本地电话网,可以设立本地汇接局(Tm局),以汇集或疏通本地话务。在拓扑结构上,C1局之间以网状网结构相连接,C1局与国际关口局,则又以星型结构连接。下级交换中心以星型网连接到上级交换中心,除了C1和C5局外,电话网的主体是一个逐级汇接的多级星型网大中城市本地网的C5局,一般以网状网结构形式连接,在必要时设立汇接局。五级结构主要的问题:转接次数多,造成接续时延长可靠性差,2023/2/320电话网的网路等级结构图目前我国电话网的结构中国电话网结构演进全国设若干个一级长途交换区,每个长途交换区设一级长途交换中心DC1;每个一级长途交换区划分为一个或若干个二级长途交换区,每个二级长途交换区设二级长途交换中心DC2;每个二级长途交换区划分为一个或几个本地网,本地网可以设置汇接局和端局两个等级的交换中心,也可只设置一个等级的交换中心。2023/2/323电话网的网路等级结构我国对外设北京、上海和广州三个国际出入口局。对外设乌鲁木齐地区性国际出入口局。长途网设DC1、DC2两级。DC1为省级交换中心,转接所在省的省际长途来去话务,以及所在本地网的长途终端话务。DC1之间是网状网。DC2为各地市本地网长途端局,疏通所在本地网的长途终端话务,汇接各地区DC2的长途业务。如话务量大,两省DC2之间可直连。2023/2/324电话网的网路等级结构本地网区域一般按地市行政区划分,设汇接局和端局两个等级的交换中心。汇接局主要汇接本地网端局之间的话务,也可汇接本地网端局与长话局之间的长途话务。端局用来疏通本局用户的终端话务。按“大容量,少局所”的方式进行。2023/2/325长途网的结构DC1DC2DC1DC1DC1DC2DC2DC2DC2DC2DC2省际平面B省A省省内平面基干路由低呼损直达路由高效直达路由长途电话网一.国内长途电话网的组织(一)长途交换中心的等级划分及其职能(二级网)根据各长途交换中心在网路中的地位和所汇接的话务类型不同,长途电话二级网将国内长途中心分为二个等级,其中汇接全省转接(含终端)长途话务的交换中心为省级交换中心用DC1表示,汇接本地网长途终端话务的交换中心用DC2表示。DC1之间以基干路由相连;地(市)本地网的DC2与本省所属的DC1均以基干路由相连,与本省其他的DC2之间网状或不完全网状相连,同时辅以一定数量的跨区高效路由与非本省的交换中心相连。DC1的职能:主要是汇接所在省的省际长途来去话务,以及所在本地网的长途终端话务。不同省的DC1之间设置的路由均为基干路由,当在省级交换中心的DC1之间采用“固定无级”的选路方式后,各省的DC1还可作为其他省的DC1之间设置安全迂回路由的转接点,疏通少量的非本汇接区的转接话务。DC2的职能:主要是汇接所在本地网的长途终端话务。当在同一省内的DC2之间采用“固定无级”的选路方式后,DC2还可作为省内其他DC2之间设置安全迂回路由的转接点,疏通少量的省内转接话务。本地电话网(b)是本地电话网的结构图,DTm为本地网中的汇接局,DL为本地网中的端局,PABX为专用自动用户交换局.在本地网中,DTm是DL的上级局,是本地网中的第一级交换中心;DL是本地网中的第二级交换中心,仅有本局交换功能和终端来、去话功能。根据组网需要,DL以下还可接远端用户模块、PABX、接入网(AN)等用户接入装置。2023/2/330路由概念路由定义路由是网路中任意两个交换中心之间建立的一个呼叫连接或传递信息的途径。可由一个电路群组成,也可由多个电路群经交换机串接而成。电路上的呼损指标低呼损电路群呼损≤1%高效电路群2023/2/331路由分类基干路由低呼损路由不允许溢出直达路由低呼损直达路由由任意两个等级的交换中心之间的低呼损电路群组成的直达路由不允许溢出高效直达路由由任意两个等级的交换中心之间的高效电路群组成的直达路由允许溢出最终路由任意两个交换中心之间可以选择的最后一种路由。2023/2/332路由设置原则减少话务转接级数。DC1之间;DC1与其所辖的DC2之间;DC1或DC2与所辖的直接下级中心之间设基干路由。任意两个交换中心之间,均可建低呼损或高效直达路由。端局与所从属的汇接局之间设基干路由。汇接局之间有汇接话务时,设低呼损直达路由。路由的组织(1)基本原则:路由组织应以保证通信质量、经济合理为基本原则,充分利用高效直达电路,尽量减少转接次数,使网络中低等级交换中心之间的话务量尽可能在低等级网络中疏通。路由选择规则所选路由局向≤3按“自远而近”的顺序选择。先直达,后迂回。发话区路由选择方向自上而下,受话区自下而上。跨区路由,级差原则上不超过一级;跨级路由,级差原则上不超过两级。同一汇接区内的话务量应在本汇接区内疏通。遇到低呼损路由时,不再溢出,选路中止。三级交换中心二级交换中心初级交换中心终端局A654321B直达路由基干路由路由选择规则例电话网的编号方案(1)本地网电话用户的编号本地电话网号码由本地端局的局号和用户号码两部分组成。具体形式为:

PQR(S)+ABCD

局号+局内用户号其中P≠0,1,9

总位长为7位或者8位,局号一般由前3位(或4位)数组成,局内用户号由后4位数组成。国内长途电话网的编号

我国国内长途电话号码由长途冠号,长途区号和本地网内号码三部分组成,具体形式为: 0+XY(Z)+PQR(S)ABCD

国内长途字冠+国内长途区号+本地电话号码我国国内长途字冠为0,国内长途区号采用不等位制编号,区位号长度分别为2位或者3位,具体形式:编号为“10”,北京。编号为“2Y”,均为我国特大城市本地长途区号,比如21是上海的长途区号:25:南京等。编号为“XYZ”,其他城市的区号为3位。国际长途电话的编号ITU-T建议的国际电话编号方案规定,国际长途全自动号码=国际长话字冠“00”+国际区号+长途区号+本地号码。国际长途字冠是呼叫国际电话的标志,由国内长话局识别后把呼叫接入国际电话网。国际长途冠号由各国自行规定,例如我国规定为“00”,而英国规定为“010”。国家号码由1-3位号组成,第一位数是国际编号区号码。国家号码的位数分配视各国地域大小和电话用户数目的多少来定。北美的美国、加拿大和墨西哥是统一的电话网,编号为“1”。中国的国家码为“86”。电话编号计划电话编号计划国内长途区号编排10北京2X其它大区中心及部分大城市3~9XX其它10北京、20广州、21上海、22天津、23重庆、24沈阳、25南京、27武汉、28成都、29西安

长途区号首位一般有如下规律东北:4华北:3中南:7西南:8西北:9华东:5,6该编号计划的主要内容还有:该编号计划的主要内容还有:提纲电话网概述电路交换的基本原理数字交换概念数字交换网络时分交换空分交换数字程控交换机支撑网数字交换概念数字交换设备应该具有以下交换功能:(1)在同一条PCM复用总线的不同时隙之间进行交换;(2)在不同PCM复用总线的同一时隙之间进行交换;(3)在不同PCM复用总线的不同时隙之间进行交换。Feb-2344数字交换网络交换网络中传送信号的形式: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交换电路交换功能: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)TRUNKm-TRUNKn->空分交换TSi-TSj->时分交换时隙交换与空分交换的基本概念

时隙交换的概念

时隙交换ABCBACts23ts6ts4ts17ts13ts2空分交换出现任一输入线与任一输出线之间的交换,这就是复用线之间的交换概念,而各复用线在空间是分割开的,因而常称为空分交换。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,T接线器)空间交换单元(S单元,S接线器)时/空结合交换单元(T/S单元)1.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。

输出控制:(SM顺序写入、CM控制读出)

515151a

TSiaia时隙计数器写入读出ij处理机控制时隙计数器读出写入

TSj语音存储器SM控制存储器CMi输入控制:(CM控制写入、SM顺序读出)a

TSia时隙计数器写入读出

TSj语音存储器SMji处理机控制时隙计数器读出写入控制存储器CMaj2.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。控制存储器: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(有不同的说法)输出控制:按每条出线设置控制存储器。CM控制写入、顺序读出。输入控制:按每条入线设置控制存储器。CM控制写入、顺序读出。可以广播。输入控制Feb-235454处理机控制写入271234时隙计数器读出

控制存储器CM12341234TS7由电子交叉矩阵(多路选择器做开关)和控制存储器组成,交换同步时分复用信号按每条入线设置控制存储器输出控制55处理机控制写入174321时隙计数器读出

控制存储器CM12341234TS7TS7由电子交叉矩阵(多路选择器做开关)和控制存储器组成,交换同步时分复用信号

输出控制方式按每条出线设置控制存储器T接线器T接线器S接线器TS2aa2aITS70511aTS511aTS511bTS511bITS263b312bTS2b511提纲电话网概述电路交换的基本原理数字程控交换机概述硬件系统软件系统呼叫接续处理的控制原理支撑网数字程控交换机概述硬件结构软件系统处理机控制结构呼叫接续处理的控制原理数字程控交换机概述交换机的基本功能是实现任意入线与任意出线之间的互连,即实现任意两个用户之间的信息交换。为此,交换机的基本组成应包括接口、交换网络和控制系统三个部分。数字交换系统具体以下特点:

①具有非常灵活的中继组网方式②能够提供多种无线接入方式③可以提供2B+D、30B+D、V5接口和分组处理接口(PHI,PacketHandingInterface),④为智能网提供了统一的交换平台,可作为业务交换点(SSP)或业务控制点(SCP)配合组成智能网,提供各种智能业务。⑤具有一体化的网络管理平台,可以接入电信管理网(TMN,TelecommunicationManagementNetwork)系统

话路系统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(数字程控系统硬件功能结构1.话路子系统用户电路用户集中级数字终端模拟终端信令设备交换网络接口用户电路PCM测试开关振铃开关过压保户馈电监视混合电路编码解码TROBSHC模拟用户和交换机的接口,它为用户提供用户终端电路,用户线接入电路,完成BORSCHT功能。用户电路Batteryfeed--馈电Overvoltageprotection:过压保护Ringing:振铃Supervision监视CODEC:单路编译码器和滤波器,实质:模数变换Hybrid:混合电路:它把来话和去话话音分开,实质:2/4线转换器,Test:测试:通过继电器的动作,可将用户线的外线和内线接到用户测试设备。数字交换网络 提供连接和数字语音信号的交换功能。各种中继接口 这是数字电话交换系统为与其他交换系统联网而设置的接口设备,分为模拟中继接口(C接口)和数字中继接口(A接口和B接口)两种类型。信令部件2.控制系统控制系统对话路系统施加控制以便完成通话接续。一般交换机厂家的控制系统可以分为三级用户处理级呼叫处理级测试维护处理级3.其他设备(1)外围设备(2)测试设备(3)时钟(4)录音通知设备(5)监视告警设备软件系统2023/2/371软件功能结构系统程序-操作系统呼叫处理维护管理数据库程序数据2023/2/372系统程序-操作系统(实时操作系统)任务调度(处理机资源管理)存储器管理通信控制存储器管理时间管理系统安全和恢复2023/2/373呼叫处理功能:控制呼叫的建立和释放用户扫描:获悉用户的动作(摘机、挂机)信令扫描:接受信令(拨号收集、中继扫描)数字分析:根据所收到的号码(通常是前几位)判定接续去向路由选择:确定对应呼叫去向的中继线群,并选择空闲中继线通路选择:在数字分析和路由选择后执行,任务是在交换网络指定的入端和出端之间选择一条空闲的通路输出驱动:驱动硬件2023/2/374维护管理

数据管理:局用数据,用户数据,交换系统数据

动态数据、半固定数据,DMBS交换机数据在数字程控交换机中,可以用数据来描述关于交换机的所有信息;如交换机的硬件配置,运行环境,编号方案,用户当前状态,资源的占用情况和接续路由地址等等,数据有以下类型:交换局的局用数据用户数据交换系统数据根据信息存储的时间特性,数据又可被分为半永久数据和暂时性数据两类。

用户:

主叫摘机→拨被叫号码→被叫应答→开始通话→话毕挂机交换机:

呼出接续→接收拨号→号码分析→为被叫用户选择连接通路→向被叫振铃→应答监视→话终释放呼叫处理过程呼叫处理过程设用户A和用户B位于同一个交换机内,且两个用户均处于空闲状态。在某个时刻,用户A要发起与用户B的一个呼叫,即主叫为A、被叫为B,则交换机对这个本局呼叫的基本处理过程如下表所示: 通过上面对一个本局呼叫的基本呼叫过程的描述,我们不难发现整个呼叫处理过程就是处理机在某个状态,监视、识别外部来的各种输入信号(例如用户摘挂机、拨号等),然后进行分析,执行任务和输出信号(例如振铃、送各种信号音等),进入另外一个状态,再进行监视、识别输入信号、再分析、执行、输出信号……的过程。呼叫处理过程

从上图可知,一个呼叫处理的过程可以分为几个阶段,每个阶段对应一个稳定的状态,在每个稳定状态下,只有当交换机检测到输入信号时,才进行分析处理和任务执行,任务执行的结果往往要产生一些输出信号,然后跃迁到另一个稳定的状态,如此反复。

呼叫处理过程提纲电话网概述电路交换的基本原理数字程控交换机支撑网信令网数字同步网电信管理网1、信令网的概念与信令的分类为了使通信网中的各种设备协调动作以完成通信的目的,各设备之间必须相互交流各设备状态的监视和控制“信息”,以说明各自的运行情况,提出对相关设备的接续要求,从而使各设备之间协调运行。在交换设备之间相互交换的“信息”必须遵守一定的协议和规约,这些协议和规约称为信令。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A信令的基本类型按信令的作用区域划分(1)用户线信令 这是在用户话机与交换机之间的用户线上传送的信令。(2)局间信令是在交换机与交换机之间的局间中继线上传送的信令。用户信令:用户信令是在用户与交换结点之间传送的信令——位于UNI。监视信令:反映用户状态的信令占用、应答、释放、拍叉地址信令:主叫用户发送的被叫号码,作为交换结点选路的依据。

局间信令:局间信令是电信网中各个交换结点之间传送的信令——位于NNI随路信令:信令和话音在同一通路上。共路信令:信令和用户信息分离,信令在专用的信令数据链路上传送。usertrafficsignallingtrafficCommonChannelSignallinguser&signallingtrafficChannelAssociatedSignalling(1)监视信令监视信令的功能是反应用户线或中继线的状态变化。(2)选择信令选择信令是由主叫用户发出的被叫用户号码,即被叫的地址信息,所以选择信令又称地址信令。(3)音信令交换机通过用户线发给用户的各种可闻信令,包括拨号音、忙音、振铃信号、回铃音、催挂音等。(4)维护管理信令仅在局间中继线上传送,在通信网的运行中起着维护和管理作用。按信令的功能划分(1)随路信令 随路信令是使用语音信道传送各种信令。(2)共路信令共路信令方式将信令和语音分开,并将成百上千条话路的信令放在一条专用的高速数据链路上传送,所以这是一种公共信道信令方式。共路信令方式具有许多优点:信令传送速度快;信令容量大、可靠性高;具有改变和增加信令的灵活性;信令设备成本低;在通话的同时可以处理信令;可提供多种新业务等。按信令传输方式划分

2No.7信令的概述与基本功能结构‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍在1976年至1980年的研究期内,ITU-T/CCITT提出了有关电话网和电路交换数据网应用No.7信令的建议(1980年黄皮书)。我国于1984年制定了第一个No.7信令技术规范,经过几年的实践和修改后,于1990年经原邮电部批准发布执行《中国国内电话网No.7信号方式技术规范》No.7信令系统的功能结构

由于No.7信令系统属于局间计算机的数据通信系统,而计算机之间的数据通信系统是采用开放系统互连(OSI)参考模型描述的,所以No.7系统功能结构描述也参照OSI参考模型,采用分层模型的格式。七号信令的概述

在交换机间的话音通道和信令通道完全分离(共路信令),从而分成两个分开的通信网。传送NO.7信令的交换设备和传输通道构成了NO.7信令网。信令网叠加在电路交换网之上,传送着控制电路交换网的信息。七号信令方式采用分组交换原理,将交换机之间的信令表示成消息的形式,把每一个信令消息都作为一个分组(消息信号单元)在信令点之间传送。七号信令的最大特点:分层的功能结构、消息通信No.7信令系统的规程结构—OSI参考模式MTP-1MTP-2MTP-3SCCPTCAPOMAPMAPISUPTUPOSI-1OSI-2OSI-3OSI-4~6OSI-7INAPINAP:智能网应用部分MAP:移动通信应用部分OMAP:操作维护应用部分TCAP:事务能力应用部分SCCP:信令连接控制部分TUP:电话用户部分ISUP:ISDN用户部分MTP2:消息传递部分2MTP1:消息传递部分1MTP3:消息传递部分3(1)第一级—信令数据链路功能级(MTP1)信令数据链路功能级相当于OSI的物理层,这一级定义信令数据链路的物理、电气和功能特性,确定与数据链路的连接方法。(2)第二级—信令链路功能级(MTP2)信令链路功能级相当于OSI的数据链路层。信令传送要求的可靠性高达10-10,只靠第一级无法保证这一指标的实现,所以在第二级增加了差错检测和校正等控制功能。(3)MTP3-信令网功能级(第三级)相当于7层结构中的网络层,具体功能:信令消息处理功能消息识别消息分配消息选路信令网管理功能信令业务管理信令链路管理信令路由管理;第一级至第三级通称为消息传递部分,它们的作用是确保消息无差错地由源端传送到目的地,它们只关心消息的传递,并不处理消息本身的内容。(4)第四级—用户部分(UP)第四级称为用户部分(UP),相当于7层结构中的应用层,具体定义各种业务的信令消息和信令过程。第四级由各种不同的用户部分组成,每个用户部分定义和某种电信业务有关的信令功能和过程。已定义的用户部分有:针对电话网基本电话业务的电话用户部分(TUP);针对电路交换数据业务的数据用户部分(DUP);针对综合业务数字网业务的ISDN用户部分(ISUP)。电话用户部分(TUP)No.7信令系统第四级最早规定的是电话用户部分(TUP)。TUP:规定控制电话呼叫建立和释放的功能和过程,即规定了局间传送的电话信令消息和信令过程。TUP的呼叫处理程序和随路信令方式相似,只是信令的内容比随路信令要丰富,信令信息的表现形式与传送方式也不同。TUP除了可以提供用户的基本业务外,还可提供一部分补充业务。NO.7信令系统的发展(1)在4级结构的基础上还增加了以下协议:信令连接控制部分(SignallingConnectionControlPart-SCCP):通过全局名翻译支持电路无关消息的端到端传送,同时还支持面向连接,即虚电路方式的消息传送服务。SCCP和原来的第三级相结合,提供了7层结构中较完备的网络层功能。事务处理能力应用部分(TransactionCapabilityApplicationPart-TCAP):对网络节点间的对话和操作请求进行管理,为应用业务信令过程提供基础服务。NO.7信令系统的发展(2)和具体业务有关的各种应用部分(AP):7号信令网的操作维护应用部分(OMAP)、智能网应用部分(INAP)移动应用部分(MAP)中间业务部分(IntermediateServicePart-ISP):相当于7层结构中的第4~6层。由于7号信令网是一个专用的通信子网,消息通信采用全双工方式,为了提高信令传送的实时性,尽可能减少不必要的开销,目前ISP协议并未定义,只是形式上保留,待以后需要时再扩充。N0.7信令的消息格式No.7信令网的组成结构No.7信令网是现代通信网的三大支撑网(数字同步网、No.7信令网、电信管理网)之一,是通信网向综合化、智能化发展的基础。七号信令网电信业务支撑网专门用于传送七号信令消息的专用数据网。信令网由信令点SP、信令转接点STP和信令链路Link组成。SPSPSTPSPSPSignallingPointSTPSignalTransferPointTransportnetworkSignalingnetwork(1)信令点(SP) 在信令网内,能提供共路信令消息的节点叫做信令点,发出信令消息的信令点是源信令点,接收信令消息的信令点是目的信令点。(2)信令链路 连接各个信令点、传送信令消息的物理链路。(3)信令转接点(STP) 某个信令点既不是信令消息的源点、也不是信令消息的目的地点,它的作用只是把一条信令链路收到的消息转发到另一条信令链路.几个术语信令工作方式 直连方式——相邻信令点之间的信令消息沿着一段直达的信令链路传送,且信令链路与话路群并行。 准直连方式——相邻信令点之间的信令消息通过两段或两段以上串接的信令链路传送,且路径和STP点必须是预先确定的。非直联方式(Non—associatedMode):属于某信令关系的消息沿着两条或两条以上串接的信令链路组传送,除了源信令点和目的地点外,信令消息还将经过一个或多个STP,这种方式称为非直联方式信令网的结构

无级信令网无级信令网是指未引入信令转接点的信令网。信令点之间采用直联方式工作,所有的信令点均处于同一等级级别。分级信令网分级信令网是使用信令转接点的信令网。分级信令网按等级划分又可划分为二级信令网和三级信令网,如下图所示。分级网的结构(a)二级信令网b)三级信令网我国信令网的结构我国信令网的结构(2)图中,SP为信令端点,LSTP称为低级STP,HSTP称为高级STP。第一级(HSTP)负责转接它所汇接的第二级LSTP和第三级SP的信令消息。HSTP应尽量是独立式信令转接点。第二级(LSTP)负责转接它所汇接的第三级SP的信令消息。LSTP可以是独立式STP,也可以是综合式STP。第三级(SP)是信令网中各种信令消息的源点或目的地点提纲电话网概述电路交换的基本原理数字程控交换机支撑网信令网数字同步网电信管理网数字同步网的基本概念一、同步的概念同步是指两个或两个以上信号之间在频率或相位上保持的某种特定关系,也就是说两个或两个以上信号在相对应的有效瞬间其相位差或频率差在约定的容许范围内。数字同步网是提供定时基准的公用支撑网。网同步:网络中各个单元使用同一个基准时钟速率,实现网元时钟间的同步。网同步的基本方法主从方式:是以主基准时钟的频率控制从钟的信号频率,也就是数字网中的同步节点和数字设备的时钟都受控于主基准时钟的同步信息,将高稳定度的主时钟传送到网内的各个站去,此信息从一个时钟按规定顺序传至另一个时钟;准同步方式(独立时钟方式)

互同步方式:这种方式在网中不设主时钟,由网内各交换节点的时钟相互控制,每个时钟接受其他节点时钟送来的定时信号外部基准频率同步方式:网内不设主钟,而由外部的标准频率对交换局的时钟进行控制的同步方式,2023/2/3111准同步各节点都有独立时钟,且互不控制。优点网络结构灵活,简单易实现。它特别适合于国际交换节点之间同步使用。缺点代价高,存在滑动。2023/2/3112主从同步网内某主节点设高精度时钟,并通过传输链路送到网中各从节点。主从同步网的构成主时钟节点从时钟节点传送基准时钟的链路连接方式直接主从同步等级主从同步

主从同步网两种连接方式示意图2023/2/3114等级主从同步优点正常情况下能保持全网时钟同步,不产生滑动。费用低。从节点控制过程简单,特别适用于星型或树型网。缺点设备份设备。网络规划设计复杂。系统采用单端控制,任何传输链路中的扰动都将导致定时基准的扰动。主从同步方式由于优点多,而缺点又均可采取措施加以克服,因此广泛应用于公用电信网中。2023/2/3115互同步(MutuallySynchronized)互同步是指数字网中没有特定的主节点和时钟基准,网中每一个节点的本地时钟通过锁相环路受所有接收到的外来数字链路定时信号的共同加权控制。因此节点的锁相环路是一个具有多个输入信号的环路。在互同步网中各节点时钟的相互作用下,如果选择得合适,网中所有节点时钟网络参数最后将达到一个稳定的系统频率,从而实现了全网的同步工作。2023/2/3116外基准同步指数字通信网中所有节点的时间基准依赖于该节点所能接收到的外来基准信号。通过将本地时钟信号锁定到外来时间基准信号的相位上,来达到全网定时信号的同步。这种时间基准信号的频率精度很高但是这种信号只有在外时间基准信号的覆盖区才能采用。同时,外时间基准信号还得采用专门的接收设备。目前常用的外时间基准信号是GPS(GlobePositioningSystem)系统。2023/2/3117网同步方法总结准同步方法适用于各种规模和结构的网络,实施容易,但时钟成本较高。主从同步实施容易,网络稳定性好,但由于对单时钟的依赖,所以可靠性较低。为提高可靠性,从节点时钟应有相当高的稳定度。互同步中的时钟精度要求低,但系统频率变化频繁。基准时钟及受控时钟

基准时钟是指为全国或同步区内提供的最高精度的时钟。它与世界协调时UTC高度一致,不受外界因素的干扰,独立地为同步网提供定时信号。

配备铯原子钟或铷原子钟的GPS(全球卫星定位系统)接收机所提供的定时信号,具有相当高的精度。GPS属美国军方所有,随时受他们的控制,并且只能使用加有干扰信号“选样性供给”的C/A码信号,所以在保证GPS信号是可用的前提下,,这种配备铯原子钟或铷原子钟的GPS接收机所提供的信号可视为时钟基准信号同步网中的常用时钟源

一、铯原子钟二、铯钟组(铯束频率标准系统)三、铷原子钟四、高稳晶体震荡器五、全球卫星定位系统GPS

2023/2/3120时钟源基准时钟源铯原子钟GPS(全球定位系统)接收设备受控时钟源铷钟晶体钟从钟

从钟的主要任务是从定时参考中恢复出时钟,并尽可能保持与源节点定时一致,这要求从钟有两种基本功能:(1)、它必须从参考信号中重新恢复定时,即使参考信号有损伤;(2)、当定时信号丢失时,它必须具有足够的定时保持能力。

2023/2/3122铯原子钟高准确度,高稳定度的频率发生器。利用铯原子的固有特征,根据能级跃迁的谐振特性,产生固定谐振频率。实用基准时钟系统由三套铯钟及相应配套设施组成。长期频率稳定度性能比较好,没有老化现象,但耗能高,结构复杂,制造工艺和技术都十分先进,铯束管的寿命为3~5年,届时需要更换。主要用于全国基准中心。2023/2/3123通信网基础铷原子钟铷钟一般作为从节点的时钟源,铷钟的基本工作原理与铯钟相似。性能不及铯钟,但具有体积小、重量较轻、预热时间短、短期频率稳定度高,价格便宜等优点。长期老化率为2×10−10/年。在同步网中普遍作为地区级参考频率标准。2023/2/3124通信网基础晶体钟在同步网中大量使用的是晶体振荡器,它利用晶体的谐振特性,产生振荡频率,再通过锁相环根据需要输出相应的频率。体积小、重量轻、耗电少,价格比较便宜,短期稳定性较好,但长期稳定度和老化率比原子钟差,其输出频率会随着温度变化而变化。一般在同步网中作为从钟被大量使用。

2023/2/3125全球定位系统GPSGPS是美国国防部组织建立并控制的卫星定位系统,它可以提供三维定位(经度、纬度和高度)、时间同步和频率同步,是一套覆盖全球的全方位导航系统。早期的GPS系统主要用于导航定位,主要为美国军方服务。20世纪90年代初,GPS开始在通信领域使用。2023/2/3126GPS系统组成GPS卫星系统地面控制系统用户设备2023/2/3127GPS系统的组成衡量同步网的主要技术指标在数字传输、复用和交换组成的数字通信网中,对所传送的数字信息会引入各种各样的数字损伤。为此,ITU-T建议使用误码、抖动、延时和帧失步等表示数字网中的传输损伤。对于网同步装置来说,所引入的传输损伤将包括抖动,滑动和延时。5.我国数字同步网的等级主从同步方式不同业务对滑动性能要求不同。我国采用“多基准时钟,分区等级主从同步”的组网方案。第一级是全国基准时钟(PRC),由铯原子钟组成,它是数字网中最高质量的时钟,是其他所有时钟的惟一基准。设置在北京,武汉。第二级时钟设置在除北京、武汉以外的其他29个省中心以上的城市,装备GPS接收设备以及有保持功能的高稳定时钟(受控铷钟或高稳定度晶体时钟),构成高精度区域基准钟(LPR)。(长途交换局采用此级的时钟)

第三级时钟是有保持功能的温度补偿高稳定度晶体时钟,其频率偏移率、保持能力可低于二级时钟,设置在汇接局,端局和LSTP。需要时设置大楼综合定时供给系统(BITS)。 第四级时钟是一般晶体时钟,当失去参考源后即进入自由运行状态,不传送定时基准,通过同步链路与第三级时钟同步,设置在远端模块、数字终端设备和数字用户交换设备。提纲电话网概述电路交换的基本原理数字程控交换机支撑网信令网数字同步网电信管理网1电信管理网(TMN)的概述TMN(TelecommunicationManagementNetwork)是收集、处理、传送和存储有关电信网维护、操作和管理信息的一种综合手段,为电信主管部门管理电信网起着支撑作用,即协助电信主管部门管好电信网。TMN是一个有组织的网络,可以提供一系列管理功能,并能使各种类型的操作系统之间通过标准接口进行通信联络,还能使操作系统与电信网各部分之间也通过标准接口进行通信联络。TMN的基本概念基本概念提供一个有组织的网络结构,以取得各种类型的操作系统之间,操作系统与电信设备之间的互连,它是采用商定的具有标准协议和信息的接口进行管理信息交换的体系结构。TMN是具有标准协议、接口和结构的管理网,实施对整个电信网的操作、管理和维护。TMN的基本概念的含义TMN是一组原则和为实现此原则定义的目标而制定的一系列的技术标准和规范。TMN

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