第二章认识电信网

第2章认识电信网本章内容：电信系统构成电信网络拓扑结构电信网的分层电信支撑网本章重点：电信系统构成电信网络拓扑结构类型及适用情况2.1电信系统构成打电话时声音信息传递的过程。通话是如何实现的？探讨

点对点通信话音数据Nx(N-1)/2用户数电缆数

5 1010 45100 49501000 50万当通话的电话用户越来越多时，会出现什么问题呢？用户数电缆数

5 510 10100 1001000 1000人工交换交换机用户间通过交换设备连接用户线交换设备引入交换的终端间的通信中继线用户线多个交换节点组成的通信网用户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)2.1.1系统组成模型电信系统的功能是把发信者的信息进行转换、处理、交换、传输，最后送给收信者。现有的电信系统都是基于交换设备的复杂系统，尽管各种电信系统其具体设备的构造和功能各不相同，可以抽象和概括为统一的模型表示，如图2-4所示。2.1.2电信系统的三大硬件设备电信系统由硬件和软件组成硬件：终端设备、传输设备、交换设备软件：包括网络的拓扑结构、网内信令、协议和接口以及网的技术体制和标准1.终端设备将话音、文字、数据和图像信息转变为电信号、电磁信号或光信号发送出去；将接收到的电信号、电磁信号或光信号复原为原来的话音、文字、数据或图像。

电话机、电报机、移动电话机、微型计算机，数据终端机、传真机、电视机。

2.传输设备将电信号、电磁信号或光信号从一个地点传送到另一个地点的设备。无线传输设备有短波、超短波、微波收发信机和传输系统以及卫星通信系统（包括卫星和地球站设备）等；有线传输设备有架空明线、同轴电缆、海底电缆、光缆等传输系统。3.交换设备实现终端与终端之间的接续和路由的设备，是通信网节点中的主要设备。交换设备包括电话交换机、电报交换机、数据交换机、移动电话交换机、ATM交换机、分组交换机等。交换设备以终端设备、交换设备为点，以传输设备为线，点、线相连就构成了一个通信网，即电信系统的硬件设备。电信系统只有这些硬件设备也是不能很好的完成信息的传递和交换，还需有系统的软件，类似于人的神经系统的功能。警示4.通信电源设备除了上述三大类硬件设备外，通信电源也是整个通信网络的关键基础设施，是通信网络上一个完整而又不可替代的独立专业。包括高频开关电源设备、蓄电池、整流设备、逆变电源设备、交/直流配电设备、交流稳压器、交流不间断电源等。整流器2.2.1电信网拓扑结构形式2.2.2我国电话网网络结构2.2电信网拓扑结构庞大的通信网络中，各种设备如何连接起来的呢？电话网和计算机网的结构形式会一样吗？探讨

所谓拓扑即网络的形状，网络节点和传输线路的集合排列，反映电信设备物理上的连接性，拓扑结构直接决定网络的性能、可靠性和经济性。电信网拓扑结构是描述交换设备间、交换设备与终端间邻接关系的连通图。网络拓扑结构形式主要有：网状网、星状网、复合网、总线网、环状网、蜂窝网等。2.2.1电信网拓扑结构形式1.网状网节点数：N链路数：N(N-1)/2优点：①信息传递快②灵活性大、可靠性高③交换费用低缺点：①建设和维护费用大②电路利用率低适用范围：节点数少、通信量大的网络网中任何两个节点之间都有直达链路相连接，在通信建立的过程中，不需任何形式的转接。2.星状网节点数：N链路数：N－1优点：①建设和维护费用少②电路利用率高③一次转接缺点：①可靠性低②交换成本高③相邻节点传输距离长适用范围：通信点分散、距离远、通信量不大的通信网络在地区中心设置一个中心通信点，地区内的其他通信点都与中心通信点有直达电路，而其他通信点之间的通信都经中心通信点转接。3.复合网复合网又称为辐射汇接网，是以星型网为基础，在通信量较大的地区间构成网状网。复合网吸取了网状网和星型网二者的优点，比较经济合理，且有一定的可靠性，是目前通信网的基本结构形式。

4.总线网主要适用于计算机局域网安装简单方便、成本低、某个站点不会影响整网总线的安全性低、监控困难5.环状网各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。环形网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点。节点数：N链路数：N适用范围：光纤通信网6.蜂窝网形状为正六边形，连在一起，像蜂窝形状。适用于各种移动通信网络2.2.2我国电话网网络结构我国电话网一般采用的是复合网的结构形式，并且把交换设备根据其所处位置的不同进行了等级划分，采用等级结构。所谓等级结构就是把全网的交换局划分成若干个等级，低等级的交换局与管辖它的高等级交换局相连，形成多级汇接辐射网即星状网；而最高等级的交换局间则直接互连，形成网状网。1、我国早期电话网等级结构一级交换中心为大区中心，也称省间中心，全国共有八个，分别是：北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都、西安；二级交换中心为省交换中心，设在省会城市或直辖市；三级交换中心为地区交换中心，设在地市级城市；四级交换中心为县长途交换中心，是长途终端局，目前已经取消。3个国际局：北京、上海、广州2、目前电话网三级结构长途网：一级长途交换中心DC1二级长途交换中心DC2本地网端局DL汇接局Tm国际出入口局：北京、上海、广州；省级出入口局设在DC1；地市出入口局设在DC2。二级长途网结构DC1为省级交换中心，设在各省会城市，由原C1、C2交换中心演变而来。DC2为地区中心，设在各地区城市，由原C3、C4交换中心演变而来。二级长途网中，形成了两个平面。DC1之间以网状网相互连接，形成高平面，或叫做省际平面。DC1与本省内各地市的DC2局以星状相连，本省内各地市的DC2局之间以网状或不完全网状相连，形成低平面，又叫做省内平面。本地网结构本地网一般是由汇接局Tm和端局DL构成的两级结构。汇接局为高一级，端局为低一级。支撑网电话网非IP数据网移动网IP网远程教育会议电视文件传送多媒体传送网通道层物理层业务网应用层2.3电信网的分层ITU-T提出了网络分层和分割的概念，即任意一个网络总可以从垂直方向分解为若干独立的网络层（即层网络），相邻层网络之间具有客户/服务者关系。每一层网络在水平方向又可以按照该层内部结构分割为若干部分。

传送网是支持业务网的传送手段和基础设施，由线路设施、传输设施等组成的为传送信息业务提供所需传送承载能力的通道；业务网是传输各种信息的业务网，是指向用户提供电信业务的网络；应用层是表示各种信息应用；支撑网是指能使电信业务网路正常运行，可以支持传送网、业务网、应用层的工作，提供保证网络有效正常运行的控制和管理能力，包括信令网、同步网和电信管理网。2.4电信支撑网2.4.1电信管理网2.4.2信令网2.4.3同步网2.4.1电信管理网概念：为保持电信网正常运行和服务，对电信网进行有效地管理所建立的软、硬件系统和组织体系的总称。ITU给出的TMN的概念：TMN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。TMN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与电信管理网的关系TMN与它所管理的电信网是紧密耦合的，但它在概念上又是一个分离的网络，它在若干点与电信网连接，另外TMN有可能利用电信网的一部分来实现它的通信能力。TMN的网络管理功能（1）性能管理——对电信设备的性能和网络单元的有效性进行评估，并提出评价报告的一组功能。（2）配置管理——包括提供状态和控制及其安装功能。对网络单元的配置，业务的投入，开/停业务等进行管理，对网络的状态进行管理。（3）帐务管理——测试电信网中各种业务的使用情况，计算处理使用电信业务的应收费用，并对电信业务的收费过程提供支持。（4）故障管理——对电信网的运行情况异常和设备安装环境异常进行管理，对网络的状态进行管理。（5）安全管理——提供对网络及网络设备进行安全保护的能力。主要有接入及用户权限的管理，安全审查及安全告警处理。2.4.2信令网为了保证在一次通信服务中相关终端设备、交换设备、传输设备等能够协调一致地完成必须的连接动作和信息传送，则通信网必须提供一套控制相关设备的标准控制信息格式和流程，以协调各设备完成相应的控制功能。信令是指用户终端与交换机之间以及交换机相互间传送的有关交换接续控制指令信息。在接续过程中，信令必须遵守协议和规约进行传送，该协议和规约为信令方式。由各种特定的信令方式和与其相应的信令设备构成的系统称为信令系统。1．信令网组成信令网是用于信令传输与处理的支撑网络，信令网由信令点、信令转接点和信令链路组成。（1）信令点信令网中既发出又接收信令消息的信令网节点，称为信令点（SignalingPoint，SP）。它是信令消息的起源点和目的地点。在信令网中，交换局、操作管理和维护中心、服务控制点可作为信令点。（2）信令转接点信令转接点（SignalingTransferPoint，STP）具有信令转接功能，它可以将信令消息从一个信令点转发到另一个信令点。（3）信令链路连接两个信令点（或信令转接点）的信令数据链路及其传送控制功能组成的传输工具称为信令链路。2．中国信令网结构中国信令网采用三级结构。第一级是信令网的最高级，称高级信令转接点（HighSignalingTransportPoint，HSTP）第二级是低级信令转接点（LowerSignalingTransportPoint，LSTP）第三级为信令点，信令点由各种交换局和特种服务中心（业务控制点、网管中心等）组成。2.4.3同步网电信网中传输的信号之间的频率、时钟和相位要保持某种严格的特定关系，即在相对应的有效瞬间内以同一平均速率出现。为实现信号同步，需使数字网中的每个设备的时钟都具有相同的频率，解决的方法是建立同步网。同步网由节点时钟设备和定时链路组成的一个实体网，它还配置了自己的监控网。同步网负责为各种业务网提供定时，以实现各种业务网的同步。第一级是基准时钟，由铯原子钟或GPS配铷钟组成。第二级为有保持功能的高稳时钟，分为A类和B类。上海、南京、西安、沈阳、广州、成都六个大区中心及乌鲁木齐、拉萨、昆明、哈尔滨、海口等五个边远省会中心配置地区级基准时钟，它们均属于A类时钟。全国30个省、市、自治区中心的长途通信大楼内安装的大楼综合定时供给系统，以铷（原子）钟或高稳定度晶体钟作为二级B类标准时钟。各省内设置在汇接局（Tm）和端局（C5）的时钟是第三级时钟，采用有保持功能的高稳定度晶体时钟。第四级是远端模块、数字用户交换设备、数字终端设备时钟，一般是普通的晶体时钟。我国数字同步网的工作方式是基