建筑物信息设施系统第2章 用户电话交换系统

建筑物信息设施系统第二章用户电话交换系统2.1概述n语音通信的特点qq最原始、最广泛、最直接的通信方式智能建筑最基本的信息设施系统人工交换机电式自动交换电子式自动交换软交换n电话交换系统qqq电路交换——PBX分组（包）交换4q2.1概述（续）n用户电话交换机分类qqqqPBX(privatebranchexchange)ISPBX(ISDNPBX)IPPBX(IPPBX)SoftSwitch52.2电话交换原理与电话通信网nn电话交换原理电话通信网62.2.1程控数字用户交换机及其组成n程控数字用户交换机PABX特点PrivateAutomaticBranchExchangeqqqqq用户所有用户运维分机号码自定内部通话免费功能齐全7系统组成10数字交换系统接口类型A用户侧V接口Z数字中继接口模拟用户接口数字用户接口交换网络数字用户接口模拟中继接口B中继侧C接口Q3控制系统操作维护OAM11接口类型（续）模拟用户线Z1模拟远端集线器模拟PABXZ1V1数字PABXLTm×(2B+D)LTn×E1V5LT数字用户线NT数字远端模块LTZ1Z2Z3V1V2V3V4ETETETETETETETETETALTLT2,048kbit/s8,448kbit/sPCM8,448kbit/s34,368kbit/sFDM实线四线数ETBLTLT字交换网络ETETETETC11C12C21C22通路转换设备中继器转换本地二线12程控交换系统接口类型（续）n数字接口qV接口nnnnnV1——64kb/s，可为2B+D或30B+D的终端V2——连接数字远端模块的接口V3——连接数字PABX的接口，属30B+D的接口V4——可接多个2B+D的终端，支持ISDN的接入V5——支持n×E1的接入网，包括V5.1和V5.2接口qqA接口——速率为2048kb/s的数字中继接口B接口——PCM二次群接口，接口速率8448kb/s13程控交换系统接口类型（续）n模拟接口qZ接口nnnZ1接口——连接单个模拟用户的接口Z2接口——连接模拟远端集线器的接口Z3接口——连接模拟PABX的接口C1接口——4线音频接口C2接口——2线音频接口C11接口——通过通路转换设备接入FDM的载波设备的接口C12接口——通过中继线接入4线模拟实线电路的接口C21接口——数字转接局的2线模拟接口C22接口——数字本地局的2线模拟接口qC接口nnnnnn142.2.2程控交换机基本工作流程用户在使用程控交换机网络中的电话时，每次通话都要分为：nnnn摘机拨号通话挂线2.2.2程控交换机基本工作流程（续）2.2.3电话通信网组成n电话通信网络系统qq专用网络（专网）公共网络（公网）n网络分级qqq本地网长途网国际长途网172.2.4我国电话通信网的构成182.2.4我国电话通信网的构成（续）n本地电话网qqq本地网的交换中心是C5级，一般称为端局——通过用户线直接和用户相连的交换局。如果端局较多、地域较广，可以采取汇接方式，在汇接区内设汇接局Tm，用来汇接本汇接区的本地或长途业务。在端局与用户之间还可设立支局，将端局的一部分设备安装到用户集中区，以节省线路投资。192.2.4我国电话通信网的构成（续）n国内长途网qqqqqq由C1~C3级构成，即采用三级汇接制C1级是大区中心，全国共有8个，北京、上海、沈阳、广州、成都、西安、南京、武汉C2级是省中心，全国共有30个C3级是地区中心，全国共有350多个C4级是县中心，全国共有2200多个C1级间采用网状结构，以下各级主要采用逐级汇接，并且辅以一定数量的直达路由202.2.4我国电话通信网的构成（续）n用户电话交换系统在电话通信网中的位置长途局公网长途网数据网本地网端局用户电话交换系统212.5用户电话交换系统接入PSTN的方式n用户电话交换系统接入公网方式（规范）q以端局方式接入nn通过中继电路接入端局中继端口用户交换机的用户号占用接入端局的万号组通过中继电路接入端局中继端口用户交换机的用户号占用接入端局的千群号通过中继电路接入端局用户电路端口中继线引示号占用接入端局用户号码22q以支局方式接入nnq以用户交换机方式接入nn2.5接入PSTN的方式（续）n专网汇接组网方式一（星形）至公网专网汇接局专网用户电话交换系统用户电话交换系统••••••用户电话交换系统232.5接入PSTN的方式（续）n专网汇接组网方式二（网状）至公网用户电话交换系统专网至公网用户电话交换系统用户电话交换系统用户电话交换系统242.5接入PSTN的方式（续）n专网汇接组网方式三（混合）用户电话交换系统用户电话交换系统专网至公网专网汇接局用户电话交换系统至公网用户电话交换系统252.2.5我国电话交换网的编号制度n电话网中号码组成q用户号码组成nnn本地网电话号码国内长途电话号码国际长途电话号码q特种业务号码：均为3位等位制编号,且第一位定为“1”，例如：114、119、110等。2.2.5我国电话编号制度(续）n长途区号分配：长途区号采用不等位制,可为2~3位。q2位区号:“10”,2X(X=0~9),用于一级交换中心（直辖市和极大城市,比如10为北京）q3位区号:“3X1X~9X1X”(X=0~9,X1为奇数)。2.2.6话务及呼叫处理能力n话务量q话务量是反映电话用户在电话通信使用上的数量要求。话务量取定是否正确，即是否合乎实际情况，这直接关系到投资的大小及用户的服务质量的好坏。通过对话务量的研究，可使得在配置交换机时做到既能满足一定的服务质量，又能使投资成本趋于经济合理。qq2.2.6话务及呼叫处理能力（续）n影响话务量大小的因素qqq(1)时间范围(2)呼叫强度(3)占用时长这三个因素综合作用的结果，在电话局内表现为设备的繁忙程度。2.2.6话务及呼叫处理能力（续）n话务量的计算A=c·t其中：A表示话务量；

c表示单位时间内(一般为一小时)平均发生的呼叫次数；

t表示每次呼叫的平均占用时间话务量的单位为“爱尔兰”（Erlang）或“小时呼”举例：某交换系统1小时内总共发生250次呼叫，平均呼叫占用时间为3分钟，则在这一小时内该系统所承受的话务量为：A=c·t=250×3/60=12.5Erl2.2.6话务及呼叫处理能力（续）n话务统计基本概念

——通过在呼叫的各个阶段设置大量的计数器，最后经过汇总、计算、综合得出系统的各种统计数据。包括：qqq(1)对中继群的话务统计(2)对去话目的码进行话务统计(3)对公用设备的话务统计2.2.6话务及呼叫处理能力（续）n话务控制

——话务控制的目的是有效地利用网络资源，优化网络的话务流向，防止系统过负荷和拥塞。n话务控制一般采用q扩展性控制：将网络中可用的符合条件的资源用于遭遇拥塞的话务量保护性控制：网络处于拥塞时，将呼叫接通率较低的话务取消，防止拥塞扩散，避免部分话务对全网的影响q2.2.6话务及呼叫处理能力（续）n呼叫处理能力qq忙时试呼次数BHCA基本模型的计算定义：nnnn系统开销固有开销非固有开销余量开销2.2.6话务及呼叫处理能力（续）n各种开销之间的关系qqqqqqa1:操作系统的固有开销a2:呼叫处理的固有开销b1:操作系统的非固有开销b2:呼叫处理的非固有开销c%:余量开销

M点:系统能够达到的最大

BHCA值qD点:BHCA的设计值qO点:过负荷的BHCA值2.3IP电话nIP电话的原理q采用分组交换技术，通过IP网络来进行的语音传输技术qq其本质特征在于语音分组交换技术IP电话的关键设备是IP电话网关352.3IP电话（续）nIP电话的基本结构IP电话的基本结构由网关(GW,gateway)和关守(GK,gatekeeper)两部分构成。362.3IP电话（续）nIP电话的优点qqq提供低成本、高灵活性、高生产率及效率的增强应用能够最大限度地在数据网络基础设施上获得投资的回报低廉的长途电话费用372.4软交换n概念qq网络的承载部分与控制部分分离将IP电话系统中的网关的模型分解nnn信令网关(SG)媒体网关(MG)媒体网关控制器（MGC）382.4软交换（续）n软交换的设计思想电路交换模式计费管理系统软交换模式SCPSS7网络计费管理系统新业务SCPSS7网络软交换H.248/SIPIPATM网关TDM控制TDMH.248/SIPIPATM网关TDM用户板时隙交换TDM中继板分组数据骨干网392.4软交换（续）n软交换体系架构业务控制点数据库AAA服务器综合网管应用服务器业务层控制层软交换软交换传输层核心分组交换网络接入层信令网关中继网关智能终端SIP话机驻地接入网关综合接入设备无线接入网关PSTN/ISDN七号信令网402.4.2软交换网络中的主要设备nnnnn媒体网关设备信令网关设备媒体服务器应用服务器智能终端2.4.3软交换网络接口以及主要协议表2-1媒体网关控制器与外设接口协议与MGC接口名称应用服务器数据库(目录)服务器计费服务器MGC网管服务器媒体网关控制器(MGC)网守SIP代理SCP媒体网关信令网关媒体服务器策略服务器注：采用通信协议SIP/SIP-S协议或PARLAYAPI协议API协议RADIUS协议SIP-T/BICC协议SNMP协议RAS协议SIP协议INAP协议MGCP/H.248协议SIGTRAN协议MGCP/H.248协议COPS协议2.5.1基于PBX的电话交换系统nnn利用电子计算机来控制的交换机以预先编好的程序来控制交换机的接续动作与一般机电式交换机的电话相比，具有接续速度快、业务功能多、交换效率高、声音清晰、质量可靠等优点。472.5.1基于PBX的电话交换系统（续）n性能与功能q基本业务性能nnn支持音频、传真、数据等电信业务支持对用户的目的码进行限制或接续支持来电显示业务缩位拨号热线服务呼出限制免打扰服务呼叫转移nnnnn呼叫等待会议电话闹钟服务遇忙回叫缺席用户服务nnnnn三方通话房间控制房间状态留言中心自动叫醒等48q新业务nnnnn2.5.1基于PBX的电话交换系统（续）n系统功能q支持下列中继方式nnnn全自动直拨方式（DOD1+DID）入网半自动直拨方式（DOD2+BID）入网半自动单向中继方式一（DOD1+BID）入网；半自动单向中继方式二（DOD2+BID）入网；492.5.2基于局用机的电话交换系统（虚拟交换方式）nn利用局用交换机的资源为公网用户提供用户交换机功能功能qqq呼叫转移——当客户不能接听电话时，可把来电转移到客户预先设定的前转号码（如留言信箱、秘书台、移动电话、固定电话）上的业务呼叫等待——当客户在接听电话的过程中可以接听或拨打第二个电话，并且可以在两个电话间进行切换，此种服务就是呼叫等待与保持，简称为呼叫等待。特服电话（热线电话）502.5.2基于局用机的电话交换系统（续）n功能（续）qqqqqqq话务转接（话务台）呼叫代答呼叫转接查号强插队列显示计费nnn实时计费话费限定本地话费管理（适用于宾馆、饭店）512.5.2基于局用机的电话交换系统（续）n特点q节省投资nn设备购置设备运维qqqqq可靠性高接通率高客户分布范围大灵活性差无设备管理权522.5.3基于模块局的电话交换系统nn把公网交换机的用户模块通过光缆布放到用户端，使用户就近接入远端模块qq有交换功能无交换功能nn模块局与交换机通信采用厂家内部协议其功能及特点与虚拟交换方式几乎相同532.6电话交换系统设计nnnnnn设备配置中继电路与带宽计算编号及IP地址电源系统设计机房选址接地与防护542.6.1设备配置nn满足近期业务需求，预留一定冗余处理机忙时呼叫处理次数（BHCA）按下式计算BHCA(次/h)=用户线×每线话务量/平均占用时长(s/次)×3600(s/h)注：平均占用时长按现网统计数据确定，当现网统计数据不易获取时，可按下表规定确定。呼叫类型本地呼叫国内长途呼叫特服呼叫取值(s/次)6070~9030552.6.1.1用户线确定nnn用户线容量考虑80%的实装率，取整确定宜按实际工位、人员数量或开放业务的信息点数量确定远期可按信息点总数或预测的人员数量确定562.6.1.2基础数据取定每线话务量(Erl)PSTN终端

IP终端双向话务量大话务量中话务量小话务量取值0.20.160.120.3话务流向、流量分配比例本局话务量比例出局话务量比例（40%）至公网话务量至专网其他局取值60%40%60%57ISDN终端双向话务量2.6.1.3中继电路计算nn中继线数量应按出局话务量和中继线话务量计算取整后得出。中继线数量按下式计算。中继线(条)=用户线×单机话务量×出局话务量比例/中继线话务量582.6.1.3中继电路计算（续）n当PABX容量为2000门及以下时，中继线数量宜按下表确定序号用户线(门)中继线(64kb/s)(条)中继线(2048kb/s)(条)123456100以下

3005001000150020001545751502253001235810592.6.1.4IP电话带宽计算nnPBX应支持G.711、G.723、G.729等IP电话编解码方式IP电话带宽按下式计算IP电话带宽(kb/s)=需要疏通的话务量×(分组报文开销÷采样周期+编码速率)/传输电路利用率qq传输利用率50~80%分组报文开销78字节（624bit）602.6.1.4IP电话带宽计算(续)编码方式G.711G.729G.723.1编码速率

(kb/s)6485.36.3采样周期

(ms)20203030一次通话IP带宽(kb/s)

95.239.226.126.1612.6.2编号及IP地址n用户电话交换系统编号规定q全自动直拨呼入中继（DID）方式，用户号码长度应与本地公网号码长度一致半自动中继（BID）方式，中继线引示号码要纳入本地公网端口局统一编号专网内用户号码应采用统一的号码长度qq622.6.2编号及IP地址（续）n首位编号计划规定qq0或9作为用户电话交换系统分机呼叫公网的代码1作为用户电话交换系统分机呼叫公网特种业务的首位号码专网内可在2~8中指定一位号码作为专网网号1可以作为专网内特服号码qq632.6.2编号及IP地址（续）nIP地址qIPPBX和软交换用户电话交换机以及IP终端可采用IPv4地址IPPBX、软交换用户电话交换机、LAN交换机、防火墙和IP终端宜采用私网IP地址与公网相连的网络设备要配置公网IP地址qq642.6.3电源系统设计n供电方式qqqq交流电源要按建筑物最高等级负荷供电支持直流和交流两种供电方式直流供电额定电压为-48V，允许变动范围-57~-40V交流供电应采用不间断电源（UPS）供电系统652.6.3电源系统设计（续）n电源设备配置qqqq配电设备应综合考虑近、远期负荷，宜按远期负荷配置。UPS容量应按近期负荷配置。整流器、逆变器的容量应按近期负荷配置。蓄电池的容量应按近期负荷配置。662.6.3电源系统设计（续）n导线选择qq配电设备出线截面积要按所供负荷容量计算直流回路压降要求nn48V电源：不应大于3.2V24V电源：不应大于2.6Vqqq直流电源馈线应按远期负荷确定。当近、远期负荷相差悬殊时，可统一设计，分期敷设交流中性线应采用与相线相等截面积的导线接地导线应采用铜芯电缆672.6.4机房选址nnnnnn单体建筑的机房宜设在1~4层，也可设在-1层（地下多层时）。群体建筑的机房宜设置在中心位置的建筑物内。不应设置在厕所、浴室或其他易积水、潮湿场所的正下方或贴邻。不应设置在变压器室、配电室等强电磁干扰场所的楼上、楼下或隔壁房间。应远离