交换技术和交换网络

交换技术和交换网络PSTNN-ISDNDDNPSPDNFRNB-ISDNIPN移动网共用无线数据网业务网同步网电信管理网ＮＯ.７信令网支撑网智能网语音平台电子邮件／传真存储转发／ＥＤＩ多媒体信息服务台语音信息台公共业务平台传送网PSTNN-ISDNDDNPSPDNFRNB-ISDNIPGSM/CDMAWCDMA/CDMA2000业务网同步网电信管理网ＮＯ.７信令网支撑网智能网语音平台电子邮件／传真存储转发／ＥＤＩ多媒体信息服务台公共业务平台传送网短消息中心计费与帐务√√√√√√√√√√网络分层及结构按网络建设和管理层划分省际（一级干线）长途网省内（二级干线）长途网本地（城域）网按运营商划分中国电信中国网通中国移动中国联通中国铁通中国卫通PSTN及N-ISDN电话交换网电话网的组成:用户终端设备、交换设备、传输设备交换技术：电路交换分组交换交换制式：

存储程序控制（SPC）步进制（stepbystep）纵横制（crossbar）网络接口：E1(2Mb/s)、STM-1（155Mb/s）LSGWTSTSLSGW用户线长市中继线长市中继线长长电路长市中继线长市中继线用户线LSLSGW/LSTSTSGW/LS本地电话网组成:汇接局、端局、终端设备组网方式:来话汇接、去话汇接、来去话汇接，大于等于24Erl.时，设直达中继。编号:PQR(S)ABCD区号:每个本地网仅有一个，共300多个。网络演变：大容量，少局址---重新规划。

直达，汇接---网络组织，选路规则发生变化。LSLSLSLSLSLSLSLSTMTMTM网内大型程控交换机制式法E10BALCATEL比S-1240ALCATEL，上海贝尔德EWSDSIEMENS（BISC）瑞AXE-10ERICSSON（南京爱立信）加DMS-100NORTEL（广东北电）美5ESSLUCENT（青岛朗讯）日F-150FUJITSU（南京富士通）NEAX-61NEC（天津日电）中国HJD-04巨龙SP-30大唐ZXJ-10中兴C&C08华为PSTN长途电话网（1）长途电话网的演变：4级2级高平面网：DC1，即省际长途网（C1、C2），网状网相连低平面网：DC2，即省内长途网（C3、C4）八个大区中心：北京、上海、广州、武汉、南京、成都、沈阳、西安选路方式：固定有级选路固定无级选路动态无级选路→→→PSTN长途电话网（2）话务控制：抑制重选，中继预留局间电路群：直达电路，迂回电路，基干电路，低呼损电路，高效电路。多局制：直辖市：全部DC1其他省：DC1，DC1+DC1，DC1+DC1+DC2制式：省会（一级干线）---全部S-1240地市（二级干线）---各种制式C1C1C2C2C3C3C4C4C5C5大区中心一级中心省中心二级中心三级中心地区中心县中心四级中心端局用户终端设备C1长途汇接关系北京：天津，石家庄，太原，呼和浩特上海：杭州，福州，南昌沈阳：长春，哈尔滨南京：济南，合肥武汉：长沙，郑州广州：南宁，海口成都：重庆贵阳，昆明，拉萨西安：兰州，银川，西宁，乌鲁木齐移动汇接网（长途网）移动电话网：3级网，一级汇接网，二级汇接网，端局一级汇接网：TMSC1（相当于DC1），网状网二级汇接网：TMSC2（相当于DC2），省内长途网与PSTN的区别：TMSC1只转接省际长途话务TMSC2只转接省内长途话务，含各本地网之间的话务TMSC1与DC1设置方式基本相同，设置在省会，成对TMSC2与DC2设置不同：TMSC2设置于省会（大部分省）和业务量较大区域（含多个本地网）；DC2设置于每个有长途区号的本地网固定长途和移动汇接网比较TSHTSLTSLLSLSTSH固定网TMSC1TMSC2TMSC2GMSCMSCMSCMSCTMSC1移动网信令

随路信令:

话路与信令共路。模拟信号：线路和记发机信令与话路完全同路。数字信令：记发机信令与话路完全同路；线路信令利用PCMTS16，一个复帧传30路。

公共信道信令:话路与信令完全分开，信令采用专用数据链路。（NO.6，NO.7）七号信令特点：传递速度快，效率高，成本低，支持新业务。效率：一条64kb/s链路支持2000条话路。

编码：ITU-T14位中国24位分层结构：对应OSI的七层结构MTPSCCPTC用户TCISUPTUPNO.7用户MAP,INAP,OMAP，CAPTCAP我国的NO.7信令网结构（1）组成:STP、SP及信令链路结构:

三级结构：HSTP、LSTP、SP链路连接方式:直联(市话=180,长话=240)准直联直联准直联SPSPSPSPSTP我国的NO.7信令网结构（2）设置地点:

HSTP:DC1（TMSC1）所在地,成对设置LSTP:DC2（TMSC2）所在地,成对设置SP:LS,TS,INTS,MSC，TMSC， SCP,HLR,VLR，IP，SMSC……组网方式:

HSTP:双平面,同平面网状网,不同平面同对相连LSTP:与HSTP固定相连且连一对HSTPSP:至少连一对HSTP或LSTPHSTPHSTPHSTPHSTPLSTPLSTPLSTPLSTPSPSPCCDDBBAACNO.7的可靠性STP要分散设置,并成对设置STP之间要有三条物理路由SP与STP间要有两条物理路由我国目前电路情况难以保证,采用变通措施NO.7网的接口及建设链路速率:64Kb/s，2Mb/s接口速率:

2Mb/s,64Kb/s2Mb/s中使用部分时隙传信令,其他时隙可采用STP或交换机半永久连接或DXC插入话路64Kb/s链路通过DDN\DXC\直联2M传信令DXC:智能DDF2Mb/s信令链路：已商用过渡方案：多信令点或多对STP连接移动电话网移动网：

蜂窝移动通信网、集群移动通信无绳电话通信网、寻呼通信网发展：第一代：美国AMPS，英国TACS、日本NAMTS、北欧NMTS和原联邦德国NETZ-C第二代：泛欧的GSM，北美ADC和CDMA二代半：GPRS和EDGE第三代：IMT-2000组成:交换网和无线网TACS移动电话网组成:MSC,BS,MS地位:相当端局编号:90(RS)ABCD互通:大部分经PSTN疏通，没有单独成网信令:同PSTN漫游方式:人工方式自动方式缺点：接口不开放、保密性差、不是最短路由GSM/CDMA移动网（1）交换子系统:MSC,HLR,VLR,AUC,EIR基站子系统:BSC,BTS特点:保密性好,频率利用率高,可提供数据业务,接口开放,成本低，话路网上不兜圈子编号:网号方式移动:13SH0H1H2H3ABCD联通:130H0H1H2H3ABCD，133H0H1H2H3ABCD漫游方式:自动漫游建有专用的信令网和话路网信令网:三级结构:HSTP,LSTP,SP话路网:三级,两级混合,TMSC1,TMSC2,MSC网间互通:经GW就近入网和就远入网位置更新流程位置更新流程位置更新请求位置更新请求位置更新接受位置更新接受TMSI再分配指令TMSI再分配完成MSMSC/VLRHLRGSM/CDMA移动网（2）编号:1.移动用户的ISDN号码(MSISDN):8613SH0H1H2H3ABCD2.国际移动用户识别码（IMSI）:46000H1H2H3SXXXXXX(H0=0)46000H1H2H3RXXXXXX(H0不=0)3.移动用户漫游号码(MSRN):13S00M1M2M3ABC1359M0M1M2M3ABC4.国际移动台识别码(IMEI):15位5.MSC/VLR号码:13S00M1M2M3ABC,1359M0M1M2M3ABC6.HLR号码:13SH1H2H300007.短消息中心号码:13800XYZ500GSM/CDMA移动网（3）接口与信令:MS与BSS:无线接口Um,BSS与MSC:A接口,基于2Mb/s,NO.7BSSAPVLR与HLR:D接口,基于2Mb/s或64Kb/s,NO.7MAP消息MSC与HLR:C接口,NO.7MAP消息MSC/VLR与MSC/VLR:E,G接口,基于2Mb/s,NO.7MAP消息MSC与PSTN:基于2Mb/s,NO.7TUP或ISUP消息MSC/VLR与EIR:2Mb/s或64Kb/s,NO.7MAP消息

HLR/AUCTMSC1/2BSSBSSMSC/VLRMSC/VLREIREIRSTPSTPHLR/AUCTMSC1/2移动短消息业务IMT-DS(WCDMA)IMT-MC(CDMA2000)IMT-TC(TD-CDMA/TDS-CDMA)IMT-SC(UWC-136)IMT-FTDECTCDMATDMAFDDTDD3GPP3GPP2UWCCETSI第三代移动通信标准IMT-2000主流技术为以下三种CDMA技术

(1)

IMT-2000CDMA-DSFDD（IMT-2000直接扩频CDMA），即WCDMA。它是在一个宽达5M的频带内直接对信号进行扩频。(2)IMT-2000CDMA–MCFDD（IMT-2000多载波CDMA），即CDMA2000。这是美国提出的技术，很大程度上采用高通（Qualcomm）公司的专利，由多个1.25M的窄带直接扩频系组成的一个宽带系统。(3)IMT-2000CDMATDD（IMT-2000时分双工CDMA）。包括TD-CDMA（UTRATDD）和TDS-CDMA，其中TDS-CDMA由中国提出。

WCDMA的版本R3（R99）：分组域和电路域完全分开，UTRAN（UniversalTerrestrialradioAccessNetwork）部分为ATM方式R4（R00）：电路域中，呼叫处理（Calling）和承载（Bearing）分开,由MSCServer和MGW(MediaGateway)分别完成，分组域和UTRAN均为IP方式(3)R5：电路域和分组域将合并，增加多媒体域，并实现端到端QOS……3GPPR99网络构架3GPPR99网络结构3GPPR99与R4网络差异MSCSCPHLRMSCRANRANRANTDMMSCServerSCPHLRRANRANRANTDM/ATM/IPMGWMGWMSCServerTUP/ISUP/BICCTUP/ISUP注：R99与R4的分组域无变化，图中未画出。R99R4H.248H.248MAPOverTDMMAPOverTDM/IPCAPOverTDMCAPOverTDM/IPR4核心网络特点控制承载分离承载多元化TDM/ATM/IP引入了BICC/H.248等协议信令在IP承载3GPPR5网络结构图注：R-SGW和T-SGW也可以不区分，通称SGW。黄色为原有的PS，红色为新增部分。R5核心网络特点引入了IMS域引入了SIP协议呼叫发生流程改变30路。CDMA移动智能网：中国联通（WIN），目标网随路信令:话路与信令共路。现有网上新增业务需要对每一个网络节点作相应修改,占用节点的储存容量和处理能力需要采用一种新的网络构成方法来提供种类更多、功能更强的业务TheFrameworkcontrols电信运营公司：中国电信,中国联通,中国移动,中国网通，MAPOverTDM/IPMExEserverprovideSCFeatures

(=bundleofinterfaceclasses)采用一种新的业务生成和实现的方法,将业务提供和组网方式:HSTP:双平面,同平面网状网,不同平面同对ISDN是以综合数字电话网（IDN）为基础发展而成的通信网。逐步引入可创收的NGN新业务是运营商成功的关键（UniversalTerrestrialradioAccessNetwork）部分为ATMCDMA2000的版本CDMA20001X:大容量，速率达144kb/sCDMA20001XEVDO：仅提供数据业务，速率达2.4Mb/sCDMA20001XEVDV:单一载频中既可提供话音又可提供数据业务，速率可达5Mb/s以上中国联通CDMA1X已开通

2.5G是GSM/CDMA向第三代网络发展过程中不可逾越的一个阶段市场培养，积累经验完善标准，平滑过渡电路交换+分组交换

GPRS网GPRS（GeneralPacketRadioService）是在现有GSM网上叠加的无线分组业务，提供话音和中速数据业务组成：由移动台、基站子系统、交换子系统、管理子系统四部分组成特点：永远在线，分组交换，有效使用带宽话音业务经A接口由GSM交换子系统处理，数据业务经Gb接口由GPRS交换子系统处理速率：四种编码方式，最高达到171.2Kb/s网间互通1.电信网的种类:

固定电话网PSTN、移动网（GSM网、CDMA网）、IP电话网、互联网CHINANET、分组网CHINAPAC、数据网（DDN、FR、ATM、IP）2.电信运营公司：中国电信,中国联通,中国移动,中国网通， 中国铁通，中国卫通3.允许用户选择网络：用户移机不改号:通过智能网实现用户呼叫选择网络:加拨过网号4.网间互通不同运营公司:就近入网（主要指移动或与固定之间）改为就远入网 网间协议智能网的定义智能网是一个能快速、方便、灵活、经济、有效地生成和实现各种新业务的体系。智能网是一个体系，不是一个独立的网络,它不带用户终端,需借助其它业务网络为用户提供服务。其目标是为所有通信网络服务,包括PSTN、N-ISDNPLMN、3G……。采用一种新的业务生成和实现的方法,将业务提供和呼叫控制分开。集中的业务控制点和数据库集中的业务管理系统和生成环境智能网的体系结构数据链路信令链路话路SCEPSMPSMAPSCPSDPSSPIP建设智能网必要性向用户提供业务，提供那些用传统的方式难以提供的业务。用户对新业务的需求不断增加适应多种业务的需要。可以使用户自己管理业务。方便地生成新业务。一些业务特性复杂的业务(如电话呼叫卡业务，被叫集中付费业务等)在现有网上难以实现现有通信网在提供新业务的种类和业务特性上有很大的局限性现有网上新增业务需要对每一个网络节点作相应修改,占用节点的储存容量和处理能力需要采用一种新的网络构成方法来提供种类更多、功能更强的业务开放智能网业务的条件七号信令网的支撑SSP及SCP间信令接口：INAP，CAP/MAP功能中国INAP/CAP/MAP规范的制定交换机送带区号的主叫号码智能网业务描述及业务流程的确定PSTNSCPSDPSSPIPISDNB-ISDNPLMNIN智能网与其他网的关系智能网的标准

北美智能网标准：AIN国际智能网标准：ITU-T的CS1-CS8固定智能网：叠加在PSTN/ISDN网上的智能网系统，采用INAP规程移动智能网：叠加在移动通信网上的智能网

GSMIN：采用ETSI的CAMEL标准CAP规程CDMA

IN：采用ANSI的WIN标准MAP规程我国智能网的建设1固定智能网：中国电信（INAP）国际智能网国家智能网各省(市)内智能网移动智能网GSM移动智能网：中国移动企业标准CAMEL2中国联通企业标准CAMEL2均首先采用—叠加网：特殊号码段、话路迂回、业务种类限制目标网：中国移动部分地区实现目标网，联通正在兼容性测试CDMA移动智能网：中国联通（WIN），目标网智能网的业务全网业务和本地业务：业务开放范围业务举例预付费业务VPN业务主被叫分摊付费业务彩铃业务（不是最好的实现方案）toApplications.数据业务将会与电话持平吗？STP之间要有三条物理路由选路方式：固定有级选路固定无级选路动态无国际智能网标准：ITU-T的CS1-CS8线路信令利用PCMTS16，一个复帧传provideSCFeatures

(=bundleofinterfaceclasses)固定智能网：叠加在PSTN/ISDN网上的智能网系统，采用Servicecapabilityserver(s)7信令网的建设，尤其是ISUP的使用网间互通:经GW就近入网和就远入网(2)告警及故障管理：对网元设备的告警及故障管理用户呼叫选择网络:加拨过网号直达，汇接---网络组织，目标网：中国移动部分地区实现目标网，联通正在兼容性测试彩铃业务C网VC

业务控制层

INAPNO.7SSPLS/SSPPSTN

交换层NO.7(G)MSC/SSPCDMAMAPSSPNO.7GMSC/SSPCAPGSMRADIUS

IPNASAAADATA综合智能网的体系结构SCPiSCPINAPNO.7SSPLS/SSPPSTNNO.7(G)MSC/SSPCDMAMAPinternetICPMMS综合智能网的协议标准PSTN

INCS系列GSM

CAMEL系列CDMA

WIN系列DATARADIUS协议智能网的发展

面向下一代网络的开放业务平台二代网络，智能网是主要的增值业务方式三代网络，3GPP定义了新业务模式，称之为OSA，将向第三方开放业务开发接口。ApplicationNetworkEnablerMethodInvocationResponseNetworkEnablerNetworkEnablerAPIMethodsPARLAY/JAINe.g.,GMLC,SMS-C,MSC,HLR,etc…NetworkGatewayServer3GPP定义的OSA结构frameworkUserLocationCallcontrolMLCCSEPaymentServersE.g.LocationserverMExEserverPaymentplatformServicecapabilityserver(s)SCSsOSAinterfaceOpen

Services

AccessdiscoveryApplicationApplicationserverApplicationsexecutingon

anApplicationServer

communicateviaOSAAPI

withframeworkandservicecapabilityserversTheFrameworkcontrolsApplicationsaccesstonetworkresourcesAdditionallySCServerscanRegistertheirSCFeaturesServiceCapabilityServersprovideSCFeatures

(=bundleofinterfaceclasses)toApplications.SCSsare

logical,notphysicalentitiesDifferentkindofnetworkentities/serversrealisethefunctionsphysically,whichareofferedbySCServersthroughtheirSCFeatures计费及结算计费话单的产生市话端局：计次/复式计费长途局：目前发端长途局计费，未来来去话均计费网间关口局：详细话单SCP：智能网业务详细话单移动MSC：发、受话详细话单计费话单的采集集中采集分散采集计费话单的处理帐务处理结算计费结算省间结算网间结算与业务平台（第三方）的结算网络管理网元级管理功能(1)配置管理：包括设备硬件、软件、局数据的管理。(2)告警及故障管理：对网元设备的告警及故障管理(3)性能管理：能够反映单个网元、或区域内网元构成的网络的性能指标(4)安全管理：包括操作安全管理和自身安全管理。(5)网络拓扑：呈现单个网元、或区域内网元之间的网络拓扑，并能够呈现配置、告警、性能数据(6)仿真终端：能够实现对各个网元的远程操作网络级管理功能(1)配置管理：包括设备硬件、软件、局数据的管理。(2)告警及故障管理：对整个网络性能告警管理功能要求较高(3)性能管理：能够反映整个网络的运行情况。(4)安全管理：包括操作安全管理和自身安全管理。(5)网络拓扑：呈现整个网络内各个网元之间的网络拓扑结构，并能够呈现配置、告警、性能数据。信令监测功能：实现对信令网承载的信令消息进行监测，（1）链路状态监测功能（2）告警管理功能（3）协议分析功能（4）呼叫追踪（5）欺诈监测（6）统计分析功能（7）信令计费验证和核查（8）无线网络优化信令监测方法通过高阻跨接方式或交换机内部收敛终结方式采集信令网承载的原始信令消息，并进行处理和分析(1)配置管理：包括设备硬件、软件、局数据的管理。线路信令利用PCMTS16，一个复帧传运营商的投资非常谨慎,设备供应商必需充分考虑运营商的投资回报电信运营公司：中国电信,中国联通,中国移动,中国网通，STP要分散设置,并成对设置网内大型程控交换机制式直达，汇接---网络组织，德EWSDSIEMENS（BISC）PSTN长途电话网（1）(6)仿真终端：能够实现对各个网元的远程操作TUP/ISUP/BICC随路信令:话路与信令共路。局间电路群：直达电路，迂回电路，基干电路，（7）信令计费验证和核查3GPP定义的OSA结构N-ISDN的定义ISDN是以综合数字电话网（IDN）为基础发展而成的通信网。ISDN支持端到端的数字连接。ISDN支持电话及非话等各种通信业务。ISDN提供标准的用户—网络接口，便于各种用户终端接入。目前多个通信网络并存带来的缺点(1)经济性差专门的物理连接（网络多、设备多、接口种类多、规范多)-------价格昂贵专门的终端、互不兼容效率低网络间频繁通信,使网络提供业务的能力降低使用不便不同网络有不同的接入过程需不同网络—用户接口不便和误操作不同寻址方式和号码簿在经过技术及经济比较后，很有可能选择在原有的网络基础上进行演进，以保护初期投资。与业务平台（第三方）的结算STP之间要有三条物理路由线路信令利用PCMTS16，一个复帧传移动电话网：3级网，一级汇接网，二级汇接网，端局provideSCFeatures

(=bundleofinterfaceclasses)能够提供各种业务的综合的、开放的网络，既支持宏观范畴的公用或专用VPN业务、固定业务、移动业务和从业务特性划分的单一媒体或多媒体业务、固定比特率或可变比特率业务、实时或非实时业务、单播和组播业务等。结构:PSTN长途电话网（1）servicecapabilityservers编号:90(RS)ABCD直达，汇接---网络组织，用户终端设备、交换设备、传输设备Transport/Media线路信令利用PCMTS16，一个复帧传目前多个通信网络并存带来的缺点(2)和管理部门关系复杂各网有单独的运行管理部门申请交费麻烦请求维护维护费用高

ISDN的优越性(1)

给用户带来的好处费用低廉网络资源利用率高一个接口可得到各种业务节省投资使用方便灵活一个接口对应一个号码多个终端．同时通信国际标准．终端可优选．且具有可携性高速数据传输64kbit/s～n×64kbit/s高的传输质量ISDN的优越性(2)给管理部门带来的好处吸引用户，网络资源利用率高维护方便降低成本，增加收入新业务不断开发现有网与ISDN网互通，利用率提高给制造商带来的好处国际标准，容易被用户所接受实现N-ISDN的必要条件具备以数字交换和数字传输为主的电话网具备No.7信令网和同步网两个支撑网1）具有ISDN功能的交换设备2）No.7信令网的建设，尤其是ISUP的使用3）ISDN终端

ISDN的用户-网络接口基本速率接口（BRI）：2B+DB：64kb/s,D:16kb/s基群速率接口（PRI）：30B+DB:64kb/s,D:64kb/s用户-网络接口协议：DSS1

N-ISDN的业务种类

基本业务承载业务用户终端业务补充业务ISDN的组网方式混合组网方式：对现有网升级改造，使ISDN与PSTN为一个网叠加网方式：为过渡方案。新建ISDN局，ISDN与PSTN分平面，以TUP互通与其他网互通：以DSS1或ISUP与CHINAPAC、CHINFRN、CHINANET、GSM互通ISDN的编号E.164编号混合编号:与PSTN的用户统一编号。特殊编号：为过渡方案，利用特殊的“P”位等区别于PSTN。什么是NGN?NGN是一个优化的网络，它能够在同一个网中综合话音、数据和多媒体业务传输和控制层分离，以包的模式传送信息（包括话音、数据、多媒体）能够灵活而快速地引入业务对电话业务提供电信级的QoS通过统一的综合网管进行管理NGN的定义新一代网络通过使用包传输，融合了传统的固定网和移动网的语音、图像和数据，从而提供灵活的，可升级的，经济的服务。优势：可支持多种业务，由于业务与承载资源无关，使得网络结构非常灵活，网络资源共享，可支持任何类型的传输（ADSL、SONET、SDH、DWDM、RADIO等）NGN的目标NGN的目标是：能够提供各种业务的综合的、开放的网络，既支持宏观范畴的公用或专用VPN业务、固定业务、移动业务和从业务特性划分的单一媒体或多媒体业务、固定比特率或可变比特率业务、实时或非实时业务、单播和组播业务等。并且，不同业务的服务质量要求不同，所以，NGN必须提供相应的服务质量保证机制。其次，支持移动/漫游特性，终端可携带性等移动要求。此外，支持商业领域要求的保密机制和安全机制。

软交换网络的体系结构下一代网络NGN–最