固定电话网和移动电话网的关系分析

北京联合大学 论移动网与电话网关系 作者：刘彪 摘要：从“周幽王烽火戏诸候”到“竹信”，从“漂流瓶”到人类历史上第一份电报—“上帝创造了何等的奇迹！”，百年间，通信技术借助现代科技飞速发展。家庭电话和移动电话承载着人类的思想和能力。至今，它们仍在人类的社会上扮演着不可替代的作用，而且他们几乎已经发展到了无所不能的境界了，但是他们到底谁更对人类有更便利，更符合这个社会的要求呢？那么就要探讨它们之间存在着某种千丝万缕的关系。 关键词：GSM ，GMSC ，PSTN，移动网，电话网 On the mobile phone network and the gateway system Author: liu Biao Abstract:： From the "war drama King You of Zhou vassal" to "bamboo letter" from the "drift bottle" of human history a telegram - "What a miracle God has created!" Hundred years, communications technology with the rapid development of modern science and technology . Home phone and mobile phone and carrying capacity of human thought. So far, they are still human society plays an irreplaceable role, and they have developed almost to the all-powerful state, but in the end they have a more human who is more convenient, more in line with the social demands? Between them, then we must explore the complicated relationship between the existence of some kind. Keywords: GSM, GMSC, PSTN, mobile network, telephone network 由于我之前学过它们的基础课程移动通信和交换技术，现在我要用我所学的知识和现有网络资源来解答这个问。 众所周知，家庭电话和移动电话与我们息息相关，密不可分，也是我们大众所熟知的，但是对于他们背后联系的网络，我们就可能知之甚少了。如果我们想知道他们的关系就要探索电话网和移动网才可以得出更有说服力的结论。 首先 按照事件的发展顺序，我们先来了解一下电话网。 电话网：其定义是主要提供话音信息交流的业务网。我们平时在家庭中使用的电话所处的都是PSTN。它是一种全球语音通 信电路交换网络，包括商业的和政府拥有的。它也指简单老式电话业务（POTS）。它是自Alexander Graham Bell发明电话以来所有的电路交换式电话网络的集合。它的构成为用户终端（电话机）、通信信道（中继线、用户线）、交换机（交换局）、路由器及附属设备。它是电路交换方式，而且提供实时的电话业务。（图） 如今，除了使用者和本地电话总机之间的最后连接部分，公共交换电话网络在技术上已经经历了磁石交换、空分交换、程控交换、数字交换等等阶段，目前几乎全部是数字化的网络。 正是这样，在它的应用方面也得到更大的空间的发展。下面我来介绍一下它在访问网络应用方面。PSTN的入网方式比较简便灵活，可以通过普通拨号电话线入网。只要在通信双方原有的电话线上并接Modem，再将Modem与相应的上网设备相连即可。目前，大多数上 网设备，如PC或者路由器，均提供有若干个串行端口，串行口和Modem之间采用RS-232等串行接口规范。这种连接方式的费用比较经济，收费价格与普通电话的收费相同，可适用于通信不太频繁的场合。 现在，PSTN在国内已有了几十年的发展历程，为了适应业务的发展， PSTN现在已发展为了窄带综合业务数字网(N-ISDN)和宽带综合业务数字网(B-ISDN)。ISDN的应用范围非常广泛，主要的应用领域有局域网、多点屏幕共享、视 频、话音/数据综合、文件交换、远端通信、图像、多媒体文件的存取、基于计算机的主叫用户号码识别等。 以上是电话网的简介，作为后起之秀的移动电话网。它就是可以使移动用户之间进行通信的网络。我国自1987年开始开通移动电话业务以来，移动电话迅猛发展，用户增长迅速，我国出现过五种移动电话网共存的局面，这五种网各有不同的通话范围和不同的业务功能。我国的五种移动电话网又被称为A、B、C、D、G网，其中A网和B网是模拟网，C、D、G网是数字网。C和G网是我们大家所熟知的网络。 C网是指CDMA(码分多址)制式的移动电话网，G网就是我国建设的“全球通”(GSM)数字移动电话网，它具有许多新的业务功能，特别是具有漫游范围最为广泛的特点， 因而被称为“全球通”。它代表着移动电话网，它是移动电话网的核心。 那么我简单来说一下GSM。它是Global System For Mobile Communications的缩写。由欧洲电信组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。GSM是全球移动通信系统(Global System of Mobile communication) 的简称。 　　GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。所有用户可以在签署了"漫游协定"移动电话运营商之间自由漫游。GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移动电话系统。 这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。 　　从用户观点出发，GSM的主要优势在于用户可以从更高的数字语音质量和低费用的[SMS]之间作出选择。网络运营商的优势是他们可以不同的客户定制他们的设备配置，因为GSM作为开放标准提供了更容易的互操作性。这样，标准就允许网络运营商提供漫游服务，用户就可以在全球使用他们的移动电话了。 GSM作为一个继续开发的标准，保持向後兼容原始的GSM电话，例如报文交换能力在Release '97版本的标准才被加入进来，也就是GPRS。高速数据交换也是在Release '99版标准才引入的，主要是EDGE和UMTS标准。 我国的GSM数字移动通信网是采用独立网号方式来组网的。它可与PSTN、ISDN、PSPDN以及现有模拟PLMN建立关系。 他们之间有什么密切联系呢。作为PSTN和ＧＳＭ的载体我们的家庭电话和手机之间发生通话，那么它们就建立了连接和联系。这也就是PSTN网和GSM网的互联。关系见图1-1.。 全国GSM移动电话网按大区设立一级汇接中心、省内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构成三级网路结构。它与PSTN网(公用电话网)的连接关系参见图1-2。从图中可见，三级网路结构组成了一 个完全独立的数字移动通信网路。而模拟移动通信网路结构是与PSTN网混合方式来组建的(它与PSTN网的连接关系可见图1-3)，它在省内建立二级汇接中心，在移动业务本地网内建端局，无一级汇接中心，省际间的通信是借助于PSTN网的长途电话网来实现，当然为实现省际间的自动漫游，模拟移动电话网必须建立自己的全国信令网。另外，模拟移动通信网是采用PSTN网的端局号方式接入，以“9”字头为标志，因此可以说模拟移动通信网是PSTN网的一部分，而GSM数字移动通信网与PSTN网相重叠。当然，公用电话网还有它的国际出口局，而GSM数字移动通信网却无国际出口局，国际间的通信仍然还需借助于公用电话网的国际局。 图1-2 GSM网路与PSTN网路连接示意图 图1-3 模拟移动通信网与PSTN网路连接示意图 “中国联通”的GSM移动通信网与邮电部门的GSM移动通信网和PSTN网(称公用通信主网，简称主网)之间的网路结构见图1-4。在“中国联通”GSM移动交换局所在地，联通网和主网之间各设一个网间接口局，双方接口局按一对一的方式成对互连。联通GSM客户与主网GSM、PSTN客户间的各种业务互通(含本地、自动长途、移动及国际业务等)所需的话路接续和信号，均经过网间接口局连通。 以上是关于它们之间的大关系的连接的介绍，下面我们来看看它们之间互 联的过程。 图1-4 联通GSM与主网PSTN/GSM网路间互通组网方式示意图 当固定电话用户拨打GSM网用户时，根据就近入网的原则，该呼叫将被接续至最近的移动网。由于移动电话用户漫游的特殊性，网络必须先查询用户归属的HLR以获得该用户当前的位置信息，才能继续进行接续。向HLR查询用户当前的位置并获得包含路由信息的漫游号码的功能称为“Interrogation　HLR”，由Gateway　MSC（简称GMSC）完成。GMSC可以简单地理解为不同网络间话务流通的必经交换局，它不仅需要承担网间结算的功能，还需要具备路由查询功能，以保证其他网呼叫移动电话用户时能准确确定被叫所在的交换机，接通相应的话路。 这就是建立了GMSC和PSTN的关系，它们有以下几种组网方式。 1.方案1：设置1对GMSC进行来话汇接 　　 (1)方案简介　移动网内各MSC与GMSC设置直达中继，GMSC与PSTN的市话汇接局、部分端局相连，设置来话路由以疏通PSTN至移动网之间的话务。当固定电话用户拨打GSM网用户时，PSTN将话务负荷分担地接入GMSC，GMSC查询HLR，获得漫游号码后重新选择路由，将呼叫接入MSC或TMSC。 　　每个MSC与PSTN中的汇接局或市话端局相连，设置GSM网与PSTN的去话路由。当本地移动电话用户呼叫PSTN中的固定电话用户时，由该去话路由直接疏通GSM网与PSTN之间的去话业务。 GMSC与一级汇接中心(TMSC1/TMSC2)相连，设置去话路由，以疏通本地PSTN至外地GSM网的话务(如图1所示)。 (2)方案特点 　　①GSM网至PSTN的去话采用直达方式，减少了转接次数; 　　②对GSM网网关局容量要求较低; 　　③GSM网与PSTN的维护界面较多，网间结构复杂，且网间结算不易。 　　2.方案2：设置1对GMSC进行来、去话汇接 (1)方案简介　移动网内各MSC与GMSC设置直达中继，GMSC与PSTN的市话汇接局设置直达中继，以疏通PSTN与GSM网之间的来、去话业务;GMSC与TMSC1/TMSC2相连，设置去话路 由，以疏通本地PSTN至外地GSM网的话务。 　　当GSM网用户拨打固定电话用户时，MSC将话务负荷分担地接入GMSC，GMSC分析被叫号码选择路由至相应的市话局;当固定电话用户拨打GSM网用户时，PSTN将话务负荷分担地接入GM-SC，GMSC进行“InterrogationHLR”，获得漫游号码后重新选择路由，将呼叫接入MSC或TMSC。 　　(2)方案特点 　　①PSTN与GSM网之间所有的呼叫均通过1对GMSC转接，使得两网间界限分明，便于网络维护管理。 　　②两网相对独立，可保证在一段时间内其中一网进行扩容或网调时，不会导致另一网结构发生较大变化，有利于两网的发展和调整。 　　③采用负荷分担的方式，网络运行安全、可靠，可在一定程度上减少传输故障及意外灾害造成的影响。 　　④有利于PSTN和GSM网进行网间结算。 方案3：设置多对GMSC分区域汇接 随着我国GSM网的飞速发展，目前我国一些经济发达地区的移动本地网已拥有10～20个移动端局。对于这样超大规模的GSM网，可根据本地区的地理特点，将整个GSM网划分为多个汇接区。 实现方式：每个汇接区内设置1对GMSC,GSM网内采用来话全覆盖、去话分区汇接的方式，PSTN与GSM网之间采用来话分区汇接、去话全覆盖的方式。具体组网方式为：a.各MSC与本汇接区内的1对GMSC建立直达中继，各GMSC均与PSTN内的市话汇接局、部分端局相连。当本汇接区内的移动电话用户呼叫PSTN用户时，MSC以负荷分担的方式将呼叫送至本区内的1对GMSC，GMSC分析被叫号码将呼叫送至相应的市话局或长途局。b.本汇接区内的市话汇接局和部分端局与本区内的1对GMSC建立直达中继，各GMSC与移动本地网内的所有MSC建立直达中继。当本区内的固定电话用户拨打GSM网用户时，市话局将呼叫负荷分担地接至本区内的1对GMSC，由GMSC通过查询HLR得到包含移动电话用户当前的位置信息的漫游号码后，重新选择路由将呼叫送至相应的MSC。 以上就是对以移动电话网和固定电话网为代表的GSM网和PSTN网关系的阐述。综上所述，它们之间的关系是密不可分，紧密相连，更不能说是现在的移动网已经超越了电话网，而且发展到了可以替代的作用的了。其实它们各有所用，适合的时间和环境各有利弊，因此，在这个信息产业快速发展的时代，我们要发挥他们之间的最大作用，引领我们有突破，有创新。 参考文献： 1.创新数据库-移动Labs：http://labs.chinamobile.com/innobase/i-137.html 2. PSTN_百度百科 ：http://baike.baidu.com/view/50639.htm 3.GSM百度百科：http://baike.baidu.com/view/7530.htm 4.百度文库：现代通信网概论 固定电话网： http://wenku.baidu.com/view/364308bbfd0a79563c1e7284.html 5.技术讲座-GSM蜂窝移动通信系统：http://www.mc21st.com/techfield/systech/gsm/g4-1-2-3.html