通信专业实务-交换技术

第一章 通信专业实务--交换专业 第二章 交换技术概念 2.1交换技术的发展 人工交换：人工交换是指由话务员进行操作以完成(电路交换)任务。 自动交换：世界上第一台自动电话交换机是由美国人A.B.史瑞乔于1889年首创的 2.2现代交换技术的基本类型 固定电话网络与移动电话网络的交换技术是现代交换技术中最基本的两种类型 1，固定电话交换技术 固定电信网络中的交换技术是传统的交换技术 2，移动网交换技术 移动通信主要有蜂窝状移动通信系统、无线寻呼系统、无绳电话系统、集群调度系统、无中心选址系统和卫星移动痛惜系统等。无线寻呼业务仅仅经历了十来年时间， 由于移动手机的广泛使用以及资费的降低，我国寻呼业务已基本淘汰 2.3交换技术基础 2.3.1 电路交换技术 2.3.2 报文交换技术 优点那个：中继线利用率高；采用“存储—转发”方式 2.3.3 分组交换技术 图2.4分组交换概念示意图很重要 分组交换方式的主要特点有以下几个方面 （1）​ 传输质量高（2）可靠性高（3）实现不同种类型终端间的通信（4）分组多路通信（5）按信息量比例计费（6）与公用电话网和电报及低速数据网连接 第3章​ 程控交换技术 3.2.2 程控数字交换机的硬件组成 程控数字交换机硬件同样可分为话路系统和控制系统两大部分 1，​ 话路系统：由用户级，远端用户级，选组级（数字交换网络），各种中继接口，信号部件等组成 （1）​ 用户级：由用户电路和用户集线器组成 。用户电路是用户线与交换机的接口电路，目前程控数字交换机中用户电路的功能有下列七项 B(battery feed)—馈电；O（Over-voltage protection）--过压保护 R(Ringing control)—振铃控制； S(Supervison)监视； C(Code&filters)---编译码和滤波； H（Hybrid circuit）--混合电路；T（test）--测试 一般大型程控数字交换机的数字交换网络都是由时间接线器和空间接线器组成 模拟中继器：他的功能和用户电路相似，也有过压保护（O），编译码及滤波（C），测试(T)功能，不同的是他不需要馈电（B）和铃流控制（R）功能 3，​ 其他设备 （1）​ 外围设备：磁带机，磁盘机，维护终端设备 3.2.3 程控交换机的软件组成 程控交换系统的运行软件分为两大类：系统软件和应用软件 P46 交换软件组成的图 4 程控交换系统软件的特点 程控交换系统软件最突出的特点是大规模、强实时性、多重性处理、高可靠性和维护要求高（对一个交换系统来说，可靠性指标通常是99。9%的正确呼叫处理以及40年内系统中断运行时间不超过两个小时） 3.2.4 软件语言 程控交换系统的软件中常用的两类语言是汇编语言和高级语言 CCITT根据程控交换机软件程序的整个设计过程，提出采用三种软件设计高级语言，即SDL语言（是一种图形语言），CHILL语言和MML语言（交互式人---机操作和维护命令语言） 3.3数字交换原理 3.3.1时隙交换的基本概念 数字交换网络的功能是完成时隙交换，也就是完成人意PCM复用线上任意时隙之间的信息交换。在具体实现时应具备以下两种基本功能：（1）在一条服用线上进行时隙交换功能（时间）（2）在复用线之间进行统一时隙的交换功能（空间） 3.3.3 时间接线器和空间接线器 (1)T接线器的组成 时间接线器主要由语言存储器（SM）和控制存储器（CM）所组成 P56 图3-21 T 接线器的组成和工作原理图 （2）​ 空间接收器 图3-22 S接线器的组成和工作原理图 3．4 程序控制基本原理 3.4.1 呼叫持续过程及状态迁移 （1 ）呼叫接续过程 （2）接收拨号（3）拨号数字分析（4）呼叫被叫用户（5）被叫应答（6）话终释放 2，状态迁移 把一次接续划分为很多较长时间内稳定不变的稳定状态，如空闲、收号、振铃、通话等。交换机由一个稳定状态变化到另一个稳定状态（实际就是交换动作）叫做状态迁移。之所以引入这样的概念，是因为，当监视处理要求时，正好是交换机处于稳定状态，而执行所要求的处理时（称执行任务），正好是使交换机从某一稳定状态变化到其他稳定状态，即状态迁移。用户呼叫是随机事件，呼叫的对象可以是普通用户、长途用户或特服用户；呼叫过程和呼叫结果也可能出现不同的情况，但所有处理过程都是由多次状态迁移所组成 3.4.3 呼叫处理有关的数据和格 1，用户数据 2 局数据 3 数据和表格的安排：根据信息存在的时间特性，数据可分为半固定数据和暂时性数据两类。 3.4.4​ 呼叫处理基本原理 1、​ 输入处理 2、​ 分析处理 分析处理可分为：去话分析，号码分析，来话分析和状态分析 （1）​ 去话分析的主要任务是分析主叫用户的用户数据，以决定下一步的任务和状态 （2）​ 号码分析是对所拨打的被叫号码进行分析，以决定接续理由、话费系数、任务好吗及下一状态、号码等项目 （3）​ 来话分析是分析被叫用户的类别，运用情况，忙闲状态等，以确定下一个任务及状态号码 （4）​ 状态分析的数据来源是稳定状态和输入信息 3.5​ 程控交换机的操作系统 局用程控交换机的联机软件中都配有实时操作系统，以统一管理包括处理机在内的所有资源 3.5.2 实时处理和多重处理 1，实时处理 常采用的方式有：定期扫描，终端，队列 3.5.3 程序的执行管理 1，程序的分级 典型的程序执行级别划分为：故障级、周期级和基本级 故障级的调度是由故障级中断控制的 3.6.2 控制系统的结构方式 结构方式分为集中控制，分级控制，分布式控制和分散控制 3.6.3 备用方式 1，微同步方式（同步双工方式） 2，负荷分担（话务分担）方式 3，主备用方式 4，N+1方式 第四章 电话通信网 4.1电话网的结构 4.1.1 市内电话网 市内电话网的结构与城市的大小、人口密度、电话普及率等因素有着密切关系 2，​ 分局制市话网 （1）​ 全互连市话网 （2）​ 汇接制市话网 是复合网，一种有3种方式：来话汇接，去话汇接和去话来话合并汇接 4.1.2 本地电话网 本地电话网简称本地网。本地网就是指在同一个长途编号区范围内，由若干个端局或者由若干个端局和汇接局及局间中继、长市中继、接入网和话机终端所组成的电话网。一个本地电话网属于长途电话网中的一个长途编号区，且仅有一个长途区号。本区用户呼叫本编号区内的用户时按照本地区的统一编号只拨7位或者8位用户号码，我国特大城市的本地网内用户相互间拨号则只拨8位号码，而不需要拨长途区号。 长途电话网由原来的四级过渡到目前的二级 本地电话网的最大服务范围一般不超过300KM 4.1.3 专用电话网 所谓专用电话网是指专门用途的内部电话通信网。规模较大的专用电话网不仅有市话网，而且还有长途网 4.1.4 移动电话网 1，移动电话的发展 2，蜂窝状移动电话网的结构：一个蜂窝状公用移动电话网（PLMN）可由一个或若干个移动业务交换中心（MSC）组成 4.1.5 长途电话网 1，长途电话网的组成 国内长途交换中心分为两个等级：其中汇接全省（直辖市，自治区）长途话务的交换中心为省级交换中心，用DC1表示；汇接省下属本地网长途终端话务的交换中心用DC2表示 2长途电话网的路由设置 （1）​ 高效直达路由（由于是高效路由，该路由上电路群的呼损会超过规定的呼损，该路由上的话务量不允许溢出到其他路由） （2）​ 低呼损直达路由（呼损不大于规定的标准时，该路由上的话务量不允许溢出到其他路由上） （3）​ 迂回路由 迂回路由选择是指某一交换中心A呼叫另一个交换中心B时，在第一次选择遇忙时，可以在进行选择，即更换路由。如果进行多次选择，则称为多级迂回。一个交换局对某一个目标局的选择可以有多个路由，当第一次路由选择遇忙时就迂回到第二路由或第三路由，此时，第二路由或第三路由称第一路由的迂回路由（不是首选路）由 3 长途电话局的设置 在设置多个长途交换中心时，原则上只有一个长途电话局的等级代表本长途交换中心的级别（高级局），其余为较低等级的长话局。长途电路的安排原则上是与本城市连接的所有基干路由应设在高级局内，以避免转话接续在本交换中心进行不必要的迂回，低级局主要安排直达路由，疏通终端话务 4​ 国际长途电话网的结构 国际长途电话网通过国际局进入国际电话网。国际长途电话网的组织也是灵活多变的，它根据各国城市之间电话业务繁忙程度可灵活设置国际直达电路。两个国际城市之间只要话务量足够大，地理位置又允许就可设置这样的直达路由 4.2 电话网络与号码资源的对应 4.3.1 网同步的基本概念 所谓网同步就是通过适当的措施使全网中的数字交换系统和数字传输系统工作于相同的时钟速率。 4.3.2 数字同步网的结构 1，网同步方式 （1）​ 主从同步（2）相互同步（3）准同步（4）分级的主从同步 3，​ 我国同步网的等级：等级主从同步法 4.3.3 各级时钟进网要求 1，时钟的工作状态 （1）​ 快捕状态 开机后首先进入快捕状态，由于这种状态锁相环时钟的时间常数较正常工作方式小，接受外基准同步信号后，可较快地进入正常工作 （2）​ 跟踪状态（正常工作状态） 一种无故障的工作状态，时钟的时间常数较大，对短时间的干扰有抑制作用，在快捕状态自动转入跟踪状态后，可达到基准时钟的长期稳定性 （3）​ 保持状态（记忆工作状态） 当时钟失去主用基准后，使用电子记忆（频率记忆）技术，以维持失去同步前的频率准确度 （4）​ 自由运行状态 时钟不同步于外同步基准，也不使用存储技术以维持频率的准确性 4，​ 对时钟的可靠性要求 （1）平均故障间隔时间（MTBF）和平均故障修复时间（MTTR） 组成基准时钟的每个铯适中的平均故障间隔时间（MTBF）应大于40年。平均故障修复时间（MTTR）应小于90度。第二级和第三极时钟（MTBF）应大于10年 4.4​ 电信管理网 4.4.1 电信管理网的概念 电信管理网（TMN）：TMN可以用来支持广泛的管理领域，包括对电信网和电话业务的设计、安装、保障、操作、维护、管理和用户业务 4.4.2​ 电信管理网的功能 TMN 的一般功能包括：传送、存储、安全、恢复、处理及用户终端支持等 TMN的应用功能有：性能管理、告警检测、故障管理、配置管理、安全管理、计费管理及话务管理 4.4.3​ 电话网的网络管理与控制 1，​ 电话网的网络管理主要内容：包括（1）向各交换机收集话务数据进行话务统计，对全网的话务流量、流向进行统计分析，即对网络进行话务管理 （2）​ 对交换设备和传输设备进行监测和显示告警（3）对电路进行调度 3网管系统的数据和信息 网管系统的数据包括静态数据和动态数据两种，动态数据又分A,B,C三类。A类动态数据是周期性通过所连接的下级网管中心采集的设备利用情况和各种变化的数据。B类动态数据是按指令登记索取的信息。C类动态数据为重大告警信息 4 网络的控制 对网络的控制分为扩张性控制和保护性控制两大类 （1）​ 扩张性控制：使可能遇到阻塞的话务通过网络中负荷较轻部分疏通，以提高呼叫的接通率，并且在一定程度上控制无效的试呼次数，达到恢复网络正常运行的目的。扩张性控制措施有：建立临时的迂回路由、跨越异常路由、变双向电路为单向电路等。在网络发生异常情况时，首先应采用扩张性控制 4.4.5话务流量控制 3 网管话务控制功能介绍 （1）网管话务控制功能分类：呼叫目的控制，中继资源管理控制 （2）扩张性控制和保护性控制：一般而言，应首先启用扩展性控制，在无扩张性控制可用或其无效时，再启用保护性控制 第五章移动网交换技术 5.1 移动通信的网络结构 ITU-T于1988年对公用陆地移动通信网（PLMN）的结构、功能和接口及其与公共电话交换网（PSTN）等的互通做了详尽的规定。P130 1,网络的功能实体 （1）移动台 一个BSS包括一个基站控制器（BSC）和一个或多个基站收发信台（BTS） （2）​ 基站系统（BTS） BTS是BSS的无线部分，受控于BSC，包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、天线、连接基站控制器的接口电路，以及收发信台本身所需要的检测和控制装置等。它完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。 （3）​ 归属位置寄存器（HLR） HLR是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。归属是指移动用户开户登记所属区域。在移动通信网中，可以设置一个或若干个HLR，这取决于用户数量、设备容量和网络的组织结构等因素。 （7）鉴权中心 AC存储移动用户合法性检验的专用数据和算法 2，​ 网络的接口 （1）​ Um接口：又称空中接口 5.2.2自动漫游 自动漫游（Roanming）是蜂窝移动通信网的一项重要服务功能，它可使不同地区的移动网实现互连 第六章 宽带交换技术 6.2.1 ATM的基本概念 1 ATM的概念 ATM将信息流分割成固定长度的信元，这些固定长度的信元在信道上，以统计复用的方式进行传输和交换，并采用硬件电路告诉地随信头进行识别和交换处理。因此，ATM交换技术融合了电路交换技术和分组交换技术的优点。 我们用”ATM网络”表示采用ATM技术的B-ISDN。 2 虚信道与虚路径 ATM的主要特点之一，就是携带用户信息的全部信元的传输、复用、交换过程，均在虚信道上进行 对交换型业务而言，基本的ATM选路实体是虚信道（VC） 6.2.2 ATM参考模型 协议参考模型包括三个平面，分别表示用户、控制和管理信息三个方面的功能。 6.2.3 ATM的交换网络 目前的ATM交换机设备，按其功能和用途，可分成两大类：接入交换机和节点交换机 6.2.4 ATM网络接口 1，用户/网络接口（UNI） UNI是用户设备与网络之间的接口，直接面向用户 6.2.5 ATM网络信令 1 ATM网络信令的基本概念 ATM是一种面向连接的网络技术，信令是网络设备间进行连接控制管理的对话语言。 6.3 多协议标签交换（MPLS）技术 6.3.1 MPLS中的关键概念是将路由控制和分组转发分离 6.3.2 MPLS属于多层交换技术，它主要有两部分组成，即控制面和数据面。 6.4 光交换技术 光交换被认为是为未来宽带通信网服务的新一代交换技术 6.4.4 自动交换光网络（ASON）技术 与传统传送技术相比，ASON技术的最大特点是引入了控制平面 6.5 软交换技术 6.5.1 软交换技术的概念 智能网的核心思想就是将呼叫控制和接续功能与业务提供分离，交换机只完成基本的呼叫控制和接续功能。 控制层的核心功能实体就是软交换 6.5.2 软交换网络结构及主要功能 1，软交换的网络功能 软交换是为下一代网络中具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控功能的实体，是下一代网络呼叫控制的核心，也是目前电路交换网向分组交换网演进的主要设备之一。 在该体系结构中，网络从底向上按纵向划分为4层:边缘接入层、核心传送层、网络控制层和业务层，各层之间采用标准化接口 2软交换的主要功能 媒体介入功能，呼叫控制功能，业务提供功能，互连互通功能，资源管理功能，认证和计费 第七章 智能网技术 7.1 智能网的概述 7.1.1 智能网的发生 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。 这里所谓的体系概念是指两个方面：一是智能网应能提供独立于业务的功能，这些功能应能像“积木”一样可以用来组装各种业务，使新业务易于规定和设计；二是网络实现与业务的提供相互独立，即业务可以利用分布式的网络功能，可以跨越若干网络并且独立于这些网络的具体实现。由于业务独立于网络基础结构，物理网络的演变不影响现有业务，网络中的物理设备可以由不同厂商提供 智能网的基本思想是把业务控制逻辑从交换软件中分离出来，在集中地节点中实现业务控制，这个节点成为业务控制点（SCP）;交换机在原有交换软件的基础上增加业务交换功能，成为业务交换点（SSP）。当需要增加新业务是，只需要在业务控制点中增加相应的业务逻辑，而不需要对交换系统的软件进行修改，从而大大加快了新业务的开发。 智能网的最大特点是将网络的交换功能与控制功能相分离 7.1.2 智能网的结构 业务交换点（SSP）和业务控制点（SCP），还有智能外设（Intelligent Peripheral,IP）、业务管理系统（Service Managenment System,SMS）、业务数据点（Service Data Point ,.SDP）及业务生成环境（Service Creation Environment,SCE）等 7.1.3 智能网的标准 由于智能网服务于不同的网络时，所提供的业务的复杂程度不同，而且随着通信技术的不断发展会有新技术新网络的出现 7.2智能网概念模型 智能网的概念模型（INCM）是由国际电联（ITU-T）提出。INCM由四个平面组成：业务平面，全局功能平面，分布功能平面和物理平面 3 常用智能网业务简介 被叫集中付费业务（800），记账卡呼叫业务（300），虚拟专业网业务（600），通用个人通信业务（700），广域集中用户交换机业务(WAC) 7.2.2 全局功能平面（GFP）：主要面向业务设计者 7.2.3 分布功能平面（DFP） 分布功能平面（DFP）是在智能网中如何分布各种功能的一种模型 业务控制点（SCP）是智能网的核心构件，它存储用户数据和业务逻辑。SCP是智能网的核心部件，其中驻留有业务逻辑程序（SLP）和用户数据，提供对智能网业务的控制能力、 业务交换点（SSP）通常包括呼叫控制功能（CCF）和业务交换功能（SSF） 7.5.3 固网智能化 固定电话网络引入移动通信网络中（HLR）的思路，开发出了SHLR(smart Home Location Register)设备，满足固定电话网络的号码、用户业务属性集中管理需求，不仅仅可以单个本地网的集中管理，甚至是多个本地网的集中管理。 第八章 信令系统 8.1 信令的基本概念 信令是电话用户操纵的电话机与交换机、交换机与交换机之间完成呼叫接续的通信信息 8.2 信令分类 1 按信令的服务区域分类：可分为用户线信令和局间信令两类 2 按信令传递途径的方式分类：按信令传递途径方式局间信令可分为随路信令（CAS）和公共信道信令(CCS)两大类，局间随路信令又可分为线路信令和记发器信令两类。线路信令在处中继器、入中继器或去话线路设备、来话线路设备之间传送，它是监视局间中继线上的呼叫状态的信令 3 按信令的传递方向分类：可分为前向信令和后向信令两类 8.3 公共信道信令 8.3.1 公共信道信令的概念 在数字数据链中，标准的信令速率是64Kbit/s,但也可采用低于64Kbit/S的速率 2 信令路由与话路的对应方式：直联工作方式；准直联工作方式；完全分离工作方式 3 公共信道信令的优越性 公共信道信令方式与随路信令方式相比具有以下优点： （1）传送速度显著提高，接续时间大大缩短（2）信令容量大（3）由于信令的传送与话路完全分开，在通话时间内可根据需要来处理和传递信令（4）可灵活地增加信令和修改信令（5）使数量很大的随路信令设备大大简化，更为经济（6）适应电信网发展的需要 8.3.3 7号信令的信令单元 1 消息信令单元（MSU）2 链路状态信令单元（LSSU） 3 填充信令单元（FISU） 标志码（F）：码型为01111110 占用8比特位 FIB只占1比特位，用“0”或“1”表示 BIB只占1位，用“0”或“1”表示 8.3.4 7号信令的电话用户部分（TUP） 1 电话信令单元格式 前向地址消息组（FAM）：前向发送的包含地址信息的消息。起始地址消息（IAM）：建立呼叫时首次前向发送的消息，包含地址信息和有关呼叫的编路与处理的其他信息 8.4 信令网 1，信令网的基本概念 无极信令网：信令网中不引入信令转接点的就是无极网，信令点间采用直联方式工作 2 信令网的结构和网路组织 （1）第一级HSTP间的连接方式：目前国际上采用网状连接和A,B平面连接方式 第九章 话务基本理论和交换系统服务标准 9.1 话务量 9.1.1 话务量的概念 1 话务量的定义：话务量是表达电话网内机线设备负荷数量的一种量值，所以也称为电话负荷。电话用户或者其他入线是产生话务量的来源，因此他们被称为话源 话务量公式：A=Ct*t A为T时间里的话务量，t为平均占用时长；Ct为T时间内一群话源产生的呼叫次数 1Erl=1小时呼=60分呼=36百秒呼 从话务量定义可以看到，有三个因素影响话务量的大小。第一，所取时间T的长短；第二 呼叫强度，第三 每次呼叫的占用时长 人们将一条中电话负载最大的一小时称为最忙小时，简称忙时。 我们把单位时间内的话务量叫做话务量强度，由于习惯上常把强度两个字省略，所以，如不特别声明，所说的话务量都是指话务量强度，即最忙一小时的话务量。 2 交换系统处理话务的两种方法：呼损工作制 和待接工作制 9.2 呼损的计算 9.2.1 线群的概念 2 线群的呼损：在呼损制工作方式中，表达线群服务质量的服务指标就是呼损 9.2.2 全利用度线群的呼损计算 呼损计算公式： 呼损计算公式表达了P,V和A三个量之间的函数关系：在呼损P保持不变的条件下，如果话务量A增大，则出现数V必须增加