交换基础知识

根据我国现有公用电话网 的发展现状和综合业务数字网的发展前 景，GSM系统与PSTN的互连方式采用7号信令系统的TUP接口，GSM 系统和ISDN的互连方式采用7号信令系统的ISUP接口。其物理链路 是由MSC引出的标准2.048Mbit/s数字中继实现。

网络拓扑图
介绍提纲
一、交换网发展概况 二、网络构架和组网实例 三、业务功能
BSC的主要功能
TC的主要功能
实现16Kbit/s到64Kbit/s的话音信号处理 至BSC 至MSC
TC
Asub口 16Kbit/s 13Kit/s RPE-LPT 话音信息 A口 64Kbit/s 3Kbit/s 检测比特 64Kbit/s PCM码
+
对下行链路的话音激活检测和舒适噪声的产生
BSC
Abis
RNC
Iub Node B
RNC
Iub
BTS
Um
BTS
Node Node Uu B B
GSM系统接口（无线侧）
GSM系统接口（交换侧）
交换侧主要接口的含义（1/2）
A接口：A接口定义为网络子系统NSS 与基站子系统BSS 间的通信接口； 从系统上来讲就是移动交换中心MSC 与基站控制器BSC 之间的接口。物理 链路采用标准的2.048Mbit/s的数字传输链路，实现此接口传递的信息包括 移动台管理基站管理移动性管理接续管理等。
GSM交换基础知识
介绍提纲
一、交换网发展概况 二、网络构架和组网实例 三、业务功能
四、GSM系统相关号码
五、基本性能参数 六、交换工程设计基础 七、交换设计实例
技术发展：
网络交换技术共经历了四个发展阶段。
目前广泛应用于公众电话网（PSTN网）和移动网（包括GSM网和 采用存储转发机制，但报文交换是以报文作为传送单元，由于报文长度差异 CDMA网）。它的基本特点是采用面向连接的方式，在双方进行通信之前， 适用于具有很业务强突发性的数据通信网络。 很大，长报文可能导致很大的时延，并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困 ATM —异步传输模式（ATM）是基于电路交换和分组交换技术而提出的。ATM技术将 需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路，通信双方在通信过程 主要具有抗高业务流量突发性、时延相对较低的特点。它的基本特点是面向无连接而采用存 难，为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的，节点需要分配不同大小 面向连接机制和分组机制相结合，在通信开始之前需要根据用户的要求建立一定带宽的连接， 储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据，并在数据之前增加 中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，并且在电路的建立和释放过 的缓冲区，否则就有可能造成数据传送的失败。在实际应用中报文交换主要用于 但是该连接并不独占某个物理通道，而是和其他连接统计复用某个物理通道，同时所有的媒 相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数据传送的基本单元即分组。采 程中都需要利用相关的信令协议。这种方式的优点是在通信过程中可以保 体信息，包括语音、数据和图像信息都被分割并封装成固定长度的分组在网络中传送和交换。 传输报文较短、实时性要求较低的通信业务，如公用电报网。报文交换比分组交 用分组交换技术，在通信之前不需要建立连接，每个节点首先将前一节点送来的分组收下并 证为用户提供足够的带宽，并且实时性强，时延小，交换设备成本较低， ATM另一个突出的特点就是提出了保证QoS的完备机制，同时由于光纤通信提供了低误码率 换出现的要早一些，分组交换是在报文交换的基础上，将报文分割成分组进行传 保存在缓冲区中，然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个节点， 但同时带来的缺点是网络的带宽利用率不高，一旦电路被建立不管通信双 的传输通道，所以可以将流量控制和差错控制移到用户终端，网络只负责信息的交换和传送， 这样在通信过程中可以根据用户的要求和网络的能力来动态分配带宽。分组交换比电路交换 输，在传输时延和传输效率上进行了平衡，从而得到广泛的应用。 方是否处于通话状态，分配的电路都一直被占用。 从而使传输时延减少，ATM非常适合传送高速数据业务。目前ATM交换机主要用在骨干网络 的电路利用率高，但时延较大。
承载业务 异步双工数字电路
相配合的网络 PSTN，ISDN
可提供的数据速率 300，1200， 1200/75bit/s
承 载 业 务 种 类
400，4800， 异步PAD接入电 9600bit/s 路 PSPDN PSTN，ISDN， CSPDN 1.2/2.4/4.8/9.6kbit/s PSTN、ISDN与业 取一种上述的数 据速率 务的数字部分相符 PSTN，ISDN 语音和数据 2400，4800， 12kbit/s数据 9600bit/s
序号 4 (1) (2) 5 (1) (2) (3) 6 (1) (2) 7 (1) 8 (1) (2) (3)
补充业务 呼叫提供类补充业务 呼叫转移 移动接入搜索 呼叫完成类补充业务 呼叫等待 呼叫保持 至忙用户的呼叫完成 多方通信类补充业务 会议电话 三方通话业务 集团类补充业务 闭合用户群 计费类补充业务 计费通知 附加信息传送类 立即计费功能

交换侧主要接口的含义（2/2）
通常实用化的GSM系统结构一般把VLR和MSC集成在同一实体； 相应地MSC与VLR之间的B接口变成一内部接口；C接口和D接口一般 也用同一物理连接。

其它公用电信网泛指公用电信网（PSTN）、 综合业务数字网 （ISDN） 、公用分组交换数据网（PSPDN） 和电路交换公用数据 网（CSPDN）等。 GSM系统通过MSC与这些公用电信网互连，其接 口必须满足ITU-T的有关接口和信令标准及各个国家邮电运营部门制 定的与这些电信网有关的接口和信令标准。
各网元实现功能(1/3)
网络核心, 对控制区域内的移动用户进行通信控制和管理
各网元实现功能(2/3)
存储本地用户位置信息的数据库
各网元实现功能(3/3)
通常，HLR、AUC合设在一个物理实体中，VLR、MSC合设于一个物 理实体中，MSC、VLR、HLR、AUC、EIR也可合设于一个物理实体中。 MSC、VLR、HLR、AUC、EIR功能实体组成为交换子系统(SSS)。
MSISDN
CC
NDC
SN
National (significant) Mobile number Mobile station international
ISDN number
MSISDN 号码结构图
CC： Country Code，国家码，如 中国为86。 NDC：National Destination Code， 国内接入号，如中国移动的NDC 目前有139、138、137、136、135、 134等；中国联通的NDC 目前有 130、131、132、133等 SN： Subscriber Number ，SN的一 般格式H0 H1 H2 H3 ABCD
BTS的主要功能
BSS内部语音信号传输速率 1:4
U m MS 13Kbit/s Abiwenku.baidu.com Asub A 至MSC
BTS
16Kbit/s
BSC
16Kbit/s
TC
64Kbit/s
每个PCM时隙包含 1个GSM TCH/F
每个PCM时隙包含 4个GSM TCH/F
2Mbit/s PCM传输
TC可以放在传输链中BTS与MSC之间的不同地方； TC在功能上属于BTS，但通常放在MSC机房以节省长途传输链路。
移动通信网络结构图－GSM/CDMA
WCDMA网络结构——R99
PST N Intern et
Gi
CS域
GMS MS C/V LR
G E C D
C
Au CH HL R UMSC
PS域
Gc
GGS
Gr
N
Other
Gn Gp
PLMN
MSC/VL R
A Gb
Gs
SGS N
IuCS Iur IuPS
GGS N
介绍提纲
一、交换网发展概况 二、网络构架和组网实例 三、业务功能
四、GSM系统相关号码
五、基本性能参数 六、交换工程设计基础 七、交换设计实例
一、移动通信网络构架简介
专业术语:
缩略词 MS BTS BSC MSC HLR AUC VLR SMC GMSC TMSC STP SGSN GGSN 全称 Mobile subscribe Base tranceiver station BTS controller Mobile switch center Home location register Authencation center Visit location register Short messages center Gateway MSC Traffic MSC Signalling tranfer point Serving GPRS Support Node Gateway GPRS Support Node 中文 用户 基站收发器 基站控制器 移动交换中心 归属位置寄存器 鉴权中心 拜访位置寄存器 短消息中心 关口局 业务汇接局 信令转接点 服务GPRS支持节点 网关GPRS支持节点
中，主要利用ATM交换的高速和对QoS的保证机制，并且主要是提供半永久的连接。
电路交换与分组交换
电路交换: A1 B1
A2 A3
交换结点 分组交换: A1 A2 A3 交换结点 交换结点 交换结点
B2 B3
B1 B2 B3
小结
软交换技术发展
随着IP电话技术的发展，业内提出了软交换的概念。软 交换技术的主要特点是将业务呼叫控制和交换的功能相分离。 软交换技术仍然采用分组网络作为承载网络。传统的电 路交换和分组交换网络在每个网络节点上都集中了太多的智 能，网络节点不仅要负责呼叫控制、业务处理，同时还需要 负责进行通路的建立，同时，在电路交换网络中，许多业务 都需要在网络节点上配置相关的业务逻辑，这样也制约了业 务的及时提供。软交换技术提出的一个新的概念就是将呼叫 控制、承载建立、业务逻辑相分离，各实体之间通过标准的 协议进行连接和通信，在网上可更加灵活地提供业务。
介绍提纲
一、交换网发展概况 二、网络构架和组网实例 三、业务功能
四、GSM系统相关号码
五、基本性能参数 六、交换工程设计基础 七、交换设计实例
GSM系统相关号码
（为了确定GSM移动用户 的永久性编码） （为了确定GSM移动用 户的临时性编码）
（为了识别NSS网络组件）
(为了识别位置区、BSS网络组件)
同步双工数字电路 语音和数据交替
补 充 业 务 种 类
序号 1 (1) (2) (3) (4) 2 (1) (2) (3) (4) (5) 3 (1) (2) (3)
补充业务 呼叫提供类补充业务 无条件呼叫前转 遇移动用户忙呼叫前转 遇无应答呼叫前转 遇移动用户不可及呼叫前 转 呼叫限制类补充业务 闭锁所有出局呼叫 闭锁所有国际出局呼叫 闭锁除归属PLMN国家外 所有国际出局呼叫 闭锁所有入局呼叫 当漫游出归属PLMN国家 后，闭锁入局呼叫 号码识别补充业务 主叫号码识别显示 主叫号码识别显示限制 恶意呼叫识别

C接口：C接口定义为MSC与HLR之间的通信接口。当移动台MS 作被叫时C 接口用于关口 MSC从HLR获得被叫MS的路由信息， 当向MS传短消息时C接口 用于SMS关口MSC从HLR获得MS目前所在的MSC号码。

D接口:D接口定义为VLR与HLR之间的通信接口；该接口用于与交换有关 的移动台位置信息及用户管理信息。为保证移动用户在整个服务区内能够 建立和接受呼叫，则必须要在VLR与HLR之间交换数据。
电 信 业 务 种 类
电话 紧急呼叫 短消息主叫 短消息被叫 短消息广播 先进的消息处理业 同步双工数字电 务接入方式 路 (MHS)X.400 智能用户电报 同步双工数字电 (TELETEX) 路 可视图文 异步双工数字电 (Videotex)接入 路1200/75bit/s 语音和三类传真交 替传送 自动三类传真业务
四、GSM系统相关号码
五、基本性能参数 六、交换工程设计基础 七、交换设计实例
业务分类
数字移动通信网能提供的业务分为基本业务和补充业务，基 本业务按功能又可分为电信业务和承载业务，除此以外移动通信 网还支持智能业务、GPRS业务。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
电信业务
相应的承载业务