电信网基础与程控交换原理

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电信支撑网
• 电信管理网（TMN）； • 信令网（No.7）； • 时钟同步网（BITS）； • 集中智能网
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电信管理网(TMN) :
• 提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型的操作系统 （OS）之间、操作系统与电信设备之间的互连。它是采用 商定的具有标准协议和信息接口进行管理信息交换的体系 结构。 • TMN是叠加于电信网之上的计算机网络 • 建立TMN的目的是支撑电信网和电信业务的规划、配置、 安装、操作和组织，从而最大限度地利用电信网络资源、 提高网络的运行质量和效率，向用户提供良好的通信服务。
• 有明确的规律性，确保路由选择时不会 出现死循环； • 一个呼叫连接中串接的段数应尽量小； • 能够在低等级网络中疏通的话务应尽量 在底等级网中疏通……
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路由选择图例
T A A局到B局路由： AB、AT (a）固定路由选择 B
T A A局到B局路由：
正常： AB、AT AB话量高：AT、AB
电信网络的基本知识
• • • • • • 网络拓扑结构 路由选择 编号方案 提供的业务 网络质量 话务量概念
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网络拓扑结构
树形
网形
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星形
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路由选择方案
• 固定选路方案 • 动态选路方案；（话务量、时间等）
• 确保传输质量和信令信息的可靠传输；
电信网基础与程控交换原理
网络事业部南京研究所 有线网络系统部
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主要内容
• 电信网概况 • 数字程控交换
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通信网络的组成
• 终端：电话、传真、视讯、数据终端等； • 传输：电缆、光缆、微波、卫星； • 交换：数字程控交换机、纵横制交换机、 ATM交换机等； • 接入：有线接入网，无线接入等。
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通信网络的种类 —业务网
PSTN PSPDN CATV
ATM PLMN
DDN
INTERNET
FR
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电信电话网的组成 •交换网 交换网 •传输承载网 传输承载网 •支撑网 支撑网
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电话网——交换网 交换网 电话网
SSP
业务交换层
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电话网的多层次模型
MMC OMC OMC OMC
管理网 集中智能网
电信数据库
辅 助 网
数字同步网
信令网
交换网
基 础 网
传输节点 本地交换机点 中继交换机 点 辅助网 节点 链 传输 路 话务路 由 助网 辅 链路
传输承载网
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交换机的引入
A
电话 交换机
B 两个用户 N(N-1)/2
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交换机的主要作用
• ——提供通信通路
用户线
用户线
交换机
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电话交换机——发展历程 电话交换机
• 人工式； • 步进制； • 纵横制； • 准电子； • 程控式；
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数字交换网—1 数字交换网
接线器类型 • T接线器 • S接线器
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155M
STM-1 (1920CH)
OC-3/STS-3 (1440CH) OC-9/STS-9
622M
STM-4 (7696CH)
OC-12/STS-12 (8046CH) OC-18/STS-18 OC-24/STS-24 OC-36/STS-36
2.5G 10G
STM-16 (30720CH) STM-64 (122880CH)
• 2B+D • 30B+D
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中继接口部分
功能类似于模拟用户电路 OSCHT功能
• 模拟中继； • 数字中继； • 数字光中继
GAZPACHO功能
• G: Generation of frame code;
• • • • • • •
A: Alignment of frame; Z: Zero string suppression; P: Polarity conversion; A: Alarm (TS0); C: Clock recovery; H: Hunt during reframe; O: Office signaling;
• 60~70年代：大型计算机
集中控制，空分模拟交换； • 70年代：小型机控制，时 分数字交换； • 80年代：微机全分散控制， 模块化结构； • 90年代：提供ISDN，支持 分组业务。
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POTS Telephony Today
))))
1 0 1 0 Codec function Telco Central Office or Enterprise PBX
SONET等级 等级 OC-1/STS-1 (480H)
标准速率 51.40Mbit/s 155.520Mbit/s 466.560Mbit/s 622.080Mbit/s 933.120Mbit/s 1244.160Mbit/s 1866.240Mbit/s 2488.320Mbit/s 9953.280Mbit/s
……
3级
……
3级 3
4级
4级 4级 …… 4级 4级 …… 4级 4级…… 4级 主从同步法
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集中只能网
业务管理层
SMP/SMAP Data Link
SCE
业务控制层
SCP SCP IP
信令系统
CCS7 Networking
PSTN/ISD N SSP CDMA GSM SSP
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电信网提供的业务 —— POTS
• • • • 本地电话业务； 长途、国际电话业务； 特服业务； Centrex业务及其它新业务；
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电信网提供的业务 —— ISDN
• 承载业务； • 用户终端业务； • 补充业务
ISDN提供： 提供： 提供 •端到端的数字连接； •综合的业务； •标准的用户—网络接口
OC-48/STS-48 (32356CH) OC-192/STS-192 (129024CH)
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SDH是在 是在PDH的基础上发展起来的一种数 是在 的基础上发展起来的一种数 字传输技术体制, 它的主要特点是: 字传输技术体制 它的主要特点是
1. 在高速率的传输系统中 采用统一的传输标准速率 对两 在高速率的传输系统中, 采用统一的传输标准速率, 种不同的PDH的速率标准能够予以兼容 给网路的互连互通 的速率标准能够予以兼容, 种不同的 的速率标准能够予以兼容 提供了方便. 提供了方便 2. 在SDH的帧结构中具有丰富的用于监控和管理的开销比 的帧结构中具有丰富的用于监控和管理的开销比 以此为基础, 特, 以此为基础 增加了网路监控和管理的功能 3. 提供了高速率的传输通道 为建立宽带信网提供重要的 提供了高速率的传输通道, 基础设施
由各种交换机组成： 由各种交换机组成：
•国际局 国际局 •长途局 长途局 •长途端局 长途端局 •市话汇接局 市话汇接局 •市话端局等 市话端局等
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电信网结构 国际关口局 C1 大区中心 C2 省中心 C3 市中心 C4 县中心 C5 端局 . . Tm 终端
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电信网的发展趋势
PSPDN PSTN ATM DDN CATV
统一的多业务网络
INTERNET PLMN FR
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主要内容
•电信网概况 •数字程控交换
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数字程控交换机
一、程控交换机基本原理 二、信令的基本概念 三、交换机呼叫处理过程
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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ISDN号码结构 号码结构
N(S)N
NDC
SN
Partial number
SA
ISDN 号码结构
NDC: National Destination Code N(S)N: National (Significant) Number SN: Subscriber Code SA: Sub-Address
• 稳定质量：
– 可靠性，可用性和故障率；
• 传输质量：
– 话音质量； – 误码，时延……
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话务量的概念
•从数量上表明用户占用交换网络和 从数量上表明用户占用交换网络和 交换设备的程度叫做话务量 •单位：Erl（爱尔兰）或小时呼 单位： （爱尔兰） 单位 •通过计算话务量模型提高设备的利 通过计算话务量模型提高设备的利 用率 •控制集线比防止阻塞 控制集线比防止阻塞
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美国 1.544Mbit/s 6.312Mbit/s 44.736Mbit/s 274.176Mbit/s
日本 1.544Mbit/s 6.312Mbit/s 32.064Mbit/s 97.728Mbit/s 397.200Mbit/s
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表1.2 SDH 的速率等级 SDH等级 等级
B
（b)动态路由选择
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编号方案
等位编号：号码长度相等的编号方式； 等位编号 不等位编号：号码长度不相等的编号方式，我国 不等位编号 目前采用这种方式。 长途区号 局号 用户号
用户号码 国内有效号码 (长度≤10位)
国内有效号码（National significant Number）
操作维护系统
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用户接口部分
•
• 模拟用户； • 数字用户；
• • • • • •
BORSCHT功能 B: Battery feeding; O: Over voltage protection; R: Ringing; S: Supervision; C: CODEC; H: Hybrid; T: Test;
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七号信令网结构
HSTP
HSTP
SP LSTP
A
HSTP
HSTP LSTP SP
LSTP
SP LSTP LSTP HSTP HSTP HSTP B SP
SP
—中国电信、移动、联通
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时钟同步网
基准时钟
二级时 钟 3级
……
……
二级时 钟 3级
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程控交换机的基本构成－1
接口 交换网络 CPU 存储器 I/O设备 控制器 接口
用户 中继
中继 用户
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程控交换机的基本构成
话路系统
—2
• • • • 用户接口电路； 中继接口电路； 交换网络； 信号部件；等
控制系统
• 呼叫处理 • 外围控制处理器
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电信网提供的业务 —— IN
• • • • • 800 被叫集中付费业务； 300 计帐卡业务； 600 虚拟专网业务； 700 通用个人通信业务； 181 电话投票业务；
• ……
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电信网的质量测度
• 接续质量：
– 呼损； – 接续时延；
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传输承载网
PDH传输 SDH传输 载体：光纤、微波
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PDH时分复用系列 时分复用系列 欧州 一次群 二次群 三次群 四次群 五次群 2.048Mbit/s 8.448Mbit/s 34.368Mbit/s 139.264Mbit/s 564.992Mbit/s
PSTN Networks PSTN
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语音信号的数字化
采样
模拟话音 滤波器 Fs = 8KHz
量化
A/µ率非 均匀量化
编码
数字话音 码速64kb/s
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PCM30/32脉冲编码调制系统 脉冲编码调制系统
• PCM30/32采用复帧结构； • 每一帧占125µs，被分为32个时隙（TS0 - TS31）； • 每个时隙为8位。其中TS0为帧同步码时隙，TS16为复帧同 步码和标志信号码时隙，其它30个时隙可用来传送话路； • 每一时隙含8位码，每一帧共有8x32=256位（256 bits）； • 每16帧构成一个复帧，其长度为16x125µs = 2ms； • 帧速率为8000/每秒，线路速率为2048 Kbits/s