現(xiàn)代通信系統(tǒng)綜合性設計(交大理工)

1、存檔資料 成績： 華東交通大學理工學院課 程 設 計 報 告 書所屬課程名稱 現(xiàn)代通信系統(tǒng)綜合性設計 題 目 現(xiàn)代通信系統(tǒng)綜合性設計分 院 專業(yè)班級 學號 學生姓名 指導教師 2013年12月3日 華東交通大學理工學院課程設計報告目錄第一章 課程設計內容與要求11.1 課程設計內容與要求11.2 長途電話業(yè)務簡介11.2.1 固定網國內長途電話業(yè)務11.2.2 固定網國際長途電話業(yè)務21.3 SDH簡介21.4 GSM移動通信系統(tǒng)簡介3第2章 長途電話業(yè)務的配置實現(xiàn)設計42.1 長途電話網的結構42.1.1 四級長途電話網的網路結構42.1.2 二級長途電話網的網路結構42.2 C&C08程控

2、交換機的設備結構及工作原理52.2.1 C&C08硬件模塊52.2.2 C&C08軟件系統(tǒng)72.2.3 C&C08主要單板72.3 EBRIDGE平臺的使用和業(yè)務配置操作過程92.3.1 交換機的基本結構和基本組成92.3.2 調試過程102.4 對系統(tǒng)進行調試并分析實驗結果102.4.1 長途業(yè)務調試實驗102.4.2 C&C08和SDH 2M聯(lián)調11第三章 SDH設備相關管理軟件133.1 SDH網絡133.1.1 SDH基本網絡結構133.1.2 SDH環(huán)自愈環(huán)網143.2 華為光傳輸設備結構及工作原理153.2.1 SDH設備硬件概述153.2.2 OPTIX 2500+設備介紹153

3、.2.3 SDH設備軟件總體介紹193.3系統(tǒng)調試并分析實驗結果21第四章 GSM移動通信系統(tǒng)234.1 GSM的發(fā)展概述234.2 GSM的系統(tǒng)構成234.2.1 交換分系統(tǒng)（MSS）244.2.2 基站分系統(tǒng)（BSS）254.2.3 移動臺（MS）254.2.4 操作與維護分系統(tǒng)（OMS）264.3 GSM系統(tǒng)的網絡結構264.3.1 MSC/VLR業(yè)務區(qū)274.3.2 位置區(qū)（LA）274.3.3 小區(qū)（Cell）274.4 GSM系統(tǒng)的接口與協(xié)議274.4.1 公眾陸地移動網（PLMN）的接口274.4.2 接口協(xié)議模型29第五章 課程設計心得31第六章 參考文獻（資料）32致 謝33

4、第一章 課程設計內容與要求1.1 課程設計內容與要求本次實訓主要是學習長途電話業(yè)務的配置實現(xiàn)設計、SDH設備相關管理軟件、GSM移動通信系統(tǒng)，通過對這些設備以及軟件的熟悉，是我們對通信專業(yè)的方向有了進一步的了解。我們是即將踏入社會的準通信工作者，綜合課設的重要性毋庸置疑。在這個課設中，我們要將大學四年的學習積累融會貫通。我們不僅要理論聯(lián)系實際，還要在實踐中提高動手能力，完善知識體系結構。在綜合課設的學習過程中，通過學習基本的理論知識，動手操作實驗設備，解讀設備構造，細化知識體系。對于我們日后工作學習都大有裨益。1.2 長途電話業(yè)務簡介1.2.1 固定網國內長途電話業(yè)務固定網國內長途電話業(yè)務是指

5、通過長途電話網（包括ISDN網）、在不同“長途編號”區(qū)，即不同的本地電話網之間提供的電話業(yè)務。某一本地電話網用戶可以通過加撥國內長途字冠和長途區(qū)號，呼叫另一個長途編號區(qū)本地電話網的用戶。固定網國內長途電話業(yè)務包括以下主要業(yè)務類型：u 跨長途編號區(qū)的端到端的雙向話音業(yè)務。u 跨長途編號區(qū)的端到端的傳真業(yè)務和中、低速數(shù)據(jù)業(yè)務。u 跨長途編號區(qū)的呼叫前轉、三方通話、主叫號碼顯示等各種補充業(yè)務。u 經過本地電話網、長途網與智能網共同提供的跨長途編號區(qū)的智能網業(yè)務。u 跨長途編號區(qū)的基于ISDN的承載業(yè)務。固定網國內長途電話業(yè)務的經營者必須自己組建國內長途電話網絡設施，所提供的國內長途電話業(yè)務類型可以是

6、一部分或全部。提供一次國內長途電話業(yè)務經過的本地電話網和長途電話網，可以是同一個運營者的網絡，也可以由不同運營者的網絡共同完成。1.2.2 固定網國際長途電話業(yè)務固定網國際長途電話業(yè)務是指國家之間或國家與地區(qū)之間，通過國際電話網絡（包括ISDN網）提供的國際電話業(yè)務。某一國內電話網用戶可以通過加撥國際長途字冠和國家（地區(qū)）碼，呼叫另一個國家或地區(qū)的電話網用戶。固定網國際長途電話業(yè)務包括以下主要業(yè)務類型：u 跨國家或地區(qū)的端到端的雙向話音業(yè)務。u 跨國家或地區(qū)的端到端的傳真業(yè)務和中、低速數(shù)據(jù)業(yè)務。u 經過本地電話網、長途網、國際網與智能網共同提供的跨國家或地區(qū)的智能網業(yè)務，如國際閉合用戶群話音業(yè)

7、務等。u 跨國家或地區(qū)的基于ISDN的承載業(yè)務。利用國際專線提供的國際閉合用戶群話音服務屬固定網國際長途電話業(yè)務。固定網國際長途電話業(yè)務的經營者必須自己組建國際長途電話業(yè)務網絡，無國際通信設施服務業(yè)務經營權的運營商不得建設國際傳輸設施，必須租 用有相應經營權運營商的國際傳輸設施。所提供的國際長途電話業(yè)務類型可以是一部分或全部。提供固定網國際長途電話業(yè)務，必須經過國家批準設立的國際通信出 入口。提供一次國際長途電話業(yè)務經過的本地電話網、國內長途電話網和國際網絡，可以是同一個運營者的網絡，也可以由不同運營者的網絡共同完成。目前各運營商都取消了pstn線路的建設，都采用網絡電話的軟交換系統(tǒng)，網絡電話

8、基本上都取消了長途市話的分別都是按照分鐘收取費用的。1.3 SDH簡介SDH是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網絡，是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網絡（SONET）。它可實現(xiàn)網絡有效管理、實時業(yè)務監(jiān)控、動態(tài)網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網絡運行與維護,它作為新一代理想的傳輸體系，具有路由自動選擇能力，上下電路方便，維護、控制、管理功能強，標準統(tǒng)一，便于傳輸更高速率的業(yè)務等優(yōu)點，能很好地適應通信網飛速發(fā)展的需要。迄今，SDH得到了空前的應用與發(fā)展。在標準化方面，已建立和

9、即將建立的一系列建議已基本上覆蓋了SDH的方方面面。在干線網和長途網、中繼網、接入網中它開始廣泛應用。且在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信中也積極地開展研究與應用。1.4 GSM移動通信系統(tǒng)簡介移動通信系統(tǒng)主要有蜂窩系統(tǒng)，集群系統(tǒng)，AdHoc網絡系統(tǒng)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)，分組無線網，無繩電話系統(tǒng)，無線電傳呼系統(tǒng)等。這種傳播煤質允許通信中的用戶可以在一定范圍內自由活動，其位置不受束縛，不過無線電波的傳播特性一般要受到諸多因素的影響。移動通信系統(tǒng)移動通信的運行環(huán)境十分復雜，電波不僅會隨著傳播距離的增加而發(fā)生彌散消耗，并且會受到地形、地物的遮蔽而發(fā)生“陰影效應”，而且信號經過多點反射，會從多條路徑到達接收地點

10、，這種多徑信號的幅度、相位和到達時間都不一樣，它們互相疊加會產生電平衰落和時延擴展。移動通信常常在快速移動中進行，這不僅會引起多普勒頻移，產生隨機調頻，而且會使得電波傳輸特性發(fā)生快速的隨機起伏，嚴重影響通信質量。GSM是Global System For Mobile Communications的縮寫，由歐洲電信標準組織ETSI制訂的一個數(shù)字移動通信標準，GSM是全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile communications) 的簡稱。它的空中接口采用時分多址技術。自90年代中期投入商用以來，被全球超過100個國家采用。GSM標準的設備占據(jù)當前全球蜂窩移動通

11、信設備市場80%以上。GSM 是當前應用最為廣泛的移動電話標準。全球超過200個國家和地區(qū)超過10億人正在使用GSM電話。所有用戶可以在簽署了漫游協(xié)定移動電話運營商之間自由漫游。GSM 較之它以前的標準最大的不同是它的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移動電話系統(tǒng)。 這說明數(shù)字通訊從很早就已經構建到系統(tǒng)中。GSM是一個當前由3GPP開發(fā)的開放標準。從用戶觀點出發(fā)，GSM的主要優(yōu)勢在于用戶可以從更高的數(shù)字語音質量和低費用的短信之間作出選擇。網絡運營商的優(yōu)勢是他們可以根據(jù)不同的客戶定制他們的設備配置，因為GSM作為開放標準提供了更容易的互操作性。這樣，標準就允許網絡運營商

12、提供漫游服務，用戶就可以在全球使用他們的移動電話了。GSM作為一個繼續(xù)開發(fā)的標準，保持向后兼容原始的GSM電話，例如報文交換能力在Release 97版本的標準才被加入進來，也就是GPRS。高速數(shù)據(jù)交換也是在Release 99版標準才引入的，主要是EDGE和UMTS標準。第2章 長途電話業(yè)務的配置實現(xiàn)設計2.1 長途電話網的結構長途電話網的組成：長途交換中心、長途中繼和長途電路組成。功能：用來疏通各個不同本地網之間的長途話務。2.1.1 四級長途電話網的網路結構圖2-1 四級長途電話網的網路結構C1為大區(qū)中心，也稱省間中心C2為省交換中心，設在省會城市C3為地區(qū)交換中心C4為縣長途交換中心，

13、是長途終端局多級網路結構存在的問題：全網服務質量而言，轉接段數(shù)多，可靠性差。此外，全網網路管理、維護運行復雜，不利于新業(yè)務網開放和支撐網建設。2.1.2 二級長途電話網的網路結構我國長途網正由四級向二級過渡。C1、C2間直達電路的增多合并為DC1，高平面網（省際平面）C3擴大本地網形成C3稱為DC2 ，低平面網（省內平面）圖2-2 二級長途電話網的網路結構各級長途交換中心職能：DC2：匯接所在本地網的長途終端話務DC1：匯接所在省的省際長途來話、去話業(yè)務，以及所在本地網的長途終端話務。長途交換中心的等級設置原則：直轄市本地網內設一個或多個長途交換中心時，一般設為DC1。省會本地網內設一個或者兩

14、個長途交換中心時，均設為DC1；設三個或三個以上長途交換中心時，一般設兩個DC1和若干個DC2。地（市）本地網內設長途交換中心市，所有的長途交換中心均為DC2。2.2 C&C08程控交換機的設備結構及工作原理2.2.1 C&C08硬件模塊C&C08數(shù)字程控交換系統(tǒng)分為管理模塊（AM）、通信模塊（CM）、和交換模塊（SM）等幾大部分，如圖2-3所示。圖2-3 C&C08組成模塊u 管理模塊（AM）：主要負責模塊間呼叫接續(xù)管理，并提供交換機主機系統(tǒng)與計算機網絡的開放式管理結構。AM由前管理模塊（FAM）和后管理模塊（BAM）構成。u 前管理模塊（FAM）：負責整個交換系統(tǒng)的模塊間呼叫接續(xù)管理，各S

15、M之間的接續(xù)都需要經過FAM轉發(fā)消息。FAM還提供交換機主處理機與維護操作終端的接口，硬件上與CM結合在一起，合稱為FAM/CM，又常簡稱為AM。FAM（前臺）面向用戶，提供業(yè)務接口，完成交換的實時控制與管理，也稱主機系統(tǒng)。主要處理話單記錄、話務統(tǒng)計等定時性管理任務。u 后管理模塊（BAM）：一方面提供與FAM的接口，另一方面采用客戶機/ 服務器方式實現(xiàn)交換機與開放式網絡系統(tǒng)的互聯(lián)。并且通過Ethernet接口/HDLC鏈路與FAM直接相連，是C&C08數(shù)字程控交換機與計算機網相連的樞紐，提供以太網接口，可接入大量工作站，提供V.24/V.35/RS-232接口與網管中心相連。 BAM（后臺）

16、面向維護者，完成對主機系統(tǒng)的管理與監(jiān)控，也稱終端系統(tǒng)，BAM硬件上是一臺服務器。BAM上裝有終端系統(tǒng)軟件，基于WINDOWS操作平臺，是全中文多窗口的操作界面，操作靈活，功能完善。u 通訊模塊（CM）：主要由中心交換網和通信接口組成，負責各模塊間話路和信令鏈路的接續(xù)。SM模塊間進行話路接續(xù)時需要經過模塊間的信令鏈路傳遞消息，此消息也稱為內部信令，例如被叫號碼、應答信號等，區(qū)別于局間信令。AM、CM功能可分，物理上不可分，硬件上將FAM和CM做在一起。u 交換模塊（SM）：提供分散數(shù)據(jù)庫管理、呼叫處理、維護操作等各種功能。SM是具有獨立交換功能的模塊，可實現(xiàn)模塊內用戶呼叫接續(xù)及交換的全部功能，并

17、配合AM/CM中的中心交換網完成SM間的交換功能。SM提供各種接口（用戶線接口、中繼線接口），負責同模塊內來自各種接口的呼叫接續(xù)。在小容量情況下，SM可以單模塊成局。SM按照接口單元的不同可分為用戶交換模塊（USM）、中繼交換模塊（TSM）和用戶中繼交換模塊（UTM）。USM只提供用戶線接口；TSM只提供中繼線接口；UTM既提供用戶線接口，又提供中繼線接口。按照與AM/CM距離的不同，SM又可分為局端交換模塊和遠端交換模塊RSM（Remote Switch Module）。C&C08在硬件上具有模塊化的層次結構。整個硬件系統(tǒng)可分為以下4個等級：l 單板：單板是C&C08數(shù)字程控交換系統(tǒng)的硬件基

18、礎，是實現(xiàn)交換系統(tǒng)功能的基本組成單元。l 功能機框：當安裝有特定母板的機框插入多種功能單板時就構成了功能機框，如SM中的主控框、用戶框、中繼框等。 l 模塊：單個功能機框或多個功能機框的組合就構成了不同類別的模塊，如交換模塊SM由主控框、用戶框（或中繼框）等構成。l 交換系統(tǒng)：不同的模塊按需要組合在一起就構成了具有豐富功能和接口的交換系統(tǒng)。2.2.2 C&C08軟件系統(tǒng)C&C08數(shù)字程控交換系統(tǒng)軟件由以下幾個部分組成：操作系統(tǒng)；通信類任務；資源管理類任務；呼叫處理類任務；數(shù)據(jù)庫管理類任務；維護類任務。它們之間的層次關系如圖所示。圖2-4 軟件系統(tǒng)組成2.2.3 C&C08主要單板l 主處理機板

19、MPU2塊MPU板處于主備用熱備份狀態(tài)，1個位于上框，1個位于下框，上框的MPU也稱作A機，下框的MPU也稱作B機，MPU板是模塊內的中央處理單元，負責對SM的各類設備進行控制。采用高檔CPU處理模塊內的上報信息，控制各從節(jié)點動作，完成交換的功能，具體功能如下：通過總線或郵箱直接控制主控框的設備；通過NOD板上的主節(jié)點接收用戶和中繼狀態(tài)，并對其發(fā)出相應的命令；針對用戶狀態(tài)，控制SIG板送出相應的音信號和語音信號；根據(jù)本局用戶和中繼狀態(tài)，控制MFC板接收和發(fā)送多頻互控信號；控制交換網板進行接續(xù)；以郵箱方式通過通信板（LAPMC2）與AM/CM及其它SM通信；通過HDLC同步串口與后臺通信，并由此

20、進行主機軟件加載（SM作為一個模塊時通過光纖到AM/CM，再與BAM通信；用作單模塊局時，通過HDLC直接與BAM通信）；通過EMA進行主備倒換和主機數(shù)據(jù)熱備份。l 模塊內交換網板BNETBNET網板是SM自身控制、維護通信鏈路的交換中心，同時也是話音通信和數(shù)據(jù)通信的交換中心，信令和話路的交換都是在MPU板的監(jiān)控下利用網板資源實現(xiàn)的，具體功能如下：BNET是一個4K4K的單T交換網，提供128條HW，其中64條固定分配給系統(tǒng)資源，另64條自由分配給用戶和中繼；提供本框（OPT除外）及用戶框、中繼框的工作時鐘；完成32時隙主叫號碼FSK（Frequerey Shift Key control，移

21、頻鍵控）數(shù)字信號的發(fā)送處理；支持64方會議電話；具有多種時鐘工作方式（本板時鐘、鎖相時鐘框時鐘、鎖相DT時鐘、鎖相OPT時鐘）；支持OPT主備用或負荷分擔方式。l 協(xié)議處理板LAP完成的主要功能是數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議處理，通過配不同的單板軟件，可以配置成以下6種單板：LAPN7：公共信道信令處理板，每板4路Link，與TUP板或ISUP板配合使用。LAPV5：V5協(xié)議處理板，每板4路協(xié)議接口，與V5TK板配合使用。LAPHI：PHI協(xié)議處理板，每板4路協(xié)議接口，與PHI板配合使用。LAPRA：PRA協(xié)議處理板，每板4路HDLC，與PRA板配合使用。LAPRSA：32通道協(xié)議處理板，作數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

22、處理，以LAPRSA + RDT（即數(shù)字中繼板DTM）+ RSA1方式實現(xiàn)遠端用戶接入。LAPMC2：模塊通信協(xié)議處理板，完成SM與AM/CM通信時的鏈路控制。l 模擬用戶板ASL板提供16路模擬用戶線接口，每一路接口除完成基本的BORSCHT功能外，還提供截鈴、脈沖檢測、極性反轉、增益調整、16KC計費脈沖、高電壓饋電和主叫號碼顯示功能，接收脈沖撥號。l 數(shù)字中繼電路板DTM完成局間數(shù)字中繼的對接。每板有2個PCM系統(tǒng)，提供60路數(shù)字中繼，可以把DTM設置成DT、TUP、ISUP、PRA、IDT、RDT等。2.3 EBRIDGE平臺的使用和業(yè)務配置操作過程2.3.1 交換機的基本結構和基本組

23、成圖2-5 交換機基本結構圖2-6 交換機基本組成圖2-7 局內呼叫的基本過程2.3.2 調試過程1、啟動Ebridge軟件后，將已配置好的命令文件AM模塊配置先導入數(shù)據(jù)庫（導入文件為AM交換機配置腳本），系統(tǒng)會執(zhí)行并在【維護輸出】窗口顯示執(zhí)行結果。2、將已經調試好的命令文件腳本“本局業(yè)務綜合配置”，系統(tǒng)會自動執(zhí)行并在【維護輸出】窗口同樣會顯示執(zhí)行結果。文件導入執(zhí)行后，重新登錄查看硬件配置狀態(tài)。如下圖2-8。圖2-8 配置好的模塊狀態(tài)查看模塊配置正確后，可以用自己座位上的電話按指導書中的電話撥打，可以用直通電話線路打分離器電話線路，撥號55500XX，XX為0-63中的一個號碼，如果這個號碼連

24、接在交換機上，電話則可以正常接通。2.4 對系統(tǒng)進行調試并分析實驗結果2.4.1 長途業(yè)務調試實驗長途業(yè)務配置和本局業(yè)務硬件配置上基本是一樣的，但是長途業(yè)務在實驗鐘需要出中繼和入中繼，因為實驗室中只有一臺CC08設備，所以采用了一出一進的方式來實現(xiàn)長途業(yè)務，這里采用的是七號信令，配線架配線如圖所示：圖2-9 七號信令配線在軟件是配置上業(yè)有所其別，我們這里先配置完成AM綜合業(yè)務以后，再配置的是NO7中繼ISUP綜合數(shù)據(jù)配置，其他的沒有改變，配置完成后查看單板硬件運行情況如圖所示。圖2-10 配置好的模塊狀態(tài)使用座機撥打長途號碼，在要撥打號碼前加上區(qū)號，這里設置的022，在本地電話號碼前加上022

25、即可順利撥通電話號碼。2.4.2 C&C08和SDH 2M聯(lián)調聯(lián)調主要是對2M的電話業(yè)務中途采用了光傳輸，所以可以分為兩個部分，程控交換模塊和光傳輸模塊。程控交換系統(tǒng)： 采用具有C&C08數(shù)字程控交換平臺，大容量的綜合交換網絡系統(tǒng)，易于平滑升級到下一代網絡。光傳輸系統(tǒng)：采用SDH Optix 155/622系列光網絡設備三臺，SDH傳輸機制目前在線使用量占據(jù)首要地位，是主要的光網絡傳輸模式。采用兩臺設備聯(lián)調的方式實現(xiàn)長途業(yè)務，這個實驗的重點有兩個，SDH首先要構成一個環(huán)形網絡，第二個則要配置C&C08的長途綜合業(yè)務，在出中繼后接入到光纖設備的配線架，配線架的配線方式必須正確。處理好兩者的關系后

26、，實現(xiàn)光纖傳輸2M的話音業(yè)務就不是問題。第三章 SDH設備相關管理軟件3.1 SDH網絡3.1.1 SDH基本網絡結構傳輸網絡基本結構為一個具體的網絡圖，各種業(yè)務應用通過接入層、匯聚層、骨干層進行調度和業(yè)務傳輸。網管系統(tǒng)：實時監(jiān)控和管理網絡運行時鐘同步：使傳輸網絡時鐘同步如下圖3-1為SDH基本網絡結構業(yè)務上下：2M/34M/140M/ETH/ATM業(yè)務上下：2M/34M/140M/ETH/ATM圖3-1 SDH基本網絡結構SDH的網元結構有：1、線路接口：完成線路信號STM-N的光-電轉換；進行管理開銷的處理。2、支路接口：完成上、下業(yè)務信號。（PDH：2M、34M、45M、140M；SDH

27、：155M、622M、2.5G）3、交叉矩陣：按需求對線路信號、支路信號中的VC進行交叉連接，實現(xiàn)線路-線路、線路-支路、支路-支路間的交叉連接；滿足上、下電路等功能。4、定時電路：對內：向設備的各單元提供定時信號；對外：外定時；提取定時；保持/自由運行方式；定時基準倒換。5、通信與控制：采集設備各單元的數(shù)據(jù)；通過DCC通道傳到網關； 接收網管系統(tǒng)的命令并執(zhí)行6、公務：提供公務聯(lián)絡電話。3.1.2 SDH環(huán)自愈環(huán)網所謂自愈環(huán)就是無需人工干預，網絡就能在極短的時間內從失效故障中自動恢復所攜帶的業(yè)務，使用戶感覺不到網絡出了故障。其原理就是使網絡具備發(fā)現(xiàn)故障和重新建立通信的能力。自愈環(huán)網只涉及重新建

28、立通信，而不管具體失效元部件的修復和更換，后者仍需人工干預才能完成。將網絡節(jié)點連成一個環(huán)形網可以進一步改善網絡的生存性和成本，一個環(huán)形自愈環(huán)也稱自愈環(huán)網。自愈環(huán)網的網絡節(jié)點可以是DXC，也可以是ADM，利用ADM的智能分插能力構成的自愈網是SDH的特色之一，也是目前研究工作十分活躍的領域。根據(jù)SDH自愈環(huán)業(yè)務保護的基礎不同，SDH自愈環(huán)可以劃分為通道保護倒換環(huán)和復用段保護倒換環(huán)兩大類。從功能結構觀點來劃分，通道保護倒換環(huán)也稱為子網連接保護，復用段保護倒換環(huán)也稱為路徑保護。對于通道保護倒換環(huán)，業(yè)務信息的保護是以每個通道為基礎的，根據(jù)環(huán)內的每個通道信號質量的優(yōu)劣決定是否倒換；對于復用段保護倒換環(huán)，

29、業(yè)務量的保護是以復用段為基礎的，根據(jù)每一節(jié)點間的復用段信號質量的優(yōu)劣決定是否倒換，當復用段出現(xiàn)故障時，節(jié)點間的所有復用段業(yè)務信號都倒換到保護回路。兩者的重要區(qū)別：前者往往使用專用保護，即正常情況下保護段也在傳業(yè)務信號，保護時隙為整個環(huán)專用；后者往往使用公用保護，即正常情況下保護段是空閑的，保護時隙由每對節(jié)點共享。按照進入環(huán)的支路信號與由該支路信號分路節(jié)點返回的支路信號方向是否相同來區(qū)分，可以將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)。單向環(huán)中所有業(yè)務信號按同一方向在環(huán)中傳輸，而雙向環(huán)中，進入環(huán)的支路信號按一個方向傳輸，由該支路信號分路的節(jié)點返回的信號按相反方向傳輸。按照業(yè)務通道和保護通道的利用情況，自愈網中存

30、在1:1，1+1等保護形式。1:1保護形式是指正常情況下業(yè)務信號只連在工作通路上，在保護通路上可以傳輸額外的業(yè)務信號，當工作通路發(fā)生故障時，節(jié)點將保護通路上的額外業(yè)務舍棄，切換為傳輸業(yè)務信號，是自安業(yè)務信號的保護。1+1保護形式是指業(yè)務信號同時跨接在工作通路和保護通路，接收業(yè)務的節(jié)點從工作通路和保護通路中擇優(yōu)選擇業(yè)務信號，即工作通路發(fā)生故障時，節(jié)點自動切換到保護通路接收業(yè)務信號，反之亦然。3.2 華為光傳輸設備結構及工作原理3.2.1 SDH設備硬件概述1、本實驗平臺為華為公司最新一代SDH光傳輸設備，采用多ADM技術，根據(jù)不同的配置需求，可以同時提供E1、64K語音、10M/100M、34M

31、/45M等多種接口，滿足現(xiàn)代通信網對復雜組網的需求。根據(jù)實際需要和配置，目前提供E1、64K語音、10M/100M三種接口。2、實驗終端通過局域網（LAN）采用SEVER/CLIENT方式和光傳輸網元通訊，并完成對網元業(yè)務的設置、數(shù)據(jù)修改、監(jiān)視等來達到用戶管理的目的。3、本實驗平臺提供傳輸設備為OPTIX2500+， OPTIX2500+傳輸速率為為622M和2.5G。3.2.2 OPTIX 2500+設備介紹OptiX 2500+設備是華為技術有限公司根據(jù)城域傳輸網的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢而推出的多業(yè)務傳送平臺（MSTP）設備。該設備將SDH/ATM/以太網/DWDM技術融為一體；從而不但具有S

32、DH設備靈活的組網和業(yè)務調度能力（MADM），而且通過對數(shù)據(jù)業(yè)務的二層處理，實現(xiàn)對ATM/以太網業(yè)務的接入、處理、傳送和調度，在單臺MSTP設備上實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務的傳輸和處理。此外OptiX 2500+設備采用統(tǒng)一的用戶帶寬管理平臺，可以實現(xiàn)對用戶接入和傳輸帶寬的有效管理；對ATM業(yè)務可以通過VP Ring技術實現(xiàn)帶寬動態(tài)分配；對以太網業(yè)務可以通過VLAN控制和二層交換技術，實現(xiàn)整個傳輸帶寬的共享。OptiX 2500+設備還可以通OptiX 2500+設備由機柜、子架、風機盒以及若干可選插入式電路板等構成，可靈活配置為OptiX 2500+網元可配置為多分插復用器（MADM）、分插復

33、用器（ADM）、終端復用器（TM）和再生中繼器（REG）。OptiX 2500+子架分為三個部分。上部為接線區(qū)，與子架有關的電接口都從此區(qū)接入；中部為插板區(qū)，下部為走線區(qū)。OPTIX2500+設備實物圖3-2如下：圖3-2 OPTIX2500+設備實物圖 圖3-3 OptiX 2500+設備功能結構OptiX 2500+設備功能結構如圖3-3所示，其中IU處理板位區(qū)可以插入SDH處理板和PDH處理板及寬帶業(yè)務處理板（ATM/以太網處理板）；LTU接口板位區(qū)可以插入與IU處理板位區(qū)相對應的接口板和橋接板（實現(xiàn)TPS功能）。OptiX 2500+設備整個板位分布包括1個系統(tǒng)控制與通信及開銷處理板位

34、（SCC）、2個交叉連接與同步定時板位（XCS）、12個IU處理板位和8個LTU接口板位，此外還包括1個設備保護板位（IUP）、1個保護倒換驅動板位 （LPDR）、一個保護倒換控制板位（EIPC）、一個電源備份板位（PBU）和1個風扇盒（FAN）。OptiX 2500+系統(tǒng)以SDH交叉矩陣和同步定時單元為核心，由接口單元、SDH交叉矩陣單元和同步定時單元、系統(tǒng)控制與通信單元、開銷處理單元等組成。OptiX 2500+系統(tǒng)結構如圖3-4所示。圖3-4 OptiX 2500+系統(tǒng)結構系統(tǒng)的接口單元包括SDH接口單元、PDH接口單元、DDN接口單元、ATM接口單元、以太網接口單元。系統(tǒng)控制與通信及開

35、銷處理單元（SCC）提供系統(tǒng)內部控制通信接口和SDH開銷字節(jié)。SDH的板位配置如下：SDH2的板位配置如下：IU1/PIU2IU3IU4IU5IU6XCS1XCS2IU7IU8IU9IU10IU11IU12SCCIUPPD1XCSSL4SL4SL1SCCSDH2-1-收SDH2-2-收SDH2-3-收SDH2-1-發(fā)SDH2-2-發(fā)SDH2-3-發(fā)12345678910111213141516SDH3的板位配置如下：IU1/PIU2IU3IU4IU5IU6XCS1XCS2IU7IU8IU9IU10IU11IU12SCCIUPET112345678XCSSL4SL4SL1SCCSDH3-1-收S

36、DH3-2-收SDH3-3-收SDH3-1-發(fā)SDH3-2-發(fā)SDH3-3-發(fā)12345678910111213141516SDH1與SDH3中ET1版后面的8個以太網口與配線架最下端的116號網口對應。用SDH1、SDH2、SDH3所有光口板都使用進行組網時，可以組成STM-4環(huán)形拓撲網絡。如下圖3-5：圖3-5 SDH環(huán)形拓撲結構由此可見，在本套傳輸實驗設備系統(tǒng)中，可以根據(jù)不同的實際需要，靈活的設計出不同的網絡結果，極大滿足教學的要求。3.2.3 SDH設備軟件總體介紹首先要了解本實驗平臺的網管的實際物理連接，具體如下圖3-6。圖3-6 SDH設備網管連接圖三套SDH設備通過ETHERNE

37、T配置口和TP-LINK以太網交換機相連，該三套SDH分別使用不同的IP地址以進行區(qū)分。三套SDH設備IP地址分別設置為：129.9.0.1129.9.0.3。實驗用維護終端也直接通過本機的網口和TP-LINK以太網交換機相連，也設置為不同的IP地址。這樣維護終端就可以直接登陸三套不同的SDH設備。對SDH設備進行管理、配置、調試、維護一般可采用以下兩種軟件：1、華為T2000網管軟件。2、命令行軟件，如華為公司的NAVIGATOR軟件，深圳訊方公司的Ebridge軟件 。以上兩種軟件均可實現(xiàn)對SDH設備進行管理、維護等功能.（一）Ebridge使用步驟 1、在Windows 9X/2000/

38、XP中啟動Ebridge命令行軟件，可以通過雙擊屏幕上的Ebridge的快捷圖標，或在“資源管理器”中雙擊EbridgeR程序來啟動Ebridge軟件。2、雙擊快捷圖標后，Ebridge軟件程序啟動后，點擊“傳輸實驗建立連接”。3、選擇你所需要登陸的SDH網元站點：不用輸入用戶名和密碼，按“OK”鍵。4、點擊“申請席位”，自軟件SERVER服務器端會對登陸操作請求自動進行排隊，分配上機時間。5、當學生終端占用操作席位后，即可輸入命令行?？梢詥螚l執(zhí)行，也可以執(zhí)行批處理，單條執(zhí)行時候，在“input window”輸入命令行。6、采用批處理命令執(zhí)行時候，點擊“導入文本文件”選擇需要執(zhí)行的文件，然后

39、點擊“打開”窗口。7、選擇好文件之后，用鼠標點擊“點擊批處理”，軟件就自動執(zhí)行命令。也可以用鼠標雙擊所要選中的指令，這樣指令就會進入輸入窗口，按回車逐條執(zhí)行。（二）命令格式命令一般由三個部分組成，即模塊名操作操作對象。其中模塊名有um（用戶管理）、cfg（配置類）、alm（告警類）、per（性能類）、ecc（ECC類）、dbms（數(shù)據(jù)庫類）、sys（系統(tǒng)類）等幾種，操作動作有get、create、set、del、cancel等，操作對象則依據(jù)模塊的不同而有很多形式。1）格式#neid:command:para_block: . :para_block；u 說明： 里的內容可以省略u neid：

40、命令執(zhí)行的網元ID。u command：命令。u aid：命令接入點標識，目前只限于配置命令需要的邏輯系統(tǒng)，不需要邏輯系統(tǒng)號的命令此項缺省，但后面的冒號不可缺省。u para_block：參數(shù)塊，含有一個或多個參數(shù)賦值。 2）分隔符說明u 命令開始：“：”冒號u 命令結束：“；”分號u 參數(shù)塊分隔符：“：”冒號u 參數(shù)間分隔符：“，”逗號u 名字定義型參數(shù)名和參數(shù)值間分隔符：“=”等號u 命令執(zhí)行（又稱命令接入）點分隔符：開始符“”（命令執(zhí)行點目前僅有配置類命令使用，一般為邏輯系統(tǒng)號）3）數(shù)組的重復輸入數(shù)組的重復輸入利用信息組合符“&”和“&”構成。4）命令名字一般由三個部分組成，即模塊名-操

41、作-操作對象。模塊名有um（用戶管理）、cfg（配置），alm（告警），per（性能），ecc（ECC），dbms（數(shù)據(jù)庫），sys（系統(tǒng)）等；操作有del、create、set、get、cancel等；操作對象因模塊而異。5）查詢各個命令的使用每一個命令，很可能是帶有很多的參數(shù)，4.0版主控也提供了各個命令如何使用的在線幫助，只要在命令（不帶參數(shù)）的后面加上“/？”，就可查詢到該命令的具體使用。具體的傳輸設備的配置流程圖如下：初始化網元創(chuàng)建系統(tǒng)單板登陸網元創(chuàng)建網元創(chuàng)建邏輯系統(tǒng)配置業(yè)務校驗配置備份數(shù)據(jù)庫圖3-7 傳輸設備配置流程圖3.3系統(tǒng)調試并分析實驗結果此次長途電話網大概連接示意圖如右，對

42、于本地電話，我們則不需要運用到光纖，我們只需要在局內就可以實現(xiàn)通話，而對于長途電話，我們需要向上一級的交換中心，再轉到所撥打的電話的當局去，他們之間就是通過光纖傳輸。 在實訓過程中我們只需要按照上面的接線，將SDH和程控配置好，在電話號碼前加撥區(qū)號，如果能通，說明我們能實現(xiàn)長途電話業(yè)務，在此次試驗中，SDH1有PD1，ET1，SDH2有PD1，SDH有ET1，而我們只需要做圖3-8 長途電話業(yè)務連線示意圖2M的業(yè)務，所以SHD3作為透傳作用，若SDH1、SDH2、SDH3連成環(huán)狀，關掉SDH3，照樣可以實現(xiàn)途業(yè)務，從這點說明環(huán)形網絡有自愈功能。第四章 GSM移動通信系統(tǒng)4.1 GSM的發(fā)展概述

43、GSM原意為“移動通信特別小組”（Group Special Mobile），是歐洲郵電主管部門會議（CEPT）為開發(fā)第二代數(shù)字蜂窩移動系統(tǒng)而在1982年成立的機構，開始制定適用于泛歐各國的一種數(shù)字移動通信系統(tǒng)的技術規(guī)范。1987年，歐洲15個國家的電信業(yè)務經營者在哥本哈根簽署了一項關于在1991年實現(xiàn)泛歐900MHz數(shù)字蜂窩移動通信標準的諒解備忘錄（Memorandum of Understanding，簡稱MOU）。隨著設備的開發(fā)和數(shù)字蜂窩移動通信網的建立，GSM逐步成為歐洲數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的代名詞。后來，歐洲的專家們將GSM重新命名為“Global System for Mobile

44、 Communications”，即“全球移動通信系統(tǒng)”的簡稱。4.2 GSM的系統(tǒng)構成GSM系統(tǒng)由以下分系統(tǒng)構成：交換分系統(tǒng)（MSS）；基站分系統(tǒng)（BSS）；移動臺（MS）和操作與維護分系統(tǒng)（OMS）。它包括了從固定用戶到移動用戶（或相反）所經過的全部設備，如圖所示。圖4-1 數(shù)字蜂窩移動網組成4.2.1 交換分系統(tǒng)（MSS） 包括以下幾個部分：移動交換中心（MSC），歸屬位置寄存器（HLR），拜訪位置寄存器（VLR），認證（鑒權）中心（AUC），設備標志寄存器（EIR）。 移動交換中心（MSCMobile Service Switching Center） 它主要處理與協(xié)調GSM系統(tǒng)內部用

45、戶的通信接續(xù)。MSC對位于其服務區(qū)內的移動臺（MS）進行交換與控制，同時提供移動網與固定公眾電信網的接口。作為交換設備，MSC具有完成呼叫接續(xù)與控制的功能，同時還具有無線資源管理和移動性管理等功能，例如移動臺位置登記與更新，MS的越區(qū)轉接控制等。移動用戶沒有固定位置，要為網內用戶建立通信時，路由都先接到一個關口交換局（GMSCGateway MSC），即由固定網接到GMSC。GMSC的作用是查詢用戶的位置信息，并把路由轉到移動用戶當時所拜訪的移動交換局（VMSC）。GMSC首先根據(jù)移動用戶的電話號碼找到該用戶所屬的歸屬位置寄存器HLR，然后從HLR中查詢到該用戶目前的VMSC。GMSC一般都與

46、某個MSC合在一起，只要使MSC具有關口功能就可實現(xiàn)。MSC通常是一個大的程控數(shù)字交換機，能控制若干個基站控制器（BSC）。GMSC與固定網相接，固定網有公眾電話網PSTN、綜合業(yè)務數(shù)字網ISDN、分組交換公眾數(shù)據(jù)網PSPDN和電路交換公眾數(shù)據(jù)網CSPDN。MSC與固定網互連需要通過一定的適配才能符合對方網絡對傳輸?shù)囊螅Q其為適配功能（IWFInter Working Function）。 歸屬位置寄存器（HLRHome Locate Register） HLR是管理移動用戶的數(shù)據(jù)庫，作為物理設備，它是一臺獨立的計算機。每個移動用戶必須在某個HLR中登記注冊。在數(shù)字蜂窩網中，應包括一個或多個

47、HLR。HLR所存儲的信息分兩類：一類是有關用戶參數(shù)的信息，例如用戶類別、所提供的服務、用戶的各種號碼、識別碼，以及用戶的保密參數(shù)等；另一類是用戶當前的位置信息，例如移動臺漫游號碼、VLR地址等，用于建立至移動臺的呼叫路由。HLR不受MSC的直接控制。 拜訪位置寄存器（VLRVisitor Location Register） VLR是存儲用戶位置信息的動態(tài)鏈接庫，當漫游用戶進入某個MSC區(qū)域時，必須在MSC相關的VLR中進行登記，VLR分配給移動用戶一個漫游號（MSRN）。在VLR中建立用戶的有關信息，其中包括移動用戶識別碼（MSI）、移動臺漫游號（MSRN）、移動用戶所在位置區(qū)的標志及向用

48、戶提供服務等參數(shù)，而這些信息是從相關的HLR中傳過來的。MSC在處理入網和出網呼叫時需要查訪VLR中的有關信息。一個VLR可以負責一個或多個MSC區(qū)域。由于MSC與VLR之間交換信息很多，所以兩者的設備通常合在一起。 認證（鑒權）中心（AUCAuthentication Center） 它直接與HLR相連，是認證移動用戶身份及產生相應認證參數(shù)的功能實體。認證參數(shù)包括隨機號碼RAND、信號響應SREC和密匙KC。認證中心對移動用戶的身份進行認證，將用戶的信息與認證中心的隨機號碼進行核對，合法用戶才能接入網絡，并得到網絡的服務。 設備標志寄存器（EIREquipment Identificatio

49、n Register） EIR是存儲有關移動臺設備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，用來實現(xiàn)對移動設備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能。EIR只允許合法的設備使用，它與MSC相連接。4.2.2 基站分系統(tǒng)（BSS）BSS包含GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)中無線通信部分的所有地面基礎設施，通過無線接口直接與移動臺實現(xiàn)通信連接。BSS具有控制功能與無線傳輸功能，完成無線信道的發(fā)送、接收和管理。它由基站控制器（BSCBase Station Controller）和 基站收發(fā)信臺（BTSBase Transceiver Station）兩部分組成。 基站控制器（BSC）BSC的一側與移動交換分系統(tǒng)相連接，另一側與BTS相連接。一個基站

50、分系統(tǒng)只有一個BSC，而有多套BTS。它的功能是負責控制和管理，BSC通過對BTS和MS的指令來管理無線接口，主要進行無線信道分配、釋放以及越區(qū)信道的切換管理。 基站收發(fā)信臺（BTS）BTS負責無線傳輸，每個BTS有多部收發(fā)信機（TRX），即占用多個頻率點，每部TRX占用一個頻率點，而每個頻率點又分成8個時隙，這些時隙就構成了信道。BTS是覆蓋一個小區(qū)的無線電收發(fā)信設備。BTS還有一個重要的部件稱為 碼型轉換器（Transcoder）和 速率適配器（Rate Adaptor），簡稱TRAU。它的作用是將GSM系統(tǒng)中話音編輯信號與標準64kbit/sPCM相配合，例如移動臺（MS）發(fā)話，它首先進

51、行語音編碼，變?yōu)?3kbit/s的數(shù)字流，信號經BTS收信機的接收，其輸出仍為13kbit/s信號，需經TRAU后變?yōu)?4kbit/sPCM信號，才能在有線信道上傳輸。同時，要傳送較低速率數(shù)據(jù)信號時，也需經過TRAU變成標準信號。4.2.3 移動臺（MS）移動臺靠無線接入進行通信，線路不固定，因此它必須具備用戶的識別號碼。GSM系統(tǒng)采用用戶識別模塊SIM（Subscriber Identity Module），將模塊做成信用卡的形式。SIM卡中存又用戶身份認證所需的信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關的信息。移動設備只有插入SIM卡后才能進網使用。4.2.4 操作與維護分系統(tǒng)（OMS）操作與維護管

52、理的目的是使網絡運營者能監(jiān)視和控制整個系統(tǒng)，把需要監(jiān)視的內容從被監(jiān)視的設備傳到網絡管理中心，顯示給管理人員；同時，應該使管理人員在網絡管理中心還應該能修改設備的配置和功能。4.3 GSM系統(tǒng)的網絡結構圖4-2 GSM網絡的分層 GSM系統(tǒng)可構成全球移動通信系統(tǒng)。它由多個國家構成，將其稱為GSM服務區(qū)。對于一個國家（或少數(shù)幾個國家）的移動網，稱為公眾陸地移動網（PLMNPublic Land Mobile Network）服務區(qū)，這個服務區(qū)又可分為多個MSC/VLR服務區(qū)。將MSC/VLR又可分為若干個位置區(qū)（LA），最小的單元為小區(qū)（Cell）。移動網與固定網相連之處稱為關口交換中心（GMSC

53、），將全部入局（網）呼叫接至一個或多個GMSC，它們作為該移動網的入網匯接交換機，具有為呼叫查詢、選擇呼叫路由的功能。4.3.1 MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC服務區(qū)表示網絡中由一個MSC所覆蓋的部分。一個PLMN通常由多個MSC服務區(qū)組成，在該區(qū)內的移動用戶要在該區(qū)的拜訪位置寄存器（VLR）內登記，MSC與VLR構成同一節(jié)點。4.3.2 位置區(qū)（LA）每個MSC/VLR業(yè)務區(qū)分成幾個位置區(qū)。位置區(qū)是MSC/VLR業(yè)務區(qū)的一部分，在一個位置區(qū)內移動臺可“自由地”移動，不需作位置更新處理。在一個位置區(qū)內發(fā)射廣播消息，以便找到移動用戶，是一個尋呼區(qū)域。一個位置區(qū)只屬于某個MSC/VLR業(yè)務區(qū)，利用位置

54、區(qū)識別碼（LAI），系統(tǒng)能夠區(qū)分不同位置區(qū)。一個位置區(qū)含有幾個小區(qū)，且可能和一個或幾個BSC有關，它是定位和尋呼區(qū)。4.3.3 小區(qū)（Cell）一個位置區(qū)包括若干個小區(qū)，每個小區(qū)都有專用的識別碼，它表示網絡中一個基本的無線覆蓋區(qū)域，是一個特定BTS所覆蓋的區(qū)域。利用基站識別碼（BSIC）移動臺能區(qū)分各小區(qū)。4.4 GSM系統(tǒng)的接口與協(xié)議 GSM系統(tǒng)非常復雜，每次通信前都要交換大量的信令，最后才能完成呼叫接續(xù)，在此基礎上才是傳輸、進行雙向通信。接口是指兩個相鄰實體之間的連接點，協(xié)議是說明在連接點上交換信息需要遵守的規(guī)則。信令是個非常復雜的過程，采用電信網開放系統(tǒng)互連模式OSI的概念，把協(xié)議按功能分為不同的層面，每一層都有各自的協(xié)議規(guī)約。4.4.1 公眾陸地移動網（PLMN）的接口GSM系統(tǒng)的各種接口如圖所示。圖4-3 PLMN網絡中的接口Sm接口為人機接口，是用戶與移動網之間的接口，在移動臺中實現(xiàn)，包括鍵盤、液晶顯示以及用戶識別卡等。Um接口是移動臺與基站收發(fā)信臺之間的無線接口，包含信令接口和物理接口兩方面的含義，無線接口的不同是數(shù)字移動通信網與模擬移動通信網主要區(qū)別之一。A接口是基站與移動交換中心之間的接口，所傳遞的信息主要是基站管理、呼叫處理和移動性管理，當然還有具體通信信息。Abis接口是基站系統(tǒng)中基站控制器BSC與基站收發(fā)信臺BT