教學(xué)課件-現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(李錚)

第

1章通信網(wǎng)絡(luò)概述1.1通信網(wǎng)的基本概念1.2通信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及構(gòu)成要素1.3現(xiàn)代通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)本章小結(jié)習(xí)題

1.1通信網(wǎng)的基本概念

信息網(wǎng)絡(luò)是由信息網(wǎng)元組成的集合體，是以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)規(guī)定點(diǎn)之間信息的傳遞和交換的通信體系。

信息是客觀存在的，對(duì)接收者而言事先不知道的內(nèi)容。信號(hào)是信息的載體或表現(xiàn)形式。如語(yǔ)音、圖像、文字等。通信系統(tǒng)是完成信息傳遞所需的通信設(shè)備和線路的集合體。

１.１.１通信系統(tǒng)基本模型

通信網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)規(guī)定點(diǎn)之間信息傳送和交換的網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)在通信網(wǎng)中指的是交換點(diǎn)，用于完成接續(xù)盒信息交換任務(wù)。傳輸鏈路是連接終端遇交換節(jié)點(diǎn)或交換節(jié)點(diǎn)之間的線路信道。用于終端即信源盒信宿，對(duì)電話機(jī)而言海包括了變換器盒反變換器。

最簡(jiǎn)單的電話通信網(wǎng)如圖1-1所示。

圖1-1簡(jiǎn)單通信網(wǎng)

通信網(wǎng)絡(luò)是由一系列節(jié)點(diǎn)和連接節(jié)點(diǎn)的傳輸鏈路組織或系統(tǒng)。

通信系統(tǒng)基本模型包括信源、變換器、信道、噪聲源、反變器盒信宿等6部分，如圖1-2所示。

圖1-2通信系統(tǒng)基本模型

（1）信源：發(fā)出信息的信息源。在人與人之間通信的情況下，信源就是指發(fā)出信息的人。

（2）變換器：把信源發(fā)出的信息變換成適合于在信道上傳輸?shù)男盘?hào)的設(shè)備。如把計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)變換成能在電話線上傳輸?shù)哪M信號(hào)的設(shè)備。

（3）信道：信號(hào)傳輸媒介。它一般分為無(wú)線信道盒有線信道。

無(wú)線信道：信號(hào)在自由空間中傳輸（如短波、微波、衛(wèi)星等通信方式）；

有線信道：信號(hào)約束在某種傳輸線上傳輸（如電纜、光纜等）。

4．反變換器：把從信道上接收的信號(hào)變換成接收者可以接收的信息的設(shè)備。反變換是變換器的反過(guò)程。如把從電話線上接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成能被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)。

5．信宿：是指信息傳送的終點(diǎn)，也就是信息接收者。

6．噪聲源：不是人為實(shí)現(xiàn)的實(shí)體，但客觀存在。雖然模型中的噪聲源以集中形式表示的，但是實(shí)際上，干擾噪聲可能在信源信息初始產(chǎn)生的周圍環(huán)境中就混入了，也可能從構(gòu)成變換器的電子設(shè)備中就引入了。另外，在信道中的電磁感應(yīng)以及接收端各種設(shè)備中引入的干擾都是噪聲的來(lái)源。在模型中。我們把發(fā)送、傳輸、接收端各部分的干擾噪聲集中地由一個(gè)噪聲源表示。

１.１.２通信系統(tǒng)的類型

通信系統(tǒng)可以從不同的角度來(lái)分類。

1.按照通信業(yè)務(wù)分類

根據(jù)不同的通信業(yè)務(wù)，通信系統(tǒng)可以分為多種類型。

（1）單媒體通信系統(tǒng)：如電話、傳真等。

（2）多媒體通信系統(tǒng)：如電視、可視電話、會(huì)議電話、遠(yuǎn)程教學(xué)等。

（3）新媒體通信：如物體-物體通信（物聯(lián)網(wǎng)）等。

（4）實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)：如電話、電視等。

（5）非實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)：如電報(bào)、傳真、數(shù)據(jù)通信等。

（6）單向傳輸系統(tǒng)：如廣播、電視等。

（7）交互傳輸系統(tǒng)：如電話、電播電視（VOD）等。

（8）窄帶通信系統(tǒng)：如電話、電報(bào)、低速數(shù)據(jù)等。

（9）寬帶通信系統(tǒng)：如點(diǎn)播電視、會(huì)議電視、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、高速數(shù)據(jù)等。

2.按照傳輸媒質(zhì)分類

按照傳輸媒質(zhì)分類，通信系統(tǒng)可以分為有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)。有線通信系統(tǒng)中借助電纜和光纜傳遞信號(hào)。無(wú)線通信系統(tǒng)則借助于電磁波在自由空間的傳播來(lái)傳輸信號(hào)，根據(jù)電磁波波長(zhǎng)的不同由可分為中/長(zhǎng)波通信、短波通信和微波通信等類型。

3.按照調(diào)制方式分類

根據(jù)是否采用調(diào)制，通信系統(tǒng)可以分為基帶傳輸和調(diào)制傳輸兩大類。基帶傳輸是將未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)直接在線路上傳輸，如音頻市內(nèi)電話和數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸?shù)取?/p>

4.按照信道中傳輸信號(hào)的分類

按照信道中傳輸?shù)男盘?hào)形式不同分類，通信系統(tǒng)可以分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)等。數(shù)字通信系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，有較好的保密性和可靠性，易于集成化。

1．2通信網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)及構(gòu)成要素

1．2．1通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指組成網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)某種連接方式互連后形成的總體物理形態(tài)或邏輯形態(tài),稱為物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分有六種基本結(jié)構(gòu)形式：

①網(wǎng)型網(wǎng)：網(wǎng)內(nèi)任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間均有線路相連。（如圖1-3）

如果有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，則需要N(N-1)/2條傳輸鏈路。

優(yōu)點(diǎn)：冗余度較大，穩(wěn)定性較好；

缺點(diǎn)：傳輸鏈路多，線路利用率低，經(jīng)濟(jì)性較差。

圖1-3網(wǎng)型網(wǎng)

②星型網(wǎng)：將一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為輻射點(diǎn)，該點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)均有線路相連。（如圖1-4）具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的星型網(wǎng)至少需要N－1條傳輸鏈路。

缺點(diǎn)：中心節(jié)點(diǎn)交換設(shè)備的交換能力和可靠性會(huì)影響網(wǎng)內(nèi)的所有用戶。

圖1-4星型網(wǎng)

③復(fù)合型網(wǎng)：由網(wǎng)型網(wǎng)和星型網(wǎng)復(fù)合而成。（如圖1-5）

根據(jù)網(wǎng)中業(yè)務(wù)量的需要，以星型網(wǎng)為基礎(chǔ)，在業(yè)務(wù)量較大的轉(zhuǎn)接交換中心區(qū)間采用網(wǎng)型結(jié)構(gòu)，可以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)比較經(jīng)濟(jì)且穩(wěn)定性較好。

圖1-5復(fù)合型

④總線型網(wǎng)：將所有節(jié)點(diǎn)都連接在一個(gè)公共傳輸通道——總線上。（如圖1-6）

優(yōu)點(diǎn)：傳輸鏈路少，增減節(jié)點(diǎn)比較方便；

缺點(diǎn)：穩(wěn)定性較差，網(wǎng)絡(luò)范圍也受到限制。

圖1-6總線型網(wǎng)

⑤環(huán)型網(wǎng)：所有節(jié)點(diǎn)串聯(lián)形成閉合環(huán)路。（如圖1-7）

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，穩(wěn)定性比較高。

圖1-7環(huán)型網(wǎng)

⑥樹型網(wǎng)：節(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上、下節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行。（如圖1-8）

圖1-8樹型網(wǎng)

不同結(jié)構(gòu)類型電信網(wǎng)的主要性能比較見(jiàn)表1-1。

1．2．2通信網(wǎng)的構(gòu)成要素

一個(gè)完整的通信網(wǎng)包括它的硬件和軟件。

電信網(wǎng)的構(gòu)成要素包括交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、終端設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)互連互通的信令協(xié)議，即一個(gè)完整的電信網(wǎng)包括硬件和軟件兩部分。通信網(wǎng)的硬件一般由交換設(shè)備、傳輸設(shè)備、通信線路、終端設(shè)備組成，是構(gòu)成通信網(wǎng)的物理實(shí)體，如圖1-9所示。

圖1-9通信網(wǎng)的基本要素傳輸鏈路終端設(shè)備交換設(shè)備

交換設(shè)備是現(xiàn)代電信網(wǎng)的核心。交換設(shè)備基本功能是在通信網(wǎng)絡(luò)大量的終端用戶之間，根據(jù)用戶的呼叫請(qǐng)求建立連接，相互傳送話音、數(shù)據(jù)、圖像等信息。常用的交換設(shè)備有電話通信網(wǎng)中的程控?cái)?shù)字交換機(jī)，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的分組交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，寬帶通信網(wǎng)中的ATM交換機(jī)、幀中繼交換機(jī)，全光通信網(wǎng)中的光交換機(jī)等。

傳輸鏈路用于連接通信網(wǎng)內(nèi)連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端設(shè)備。以金屬線或光纖為傳輸媒質(zhì)的傳輸系統(tǒng)稱為有線傳輸系統(tǒng)；以大氣層、電離層或?qū)α鲗訛閭鬏斆劫|(zhì)的傳輸系統(tǒng)稱為無(wú)線傳輸系統(tǒng)。最簡(jiǎn)單的傳輸系統(tǒng)就是簡(jiǎn)單的通信線路(如明線、電纜等)。常用的傳輸系統(tǒng)還有載波傳輸系統(tǒng)、PCM傳輸系統(tǒng)、光纖傳輸系統(tǒng)、微波傳輸系統(tǒng)和衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)等。

終端設(shè)備即用戶終端設(shè)備是通信網(wǎng)中信息的源點(diǎn)(信源)和信息的終點(diǎn)(信宿)。當(dāng)兩個(gè)用戶通過(guò)電信網(wǎng)進(jìn)行通信時(shí)，信源稱為主叫用戶，信宿稱為被叫用戶。終端設(shè)備的主要功能有：①完成需要發(fā)送的信息和在信道上傳送的信號(hào)之間相互轉(zhuǎn)換；②完成一定的信號(hào)處理功能；③能夠產(chǎn)生和識(shí)別電信網(wǎng)內(nèi)的信令信息或協(xié)議。

通信網(wǎng)的軟件是指完成信息的傳遞和轉(zhuǎn)接交換所必需的一整套協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)。

1.3現(xiàn)代通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)由傳輸、交換、終端三部分組成。其中傳輸與交換部分組成通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸部分為網(wǎng)絡(luò)的鏈路，交換部分為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展與用戶需求的日益多樣化，現(xiàn)代通信網(wǎng)正處在變革與發(fā)展之中，網(wǎng)絡(luò)類型及所提供的業(yè)務(wù)種類不斷增加和更新，形成了復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)體系。

1．3．1現(xiàn)代通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)

從不同的角度看，對(duì)通信網(wǎng)有不同的理解和描述。其中水平描述基于用戶接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)際的物理連接來(lái)劃分，可分為用戶駐地網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，如圖1-10所示。

圖1-10水平描述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

垂直描述是從功能上將網(wǎng)絡(luò)分為信息應(yīng)用、業(yè)務(wù)網(wǎng)和接入與傳送網(wǎng)，如圖1-11所示。

圖1-11垂直描述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在垂直分層網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，信息應(yīng)用表示各種信息應(yīng)用與服務(wù)總類，業(yè)務(wù)網(wǎng)表示支持各種信息服務(wù)的業(yè)務(wù)提供手段與裝備，接入與傳送網(wǎng)表示支持業(yè)務(wù)網(wǎng)的各種接入與傳送手段和基礎(chǔ)設(shè)施。這使得各種通信技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地融合，并能清晰的顯現(xiàn)各種通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的位置和作用。支撐網(wǎng)用以支撐全部三個(gè)層面的工作，提供保證通信網(wǎng)正常運(yùn)行的各種控制與管理能力，傳統(tǒng)的支撐網(wǎng)包括信令網(wǎng)、同步網(wǎng)與管理網(wǎng)。

1.3.2信息應(yīng)用概述

在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，不管采用什么樣的傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及什么樣的業(yè)務(wù)網(wǎng)承載，最后真正的目的都是要為用戶提供他們所需的各類通信業(yè)務(wù)，滿足他們對(duì)不同業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的需求。因此信息應(yīng)用中的各種業(yè)務(wù)是直接面向用戶的。

根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)，可以從信息應(yīng)用的角度理解應(yīng)用層面所涉及的各種通信業(yè)務(wù)。通信業(yè)務(wù)主要包括模擬與數(shù)字視音頻業(yè)務(wù)（包括普通電話、IP電話、移動(dòng)電話、數(shù)字電話、可視電話、會(huì)議電視、廣播電視、數(shù)字視頻廣播、點(diǎn)播電視、智能網(wǎng)等各種視音頻業(yè)務(wù)）、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（如文件傳輸、電子郵件、電子商務(wù)等）、多媒體通信業(yè)務(wù)（如遠(yuǎn)程教學(xué)、可視電話、會(huì)議電視）等。

1.音視頻業(yè)務(wù)及終端

⑴

視音頻業(yè)務(wù)

音頻信息主要指由自然界中各種音源發(fā)出的可聞聲和由計(jì)算機(jī)通過(guò)專門設(shè)備合成的語(yǔ)音或音樂(lè)。音頻信號(hào)是隨時(shí)間變化的連續(xù)媒體，對(duì)音頻信號(hào)的處理要求有比較強(qiáng)的時(shí)序性，即較小的延時(shí)和時(shí)延抖動(dòng)。

視頻信息即活動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的圖像信息，它由一系列周期呈現(xiàn)的畫面所組成，每幅畫面稱為一幀，幀是構(gòu)成視頻信息的最基本單元。視頻信息具有直觀、準(zhǔn)確、具體、生動(dòng)、高效、應(yīng)用廣泛、信息容量大等特點(diǎn)。

⑵

終端

音頻通信終端是通信系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一類終端，它可以是普通電話交換網(wǎng)絡(luò)PSTN的普通模擬電話機(jī)、IC卡電話機(jī)，也可以使ISDN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字話機(jī)，以及移動(dòng)通信網(wǎng)的移動(dòng)手機(jī)。

視頻通信終端，如各種電視攝像頭、多媒體計(jì)算機(jī)用攝像頭、視頻監(jiān)視器以及計(jì)算機(jī)顯示器、電視接收機(jī)，如圖1-12—圖1-17所示。

圖1-12普通模擬話機(jī)

圖1-13IC卡電話機(jī)

圖1-14移動(dòng)手機(jī)圖1-15電視攝像頭

圖1-16多媒體計(jì)算機(jī)用攝像頭

圖1-17視頻監(jiān)視顯示屏

2.數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)及終端

⑴

數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)

數(shù)據(jù)指能夠被計(jì)算機(jī)或數(shù)字設(shè)備進(jìn)行處理的，以某種方式編碼的數(shù)字、字母和符號(hào)。利用電信號(hào)或光信號(hào)的形式把數(shù)據(jù)從一端傳送到另外一端的過(guò)程稱為數(shù)據(jù)傳輸。

相對(duì)于其他信息內(nèi)容的數(shù)字通信，數(shù)據(jù)通信比其他通信業(yè)務(wù)擁有更為復(fù)雜、

嚴(yán)格的通信協(xié)議；對(duì)于視音頻業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性要求要低，可采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式工作；對(duì)于視音頻業(yè)務(wù)差錯(cuò)率要高，必須采用嚴(yán)格的差錯(cuò)控制措施。

⑵數(shù)據(jù)終端

數(shù)據(jù)終端即數(shù)據(jù)通信終端，是指置于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的源點(diǎn)盒終點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息的發(fā)送和接收的裝置，如電傳打字機(jī)與打印機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、專用終端（如銷售點(diǎn)終端POS機(jī)、信用卡確認(rèn)設(shè)備、自動(dòng)柜員機(jī)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)終端CAD設(shè)備）。如圖1-18—圖1-21所示。

圖1-18個(gè)人計(jì)算機(jī)

圖1-19打印機(jī)圖1-20POS機(jī)

圖1-21ATM機(jī)

3.多媒體業(yè)務(wù)及終端

1）多媒體通信業(yè)務(wù)

多媒體技術(shù)是一種能同時(shí)綜合處理多種信息，在這些信息之間建立邏輯關(guān)系，使其集成為一個(gè)交互式系統(tǒng)的技術(shù)。

多媒體的關(guān)鍵特性在于信息載體的多樣性、交互性和集成性。

多媒體技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)地綜合處理聲音、文字、圖形、圖像和視頻等信息，將這些多種媒體信息用計(jì)算機(jī)集成在一起同時(shí)進(jìn)行綜合處理，并把它們?nèi)诤显谝黄鸬募夹g(shù)。

多媒體通信業(yè)務(wù)，信息媒體多種多樣，數(shù)據(jù)量十分巨大，這就要求多媒體通信系統(tǒng)傳輸帶寬或傳輸速率要高，必要時(shí)還要采用有效的信息壓縮技術(shù)。

多媒體通信的實(shí)時(shí)性要求很嚴(yán)格。在實(shí)際中影響多媒體通信實(shí)時(shí)性的因素包括有網(wǎng)絡(luò)速率、通信協(xié)議、語(yǔ)音處理（包括采樣、編碼、打包、傳輸、緩沖、拆包、譯碼等）因素。對(duì)于多媒體通信，由于媒體之間特性不一致，必須采用不同的傳輸策略。例如，采用服務(wù)質(zhì)量描述，對(duì)語(yǔ)音課利用短延遲、且延遲變化小的策略，對(duì)數(shù)據(jù)則采用可靠保序的傳輸策略。

2）多媒體終端

(1)多媒體計(jì)算機(jī)終端。多媒體終端要求能處理速率不同的多種媒體，能靈活地完成各種媒體的輸入輸出、人機(jī)界面接口等功能。目前微型計(jì)算機(jī)已成為多媒體終端的主要開發(fā)和應(yīng)用平臺(tái)。以微機(jī)為核心，向外延伸出多媒體信息處理、輸入輸出、通信接口等部分的終端設(shè)備可作為實(shí)現(xiàn)視頻、音頻、文本的通信終端，如進(jìn)行不同的配置就可實(shí)現(xiàn)可視電話、會(huì)議電視、可視圖文、Internet等終端的功能。如圖1-22盒圖1-23所示。

圖1-22可視電話

圖1-23網(wǎng)絡(luò)電視機(jī)頂盒

（2）機(jī)頂盒。開展交互視音頻業(yè)務(wù)所用的多媒體終端多為機(jī)頂盒終端。

（3）可視電話終端?？梢曤娫捊K端可實(shí)時(shí)傳輸視頻、音頻和數(shù)據(jù)等多媒體內(nèi)容。

（4）電視會(huì)議系統(tǒng)。利用數(shù)字視頻技術(shù)，通過(guò)傳輸信道提供不同地點(diǎn)的多個(gè)用戶，以電視方式舉行面對(duì)面的遠(yuǎn)程會(huì)議。

（5）多媒體智能手機(jī)。多媒體智能手機(jī)具備媒體信息處理能力，可以完成音樂(lè)及電影播放、拍照及攝錄視頻短片等多媒體應(yīng)用。結(jié)合3G通信網(wǎng)絡(luò)支持，智能手機(jī)的發(fā)展成為一個(gè)功能強(qiáng)大，集通話、短信、網(wǎng)絡(luò)接入、影視娛樂(lè)為一體的綜合性個(gè)人手持終端設(shè)備。

1.3.3業(yè)務(wù)網(wǎng)概述

業(yè)務(wù)網(wǎng)表示支持各種信息服務(wù)的業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)是向用戶提供基本的話音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)，在傳送網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)上安裝不同類型的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，則形成不同類型的業(yè)務(wù)網(wǎng)。

業(yè)務(wù)網(wǎng)包括電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、智能網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、IP網(wǎng)等，可分別提供不同的業(yè)務(wù)。其中交換設(shè)備是構(gòu)成業(yè)務(wù)網(wǎng)的核心要素，它的基本功能是完成接入交換節(jié)點(diǎn)鏈路的匯集、轉(zhuǎn)接接續(xù)和分配，實(shí)現(xiàn)一個(gè)用戶和它所要求的另一個(gè)用戶或多個(gè)用戶之間的路由選擇的連接。交換設(shè)備的交換方式可以分為兩大類：電路交換方式和分組交換方式。

1.3.4接入與傳送網(wǎng)概述

接入與傳送網(wǎng)表示支持業(yè)務(wù)網(wǎng)的各種接入與傳送手段和基礎(chǔ)設(shè)施，包括同步數(shù)字傳送網(wǎng)、光纖通信、無(wú)線通信和綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)。

從物理實(shí)現(xiàn)角度看，接入與傳送網(wǎng)技術(shù)包括傳輸媒質(zhì)、傳輸系統(tǒng)、傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備以及接入設(shè)備技術(shù)等。

1.傳輸媒質(zhì)

信息需要在一定的物理媒質(zhì)中傳播，將這種物理媒質(zhì)稱為傳輸媒質(zhì)。傳輸媒質(zhì)是傳遞信號(hào)的通道。

傳輸媒質(zhì)可分為有線和無(wú)線兩種。

有線媒質(zhì)指電磁信號(hào)在某種傳輸線上傳輸。如雙絞線電纜、同軸電纜、光纖。如圖1-24-圖1-26所示。圖1-24雙絞線

圖1-25同軸電纜圖1-26光纖

無(wú)線媒質(zhì)指電磁信號(hào)在自由空間中傳播。如微波通信、衛(wèi)星通信，如圖1-27和圖1-28所示。

圖1-27微波中繼通信圖1-28衛(wèi)星通信

2.傳輸系統(tǒng).

傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備和傳輸復(fù)用設(shè)備。

攜帶信息的基帶信號(hào)一般不能直接加到傳輸媒介上進(jìn)行傳輸，需要利用傳輸設(shè)備將它們轉(zhuǎn)換為適合在傳輸媒介上進(jìn)行傳輸?shù)男盘?hào)。傳輸設(shè)備主要有微波收發(fā)信機(jī)、衛(wèi)星地面站收發(fā)信機(jī)、光端機(jī)等。

3.傳輸復(fù)用設(shè)備

為了在一定傳輸媒介中傳輸多路信息，需要有傳輸復(fù)用設(shè)備將多路信息進(jìn)行復(fù)用與解復(fù)用。傳輸復(fù)用設(shè)備可分3大類：

（1）頻分復(fù)用技術(shù)。多路信號(hào)調(diào)制在不同載頻上進(jìn)行復(fù)用。如有線電視、無(wú)線電廣播等。

（2）時(shí)分復(fù)用技術(shù)。多路信號(hào)占用不同時(shí)隙進(jìn)行復(fù)用。如同步數(shù)字體系（SDH）技術(shù)、脈沖編碼調(diào)制復(fù)用技術(shù)（PCM）技術(shù)。

（3）波分復(fù)用技術(shù)。多路信號(hào)占用不同光波長(zhǎng)進(jìn)行復(fù)用。如光纖的波分復(fù)用。

4.傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備

傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括配線架、電分插復(fù)用器（ADM）、光分插復(fù)用器（OADM）、光交叉連接器（OXC）等。

5.接入設(shè)備

接入設(shè)備主要解決由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)到用戶駐地網(wǎng)之間的信息傳送，根據(jù)采用技術(shù)的不同，有多種寬帶類型，如ADSL接入、PON接入、FTTX+LAN接入、WLAN接入、HFC接入等。

本章總結(jié)

現(xiàn)代通信網(wǎng)從不同的角度，進(jìn)行不同層次的劃分。從物理連接水平劃分，通信網(wǎng)可分為用戶駐地網(wǎng)、接入網(wǎng)、核心網(wǎng)。其中核心網(wǎng)包括傳輸網(wǎng)與交換網(wǎng)。通信網(wǎng)從功能垂直方向，又可劃分為信息應(yīng)用、業(yè)務(wù)網(wǎng)、接入與傳送網(wǎng)。本

章從通信網(wǎng)的垂直劃分，對(duì)每一個(gè)層次都進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述。信息應(yīng)用是指面向用戶的應(yīng)用，通信業(yè)務(wù)主要分為音視頻業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和多媒體通信業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)網(wǎng)只要表示支持各種信息服務(wù)的業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)。

業(yè)務(wù)是向用戶提供基本的話音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)，在傳送網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)上安裝不同類型的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，則形成不同類型的業(yè)務(wù)網(wǎng)。業(yè)務(wù)網(wǎng)包括電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)IP網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等。接入與傳送網(wǎng)表示支持業(yè)務(wù)網(wǎng)的各種接入與傳送手段和基礎(chǔ)設(shè)施，包括同步數(shù)字傳送網(wǎng)、光纖通信、無(wú)線通信和綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)。

習(xí)

題

1．通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

2．什么是通信系統(tǒng)？其基本模型是什么？

3．現(xiàn)代通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)及各層的作用？

4．一個(gè)完整的通信網(wǎng)包括哪兩個(gè)部分？

5．什么是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)？

6．多媒體的關(guān)鍵特性是什么？

7．舉例說(shuō)明通信業(yè)務(wù)包括有哪些？第2章電話網(wǎng)2.1電話網(wǎng)概述2.2數(shù)字電路交換技術(shù)2.3智能網(wǎng)技術(shù)2.4數(shù)字同步網(wǎng)本章小結(jié)習(xí)題

2.1電話網(wǎng)概述

電話網(wǎng)是傳遞電話信息的電信網(wǎng)，是可以進(jìn)行交互型話音通信、開放電話業(yè)務(wù)的電信網(wǎng)。最早的電話通信形式只是兩部電話機(jī)中間用導(dǎo)線連接起來(lái)便可通話，但當(dāng)某一地區(qū)電話用戶增多時(shí)要想使眾多用戶相互間都能兩兩通話，便需設(shè)一部電話交換機(jī)，由交換機(jī)完成任意兩個(gè)用戶的連接，這時(shí)便形成了一個(gè)以交換機(jī)為中心的單局制電話網(wǎng)。在某一地區(qū)(或城市)隨著用戶數(shù)繼續(xù)增多，便需建立多個(gè)電話局，然后由局間中繼線路將各局連接起來(lái)，形成多局制電話網(wǎng)。

電話網(wǎng)包括本地電話網(wǎng)、長(zhǎng)途電話網(wǎng)、國(guó)際電話網(wǎng)等多種類型。是業(yè)務(wù)量最大、服務(wù)面最廣的電信網(wǎng)。

電話網(wǎng)經(jīng)歷了由模擬電話網(wǎng)向綜合數(shù)字電話網(wǎng)的演變。除了電話業(yè)務(wù)，還可以兼容許多非電話業(yè)務(wù)。因此電話網(wǎng)可以說(shuō)是電信網(wǎng)的基礎(chǔ)。

2.1.1電話網(wǎng)的組成

電話通信網(wǎng)是建立最早、發(fā)展規(guī)模最大的通信網(wǎng)，它是通信網(wǎng)的主體，是各電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。電話通信網(wǎng)的基本組成設(shè)備是終端設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備。傳統(tǒng)電話網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。

圖2-1傳統(tǒng)電話網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)

最簡(jiǎn)單的終端設(shè)備是電話機(jī)，電話機(jī)的基本功能是完成聲電轉(zhuǎn)換和信令功能，將人的話音信號(hào)轉(zhuǎn)換為交變的話音電流信號(hào)，并完成簡(jiǎn)單的信令功能。

傳輸設(shè)備的功能是將電話機(jī)和交換機(jī)、交換機(jī)與交換機(jī)連接起來(lái)。在電話網(wǎng)中，傳輸系統(tǒng)包括用戶線和中繼線。用戶線負(fù)責(zé)在電話機(jī)和交換機(jī)之間傳遞信息，而中繼線則負(fù)責(zé)在交換機(jī)之間進(jìn)行信息的傳遞。傳輸介質(zhì)可以是有線的也可以是無(wú)線的，傳送的信息可以是模擬的也可以是數(shù)字的，傳送的形式可以是電信號(hào)也可以是光信號(hào)。常用的傳輸設(shè)備有電纜、光纖等。

電話網(wǎng)中的交換設(shè)備稱為電話交換機(jī)，主要負(fù)責(zé)用戶信息的交換。它要按用戶的呼叫要求給兩個(gè)用戶之間建立交換信息的通道，即具有連接功能。此外，交換機(jī)還具有控制和監(jiān)視的功能。比如，它要及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶摘機(jī)、掛機(jī)，還要完成接收用戶號(hào)碼、計(jì)費(fèi)等功能。

2.1.2傳統(tǒng)電話網(wǎng)—公眾交換電話網(wǎng)PSTN結(jié)構(gòu)

PSTN是世界上規(guī)模最大，覆蓋最廣的電信業(yè)務(wù)網(wǎng)，它豐富的網(wǎng)絡(luò)資源有力地支持了其它電信業(yè)務(wù)的發(fā)展。電話網(wǎng)PSTN由電話交換設(shè)備、傳輸鏈路、電話機(jī)等設(shè)備組成，主要用于語(yǔ)音通信。電話交換經(jīng)歷了從人工交換到機(jī)電交換到程控?cái)?shù)字交換三個(gè)階段。傳輸也經(jīng)歷了從模擬傳輸?shù)綌?shù)字傳輸?shù)囊粋€(gè)發(fā)展過(guò)程。PSTN按服務(wù)范圍分為本地電話網(wǎng)和長(zhǎng)途電話網(wǎng)。我國(guó)電話網(wǎng)分為三級(jí)，長(zhǎng)途網(wǎng)兩級(jí)、本地網(wǎng)一級(jí)。

1.本地電話網(wǎng)

本地電話網(wǎng)是指在同一長(zhǎng)途編號(hào)區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，由端局（DL）、匯接局（TM）、中繼線、用戶線和話機(jī)組成,本地電話網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。

2-2本地電話網(wǎng)結(jié)構(gòu)

本地網(wǎng)的交換中心的職能如下：

⑴端局通過(guò)用戶線與用戶相連，疏通本局用戶的去話和來(lái)話話務(wù)；

⑵匯接局與所管轄的端局相連，疏通端局間的話務(wù)；

⑶匯接局與其他匯接局相連，疏通匯接區(qū)間端局話務(wù)；

⑷匯接局與長(zhǎng)途交換中心相連，疏通本匯接區(qū)的長(zhǎng)途轉(zhuǎn)話話務(wù)。

2.長(zhǎng)途電話網(wǎng)

長(zhǎng)途電話網(wǎng)簡(jiǎn)稱長(zhǎng)途網(wǎng)，由長(zhǎng)途交換中心、長(zhǎng)市中繼和長(zhǎng)途電路組成，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途交換中心分為兩個(gè)等級(jí)，其中匯接全省轉(zhuǎn)接（含終端）長(zhǎng)途話務(wù)的交換中心為省級(jí)中心，用DC1表示；匯接本地網(wǎng)長(zhǎng)途終端話務(wù)的交換中心用DC2表示。我國(guó)固定長(zhǎng)話網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。

圖2-3固定長(zhǎng)話網(wǎng)結(jié)構(gòu)

⑴

一級(jí)交換中心

一級(jí)交換中心（DC1）為省（自治區(qū)、直轄市）長(zhǎng)途交換中心，其職能主要是匯接所在?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的省際長(zhǎng)途來(lái)去話務(wù)和一級(jí)交換中心所在本地網(wǎng)的長(zhǎng)途終端話務(wù)。DC1之間以基干路由網(wǎng)狀相連。地（市）本地網(wǎng)的DC2與本?。ㄗ灾螀^(qū)）所屬的DC1均以基干路由相連。

⑵

二級(jí)交換中心

二級(jí)交換中心（DC2）是長(zhǎng)途網(wǎng)的長(zhǎng)途終端交換中心，其職能主要是匯接所在本地網(wǎng)的長(zhǎng)途終端話務(wù)。根據(jù)話務(wù)流量流向，二級(jí)交換中心也可以與非從屬一級(jí)交換中心DC1建立直達(dá)電路群。

3.多運(yùn)營(yíng)商時(shí)電話網(wǎng)的組網(wǎng)方式

隨著中國(guó)加入WTO，電信管理體制改革的深化，我國(guó)電信市場(chǎng)發(fā)生了深刻的變化。從1994年初中國(guó)聯(lián)通的出現(xiàn)、1998年郵政與電信分營(yíng)、1999年移動(dòng)通信與中國(guó)電信的脫離及2002年中國(guó)電信南北的正式分離，以及各專用局和專業(yè)平臺(tái)不斷出現(xiàn)等種種變化都使目前的中國(guó)電信集團(tuán)將面對(duì)各種不同的運(yùn)營(yíng)公司，迎接日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)。

各種移動(dòng)通信公司、專用網(wǎng)、IP電話經(jīng)營(yíng)公司的不斷出現(xiàn)及容量的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)間互聯(lián)顯得越來(lái)越重要，如果連接方法仍是固定網(wǎng)的市話匯接局和長(zhǎng)途局與移動(dòng)網(wǎng)、其它IP經(jīng)營(yíng)網(wǎng)等直接相連的方式，這種方式不僅浪費(fèi)傳輸電路（電路利用率不高），也不利于將來(lái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜不清晰，對(duì)網(wǎng)間的維護(hù)和管理帶來(lái)很大的不便。由于電信固定網(wǎng)的市話匯接局沒(méi)有對(duì)所有呼叫本地移動(dòng)電話和移動(dòng)電話呼叫固定電話進(jìn)行詳細(xì)計(jì)費(fèi)，因此固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的業(yè)務(wù)核算無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行。因此，必須建立固定網(wǎng)的接口局。

網(wǎng)間接口局的建設(shè)將為中國(guó)電信從壟斷經(jīng)營(yíng)邁向競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使中國(guó)電信網(wǎng)與其它網(wǎng)絡(luò)之間的結(jié)算做到有據(jù)可依、公平合理。建立接口局后本地網(wǎng)的組網(wǎng)方案如圖2-4所示。

圖2-4

本地網(wǎng)與其它運(yùn)營(yíng)商組網(wǎng)方案示意圖

2.1.3電話網(wǎng)的路由選擇

進(jìn)行通話的兩個(gè)用戶經(jīng)常不屬于同一交換中心，當(dāng)用戶有呼叫請(qǐng)求時(shí)，在交換中心之間要為其建立起一條傳送信息的通道，這就是路由(Route)。路由選擇也稱選路，是指一個(gè)交換中心呼叫另一個(gè)交換中心時(shí)在多個(gè)可傳遞信息的途徑中進(jìn)行選擇，對(duì)一次呼叫而言，直到選到了目標(biāo)局，路由選擇才算結(jié)束,電話網(wǎng)路由的種類包括以下3類：

⑴若按呼損來(lái)分，可將路由分為高效路由和低呼損路由。所謂高效路由就是該路由上的呼損會(huì)超過(guò)規(guī)定的呼損指標(biāo)，其話務(wù)量必然會(huì)溢出到其它路由上。所謂低呼損路由就是指組成該路由的電路群的呼損不大于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

⑵若按路由選擇來(lái)分，可將路由分為直達(dá)路由、迂回路由、多級(jí)迂回路由和終端路由。所謂多級(jí)迂回路由就是多次更換選擇的迂回路由。所謂終端路由就是只完成終端話務(wù)的路由。

⑶若按連接兩個(gè)交換中心在網(wǎng)中的地位分，可將路有分為：基干路由、跨區(qū)路由和跨級(jí)路由，基干路由是構(gòu)成網(wǎng)路基干結(jié)構(gòu)的路由，是特定交換中心之間所構(gòu)成的路由?；陕酚缮系碾娐啡旱暮魮p≤1%，其話務(wù)量不應(yīng)溢出到其它路由上。

不論采用什么方式進(jìn)行選路，都應(yīng)遵循一定的基本原則,主要有以下幾方面：

(1)要有明確的規(guī)律和順序，確保信息傳輸?shù)馁|(zhì)量及可靠性；

(2)路由選擇鏈路應(yīng)盡量少；

(3)能在低等級(jí)網(wǎng)絡(luò)中疏通的話務(wù)量，盡量不在高等級(jí)交換中心疏通。

本地網(wǎng)中繼路由選擇規(guī)則主要有：選擇順序?yàn)橄冗x直達(dá)路由，后選迂回路由，最后選基干路由；每次接續(xù)最多可選擇三個(gè)路由；端局與端局間最多經(jīng)過(guò)兩個(gè)匯接局，中繼電路最多不超過(guò)三段。

電話網(wǎng)長(zhǎng)途路由的選擇原則為：先選高效直達(dá)路由；當(dāng)高效直達(dá)路由忙時(shí)，選迂回路由，選擇順序是“自遠(yuǎn)而近”，即先在被叫端“自下而上”選擇，然后在主叫端“自上而下”選擇；最后選擇最終路由。

2.1.4電話網(wǎng)的編號(hào)計(jì)劃

通信網(wǎng)碼號(hào)是實(shí)現(xiàn)通信功能的有限資源，國(guó)家對(duì)通信網(wǎng)碼號(hào)資源實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、集中管理、合理分配，實(shí)行有償使用制度。

電話網(wǎng)的每個(gè)用戶都分配了唯一的一個(gè)電話號(hào)碼（DN），與之相對(duì)應(yīng)在電話交換機(jī)上有一個(gè)設(shè)備碼（EN）。對(duì)普通模擬用戶，DN與EN是一一對(duì)應(yīng)的；對(duì)數(shù)字用戶（ISDN用戶），一個(gè)EN可以分配多用戶號(hào)碼（MSN）。電話號(hào)碼在電話網(wǎng)中具有唯一性，一個(gè)電話號(hào)碼標(biāo)識(shí)一個(gè)電話用戶。

編號(hào)方式是指在固定電話網(wǎng)、移動(dòng)電話網(wǎng)以及特服電話和電話新業(yè)務(wù)等各種呼叫中所規(guī)定的號(hào)碼編排方案。電話號(hào)碼在電話網(wǎng)中主要有兩個(gè)作用：一是作為建立主叫到被叫路由連接的地址信息；二是驅(qū)動(dòng)計(jì)費(fèi)設(shè)備對(duì)確定的用戶進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

1.固定電話網(wǎng)的編號(hào)原則

(1)兼顧遠(yuǎn)近期的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。編號(hào)應(yīng)合理安排，即要考慮對(duì)電話碼號(hào)資源應(yīng)節(jié)約使用，也要依據(jù)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃考慮號(hào)碼長(zhǎng)度與電話容量、話務(wù)量的關(guān)系，留有一定的備用號(hào)碼,一般情況下，對(duì)用戶放號(hào)后不能輕易改號(hào)；

(2)編號(hào)應(yīng)具有規(guī)律性，便于用戶記憶和使用,如特服業(yè)務(wù)號(hào)碼不能太多，目前過(guò)多的特服號(hào)碼需要進(jìn)行整合；

(3)編號(hào)方案應(yīng)符合國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）的規(guī)范；

(4)本地電話網(wǎng)的編號(hào)原則上采用等位編號(hào)，在過(guò)渡時(shí)期內(nèi)允許號(hào)長(zhǎng)相差一位；

(5)長(zhǎng)途編號(hào)采用開放、不等位編號(hào)方式,我國(guó)長(zhǎng)途電話號(hào)碼位長(zhǎng)不超過(guò)11位。

2.固定電話網(wǎng)的編號(hào)方案

(1)字冠和首位號(hào)碼分配

“00”為國(guó)際自動(dòng)電話字冠；

“0”為國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途全自動(dòng)電話字冠；

“1”為長(zhǎng)途、本地特種業(yè)務(wù)號(hào)碼或話務(wù)員座席群號(hào)碼的首位號(hào)碼；

“2～9”為本地電話號(hào)碼的首位號(hào)碼。

(2)本地網(wǎng)電話編號(hào)方案

①本地網(wǎng)電話號(hào)碼長(zhǎng)度一般采用七至八位制編號(hào)。目前，規(guī)定本地電話網(wǎng)號(hào)碼長(zhǎng)度不能超過(guò)８位。

②特種業(yè)務(wù)編號(hào)。國(guó)家規(guī)定的特服業(yè)務(wù)編號(hào)是：1××，其×的數(shù)值范圍是0～9。這些特服號(hào)碼為電話用戶提供特殊服務(wù)項(xiàng)目，為了縮短接續(xù)時(shí)間，便于記憶，特種業(yè)務(wù)號(hào)碼一般都很簡(jiǎn)短，且全國(guó)統(tǒng)一，見(jiàn)表2-1。

注：目前，有些特服號(hào)碼已進(jìn)行整合，如中國(guó)電信把112、114、180等合并為客戶1000。

常用電話新業(yè)務(wù)功能碼：

*51（#51）縮位撥號(hào)*52（#52）熱線服務(wù)

*54（#54）呼出限制（加密）

*55（#55）叫醒服務(wù)*56（#56）免打擾服務(wù)

*57（#57）轉(zhuǎn)移呼叫

*58（#58）呼叫等待*59（#59）遇忙回叫

*50（#50）缺席服務(wù)

(3)國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途電話編號(hào)方案

國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途電話號(hào)碼由3部分組成：

國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途字冠固定為“0”，表示此次呼叫是國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途電話。

長(zhǎng)途區(qū)號(hào)是長(zhǎng)途電話用戶所在長(zhǎng)途交換中心城市的地區(qū)代碼，一個(gè)長(zhǎng)途區(qū)號(hào)的服務(wù)范圍就是一個(gè)本地網(wǎng)。我國(guó)長(zhǎng)途區(qū)號(hào)采用不等位固定編號(hào)方案：

①首都北京，長(zhǎng)途區(qū)號(hào)為2位號(hào)碼，編號(hào)為“10”；

②大區(qū)中心、大城市等長(zhǎng)途區(qū)號(hào)為2位號(hào)碼，編號(hào)為“2×”，×的數(shù)值范圍是0～9，共10個(gè)號(hào)碼，分配給上海、天津、廣州等10個(gè)大城市。如上海為“20”、廣州為“20”。這些城市本地網(wǎng)電話號(hào)碼為8位

③省中心、地區(qū)本地網(wǎng)等長(zhǎng)途區(qū)號(hào)為3位號(hào)碼，編號(hào)為“×1×2×3”，其中×1為3～9，×2和×3為0～9。這些城市本地網(wǎng)電話號(hào)碼為7位。

4)國(guó)際長(zhǎng)途電話編號(hào)方案，

國(guó)際長(zhǎng)途電話號(hào)碼由3部分組成：

我國(guó)規(guī)定國(guó)際長(zhǎng)途字冠固定為“00”，表示此次呼叫是國(guó)際長(zhǎng)途電話。

國(guó)家號(hào)碼的編排，根據(jù)ITU-T建議，世界各地分為若干個(gè)編號(hào)區(qū)，每個(gè)編號(hào)區(qū)分配1位號(hào)碼。各編號(hào)區(qū)內(nèi)的國(guó)家號(hào)碼首位為編號(hào)區(qū)號(hào)。編號(hào)區(qū)1為北美地區(qū)，如美國(guó)的國(guó)家號(hào)碼為“1”；編號(hào)區(qū)2為非洲地區(qū)，如埃及的國(guó)家號(hào)碼為“20”；編號(hào)區(qū)3、4為歐洲地區(qū)，如法國(guó)的國(guó)家號(hào)碼為“33”；編號(hào)區(qū)5為南美地區(qū)，如古巴的國(guó)家號(hào)碼為“53”；編號(hào)區(qū)6為南太平洋地區(qū)，如新加坡的國(guó)家號(hào)碼為“65”；編號(hào)區(qū)7為原蘇聯(lián)，如俄羅斯的國(guó)家號(hào)碼為“7”；編號(hào)區(qū)8為北太平洋地區(qū)，如中國(guó)的國(guó)家號(hào)碼為“86”；編號(hào)區(qū)8為中東地區(qū)，如印度的國(guó)家號(hào)碼為“91”。國(guó)內(nèi)有效號(hào)碼為國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途區(qū)號(hào)+本地網(wǎng)電話號(hào)碼。

2.1.5電話信令網(wǎng)的組成與結(jié)構(gòu)

1.信令的概念

信令是各交換局在完成呼叫接續(xù)中的一種通信語(yǔ)言。例如，一個(gè)用戶要打電話，必須先摘機(jī)，即由用戶話機(jī)向交換局送出摘機(jī)信號(hào)；然后用戶撥被叫號(hào)碼，即送出撥號(hào)信號(hào)；如果用戶掛機(jī)，則向交換局送出掛機(jī)信號(hào)等。這種為了在通信網(wǎng)中向用戶提供通信業(yè)務(wù)，在交換機(jī)之間要傳送以呼叫建立和釋放為主的各種控制信號(hào)，這種以呼叫控制為主的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議稱為信令。信令方式是通信網(wǎng)中各個(gè)交換局在完成各種呼叫接續(xù)時(shí)所采用的一種通信語(yǔ)言，完成和實(shí)現(xiàn)各種信令方式就構(gòu)成了電話網(wǎng)的信令系統(tǒng)。

2.信令的分類

按照信令的作用區(qū)域可以把信令劃分為用戶線信令和局間信令兩種。

用戶線信令是用戶和交換機(jī)之間的信令，在用戶線上傳輸，按功能可分為三種：

第一種是反映用戶話機(jī)摘掛機(jī)狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)。這類信號(hào)是直流信號(hào)，由摘掛機(jī)狀態(tài)所決定。

第二種是反映用戶呼叫目的的撥號(hào)信號(hào)（數(shù)字信號(hào)）。它是由主叫用戶撥號(hào)所決定的。撥號(hào)信號(hào)有兩種形式，號(hào)盤話機(jī)的直流脈沖信號(hào)和多頻按鍵話機(jī)的雙音多頻信號(hào)。

第三種是由交換局發(fā)給用戶的表示線路忙閑狀態(tài)的鈴流和忙音等信號(hào)（撥號(hào)音、鈴流、回鈴音、忙音、催掛音等）。

局間信令是電信網(wǎng)中各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)之間傳送的信令。更廣義的說(shuō)，局間信令可以是電信網(wǎng)中各個(gè)網(wǎng)元之間傳送的信令。局間信令按技術(shù)或傳送方式又可分為隨路信令和公共信道信令兩種方式。

⑴

隨路信令方式

所謂隨路信令（CAS）方式，就是指信令和話音在同一條通路上傳送。信令主要用于建立用戶之間的連接，即對(duì)某一信道而言，在話路連接建立前傳送的是信令，在話路連接建立后傳送的就是話音。其信令方式如圖2-5隨路信令系統(tǒng)

圖2-5隨路信令系統(tǒng)

⑵

共路信令方式

共路信令是指信令通路和話音通路分離，信令通過(guò)專用的信令鏈路（簡(jiǎn)稱CCS）傳送的信令方式。目前在我國(guó)通信網(wǎng)中廣泛采用的是ITU-TNO.7信令方式。其信令方式如圖2-6公共信令系統(tǒng)。

圖2-6公共信令系統(tǒng)

NO.7信令方式是一種在國(guó)際上通用的、標(biāo)準(zhǔn)的公共信道信令系統(tǒng)，又稱共路信令在實(shí)際應(yīng)用中，一條CCS可控制幾千條中繼線。

NO.7信令方式有如下特點(diǎn)：

①信令傳遞速度快：通常速率為64kbit/s；

②信令容量大：一條信令數(shù)據(jù)鏈路可以傳送幾百甚至上千條話路的信令，以完成呼叫的建立和釋放；

③靈活性大：能改變和增加信令內(nèi)容；

④可靠性高：一方面對(duì)信令內(nèi)容有檢錯(cuò)和糾錯(cuò)功能，一旦發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，可要求重發(fā)；另一方面一旦信令鏈路發(fā)生故障，可倒換至備用鏈路；

⑤適用范圍廣：NO.7信令系統(tǒng)不僅適用于電話網(wǎng)及數(shù)據(jù)網(wǎng)，而且適用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。

⑥具有提供網(wǎng)絡(luò)集中服務(wù)的功能：NO.7信令系統(tǒng)可以在交換局和各種特種業(yè)務(wù)服務(wù)中心（如運(yùn)行、管理、維護(hù)中心）和業(yè)務(wù)控制之間傳遞與電路無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)和提供多種用戶補(bǔ)充服務(wù)（如800呼叫和信令卡等業(yè)務(wù)）。

3.七號(hào)信令

1)七號(hào)信令概念

我國(guó)七號(hào)信令網(wǎng)的基本組成部件有信令點(diǎn)SP、信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)STP和信令鏈路。

信令點(diǎn)：SP是處理控制消息的節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生消息的信令點(diǎn)為該消息的起源點(diǎn)，消息到達(dá)的信令點(diǎn)為該消息的目的地節(jié)點(diǎn)。任意兩個(gè)信令點(diǎn)，如果它們的對(duì)應(yīng)用戶之間(例如電話用戶)有直接通信，就稱這兩個(gè)信令點(diǎn)之間存在信令關(guān)系。

信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)：具有信令轉(zhuǎn)發(fā)功能，將信令消息從一條信令鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到另一條信令鏈路的節(jié)點(diǎn)稱為信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)。信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)分為綜合型和獨(dú)立型兩種。綜合型STP是除了具有消息傳遞部分MTP和信令連接控制部分SCCP的功能處，還具有用戶部分功能(例如TUP/ISUP、TCAP、INAP)的信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)設(shè)備；獨(dú)立型STP是只具有MTP和SCCP功能的信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)設(shè)備。

信令鏈路（SL）：在兩個(gè)相鄰信令點(diǎn)之間傳送信令消息的鏈路稱為信令鏈路。

信令鏈路組：直接連接兩個(gè)信令點(diǎn)的一束信令鏈路構(gòu)成

一個(gè)信令鏈路組。

信令路由：承載指定業(yè)務(wù)到某特定目的地信令點(diǎn)的鏈路

組。

信令路由組：載送業(yè)務(wù)到某特定目的地信令點(diǎn)的全部信令路由。

當(dāng)電信網(wǎng)絡(luò)采用NO.7信令系統(tǒng)之后，將在原電信網(wǎng)上，寄生并存在一個(gè)起支撐作用的專門傳送NO.7信令系統(tǒng)的信令網(wǎng)—NO.7信令網(wǎng)。電信網(wǎng)與信令網(wǎng)關(guān)系見(jiàn)圖2-7。

圖2-7電信網(wǎng)與No.7信令網(wǎng)關(guān)系

2)TUP信令流程

下面以典型的市話呼叫TUP信令過(guò)程來(lái)說(shuō)明采用TUP信令完成呼叫接續(xù)的基本流程。

(1)叫市話用戶信令流程。市話用戶之間的呼叫為主叫控制復(fù)原方式，當(dāng)主叫用戶先掛機(jī)時(shí)，通話電路會(huì)立即釋放，總共雙向傳送5個(gè)TUP消息；當(dāng)被叫用戶先掛機(jī)時(shí)，通話電路不會(huì)立即釋放，超過(guò)再應(yīng)答時(shí)延（一般為90秒）后，通話電路才會(huì)釋放復(fù)原，總共雙向傳送6個(gè)TUP消息。所以說(shuō)一次成功的TUP信令市話呼叫平均需雙向傳送5.5個(gè)TUP消息。TUP信令市話呼叫流程如圖2-8所示。

圖2-8TUP信令市話呼叫流程

(2)叫特服信令流程。呼叫119、110為被叫控制復(fù)原方式，當(dāng)主叫用戶先掛機(jī)時(shí)，應(yīng)發(fā)送CCL消息，此消息僅僅表示主叫掛機(jī)，并不拆除通話電路。主叫局必須等到被叫用戶掛機(jī)的CBK消息到來(lái)后，才發(fā)送CLF消息，通話電路才會(huì)釋放復(fù)原。TUP信令119、110呼叫流程如圖2-9所示。

圖2-9TUP信令110呼叫流程

3）NO.7信令系統(tǒng)的工作方式

在電信網(wǎng)中，一般采用下列2種工作方式：

（1）直聯(lián)工作方式

兩個(gè)交換局間的信令通過(guò)局間的專用直達(dá)信令鏈路來(lái)傳送的方式稱為直聯(lián)工作方式，如圖2-11（a）所示。圖2-11（a）直聯(lián)工作方式

（2）準(zhǔn)直聯(lián)工作方式

兩個(gè)交換局間的信令消息需經(jīng)過(guò)兩段或兩段以上串接的信令鏈路傳送，也就是說(shuō)信令鏈路與兩交換局的直達(dá)話路群不在同一路由上，信令鏈路中間需經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（STP），并且只允許通過(guò)預(yù)定的路徑和信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)時(shí)稱為準(zhǔn)直聯(lián)工作方式。如圖2-11（b）所示。

圖2-11（b）準(zhǔn)直聯(lián)工作方式

4.我國(guó)NO.7信令網(wǎng)

我國(guó)NO.7信令網(wǎng)采用三級(jí)等級(jí)結(jié)構(gòu)：第一級(jí)位高級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（HSTP）;第二級(jí)位低級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（LSTP）;第三極位信令點(diǎn)（SP）。其原因是考慮到我國(guó)NO.7信令網(wǎng)所要容納的信令點(diǎn)數(shù)量、信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)可以連接的最大信令鏈路數(shù)量及信令網(wǎng)的冗余度。

為了保證NO.7信令網(wǎng)的高可靠性，我國(guó)長(zhǎng)途三級(jí)網(wǎng)中，HSTP間采用A、B平面網(wǎng)，LSTP采用分區(qū)固定連接方式，其結(jié)構(gòu)如圖2-12所示。

圖2-12我國(guó)NO.7信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)

（1）第一級(jí)HSTP間采用A、B平面連接方式，它是網(wǎng)狀連接的簡(jiǎn)化形式。A和B平面內(nèi)部各個(gè)HSTP之間是網(wǎng)狀連接，A、B平面間是成對(duì)的HSTP相連。

（2）第二級(jí)LSTP至HSTP采用固定的匯接連接方式，即每個(gè)LSTP分別連接到分布在A、B平面內(nèi)成對(duì)的HSTP。

（3）第三級(jí)SP至LSTP的連接根據(jù)具體情況可以采用固定或自由連接方式。

（4）每個(gè)SP至少應(yīng)連接至兩個(gè)STP（HSTP或LSTP），若連接至HSTP，應(yīng)分別固定連接至A、B平面內(nèi)成對(duì)的HSTP。

(5)大、中城市本地NO.7信令網(wǎng)原則上應(yīng)采用二級(jí)信令網(wǎng)，它相當(dāng)于我國(guó)三級(jí)信令網(wǎng)的第2級(jí)LSTP和第3級(jí)SP。

5.信令網(wǎng)的信令點(diǎn)編碼

1)信令網(wǎng)的信令點(diǎn)編碼的必要性

NO.7信令系統(tǒng)的信令點(diǎn)尋址采用圖2-13所示的路由標(biāo)記方法。詳細(xì)的路由標(biāo)記方法使信令點(diǎn)尋址很方便，可以根據(jù)DPC的編碼進(jìn)行尋址，但需要每個(gè)信令點(diǎn)分配一個(gè)編碼。我國(guó)使用24位的信令點(diǎn)編碼方式，編碼容量為224

。

DPC：目的地信令點(diǎn)編碼SLS：信令鏈路選擇

OPC：源點(diǎn)信令點(diǎn)編碼CIC：電路識(shí)別碼圖2-13信令點(diǎn)尋址的路由標(biāo)記方法

2)信令點(diǎn)編碼的編號(hào)計(jì)劃的基本要求

（1）為便于信令網(wǎng)管理，國(guó)際和各國(guó)的信令網(wǎng)是彼此獨(dú)立的，且采用分開的信令點(diǎn)編碼的編號(hào)計(jì)劃，其中國(guó)際間采用的是14位的信令點(diǎn)編碼方式。這樣國(guó)際接口局的信令點(diǎn)由于同時(shí)屬于國(guó)際和國(guó)內(nèi)兩個(gè)信令網(wǎng)，因此它們具有國(guó)際信令點(diǎn)編碼計(jì)劃（Q.708建議）分配的和國(guó)內(nèi)信令點(diǎn)編碼的編號(hào)計(jì)劃分配的兩個(gè)信令點(diǎn)編碼。

（2）為便于管理、維護(hù)和識(shí)別信令點(diǎn)，信令點(diǎn)的編號(hào)格式應(yīng)采用分級(jí)的編碼結(jié)構(gòu)，并使每個(gè)字段的編碼分配具有規(guī)律性，以便當(dāng)引入新的信令點(diǎn)時(shí)，信令點(diǎn)路由表修改最少。

3）我國(guó)信令點(diǎn)編碼的格式和分配原則

我國(guó)國(guó)內(nèi)信令網(wǎng)采用24位全國(guó)統(tǒng)一編碼計(jì)劃，信令點(diǎn)編碼格式如圖2-14所示。

圖2-14國(guó)內(nèi)信令網(wǎng)信令點(diǎn)編碼格式

（1）每個(gè)信令點(diǎn)編碼由三部分組成，第三個(gè)8位用來(lái)區(qū)分主信令區(qū)的編碼，原則上以省、自治區(qū)、直轄市、大區(qū)中心為單位編排；第二個(gè)8位用來(lái)區(qū)分分信令區(qū)的編碼，原則上以各省、自治區(qū)的地區(qū)、地級(jí)市及直轄市、大區(qū)中心的匯接區(qū)和郊縣為單位編排；第一個(gè)8位用來(lái)區(qū)分信令點(diǎn)，國(guó)內(nèi)信令網(wǎng)的每個(gè)信令點(diǎn)都按圖5-15的格式分配給一個(gè)信令點(diǎn)編

碼。

（2）主信令區(qū)的編碼基本上按順時(shí)針?lè)较蛴尚〉酱蟀才?，目前只啟用?位。

（3）分信令區(qū)的編碼分配也應(yīng)具有規(guī)律性，由小至大編排。對(duì)于中央直轄市和大區(qū)中心城市、國(guó)際局和國(guó)內(nèi)長(zhǎng)話局、各種特種服務(wù)中心（如網(wǎng)管中心和業(yè)務(wù)控制點(diǎn)等）以及高級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（HSTP）應(yīng)分配一個(gè)分信令區(qū)編號(hào)。對(duì)于信令點(diǎn)數(shù)超過(guò)256個(gè)的地區(qū)亦可再分配一個(gè)分信令區(qū)編號(hào)。目前分信令區(qū)的編碼只啟用低5位。

（4）下列信令節(jié)點(diǎn)應(yīng)分配給信令點(diǎn)編碼：國(guó)際局，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)話局，市話匯接局、端局、支局，農(nóng)話匯接局、端局、支局，直撥PABX，各種特種服務(wù)中心，信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)，其他NO.7信令點(diǎn)（如模塊局）。

以上各項(xiàng)以系統(tǒng)為單位分配信令點(diǎn)編碼。

6.信令路由的分類

信令路由是指由一個(gè)信令點(diǎn)到達(dá)消息目的地所經(jīng)過(guò)的各個(gè)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)的預(yù)先確定的信令消息路徑。

1）信令路由的分類

信令路由按其特征和使用方法分為正常路由和迂回路由兩類，見(jiàn)圖2-15。

圖2-15信令路由的分類示意圖

（1）正常路由。正常路由是指未發(fā)生故障的正常情況下信令業(yè)務(wù)流的路由，根據(jù)我國(guó)三級(jí)信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)組織，正常路由主要分類如下：正常路由是采用直聯(lián)方式的直達(dá)信令路由，當(dāng)信令網(wǎng)中的一個(gè)信令點(diǎn)具有多個(gè)信令路由時(shí)，如果有直達(dá)的信令鏈，則應(yīng)將該信令路由作為正常路由，見(jiàn)圖2-16；正常路由是采用準(zhǔn)直聯(lián)方式的信令路由，當(dāng)信令網(wǎng)中一個(gè)信令點(diǎn)的多個(gè)信令路由中，都是采用準(zhǔn)直聯(lián)方式經(jīng)過(guò)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)轉(zhuǎn)接的信令路由時(shí)，則正常路由為信令路由中最短的路由。其中當(dāng)采用準(zhǔn)直聯(lián)方式的正常路由是采用負(fù)荷分擔(dān)方式工作時(shí)，該兩個(gè)信令路由都為正常路由，見(jiàn)圖2-16。

（a）非負(fù)荷分擔(dān)方式時(shí)準(zhǔn)直聯(lián)

（b）負(fù)荷分擔(dān)方式時(shí)準(zhǔn)直聯(lián)

圖2-16準(zhǔn)直聯(lián)方式的正常路由

（2）迂回路由。迂回路由是指由于信令鏈或路由故障造成正常路由不能傳送信令業(yè)務(wù)流時(shí)而選擇的路由。迂回路由都是經(jīng)過(guò)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)轉(zhuǎn)接的準(zhǔn)直聯(lián)方式的路由，迂回路由可以是一個(gè)路由，見(jiàn)圖2-16（a），也可以是多個(gè)路由。當(dāng)有多個(gè)迂回路由時(shí)，應(yīng)該按照路由經(jīng)過(guò)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)的次數(shù)，由小到大依次分為第一迂回路由、第二迂回路由等，見(jiàn)圖2-16。

2）信令路由選擇的一般規(guī)則

（1）首先選擇正常路由。當(dāng)正常路由因故障不能使用時(shí)，再選擇迂回路由，見(jiàn)圖2-17。

（2）信令路由中具有多個(gè)迂回路由時(shí)，首先選擇優(yōu)先級(jí)最高的第一迂回路由，當(dāng)?shù)谝挥鼗芈酚梢蚬收喜荒苁褂脮r(shí)，再選擇第二迂回路由，依次類推。

圖2-17信令路由選擇的一般規(guī)則

在正?；蛴鼗芈酚芍?，可能存在著多個(gè)同一優(yōu)先等級(jí)的路由（N），若它們之間采用負(fù)荷分擔(dān)方式，則每個(gè)路由承擔(dān)整個(gè)信令負(fù)荷的1/N；若采用負(fù)荷分擔(dān)方式的某個(gè)路由中的一個(gè)信令鏈路組發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)將信令業(yè)務(wù)倒換到其他信令鏈路組上去；若采用負(fù)荷分擔(dān)方式的一個(gè)路由發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)將信令業(yè)務(wù)倒換到其他路由。

2.2數(shù)字電路交換技術(shù)

2.2.1數(shù)字電路交換系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.交換機(jī)的引入

兩用戶需要通話如果把用戶直接相連，用戶數(shù)為N時(shí)，所需的互連線對(duì)數(shù)為N（N-1）/2。引入交換機(jī)后，每個(gè)用戶只要接入到一個(gè)交換機(jī)，就能與世界上的任一用戶通話。當(dāng)用戶分布的區(qū)域較小時(shí)，可以設(shè)置單個(gè)交換節(jié)點(diǎn)，所有用戶都連接到該交換節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)上，由節(jié)點(diǎn)交換機(jī)控制任意用戶之間的接續(xù)，如圖2-19（a）所示。

當(dāng)用戶分布的區(qū)域較廣時(shí)，就要設(shè)置多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)，用戶與就近交換節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)相連，交換機(jī)之間通過(guò)中繼線連接，如圖2-18(b)所示。

圖2-18交換節(jié)點(diǎn)

交換節(jié)點(diǎn)一般具有控制、交換連接、接入和業(yè)務(wù)功能，具體來(lái)講：

(1)及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶的接入請(qǐng)求、撥號(hào)接入INTERNET等；

(2)根據(jù)用戶請(qǐng)求通過(guò)交換機(jī)建立和拆除主、被叫之間的連接；

（3）通過(guò)交換機(jī)的軟件控制呼叫接續(xù)的整個(gè)過(guò)程；

(4)根據(jù)用戶的不同業(yè)務(wù)需求提供不同的交換業(yè)務(wù)，如轉(zhuǎn)移呼叫、呼出限制等。

2.電路交換方式

交換技術(shù)從傳統(tǒng)的電話交換技術(shù)發(fā)展到包括軟交換在內(nèi)的現(xiàn)代交換技術(shù)，其發(fā)展大致經(jīng)歷了人工交換，機(jī)電交換（步進(jìn)制、縱橫制），電子交換（程控?cái)?shù)字交換、分組交換、寬帶交換）等階段。

人工電話交換機(jī)是由話務(wù)員完成轉(zhuǎn)接的。機(jī)電制電話交換機(jī)主要有步進(jìn)制交換機(jī)和縱橫制交換機(jī)。程控交換機(jī)可分為模擬程控交換機(jī)和數(shù)字程控交換機(jī)。模擬程控交換機(jī)的控制部分采用計(jì)算機(jī)控制，而話路部分傳送和交換的仍然是模擬的話音信號(hào)。

數(shù)字程控交換機(jī)的控制部分采用計(jì)算機(jī)，話路部分交換的是經(jīng)過(guò)脈沖編碼調(diào)制（PCM；PulseCodeModulation）后的數(shù)字化的話音信號(hào)，數(shù)字交換機(jī)的交換網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，用戶話機(jī)發(fā)出的模擬話音信號(hào)在數(shù)字交換機(jī)的用戶電路上要轉(zhuǎn)換為PCM信號(hào)。數(shù)字程控交換機(jī)是數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與大規(guī)模集成電路相結(jié)合的產(chǎn)物。

數(shù)字程控交換機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：

①能靈活地向用戶提供多種新服務(wù)功能

②便于采用共路信令系統(tǒng)

③體積小、重量輕、功耗低、可靠性高

④操作維護(hù)管理的自動(dòng)化

3.電路交換特點(diǎn)

電話交換一般采用電路交換方式。電路交換方式是指兩個(gè)用戶在相互通信時(shí)使用一條實(shí)際的物理鏈路，在通信過(guò)程中自始至終使用該條鏈路進(jìn)行信息傳輸，并且不允許其它計(jì)算機(jī)或終端同時(shí)共享該鏈路的通信方式。

電路交換屬于電路資源預(yù)分配系統(tǒng)，即在一次接續(xù)中，電路資源預(yù)先分配給一對(duì)用戶固定使用，不管電路上是否有數(shù)據(jù)傳輸，電路一直被占用著，直到通信雙方要求拆除電路連接為止。

電路交換的特點(diǎn)：

①在通信開始時(shí)要首先建立連接；

②一個(gè)連接在通信期間始終占用該電路，即使該連接在某個(gè)時(shí)刻沒(méi)有信息傳送，該電路也不能被其它連接使用，電路利用率低。

③交換機(jī)對(duì)傳輸?shù)男畔⒉蛔魈幚?，?duì)交換機(jī)的處理要求簡(jiǎn)單，但對(duì)傳輸中出現(xiàn)的錯(cuò)誤不能糾正。

④一旦連接建立以后，信息在系統(tǒng)中的傳輸時(shí)延基本上是一個(gè)恒定值。

2.2.2數(shù)字電路交換系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

1.數(shù)字電路交換機(jī)的硬件基本組成

電路交換機(jī)的硬件系統(tǒng)由用戶電路、中繼器、交換網(wǎng)絡(luò)、信令設(shè)備和控制系統(tǒng)這幾部分組成。2-19電路交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)圖。

圖2-19電路交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

（1）用戶電路：用戶電路是交換機(jī)與用戶話機(jī)的接口。

（2）中繼器：中繼器是交換機(jī)與交換機(jī)之間的接口。

（3）交換網(wǎng)絡(luò)：交換網(wǎng)絡(luò)用來(lái)完成任意兩個(gè)用戶之間，任意一個(gè)用戶與任意一個(gè)中繼器之間，任意兩個(gè)中繼器之間的連接。

（4）信令設(shè)備：用來(lái)接收和發(fā)送信令信息。

（5）控制系統(tǒng)：是交換機(jī)的指揮中心，接收各個(gè)話路設(shè)備發(fā)來(lái)的狀態(tài)信息，各個(gè)設(shè)備應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作，向各個(gè)設(shè)備發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令，協(xié)調(diào)各設(shè)備共同完成呼叫處理和維護(hù)管理任務(wù)。交換機(jī)的終端及接口

交換節(jié)點(diǎn)可以控制以下呼叫類型：本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫和轉(zhuǎn)接呼叫。本局呼叫就是指本局用戶之間的接續(xù)；出局呼叫就是指本局用戶與出中繼模塊之間的接續(xù)；入局呼叫就是指入中繼與本局用戶的接續(xù)；轉(zhuǎn)接呼叫就是指入中繼與出中繼之間的接續(xù)。交換節(jié)點(diǎn)的功能是通過(guò)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)的。

2.數(shù)字電路交換系統(tǒng)功能

1）用戶模塊

數(shù)字電路交換系統(tǒng)用戶模塊用來(lái)連接用戶回路，提供用戶終端設(shè)備的接口電路，完成用戶話務(wù)的集中和擴(kuò)散，并且完成呼叫處理的低層控制功能。

模擬用戶接口電話有七項(xiàng)基本功能，常用BORSCHT這七個(gè)字母來(lái)表示：

B：饋電。為用戶線提供通話和監(jiān)視電流，程控?cái)?shù)字交換機(jī)的額定電壓為-48V直流，用戶線上的饋電電流為18～50mA。

O：高壓和過(guò)壓保護(hù)。程控?cái)?shù)字交換機(jī)一般采用兩級(jí)保護(hù)：第一級(jí)保護(hù)是總配線架保護(hù)；第二級(jí)保護(hù)是用戶電路，通過(guò)熱敏電阻和雙向二極管實(shí)現(xiàn)。

R：振鈴。由被叫側(cè)的用戶模塊向被叫用戶話機(jī)饋送鈴流信號(hào)，同時(shí)向主叫用戶送出回鈴音。鈴流信號(hào)規(guī)定為25Hz±3Hz，75±15V正弦波，分初次振鈴和斷續(xù)振鈴，斷續(xù)振鈴為5秒斷續(xù)，即1秒續(xù)，4秒斷。

S：監(jiān)視。通過(guò)掃描點(diǎn)監(jiān)視用戶回路通、斷狀態(tài)，以檢測(cè)用戶摘機(jī)、掛機(jī)、撥號(hào)脈沖、過(guò)電流等用戶線信號(hào)。

C：編譯碼。通過(guò)編譯碼器及相應(yīng)的濾波器，完成模擬語(yǔ)音信號(hào)的A/D和D/A變換，可由硬件選擇A律或μ律。

H：混合電路（2/4線轉(zhuǎn)換）。完成2線的模擬用戶線與交換機(jī)內(nèi)部4線的PCM傳輸線之間的轉(zhuǎn)換。

T：測(cè)試。通過(guò)軟件控制用戶電路中的測(cè)試轉(zhuǎn)換開關(guān)，對(duì)用戶可進(jìn)行局內(nèi)側(cè)和外線側(cè)測(cè)試。

除此之外，用戶電路還具有增益控制，a、b線極性反轉(zhuǎn)，12/16kHz計(jì)次脈沖發(fā)送等其它功能。

2）中繼器

中繼器是數(shù)字程控交換機(jī)與其它交換機(jī)的接口。根據(jù)連接的中繼線的類型，中繼器可分成模擬中繼器和數(shù)字中繼器兩大類。

數(shù)字中繼器是程控交換機(jī)和局間數(shù)字中繼線的接口電路，它的入/出端都是數(shù)字信號(hào)。數(shù)字中繼器的主要功能有：

（1）碼型變換和反變換；

（2）時(shí)鐘提?。簭妮斎氲腜CM碼流中提取時(shí)鐘信號(hào)，用來(lái)作為輸入信號(hào)的位時(shí)鐘。

（3）幀同步：在數(shù)字中繼器的發(fā)送端，在偶幀的TS0插入幀同步碼，在接收端檢出幀同步碼，以便識(shí)別一幀的開始。

（4）復(fù)幀同步：在采用隨路信令時(shí)，需完成復(fù)幀同步，以便識(shí)別各個(gè)話路的線路信令。

（5）信令的提取和插入：在采用隨路信令時(shí)，數(shù)字中繼器的發(fā)送端要把各個(gè)話路的線路信令插入到復(fù)幀中相應(yīng)的TS16；在接收端應(yīng)將線路信令從TS16中提取出來(lái)送給控制系統(tǒng)。

3）信令設(shè)備

數(shù)字電路交換系統(tǒng)信令設(shè)備的主要功能是接收和發(fā)送信令。程控?cái)?shù)字交換機(jī)中主要的信令設(shè)備有：

（1）信號(hào)音發(fā)生器：用于產(chǎn)生各種類型的信號(hào)音，如忙音、撥號(hào)音、回鈴音等。

（2）DTMF接收器：用于接收用戶話機(jī)發(fā)出的DTMF

信號(hào)

（3）多頻信號(hào)發(fā)生器和多頻信號(hào)接收器：用于發(fā)送和接收局間的MFC信號(hào)。

（4）NO.7號(hào)信令終端：用于完成NO.7號(hào)信令的第二級(jí)功能。

4）控制部分

數(shù)字電路交換系統(tǒng)控制部分完成對(duì)話路設(shè)備的控制功能，由各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，采用存儲(chǔ)程序控制方式。

現(xiàn)代數(shù)字程控交換系統(tǒng)中處理機(jī)的控制結(jié)構(gòu)有分級(jí)控制方式，全分散控制方式和容量分擔(dān)的分布控制三種方式:

（1）分級(jí)控制方式:分級(jí)控制方式的基本特征在于處理機(jī)的分級(jí)，即將處理機(jī)按照功能劃分為若干級(jí)別，每個(gè)級(jí)別的處理機(jī)完成一定的功能，低級(jí)別的處理機(jī)是在高級(jí)別的處理機(jī)指揮下工作的，各級(jí)處理機(jī)之間存在比較密切的聯(lián)系。如圖2-20所示EWSD分級(jí)控制方式圖。

如圖2-20EWSD分級(jí)控制方式圖

（2）全分散控制方式:在采用全分散控制方式時(shí)，將系統(tǒng)劃分為若干個(gè)功能單一的小模塊，每個(gè)模塊都配備有處理機(jī)，用來(lái)對(duì)本模塊進(jìn)行控制。各模塊處理機(jī)是處于同一個(gè)級(jí)別的處理機(jī)，各模塊處理機(jī)之間通過(guò)交換消息進(jìn)行通信，相互配合以便完成呼叫處理和維護(hù)管理任務(wù)。全分散控制方式的主要優(yōu)點(diǎn)是可以用近似于線性擴(kuò)充的方式經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)各種容量的需要，呼叫處理能力強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)全阻斷的可能性很小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開放性和適應(yīng)性強(qiáng)。其缺點(diǎn)是處理機(jī)之間通信量大而復(fù)雜，需要周密地協(xié)調(diào)各處理機(jī)的控制功能和數(shù)據(jù)管理。全分散控制結(jié)構(gòu)的典型代表是S1240程控交換設(shè)備。如圖2-21所示S1240全分散控制方式圖。

如圖2-21S1240全分散控制方式圖

（3）容量分擔(dān)的分布控制方式：這種結(jié)構(gòu)介于上面兩種結(jié)構(gòu)之間。首先，交換機(jī)分為若干個(gè)獨(dú)立的模塊，這些模塊具有較完整的功能和部件，相當(dāng)于一個(gè)容量較小的交換局，每個(gè)模塊內(nèi)部采用分級(jí)控制結(jié)構(gòu)，有一對(duì)模塊處理機(jī)MP為主處理機(jī)，下轄若干對(duì)外圍處理機(jī)，控制完成本模塊用戶之間的呼叫處理任務(wù)。這些模塊也可以設(shè)置在遠(yuǎn)離母局交換機(jī)的地方，成為具有內(nèi)部交換功能的遠(yuǎn)端模塊。整個(gè)交換機(jī)可以由若干個(gè)模塊構(gòu)成，各模塊通過(guò)通信模塊CM互連，另外，還設(shè)置一個(gè)維護(hù)管理模塊AM對(duì)整個(gè)交換機(jī)進(jìn)行管理并提供到維護(hù)管理人員的接口。這是一種綜合性能較好的控制結(jié)構(gòu)，近年來(lái)得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)生產(chǎn)的幾種大型局用交換機(jī)如C&C08、ZXJ10等都采用了這種結(jié)構(gòu)。如圖2-22所示容量分擔(dān)的分布控制方式圖。

如圖2-22容量分擔(dān)的分布控制方式圖

數(shù)字電路交換系統(tǒng)處理機(jī)的冗余方式有3種：

（1）互助方式：兩臺(tái)或更多的處理機(jī)在正常工作情況下以話務(wù)分擔(dān)(負(fù)荷分擔(dān))的方式工作，每臺(tái)處理機(jī)都只負(fù)責(zé)一部分的話務(wù)量，一旦一臺(tái)處理機(jī)發(fā)生故障，則由其它的處理機(jī)來(lái)接管它的工作。

（2）主/備用方式：在這種方式下，只有主用機(jī)在運(yùn)行程序，進(jìn)行控制，備用機(jī)與話路設(shè)備完全分離而作為備用狀態(tài)，一旦主用機(jī)發(fā)生故障，進(jìn)行主備用轉(zhuǎn)換，由備用機(jī)接替工作。

（3）N+m備用方式：在這種方式下，N臺(tái)處理機(jī)配備有m臺(tái)備用機(jī)，當(dāng)N臺(tái)處理機(jī)中有一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，都可以由m臺(tái)備用機(jī)中的一臺(tái)來(lái)接替其工作。

5）數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

程控?cái)?shù)字交換機(jī)的根本任務(wù)是要通過(guò)數(shù)字交換實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的通話連接，數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是完成這一任務(wù)的核心部件。數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)所有終端電路相互之間的聯(lián)系，以及處理機(jī)之間的通信，因此通過(guò)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)能傳送話音、數(shù)據(jù)、內(nèi)部信令、數(shù)字信號(hào)音、內(nèi)部和外部消息等。

數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)用于完成各條PCM鏈路各個(gè)時(shí)隙的數(shù)字信息交換，包括空分交換和時(shí)分交換。程控?cái)?shù)字交換機(jī)采用的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)主要有兩種典型結(jié)構(gòu)：一種是由數(shù)字交換單元（DSE）固定連接構(gòu)成的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)；另一種是由時(shí)間接線器（T接線器）和空間接線器（S接線器）構(gòu)成的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。

（1）基本交換單元

①數(shù)字交換單元（DSE）。DSE是數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元，同時(shí)兼有時(shí)分和空分交換功能。每個(gè)DSE有16個(gè)雙向端口，每一端口分接收（Rx）和發(fā)送（Tx）兩部分，形成一條雙向PCM鏈路，16個(gè)端口之間通過(guò)公用時(shí)分復(fù)用總線相連接，即每個(gè)DSE有16條32信道雙向PCM鏈路，每個(gè)信道16bit，傳輸速率為4.096Mbit/s。DSE的基本結(jié)構(gòu)如圖2-23所示。

在圖2-23中，通過(guò)DSE完成了端口4，TS11交換至端口9，TS19。空分交換體現(xiàn)在端口4→端口9，時(shí)分交換體現(xiàn)在TS11→TS19。

圖2-23DSE的基本結(jié)構(gòu)

②T接線器.時(shí)間接線器簡(jiǎn)稱T接線器，其作用是完成一條時(shí)分復(fù)用線上的時(shí)隙交換功能。T接線器主要由話音存儲(chǔ)器（SM）和控制存儲(chǔ)器（CM）組成，如圖2-24所示。

話音存儲(chǔ)器用來(lái)暫存話音數(shù)字編碼信息，每個(gè)話路為8bit。SM的容量即SM的存儲(chǔ)單元數(shù)等于時(shí)分復(fù)用線上的時(shí)隙數(shù)。控制存儲(chǔ)器用來(lái)存放SM的地址碼（單元號(hào)碼），CM的容量通常等于SM的容量，每個(gè)單元所存儲(chǔ)SM的地址碼是由處理機(jī)控制寫入的。

圖2-24T接線器

圖2-24中T接線器采用“順序?qū)懭?，控制讀出”工作方式，T接線器完成了把入線上TS3的話音信息a交換到出線上TS19，即話音信息a從TS3→TS19；同時(shí)完成了把入線上TS19的話音信息b交換到出線上TS3，即話音信息b從TS19→TS3。通過(guò)這兩次時(shí)隙交換就實(shí)現(xiàn)了A、B兩個(gè)用戶的雙向通信。

T接線器中的存儲(chǔ)器采用高速隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。

③S接線器?？臻g接線器簡(jiǎn)稱S接線器，其作用是完成不同時(shí)分復(fù)用線之間在同一時(shí)隙的交換功能，即完成各復(fù)用線之間空間交換功能。S接線器由電子交叉點(diǎn)矩陣和控制存儲(chǔ)器（CM）組成，如圖2-25所示。

在S接線器中，CM對(duì)電子交叉點(diǎn)的控制方式有兩種：輸入控制和輸出控制。圖2-25中S接線器采用輸入控制方式，S接線器完成了把話音信息b從入線PCM0上的TS1交換到出線PCM1上；同時(shí)完成了把話音信息a從入線PCM1上的TS3交換到出線PCM0上。

圖2-25S接線器

可見(jiàn)，S接線器完成PCM復(fù)用線之間的交換，但不能完成時(shí)隙交換。

S接線器中的控制存儲(chǔ)器采用高速隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，電子交叉矩陣采用高速電子門電路組成的選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2）由DSE構(gòu)成的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

大、中容量的程控?cái)?shù)字交換機(jī)可采用由DSE固定連接構(gòu)成的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)（DSN），DSN完成時(shí)分交換和空分交換。例如S1240數(shù)字交換機(jī)的DSN是由DSE構(gòu)成的單側(cè)型數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，最多有四級(jí)，包括入口級(jí)和選組級(jí)，入口級(jí)采用單級(jí)DSE，選組級(jí)采用3級(jí)DSE，如圖2-26所示。

圖2-26由DSE構(gòu)成的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

（3）由T、S接線器構(gòu)成的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

小容量的程控?cái)?shù)字用戶交換機(jī)的交換網(wǎng)絡(luò)采用單級(jí)T或多級(jí)T接線器組成。大容量的程控?cái)?shù)字交換機(jī)，可采用TST、TSST、甚至級(jí)數(shù)更多的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，它們的工作原理相似。

TST交換網(wǎng)絡(luò)由三級(jí)接線器組成，兩側(cè)為T接線器，中間為S接線器，其三級(jí)結(jié)構(gòu)如圖2-27所示。

圖2-27TST數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

TST交換網(wǎng)絡(luò)完成時(shí)分交換和空分交換，時(shí)分交換由T接線器完成，空分交換由S接線器完成。S接線器的輸入復(fù)用線和輸出復(fù)用線的數(shù)量決定于兩側(cè)T接線器的數(shù)量。

在圖2-27中，設(shè)S接線器為8×8交叉接點(diǎn)矩陣，入、出時(shí)分復(fù)用線復(fù)用度均為32。TST交換網(wǎng)絡(luò)有8條PCM復(fù)用線，每條PCM復(fù)用線接至一個(gè)T接線器，其中輸入T級(jí)（A級(jí)T接線器）工作方式為“順序?qū)懭?，控制讀出”即輸出控制；輸出T級(jí)（B級(jí)T接線器）工作方式為“控制寫入，順序讀出”即輸入控制；S接線器為輸入控制。這里需要指出的是兩級(jí)T接線器的工作方式必須不同，這樣有利于控制。

假定PCM0上的TS2與PCM7上的TS31進(jìn)行交換，即兩個(gè)時(shí)隙代表A、B兩個(gè)用戶通過(guò)TST交換網(wǎng)絡(luò)建立連接，構(gòu)成雙方通話。由于數(shù)字交換采用四線制交換，因此需要建立去話（A→B）和來(lái)話（B→A）兩個(gè)方向的通話路由。交換過(guò)程如下：

①A→B方向，即發(fā)話是PCM0上的TS2，受話是PCM7上的TS31。

PCM0上的TS2把用戶A的話音信息順序?qū)懭胼斎隩接線器的話音存儲(chǔ)器的2單元，交換機(jī)控制設(shè)備為此次接續(xù)尋找一空閑內(nèi)部時(shí)隙，現(xiàn)假設(shè)找到的空閑內(nèi)部時(shí)隙為TS7，處理機(jī)控制話音存儲(chǔ)器2單元的話音信息在TS7讀出，則TS2的話音信息交換到了TS7，這樣輸入T接線器就完成了TS2→TS7的時(shí)隙交換。S接線器在TS7將入線PCM0和出線PCM7接通（即TS7時(shí)刻閉合交叉點(diǎn)07），使入線PCM0上的TS7交換到出線PCM7上。輸出T接線器在控制存儲(chǔ)器的控制下，將內(nèi)部時(shí)隙TS7中話音信息寫入其話音存儲(chǔ)器的31單元,輸出時(shí)TS31

時(shí)該順序讀出，這樣輸出T接線器就完成了TS7→TS31的時(shí)隙交換。

可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)TST交換網(wǎng)絡(luò)后，輸入PCM0上的TS2就交換到了輸出PCM7上的TS31，完成了時(shí)分和空分交換，實(shí)現(xiàn)A→B方向通話。

②B→A方向，即發(fā)話是PCM7上的TS31，受話是PCM0上的TS2。

PCM7上的TS31把用戶B的話音信息順序?qū)懭胼斎隩接線器的話音存儲(chǔ)器的31單元，交換機(jī)控制設(shè)備為此次接續(xù)尋找一空閑內(nèi)部時(shí)隙，現(xiàn)假設(shè)找到的空閑內(nèi)部時(shí)隙為TS23（TS23由反向法確定），處理機(jī)控制話音存儲(chǔ)器31單元的話音信息在TS23讀出，則TS31的話音信息交換到了TS23，這樣輸入T接線器就完成了TS31→TS23的時(shí)隙交換。

S接線器在TS23將入線PCM7和出線PCM0接通（即TS23時(shí)刻閉合交叉點(diǎn)70），使入線PCM7上的TS23交換到出線PCM0上。輸出T接線器在控制存儲(chǔ)器的控制下，將內(nèi)部時(shí)隙TS23中話音信息寫入其話音存儲(chǔ)器的2單元,輸出時(shí)TS2時(shí)該順序讀出，這樣輸出T接線器就完成了TS23→TS2的時(shí)隙交換。

可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)TST交換網(wǎng)絡(luò)后，輸入PCM7上的TS31就交換到了輸出PCM0上的TS2，完成了時(shí)分和空分交換，實(shí)現(xiàn)B→A方向通話。

為了減少鏈路選擇的復(fù)雜性，雙方通話的內(nèi)部時(shí)隙選擇通常采用反相法。所謂反相法就是如果A→B方向選用了內(nèi)部時(shí)隙i，則B→A方向選用的內(nèi)部時(shí)隙號(hào)由下式?jīng)Q定：

式中n為PCM復(fù)用線上一幀的時(shí)隙數(shù)（復(fù)用線上的復(fù)用度），也就是說(shuō)將一條時(shí)分復(fù)用線的上半幀作為去話時(shí)隙，下半幀作為來(lái)話時(shí)隙，使來(lái)去話兩個(gè)信道的內(nèi)部時(shí)隙數(shù)相差半幀。例如在圖2-25