2022年网络信息技术宣贯 .pdf

1 第一章掌握现代通信网的组成；掌握基本的两种交换技术；掌握OSI 模型分层体系和TCP/IP分层模型结构；了解基本的服务质量。1、通信网是由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机地 组 织 在 一 起 的 ， 按 约 定 的 信 令 或 协 议 完 成 任 意 用 户 间 信 息 交 换 的 通 信 体 系 。信息在网上通常以电或光信号传输，因而现代通信网又称电信网。通信网的构成要素通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统。硬件：终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成。软件：包括信令、协议、控制、管理、计费等。2、交换技术概述根据网络传递用户信息时是否预先建立端到端的连接，交换技术分为两类：面向连接型和无连接型。对应的网络称为面向连接型网络和无连接型网络。面向连接和无连接面向连接 CO（ Connection Oriented ）数据交换过程包含三个阶段：连接建立、数据传输和连接释放。创建的连接可以是物理连接，或者是逻辑连接。无连接 CL（ Connectionless）数据传输前不需在端到端建立连接，直接通信。适用范围： 面向连接方式适用于大批量、可靠的数据传输业务；无连接方式适用于突发性强、数据量少的数据传输业务。面向连接型的网络连接建立阶段：在交换节点中确定转发表内容；数据传输阶段： 用户数据携带连接标识， 交换节点根据连接标识和转发表实现快速数据交换。连接释放阶段：转发表中对应连接状态信息释放。无连接型的网络无转发表。每一个分组都携带目的地址，交换节点根据路由表完成信息的交换。3、物理层TCP/IP网络接入层IP 层运输层应用层物理层OSI数据链路层网络层运输层应用层表示层会话层硬件软件OS应用软件图1.13 OSI与TCP/IP协议分层结构名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 26 页 - - - - - - - - - 2 1.3.2 OSI 参考模型1.OSI(Open System Interconnection 开放系统互连)参考模型OSI 参考模型分为七层：通信子网（一至三层） ：负责在网上任意节点间传送信息；资源子网（五至七层） ：负责进行信息的处理，信息的语义解释等。运输层（第四层） ：负责解决高层应用需求与下三层通信子网提供的服务之间的不匹配问题。?物理层：负责物理介质上无结构的比特流传输，定义接入物理介质的机械的、电气的、功能的特性。?数据链路层：发送带有必需的同步、差错控制和流量控制信息的数据块(帧)，保证物理链路上数据传输的可靠性。?网络层：使高层与连接建立所使用的数据传输和交换技术独立开来，并负责建立、保持、终止一个连接。?运输层： 为两个端点之间提供可靠的、透明的数据传输，以及端到端的差错恢复和流量控制能力。?会话层：为应用间的通信提供控制结构，包括建立、管理、终止应用之间的会话。?表示层：将应用进程与不同的数据表示方法独立开来。?应用层：为用户提供到OSI 环境的接入和分布式信息服务。TCP/IP 协议体系结构TCP/IP 协议可以划分成五层结构：?应用层：包含支持不同的用户应用的应用逻辑。?运输层：为应用层提供可靠的数据传输机制。?IP：该层执行在不同网络之间IP 分组的转发和路由的选择。使用IP 协议执行转发，使用RIP、OSPF、BGP 等协议来发现和维护路由。?网络接入层：负责端系统和所在网络之间的数据交换。?物理层：定义数据传输设备与物理介质或网络间的物理接口1.4.1 服务质量总体要求1可访问性常用接通率、接续时延等指标来评定。2透明性常用用户满意度和信号的传输质量来评定。3可靠性可靠性指标：(1) 失效率：系统在单位时间内发生故障的概率，一般用表示。(2) 平均故障间隔时间(MTBF) ：相邻两个故障发生的间隔时间的平均值，MTBF=1/ 。(3) 平均修复时间(MTTR) ：修复一个故障的平均处理时间，表示修复率， MTTR=1/ 。(4) 系统不可利用度(U) ：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 26 页 - - - - - - - - - 3 1.4.2 电话网的服务质量1接续质量通常用接续损失(呼叫损失率，简称呼损 )和接续时延来度量。2传输质量通常用响度、清晰度、逼真度这三个指标来衡量。3稳定性质量与一般通信网的可靠性指标相同。1.4.3 数据网的服务质量1服务可用性(Service Availability) 指用户与网络之间服务连接的可靠性。2传输时延(Delay or Latency) 指在两个参考点之间，发送和收到一个分组的时间间隔。3时延变化(Delay Variation) 又称抖动 (Jitter)，指沿相同路径传输的同一个业务流中的所有分组传输时延的变化。4吞吐量(Throughput) 指在网络中分组的传输速率。5分组丢失率(Packet Loss Rate)指分组在通过网络传输时允许的最大丢失率。6分组差错率指单位时间内的差错分组与传输的总分组数目的比率。1.4.4 网络的服务性能保障机制1差错控制包括差错检测和差错校正两部分。2拥塞控制拥塞控制的目标是将网络中的数据量控制在一定的水平之下。3路由选择静态路由技术自适应的路由选择技术4流量控制使目的端通信实体可以调节源端通信实体发出的数据流量的协议机制。MTTRMTBFMTTR+U= /( +)= 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 26 页 - - - - - - - - - 4 第二章掌握基本的传输介质和多路复用技术；掌握常见的传送网类型；掌握SDH 和 OTN 的基本特点；掌握SDH 的基本网络单元和基本传送模块速率。用有效传输距离和带宽来衡量传输介质的质量。1） 双绞线（ Twisted-Pair Cable ）特点：最便宜和易于安装，抗干扰能力差，复用度不高。带宽范围：一般在1 MHz 范围之内，传输距离约为24 km。适用场合：用作电话用户线和局域网传输介质。双绞线的类型：非屏蔽双绞线 (UTP ：Unshielded Twisted Pair) 屏蔽双绞线 (STP： Shielded Twisted Pair )。双绞线分类： 1)双绞线按其绞线对数可分为：2 对，4 对，25 对。 （如 2 对的用于电话， 4 对的用于网络传输， 25 对的用于电信通讯大对数线缆）2） 同轴电缆由内、外导体和中间的绝缘层组成，构成一种同轴结构，因而称为同轴电缆特点：抗干扰能力强于双绞线，适于高频宽带传输，但是成本高，不易安装埋设。带宽范围：通常能提供500750 MHz 的带宽。适用场合：主要应用于CATV 和光纤同轴混合接入网。同轴电缆的类型：50 同轴电缆（用于数字传输，又称为基带同轴电缆）75 同轴电缆（如有线电视电缆）用于模拟信号的传输。这种电缆被称为宽带同轴电缆。3） 光纤传输介质有 线介质无线介质电缆光缆双绞线同轴电缆无线电微波红外线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 26 页 - - - - - - - - - 5 光纤是利用光导纤维传送光脉冲的有线介质。目前使用的光纤多为石英光纤。光纤也是一种同轴性结构，由纤芯、包层和外套三个同轴部分组成。其中纤芯的折射率高；包层的折射率低，从而利用光的全反射原理使光信号在纤芯中传输。特点：大容量；体积小、重量轻；低衰减、抗干扰能力强；安全保密性很好。带宽范围：具有25003000GHZ 带宽，工作频率分布在10141015Hz 范围内。光纤的类型：多模光纤 (MMF) ：纤芯直径较大，通常为50 m 或 62.5 m，允许多个光传导模式同时通过光纤。单模光纤 (SMF)：纤芯直径非常小，通常为 410 m, 只允许光信号以一种模式通过纤芯。适用场合：单模光纤用于骨干网传输；多模光纤用于局域网或者用户接入网。4） 无线介质1) 无线电又称广播频率 (RF: Radio Frequency), 工作频率范围：在几十兆赫兹到200 兆赫兹左右。特点：无线电波易于产生，可长距离传输，可穿越建筑物，并且其传播是全向的；其传输特性与频率相关，容易互相干扰，要统一进行频段分配管理。适用场合：适合于广播通信。2) 微波工作频率范围：300 MHz 30 GHz 的电磁波。特点：在空间沿直线传播，只能在视距范围内实现点对点通信，信号易受环境的影响。适用场合：通常微波中继距离应在80 km 范围内，适合于地形复杂和特殊应用需求的环境，目前主要的应用有地面微波接力通信（专用网络、 应急通信系统、 无线接入网、陆地蜂窝移动通信系统） ，卫星通信3) 红外线指工作频率在10121014Hz 范围的电磁波信号。特点：不能穿越固体物质，主要用于短距离、小范围内的设备之间的通信。适用场合：主要用于家电产品的远程遥控，便携式计算机通信接口等。2、多路复用基带传输系统指在短距离内直接在传输介质上传输模拟基带信号的系统。这里的基带特指话音信号占用的频带(3003400 Hz)。优点：线路设备简单；缺点：传输媒介的带宽利用率不高，不适于在长途线路上使用。目前我国长途通信线路已实现了数字化，因而现在的模拟基带传输系统主要在用户电话机到市话交换机之间的用户线上。频分复用传输系统指在传输介质上采用FDM (Frequency Division Multiplexing)技术的系统。原理：利用传输介质的带宽高于单路信号的带宽的特点，将多路信号调制到不同的载波频段上，各频段之间保持一定的间隔, 各路信号通过占用同一介质不同的频带实现了复用。所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。时分复用传输系统指在传输介质上采用TDM 技术的系统。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 26 页 - - - - - - - - - 6 原理：将模拟信号经过PCM(Pulse Code Modulation) 调制后变为数字信号，将多个话路的PCM 信号用时分复用TDM (Time Division Multiplexing)的方法装成时分复用帧，然后发送到线路上。每路信号在属于自己的时间片中占用传输介质的全部带宽。波分复用传输系统指在光纤上采用WDM(Wavelength Division Multiplexing)技术的系统。WDM 本质上是光域上的频分复用(FDM) 技术，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，每一信道占用不同的光波频率(或波长 )。WDM 系统按照工作波长的波段不同可以分为两类：粗波分复用 (Coarse WDM) 和密集波分复用(Dense WDM) 。现行的 DWDM 只在 1550 nm 窗口传送多路光载波信号。3、传送网SDH(Synchronous Digital Hierarchy)是 ITU-T 制定的，独立于设备制造商的NNI 间的数字传输体制接口标准(光、电接口 )。主要用于光纤传输系统，其设计目标是定义一种技术，通过 同步的、 灵活的光传送体系来运载各种不同速率的数字信号。这一目标是通过字节间插(Byte-Interleaving) 的复用方式来实现的，字节间插使复用和段到段的管理得以简化。SDH 主要优点：1) 标准统一的光接口定义了标准的同步复用格式，用于运载低阶数字信号和同步结构。2) 采用同步复用和灵活的复用映射结构采用指针调整技术，使得信息净负荷可在不同的环境下同步复用，引入虚容器(VC ：Virtual Container)的概念来支持通道层的连接。3) 强大的网管功能SDH 帧结构中增加了开销字节(Overhead)，引入了网管功能POH：用于端到端的通道管理。支持的功能有通道的性能监视、告警指示、通道跟踪、净负荷内容指示等。SDH 系统通过 POH 可以识别一个VC ，并评估系统的传输性能。4、SDH 系统中的基本传输速率是STM-1(Synchronous Transport Module-1,155.520 Mb/s)，其他高阶信号速率均由STM-1 的整数倍构造而成。例如 STM-4(4 STM-1=622.080 Mb/s) ，STM-16(4 STM-4=2488.320 Mb/s) 等。5、SDH 等级SONET 等级信号速率 /(Mb/s) 净负荷速率 /(Mb/s) 等效的 DS0数(64 kb/s) STS- 1/OC- 1 51.84 50.112 672 STM - 1 STS- 3/OC- 3 155.52 150.336 2016 STM - 4 STS- 12/OC- 12 622.08 601.344 8064 STM - 16 STS- 48/OC- 48 2488.32 2405.376 32 256 STM - 64 STS- 192/OC- 192 9953.28 9621.504 12 9024 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 26 页 - - - - - - - - - 7 6、SDH 传送网的分层模型SDH 传送网按功能分为两层：通道层和传输介质层，如图2.13 所示。段层又分为再生段层和复用段层。再生段层负责在点到点的光纤段上生成标准的SDH 帧，负责信号的再生放大，不对信号做任何修改。复用段层负责多个支路信号的复用、解复用，以及在SDH 层次的数据交换。光层则是定义光纤的类型以及所使用接口的特性的。基于 DWDM 技术的 OTN 正是为满足未来NGN 的需求而设计的。OTN 主要优点：(1) DWDM 技术可以提高现有光纤的复用度，。图2.10 通道、复用段、再生段示意图支信SDHT再生REG再生SDH DXC或复用支信SDHT再生REG再生复用通光段层通道层传输介质层SDH 传电 路 层(IP、ATM 、PSTN、租用线低通 道-1-3-1-2-4-3高通 道复 用再 生名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 26 页 - - - - - - - - - 8 (2) 由于 DWDM技术独立于具体的业务，同一根光纤的不同波长上接口速率和数据格式相互独立，使得运营商可以在一个OTN 上支持多种业务。(3) SDH/SONet 系统只能管理一根光纤中的单波长传输，而 OTN 系统既能管理单波长，也能管理每根光纤中的所有波长。(4) 采用基于光层的故障恢复比电层更快、更经济。2.3.4 基本网络单元1终端复用器TM 主要为使用传统接口的用户(如 T1/E1、FDDI 、Ethernet)提供到 SDH 网络的接入。2分插复用器ADM ADM 的结构设计主要是为了方便组建环网，提高光网络的生存性。3数字交叉连接设备DXC 一个 SDXC 具有多个STM-N 信号端口， 通过内部软件控制的电子交叉开关网络，可以提供任意两端口速率(包括子速率 )之间的交叉连接，另外 SDXC 也执行检测维护，网络故障恢复等功能。4、再生中继器REG 目的：进行光功率放大、电信号整形，以消除线路噪声，延长传输距离。光传输网的再生中继器有两种：纯光再生中继器电再生中继器第三章掌握基本的信令分类；掌握NO.7 信令的四级结构；掌握NO.7 信令网的基本组成，掌握我国 NO.7 信令网的结构和特点；掌握信令网与电话网的对应关系，并会画对应关系图；（1、信令 是终端和交换机之间以及交换机和交换机之间传递的一种信息，用来指导终端、交换系统、 传输系统协同运行，在指定的终端间建立和拆除临时的通信通道，并维护网路本身正常运行。局间信令 ：指在交换机和交换机之间、交换机与业务控制节点之间等传递的信令。主要用来控制连接的建立、监视、释放，网络的监控、测试等功能。随路信令CAS 的主要特点：信令与用户信息在同一条信道上传送，或信令信道与对应的用户信息传送信道一一对应。应用范围：在过去的模拟电话通信网、X.25 网络中该方式被广泛使用；中国1 号信令系统就是一个典型的带内多频互控随路信令系统。公共信道信令CCS 的主要特点：信令在一条与用户信息信道分开的信道上传送，并且该信令信道是为一群用户信息信道所共享。No.7 信令方式的优点(1) 增加了信令系统的灵活性。(2) 信令在信令链路上传送速度快，呼叫建立时间大为缩短。(3) 具有提供大量信令的潜力，便于增加新的网络管理信令和维护信令。(4) 利于向综合业务数字网过渡。）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 26 页 - - - - - - - - - 9 3、第一级 (MTP-1) MTP-1 是信令数据链路功能级，为信令传输提供一条双向数据通路。规定了一条信令数据链路的物理、电气、功能特性和接入方法。2第二级 (MTP-2) MTP-2 是信令链路功能级, 规定了在一条信令链路上传送信令消息的功能以及相应程序。第二级和第一级共同保证信令消息在两个信令点之间的可靠传送。第三级 (MTP-3) MTP-3 是信令网功能级, 由信令消息处理和信令网管理两部分组成。信令消息处理功能是根据消息信号单元中的地址信息(即路由标记 )，将信令传至合适的信令点或用户部分。信令网管理功能是对每一个信令路由和信令链路进行监视，提供维持信令业务和恢复正常信令的控制功能，以保证信令消息仍能可靠传送。5、No.7 信令网的组成由信令点 (SP：Signaling Point)、信令转接点 (STP：Signaling Transfer Point) 和连接信令点及信令转接点间的信令链路 (SL：Signaling Link) 组成。信令点 SP信令网中既发送又接收信令消息的节点。例如：交换局、操作管理和维护中心、服务控制点等。可分为： 源信令点 ；目的地信令点。信令转接点STP 将信令消息从一条信令链路转到另一条信令链路的信令点。信令转接点STP 有两种：一种是专用信令转接点，它只具有信令消息的转送功能，也称为独立的信令转接点；一种是综合式信令转接点，与交换局合并在一起，是具有信令点功能的转接点。信令链路 SL是传送信令的通道6、我国信令网的基本结构我国信令网采用三级结构。第一级是信令网的最高级，称高级信令转接点HSTP ；第四级(L4)用户级信令点 A用户级信令点 B第三级(L3)信令网功能级信令网功能级第二级(L2)信令链路功能级信令链路功能级第一级(L1)信令数据链路级信令数据链路级名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 26 页 - - - - - - - - - 10 设在各省、自治区及直辖市，成对设置。第二级是 低级信令转接点LSTP ；设在地级市，成对设置。第三级为 信令点 SP。第三级SP是信令网传送各种信令消息的源点或目的地点，各级交换局、运营维护中心、网管中心和单独设置的数据库均分配一个信令点编码。7、3.5.1 信令网与电话网的对应关系目前我国电话网路等级为二级长途网 (由 DC1 和 DC2 组成 )加本地网 。HSTP 设置在 DC1( 省)级交换中心的所在地，汇接DC1 间的信令。 LSTP 设置在 DC2( 市)级交换中心所在地，汇接DC2 和端局信令。见图3.15。图 3.15 信令网与三级电话网的对应关系第五章：掌握基本的同步技术分类；掌握主要的网同步技术和特点；掌握我国同步网的特点。1、同步的概念指信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系，也就是它们相对应的有效瞬间以同一个平均速率出现。模拟通信中的同步：载波同步数字通信中的同步：时钟同步、帧同步2、数字网中的同步技术：(1) 接收同步： 在点与点数字传输时，收端必须产生一个时间上与发端信号同步的、INTSSP(DC1)HSTPLSTPSP(DC2)SP端局SP(DC1 )HSTPLSTPSP(DC2 )SP端局信令链路；话路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 26 页 - - - - - - - - - 11 位于最佳取样判决位置的脉冲序列。方法：从接收信码中提取时钟信息，使其与接收信码在相位上同步。（2）复用同步：在数字信道上，通常采用时分多路复用的方式，将多个支路数字信号合路后在群路上传输，这称为数字复用。主要复用技术同步复用（ SDH）准同步复用（ PDH）非同步复用（低速数字信号(3) 交换同步：在数字传输和数字交换构成的综合数字网内，为了使到达网内各交换节点的全部数字流都能实现有效的交换， 必须使到达交换节点的所有数字流的帧定位信号同步，这种数字交换中需要的同步称为交换同步（网同步）。3、网同步技术就是指网络节点如何取得时钟定时信号的方法。网同步技术可分为两大类：准同步和同步。同步：主从同步和互同步同步控制方法：单向控制双向控制单端控制双端控制图 5.3 同步概念示意图(a) 准同步； (b) 主从 (单端，单向 )； (c) 时间基准 (双端，单向 )；(d) 外部基准 (单向 )；(e) 单端控制 (双向 )； (f) 双端控制5.3.1 准同步准同步方式中各交换节点的时钟彼此是独立的，其频率精度要求保持极窄的频率容差，网络接近于同步工作状态。优点：网络结构简单，各节点时钟彼此独立工作，网络的增设和改动都很灵活。准同步工作(a)(b)(c)(d)(e)(f)强制同步互同步同步工作名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 26 页 - - - - - - - - - 12 缺点：节点时钟在数字链路接入到节点入口处产生周期性的滑动。时钟必须有很高的精度, 通常要求采用原子钟，投资较大， 可靠性也差。 管理维护费用增大。适用范围：国际网络一般采用准同步方式，可以避免国家之间的从属与牵制；军事通信网络为提高网同步的抗毁能力，一般也采用准同步。5.3.2 主从同步 (Master Slave Synchronized)指数字网中所有节点都以一个规定的主节点时钟作为基准，网中其它时钟 （从时钟） 同步于主时钟。基准时钟信号的传输是依靠建立的同步网来进行的。主从同步方式的优点：(1) 避免了准同步网中固有的周期性滑动。(2) 从钟的锁相环的压控振荡器只要求较低的频率精度，较准同步方式，大大降低了费用。(3) 单向传输控制，比较简单，特别适用于星型或树型网。主从同步方式的缺点：(1) 系统采用单端控制，任何传输链路中的扰动都将导致定时基准的扰动。解决办法：从节点时钟的锁相环应采用带宽极窄的环路来滤除日变化的扰动。(2) 一旦主节点基准时钟和传输链路发生故障，就会造成从节点定时基准的丢失，导致全系统或局部系统丧失网同步能力。解决方法：主节点基准时钟须采用多重备份手段以提高可靠性， 而定时基准分配链路采用备用路由的时钟或者在从节点设置具有存储功能的松耦合锁相环路来实现同步。5.3.3 相互同步 (Mutually Synchronized)指数字网中没有特定的主节点和时钟基准，网中每一个节点的本地时钟通过锁相环路受所有接收到的外来数字链路定时信号的共同加权控制。节点的锁相环路是一个具有多个输入信号的环路。这种节点时钟的互控方式使得互同步网成为一个复杂的多路反馈系统。每个节点受相邻节点时钟输入控制，也同时输出去控制相邻节点。互同步的控制方式有单端控制与双端控制。单端控制：传输的控制信号只是节点时钟信号；双端控制：把节点环路鉴相器的加权输出和节点时钟信号一起对环路实施控制。互同步方式适用于网状网。互同步系统优点：(1) 当某些传输链路或节点时钟发生故障时，网络仍然处于同步工作状态, 不需要重组网络，简化了管理工作。(2) 可以降低节点时钟频率稳定度的要求，设备较便宜。(3) 较好地适用于分布式网路。互同步系统缺点：(1) 稳态频率取决于起始条件、时延、增益和加权系数等，因此容易受到扰动。(2) 由于系统稳态频率的不确定性，因此很难与其他同步系统兼容。(3) 由于整个同步网构成一个闭路反馈系统，系统参数的变化容易引起系统性能变坏，甚至引起系统不稳定。(4) 这种方式实现起来较为复杂，一般适用于结构简单，规模小的网络中。5.3.4 外时间基准同步名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 26 页 - - - - - - - - - 13 指数字通信网中所有节点的时间基准依赖于该节点所能接收到的外来基准信号。6、我国的同步网特点：我国数字网的网同步方式是分布式的、多个基准时钟控制的全同步网。国际通信时，以准同步方式运行。第五章掌握电话交换机的硬件结构和软件组成；掌握我国电话网的网络结构，掌握我国电话长途网的路由选择原则，并可以根据图示完成正确的路由选择顺序；掌握智能网的基本组成，并理解引入智能网的原因，知道哪些业务属于智能网业务。6.2.1 交换机的硬件基本结构硬件结构可划分为话路子系统和控制子系统两部分，1话路子系统1) 用户模块用户模块包括两部分：用户电路和用户级。2) 远端用户模块3) 中继模块按照连接的中继线的类型，可分成模拟中继模块和数字中继模块。4) 信令设备 5) 交换网络2控制子系统包括处理机系统、存储器、外围设备和远端接口等部件，通过执行软件系统，来完成规定的呼叫处理、维护和管理等功能。6.2.2 交换机的运行软件1运行软件的组成根据功能不同， 运行软件系统又可分为操作系统、数据库系统和应用软件系统（通常包括呼叫处理程序、维护和管理程序）三部分。1) 操作系统 2) 数据库系统3) 应用软件系统4) 数据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。2呼叫处理程序呼叫处理程序用于控制呼叫的建立和释放。包括用户扫描、信令扫描、数字分析、路由选择、通路选择、输出驱动等功能块。图 6.3 数字程控交换机硬件功能结构信令设备模拟中继线模拟中继数字中继数字中继线数字中继数字交换网络PCM数字中继用户级用户处理机用户电路用户线用户级用户处理机用户电路用户线PCM话路部分控制部分中央处理器外围设备存储器远端接口名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 26 页 - - - - - - - - - 14 图 6.5 运行软件的组成2我国电话网结构我国电话网目前采用等级制，并将逐步向无级网发展。原邮电部规定我国电话网的网络等级分为五级，包括长途网和本地网两部分。长途网由大区中心C1、省中心 C2、地区中心 C3、县中心 C4 等四级长途交换中心组成，本地网由第五级交换中心即端局C5 和汇接局 Tm 组成。等级结构如图6.7 所示。图 6.7 五级电话网结构五级结构存在的问题：(1) 转接段数多。造成接续时延长，传输损耗大，接通率低。(2) 可靠性差。一旦某节点或某段电路出现故障，将会造成局部阻塞。目前我国的电话网已由五级网向三级网过渡，其演变推动力有两个：(1) 随着 C1、C2 间话务量的增加， C1、C2 间直达电路增多，从而使 C1 局的转接作用减弱，当所有省会城市之间均有直达电路相连时，C1 的转接作用完全消失，因此，C1、C2 局可以合并为一级。(2) 全国范围的地区扩大本地网已经形成，即以 C3 为中心形成扩大本地网，因此 C4 的长途作用也已消失。三级网网络结构如图6.8 所示。三级网包括长途网和本地网两部分。长途网由一级长途交换中心DC1、二级长途交换中心DC2 组成；应用软件系统呼叫处理程序管理程序维护程序操作系统处理机系统数据库管理系统数据C5本地网C4C3C2C1C5C4C3C2C1国际出入口局C1长途电话网TmC1 C4长途交换中心；C5端局；Tm汇接局名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 26 页 - - - - - - - - - 15 本地网与五级网类似，由端局DL 和汇接局 Tm 组成。图 6.8 三级网等级结构图1长途网路由选择我国长途网采用等级制结构，选路也采用固定等级制选路。依据有关体制，我国长途网的路由选择规则：(1) 网中任一长途交换中心呼叫另一长途交换中心时所选路由局向最多为三个。(2) 路由选择顺序为先选直达路由，再选迂回路由，最后选最终路由。(3) 在选择迂回路由时，先选择直接至受话区的迂回路由，后选择经发话区的迂回路由。(4) 在经济合理的条件下，应使同一汇接区的主要话务在该汇接区内疏通，路由选择过程中遇低呼损路由时，不再溢出至其他路由，路由选择即终止。如图 6.17 所示的网络，按照上面的选路规则，B 局到 D、C 局的路由选择分别如下：(1) B 局到 D 局有如下的路由选择顺序。 先选直达路由B 局D 局； 若直达路由全忙，再依次选迂回路由B 局 C 局D 局； 最后选最终路由B 局A 局 C 局 D 局，路由选择结束。本地网用户国际出入口局长途电话网Tm端局 DLDC2DC1B 局A 局D 局C 局发话区受话区DC1DC2基干路由；高效直达路由名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 26 页 - - - - - - - - - 16 (2) B 局到 C 局有如下的路由顺序： 先选直达路由B 局C 局； 若直达路由全忙，再选迂回路由B 局A 局C 局，路由选择结束。 此时，只有一条迂回路由，该迂回路由也是最终路由。最后得到 B 局的路由表如表6.1 所示。表 6.1 B 局的路由表6.8.2 智能网的总体介绍智能网是在现有电信网、SS7 信令网和大型集中数据库的基础上构建的。在智能网中， 新的智能业务的业务控制功能和相关业务逻辑转移至业务控制节点，交换机通过 SS7接口与 SCP 相连，并受其控制。智能网一般由业务控制节点、业务交换节点、智能外设、 业务管理系统、业务生成环境等几部分组成，如图6.25 所示。智能网的设计目标：(1) 提供一种结构使得可以在电信网中快速、平滑、简单地引入新业务。(2) 业务的提供应独立于设备提供商。(3)第三方服务提供商可通过智能网为用户提供各类业务。2) 主要智能业务除了被叫集中付费800 业务外，具有代表性的智能网业务：(1) 记账卡业务 (Accounting Card Calling) 。(2) 虚拟专用网 (VPN: Virtual Private Network)。该业务可利用电信网的公共资源组建VPN ，VPN 内部仍然可以按照用户的专用编号方案(PNP：Private Numbering Plan) 进行呼叫。(3) 广域网用户集中交换机(WAC ：Wide Area Centrex) 。WAC业务通过公用网箱地理位置分散的用户群提供PABX型业务。用户无需购买PABX，就可享受其一切功能。终端局直达路由第一迂回路由第二迂回路由D BD BCD BACD C BC BAC 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 26 页 - - - - - - - - - 17 2、我国电话网目前采用等级制，并将逐步向无级网发展。原邮电部规定我国电话网的网络等级分为五级，包括长途网和本地网两部分。长途网由大区中心C1、省中心 C2、地区中心 C3、 县中心 C4 等四级长途交换中心组成，本地网由第五级交换中心即端局C5 和汇接局Tm 组成。随着 C1、C2 间话务量的增加，C1、C2 间直达电路增多，从而使C1 局的转接作用减弱，当所有省会城市之间均有直达电路相连时，C1 的转接作用完全消失，因此，C1、C2局可以合并为一级。(2) 全国范围的地区扩大本地网已经形成，即以C3 为中心形成扩大本地网，因此C4的长途作用也已消失。三级网包括长途网和本地网两部分。长途网由一级长途交换中心DC1、二级长途交换中心DC2 组成；本地网与五级网类似，由端局DL 和汇接局 Tm 组成。3、路由的分类电路是根据不同的呼损 指标进行分类的。呼损指在用户发起呼叫时，由于网络或中继的原因导致电话接续失败，这种情况叫做呼叫被损失，简称呼损。可以用损失的呼叫占总发起呼叫数的比例来描述(这只是表述呼损的方法之一)。按链路上所设计的呼损指标不同，可以将电路分为低呼损电路群和高效电路群 。低呼损电路群： 呼损指标应小于1%， 低呼损电路群上的话务量不允许溢出至其他路由。不允许溢出指在选择低呼损电路进行接续时，若该电路拥塞， 不能进行接续， 也不再选择其他电路进行接续，故该呼叫就被损失，即产生呼损。在网络规划过程中，要根据话务量数据计算所需的电路数，以保证满足呼损指标。高效电路群 ：没有呼损指标， 其上的话务量可以溢出至其他路由，由其他路由再进行接续。路由可按照呼损进行分类，分为低呼损路由和高效路由；其中低呼损路由包括基干路由和低呼损直达路由。若按照选择顺序分，则有首选路由和迂回路由。1) 基干路由由具有上下级汇接关系的相邻等级交换中心之间以及长途网和本地网的最高等级交换中心 (指 C1 局、 DC1 局或 Tm)之间的低呼损电路群组成。电路群的呼损指标应小于1%，且话务量不允许溢出。2) 低呼损直达路由直达路由指由任意两个交换中心之间的电路群组成的，不经过其他交换中心转接的路由。低呼损直达路由由任意两个等级的交换中心之间的低呼损直达电路组成。3) 高效直达路由高效直达路由由任意两个等级的交换中心之间的高效直达电路组成。高效直达路由上的电路群没有呼损指标，其上的话务量可以溢出。4) 首选路由与迂回路由当某一交换中心呼叫另一交换中心时，对目标局的选择可以有多个路由。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 26 页 - - - - - - - - - 18 第一次选择的路由称为首选路由 ， 当首选路由遇忙时， 就迂回到第二路由或者第三路由。迂回路由 一般是由两个或两个以上的电路群转接而成的。对于高效直达路由而言，由于其上的话务量可以溢出，因此必须有迂回路由。5) 最终路由由这些无溢出的低呼损电路群组成的路由最终路由。最终路由可能是基干路由，也可能是低呼损直达路由，或部分基干路由和低呼损直达路由。4、5、传输质量及指标的分配传输质量： 表示在给定的条件下，信号经网络的设备传送到接收端时再现其原有信号