本地电话网与长途电话网原理课件42

电话通信网,建立最早、发展规模最大的通信网。,是通信网的主体，是各电信网络运营商的基础网络。,电话通信网,6.1,引言,6.2,固定电话网,6.3,移动通信网,6.4,智能网,6.1 引言,6.1,引言,引言,电话网发展已有一百多年的历史，,随着通信技术的发展，电话网已实现了交换与传输的数字化，并与,No.7,信令网和智能网建立了紧密的联系。,数据网与电话网互通并向融合的方向发展，基于数据网的,IP,电话业务得到了迅速发展。,电话网仍是通信网的主体，也是各电信网络运营商的基础网络。,电话网已从传统的只含固定电话业务的网络发展成了今天的固定电话网和移动电话网两大类型。,6.1引言引言,第六章 电话通信网,6.1,引言,6.2,固定电话网,6.3,移动通信网,6.4,智能网,第六章 电话通信网 6.1 引言,等级结构,概念：,把全网的交换中心划分成若干个等级，低等级的交换中心与管辖它的高等级的交换中心相连，形成多级汇接辐射网即星形网；而最高等级的交换中心间则直接互连，形成网状网，所以等级结构的电话网一般是复合形网。,参数：,全网的服务质量,全网的经济性,6.2,固定电话网,等级结构6.2 固定电话网,图,6.1,固定电话网三级结构示意图,我国固定电话网经历近,20,多年的高速发展，已由原来的五级结构演变为现在的三级结构,6.2,固定电话网,图6.1 固定电话网三级结构示意图 我国固定电话网经历近2,6.2,固定电话网,6.2.1,本地电话网,6.2.2,长途电话网,6.2.3,国际电话网,6.2.4,路由选择方法,6.2.5 PAS,系统,6.2 固定电话网6.2.1本地电话网,本地电话网,定义：,本地电话网简称本地网，指在同一长途编号区范围内，由若干个端局，或者由若干个端局和汇接局及局间中继线、接入电路和话机终端等组成的电话网。,功能：,本地网用来疏通本长途编号区范围内任何两个用户间的电话呼叫和长途发话、来话业务,。,6.2.1,本地电话网,本地电话网 6.2.1 本地电话网,1.,本地网的交换中心及职能,本地网内可设置,端局（,DL,）,和,汇接局（,TM,）,。,端局通过用户线与用户相连，,疏通本局用户的去话和来话话务。,汇接局与所管辖的端局相连,疏通端局间的话务,汇接局与其他汇接局相连,疏通汇接区间端局话务,汇接局与长途交换中心相连,疏通本汇接区的长途转话话务。,6.2.1,本地电话网,1.本地网的交换中心及职能6.2.1 本地电话网,2.,本地网的网络结构,由于各中心城市的行政地位、经济发展及人口的不同，扩大的本地网交换设备容量和网络规模相差很大，所以网络结构分为,网状网,和,二级网,两种。,6.2.1,本地电话网,2. 本地网的网络结构6.2.1 本地电话网,（,1,）网状网,图,6.2,本地网的网形网结构,网状网是本地网结构中最简单的一种，网中所有端局个个相连,端局之间设立直达电路。当本地网内交换局数目不太多时，可采用这种结构,6.2.1,本地电话网,（1）网状网 6.2.1 本地电话网,（,2,）二级网,当本地网中交换局数量较多时，可由端局和汇接局构成两级结构的等级网，端局为低一级，汇接局为高一级。,二级网的结构有,分区汇接,和,全覆盖,两种。,6.2.1,本地电话网,（2）二级网 6.2.1 本地电话网,分区汇接,网络结构：把本地网分成若干个汇接区，在每个汇接区内选择话务密度较大的一个局或两个局作为汇接局,根据汇接局数目的不同，分区汇接有两种方式,6.2.1,本地电话网,分区汇接 6.2.1 本地电话网,（,a,）分区单汇接,基本结构：是每一个汇接区设一个汇接局，汇接局之间以网形网连接，汇接局与端局之间根据话务量大小可以采用不同的连接方式。,在城市地区，话务量比较大，应尽量做到一次汇接，即来话汇接或去话汇接。,在农村地区，由于话务量比较小，采用来、去话汇接。,6.2.1,本地电话网,（a）分区单汇接 6.2.1 本地电话网,图,6.3,本地网的分区单汇接局结构,(,来话汇接,),汇接局间结构简单，但是网络可靠性差,6.2.1,本地电话网,图6.3 本地网的分区单汇接局结构(来话汇接)6.2.1 本,（,b,）分区双汇接,基本结构：,每个汇接区内设两个汇接局，两个汇接局地位平等，均匀分担话务，汇接局之间网状相连；汇接局与端局的连接方式同分区单汇接结构,，只是每个端局到汇接局的话务量一分为二，由两个汇接局承担。,比较适用于网络规模大、局所数目多的本地网。,6.2.1,本地电话网,（b）分区双汇接 6.2.1 本地电话网,图,6.4,本地网的分区双汇接局结构,(,来话汇接,),比分区单汇接结构可靠性提高很多,6.2.1,本地电话网,图6.4 本地网的分区双汇接局结构(来话汇接) 6.2.1,全覆盖,网络结构：在本地网内设立若干个汇接局，汇接局间地位平等，均匀分担话务负荷。汇接局间以网状网相连。各端局与各汇接局均相连。两端局间用户通话最多经,一次转接。,结构可靠性高，但线路费用也提高很多,6.2.1,本地电话网,全覆盖6.2.1 本地电话网,图,6.5,本地网的全覆盖网络结构,6.2.1,本地电话网,图6.5 本地网的全覆盖网络结构 6.2.1 本地电话网,3.,本地网的类型,自,20,世纪,90,年代中期，我国开始组建起以地（市）级以上城市为中心城市的,扩大的本地网,。,特点：城市周围的郊县与城市划在同一长途编号区内，其话务量集中流向,中心城市。,6.2.1,本地电话网,3. 本地网的类型6.2.1 本地电话网,（,1,） 特大和大城市本地网,定义：以特大城市或大城市为中心，中心城市与所辖的郊县（市）共同组成的本地网，简称特大或大城市本地网。,目标网：二级结构、分区汇接组网方式，汇接区数目以,2-4,个为宜，每汇接区尽量设置双汇接局，来话汇接或去话汇接，端局双归属。,6.2.1,本地电话网,（1） 特大和大城市本地网6.2.1 本地电话网,图,6.6,某地区本地网网络组织示意图,6.2.1,本地电话网,图6.6 某地区本地网网络组织示意图6.2.1 本地电话网,（,2,） 中等城市本地网,定义,：以中等城市为中心，中心城市与该城市的郊区或所辖的郊县,(,市,),共同组成的本地网，简称中等城市本地网。,目标网：二级结构、全覆盖组网方式，,2-3,个汇接局，一次转接。城市端局应实现端局双归属。地（市）级城市组建的本地网就是这种类型。,6.2.1,本地电话网,（2） 中等城市本地网6.2.1 本地电话网,6.2,固定电话网,6.2.1,本地电话网,6.2.2,长途电话网,6.2.3,国际电话网,6.2.4,路由选择方法,6.2.5 PAS,系统,6.2 固定电话网6.2.1本地电话网,定义：简称长途网，由长途交换中心、长市中继和长途电路组成。,我国长途网为两级网,6.2.2,长途电话网,省级,(,直辖市,),交换中心,DC1,，网状网相互连接,地,(,市,),交换中心,DC2,，网状或不完全网状相连,DC1,与本省各地市的,DC2,以星形方式连接,6.2.2 长途电话网省级(直辖市)交换中心DC1，网状网相,图,6.7,两级长途网的网络结构,6.2.2,长途电话网,图6.7 两级长途网的网络结构6.2.2 长途电话网,6.2.2,长途电话网,汇接区：以各级交换中心为汇接局，汇接局负责汇接的范围称为汇接区。,全网以省级交换中心为汇接局，分为,31,个省,(,自治区,),汇接区。,6.2.2 长途电话网,1,各级长途交换中心的职能,DC1,的职能主要是汇接所在省的省际长途来话、去话话务，以及所在本地网的长途终端话务。,DC2,的职能主要是汇接所在本地网的长途终端话务。,6.2.2,长途电话网,1各级长途交换中心的职能 6.2.2 长途电话网,1,长途交换中心的等级设置原则,（,1,）直辖市本地网内设一个或多个长途交换中心时，一般均设为,DC1(,含,DC2,功能,),。,（,2,）省会本地网内设一个或两个长途交换中心时，均设为,DC1(,含,DC2,功能,),；设三个及三个以上长途交换中心时，一般设两个,DC1,和若干个,DC2,。,（,3,）地（市）本地网内设长途交换中心时，所有的长途交换中心均为,DC2,。长途网的发展趋势是逐步向无级网过渡。,6.2.2,长途电话网,1长途交换中心的等级设置原则 6.2.2 长途电话网,6.2,固定电话网,6.2.1,本地电话网,6.2.2,长途电话网,6.2.3,国际电话网,6.2.4,路由选择方法,6.2.5 PAS,系统,6.2 固定电话网6.2.1本地电话网,国际电话网,由各国,(,或地区,),的,国际交换中心,(ISC),和若干,国际转接中心,(ITC),组成。,国际交换中心又称国际出入口局，它的任务是连通国际电话网和国内长途电话网。,国际电话网通过国际转接中心,ITC1,、,ITC2,和国际交换中心,ISC,将各国长途电话网进行互联，构成,三级国际长途电话网,。,6.2.3,国际电话网,国际电话网6.2.3 国际电话网,国际电话网,特点：通信距离远、多数国家之间不邻接的情况占多数。,传输手段多数：使用长中继无线通信、卫星通信或海底同轴电缆、光缆等；,通信技术：高效多路复用技术,回音抑制器或回音抵消器,6.2.3,国际电话网,国际电话网6.2.3 国际电话网,图,6.8,国际电话网结构示意图,6.2.3,国际电话网,图6.8 国际电话网结构示意图 6.2.3 国际电话网,1,一级国际转接中心,ITC1,ITC1,负责一个洲或洲内一部分范围的话务交换和接续任务，其数量很少，全世界共设有,8,个,ITC1,。,2,二级国际转接中心,ITC2,ITC2,是为在每个,ITC1,所辖区域内的一些较大国家设置的中间转接局。这样的国家全部或部分国际业务经,ITC2,汇接后送到就近的,ITC1,局。,ITC2,和,ITC1,之间仅有国际电路。,3,三级国际交换中心,ISC,ISC,设置在每个国家，各国的国际电话从国内长话网通过,ISC,局进入国际网。每个国家可有一个或多个,ISC,局，例如我国在北京、上海和广州设有三个,ISC,局，负责我国国际电话的接入与接出。,6.2.3,国际电话网,1一级国际转接中心ITC16.2.3 国际电话网,6.2,固定电话网,6.2.1,本地电话网,6.2.2,长途电话网,6.2.3,国际电话网,6.2.4,路由选择方法,6.2.5 PAS,系统,6.2 固定电话网6.2.1本地电话网,1,路由的含义与分类,可以由一个电路群组成，也可以由多个电路群经交换中心串接而成。,6.2.4,路由选择方法,含义：进行通话的两个用户经常不属于同一交换中心，当用户有呼叫请求时，在交换中心之间要为其建立起一条传送信息的通道，这就是路由,(Route),。,1路由的含义与分类6.2.4 路由选择方法含义：进行通话的,图,6.9,路由示意图,交换中心,A,与,B,，,B,与,C,之间的路由分别是,AB,，,BC,，它们各由一个电路群组成；交换中心,A,与,C,之间的路由是,ABC,，它由两个电路群经交换中心,B,串接而成。,6.2.4,路由选择方法,图6.9 路由示意图 6.2.4 路由选择方法,分类,6.2.4,路由选择方法,按呼损分,高效路由,低呼损路由,按路由选择分,首选路由与迂回路由,直达路由,最终路由,常规路由与非常规路由,安全迂回路由,按所连交换中心的地位分,基干路由,跨级路由,跨区路由,分类6.2.4 路由选择方法按呼损分高效路由低呼损路由按路由,几种基本路由和路由选择时常用的路由,基干路由,构成网络基干结构的路由，由具有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之间的低呼损电路群组成。基干路由上的低呼损电路群又叫基干电路群。电路群的呼损指标是为保证全网的接续质量而规定的，应小于或等于,1,，且基干路由上的话务量不允许溢出至其他路由。基干路由示意图，如图,6.7,所示。,低呼损直达路由,直达路由是指由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。任意两个等级的交换中心由低呼损电路群组成的直达路由称为低呼损直达路由。电路群的呼损小于或等于,1,，且话务量不允许溢出至其他路由上。,两交换中心之间的低呼损直达路由可以疏通其间的终端话务，也可以疏通由这两个交换中心转接的话务。,高效直达路由,任意两个交换中心之间由高效电路群组成的直达路由称为高效直达路由。高效直达路由上的电路群没有呼损指标的要求，话务量允许溢出至规定的迂回路由上。,两个交换中心之间的高效直达路由可以疏通其间的终端话务，也可以疏通经这两个交换中心转接的话务。,6.2.4,路由选择方法,几种基本路由和路由选择时常用的路由 6.2.4 路由选择方法,几种基本路由和路由选择时常用的路由,首选路由与迂回路由,首选路由是指某一交换中心呼叫另一交换中心时，有多个路由，第一次选择的路由就称为首选路由。当第一次选择的路由遇忙时，迂回到第二或第三个路由，那么第二或第三个路由就称为首选路由的迂回路由。迂回路由通常由两个或两个以上的电路群经转接交换中心串接而成。,安全迂回路由,这里的安全迂回路由除具有上述迂回路由的含义外，还特指在引入“固定无级选路方式”后，加入到基干路由或低呼损直达路由上的话务量，在满足一定条件下可向指定的一个或多个路由溢出，此种路由称为安全迂回路由。,最终路由,最终路由是任意两个交换中心之间可以选择的最后一种路由，由无溢呼的低呼损电路群组成。最终路由可以是基干路由，也可以是部分低呼损路由和部分基干路由串接，或仅由低呼损路由组成。,6.2.4,路由选择方法,几种基本路由和路由选择时常用的路由 6.2.4 路由选择方法,路由的设置,基干路由的设置,同一省内具有汇接关系的省级交接中心,DC1,与地,(,市,),级交换中心,DC2,之间，以及不同省的省级交换中心,DC1,之间；本地网中具有汇接关系的端局与汇接局之间，汇接局与汇接局之间均应设置,低呼损电路群,。,6.2.4,路由选择方法,路由的设置6.2.4 路由选择方法,路由的设置,直达路由的设置,任意两个等级的交换中心之间根据话务量大小，在经济合理的前提下，可设置直达电路群，这些直达电路群可以是,低呼损电路群,，也可以是,高效电路群,。,6.2.4,路由选择方法,路由的设置6.2.4 路由选择方法,2.,路由选择,（,1,）路由选择的基本概念,6.2.4,路由选择方法,含义：路由选择也称选路，是指一个交换中心呼叫另一个交换中心时在多个可传递信息的途径中进行选择，对一次呼叫而言，直到选到了目标局，路由选择才算结束。,2.路由选择6.2.4 路由选择方法含义：路由选择也称选路，,路由选择结构,路由选择结构分为有级,(,分级,),和无级两种结构,。,（,a,）有级选路结构,（,b,）无级选路结构,6.2.4,路由选择方法,路由选择结构6.2.4 路由选择方法,有级选路结构,6.2.4,路由选择方法,在给定的交换节点的全部话务流中，到某一方向上的呼叫都是按照同一个路由组依次进行选路，并按顺序溢出到同组的路由上，而不管这些路由是否被占用，或这些路由能不能用于某些特定的呼叫类型，路由组中的最后一个路由为最终路由，呼叫不能再溢出。,有级选路结构 6.2.4 路由选择方法在给定的交换节点的全部,无级选路由结构,6.2.4,路由选择方法,如果违背了上述定义,(,如允许发自同一交换局的呼叫在电路群之间相互溢出,),，则称为无级选路结构。,无级选路由结构6.2.4 路由选择方法如果违背了上述定义(如,路由选择计划,路由选择计划是指如何利用两个交换中心间的所有路由组来完成一对节点间的呼叫,。,（,a,）固定选路计划,路由组的路由选择模式总是不变的,（,b,）动态选路计划,路由组的选择模式是可变的,6.2.4,路由选择方法,路由选择计划 6.2.4 路由选择方法,动态选路的方法,目的,:,为某一个呼叫找到一条成功率最大的通路，这个通路是在整个网络中寻找，而不局限在固定选路中的有限路由表中。路由表可依据时间、状态和事件而改变。,6.2.4,路由选择方法,动态选路的方法6.2.4 路由选择方法,（,a,）时间相关选路,(TDR),6.2.4,路由选择方法,根据网络中历史的话务量变化规律，得到不同时间段,(,如一天、一星期或一个月,),的不同话务高峰时间，设计出一系列按时间改变的路由表以适应不同时间出现的忙时话务量，网络在不同时期有不同的路由表。,优点：可以利用忙时周期的不一致性，使发端局和终端局之间的空闲电路得到尽可能多的利用。,（a）时间相关选路(TDR)6.2.4 路由选择方法根据网络,例：,如图,6.10,交换中心,AB,的路由在时期,1,，,2,是不同的，如表,6.2,所示。,6.2.4,路由选择方法,图,6.10,时间相关选路例图,表,6.2,时间相关选路时,AB,的路由表,时间周期,AB,的路由方案,1,AB,，,ACB,，,ADB,2,AB,，,AEB,，,AFB,例：如图6.10交换中心AB的路由在时期1，2是不同的，如,（,b,）状态相关选路,(SDR),6.2.4,路由选择方法,状态相关选路又称为自适应选路,它是根据网络状态自动地改变路由选择方案,（b）状态相关选路(SDR)6.2.4 路由选择方法,（,c,）事件相关选路,(EDR),6.2.4,路由选择方法,事件相关选路是在前次呼叫成功或是失败的条件下局部地修改路由选择方案，以预留那些使呼叫获得成功的路由，使疏通话务的途径避开拥塞的链路。,（c）事件相关选路(EDR)6.2.4 路由选择方法,6.2.4,路由选择方法,图,6.11,事件相关选路例图,表,6.3,事件相关选路,AB,的路由表,选择,AB,的路由方案,现行,呼叫失败后,1,AB,AEB,2,AEB,ACB,6.2.4 路由选择方法 表6.3 事件相关选路A,（,2,）路由选择的规则,不论采用什么路由选择方式，路由选择都应遵循基本的原则,基本的原则：,主要确保传输质量和信令信息的可靠传输；有明确的规律性，确保路由选择中不会出现死循环；一个呼叫连接中串接的段数应尽量少；能够在低等级网络中疏通的话务应尽量在低等级中疏通等。,6.2.4,路由选择方法,（2）路由选择的规则6.2.4 路由选择方法,长途网的路由选择规则,长途二级网的路由选择主要规则有：,6.2.4,路由选择方法,（,a,）网中任一长途交换中心呼叫另一长途交换中心的所选路由局向最多为三个；,（,b,）同一汇接区内的话务应在该汇接区内疏通；,（,c,）发话区的路由选择方向为自下而上，受话区的路由选择方向为自上而下；,（,d,）按照“自远而近”的原则设置选路顺序，即首选直达路由，次选迂回路由，最后选最终路由。如图,6.12,所示。,长途网的路由选择规则6.2.4 路由选择方法（a）网中任,图,6.12,长途网上的路由选择,6.2.4,路由选择方法,图6.12 长途网上的路由选择6.2.4 路由选择方法,话务负荷分担方式的路由选择,路由选择过程中，当发端至收端同一局向设有多个电路群时，可根据各电路群承受话务能力等情况，将话务按不同的比例分配给各路由，以疏通到目标局的话务。这叫做,话务负荷分担方式的路由选择,6.2.4,路由选择方法,话务负荷分担方式的路由选择6.2.4 路由选择方法,图,6.13,话务负荷分担方式示意图,6.2.4,路由选择方法,图6.13 话务负荷分担方式示意图 6.2.4 路由选择方法,本地网中继路由的选择规则,本地网中继路由选择规则主要有：,6.2.4,路由选择方法,（,a,）选择顺序为先选直达路由，后选迂回路由，最后选基干路由，如图,6.14,所示,（,b,）每次接续最多可选择三个路由；,（,c,）端局与端局间最多经过两个汇接局，中继电路最多不超过三段。,本地网中继路由的选择规则6.2.4 路由选择方法（a）选,图,6.14,本地网中继路由的选择,6.2.4,路由选择方法,图6.14 本地网中继路由的选择6.2.4 路由选择方法,6.2,固定电话网,6.2.1,本地电话网,6.2.2,长途电话网,6.2.3,国际电话网,6.2.4,路由选择方法,6.2.5 PAS,系统,6.2 固定电话网6.2.1本地电话网,无线市话（,PAS,：,Personal Access Phone System,），俗称小灵通。,在,PHS,（,Personal Handy-phone System,）基础上改进的一种无线接入技术，,与目前广为使用的,GSM,、窄带,CDMA,等移动通信系统同属于第二代移动通信系统。,6.2.5 PAS,系统,6.2.5 PAS系统,基于时分多址,/,时分双工（,TDMA/TDD,）技术,动态分配通信信道,采用,32kbit/s ADPCM,语音编码方式,频段在,1900MHz-1920MHz,之间,提供无线多媒体通信（现在实用通信速率为,64kbit/s,）和移动型终端的多种接入网方式,采用微蜂窝技术，通过微蜂窝基站实现无线覆盖，将手机以无线的方式接入固定网（本地电话网,6.2.5 PAS,系统,1.,概述,基于时分多址/时分双工（TDMA/TDD）技术6.2.5 P,PAS,与其他移动电话系统,最大的区别,6.2.5 PAS,系统,PAS,是仅利用原有的固定网电话交换机系统，而其他移动电话系统必须新设移动交换网。因此，它的每线接入成本较低。,6.2.5 PAS系统,2,网络结构,PAS,系统主要由网络子系统、基站子系统和移动台组成,6.2.5 PAS,系统,图,6.15 PAS,系统组成,2网络结构6.2.5 PAS系统图6.15 PAS系统组,基站子系统,由基站收发信机（,CS,）和基站控制器（,CSC,）组成；,网络子系统,由本地交换中心（,LS,）、接入网络单元（,ANU,）、中心控制模块（,ATC,）、移动管理中心（,MMC,）等组成。,PAS,网中还配有,短信息业务中心,，提供短信息业务服务。,6.2.5 PAS,系统,6.2.5 PAS系统,ANU,通过标准接口,V5.2,与,LS,相连，进入固定电话网。根据话务量可以采用,单模块,或,多模块,方式。,ATC,提供话路分配功能，控制用户在接入网络单元之间的漫游切换。,MMC,进行系统的性能管理、故障管理、配置管理、计费管理和安全管理。,CSC,通过接口,E1,与接入网络单元相连，实现基站控制器内各基站之间的漫游切换，动态频率分配和信道分配。,CS,通过空中接口与,PS,连接，通过双绞线与,CSC,连接。,6.2.5 PAS,系统,6.2.5 PAS系统,3,与,3G,的共存问题,6.2.5 PAS,系统,PAS,促成了电信市场的繁荣,可以推行必要的技术升级来适应市场的需求,即使在第三代通信系统实现商用化的时候，它也不会马上消失，仍会按照它的市场定位方向有一定的生存空间,3与3G的共存问题6.2.5 PAS系统,第六章 电话通信网,6.1,引言,6.2,固定电话网,6.3,移动通信网,6.4,智能网,第六章 电话通信网 6.1 引言,第六章 电话通信网,6.3.1,概述,6.3.2 GSM,网络结构,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,第六章 电话通信网,6.3.1,概述,移动通信,含义：通信双方至少有一方在移动中进行的通信,包括：移动体之间的通信和移动体与固定点之间的通信。,6.3.1 概述 移动通信,6.3.1,概述,第一代模拟制式的蜂窝移动通信系统,第二代（,2G,）蜂窝移动通信系统引入了数字传输技术,基于,GSM,网络的,GPRS/EDGE,技术,第三代（,3G,）移动通信系统,移动通信的发展,6.3.1 概述第一代模拟制式的蜂窝移动通信系统移动通信的发,第六章 电话通信网,6.3.1,概述,6.3.2 GSM,网络结构,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,第六章 电话通信网,6.3.2,GSM,网络结构,1,GSM,数字蜂窝通信系统组成,采用,FDMA/TDMA,及跳频的复用方式,工作频带,900 MHz,，或,1800 MHz,主要由网络子系统（,NSS,）、基站子系统（,BSS,）和移动台组成,6.3.2 GSM网络结构1GSM数字蜂窝通信系统组成,6.3.2 GSM,网络结构,图,6.16 GSM,移动通信系统的组成,6.3.2 GSM网络结构图6.16 GSM移动通信系统的组,6.3.2,GSM,网络结构,基站子系统,由基站收发信机（,BTS,）和基站控制器（,BSC,）组成,网络子系统,由移动交换中心（,MSC,）、归属位置寄存器（,HLR,）、访问位置寄存器（,VLR,）、鉴权中心（,AUC,）、设备标志寄存器（,EIR,）、操作维护中心（,OMC,）等组成,短信息业务中心（,SMS-SC,）,6.3.2 GSM网络结构基站子系统由基站收发信机（BTS）,6.3.2,GSM,网络结构,（,1,）网络子系统（,NSS,）,移动交换中心（,MSC,）,MSC,是蜂窝通信网络的核心，,主要功能：对位于本,MSC,控制区域内的移动用户进行通信控制和管理,主要完成：交换、 计费、网络接口、无线资源管理与移动性能管理,6.3.2 GSM网络结构（1）网络子系统（NSS）,6.3.2,GSM,网络结构,（,1,）网络子系统（,NSS,）,归属位置寄存器（,HLR,）,HLR,是一种用户的信息数据库，存储着本地区的所有用户的,静态参数,HLR,可以是,物理性,的也可以是,虚拟的,，虚拟的,HLR,是指几个,MSC,公用一个物理,HLR,，内部划分为若干个区域。,6.3.2 GSM网络结构（1）网络子系统（NSS）,6.3.2,GSM,网络结构,（,1,）网络子系统（,NSS,）,访问位置寄存器（,VLR,）,这是一种,动态用户,的位置信息数据库。存储那些临时在本移动交换中心作用范围内活动的用户信息，如用户号码、所处位置区域信息等。,VLR,存储的数据也随该用户做,跟踪修正,。,6.3.2 GSM网络结构（1）网络子系统（NSS）,6.3.2,GSM,网络结构,（,1,）网络子系统（,NSS,）,鉴权中心（,AUC,）,AUC,存储着,鉴权算法,和,加密密钥,，在确定移动用户身份和对呼叫进行鉴权、加密处理时，提供所需的,三个参数,（随机号码,RAND,、符合响应,SRES,、密钥,Kb,），用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户的通信安全。,6.3.2 GSM网络结构（1）网络子系统（NSS）,6.3.2,GSM,网络结构,（,1,）网络子系统（,NSS,）,设备标志寄存器（,EIR,）,EIR,是一个数据库，存储和检验移动台的序号（,ESN,）或称设备标志，,主要完成：对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。,目前，我国各移动运用商尚未启用,EIR,设备。,6.3.2 GSM网络结构（1）网络子系统（NSS）,6.3.2,GSM,网络结构,（,1,）网络子系统（,NSS,）,操作维护中心（,OMC,）,用于对系统进行集中操作、维护和管理，允许远程集中操作、维护和管理，支持高层网络管理中心（,NMC,）的接口。,具体功能：对文件和数据进行管理，对话务数据、告警信息进行收集、分析和显示、对故障进行诊断和恢复等。,6.3.2 GSM网络结构（1）网络子系统（NSS）,6.3.2 GSM,网络结构,由,MSC,控制,通过无线信道完成与,MS,的通信,主要实现无线信号的收发及无线资源管理等功能。,（,2,）基站子系统（,BSS,）,6.3.2 GSM网络结构（2）基站子系统（BSS）,6.3.2,GSM,网络结构,基站收发信机组（,BTS,）,包括无线传输所需的各种硬件和软件,实现对服务区的无线覆盖,在,BSC,的控制下提供足够的与,MS,连接的无线信道,6.3.2 GSM网络结构,6.3.2,GSM,网络结构,基站控制器（,BSC,）,BSC,是,BTS,和,MSC,之间的连接点，也为,BTS,和,OMC,之间交换信息提供接口。,一个,BSC,通常控制多个,BTS,，,完成无线网络资源管理、小区配置数据管理、功率控制、呼叫和通信链路的建立与拆除、本控制区内移动台的越区切换控制等功能,6.3.2 GSM网络结构,6.3.2,GSM,网络结构,（,3,）移动台（,MS,）,MS,即便携台（手机）或车载台,包括,移动终端（,MT,）,和,用户识别模块（,SIM,卡）,两部分,MT,可完成语音编码、信道编码、信息加密、信息调制和解调，以及信息发射和接收等功能,SIM,卡存有确认用户身份所需的认证信息以及与网络和用户有关的管理数据,6.3.2 GSM网络结构（3）移动台（MS）,6.3.2,GSM,网络结构,2,网络结构,我国移动,GSM,话务网目前采用,汇接制,，大多数省份或直辖市采用,三级网,的网络结构，即移动业务本地网、省内网和全国网，如图,6.17,所示。,TMSC1,为一级汇接中心，,TMSC2,为二级汇接中心，,MSC,为本地移动交换中心，,GMSC,为移动网网关局。,6.3.2 GSM网络结构2网络结构,6.3.2,GSM,网络结构,图,6.17,三级移动网网络结构图,6.3.2 GSM网络结构图6.17 三级移动网网络结构图,6.3.2,GSM,网络结构,（,1,）全国网,在各省设置一对,TMSC1,（如图,6.17,的,TMSC1-1,与,TMSC1-2,），负责省际及国际话务汇接，,一对,TMSC1,采用,负荷分担,方式工作；,各,TMSC1,之间,网状,相连，实现省际话务的汇接，从而构成全国网,。,6.3.2 GSM网络结构（1）全国网,6.3.2,GSM,网络结构,（,2,）省内网,各省设置一对或多对,TMSC2,，负责省内话务汇接,采用,负荷分担,方式工作,TMSC2,之间,网状,相连，并与其归属的,TMSC1,连接，完成省内各地区移动业务本地网的话务汇接，构成省内网,不同省的两个较忙的一、二级汇接局间可设置,高效直达路由,，当高效直达路由溢出时可再选,低呼损电路,。,6.3.2 GSM网络结构（2）省内网,6.3.2,GSM,网络结构,（,3,）本地网,本地移动交换中心（,MSC,）,每个移动业务本地网中设置一个或多个移动端局（,MSC,）,MSC,与其所属的,TMSC1,和,TMSC2,星型连接,6.3.2 GSM网络结构（3）本地网,6.3.2,GSM,网络结构,图,6.18,移动业务本地网的示意图,6.3.2 GSM网络结构图6.18 移动业务本地网的示意图,6.3.2,GSM,网络结构,本地网内话务,可以采用,TMSC2,汇接机制，也可在话务量较大的,MSC,之间设置直达电路,省内长途话务,通过,TMSC2,汇接,省际话务,可以经过,TMSC2,汇接到,TMSC1,，部分省际话务量较大的,MSC,可以建立与,TMSC1,的直达电路。,6.3.2 GSM网络结构,6.3.2,GSM,网络结构,（,3,）本地网,移动网网关局（,GMSC,）,实现与其他业务网的互连互通,当网络规模较小时，各,MSC,与,PSTN,直连，,MSC,与,PSTN,之间的话务由,MSC,疏通,移动网与其他网之间设置一对独立的,GMSC,，以实现本地移动网与其他业务网间的话务、信令转接。,6.3.2 GSM网络结构（3）本地网,第六章 电话通信网,6.3.1,概述,6.3.2 GSM,网络结构,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,第六章 电话通信网,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,1,蜂窝移动通信网第二代向第三代的过渡,为了满足人们的需求，以支持话音业务为主的,GSM,系统在其,PHASE2+,规范中提出了基于分组交换数据的,通用分组无线业务,（,GPRS,：,General Packet Radio Service,）模型。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网1蜂窝移动通信网第二代向第,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,（,1,）通用分组无线业务（,GPRS,）,与,GSM,最根本的区别：,GSM,是一种电路交换系统，而,GPRS,是一种分组交换系统,适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的,数据传输,，也适用于偶尔的大数据量传输,网络容量只在所需时分配，不要时就释放即采用,统计复用传送方式,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网（1）通用分组无线业务（GP,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,GPRS,采用,高斯最小频移键控,（,GMSK,：,Gaussian minimum shift keying,）调制方式，,GPRS,移动通信网的传输速度可达,115kb/s,。,GPRS,配置要求安装两种新的网络单元：,GPRS,业务支持节点（,SGSN,）,和,GPRS,网关支持节点（,GGSN,）,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,图,6.19 GPRS,网络结构示意图,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网图6.19 GPRS网络结,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,对于,BSS,进行软件升级,增加分组控制单元（,PCU,）来处理数据业务量,将数据业务量从,GSM,话音业务量中分离出来。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网对于BSS,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,对于,NSS,：,SGSN,SGSN,是,GPRS,与,GSM,接口的关键性部件，主要完成协议转换、,GPRS,移动性管理、鉴权及用户登记功能。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网对于NSS：,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,对于,NSS,：,GGSN,GGSN,用作,SGSN,和外部的分组数据网之间的互连点，它要求能提供,GPRS,用户和,IP,之间的安全通信。,GGSN,也完成类似于,GMSC,的功能，并很接近于,IP,的路由器。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网对于NSS：,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,（,2,）增强数据速率,GSM,演进方案（,EDGE,）,EDGE,完全以目前的,GSM,标准为架构,采用了,8PSK,调制方式，,EDGE,是通过信号的绝对相位来表示符号的，其符号的可能性有,8,种，每个符号映射成,3,个比特，因此,EDGE,可以达到,GPRS,三倍的速率,EDGE,的网络结构与图,6.19,所示的,GPRS,网络结构类似,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网（2）增强数据速率GSM 演,2,第三代蜂窝移动通信网,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,第三代（,3G,，,3rd Generation,）移动通信系统,IMT-2000,（,International Mobile Telecommunication-2000,）,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,主要特征是：,能提供语音、数据和高质量多媒体业务，车载通信速率为,144kb/s,，步行通信速率,384kb/s,，室内通信速率为,2Mb/s,能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力,接口具有开放性,能与不同网络互联,终端可以实现多样化,能够从第二代平稳过渡等,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,IMT-2000,系统工作于,2000MHz,频段，,采用,5MHz,的带宽来提供数据速率最高可达,2Mb/s,的业务。,对于高于,2Mb/s,速率的业务，可以采用更宽的频带如,10MHz,或者,20MHz,，或更高的工作频率来提供高达,155Mbps,速率的业务。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,图,6.20,第三代移动通信系统,IMT2000,的构成,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网图6.20 第三代移动通信系,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,3,3G,的无线技术,获,ITU,接纳的无线技术包括：,两大技术，五大标准。,两大技术：,CDMA,和,TDMA,五大标准：,（,1,）,IMT-2000 CDMA DS,，即,WCDMA,直接序列扩频,（,2,）,IMT-2000 CDMA MC,，即,CDMA 2000,（,3,）,IMT-2000 CDMA TDD,是采用时分双工,(,码分复用的无线传输技术,（,4,）,IMT-2000 CDMA SC,（,5,）,IMT-2000 CDMA FDMA/TDMA,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网33G的无线技术,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,（,1,）,IMT-2000 CDMA DS,即,WCDMA,，直接序列扩频。,由欧洲和日本提出，采用频分双工,(FDD),它是欧洲国家全部支持的标准，,主要技术支持商有诺基亚、爱立信等,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网（1）IMT-2000 CD,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,（,2,）,IMT-2000 CDMA MC,即,CDMA 2000,美国提出，采用,FDD,的多载波,CDMA,主要技术支持者：美国高通公司,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网（2）IMT-2000 CD,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,（,3,）,IMT-2000 CDMA TDD,包括：我国提出的,TD-SCDMA,欧洲提出的,UTRA-TDD,，即,WCDMA,的,TDD,模式,采用时分双工,(TDD),码分复用,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网（3）IMT-2000 CD,TD-SCDMA,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,我国信息产业部电信科学技术研究院,(,现大唐电信集团,),提出的,3G,标准。,具有频率利用率高、组网灵活的特点，尤其适用于高密度、低速运动的环境。,综合了,TDMA,，,CDMA,和,FDMA,的无线传输技术，具有灵活高效的无线传输能力。,TD-SCDMA6.3.3 第三代蜂窝移动通信网,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,（,4,）,IMT-2000 CDMA SC,即北美的,IS-136,的,3G,版本,UMC-136,可选用,FDD,或,TDD,方式，属于,TDMA,接入方式的无线传输技术,较少使用。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网（4）IMT-2000 CD,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,（,5,）,IMT-2000 CDMA FDMA/TDMA,即欧洲,DECT,系统上的,3G,标准,多载波,TDMA,接入方式,只在欧洲有使用意义,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网（5）IMT-2000 CD,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,ITU,曾经希望两大技术阵营达到统一的技术标准，实际最后这个目标没有实现。,以上标准中实际上被公认的主流标准为：,WCDMA,、,CDMA2000,和,TD-SCDMA,三种。,我国信息产业部,2007,年公布,TD-SCDMA,、,WCDMA,和,CDMA2000,三个国际,3G,标准为我国通信行业标准。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,4,3G,的交换网络,（,1,）信令网,WCDMA,核心网基于,GSM,的,MAP,网络，,CDMA2000,核心网基于窄带,CDMA,的,ANSI-41,网络。,TD-SCDMA,基于,GSM,的,MAP,网络。,通过扩展，,WCDMA,和,TD-SCDMA,也可以连接在,ANSI-41,的网络上，,CDMA2000,也可以连接到,GSM-MAP,网络中。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网43G的交换网络,6.3.3,第三代蜂窝移动通信网,4,3G,的交换网络,（,2,）,NGN,3G,吸纳了下一代网络（,NGN,：,Next Generation Network,）的组网技术，考虑了业务、控制、传输层的分离，考虑了使用软交换技术。,核心网的演进趋势：电路交换,分组交换（,NGN,的方向）。,核心网演进的驱动力：电信级多媒体业务的需求，降低成本的需求。,6.3.3 第三代蜂窝移动通信网43G的交换网络,第六章 电话通信网,6.1,引言,6.2,固定电话网,6.3,移动通信网,6.4,智能网,第六章 电话通信网 6.1 引言,第六章 电话通信网,6.4.1,智能网的概念,6.4.2,智能网的体系结构,6.4.3,智能网呼叫举例,第六章 电话通信网,6.4.1,智能网的概念,智能网,在传统的交换网中引入一种叠加网络，整个网络便形成了由原有的交换层和叠加的智能层构成的网络结构。,交换层,负责完成基本业务呼叫连接功能，而更复杂的一些增值业务则由,智能层,进行控制实现。,6.4.1 智能网的概念智能网,6.4.1,智能网的概念,最大特点,将网络的,交换功能,与,业务控制功能,相分离，把电话网中原来位于各个交换机中的对增值业务的控制功能集中到新增的控制设备由中小型计算机组成的,智能网业务控制点,上，而原有的交换机仅完成基本的接续功能。,6.4.1 智能网的概念最大特点,6.4.1,智能网的概念,图,6.21,智能网的层次结构,新的通信网由交换层、智能层和信令层组成,6.4.1 智能网的概念图6.21 智能网的层次结构,6.4.1,智能网的概念,图,6.21,智能网的层次结构,新的通信网由交换层、智能层和信令层组成,交换层主要由原有的交换设备构成，依旧完成呼叫接续功能,6.4.1 智能网的概念图6.21 智能网的层次结构交换层主,6.4.1,智能网的概念,图,6.21,智能网的层次结构,新的通信网由交换层、智能层和信令层组成,对于智能业务（由智能层控制的增值业务）的呼叫，交换层要将相关的呼叫信息上报给智能层，由智能层通过分析业务流程、查询数据库等操作后下发控制命令给交换层完成呼叫,6.4.1 智能网的概念图6.21 智能网的层次结构 对于,6.4.1,智能网的概念,图,6.21,智能网的层次结构,新的通信网由交换层、智能层和信令层组成,信令层仅仅用于在交换层和智能层设备间传输消息。,6.4.1 智能网的概念图6.21 智能网的层次结构信令层仅,第六章 电话通信网,6.4.1,智能网的概念,6.4.2,智能网的体系结构,6.4.3,智能网呼叫举例,第六章 电话通信网,6.4.2,智能网的体系结构,智能网一般由,业务交换点,业务控制点,业务数据点,智能外设,业务管理系统,业务生成环境,等几部分组成,。,6.4.2 智能网的体系结构智能网一般由,6.4.2,智能网的体系结构,图,6.22,智能网体系结构,6.4.2 智能网的体系结构图6.22 智能网体系结构,6.4.2,智能网的体系结构,图,6.22,智能网体系结构,SSP,是连接现有业务网与智能网的连接点，提供接入智能网功能集的功能。,SSP,可检出智能业务的请求，并与,SCP,通信；对,SCP,的请求做出响应，允许,SCP,中的业务逻辑影响呼叫处理。,6.4.2 智能网的体系结构图6.22 智能网体系结构,6.4.2,智能网的体系结构,图,6.22,智能网体系结构,SCP,是智能网的核心构件，它存储用户数据和业务逻辑。,SCP,的主要功能是接收,SSP,送来的查询信息并查询数据库，进行各种译码；同时，,SCP,能根据,SSP,上报来的呼叫事件启动不同的业务逻辑，根据业务逻辑向相应的,SSP,发出呼叫控制指令，从而实现各种智能呼叫。,6.4.2 智能网的体系结构图6.22 智能网体系结构,6.4.2,智能网的体系结构,图,6.22,智能网体系结构,SDP,提供数据库功能,(,业务数据功能,SDF),，接受其他设备的数据操作请求，执行操作并回送结果。但是要注意的是，在网上的实际应用中，,SCP,与,SDP,往往都提供,SCF,和,SDF,，这时,SCP,和,SDP,从功能上已经无区别，只不过是存放数据的侧重点不同而已。,6.4.2 智能网的体系结构图6.22 智能网体系结构,6.4.2,智能网的体系结构,图,6.22,智能网体系结构,IP,是协助完成智能业务的特殊资源。通常具有各种语音功能，如语音合成，播放录音通知，接收双音多频拨号，进行语音识别等等。,6.4.2 智能网的体系结构图6.22 智能网体系结构,6.4.2,智能网的体系结构,图,6.22,智能网体系结构,业务管理系统（,SMS,）由两部份组成，业务管理点,(SMP),和业务管理接入点,(SMAP),。由计算机系统组成。具有业务逻辑管理、业务数据管理、网络配置管理等功能。,6.4.2 智能网的体系结构图6.22 智能网体系结构,6.4.2,智能网的体系结构,图,6.22,智能网体系结构,SCE,的功能是根据客户的需求生成新的业务逻辑。,SCE,为业务设计者提供友好的图形编辑界面。客户利用各种标准图元设计出新业务的业务逻辑，并为之定义好相应的数据。业务设计好后，需要首先通过严格的验证和模拟测试，以保证其不会给通信网已有业务造成不良影响。此后，,SCE,将新生成业务的业务逻辑传送给,SMS,，再由,SMS,加载到,SCP,上运行。,6.4.2 智能网的体系结构图6.22 智能网体系结构,第六章 电话通信网,6.4.1,智能网的概念,6.4.2,智能网的体系结构,6.4.3,智能网呼叫举例,第六章 电话通信网,6.4.3,智能网呼叫举例,为了更好地理解智能网体系中各设备之间的相互关系，下面给出了,主叫用户为预付费业务（,PPS,）用户，被叫为普通,GSM,用户的呼叫过程，,如图,6.23,所示。,这里假设,PPS,用户有专门的移动用户国际号码（,MSISDN,：,Mobile Station ISDN),段。,6.4.3 智能网呼叫举例,6.4.3,智能网呼叫举例,图,6.23,智能呼叫流程示例,6.4.3 智能网呼叫举例图6.23 智能呼叫流程示例,6.4.3,智能网呼叫举例,（,1,）,PPS,用户,a,发起呼叫，主叫方端局,MSCa,通过,PPS,号码段判断出这是一个,PPS,业务呼叫，将呼叫转接到汇接局,TMSCa,。,TMSCa,通过,PPS,号码段判断出这是一个,PPS,业务呼叫，将呼叫转接到,SSP,。,（,2,）,SSP,首先判别到这是一个,PPS,业务呼叫后，触发智能业务；将此次呼叫的相关信息报告给业务控制点,SCP,，并悬置当前呼叫，等待,SCP,的控制命令。,（,3,）,SCP,收到该呼叫信息，通过分析,PPS,的业务逻辑，查询数据库，若判别主叫用户的状态为有效状态，则计算出通话费率以及最大通话时长等，并下发控制命令到,SSP,，给出最大通话时长并且命令,SSP,继续接续并准备计费。,6.4.3 智能网呼叫举例,6.4.3,智能网呼叫举例,（,4,）,SSP,收到,SCP,的命令，继续刚才悬置的呼叫接续过程。判别出被叫号码为普通,MSISDN,，,SSP,将发送消息给被叫用户的归属位置寄存器,HLRb,，得到被叫用户的当前位置,MSRN,。,SSP,根据,MSRN,选择路由，将呼叫转接到被叫所在地区的,TMSCb,、被叫所在端局,MSCb,，呼出被叫。一旦被叫应答，双方开始通话，,SSP,开始计费。,（,5,）,当,SSP,检测到通话双方任何一方挂机