现代通信技术下通信网基础概述

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1、第五章 通信网概述 5.1 通信网的类型 *1 通信网基础通信网基础通信网的类型 通信网的类型主要有三种： 业务网是指向公众提供电信业务的网络。包括固定电话网 、移动电话网、IP电话网、数据通信网、智能网、窄带综合 业务数字网(N-ISDN)和宽带综合业务数字网(B-ISDN)等。 传送网是指数字信号传送网，包括骨干传送网和接入网。 支撑网包括No.7信令网、数字同步网和电信管理网(TMN) 。 它们之间的关系： 支撑网支撑网 应用层应用层 业务网业务网 传送网传送网 Date2 通信网基础通信网基础通信网的类型 通信网更进一步的具体分类： l有线业务网 PSTN, ISDN, IN, VoI

2、P ； l移动通信网 GSM, CDMA, GPRS, 3G ； l数据通信网 X.25, DDN, FR, IP, ATM, MPLS ； l传送网 PDH, SDH, DWDM, AN ； l支撑网 CCS No.7, DSN, TMN 。 Date3 通信网基础通信网基础通信网的类型 传统的通信网络由三部分组成： l用户终端 网络向用户提供服务的界面(接口)； l交换系统 在任意两个用户间可建立、维护、拆除连接 ； l传输系统 信号在不同系统间传输的通道，由发送设备 、接收设备、再生中继设备等构成。 Date4 通信网基础通信网基础业务网 1、电话网 l覆盖范围广，业务量大； l我国的电

3、话网规模世界第一； l本地电话网：在同一编号区内的电话网，由端局、汇接局 及相应传输链路组成； l长途电话网：在不同编号区之间通话的网络，由长途交换 局和传输链路组成； l电话交换局：电话通信网核心设备。目前均采用数字程控 交换设备。每一路电话编码为64KBit/S的PCM数字信号， 占用一次群中的某个时隙，在信令的控制下进行交换和传输 ，实现不同用户间的通话。 Date5 通信网基础通信网基础业务网 我国的电话网为五级结构， 交换局根据服务区域的大小 分为C1C5五级； C1C4为长途局，C5为端局 (直接和用户相连)； 随着电话网的数字化，我国 的电话网在向三级网络演变 (C1,C2合并为

4、DC1，C3,C4 合并为DC2。 具体结构： DC1 DC2 Date6 通信网基础通信网基础支撑网 电信支撑网是对电信网的正常运营起到支持作用的一类网 络，包括三种不同类型的网络： l信令网：通过公共的网络传送信令信号； l同步网：提供全网同步的时钟； l电信管理网：通过计算机系统对全网进行统一的管理。 Date7 第五章 通信网 5.1.1 电话网的结构 *8 通信网基础通信网基础 电话网是目前覆盖范围最广，业务量最大的网络。按照装 机容量来衡量，我国的电话网是目前世界上规模第一位的网络 。 电话网中的中心设备是程控交换机，根据其服务范围，程 控交换机分为不同的等级。 电话网分为本地电话

5、网和长途电话网。本地电话网是在同 一编号区内的网络，由端局、汇接局和传输链路组成；长途电 话网是在不同的编号区之间通话的网络，由长途交换局和传输 链路组成。 本章讨论电话网的等级结构、路由选择和节点设备。 Date9 通信网基础通信网基础电话网的拓扑结构 1、网状连接 电话网中交换局互连常用的拓扑结 构之一是网状连接。当采用网状连接时 ，每两个交换局之间均存在一条直接相 连的路由，每条路由由足以传送两局之 间电话呼叫的电路群组成。这里每个交 换局称为节点，而每条路由又称为网的 支路。 假设网状网具有N个节点，则网状网的总支路数S为： S = N(N-1)/2 因此，当网络中节点数增加时，所需的

6、支路数将迅速增 加，这将增加网络传输链路的投资费用，这一点使得网状网 的使用只能局限于节点数比较少的网络。 Date10 通信网基础通信网基础电话网的拓扑结构 2、星状连接 与网状网不同，星状网的连接方式如图 所示。在星状网中，网的支路数明显小于网 状网，但两个节点之间的呼叫必须通过中心 节点转接。中心交换局用于在端局之间接续 中继呼叫，常称为汇接局。 Date11 通信网基础通信网基础电话网的拓扑结构 3.重叠星状网 为了在更多的节点之间建 立起连接，又不造成支路数 过多，一种比较实用的结构 是重叠星状网。 实际的电话网结构是网状实际的电话网结构是网状 网和重叠星状网结构的组合网和重叠星状网

7、结构的组合 ，这是把各种结构的优点组 合起来的复合电路网。这种 复合式结构有利于减小电话 网的投资。 Date12 通信网基础通信网基础电话网的等级制结构 电话网结构 电话网是开通电话 业务的一种业务网络。 电话网可以分为本 地网和长途网。 本地网是指在同一 编号区域范围内，由若 干个端局或者若干个端 局和汇接局所组成的电 话网。长途网是指在全国范围内，由端局、汇接局和若干个长途 局所组成的电话网。 Date13 通信网基础通信网基础电话网的等级制结构 长途网的网络结构由一、二、三、四级长途交换中心及 五级交换中心(端局)组成。一级交换中心之间相互连接构成网 状网，其他各级交换中心以逐级汇接为

8、主，辅以一定数量的 直达电路，从而构成一个复合型结构。 随着电话网的数字化进程的实现，C1、C2合并为一级， 即DCl，C3、C4合并为一级，即DC2，其结构如上图所示 ，我国的电话网从五级网演变为三级网，一级交换中心之间 形成网状连接，为今后实现动态无级路由选择创造了条件。 本地网中可设置汇接局和端局两个等级的交换中心，也 可只设置端局一个等级的交换中心。本地网中的汇接局主要 是疏通本地话务，当用于疏通长途话务时，它在等级上相当 于第四级长途交换中心。 Date14 通信网基础通信网基础电话网的等级制结构 本地网又可分为：大中城市本地网、市内电话网和农村电 话网。 当一个编号区域的服务范围包

9、含大中城市市区及其所管辖 的郊区和农村时，称为大中城市本地网。 当一个编号区域的服务范围仅限于城市而不包括郊区和农 村时，称为市内电话网。 当一个本地电话网的服务区域只包含县城及农村范围时， 称为农村电话网。 Date15 通信网基础通信网基础电话网的等级制结构 大中城市本地网和市内电话网的网络结构分别如下图所示： Date16 第五章 通信网 5.1.2 电话网的路由选择 *17 通信网基础通信网基础分级路由选择 路由的种类 电话网中传统的路由选择方法是分级别选路，这种路由选 择方法是与电话网的等级制结构相适应的，路由可以分为三类 ： 基干路由：由同一交换区内相邻等级交换中心之间低呼损 电路

10、群及一级交换中心间的低呼损电路群所组成。该路由上的 话务量不允许溢出至其他路由。 低呼损直达路由：由任意两个等级交换中心之间的低呼损 电路群所组成。它可以全部或部分地旁路基干路由，在该路由 上的话务量不允许溢出至其他路由。 高效直达路由：它是任意两个等级交换中心之间高效电路 群所组成的路由。可以全部或部分地旁路基干路由，在该路由 上的话务量可以溢出至其他路由。 Date18 通信网基础通信网基础分级路由选择 基干路由、低呼损直达路由和高效直达路由 Date19 通信网基础通信网基础分级路由选择 路由选择及迂回 当网中出现一个呼叫时，先为其选择高效直达路由，如 果这条路由出现阻塞，则转向上面等级

11、的交换局，依次选择 迂回路由，最后选择最终路由。最终路由是不允许溢出的路 由，它可以与基干路由一致，也可以部分一致。 右图是一个单迂回路由的例子， 图中的两个交换中心通过高效直达路 由连接。当有呼叫到达时，首先选择 直达路由，若直达路由不空闲，则该 呼叫将溢出到图中所示的迂回路由， 不能由迂回路由传输的呼叫将被阻塞 ，交换系统送回呼叫源忙音。 Date20 通信网基础通信网基础分级路由选择 多级迂回路由的选择 当存在多条迂回路由时，路由选 择的原则是每次都选择离被叫最近的 路由，当所有的路由均无法选通时， 该呼叫被阻塞。 多级路由选择过程见右图。 Date21 通信网基础通信网基础动态无级路由

12、选择 采用这种方法的前提是电话网中的交换机是程控数字交 换机，并且采用公共信道信号系统。 动态，指的是网络中路由选择的顺序是随时间而变化的 ，相当于每个节点具有一张变化的路由表。 无级，指的是路由选择的顺序与交换局的等级无关，即 在路由选择这个问题上，各交换局都是平等的。 在动态无级网中，中央选路处理机定期收集网中交换机 出局中继线的忙闲信息以及它们的呼叫处理单元上的负载信 息，并据此来更新路由表。为了减小传输的开销，一般路由 选择不超过两段链路，即对于一条迂回路由来讲，中间只经 过一个转换交换机。 Date22 通信网基础通信网基础动态无级路由选择 右图是动态无级选路网的 结构，它是由路由选

13、择处理 机、若干程控数字交换机、 交换机之间的传输链路，以 及交换机和路由选择处理机 之间的数据链路构成的。 右图中A是源节点，B是 目的地节点。 A,B,C,D,E,F,G分别为长途程控交换机。在A和B两节点间共有6条不同的路由， 其中路由1为直达路由，2、3、4、5、6均为迂回路由，它 们分别经过中间节点E、F、G、D和C。这6条路由可以有不 同的选择顺序。图中列出了4种不同的顺序，它们分别可以 在上午、下午、晚上和周末采用。 Date23 通信网基础通信网基础动态无级路由选择 动态无级选路的优点：提高了网络的利用率。 根据已采用动态无级选路技术的国家的统计资料，无级选 路可减少15%的开

14、销。效益高的原因是动态路由选择与电话 网中话务量的动态变化相适应。电话网中话务量是时间的函数 ，在一天24小时内，有时话务量将到达它的峰值，有时又将 到达谷点，同时各个交换局到达的话务量也是不平衡的。 分级制路由选择本质上是静态的，所以必须按峰值话务量 来设计电话网，从而使网中的一部分容量在非高峰期间被闲置 。动态无级路由选择通过自适应选路来调整话务量的分配，用 较少的资源来处理同样的负载，从而提高了网络资源的利用率 。 Date24 通信网基础通信网基础支撑网 1、信令网 公共信道信令网是通过公共信道链路来传送各种信令信号 的，一条信令链路上可以传送多路电话的信令信号。在电信网 中除ISDN

15、，传送电话网的信令还可以传送移动网、智能网、 ISDN以及管理网的信令信号和信令信息。由于信令是建立连 接的控制信令，信令错误将导致建立错误的连接，或者不能建 立连接，因此，信令网在整个通信网中的作用是显而易见的。 目前的公共信道信令网为No.7信令网，是由ITU-T确定的 一个公共信令网，由信令点和信令转接点组成。 信令网中，地址经过编码以后进行传送，通过形成信令消 息，经过路由选择，链路控制再经物理信道传送到目的地。信信 令网是一个专用的分组交换网，按照令网是一个专用的分组交换网，按照No.7No.7信令网本身的协议信令网本身的协议 来运营。来运营。 Date25 通信网基础通信网基础支撑

16、网 由于信令网中传送的是地址及连接控制信号，监视信令网 对这些信号传送的可靠性显得尤其重要。因此，信令网的设计信令网的设计 一般都需要具备充分的冗余度一般都需要具备充分的冗余度。一般来说，一个信令点通过两 条信令链路连至两个信令转接点，信令转接点连至两个信号转 接点。当某一条信令链路出现故障的时候，可以从另一条信令 链路上进行传送，从而提高传送的可靠性。 Date26 通信网基础通信网基础5.2 支撑网 5.2.1 No.7信令网 . 信令网概念与功能 信令是指通信网中的控制指令指通信网中的控制指令，它是控制交换机动作的信 号和语言，而完成这些控制过程的控制信号的产生、发送 、接收的硬件及操作程序的全体就是信令系统信令系统。 信令网是具有多种功能的业务支撑网，主要用途如下： 电话网的局间信令：完成本地、长途和国际的自动/半 自动电话接续; 电话交换的数据网的局间信令：完成本地、长途和国 际的自动数据接续; ISDN网的局间信令：完成本地、长途和国际的电话和 非话的各种接续；