交换原理第4章

《交换原理第4章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交换原理第4章（152页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第 4 章 电路交换控制1本章大纲要求：1.基本要求（ 1）掌握电信网的组织结构。（ 2）掌握信令系统的设计原理和 No.7信令系统的应用。（ 3）掌握存储程序控制原理以及典型技术与方法。（ 4）掌握交换机软件的分类及功能。（ 5）掌握呼叫处理原理与过程。2.重点、难点重点：路由规划、交换机接口、信令设计、多机控制系统结构、分级调度、输入处理和数据结构。难点：网络结构的演进，多机控制系统，数据结构。3.说明电路交换控制涉及内容多，应注重结合控制方法。最基本的交换控制是呼叫连接控制，即呼叫连接的建立、维护和释放。本章主要讨论电路交换的控制技术。交换控制是一种复杂的系统工程，涉及到整个电信网的结构

2、、路由规划、编号制度、信令系统、交换机的硬件系统和软件系统。2关于交换控制34.1 电信网的组织电信网主要由 交换系统 、 传输系统 和 用户终端 组成。用户终端包括电话机、传真机和各种 数据终端；交换系统负责用户终端之间的连接；传输 系统是交换机与用户终端之间、交换机与交换机之间 的传输线路及相关设备。交换机与用户终端之间的传 输线路，称为用户线或用户环路；交换机之间的传输 线路，称为中继线。中继线往往称为中继线群或中继电路群。交换系统的设计是与整个通信网的规划 密切相关的。在设计交换系统时，必须考虑通信网 的以下几个方面： 路由规划、编号制度、计费系统、 交换机接口与传输系统、网同步方式和

3、信令系统 。4.1.1 路由规划电信网的 路由 是指在两个交换局之间建立的 呼叫连接路径。路由规划包括 路由设计 和 路由选择 ，这些都与电信网的组织结构有关。41. 电信网的一般结构电信网结构的基本形式有 网状网和 星形网 ，网状网是一种全互连网，其中每个交换局均有直达中继线和其他交换局相连。星形网中设有一个中心局，称为 汇接局 ，其他局与中心局之间设有直达中继线，各局之间的通信都需经中心局转接。实际组网中，网络的结构形式多种多样， 比如网状网结构可以简化成 环形网 。星形网可以扩展成 树状网 。可采用网状网与星形网的综合构成 复合网 ，复合网结构能吸取两种基本形 式的优点。如下图复合网中

4、A、 B、 C三个交换局之间为网状网结构， 汇接局以下其他各局为星形结构。 复合网结构具有一定的灵活性，可在话务量较大的局间设置直达电路，如 D 局和 E局之间。复合型网提高了电路利用率，在实际中得到广泛采用。网络的结构形式52. 路由设计路由设计是根据给定的交换机之间的话务量及服务质量要求，决定交换机之间中继线的容量及配置方式 。设有 A、 B、 C 三台交换机，给定呼损指标为 0.01。它们之间的话务量如下图所示 。试确定交换机之间如何连接及所需中继线的数量。第 一种方法采用全互连方式的网状网结构，交换机间采用 直达路由。第二种方法把交换机 B作为汇接交换机，构成星形网结构。6一种更有效的

5、方法是采用 混合路由 ，两台交换机之间的话务量部分通过直达中继，部分 通过汇接中继，使直达中继具有较高的效率，同时 又减少了较昂贵的汇接中继设备的数量。具体设计 中，提高直达中继的呼损率，以达到较高的效率。 对于直达中继溢出的话务量，则经过汇接中继接续 ，使其达到规定的服务质量指标。因此，汇接中继 仅作为直达中继溢出时的后备 路由，汇接路由常称为 替代路由 或 迂回路由 。混合路由78现行电信网为 等级制树状网络 ，整个通信网分为国内和国际两部分。根据 CCITT (现ITU-T)的建议 ， 用于国内通信的部分可包括 45 级，国际部分规定为 3 级。实际通信网的结构自上而下可分为 国际网 、

6、 国内长途网 和 本地网 。3. 路由选择国际网9国际电话网结构如下图所示。国际局分为三级，分别用 CT1、 CT2、 CT3 表示。 CT1为最高国际汇接局， CT2 为国际汇接局， CT3为国际出入局。 CT1 之间均有直达电路，为全互连网状网结构。 CT1到所属CT2， CT2到所属CT3 均有直达电路 ， 它们是星形网结构。国内长途网我国国内电话网自1986年以来，实现了五级的等级结构， 由四级长途交换中心和第五级的端局组成。其中 C1C4构成国内长途网，采用复合型网络结构。 C1之间采用网状网结构，其他各级逐级汇接， 并且辅以一定数量的直达路由，如右图所示。10本地网11本地电话网简

7、称为 本地网 ，本地网是指在同一长途编号区范围内，由若干个端局或者若 干个端局和本地汇接局、局间中继线、用户线和用 户终端组成的电话网。一个本地电话网属于长途电话网中的一 个长途编号区，且仅有一个长途区号。本地网内 用户之间的呼叫只需拨本地号码，不需要拨长途区号。根据本地网规模大小和分布范围，本地 网中电话局之间有各种连接方式，即有不同的网 络结构。实际中有采用网状网结构，也有采用汇接 制的星形网，大型城市的本地网多为复合型网络。在等级制通信网中，任何两台交换机之间都可能存在多条路由。因此，必须 有一种经济合理的路由选择方案。选择路由时应充分利用高效直达路由，尽量减少转接次数和尽量少占长途电

8、路。路由选择顺序和原则如下：(1) 先选高效直达路由。当高效直达路由忙时，选迂回路由，选择顺序是 “由远至近 ” 。(2) 最后选择最终路由。最终路由可以是实际的最终路由（低呼损电路），也可以是基干路由。路由选择方案12例 两个地区之间的长途网络结构如下图所示， 假定交换中心 A呼叫交换中心 B ，试按 “由远至近 ” 选择顺序依次给出全部路由。解 ：根据路由选择顺序和原则 ，首选直达路由，当直达路由忙时，再选迂回路由，最后选基干路由。路由选择举例1314随着通信网中交换设备的数字化以及传 输网的光纤化，通信网的网络结构也在发生变化。 过去广泛采用的等级制结构实行的是一种静态管理方 法，缺乏灵

9、活性，越来越不适应现代通信的技术要求 。等级制通信网尤其是长途交换网正在向 无级 动态网 演进。 其中，程控数字交换设备、 No.7信令系统及网络管理的智能化是实现无级动态网的必要条件。所谓 “无级 ”是指在电话网中的各个结点 (交换机 )处于同一等级，不分上下级。所谓 “动态 ”是指选择路由的方式不是固定的，而是随网络话务量 变化或其他因素而变化。4. 网络结构的变化演进15我国长途电话网的演进我国长途电话网向无级动态网过渡和扩大本地网同步进行。首先把 C3和 C4合并成一级 DC3，形成扩大的本地网。再进一步过渡到三级网 (两级长途网 )。最后形成由一级长途网和本地网组成的二级网络结构，从

10、而实现长途无级网。我国的电话网将由三个层面：长途电话网平面、本地电话 网 平面 和用户 接入网平面组成。在这种结构中，长途网和本地网均可采用动态路由选择。164.1.2 编号制度任何通信网都需要一个合理的 寻址方案 。电话网中为使用户可以呼叫网中其他任何用户 ，必须对网中每一用户分配一个唯一的号码。一个良好的编号制度应符合下列原则：（ 1）全球编号统一。（ 2）号码的位数尽可能的短。（ 3）编号要有规律。（ 4）编号制度应充分考虑电信网的发展， 应有预见性 。17CCITT建议的每部话机的 完整电话号码 为：本地号码本地号码 是同一本地网或编号区域中各个话机的号码，一般情况下采用等位编号，号码

11、 长度要根据本地网的长远规划容量来定。本地电话 网的一个用户号码由两部分组成：局号和用户号， 本地电话网的号码长度最多为 8 位。本地电话网内呼叫时只需拨本地号码。国家号 国内长途区号+完整电话号码18其中 10为北京； 2X(X=09)为特大城市 或大区中心城市 本地长途区号 ； XYZ(X=39,Y为奇数 ,Z=09)用于省会和省辖市 ； 县级长途区号为 4位。随着 C3本地网的建立，各县的长途区号均与 C3局一致。拨打国内长途电话，首先拨国内长途冠号“0”，然后拨国内长途区号和本地号码。国内长途区号 是用于区别同一国家内不同编号区域的号码。我国采用不等长区号，区号位长为 24位。国内长途

12、区号19国家号 是用来区分世界上不同国家和地区的号码。国家号由 13 位组成，第一位是国际区号，各区域的划分及编号以及一些国家和地区的号码如右表所示。在我国拨打国际长途电话时，首先拨国际长途冠号 “00”，然后是国家号、国内长途区号和本地号码。我国除首位 “0”表示长途冠号外，首位 “1”表示特种业务，如 114为查号台；117为报时台； 119为火警； 110为匪警等等。特种业务采用 3位编号。国家号204.1.3 计费系统计费系统用来记录和计算每次呼叫的通 话费。合理的收费可以使通信系统的投资得到适时 的回收，保证系统正常维护和运行 ， 促进通信业务的迅速发展。实际中的计费方法常受限于交换

13、机控制 系统及计费系统的发展水平，现代的程控交换机与 计算机自动计费系统相结合，可以实现理想的计费。实用中的计费方法主要有下列三种：（ 1）包月制；（ 2）单式计次制；（ 3）复式计费 。21复式计费除收取每部话机的月租外，还根据每次通话的距离、时间和服务种类收取通话费。复式计费分为周期脉冲计费法和 计 算 机 自动计费法。程控交换系统常采用计算机自动计费。在计算机自动计费系统中，计算机将记录通话所有相关数据，如主、被叫地址，通话开始时间，通话结束时间以及服务类别等，并据此计算出各次通话的费用。计算机自动计费系统的组成如图所示。通话原始数据以数据包的形式通过通信接口发送给计费计算机，由计费计算

14、机完成存储和打印输出。计算机自动计费22交换机接口是交换机中唯一与外界发生 物理连接的部分。数字程控交换机的接口分为数 字接口和模拟接口，每一种接口又分为用户线侧和 中继线侧两部分。 用户线侧 连接 各种用户线， 称为用户接口；中继线侧通过各种传输系统连接其他 交换机，称为中继接口。交换机间的传输系统和信 令系统具有严格的统一标准和规定，交换机只需提 供标准的模拟中继接口和数字中继接口，就可满足 应用的需要。对于用户接口，交换机制造商有着较 大的设计灵活性。程控交换机所能配备的用户接口 种类及功能是体现交换机设计水平的一个重要方面。4.1.4 交换机接口与传输系统23数字交换机接口示意图24（

15、 1） 用户接口 ：在用户线侧的模拟接口为 Z接口 ， Z1接口连接用户线 ； Z2和 Z3接口连接模拟远端集线器和模拟 PABX。在用户线侧的数字接口为 V 接口，包括V1 V5。 V1接口连至用户设备，一般速率为 64kb/s；V2接口连接数字远端模块； V3接口属于 30B+D接口；V4为 2B+D接口 ， 支持 ISDN接入； V5 接口支持 n E1的接入网，包括 V5.1 (n=1)和 V5.2 (1 n 16)。（ 2） 中继接口 ：在中继线侧的 模拟 接口为 C 接口，C11 通过通路转换设备接入 FDM系统 ， C12 通过模拟中继器接入四线传输线路。在中继侧的数字接口有 A

16、接口和 B接口， A接口是速率为 2.048Mb/s的一次群接口。 B接口是速率为 8.448Mb/s的二次群接口。1. 接口25Z 接口是应用最广泛的一种接口 ， 它是数字交换机与模拟用户线之间的接口， 常称为 模拟用户接口 。模拟用户线可以连接模拟话机、 传真机或 PABX 等终端设备 。 CCITT 为程控数字交换机的模拟用户接口规定了七项功能，称为 BORSCHT功能，如下图所示。接口举例 模拟用户接口26A接口是中继侧应用广泛的一种数字接口， PCM一次群数字中继接口的典型 结构如下图所示。整个接口可划分为四部分，分别完 成信号的收发、同步时钟提取、信令提取和插入及异 常情况下报警。数字中继接口电路由专用集成电路芯片来实现。接口举例 数字中继接口272. 传输系