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1、实验一 通信网络概述【实验目的】介绍通信网络的基本概念以及电话网和交换机的组成，通过对 SP30 交换机的硬件结构的讲解，使学生了解固定电话的接续流程。【实验原理】一、通信网的基本概念在信息化社会中，语言、数据、图像等各类信息，从信息源开始，经过搜索、筛选、分类、编辑、整理等一系列信息处理过程，加工成信息产品，最终传输给信息消费者，而信息流动是围绕高速信息通信网进行的，这个高速信息通信网是以光纤通信、微波通信、卫星通信等骨干通信网为传输基础，由公众电话网、公众数据网、移动通信网、有线电视网等业务网组成，并通过各类信息应用系统延伸到全社会每个地方和每个人，从而真正实现信息资源的共享和信息流动的快
2、速与畅通。通信的基本含义人们通过听觉、视觉、嗅觉、触觉等感官，感知现实世界而获取信息，并通过通信来传递信息。因此，通信的基本形式是在信源与信宿之间建立一个传输(转移)信息的通道(信道)。过去的通信由于受技术与需求所限，仅限于话音。随着信息社会的到来，人们对信息的需求将日益丰富与多样化，而现代通信的发展又为此提供了条件。因此现代通信意义上所指的信息已不再局限于电话电报、传真等单一媒体信息，而是将声音、文字图像、 数据等合为一体的多媒体信息。总之人的各种感官或通过仪器、仪表对现实世界的感觉，以及古往今来的各种书籍、档案、新闻等都含有各种信息，这些信息是通过通信来进行传递的。因此，所谓通信系统就是利
3、用电、光等信号形式来传递信息的系统。二、 通信系统的基本组成通信的基本形式是在信源与信宿之间建立一个传输(转移)信息的通道，实现信息的传输。如图 1.1 所示，点与点之间建立的通信系统的基本组成包括：信源、变换器、信道、噪声源、反变换器及信宿六个部分。信源是指产生各种信息(如语音、文字、图像及数据等)的信息源，可以是发出信息的人，也可以是发出信息的机器，如计算机等。不同的信息源构成不同形式的通信系统，变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。对应不同的信源和不同的通信系统，变换器有不同的组成和变换功能。例如：对于数字电话通信系统，变换器则包括送话器和模数变换器等，模数变换器的
4、作用是将送话器输出的模拟话音信号经过模/数变换、编码、并时分复用等处理后，变换成适合于在数字信道中传输的信号。信道是信号的传输媒介。信道按传输介质的种类可以分为有线信道和无线信道。在有线信道中，电磁信号被约束在某种传输线(如电缆、光缆等)上传输；在无线信道中电磁信号沿空间(大气层、对流层、电离层等)传输。信道如果按传输信号的形式又可以分为模拟信道和数字信道。信宿是信息的接收者，可以与信源相对应，构成人人通信或机一机通信。也可以是与信源不一致，构成人机通信或机人通信。图 1.1 点对点单向通信系统构成模型以上所述的通信系统只能实现两用户间的单向通信，要实现双向通信还需要另一个通信系统完成相反方向
5、的信息传送工作。而要实现多用户间的通信，信源变换器信道反变换信宿噪声源传输媒介终端终端最简单的方法是在任意两用户之间均有线路相连（如图 1.2 所示） 。从图中可以看出，采用点对点的通信方式，当存在 N 个终端时，连线的数量随终端数的平方增长。这些终端位于很远的距离时，需要大量的线路。由于用户众多，这种方法不但会造成线路的巨大浪费，而且也是不可能实现的。为了解决这个问题，引入了通信网的概念。通信网就是将多个通信系统有机地组成一个整体，使它们能协同工作，资源共享，即形成一个网络。图 1.3 通信网的概念每个终端通过一条专用线路与通信网上的一个节点相连，这个节点就是交换机。任何用户间的通信都要经过
6、交换机的转接交换。由此可见， 图 1.1 所示的是两个用户间的专线系统模型，而实际中一般使用的通信系统则是由多级交换的通信网组成。通信网有很多的形式，其中电话通信是交换式通信网，是通信网的一种形式。三、交换机的概念根据 IEEE（美国电子电气工程学会）的定义，交换机应能在任意选定的两条用户线之间建立和(而后)释放一条通信链路。换句话说，任一台电话机均可图 1.2 四个终端构成的通信系统通信网交换节点终端请求交换机在本用户线和所需用户线之间建立一条通信链路，并能随时令交换机释放该链路。由交换机组成的通信网被称为交换式通信网。最简单的交换式通信网仅由一台交换机组成，交换式通信网的一个重要优点是较易
7、于组成大型网络。例如，当终端数目很多，且分散在相距很远的几处时，可用交换机组成如图 1.4 所示的通信网。网中直接与电话机或终端连接的交换机称为本地交换机或市话交换机，相应的交换局称为端局或市话局，交换机和用户终端之间的连线称为用户线，用户终端和交换机的接口称为用户接口。仅与各交换机连接的交换机称为汇接交换机。当距离很远时，汇接交换机也称为长途交换机。交换机之间的线路称为中继线。交换机和交换机的接口称为中继接口。显然，汇接交换机仅涉及到网络内部的通信，而市话交换机既涉及到网内通信，又涉及到与网外终端的通信。四、 交换机的基本功能为了更好的了解交换机的功能 ，我们先来看一下两个终端进行一次成功通
8、图 1.4 由交换机组成的通信网交换机用户终端用户线用户接口（a）一台交换机组成的通信网通信网（b）多台交换机组成的通信网汇接局市话局用户交换机信所必须经过的三个步骤：1、呼叫建立由终端向交换机发出通信请求，并提供被叫站标志(电话号码)如果被叫站与主叫站不属于同一台本地交换机，则还应由主叫方交换机通过中继线向被叫方交换机或中转汇接机发送请求和电话号码信号，直至各交换机在相应的主、被叫用户线之间建立(接续)起一条贯通的通信链路。2、消息传输主、被叫终端间通过用户线及交换机建立的链路和中继线进行通信。3、释放任一方向本地交换机发出终止通信的命令，使链路涉及的各交换机释放其内部链路和占用的中继线，供
9、其它呼叫使用。当然，如果因网络中无空闲路由或被叫站占线而造成呼叫失败时，将不存在后两个阶段。在不同的阶段、用户线或中继线中所传输的信号的性质是不同的。在呼叫建立和释放阶段，用户线和中继线中所传输的是指导网络接续或拆线的命令，而在消息传输阶段，所有线路中传输的都是主、被叫终端之间的通信信息。我们称呼叫建立和释放阶段传输的信号为信令，而消息传输阶段的信号为消息。终端和本地交换机之间的信令称为终端信令或用户网络信令，交换机之间通过中继线传递的信令称为局间信令(因为中继线常连接着不同交换局中的交换机)或称为网络内部信令。图 1.5 是本局呼叫(即主、被叫终端连接着同一台交换机)的一个例子，它说明了一次
10、通话过程的三个阶段，以及终端与交换机之间的信令交互关系。主叫话机主叫话机 交换机交换机 被叫话机被叫话机听拨号音发号码听回铃音通话挂机摘机振铃应答通话催挂机（忙音）挂机呼叫建立呼叫建立消息传输消息传输释放释放图 1.5 电话呼叫时序五、大唐 SP30 系统结构SP30 交换系统由 SM、BM、RM（RMA）组成。其结构如图 1.6 所示：SM：超级模块 BM：基础模块 RM（RMA）：远端模块 AN：接入网模块图 1.6 SP30CN 系统结构图SM 与每一个 BM 间采用二条 32M 光缆连接，其间共有话路 960 路，除 2 条通路作为 SM、BM 之间的信令通路外，其余通路传送语音/数据
11、，SM、BM 间的接续控制信令采用 No.7 信令 ISUP 规范，其间的维护操作管理使用 OMAP 信息。SM具有连接通信网上其它交换机的 2M、34M、140M PCM 接口和 155M SDH 接口。BM是 SP30CN 商业网设备实现交换功能的基础模块，BM 连接用户，具有 2M PCM 接口，BM 可以独立作为容量为 4000 门的交换局使用,可通过 PRI 接口或 BRI 接口接入 Internet、与局域网和广域网互连、接入 MCU（会议电视中心） ，可通过接入单元 AU 接入 PSPDN 网，可向 DDN 节点和用户提供 PRI 和 BRI 接口，实现与DDN 互通，可与 AT
12、M 宽带网互通。综上所述，从通信网结构来分析，SM 相当于ISUPTUP/ISUPSMBM1BM2BMnANiAN12Mbit/s,34Mbit/s,155Mbit/sPSTN32Mbit/s2Mbit/s32Mbit/sSP30CN 商业网设备的汇接模块，而 BM 则相当于端局交换模块，从信令角度来看，SM 相当于 SP30CN 商业网设备的信令转接点 STP，而 BM 则是信令点 SP。基础模块(BM)基础模块的硬件结构如图 1.7 所示：BP 处理机 NT8 网板 TET 测试板MUX 复用板 HSI 信令接口板 PRA/BRA 数字用户接口板OEI 光接口板 SIG 多功能信号板 SL
13、C 模拟用户接口板图 1.7 基础模块 BM 硬件结构基础模块主要由模块处理机（BP） 、网络板（NT4/NT8） 、公用设备、测试系统、 用户终端等等设备构成。SP30 系统业务功能基本业务功能基本业务功能1、 本地网交换业务功能1）提供本地网内用户间相互呼叫业务功能。2）为用户提供国内、国际长途全自动直拨业务和国内、国际全自动来话D-BUSTTMT告警箱SYNCPU-BUSSIGHSIOEINT8BPB-BUS 8MMUX电源SLC BRA PRATET业务功能。3）为用户提供各种特服呼叫业务功能。4）通过模拟用户线向用户提供话路传真和话路数据业务功能。5）向用户提供缩位拨号、热线服务等十
14、五种部颁规范书要求的电话新服务项目。2、 长途交换业务功能1）用于 C4 局长途交换具有向用户提供国内、国际长途全自动来话、去话业务功能。2）用于 C3 局长途交换，具有向用户提供国内、国际长途全自动来话、去话和转话业务功能。3）可以提供 2Mb/s 数字中继与局内专设的人工台座席连接，或将呼叫接到相应的半自动接续设备。3、 用于本地网的呼叫连接功能1）具有本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫及汇接本地、特服、国内长途、国际长途呼叫的功能。2）具有连接到各种特服台的功能。3）对用户具有部颁规范书要求的四种鉴权能力。4）具有识别用户数据、用户传真等非话终端号码的功能，并保证不被其它呼叫插入或强拆。5）接
15、续过程中，若遇空号、改号、临时闭塞等情况，能自动给出语言辅导信号。6）本地发端局在收到被叫挂机信号后，进行时间监视（市话、长途、国际的监视时间分别为 60 秒、90 秒、120 秒） 。时间逾限后主叫仍不挂机，释放连接，并向主叫送忙音。4、用于长途交换的呼叫连接功能1）用于 C3 级长途交换时，具有长途全自动去话、来话和转话的功能。用作 C4 级长途交换时，具有长途来话、去话的连接功能。2）长途全自动接续遇被叫用户忙时不能插入，并且全部长途电路立即释放，向本地局（端局/汇接局）送出忙音。3）长途全自动接续中，遇到空号、改号、临时闭塞等情况，能自动给出语言信号。4）在长途全自动接续，遇到被叫用户
16、先挂机，立即把被叫挂机信号转发到发端长途局，当发端长途局收到被叫挂机信号后，进行时间监视（国内长途90 秒、国际长途 120 秒） ，逾限后主叫仍不挂机时，释放全部电路。5、 号码存储和译码能力接收和存贮被叫用户有效号码（不含字冠）：1）呼叫特服号码为 3 位。2）本地呼叫号码为 68 位。3）国内长途全自动呼叫号码为 10 位。4）国际全自动呼叫号码为 12 位。6、 释放控制方式1）本地网内呼叫为主叫控制或互不控制方式。2）国内、国际长途全自动去话为主叫控制方式。3）112、119、110、172、173、174、176、177 等特服业务为被叫控制方式。4）113、114、115、116、117、118、121 等特服业务为被叫控制或互不控制方式。7、 时间监视1）摘机不拨号时间监视为 10 秒。2）位间不拨号
