《现代通信网络 第2版 教学课件 ppt 作者 沈庆国 邹仕祥 陈涓 第二章 电话网》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代通信网络 第2版 教学课件 ppt 作者 沈庆国 邹仕祥 陈涓 第二章 电话网（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章电话网,现代通信网络,第2章 电 话 网,2.1 电话通信网的基本概念 2.2 固定电话网 2.3 长途通信网 2.4 本地电话网 2.5 路由选择 2.6 编号计划 思考题,2.1 电话通信网的基本概念,2.1.1 电话通信的概念,图2.1 二线双向电话电路框图,原始语言通过送话器将代表语言信息的机械声波变换成电信号，经混合电路分配送往通信信道进行传输。信号到达对方后，经混合电路的选择与分配，送往受话器，把电信号转换成代表声音的机械声波，发出人们所需要的语言信息，从而完成通信的任务。,2.1.2 电话通信网的构成要素,图2.2 电话网的构成,1用户终端设备 电话网中的用户终端设备即电话
2、机，是用户直接使用的工具，主要完成将用户的声音信号转换成电信号或将电信号还原成声音信号。同时，电话机还具有发送和接收电话呼叫的能力，用户通过电话机拨号来发起呼叫，通过振铃知道有电话呼入。用户终端可以是送出模拟信号的脉冲式或双音频电话机，也可以是数字电话机，还可能是各种传真机。,2交换设备 电话网中的交换设备称为电话交换机，主要负责用户信息的交换。它要按用户的呼叫要求给两个用户之间建立交换信息的通道，即具有连接功能。此外，交换机还具有控制和监视的功能。比如，它要及时发现用户摘机、挂机，还要完成接收用户号码、计费等功能。,3传输系统 传输系统负责在各交换点之间传递信息。在电话网中，传输系统包括用户
3、线和中继线。用户线负责在电话机和交换机之间传递信息，而中继线则负责在交换机之间进行信息的传递。传输介质可以是有线的也可以是无线的，传送的信息可以是模拟的也可以是数字的，传送的形式可以是电信号也可以是光信号。,2.1.3 电话网的特点 1话音业务的特点 电话网的主要业务是话音业务，下面我们先来分析话音业务具有的特点，具体如下： (1) 速率恒定且单一。用户的话音经过抽样、量化、编码后，都形成了64 kb/s的速率，网中只有这单一的速率。 (2) 话音对丢失不敏感。也就是说，话音通信中，可以允许一定的丢失存在，因为话音信息的相关性较强，不影响通信的双方用户对意思的理解。 (3) 话音对实时性要求较
4、高。话音通信中，双方用户希望像面对面一样进行交流，而不能忍受较大的时延。 (4) 话音具有连续性。通话双方一般是在较短时间内连续地表达自己的通信信息。,2电话网的特点 从设计思路上看，电话网一开始的设计目标很简单，就是要支持话音通信，因此话音业务的特点也就决定了电话网的技术特征。 归纳起来，电话网的特点有以下几点： (1) 同步时分复用。在电话网中，广泛采用同步时分复用方式。它是将多个用户信息在一条物理传输媒介上以时分的方式进行复用，来提高线路利用率。在复用时，每个用户在一帧中只能占用一个时隙，且是固定的时隙，因此每个用户所占的带宽是固定的。这一点与话音通信的恒定速率是相适应的。,(2) 同步
5、时分交换。在交换时，直接将一个用户所在时隙的信息同步地交换到对端用户所在时隙中，以完成两用户之间话音信息的交换。 (3) 面向连接。在用户开始呼叫时，要为两用户之间建立起一条端到端的连接，并进行资源的预留(预留时隙)。这样，在进行用户信息传输时，不需要再进行路由选择和排队过程，因此时延非常小。电路交换的基本过程包括呼叫建立、信息传输(通话)和连接释放三个阶段，如图2.2所示。,图2.2 电路交换的基本过程,(4) 对用户数据透明传输。透明是指对用户数据不做任何处理，因为话音数据对丢失不敏感，因此网络中不必对用户数据进行复杂的控制(如差错控制、流量控制等)，可以进行透明传输。 从以上几点可以看出
6、，面向连接的电路交换方式是最适合于话音通信的。传统的电话网只提供话音业务，均采用电路交换技术。因此，电话网又叫做电路交换网，它是电路交换网的典型例子。,2.2 固 定 电 话 网,2.2.1 固定电话通信网概念 1网络拓扑结构 网络拓扑结构形式主要有：网状网（全互连网）、星型网（辐射网）、复合网、环形网等。固定电话通信网就是依据网络的基本拓扑形式，用完成相关功能的设备连接而成的通信网。 (1) 网状网 网状网也称全互连网，是电话局间的直接中继法。,网状网的优点是任何两个电话局之间的接续一般不需经过第三个电话局，接续迅速；当某两个电话局的中继线出故障时，又可组织迂回通信，并只需经过另一个局的转接
7、就可完成接续，因此电路调度灵活，可靠性高。但是，整个电话网所需的中继线较多，线路利用率较低，投资和维护费用大。故这种全互连网只适用于电话局间话务量较大的情况，或分局数量较少的城市。,（2）星形网 星形网的结构如图2-4（b）所示。它设有一个中心局T，该中心局也称汇接局。其他各局至汇接局设有直达中继线，各局之间的通信都需经由汇接局转接，构成一辐射的形状，所以又称为辐射式电话网。 星形网的优点是减少了电路群数和中继传输线的总长度，若有个局，电路群数只有N1。由于各局至其他局的通信只能通过一个电路群，显然其局间话务量较集中，电路利用率也较高。但它的缺点也由此产生，即各局之间的通信都要经过汇接局，一旦
8、汇接局不能转接，将使全网的局间通信中断。,（3）复合网 复合网一般是网状网和星形网的综合。 复合网以星形网为基础，在局间话务量小的时候采用汇接接续；在局间话务量较大时设置直达电路，构成部分直达式网。这是根据实际情况吸取上述两种基本形式的优点的组网方法。复合形式的网在实用中显得经济合理。,E,F,G,J,D,A,B,H,I,C,复合网,2电话交换原理 在数字交换机中，每个用户都占用一个PCM系统的一个固定的时隙，用户的话音信息经过抽样、量化、编码后就装载在这个时隙之中。例如在图2-6中的甲、乙两个用户，甲用户的发话信息或受话信息都是固定使用PCM1的时隙10（TS10），而乙用户的发话信息或受话
9、信息都是固定使用PCM2的TS20。,图2-4 交换网络工作原理,如图2-6所示，当这两个用户互相通话时，甲用户的话音信息a在TS10时隙的时候由PCM1送至数字交换网络，数字交换网要按照输入PCM线号和时隙号查转发表，得到输出端的PCM线号和时隙号：PCM2的TS20，数字交换网络就将信息a交换到PCM2的TS20时隙上，这样在TS20时隙到来时，就可以将a取出送至乙用户。同样的，乙用户的话音信息b也必须在TS20时隙时由PCM2送至数字交换网络，数字交换网络将其交换到PCM1的TS10时隙上，而在TS1时隙到来时取出b送至甲用户，这样就完成了两用户之间的信息的交换。,2.2.2 电话网的网
10、络结构 1电话网的等级结构 网络的等级结构是指对网中各交换中心的一种安排。从等级上考虑，电话网的基本结构形式分为等级网和无级网两种。等级网中，每个交换中心被赋以一定的等级，不同等级的交换中心采用不同的连接方式，低等级的交换中心一般要连接到高等级的交换中心。在无级网中，每个交换中心都处于相同的等级，完全平等，各交换中心采用网状网或不完全网状网相连。,就全国范围内的电话网而言，很多国家采用等级结构。在等级网中，它为每个交换中心分配一个等级；除了最高等级的交换中心以外，每个交换中心必须接到等级比它高的交换中心。本地交换中心位于较低等级，而转接交换中心和长途交换中心位于较高等级。低等级的交换局与管辖它
11、的高等级的交换局相连，形成多级汇接辐射网即星型网；而最高等级的交换局间则直接相连，形成网状网。所以等级结构的电话网一般是复合型网。,在等级结构中，级数的选择以及交换中心位置的设置与很多因素有关，主要有以下几个方面： 各交换中心之间的话务流量、流向； 全网的服务质量，例如接通率、接续时延、传输质量、可靠性等； 全网的经济性，即网的总费用问题、交换设备和传输设备的费用比等； 运营管理因素； 另外还应考虑国家的幅员，各地区的地理状况，政治、经济条件以及地区之间的联系程度等因素。,2我国电话网结构 如图2.7所示，我国电话网采用分级网结构，包括长途电话网和本地电话网两大部分。我国电话通信网过去长期采用
12、五级网结构，其中长途电话网采用四级网络结构。随着通信技术的发展、长途骨干光缆的敷设和本地电话网的建设，我国长途电话网的等级结构已由四级逐步演变为两级，整个电话网相应地由五级演变为三级，即两级长途交换中心和一级本地交换中心。而且，将来的长途电话网将进一步演变为动态无级网，整个电话网也将由长途电话网、本地电话网和用户接入网三个层面组成。在这种组网结构中，长途网将采用动态路由选择，本地网也可采用动态路由选择，用户接入网将采用环状结构并实现光纤化和宽带化。,图2.5 三级网等级结构图,2.3.1 国内长途电话网 长途电话网由各城市的长途交换中心、长市中继线和局间长途电路组成，用来疏通各个不同本地网之间
13、的长途话务。长途电话网中的节点是各长途交换局，各长途交换局之间的电路即为长途电路。 1长途网等级结构 二级长途网的结构如图2.8所示。二级长途网由DC1、DC2两级长途交换中心组成，为复合型网络。,2.3 长 途 通 信 网,图2.6 我国长途电话网结构示意图,DC1为省级交换中心，设在各省会城市，由原C1、C2交换中心演变而来，主要职能是疏通所在省的省际长途来话、去话业务，以及所在本地网的长途终端业务。 DC2为市级中心，设在各地区城市，由原C3、C4交换中心演变而来，主要职能是汇接所在本地网的长途终端业务。,二级长途网中，形成了两个平面。DC1之间以网状网相互连接，形成高平面，或叫做省际平
14、面。DC1与本省内各地市的DC2局以星状相连，本省内各地市的DC2局之间以网状或不完全网状相连，形成低平面，又叫做省内平面。同时，根据话务流量流向，二级交换中心DC2也可与非从属的一级交换中心DC1之间建立直达电路群。 要说明的是，较高等级交换中心可具有较低等级交换中心的功能，即DC1可同时具有DC1、DC2的交换功能。,2长途交换中心的设置原则 长途交换中心用来疏通长途话务，一般每个本地网都有一个长途交换中心。在设置长途交换中心时应遵循以下原则： 省会(自治区、直辖市)本地网至少应设置一个省级长途交换中心，且采用可扩容的大容量长途交换系统。地(市)本地网可单独设置一个长途交换中心，也可与省(
15、自治区)内地理位置相邻的本地网共同设置一个长途交换中心，该交换中心应使用大容量的长途交换系统。,随着长途业务量的增长，为保证网络安全可靠，经济有效地疏通话务，允许在同一本地网设置多个长途交换中心。当一个长途交换中心汇接的忙时话务量达到 60008000 Erl(或交换机满容量时)，且根据话务预测两年内该长途交换中心汇接的忙时话务量将达到12 000 Erl以上时，可以设第二个长途交换中心；当已设的两个长途交换中心所汇接的长途话务量已达到20 000 Erl以上时，可安排引入多个长途交换中心。 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)。省(自治区)本地网内设一个
16、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。地(市)本地网内设长途交换中心时，所有长途交换中心均设为DC2。,3无级长途网简介 无级网是指网中所有交换中心不分等级，完全平等，各长途交换机利用计算机控制可以在整个网络中灵活选择最经济、最空闲的通路，即在任何时候都可以充分利用网络中的空闲电路疏通业务。而且，在完成同样的接续中，可选择的路由及选择的顺序随时间或网中负荷的变化而变动。可以看出，无级网的优越性在于灵活性和自适应性，从而大大地提高了接通率。同时，网络结构的简单又使设计和管理简化，节省费用，降低投资。但它对网络的发达程度和设备之间的配合要求特别高，是网络运行的理想情况。,从20世纪80年代中期开始，一些发达国家的长途交换网络均进行了结构变革，采用了长途无级结构。美国在1984年成为世界上第一个在长途网上采用无级网的国家，从而打破了长途交换网分为若干级的传统网络组织原则。网络结构的简化提高了长途交换网的网络性能，从而使运营者从中
