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1、第1章 电信交换概论1、电信交换概念l交换的引入l用户个个相连-交换节点引入l交换节点个个相连-汇接交换节点引入l交换节点的基本功能l完成接续(类型)及为完成接续所需的最基本功能现代电信交换上2、交换方式l电路交换l过程:3阶段l特点:实时、独占资源、有阻塞、不可靠l分组交换l存储转发l特点:非实时、资源共享、无阻塞、可靠l帧交换、帧中继lATM交换l兼具电路交换和分组交换的优点l各种交换方式与业务的关系现代电信交换上3、电信交换的基本技术l接口技术lUNI、NNIl互连技术(指交换网络)l时分与空分l阻塞与无阻塞、连接阻塞与传送阻塞l条件选择与逐级选择、自由选择与指定选择、面向连接选路与无连
2、接选路l冗余结构与多平面结构l信令技术l用户线信令与局间信令l随路信令与共路信令l控制技术l集中控制与分散控制l功能分担与容量分担l多处理机通信现代电信交换上4、交换技术的发展l交换的起源交换技术是以人工交换为开端的,从1878年在美国康涅狄格州纽好恩(NewhavenConnecticut)建成第一个人工电话交换局开始。l交换的发展历史120余年间,交换技术的发展经历了四个重要阶段:人工交换阶段,机电式自动交换阶段,电子式自动交换阶段,信息包交换发展阶段。l电话交换技术的发展:机电式电话交换、模拟程控交换、数字程控交换。l分组交换技术的发展早期用于军事数据通信,现也用于话音lATM交换技术的
3、发展ATD+FPS、VOA、IP与ATM融合现代电信交换上第2章 同步时分交换网络1、概念l同步时分、交换网络的概念l用于数字程控系统2、基本交换单元lT单元l基本结构:SM+CMl控制方式:输出控制、输入控制lS单元l基本结构:交叉点矩阵+CMl控制方式:输出控制、输入控制lT/S单元(以S1240的DSE为例)l双向l07之间、815之间也可互相交换l举例现代电信交换上3、多级交换网络lT-S-T网络lS单元的入线/出线数=T单元的个数l选一个内部时隙完成S级交换l输入侧T单元完成输入时隙与内部时隙的交换l输出侧T单元完成内部时隙与输出时隙的交换l反向通路的建立需要选择另一个内部时隙(反相
4、法)l输入、输出侧的同名端是同一个端口,代表同一用户lS1240的DSNl由T/S单元构成l单侧折叠式网络l容量增加时可扩充级数,话务负荷增加时可扩充平面数l入口级由成对的AS(每个AS就是一个DSE)构成,16条32路的PCM中有12条(07、1215)接CE(每个CE有两条PCM链路接到同一对AS的同名端),另4条(811)分别接到4个平面的第2级(一对AS分别接到第2级某个DSE8个端口中的n和n+4,第2级1个DSE可接4对AS)。现代电信交换上l第2级和第3级有16组DSE,每组8个,16个端口左8右8l第4级有8组DSE,每组8个,16个端口全在左侧l第2级和第3级之间在同组内交叉
5、相连,第3级和第4级之间在不同组之间相连l网络地址:ABCD,A表示该CE接在某AS对的哪个端口,B表示该AS对所接第2级某DSE的哪个端口(07中只需表示03),C表示该DSE属于本组内第几个,D表示是第几组l通路建立:从A1B1C1D1到A2B2C2D2。如D2D1,7条命令,自由选择端口811,自由选择端口815,自由选择端口815,指定端口D2,指定端口C2,指定端口B2,指定端口A2。如D2=D1,C2C1,5条。如D2=D1,C2=C1,B2B1,3条。如D2=D1,C2=C1,B2=B1,A2A1,1条,指定端口A2。l反向通路的建立(指定端口为D1、C1、B1、A1)。现代电信
6、交换上l4、无阻塞网络lN*N单级网络是严格无阻塞网络l3级CLOS网络严格无阻塞的条件:m2n-1l单T级数字交换网络是严格无阻塞网络lT-S-T网络的无阻塞条件:m=2nl5、阻塞率计算方法l话务量:平均呼叫强度与平均呼叫时长之积,反映一段时间内有多长时间用于真正打电话lT单元、S单元、T/S单元及T-S-T等网络的等效空分网络l通路图l李氏方法l交运算和并运算l串联、并联、并串、串并、并串并、串并串用交运算和并运算的表达lT-S-T、S-T-S、3级T/S、T-S-S-T、5级T/S的阻塞率现代电信交换上第3章 数字程控电话交换1、数字程控交换系统功能结构l硬件结构l话路子系统包括用户电
7、路(BORSCHT功能)、用户集中级、数字终端、模拟终端、信令设备、交换网络等部件l控制子系统包括处理机和存储器、外部设备和远端接口等部件。l软件结构l分为操作系统、呼叫处理、维护管理3部分。l呼叫处理程序用于控制呼叫的建立和释放。包含用户扫描、拨号收集、中继扫描、数字分析、路由选择、通路选择、输出驱动等功能块。可分为三种类型:输入处理、内部处理和输出处理。l操作系统主要功能是任务调度、通信控制、存储器管理、时间管理、系统安全和恢复。l除了程序外,还有数据。现代电信交换上2、处理机控制结构l处理机冗余配置方式l双机冗余配置l微同步l话务分担l主备用lN+m冗余配置 。l分级分散控制结构、分布式
8、分散控制结构3、数据管理l数据类型l动态数据管理l半固定数据管理l查表方法l检索法l单级检索表l多级检索表l搜索法l单级搜索表l搜索表与检索表的结合现代电信交换上4、呼叫处理程序l用户扫描l功能l算法l群处理l用户扫描程序示例 l拨号收集l中继扫描l数字分析l任务l我国电话网编号计划(市话、长话)l数字分析表结构l塔形结构l线性结构l路由选择l任务l我国电话网结构(市话网、长话网)l路由选择的原则l举例现代电信交换上l通路选择l含义(群处理)l举例l输出驱动lFSMl呼叫建立过程lFSM含义l举例5、任务调度l并发进程与任务调度的概念l调度策略l任务的级别、时钟级调度、基本级调度l时钟级调度
9、l比特型时间表l时区型时间表现代电信交换上l基本级调度l编队方式l队列处理l以时限处理为例6、程控交换机性能分析l基本性能l类型和容量、话务处理能力、网络环境、处理机和存储器的配置、基本功能、新业务功能、使用条件等l质量指标主要有:系统阻断率、系统可用性、再启动次数、故障定位程度、呼损率、接续时延等。 l话务负荷能力 l接续时延 (拨号音时延和拨号后的时延)lBHCAl用来衡量处理机的实时处理能力,即在忙时处理机最多能处理多少次呼叫l决定BHCA的有关因素是处理机的配置方式,处理机的指令执行速度,处理一次呼叫的平均机时以及额外开销等。l额外开销是指即使不发生呼叫也要花费的机时,如对用户的呼出扫
10、描,开销大小与交换机的容量有关。现代电信交换上第4章 七号信令1、概念l共路信令的概念l用于数字程控系统l7层结构与4级结构l信令关系与信令传送方式(直联、准直联;SP、STP)l七号信令网l3级结构(HSTP、LSTP、SP)l4备份冗余结构(链路冗余+路由冗余)l与5级电话网的对应关系l信令点编码l信令网路由选择(最短路径+负荷分担)lMSU、LSSU、FISU现代电信交换上2、信令链路功能l定界(FLAG,插零与删零)l定位(防止对连续比特流多读或少读1位或几位,除FLAG字段)l差错检测(CK)l差错校正lFSN、BSN、FIB、BIBlBSN用于肯定证实、BIB用于否定证实(值翻转)
11、l从出错的帧(某FSN)开始全部重发(FIB=BIB)l初始定位l信令链路从不工作状态进入工作状态时的过程l信令链路差错率监视l流量控制l处理机故障控制现代电信交换上3、信令网功能l信令消息处理(SMH)l功能:负责消息的接收分配和选路发送,包括消息鉴别、消息分配和消息选路3个子功能。l消息鉴别:判别从第2级来的消息是否是送到本节点的(根据目的地信令点编码)l消息分配:将送到本节点的消息送到相应模块(第4级、第3级SNM或SCCP)(根据SI字段)l消息选路:将不是送到本节点的消息和来自第4级或SCCP的消息送交第2级转发/发送(根据SIF中的路由标记Label确定发送的信令链路,SLS作为负
12、荷分担的依据。在电路相关消息中,SLS为CIC的低4位)l信令网管理(SNM)l包括信令业务管理、信令路由管理、信令链路管理现代电信交换上4、TUPl消息结构lSI=0100、CIC、H1、H0l消息类型lFAM:IAM、IAI、SAM、SAO(成组发码与重合发码)lSBM:ACMlUBMlCSM:ANC、ANN、CLF、CBK、CCL、RANlCCM:RLGlGRMlCNMlFSM:GSM、COT、CCFlBSM:GRQ现代电信交换上l主要信令过程l市话呼叫(图为主叫控制复原方式)l长话呼叫(最后一段为成组发码,不需SAM/SAO,其余为重合发码)l119呼叫(图为被叫控制复原方式,ANN)
13、l恶意呼叫跟踪l同抢l含义(两个方向的信令消息CIC相同)l解决办法l子群划分法将冲突的可能降到最低(两边同时选某群电路的可能性就很小;主控局尽量不选非主控电路,如果要选,选最近释放的,这样如果对方作为主控局也选到该群电路,由于选最早释放的,因此,冲突的可能就更小)l万一冲突,由主控局占用,非主控局放弃l导通检验l信令畅通不一定话路能导通,有必要在呼叫建立前首先对话路进行导通检验。在IAM/IAI消息中发出,并同时在话路中发送2000Hz单频检测音,后续局收到IAM/IAI消息后将话路作环回连接,前方局应在合理时限内收到质量合格的环回检测音,否则为导通失败,此时就需要用专门的导通检验请求消息了
14、。现代电信交换上5、SCCPl4级结构的局限性lPass-along(不支持端到端传送,传送电路无关消息效率低)l根据DPC选路,但发送者不可能知道所有信令点的编码,因而无法实现端到端传送lSI只有4位,上层用户数不可能很多l不支持虚电路方式,不适合传送大量非实时消息lSCCP的功能lGTT功能(根据GT+SSN或DPC+SSN来选路)l多重目的地寻址l4类服务lClass0:基本的无连接lClass1:消息有序的无连接(分配相同的SLS)lClass2:基本的面向连接lClass3:带流量控制的面向连接(滑动窗口)(加速数据传送)现代电信交换上现代电信交换上T单元的控制方式输出控制输入控制话
15、音存储器 顺序写入、控制读出控制写入、顺序读出控制存储器控制写入、顺序读出写入单元及内容第j个单元写入i第i个单元写入jCM、SM单元数每帧入线/出线的总时隙数各单元比特数每个SM单元比特数(8)每个CM单元比特数(Log2N)现代电信交换上S单元的控制方式输出控制输入控制CM设置方式 按每条入线(多个) 按每条出线(多个)控制存储器控制写入、顺序读出写入CM、单元及内容相应入线CM的第i个单元写入出线号相应出线CM的第i个单元写入入线号每个CM的单元数每帧入线/出线的总时隙数每个单元的比特数出线数入线数现代电信交换上呼叫建立过程1、预选(检测到主叫摘机后送拨号音)l(1)主叫用户摘机呼叫l交
16、换机检测到主叫用户摘机的状态;l交换机查询主叫用户的类别,以区分一般电话、投币电话、小交换机等等;l查话机类别,弄清是按键话机还是号盘话机,以便接上相应的收号器。l(2)送拨号音,准备收号l交换机找寻一个空闲收号器以及它和主叫用户间的空闲通路;l找寻一个空闲的主叫用户和信号音源间的通路,向主叫用户送拨号音;l监视收号器的输入信号,准备收号。现代电信交换上呼叫建立过程2、地址信号接收l由收号器接收主叫用户所拨号码;l收到第一位号后,停送拨号音;l对收到的号码按位存储;l对“应收位”和“已收位”进行计数;l将号首送给数字分析程序进行分析(叫做预译处理)。3、数字分析l分析号首,以决定呼叫类别(本局
17、、出局、长途、特服等),并决定该收几位号;l检查这个呼叫是否允许接通(是否限制用户等);l检查被叫用户是否空闲,若空闲,则予以示忙。4、路由选择(出局呼叫时用)5、中继扫描(随路信令的入局呼叫时用)现代电信交换上呼叫建立过程6、通路选择(测试并预占空闲通路),包括:l向主叫用户送回铃音通路;l向被叫用户送铃流回路(可能直接控制用户电路振铃);l主、被叫用户通话通路(预占)。7、振铃和监视l向被叫用户送铃流;l向主叫用户送回铃音;l监视主、被叫用户状态8、通话和监视(在通话过程中监视任一方的挂机及使用新业务时的拍叉簧或R键等)l被叫摘机应答,交换机检测到以后,停振铃和停送回铃音;l建立主、被叫用户间的通话通路,开始通话;l启动计费设备,开始计费;l监视主、被叫用户状态。现代电信交换上呼叫建立过程9、话终释放(涉及硬件通路的释放,以及软件中有关链路状态的由忙改闲和用户状态的由忙改闲。常用的复原方式是主叫挂机后立即释放,被叫挂机后延时释放)。l主叫先挂机l交换机检测到主叫挂机后,释放通路并置闲;l停止计费;l向被叫用户送忙音。l被叫先挂机:l交换机检测到被叫挂机后,经过一定时限后,切断通路并置闲;l停止计费;l向主叫用户送忙音。现代电信交换上