1、第5章 电 话 通 信 网第5章 电 话 通 信 网5.1 电话网的基本概念电话网的基本概念5.2 电话交换机电话交换机5.3 电话网的网络结构电话网的网络结构5.4 路由选择路由选择5.5 编号计划编号计划5.6 电话网的业务及计费方式电话网的业务及计费方式5.7 电话网的服务质量电话网的服务质量5.8 智能网智能网思考题思考题第5章 电 话 通 信 网5.1 电话网的基本概念电话网的基本概念5.1.1 电话网的构成要素电话网的构成要素图5.1 电话网的构成交换机交换机交换机交换机电话机；交换机；中继线；用户线第5章 电 话 通 信 网 1用户终端设备用户终端设备 电话网中的用户终端设备即电
2、话机，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。第5章 电 话 通 信 网 2交换设备交换设备 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。第5章 电 话 通 信 网 3传输系统传输
3、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。第5章 电 话 通 信 网5.1.2 电话网的特点电话网的特点 1话音业务的特点话音业务的特点 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，
4、可以允许一定的丢失存在，因为话音信息的相关性较强，可以通过通信的双方用户来恢复。(3)话音对实时性要求较高。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。第5章 电 话 通 信 网 2电话网的特点电话网的特点 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
5、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。第5章 电 话 通 信 网 (2)同步时分交换。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5.2所示。第5章 电 话 通 信 网图5.2 电路交换的基本过程交换节点A交换节
6、点B交换节点C建立传输释放第5章 电 话 通 信 网 (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，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。第5章 电 话 通 信 网5.2 电电 话话 交交 换换 机机5.2.1 交换机的硬件基本结构交换机的硬件基本结构 数字程控交换机的硬件结构可划分为话路子系统和控制子系统两部分，如图5.3所示。1话路子系统话路
7、子系统 话路子系统包括用户模块、远端用户模块、数字中继、模拟中继、信令设备、交换网络等部件。1)用户模块 用户模块通过用户线直接连接用户的终端设备，主要功能是向用户终端提供接口电路，完成用户话音的模/数、数/模转换和话务集中，以及对用户侧的话路进行必要的控制。第5章 电 话 通 信 网图5.3 数字程控交换机硬件功能结构信令设备模拟中继线模拟中继数字中继数字中继线数字中继数字交换网络PCM数字中继用户级用户处理机用户电路用户线用户级用户处理机用户电路用户线PCM话路部分控制部分中央处理器外围设备存储器远端接口第5章 电 话 通 信 网 用户模块包括两部分：用户电路和用户级。(1)用户电路(LC
8、：Line Circuit)是数字程控交换机连接模拟用户线的接口电路。目前电话网中绝大多数用户都是模拟用户，采用模拟用户电路。数字交换系统模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT，如图5.4所示。BORSCHT的含义为B：馈电；O：过压保护；R：振铃；S：监视；C：编译码；H：混合电路(24线转换)；T：测试。(2)用户级完成话务集中的功能，一群用户经用户级后以较少的链路接至交换网络，来提高链路的利用率。第5章 电 话 通 信 网图5.4 实现BORSCHT功能的用户电路振铃带通滤波器H平衡网络低通滤波器编译码器B,SOT,R测试第5章 电 话 通 信 网 2)远端用户模块 远端用户模块是现代
9、程控数字交换机所普遍采用的一种外围模块，通常设置在远离交换局(母局)的用户密集的区域。它的功能与用户模块相同，但通常与母局间采用数字链路传输，因此能大大降低用户线的投资，同时也提高了信号的传输质量。远端模块和母局间需要有数字中继接口设备进行配合。第5章 电 话 通 信 网 3)中继模块 中继模块是程控数字交换机与局间中继线的接口设备，完成与其他交换设备的连接，从而组成整个电话通信网。按照连接的中继线的类型，可分成模拟中继模块和数字中继模块。(1)数字中继模块是数字交换系统与数字中继线之间的接口电路，可适配一次群或高次群的数字中继线。数字中继模块具有码型变换、时钟提取、帧同步与复帧同步、帧定位、
10、信令插入和提取、告警检测等功能。第5章 电 话 通 信 网 (2)模拟中继模块是数字交换系统为适应局间模拟环境而设置的终端接口，用来连接模拟中继线。模拟中继模块具有监视和信令配合、编译码等功能。目前，随着全网的数字化进程的推进，数字中继设备已经普及应用，而模拟中继设备正在逐步被淘汰。第5章 电 话 通 信 网 4)信令设备 信令设备提供程控交换机在完成话路接续过程中所必需的各种数字化的信号音、接收双音多频话机发出的DTMF信号、接收和发送的各种信令信息等。根据功能可以分为DTMF收号器、随路记发器信令的发送器和接收器、信号音发生器、No.7信令系统的信令终端等设备。5)交换网络 交换网络是话路
11、系统的核心，各种模块均连接在交换网络上。交换网络可在处理机控制下，在任意两个需要通话的终端之间建立一条通路，即完成连接功能。第5章 电 话 通 信 网 2控制子系统控制子系统 控制子系统包括处理机系统、存储器、外围设备和远端接口等部件，通过执行软件系统，来完成规定的呼叫处理、维护和管理等功能。(1)处理机是控制子系统的核心，是程控交换机的“大脑”。它要对交换机的各种信息进行处理，并对数字交换网络和公用资源设备进行控制，完成呼叫控制以及系统的监视、故障处理、话务统计、计费处理等。处理机还要完成对各种接口模块的控制，如用户电路的控制、中继模块的控制和信令设备的控制等。第5章 电 话 通 信 网 (
12、2)存储器是保存程序和数据的设备，可细分为程序存储器、数据存储器等区域。一般指的是内部存储器，根据访问方式又可以分成只读存储器(ROM)和随机访问存储器(RAM)等，存储器容量的大小也会对系统的处理能力产生影响。(3)外围设备包括计算机系统中所有的外围部件：输入设备包括键盘、鼠标等；输出设备包括显示设备、打印机等；此外也包括各种外围存储设备，如磁盘、磁带和光盘等。(4)远端接口包括到集中维护操作中心(CMOC：Centralized Maintenance Operation Center)、网管中心、计费中心等的数据传送接口。第5章 电 话 通 信 网5.2.2 交换机的运行软件交换机的运行
13、软件 1运行软件的组成运行软件的组成 运行软件又称联机软件，是指存放在交换机处理机系统中，对交换机的各种业务进行处理的程序和数据的集合。根据功能不同，运行软件系统又可分为操作系统、数据库系统和应用软件系统三部分，如图5.5所示。第5章 电 话 通 信 网图5.5 运行软件的组成应用软件系统呼叫处理程序管理程序维护程序操 作 系 统处 理 机 系 统数据库管理系统数据第5章 电 话 通 信 网 1)操作系统 操作系统是处理机硬件与应用程序之间的接口，用来对系统中的所有软硬件资源进行管理。程控交换机应配置实时操作系统，以便有效地管理资源和支持应用软件的执行。操作系统主要具有任务调度、通信控制、存储
14、器管理、时间管理、系统安全和恢复等功能。2)数据库系统 数据库系统对软件系统中的大量数据进行集中管理，实现各部分软件对数据的共享访问，并提供数据保护等功能。第5章 电 话 通 信 网 3)应用软件系统应用软件系统 应用软件系统通常包括呼叫处理程序、维护和管理程序。呼叫处理程序主要用来完成呼叫处理功能，包括呼叫的建立、监视、释放和各种新业务的处理。在这个过程中，要监视主叫用户摘机，接收用户拨号数字，进行号码分析，接通通话双方，监视双方状态，直到双方用户全部挂机为止。维护和管理程序的主要作用是对交换机的运行状况进行维护和管理，包括及时发现和排除交换机软硬件系统的故障，进行计费管理，管理交换机运行时
15、所需的数据，统计话务数据等功能。第5章 电 话 通 信 网 4)数据 在程控交换机中，所有有关交换机的信息都是通过数据来描述的，如交换机的硬件配置、使用环境、编号方案、用户当前状态、资源(如中继、路由等)的当前状态、接续路由地址等。根据信息存在的时间特性，数据可分为半固定数据和暂时性数据两类。半固定数据用来描述静态信息，它有两种类型：一种是与每个用户有关的数据，称为用户数据；另一种是与整个交换局有关的数据，称为局数据，这些数据在安装时一经确定，一般较少变动,因此也叫做半固定数据。半固定数据可由操作人员输入一定格式的命令加以修改。暂时性数据用来描述交换机的动态信息，这类数据随着每次呼叫的建立过程
16、不断产生变化，呼叫接续完成后也就没有保存的必要了，如忙闲信息表、事件登记表等。第5章 电 话 通 信 网 2呼叫处理程序呼叫处理程序 呼叫处理程序用于控制呼叫的建立和释放。呼叫处理程序包括用户扫描、信令扫描、数字分析、路由选择、通路选择、输出驱动等功能块。1)用户扫描 用户扫描用来检测用户回路的状态变化：从断开到闭合或从闭合到断开。从状态的变化和用户原有的呼叫状态可判断事件的性质。例如，回路接通可能是主叫呼出，也可能是被叫应答。用户扫描程序应按一定的扫描周期执行。第5章 电 话 通 信 网 2)信令扫描 信令扫描泛指对用户线进行的收号扫描和对中继线或信令设备进行的扫描。前者包括脉冲收号或DTM
17、F收号的扫描；后者主要是指在随路信令方式时，对各种类型的中继线和多频接收器所做的线路信令和记发器信令的扫描。3)数字分析 数字分析的主要任务是根据所收到的地址信令或其前几位判定接续的性质，例如判别本局呼叫、出局呼叫、汇接呼叫、长途呼叫、特种业务呼叫等。对于非本局呼叫，从数字分析和翻译功能通常可以获得用于选路的有关数据。第5章 电 话 通 信 网 4)路由选择 路由选择的任务是确定对应于呼叫去向的中继线群，从中选择一条空闲的出中继线，如果线群全忙，还可以依次确定各个迂回路由并选择空闲中继线。5)通路选择 通路选择在数字分析和路由选择后执行，其任务是在交换网络指定的入端与出端之间选择一条空闲的通路
18、。软件进行通路选择的依据是存储器中链路忙闲状态的映象表。6)输出驱动 输出驱动程序是软件与话路子系统中各种硬件的接口，用来驱动硬件电路的动作，例如驱动数字交换网络的通路连接或释放，驱动用户电路中振铃继电器的动作等。第5章 电 话 通 信 网5.2.3 交换机的交换原理交换机的交换原理 如前所述，交换机的作用包括接入、交换、信令和控制等功能。其中，交换功能是交换系统最重要的功能之一，也是最基本的功能。交换功能是由交换网络在控制系统的控制下完成的。数字交换系统的交换过程，如图5.6所示。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，用户的话音信息就装载在这个时隙之中。例如在图5.6
19、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信息都是固定使用PCM2的TS20。第5章 电 话 通 信 网图5.6 交换网络工作原理PCM1 数字交换网络aTS10PCM1bTS10aTS10t10甲bTS10t10bTS20t20PCM2bTS20PCM2aTS20aTS20t20乙输入 PCM 号12转发表时隙号1020输出 PCM 号21时隙号2010第5章 电 话 通 信 网 当两用户要建立呼叫时，就要根据两用户所使用的PCM线号和时隙号，在交换网络的内部建立通路,使用户信息从网络入端沿着已建立的通道流向网络出端完成
20、交换。交换网络的内部通路被称为连接，对连接的控制是通过一张叫做“转发表”的表格实现的。如图5.6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。第5
21、章 电 话 通 信 网5.3 电话网的网络结构电话网的网络结构5.3.1 电话网的等级结构电话网的等级结构 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。第5章 电 话 通 信 网 1等级制电话网等级制电话网 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
22、，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。第5章 电 话 通 信 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
23、地区之间的联系程度等因素。第5章 电 话 通 信 网图5.7 五级电话网结构C5本地网C4C3C2C1C5C4C3C2C1国际出入口局C1长途电话网TmC1 C4长途交换中心；C5端局；Tm汇接局第5章 电 话 通 信 网 2我国电话网结构我国电话网结构 我国电话网目前采用等级制，并将逐步向无级网发展。早在1973年电话网建设初期，鉴于当时长途话务流量的流向与行政管理的从属关系互相一致，大部分的话务流量是在同区的上下级之间，即话务流量呈现出纵向的特点，原邮电部规定我国电话网的网络等级分为五级，包括长途网和本地网两部分。长途网由大区中心C1、省中心C2、地区中心C3、县中心C4等四级长途交换中心
24、组成，本地网由第五级交换中心即端局C5和汇接局Tm组成。等级结构如图5.7所示。第5章 电 话 通 信 网 这种结构在电话网中由人工到自动、模拟到数字的过渡中起了很好的作用，但在通信事业快速发展的今天，其存在的问题也日趋明显。就全网的服务质量而言，其问题主要表现为如下几个方面：(1)转接段数多。如两个跨地区的县用户之间的呼叫，须经C2、C3、C4等多级长途交换中心转接，接续时延长，传输损耗大，接通率低。(2)可靠性差。一旦某节点或某段电路出现故障，将会造成局部阻塞。第5章 电 话 通 信 网 随着社会和经济的发展，电话普及率的提高，以及非纵向话务流量日趋增多，要求电话网的网络结构要不断地发生变
25、化才能满足要求；电信基础网络的迅速发展使得电话网的网络结构发生变化成为可能，并符合经济合理性；同时，电话网自身的建设也在不断地改变着网络结构的形式和形态。目前，我国的电话网已由五级网向三级网过渡，其演变推动力有以下两个：(1)随着C1、C2间话务量的增加，C1、C2间直达电路增多，从而使C1局的转接作用减弱，当所有省会城市之间均有直达电路相连时，C1的转接作用完全消失，因此，C1、C2局可以合并为一级。第5章 电 话 通 信 网 (2)全国范围的地区扩大本地网已经形成，即以C3为中心形成扩大本地网，因此C4的长途作用也已消失。三级网网络结构如图5.8所示。三级网也包括长途网和本地网两部分，其中
26、长途网由一级长途交换中心DC1、二级长途交换中心DC2组成，本地网与五级网类似，由端局DL和汇接局Tm组成。第5章 电 话 通 信 网图5.8 三级网等级结构图本地网用户国际出入口局长途电话网Tm端局DLDC2DC1第5章 电 话 通 信 网5.3.2 国内长途电话网国内长途电话网 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长途网等级结构长途网等级结构 二级长途网的结构如图5.9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。第5章 电 话 通
27、 信 网图5.9 二级长途电话网网络结构DC1省际平面A 省B 省DC2省内平面第5章 电 话 通 信 网 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为地区中心，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。第5章 电 话 通 信 网 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，
28、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。第5章 电 话 通 信 网 2长途交换中心的设置原则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(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
29、换系统。第5章 电 话 通 信 网 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)本地网内设一个或两个长途交换中心时，均设为DC1(含DC2功能)；设三个及三
30、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。第5章 电 话 通 信 网 3无级长途网简介无级长途网简介 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
31、别高，是网络运行的理想情况。第5章 电 话 通 信 网 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，从而使运营者从中获得了巨大的效益。但对于发展中国家来说，必须要有充分的时间和投资进行网络改造和技术更新，因此是一个长期的过程。第5章 电 话 通 信 网 从我国长途电话网络结构的演变历史与发展趋势来看，总的目标和要求是一致的，都是为了使网络结构更加清晰、简化，使网络资源更加均衡合理，运行效率充分提高
32、，使网络管理工作迈上新台阶，这也是网络的发展对网络等级结构发挥宏观指导作用的主要表现。根据无级网本身的特点和国外发展的经验，结合我国电话网规模庞大，各地话务负荷不均匀的特点，我国长话网络结构的发展趋势是无级网。但要实现无级网困难很大，应在网络组织工作中减少交换节点和机型，多开DC1、DC2两个平面上和平面之间的直达电路，积极创造条件，尽早与世界先进技术和网络接轨。第5章 电 话 通 信 网5.3.3 本地电话网本地电话网 1本地网的交换等级划分本地网的交换等级划分 本地网可以仅设置端局DL，但一般是由汇接局Tm和端局DL构成的两级结构。汇接局为高一级，端局为低一级。端局是本地网中的第二级，通过
33、用户线与用户相连，它的职能是疏通本局用户的去话和来话业务。根据服务范围的不同，可以有市话端局、县城端局、卫星城镇端局和农话端局等，分别连接市话用户、县城用户、卫星城镇用户和农村用户。汇接局是本地网的第一级，它与本汇接区内的端局相连，同时与其他汇接局相连，它的职能是疏通本汇接区内用户的去话和来话业务，还可疏通本汇接区内的长途话务。有的汇接局还兼有端局职能，称为混合汇接局(TmDL)。汇接局可以有市话汇接局、市郊汇接局、郊区汇接局和农话汇接局等几种类型。第5章 电 话 通 信 网 2本地网等级结构本地网等级结构 依据本地网规模大小和端局的数量，本地网结构可分为两种：网状网结构和二级网结构。1)网状
34、网结构 网状网结构中仅设置端局，各端局之间个个相连组成网状网。网络结构如图5.10所示。网状网结构主要适用于交换局数量较少，各局交换机容量大的本地电话网。现在的本地网中已很少用这种组网方式。第5章 电 话 通 信 网图5.10 网状网结构的本地网(长途网部分)DLDC(本地网部分)DLDLPABX远端模块其他接入方式第5章 电 话 通 信 网 2)二级网结构 本地电话网中设置端局DL和汇接局Tm两个等级的交换中心，组成二级网结构。二级网的基本结构如图5.11所示。二级网结构中，各汇接局之间个个相连组成网状网，汇接局与其所汇接的端局之间以星状网相连。在业务量较大且经济合理的情况下，任一汇接局与非
35、本汇接区的端局之间或者端局与端局之间也可设置直达电路群。第5章 电 话 通 信 网图5.11 本地网二级网结构DLTmPABX远端模块其他接入方式第5章 电 话 通 信 网 在经济合理的前提下，根据业务需要在端局以下还可设置远端模块、用户集线器或用户交换机，它们只和所从属的端局之间建立直达中继电路群。二级网中各端局与位于本地网内的长途局之间可设置直达中继电路群，但为了经济合理和安全、灵活地组网，一般在汇接局与长途局之间设置低呼损直达中继电路群，作为疏通各端局长途话务之用。二级网组网时，可以采取分区汇接或集中汇接。当网上各端局间话务量较小时，可按二级网基本结构组成来、去话分区汇接方式的本地网。当
36、各端局容量增加、局间话务流量增大时，在技术经济合理的条件下，为简化网络组织，可组成去话汇接方式、来话汇接方式或集中汇接方式的二级网。限于篇幅，这里不再详述，有兴趣的读者可查阅相关资料。第5章 电 话 通 信 网 3电话网中用户的接入电话网中用户的接入 电话网中用户的接入方式大致有传统双绞铜线接入、光纤接入、无线接入等几种，根据不同的适用场合用户可以采用不同的接入方法。1)传统铜线接入 目前我国绝大多数用户是通过双绞铜线接入交换机的，每个交换局的服务半径通常在5 km以内，城市密集区则为23 km。从用户终端到交换局的配线架之间的线路一般称为用户线路。用户线路网的结构如图5.12所示，包括主干电
37、缆、配线电缆和用户引入线三部分，用户线路网一般采用树形结构。第5章 电 话 通 信 网图5.12 用户线路网结构图电话机拨入线分线设备配线电缆电话机拨入线分线设备配线电缆电话机拨入线分线设备配线电缆交接设备主干电缆交换局第5章 电 话 通 信 网 这种传统的用户环路已经沿用了一百多年，特别适合于用户密集的城市地区。由于市话用户线的平均长度较短，且用户较密集，双绞铜线用户线的综合造价较低，因此在城市中采用这种有线接入方式是比较适合的。为了提高用户线的利用率，降低用户线的投资，在本地网的用户线上可以采用一些延伸设备，包括远端模块、用户集线器、用户交换机等。这些设备一般装在离交换局较远的用户集中区，
38、目的是为了集中用户线的话务量，提高线路设备的利用率和降低线路设备的成本，但仍属于传统双绞铜线接入方式。第5章 电 话 通 信 网 传统双绞铜线接入的缺点在于：用户回路采用音频传输，其利用率很低；同时用户环路的传输距离和带宽受到很大的制约，其传输带宽不利于支持非话音业务，更难以支持宽带业务；当用户比较分散时，用户环路的费用明显上升，因此这种方式不大适合用户分散的情况，特别是地理环境复杂的农村，如山区等地方。当用户距离交换机为5 km时，会遇到高环阻的困难，通话质量无法保证，必须引入光纤接入或无线接入的方式。第5章 电 话 通 信 网 2)无线用户环路 目前我国城市电话普及率比较高，而农村电话普及
39、率则相对较低，农话市场存在着巨大的需求潜力。由于农村用户比较分散，用户线距离长，地形复杂，维护不便，因此传统有线接入难以解决或费用较高。而无线用户环路由于安装快捷，扩容方便，维护费用低等特点，适用于平原、丘陵、山区的农村通信，因此，近年来无线用户环路在我国得到了广泛应用。第5章 电 话 通 信 网 无线用户环路是一种提供基本电话业务的数字无线接入系统，是目前应用最广泛的一种无线接入技术，从交换端局到用户终端可以部分或全部采用无线手段。其网络侧有标准的有线接入二线模拟接口或2 Mb/s数字接口，可直接与本地交换机相连；在用户侧与普通电话机相连，主要特点是以无线技术为传输媒介向用户提供固定终端业务
40、服务。无线用户环路上的用户基本上是固定终端用户或移动性有限的终端用户。无线用户环路由三部分组成，即由控制中心、基站和用户终端设备组成。无线用户环路一般与电话网相连并作为它的一部分。图5.13所示为无线用户环路的典型结构。第5章 电 话 通 信 网图5.13 无线用户环路的典型结构V5.2交换局No.7/No.1控制中心基站用户终端设备2 M基站用户终端设备基站用户终端设备2 M2 M第5章 电 话 通 信 网 控制中心负责对无线信道进行分配，并提供系统与交换机之间的信令接口与语音转换；基站提供与用户终端设备相连的无线收发信道；用户终端用以连接各种通信终端设备，如电话、传真机等。控制中心利用标准
41、的2 Mb/s链路与基站连接，同时通过V5.2接口与本地交换机相连。控制中心具有灵活的局向设定功能，各基站可设置不同局向。同时，控制中心还用来保证各基站覆盖区域内用户号码与本地网中用户的编号保持一致。用户终端由天线和用户固定台构成，提供连接普通话机、传真机、调制解调器的Z接口，基站与用户终端之间采用无线接入方式。这样，可以经济地解决农村用户的接入，便于实现村村通电话。第5章 电 话 通 信 网 3)光纤接入系统方式 另外一种用户接入的方式是采用光纤接入系统。事实上，由于光传输技术的日趋成熟，光纤接入系统一般不仅仅用于电话接入，而是一个综合宽带接入系统，可以支持多种用户终端，如普通电话、数字数据
42、网(DDN)和CATV等业务，近年来得到了极大的发展。关于宽带接入网见以后的章节，这里只介绍利用光纤进行电话用户的接入。光纤接入系统的结构见图5.14，主要包括光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)等部分。第5章 电 话 通 信 网图5.14 光纤接入系统结构图V5用户终端用户终端ONU用户终端用户终端ONUOLTLE第5章 电 话 通 信 网 OLT通过V5接口与本地交换机相连，通过光纤与ONU相连，它将交换机提供的电话业务经过光传输系统透明地传输至ONU。ONU提供与用户终端的接口，支持用户的业务。从技术上比较，V5接口接入系统较之传统的远端模块有诸多优点，因此，即使只有话音业务，很多
43、分散的地方或小区仍采用V5接口接入系统来替代远端交换模块。第5章 电 话 通 信 网5.3.4 国际电话网国际电话网 1国际电话网国际电话网 国际电话网由国际交换中心和局间长途电路组成，用来疏通各个不同国家之间的国际长途话务。国际电话网中的节点称为国际电话局，简称国际局。用户间的国际长途电话通过国际局来完成，每一个国家都设有国际局。各国际局之间的电路即为国际电路。第5章 电 话 通 信 网 2国际电话网络结构国际电话网络结构 国际网的网络结构如图5.15所示，国际交换中心分为CT1、CT2和CT3三级。各CT1局之间均有直达电路，形成网状网结构，CT1至CT2，CT2至CT3为辐射式的星状网结
44、构，由此构成了国际电话网的复合型基干网络结构。除此之外，在经济合理的条件下，在各CT局之间还可根据业务量的需要设置直达电路群，如图5.15所示。第5章 电 话 通 信 网图5.15 国际电话网结构CT3CT2CT1CT3CT2CT1第5章 电 话 通 信 网 CT1和CT2只连接国际电路，CT1局是在很大的地理区域汇集话务的，其数量很少。在每个CT1区域内的一些较大的国家可设置CT2局。CT3局连接国际和国内电路，它将国内和国际长途局连接起来，各国的国内长途网通过CT3进入国际电话网，因此CT3局通常称为国际接口局，每个国家均可有一个或多个CT3局。我国是大国，在北京和上海设置了两个国际局，并
45、且根据业务需要还可设立多个边境局，疏通与港澳等地区间的话务量。国际局所在城市的本地网端局与国际局间可设置直达电路群，该城市的用户打国际长途电话时可直接接至国际局，而与国际局不在同一城市的用户打国际电话则需要经过国内长途局汇接至国际局。第5章 电 话 通 信 网5.4 路路 由由 选选 择择 电话网中，当任意两个用户之间有呼叫请求时，网络要在这两个用户之间建立一条端到端的话音通路。当该通路需要经过多个交换中心时，交换机要在所有可能的路由中选择一条最优的路由进行接续，即进行路由选择。它负责将呼叫从源接续到宿，是任何一个网络的体系、规划和运营的核心部分。第5章 电 话 通 信 网5.4.1 路由的概
46、念及分类路由的概念及分类 1路由的概念路由的概念 电话网中的路由，是指在电话网中，源节点和目的节点之间建立的一个传送信息的通路。它可以由单段链路组成，也可以由多段链路经交换局串接而成。而所谓链路，是指两个交换中心节点间的一条直接电路或电路群。如图5.16所示，AB、BC均为链路，交换局A、B之间的路由由单段链路AB组成，交换局B、C之间的路由由单段链路BC组成，而交换局A、C之间的路由则由链路AB、BC经交换局B串接而成。第5章 电 话 通 信 网图5.16 路由示意图BAC第5章 电 话 通 信 网 2路由的分类路由的分类 电路是根据不同的呼损指标进行分类的。所谓呼损，简单讲，是指在用户发起
47、呼叫时，由于网络或中继的原因导致电话接续失败，这种情况叫做呼叫被损失，简称呼损。它可以用损失的呼叫占总发起呼叫数的比例来描述(这只是表述呼损的方法之一)。按链路上所设计的呼损指标不同，可以将电路分为低呼损电路群和高效电路群。第5章 电 话 通 信 网 低呼损电路群上的呼损指标应小于1%，低呼损电路群上的话务量不允许溢出至其他路由。所谓不允许溢出，是指在选择低呼损电路进行接续时，若该电路拥塞，不能进行接续，也不再选择其他电路进行接续，故该呼叫就被损失，即产生呼损。因此，在网络规划过程中，要根据话务量数据计算所需的电路数，以保证满足呼损指标。而对于高效电路群则没有呼损指标，其上的话务量可以溢出至其
48、他路由，由其他路由再进行接续。第5章 电 话 通 信 网 路由也可以相应地按照呼损进行分类，分为低呼损路由和高效路由，其中低呼损路由包括基干路由和低呼损直达路由。若按照选择顺序分，则有首选路由和迂回路由。1)基干路由 基干路由由具有上下级汇接关系的相邻等级交换中心之间以及长途网和本地网的最高等级交换中心(指C1局、DC1局或Tm)之间的低呼损电路群组成。基干路由上的低呼损电路群又叫基干电路群。电路群的呼损指标是为保证全网的接续质量而规定的，应小于1%，且话务量不允许溢出至其他路由。第5章 电 话 通 信 网 2)低呼损直达路由 直达路由是指由任意两个交换中心之间的电路群组成的，不经过其他交换中
49、心转接的路由。低呼损直达路由由任意两个等级的交换中心之间的低呼损直达电路组成。两交换中心之间的低呼损直达路由可以疏通两交换中心间的终端话务，也可以疏通由这两个交换中心转接的话务。第5章 电 话 通 信 网 3)高效直达路由 高效直达路由由任意两个等级的交换中心之间的高效直达电路组成。高效直达路由上的电路群没有呼损指标，其上的话务量可以溢出至其他路由。同样地，两交换中心之间的高效直达路由可以疏通其间的终端话务，也可以疏通由这两个交换中心转接的话务。第5章 电 话 通 信 网 4)首选路由与迂回路由 当某一交换中心呼叫另一交换中心时，对目标局的选择可以有多个路由。其中第一次选择的路由称为首选路由，
50、当首选路由遇忙时，就迂回到第二路由或者第三路由。此时，第二路由或第三路由称为首选路由的迂回路由。迂回路由一般是由两个或两个以上的电路群转接而成的。对于高效直达路由而言，由于其上的话务量可以溢出，因此必须有迂回路由。第5章 电 话 通 信 网 5)最终路由 当一个交换中心呼叫另一交换中心，选择低呼损路由连接时不再溢出，由这些无溢出的低呼损电路群组成的路由，即为最终路由。最终路由可能是基干路由，也可能是低呼损直达路由，或部分基干路由和低呼损直达路由。第5章 电 话 通 信 网5.4.2 路由选择路由选择 1路由选择概述路由选择概述 路由选择也称选路(Routing)，是指一个交换中心呼叫另一个交换
