现代交换原理与技术第2章电话通信网课件.pptx

1、第二章电话通信网 电话网络是进入到现代通信阶段的第一个大规模的现代通信网络。在过去很长一段时间里，它也是现代通信最主要的形式。以至于在那时，“电信网”一词几乎就是“通信网”的代名词。2.1通信网概述 2.1.1 通信网的概念通信就是在信源与信宿间有效和可靠通信就是在信源与信宿间有效和可靠地传输消息的过程。通信的基本要求地传输消息的过程。通信的基本要求有以下三条：有以下三条：1.1.接通的任意性与快速性接通的任意性与快速性2.2.信号传输的透明性与传输质量一致信号传输的透明性与传输质量一致性性3.3.网络的可靠性与经济合理性网络的可靠性与经济合理性2.1.2 通信网的基本组成 从硬件结构硬件结构

2、看，通信网由终端节点、交换节点、业务节点、传输系统构成。其功能是完成接入交换网控制、管理、运营和维护。从软件结构软件结构看，它们有信令、协议、控制、管理、计费等。其功能是完成通信协议以及网络管理来实现相互间的协调通信。2.1.3 通信网的分类现代通信网从各个不同的角度出发，可有各种不同的分类，常见的有以下几种。1按实现的功能分业务网传送网支撑网2按业务类型分电话通信网电报通信网电视网数据通信网综合业务数字网计算机通信网多媒体通信网3按传输手段分光纤通信网、长波通信网、载波通信网、无线电通信网、卫星通信网、微波接力网和散射通信网等。4按服务区域和空间距离分农话通信网、市话通信网、长话通信网和国际

3、长途通信网，或局域网、城域网和广域网等。5按运营方式和服务对象分公用通信网专用通信网6按处理信号的形式分模拟通信网数字通信网7按活动方式分 固定通信网 和 移动通信网等由此可见，本书所讨论的电话网络，是属于一种业务网，并且是现代通信网中，最基础一个。2.1.4 电话通信网公用电话交换网PSTN：Public Switched Telephone Network，主要是指固定电话网。PSTN中使用的技术标准由国际电信联盟(ITU)规定。电话网属于业务网，是以电路交换为基础、双向实时语音业务为主体的电信网。它分为国内本地电话网、国内长途、国际长途电话网。经历了从模拟到数字，从单一语音业务为主到综合

4、业务的发展历程。电话通信网的指标主要有以下3个方面：(1)接续质量接续质量：用户通话被接续的速度和难易程度，通常用接续损失(呼损)和接续时延来度量。(2)传输质量传输质量：可以用响度、清晰度和逼真度来衡量。(3)稳定质量稳定质量：通信网的可靠性，其指标主要有失效率(设备或系统投入工作后，单位时间发生故障的概率)、平均故障间隔时间、平均修复时间(发生故障时进行修复的平均时长)等。2.2电话网的结构 全国范围的电话网是采用等级制的结构的。等级结构就是全部交换局划分成两个或两个以上的等级，低等级的交换局与管辖它的高等级的交换局相连，各等级交换局将本区域的通信流量逐级汇集起来。2.2.1 我国的本地电

5、话网 本地电话网本地电话网定义是：同一个长途编号区范围以内的所有交换设备、传输设备和用户终端设备组成的电话网络。本地网的标识是同一个长途编号，而不是行政区域划分、或地理位置等其他因素。我国的本地网一般采用二级结构：由汇接局和端局组成。汇接局用Tm表示，端局则常用C5或DL亦或LS来表示。图2.2以某一时期的上海市话网为例，说明了我国本地网常见组网方式。图中的上海市话网，外联了4个长途交换机。2.2.2 我国的长途电话网 国内长途电话需要通过在长途电话网的转接。在1986年至1998年期间，我国实行4级长途电话网等级结构，统称为TS。(1)C1：省间大区长途交换中心，按经济协作区分为6个，相互间

6、呈两两相连的网状型。(2)C2：省级长途交换中心，共有30个(3)C3：地区长途交换中心，又名初级交换中心。(4)C4：县长途中心。图2.3(a)中的的通路，称之为基干路由。1 由于转接段数多，存在接续时延长、传输损耗大、接通率低、可靠性差等一系列问题。因而，随着话务量的增加，许多直达电路应运而生。当某两级之间，大量的直达路由和迂回路由形成网状时，原有的两级就逐渐合并为一级，形成如图2.3(b)的形式。早期四级长途网络结构存在的问题转接段数多，造成接续时延长、传输损耗大、接通率低；可靠性差：多级长途网一旦某节点或某段电路出现故障，会造成局部阻塞；从全网的网络管理、维护运行来看，区域网络划分越小

7、，交换等级数量越多，网管工作复杂。(1)DC1：由原有的C1、C2两级合并成的，省级交换中心采用两两相连的网状形。(2)DC2：由原有的C3扩大而成的，本地长途交换中心TM汇接局，负责疏通端局间的话务。(C4已经逐渐失去原有作用，趋于消失了。)2.2.3 国际长途电话网国内长途电话网经国际局，进入国际电话网。国际长途电话网是指将世界各国的电话网相互连接起来进行国际通话的电话网。原国际电报电话咨询委员会(CCITT)于1964年提出等级制国际自动局的规划，国际交换中心CT分三级，分别以CT1、CT2、CT3表示。其中国际中心局共有6个，纽约(美洲区)、悉尼(澳洲区)、伦敦(西欧、地中海区)、莫斯

8、科(东欧、中西亚区)、东京(东亚区)和新加坡(东南亚区)。2009-2013年中国2G移动电话用户占比发展情况1949-2013年中国固定电话、移动电话普及率发展情况2.3 电话网的编号计划 所谓编号计划指的是本地网、国内长途网、国际长途网、特种业务以及一些新业务等各种呼叫所规定的号码编排和规程。自动电话网中的编号计划是使自动电话网正常运行的一个重要规程，交换设备应能适应上述各项接续的编号需求。固定电话网编号方式由一串连续的数字组成，它是电话网中每一个用户都会分配到的一个编号，用来在电信网中选择和建立接续路由和作为呼叫的目的地址。每一个用户号码必须是惟一的，不得重复，因此需要有一个统一的编号方

9、式。公共电话交换网中使用的技术标准是由国际电信联盟（ITU）规定的，2.3.1 本地网的编号方式 本地直拨的电话号码是由局号局号和用户号用户号两个部分组成的，其中：(1)用户号：用户号是本地电话号码的“后4位”。常用字母ABCD表示。(2)局号：局号则是加在用户号的前面，各地区各时期的局号长度不等。改革开放以前，多数本地网就只有一个端局，交换机容量才2000多，无须局号，电话号码长度仅有4位。随着用户人数的增加，电话号码也不断升位。升位后的号码长度，要根据本地电话网的长远规划容量来确定。据统计，一个400万人口的城市，至少需要800万号。所以7位不够，9位又太多，故通常需要8位长度的本地电话号

10、码。2.3.2 国内长途电话的编号方式 若被叫方和主叫方不在一个本地电话网内，则属于长途电话。我国曾经用拨打“173”来接通国内人工长途电话话务员，由话务员接通被叫用户。现在的长途电话都使用全自动接续方式了。打国内长途电话时，需使用具有长途直拨功能的电话，所拨号码分为：国内长途字冠、国内长途区号、市内号码3个部分：(1)国内长途字冠：先拨表示国内长途的字冠，又叫接入码。中日韩英法德等大多数国家都采用ITU推荐的“0”作字冠。也有一些国家使用其他字冠，如美国使用“1”作为国内长途字冠。(2)国内长途区号 然后再拨被叫用户所在的国内长途区域号码，有些国家称它为城市号码。1字头010 北京市2字头编

11、辑 直辖市021 上海市：该市之C1局交换机连往国外022 天津市023 重庆市：华北使用3字头三位区号；华北区因为北京兼任大区交换中心，原属于华 北区大区中心的23区号空缺，直至重庆市升格为直辖市后将区号由811转为23重要城市这些城市具有C1局交换机。024 沈阳（含抚顺、铁岭）：东北大区中心局；东北使用4字头三位区号025 南京：华东大区中心局；华东使用5字头三位区号027 武汉：中南大区中心局；中南使用7字头三位区号028 成都（含眉山、资阳）：西南大区中心局；西南使用8字头三位区号029 西安（含咸阳）：西北大区中心局；西北使用9字头三位区号020 广州：华南大区中心局；华南使用中南

12、大区的7字头三位区号(3)本地号码最后拨被叫方的本地号码。这几个部分合在一起时，在书写上，为了方便区分，常用短横间隔开；但在电话机上拨号时，连续拨号即可。下面给出了从北京打到重庆，和从加州打到纽约的两个例子：2.3.3 国际长途电话的编号方式国际长途直拨电话(IDD：International Direct Distance Dialing)其号码分为：国际长途的字冠、国际长途区号、国内长途区号、和本地号码4个部分。(1)国际长途的字冠：表示国际长途的字冠是首先需拨的。半数以上的国家和地区，包括中国、德国、印度、中国澳门、越南等，都使用“00”来作为国际长途字冠。加拿大、美国使用“011”，日

13、本、韩国、泰国、中国香港使用“001”，台湾使用“002”，新加坡使用“005”，英国使用“010”来作为国际长途字冠。由于各国的国际长途字冠五花八门，所以后期增设了“+”号为全球通用国际长途字冠。(2)国际长途区号 在拨完了国际长途的字冠后，接着就应该拨被叫用户所在的国际长途片区区域号了。国际长途区号长度有l3位不等，如表2.2所示。(3)国内长途区号 在拨了“国际长途区号”后再接着拨“国内长途区号”。此时，国内长途区号前面无须加拨表示国内长途的字冠“0”。例如，国外大公司名片上电话号码标准写法是：“+33(0)1xxxxxxxx”，其中“(0)”加个括号的意思就是为了表示：这是法国的国内长

14、途字冠，若主叫方在法国，就拨01xxxxxxxx，若不在法国，就拨+331 xxxxxxxx。33是法国的国际区号，1表示是巴黎大区。(4)本地号码 最后依旧是被叫方的本地号码。以上4个部分合在一起，就是打跨国电话所需拨打的号码了。例如从德国打到重庆，或从北京打到台北，可以按照如下方式来拨号：再例如：从英国打到重庆来:需要拨打 00 86 23 87654321。此时，身在重庆的被叫用户看到的来电显示为：00 44 从重庆打到英国去，则需要拨打：0044。此时身在英国的被叫用户看到的来电显示则为：00 86 23 87654321。2.3.4 特服电话 除了普通的电话号码以外，还有一些在通话之

15、外的增值服务业务，被称之为特服电话。我们熟悉的110、10086、12306等都属于特服电话。由于这些号码数一般少于正常的电话号码数（7位或8位），所以也叫短号码。表2.3列举了一些常见的特服电话号码2.4 智能网2.4.1 智能网的基本概念 1984年AT&T公司采用集中数据库方式提供800号(被叫付费)业务和电话记账卡业务，形成了智能网的雏形。1992年ITUT正式定义了智能网智能网IN(Intelligent Network)，它是一种在原有通信网的基础上，为快速、方便、经济、灵活地提供新业务而设置的附加网络结构。根据定义，智能网只作为原有网络的一种“附加”结构，不能单独组网，必须依托原

16、有的通信网络。它以计算机和数据库为核心，其目的是在多厂商环境下快速引入“新业务”，并能安全加载到现有的电信网上运行。其名字中的“智能”二字并非通常意义上的智能化，而是指能方便地增加这些新业务。智能网的基本思想 将呼叫控制功能与业务控制功能“分离”，即交换机只完成基本的呼叫控制功能功能。这种各功能分离的思路一直延伸到下一代网络NGN的概念中。2.4.2智能网的典型业务 智能网是为了更好地实施新业务而建立的业务网，它包含的业务林林总总，且在不断增加。IN CS是ITU-T所建议的智能网能力集，它是智能业务的国际标准。根据我国通信发展的实际情况，原邮电部颁布了智能网上开放智能网业务的业务标准，首批定

17、义了7种基本智能网业务的含义及业务流程。1被叫集中付费业务(FPH：Free Phone Service)：由于多数国家普遍采用“800800”作为其业务代码。智能网的概念提出后，在世界各国得到了广泛的发展，几乎所有国家在规划智能网时，都将它作为发展的首选业务。2个人通信(UPT：Universal Personal Telecommunication)广义个人通信业务让用户使用一个唯一的个人通信号码，可以接入任何一个网络并能够跨越多个网络进行通信。该业务实际上是一种移动业务，它允许用户有移动的能力，用户可通过唯一的、独立于网络的个人号码接收任意呼叫、并可跨越多重网络。通用号码业务的主要功能有

18、电话自动分配、黑白名单和话费分摊、专用密码、呼叫转移、费用控制。3广域集中交换机(WAC：Wide Area Centrex)广域集中交换机名字中的“Centrex”，是虚拟交换机的简称。这是一种是通过修改交换机的程序和数据来实现的，属于传统方法，而非智能网方案。它将市话交换机上的部分用户定义为一个虚拟小交换机用户群，群内的用户不仅拥有普通市话用户的所有功能，而且拥有用户小交换机4电话投票(VOT：Televoting)业务的用户可拨打某个号码表示意见，系统将登记和记数此电话；同时，用户收到一个确认的录音通知。网络对每个投票号码的呼叫次数和用户意见信息进行统计。5自动电话计账卡(ACC：Aut

19、omatic Calling Card)：业务的用户，持卡在任何一部电话机上拨打电话，而将电话费用计在自己的卡上，与所使用的话机无关。6虚拟专用网业务(VPN：Virtual Private Network)业务以600为接入码，是一种利用公用电信网的资源，通过程控网络节点中的软件控制向大型企业的用户提供非永久的专用网络业务，它可以避免重复投资和网络的维护工作，同时用户可以管理自己的网络。7大众呼叫(MAS：Mass Calling Service)业务能有效地防止在瞬时大话务量时出现的网络阻塞现象。通过向电信部门申请一个热线电话号码，听众在拨此号码时，系统会将呼叫者接到节目主持人热线电话，也

20、可以设置一段录音通知，呼叫者根据录音通知进行选择，系统能自动对此进行统计并供业务用户查询。之后，随着网络的发展，用户的业务需之后，随着网络的发展，用户的业务需求也呈现越来越多样化个性化的发展趋势，求也呈现越来越多样化个性化的发展趋势，智能网也相应开发了多种多样的智能网也相应开发了多种多样的新业务新业务。常。常见的有见的有以下几种以下几种。1密码记账式电话卡业务 以200或300为接入码。其中，在最为大家熟悉的是201卡。这项新业务只需要在交换机原本就有的200卡号功能上进行“一点点”技术创新，但就是这个能为运营商带来新利润的小创新，使得华为在交换机市场变劣势为优势，最终虎口夺食，占据了40%的

21、市场份额。2亲情号业务(FNS：Familiarity Number Service)：这是一种以话费优惠的方式吸引移动电话用户的新业务。该业务允许移动电话用户自己定义几个经常联系的亲人或朋友的电话号码为亲情号码，当用户呼叫这些已设成亲情号码的电话时，可以享受到比普通通话优惠的话费。而拨打非亲情电话则不享受优惠资费。3家庭网短号业务简称“家庭网，是由“家庭主号”提出申请，与另外最多8个号码(“家庭副号”)通过短号方式组成的群体，家庭网成员之间短号通话可以享受资费优惠。家庭网成员之间允许使用家庭网短号互拨。家庭网短号长度为3位以内。家庭网短号号段与短号集群网(VPMN)的短号号段互斥，家庭网短号

22、号段使用55。4移动虚拟专用网业务(MVPN或称VPMN：Mobile Virtual Private Network)这是电信运营商在公用移动网资源上建立的逻辑专用网，它能使一个用户群在这个逻辑网内进行相互联系。它能为移动用户提供类似固定网中小交换机的专用网络业务。该业务允许对网内的移动用户拨短号(如拨四位号码)。5主/被叫分摊付费业务我国开展的“400”业务，号称800的升级版：(1)800是被叫方付费，主叫完全免费。而400则是主叫和被叫分摊付费业务，客户作为主叫方，只需支付市话费；企业作为被叫方，承担长话费。这种客户承担小头，企业承担大头的做法，在通信收费居高不下的国情下，即可以被客户

23、接受，又能为企业减小至少40%的话费。(2)800电话由于运营商网间结算的问题，只有固话才能拨打，而400电话固话和手机都能拨打。(3)800电话号必须转回申请地接听，400电话可以全国组网，按区域转接。(4)400电话的主叫方也要承担部分费用，所以也避免了无效呼叫，以及特别啰嗦的甚至跑题的咨询，提高了办公效率。6遇忙自动回呼拨打电话遇忙时，先此呼叫登记在交换系统上，由系统自动监测被叫方状态，而主叫方则只需挂机等候即可。一旦被叫方结束了前一通电话，主叫方的话机将同时振铃。此时只有主叫方提起话筒，就可以自动接通对方。在挂机等候时，也可以中途随时取消该业务，只需提起话机按下指定的按钮即可撤销登记。

24、7缩位拨号只需拨打很短的代码，就能代替原来的多位电话号码。可减少用户拨叫多位号码的负担，节省拨号时间，便于记忆，使用方便，适用于经常拨叫的电话号码。8来电显示(CID：Calling Identity Delivery)来电显示又名主叫号码显示。由具有主叫号码信息识别服务功能的交换机，向被叫方发送主叫方电话号码和时间等信息。同时要求被叫方电话终端，具有显示和存储功能，以便事后查阅。9电话银行 电信运营商与银行联合，通过智能网、银行卡系统相互配合的通信、金融增值业务。它不仅能有效提高银行卡的附加值，而且可以通过金融支付服务与电信服务的整合，实现跨行业的资源整合。持卡人可以使用银行卡代替传统的电话

25、卡，享受质优价廉的国内、国际漫游通话服务，话费支出从银行卡中自动扣收，从而减少资金占用、简化使用流程。10个性化回铃音业务俗称彩铃，是通过被叫用户设定，当其他用户呼叫该用户时，在被叫摘机前，对主叫用户播放的一段音乐、广告或被叫用户自己设定的留言等。使主叫用户听到的不再是单调的“嘟嘟”回铃音。彩铃业务的解决方案，可以采用传统的基于交换机的方式，也可以采用基于智能网的方案。11预付费业务(PPS：Pre-Paid Service)预付费业务是指移动电话用户，在开户时，或通过购买有固定面值的充值卡(密码卡)充值等方式，预先在自己的账户上注入一定的资金。呼叫建立时，基于用户账户的余额决定接受或拒绝呼叫

26、。在呼叫过程中实时计费和扣减用户帐户的金额。资金用尽即终止呼叫，实现用户为其呼叫和使用其他业务预先支付费用。可用于一般用户或GSM租赁业务，防止呆账。12IP直通车以17951为接入码，是中国移动公司推出的一项在固定电话上使用的IP电话业务。它基于移动智能网和IP网络，把多部固定电话与手机的付费账号进行捆绑，捆绑的固话可用17951一次拨号的方式，即在拨完接入码后，直接接拨长途或本地电话，即可享受IP电话服务，并手机代付缴费。13VoIP 以17950为接入码，是固定电话和移动电话的预付费IP记账卡业务，兼具IP电话卡和拨号上网卡两种功能。采用二次拨号方式，拨打接入码后根据语音提示进行操作。此

27、外，智能网上还有许许多多的各种新业务，并且还在不断地增加。例如，无线广告业务，分区分时计费，智能语音催缴话费，发端呼叫筛选，终端呼叫筛选，发端呼叫搜索，终端呼叫搜索。这些智能网业务方便了我们的生活，极大地丰富了电信网的功能。2.4.3 智能网的结构智能网在电信网中设置了一些新的功能节点业务交换点(SSP)、业务控制点(SCP)、智能外设(IP)、业务管理系统(SMS)ITUT定义把智能网的概念模型分为四个平面：业务平面、整体功能平面、分布功能平面、物理平面，如图2.7所示。2.4.4 彩铃业务的流程彩铃业务在智能网上，是利用智能网的控制方式，在原有呼叫流程中修改放音过程，如下图所示。其步骤如下

28、：(1)A拨打B的电话号码，被叫端局LS根据被叫用户B的号码属性，进行彩铃业务触发：将呼叫加上“接入码”后，转接到相应的汇接局SSP中。(2)SSP根据被叫的接入码，触发智能业务到SCP。SCP执行与彩铃业务有关的业务逻辑，下发连接命令给SSP，要求SSP向被叫端局LS和彩铃平台发起呼叫，并建立这两个呼叫的对应关系。(3)SSP收到Connect命令，再向被叫端局LS发起呼叫；此时要求端局能够防止二次触发。(4)当SSP接收到LS返回的ACM(地址全消息，本书将在信令网一节中加以介绍)时，先判断被叫用户B的状态。若B用户空闲，则SSP悬置当前呼叫，并以特定接入码向彩铃平台的增强型独立智能外设发

29、起彩铃呼叫。AIP处理呼叫，返回ACM，并根据呼叫信息中主被叫A的号码、被叫B的号码、呼叫到达时间等信息，确定播放用户B定制的彩铃音。(5)SSP在接收到AIP的ACM后，将LS返回的ACM信息发送给主叫局；然后SSP桥接主叫A和AIP的通路，让主叫用户A听彩铃音(6)当被叫用户B摘机应答后，SSP需要桥接主被叫用户，并拆除和AIP之间的呼叫。在原有呼叫流程中，通过智能网控制方式，修改原有流程中的放音过程。其中应注意的是，对于一个非关键过程的修改，不应该危害原有的流程，否则势必导致基本通话业务的业务质量的下降。小结本章介绍了固定电话网络和智能网。固定电话网是早期通信网的主要形式。本章详细介绍了

30、我国固定电话网络长途网和市话网的结构和编号计划、计费方式。以及其附加网络：智能网的常见业务。通过本章的学习，旨在对固定电话网有一个全面的认识，并联系日常生活中的常见业务和实际案例，说明了固网的技术特点。思考题与练习题1我国目前的两级长途网由_省际交换中心_和_省内_两级组成。2固定电话网的国内长途字冠是()。A86 B086C0 D00 3智能网是在原有的通信网络基础上设置的一种()。A附加/叠加网络 B新建的独立网络C支撑网络 D重复建设的网络 4在智能网中，通常包括业务控制功能SCF和业务数据功能SDF的设备是()。A.SSP B.IP C.SCP D.SMS 5智能网的概念模型有哪几个层面？简述4个层面的含义。6简要说明业务交换点SSP的基本功能。