1、第2章 电话网第第 2 2 章电话网章电话网2.1电话网电话网概述概述2.2数字电路交换数字电路交换技术技术2.3智能网智能网技术技术2.4数字同步数字同步网网本章本章小结小结习题习题第2章 电话网2.1电话网概述电话网概述电话网是传递电话信息的电信网，是可以进行交互型话音通信、开放电话业务的电信网。最早的电话通信形式只是两部电话机中间用导线连接起来便可通话，但当某一地区电话用户增多时要想使众多用户相互间都能两两通话，便需设一部电话交换机，由交换机完成任意两个用户的连接，这时便形成了一个以交换机为中心的单局制电话网。在某一地区(或城市)随着用户数继续增多，便需建立多个电话局，然后由局间中继线路
2、将各局连接起来，形成多局制电话网。第2章 电话网电话网包括本地电话网、长途电话网、国际电话网等多种类型。是业务量最大、服务面最广的电信网。电话网经历了由模拟电话网向综合数字电话网的演变。除了电话业务，还可以兼容许多非电话业务。因此电话网可以说是电信网的基础。第2章 电话网2.1.1电话网的组成电话网的组成电话通信网是建立最早、发展规模最大的通信网，它是通信网的主体，是各电信网络运营商的基础网络。电话通信网的基本组成设备是终端设备、传输设备、交换设备。传统电话网基本结构如图2-1所示。第2章 电话网图2-1传统电话网基本结构第2章 电话网最简单的终端设备是电话机，电话机的基本功能是完成声电转换和
3、信令功能，将人的话音信号转换为交变的话音电流信号，并完成简单的信令功能。传输设备的功能是将电话机和交换机、交换机与交换机连接起来。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。常用的传输设备有电缆、光纤等。第2章 电话网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、
4、挂机，还要完成接收用户号码、计费等功能。第2章 电话网2.1.2传统电话网传统电话网公众交换电话网公众交换电话网PSTN结构结构PSTN是世界上规模最大，覆盖最广的电信业务网，它丰富的网络资源有力地支持了其它电信业务的发展。电话网PSTN由电话交换设备、传输链路、电话机等设备组成，主要用于语音通信。电话交换经历了从人工交换到机电交换到程控数字交换三个阶段。传输也经历了从模拟传输到数字传输的一个发展过程。PSTN按服务范围分为本地电话网和长途电话网。我国电话网分为三级，长途网两级、本地网一级。第2章 电话网1.本地电话网本地电话网 本地电话网是指在同一长途编号区内的网络，由端局（DL）、汇接局（
5、TM）、中继线、用户线和话机组成,本地电话网结构如图2-2所示。2-2本地电话网结构第2章 电话网本地网的交换中心的职能如下：端局通过用户线与用户相连，疏通本局用户的去话和来话话务；汇接局与所管辖的端局相连，疏通端局间的话务；汇接局与其他汇接局相连，疏通汇接区间端局话务；汇接局与长途交换中心相连，疏通本汇接区的长途转话话务。第2章 电话网2.长途电话网长途电话网 长途电话网简称长途网，由长途交换中心、长市中继和长途电路组成，国内长途交换中心分为两个等级，其中汇接全省转接（含终端）长途话务的交换中心为省级中心，用DC1表示；汇接本地网长途终端话务的交换中心用DC2表示。我国固定长话网结构如图2-
6、3所示。第2章 电话网图2-3固定长话网结构第2章 电话网一级交换中心一级交换中心（DC1）为省（自治区、直辖市）长途交换中心，其职能主要是汇接所在省（自治区、直辖市）的省际长途来去话务和一级交换中心所在本地网的长途终端话务。DC1之间以基干路由网状相连。地（市）本地网的DC2与本省（自治区）所属的DC1均以基干路由相连。第2章 电话网二级交换中心二级交换中心（DC2）是长途网的长途终端交换中心，其职能主要是汇接所在本地网的长途终端话务。根据话务流量流向，二级交换中心也可以与非从属一级交换中心DC1建立直达电路群。第2章 电话网3.多运营商时电话网的组网方式多运营商时电话网的组网方式随着中国加
7、入WTO，电信管理体制改革的深化，我国电信市场发生了深刻的变化。从1994年初中国联通的出现、1998年邮政与电信分营、1999年移动通信与中国电信的脱离及2002年中国电信南北的正式分离，以及各专用局和专业平台不断出现等种种变化都使目前的中国电信集团将面对各种不同的运营公司，迎接日益激烈的竞争和挑战。第2章 电话网各种移动通信公司、专用网、IP电话经营公司的不断出现及容量的不断扩大，网间互联显得越来越重要，如果连接方法仍是固定网的市话汇接局和长途局与移动网、其它IP经营网等直接相连的方式，这种方式不仅浪费传输电路（电路利用率不高），也不利于将来网络结构的调整，网络结构复杂不清晰，对网间的维护
8、和管理带来很大的不便。由于电信固定网的市话汇接局没有对所有呼叫本地移动电话和移动电话呼叫固定电话进行详细计费，因此固定网与移动网的业务核算无法准确进行。因此，必须建立固定网的接口局。第2章 电话网网间接口局的建设将为中国电信从垄断经营迈向竞争市场打下坚实的基础，使中国电信网与其它网络之间的结算做到有据可依、公平合理。建立接口局后本地网的组网方案如图2-4所示。第2章 电话网图2-4本地网与其它运营商组网方案示意图第2章 电话网2.1.3电话网的路由选择电话网的路由选择进行通话的两个用户经常不属于同一交换中心，当用户有呼叫请求时，在交换中心之间要为其建立起一条传送信息的通道，这就是路由(Rout
9、e)。路由选择也称选路，是指一个交换中心呼叫另一个交换中心时在多个可传递信息的途径中进行选择，对一次呼叫而言，直到选到了目标局，路由选择才算结束,电话网路由的种类包括以下3类：第2章 电话网若按呼损来分，可将路由分为高效路由和低呼损路由。所谓高效路由就是该路由上的呼损会超过规定的呼损指标，其话务量必然会溢出到其它路由上。所谓低呼损路由就是指组成该路由的电路群的呼损不大于规定的标准。若按路由选择来分，可将路由分为直达路由、迂回路由、多级迂回路由和终端路由。所谓多级迂回路由就是多次更换选择的迂回路由。所谓终端路由就是只完成终端话务的路由。第2章 电话网若按连接两个交换中心在网中的地位分，可将路有分
10、为：基干路由、跨区路由和跨级路由，基干路由是构成网路基干结构的路由，是特定交换中心之间所构成的路由。基干路由上的电路群的呼损1%，其话务量不应溢出到其它路由上。不论采用什么方式进行选路，都应遵循一定的基本原则,主要有以下几方面：(1)要有明确的规律和顺序，确保信息传输的质量及可靠性；(2)路由选择链路应尽量少；第2章 电话网(3)能在低等级网络中疏通的话务量，尽量不在高等级交换中心疏通。本地网中继路由选择规则主要有：选择顺序为先选直达路由，后选迂回路由，最后选基干路由；每次接续最多可选择三个路由；端局与端局间最多经过两个汇接局，中继电路最多不超过三段。电话网长途路由的选择原则为：先选高效直达路
11、由；当高效直达路由忙时，选迂回路由，选择顺序是“自远而近”，即先在被叫端“自下而上”选择，然后在主叫端“自上而下”选择；最后选择最终路由。第2章 电话网2.1.4电话网的编号计划电话网的编号计划通信网码号是实现通信功能的有限资源，国家对通信网码号资源实行统一规划、集中管理、合理分配，实行有偿使用制度。电话网的每个用户都分配了唯一的一个电话号码（DN），与之相对应在电话交换机上有一个设备码（EN）。对普通模拟用户，DN与EN是一一对应的；对数字用户（ISDN用户），一个EN可以分配多用户号码（MSN）。电话号码在电话网中具有唯一性，一个电话号码标识一个电话用户。第2章 电话网编号方式是指在固定电
12、话网、移动电话网以及特服电话和电话新业务等各种呼叫中所规定的号码编排方案。电话号码在电话网中主要有两个作用：一是作为建立主叫到被叫路由连接的地址信息；二是驱动计费设备对确定的用户进行计费。1.固定电话网的编号原则固定电话网的编号原则(1)兼顾远近期的业务发展需要。编号应合理安排，即要考虑对电话码号资源应节约使用，也要依据业务预测和网络规划考虑号码长度与电话容量、话务量的关系，留有一定的备用号码,一般情况下，对用户放号后不能轻易改号；第2章 电话网(2)编号应具有规律性，便于用户记忆和使用,如特服业务号码不能太多，目前过多的特服号码需要进行整合；(3)编号方案应符合国际电信联盟（ITU-T）的规
13、范；(4)本地电话网的编号原则上采用等位编号，在过渡时期内允许号长相差一位；(5)长途编号采用开放、不等位编号方式,我国长途电话号码位长不超过11位。第2章 电话网2.固定电话网的编号方案固定电话网的编号方案(1)字冠和首位号码分配“00”为国际自动电话字冠；“0”为国内长途全自动电话字冠；“1”为长途、本地特种业务号码或话务员座席群号码的首位号码；“29”为本地电话号码的首位号码。第2章 电话网(2)本地网电话编号方案本地网电话号码长度一般采用七至八位制编号。目前，规定本地电话网号码长度不能超过位。特种业务编号。国家规定的特服业务编号是：1，其的数值范围是09。这些特服号码为电话用户提供特殊
14、服务项目，为了缩短接续时间，便于记忆，特种业务号码一般都很简短，且全国统一，见表2-1。第2章 电话网第2章 电话网第2章 电话网注：目前，有些特服号码已进行整合，如中国电信把112、114、180等合并为客户1000。第2章 电话网常用电话新业务功能码：*51（#51）缩位拨号*52（#52）热线服务*54（#54）呼出限制（加密）*55（#55）叫醒服务*56（#56）免打扰服务*57（#57）转移呼叫*58（#58）呼叫等待*59（#59）遇忙回叫*50（#50）缺席服务第2章 电话网(3)国内长途电话编号方案国内长途电话号码由3部分组成：国内长途字冠固定为“0”，表示此次呼叫是国内长途
15、电话。长途区号是长途电话用户所在长途交换中心城市的地区代码，一个长途区号的服务范围就是一个本地网。我国长途区号采用不等位固定编号方案：第2章 电话网首都北京，长途区号为2位号码，编号为“10”；大区中心、大城市等长途区号为2位号码，编号为“2”，的数值范围是09，共10个号码，分配给上海、天津、广州等10个大城市。如上海为“20”、广州为“20”。这些城市本地网电话号码为8位省中心、地区本地网等长途区号为3位号码，编号为“123”，其中1为39，2和3为09。这些城市本地网电话号码为7位。第2章 电话网4)国际长途电话编号方案，国际长途电话号码由3部分组成：我国规定国际长途字冠固定为“00”，
16、表示此次呼叫是国际长途电话。第2章 电话网国家号码的编排，根据ITU-T建议，世界各地分为若干个编号区，每个编号区分配1位号码。各编号区内的国家号码首位为编号区号。编号区1为北美地区，如美国的国家号码为“1”；编号区2为非洲地区，如埃及的国家号码为“20”；编号区3、4为欧洲地区，如法国的国家号码为“33”；编号区5为南美地区，如古巴的国家号码为“53”；编号区6为南太平洋地区，如新加坡的国家号码为“65”；编号区7为原苏联，如俄罗斯的国家号码为“7”；编号区8为北太平洋地区，如中国的国家号码为“86”；编号区8为中东地区，如印度的国家号码为“91”。国内有效号码为国内长途区号+本地网电话号码
17、。第2章 电话网2.1.5电话信令网的组成与结构电话信令网的组成与结构1.信令的概念信令的概念信令是各交换局在完成呼叫接续中的一种通信语言。例如，一个用户要打电话，必须先摘机，即由用户话机向交换局送出摘机信号；然后用户拨被叫号码，即送出拨号信号；如果用户挂机，则向交换局送出挂机信号等。这种为了在通信网中向用户提供通信业务，在交换机之间要传送以呼叫建立和释放为主的各种控制信号，这种以呼叫控制为主的网络协议称为信令。信令方式是通信网中各个交换局在完成各种呼叫接续时所采用的一种通信语言，完成和实现各种信令方式就构成了电话网的信令系统。第2章 电话网2.信令的分类信令的分类按照信令的作用区域可以把信令
18、划分为用户线信令和局间信令两种。用户线信令是用户和交换机之间的信令，在用户线上传输，按功能可分为三种：第一种是反映用户话机摘挂机状态的状态信号。这类信号是直流信号，由摘挂机状态所决定。第二种是反映用户呼叫目的的拨号信号（数字信号）。它是由主叫用户拨号所决定的。拨号信号有两种形式，号盘话机的直流脉冲信号和多频按键话机的双音多频信号。第2章 电话网第三种是由交换局发给用户的表示线路忙闲状态的铃流和忙音等信号（拨号音、铃流、回铃音、忙音、催挂音等）。局间信令是电信网中各个交换节点之间传送的信令。更广义的说，局间信令可以是电信网中各个网元之间传送的信令。局间信令按技术或传送方式又可分为随路信令和公共信
19、道信令两种方式。第2章 电话网随路信令方式所谓随路信令（CAS）方式，就是指信令和话音在同一条通路上传送。信令主要用于建立用户之间的连接，即对某一信道而言，在话路连接建立前传送的是信令，在话路连接建立后传送的就是话音。其信令方式如图2-5随路信令系统图2-5随路信令系统第2章 电话网共路信令方式共路信令是指信令通路和话音通路分离，信令通过专用的信令链路（简称CCS）传送的信令方式。目前在我国通信网中广泛采用的是ITU-TNO.7信令方式。其信令方式如图2-6公共信令系统。图2-6公共信令系统第2章 电话网NO.7信令方式是一种在国际上通用的、标准的公共信道信令系统，又称共路信令在实际应用中，一
20、条CCS可控制几千条中继线。NO.7信令方式有如下特点：信令传递速度快：通常速率为64kbit/s；信令容量大：一条信令数据链路可以传送几百甚至上千条话路的信令，以完成呼叫的建立和释放；灵活性大：能改变和增加信令内容；第2章 电话网可靠性高：一方面对信令内容有检错和纠错功能，一旦发现差错，可要求重发；另一方面一旦信令链路发生故障，可倒换至备用链路；适用范围广：NO.7信令系统不仅适用于电话网及数据网，而且适用于综合业务数字网。具有提供网络集中服务的功能：NO.7信令系统可以在交换局和各种特种业务服务中心（如运行、管理、维护中心）和业务控制之间传递与电路无关的数据信息，以实现网络的运行、管理、维
21、护和提供多种用户补充服务（如800呼叫和信令卡等业务）。第2章 电话网3.七号信令七号信令1)七号信令概念我国七号信令网的基本组成部件有信令点SP、信令转接点STP和信令链路。信令点：SP是处理控制消息的节点，产生消息的信令点为该消息的起源点，消息到达的信令点为该消息的目的地节点。任意两个信令点，如果它们的对应用户之间(例如电话用户)有直接通信，就称这两个信令点之间存在信令关系。第2章 电话网信令转接点：具有信令转发功能，将信令消息从一条信令链路转发到另一条信令链路的节点称为信令转接点。信令转接点分为综合型和独立型两种。综合型STP是除了具有消息传递部分MTP和信令连接控制部分SCCP的功能处
22、，还具有用户部分功能(例如TUP/ISUP、TCAP、INAP)的信令转接点设备；独立型STP是只具有MTP和SCCP功能的信令转接点设备。第2章 电话网信令链路（SL）：在两个相邻信令点之间传送信令消息的链路称为信令链路。信令链路组：直接连接两个信令点的一束信令链路构成一个信令链路组。信令路由：承载指定业务到某特定目的地信令点的链路组。信令路由组：载送业务到某特定目的地信令点的全部信令路由。当电信网络采用NO.7信令系统之后，将在原电信网上，寄生并存在一个起支撑作用的专门传送NO.7信令系统的信令网NO.7信令网。电信网与信令网关系见图2-7。第2章 电话网图2-7电信网与No.7信令网关系
23、第2章 电话网2)TUP信令流程下面以典型的市话呼叫TUP信令过程来说明采用TUP信令完成呼叫接续的基本流程。(1)叫市话用户信令流程。市话用户之间的呼叫为主叫控制复原方式，当主叫用户先挂机时，通话电路会立即释放，总共双向传送5个TUP消息；当被叫用户先挂机时，通话电路不会立即释放，超过再应答时延（一般为90秒）后，通话电路才会释放复原，总共双向传送6个TUP消息。所以说一次成功的TUP信令市话呼叫平均需双向传送5.5个TUP消息。TUP信令市话呼叫流程如图2-8所示。第2章 电话网图2-8TUP信令市话呼叫流程第2章 电话网(2)叫特服信令流程。呼叫119、110为被叫控制复原方式，当主叫用
24、户先挂机时，应发送CCL消息，此消息仅仅表示主叫挂机，并不拆除通话电路。主叫局必须等到被叫用户挂机的CBK消息到来后，才发送CLF消息，通话电路才会释放复原。TUP信令119、110呼叫流程如图2-9所示。第2章 电话网图2-9TUP信令110呼叫流程第2章 电话网3）NO.7信令系统的工作方式在电信网中，一般采用下列2种工作方式：（1）直联工作方式两个交换局间的信令通过局间的专用直达信令链路来传送的方式称为直联工作方式，如图2-11（a）所示。图2-11（a）直联工作方式第2章 电话网（2）准直联工作方式两个交换局间的信令消息需经过两段或两段以上串接的信令链路传送，也就是说信令链路与两交换局
25、的直达话路群不在同一路由上，信令链路中间需经过一个或几个信令转接点（STP），并且只允许通过预定的路径和信令转接点时称为准直联工作方式。如图2-11（b）所示。第2章 电话网图2-11（b）准直联工作方式第2章 电话网4.我国我国NO.7信令网信令网我国NO.7信令网采用三级等级结构：第一级位高级信令转接点（HSTP）;第二级位低级信令转接点（LSTP）;第三极位信令点（SP）。其原因是考虑到我国NO.7信令网所要容纳的信令点数量、信令转接点可以连接的最大信令链路数量及信令网的冗余度。为了保证NO.7信令网的高可靠性，我国长途三级网中，HSTP间采用A、B平面网，LSTP采用分区固定连接方式，
26、其结构如图2-12所示。第2章 电话网图2-12我国NO.7信令网结构第2章 电话网（1）第一级HSTP间采用A、B平面连接方式，它是网状连接的简化形式。A和B平面内部各个HSTP之间是网状连接，A、B平面间是成对的HSTP相连。（2）第二级LSTP至HSTP采用固定的汇接连接方式，即每个LSTP分别连接到分布在A、B平面内成对的HSTP。（3）第三级SP至LSTP的连接根据具体情况可以采用固定或自由连接方式。（4）每个SP至少应连接至两个STP（HSTP或LSTP），若连接至HSTP，应分别固定连接至A、B平面内成对的HSTP。(5)大、中城市本地NO.7信令网原则上应采用二级信令网，它相当
27、于我国三级信令网的第2级LSTP和第3级SP。第2章 电话网5.信令网的信令点编码信令网的信令点编码1)信令网的信令点编码的必要性NO.7信令系统的信令点寻址采用图2-13所示的路由标记方法。详细的路由标记方法使信令点寻址很方便，可以根据DPC的编码进行寻址，但需要每个信令点分配一个编码。我国使用24位的信令点编码方式，编码容量为224。DPC：目的地信令点编码SLS：信令链路选择OPC：源点信令点编码CIC：电路识别码图2-13信令点寻址的路由标记方法第2章 电话网2)信令点编码的编号计划的基本要求（1）为便于信令网管理，国际和各国的信令网是彼此独立的，且采用分开的信令点编码的编号计划，其中
28、国际间采用的是14位的信令点编码方式。这样国际接口局的信令点由于同时属于国际和国内两个信令网，因此它们具有国际信令点编码计划（Q.708建议）分配的和国内信令点编码的编号计划分配的两个信令点编码。第2章 电话网（2）为便于管理、维护和识别信令点，信令点的编号格式应采用分级的编码结构，并使每个字段的编码分配具有规律性，以便当引入新的信令点时，信令点路由表修改最少。3）我国信令点编码的格式和分配原则我国国内信令网采用24位全国统一编码计划，信令点编码格式如图2-14所示。图2-14国内信令网信令点编码格式第2章 电话网（1）每个信令点编码由三部分组成，第三个8位用来区分主信令区的编码，原则上以省、
29、自治区、直辖市、大区中心为单位编排；第二个8位用来区分分信令区的编码，原则上以各省、自治区的地区、地级市及直辖市、大区中心的汇接区和郊县为单位编排；第一个8位用来区分信令点，国内信令网的每个信令点都按图5-15的格式分配给一个信令点编码。（2）主信令区的编码基本上按顺时针方向由小到大安排，目前只启用低6位。第2章 电话网（3）分信令区的编码分配也应具有规律性，由小至大编排。对于中央直辖市和大区中心城市、国际局和国内长话局、各种特种服务中心（如网管中心和业务控制点等）以及高级信令转接点（HSTP）应分配一个分信令区编号。对于信令点数超过256个的地区亦可再分配一个分信令区编号。目前分信令区的编码
30、只启用低5位。（4）下列信令节点应分配给信令点编码：国际局，国内长话局，市话汇接局、端局、支局，农话汇接局、端局、支局，直拨PABX，各种特种服务中心，信令转接点，其他NO.7信令点（如模块局）。以上各项以系统为单位分配信令点编码。第2章 电话网6.信令路由的分类信令路由的分类信令路由是指由一个信令点到达消息目的地所经过的各个信令转接点的预先确定的信令消息路径。1）信令路由的分类信令路由按其特征和使用方法分为正常路由和迂回路由两类，见图2-15。第2章 电话网图2-15信令路由的分类示意图第2章 电话网（1）正常路由。正常路由是指未发生故障的正常情况下信令业务流的路由，根据我国三级信令网结构和
31、网络组织，正常路由主要分类如下：正常路由是采用直联方式的直达信令路由，当信令网中的一个信令点具有多个信令路由时，如果有直达的信令链，则应将该信令路由作为正常路由，见图2-16；正常路由是采用准直联方式的信令路由，当信令网中一个信令点的多个信令路由中，都是采用准直联方式经过信令转接点转接的信令路由时，则正常路由为信令路由中最短的路由。其中当采用准直联方式的正常路由是采用负荷分担方式工作时，该两个信令路由都为正常路由，见图2-16。第2章 电话网（a）非负荷分担方式时准直联（b）负荷分担方式时准直联图2-16准直联方式的正常路由第2章 电话网（2）迂回路由。迂回路由是指由于信令链或路由故障造成正常
32、路由不能传送信令业务流时而选择的路由。迂回路由都是经过信令转接点转接的准直联方式的路由，迂回路由可以是一个路由，见图2-16（a），也可以是多个路由。当有多个迂回路由时，应该按照路由经过信令转接点的次数，由小到大依次分为第一迂回路由、第二迂回路由等，见图2-16。第2章 电话网2）信令路由选择的一般规则（1）首先选择正常路由。当正常路由因故障不能使用时，再选择迂回路由，见图2-17。（2）信令路由中具有多个迂回路由时，首先选择优先级最高的第一迂回路由，当第一迂回路由因故障不能使用时，再选择第二迂回路由，依次类推。第2章 电话网图2-17信令路由选择的一般规则第2章 电话网在正常或迂回路由中，可
33、能存在着多个同一优先等级的路由（N），若它们之间采用负荷分担方式，则每个路由承担整个信令负荷的1/N；若采用负荷分担方式的某个路由中的一个信令链路组发生故障时，应将信令业务倒换到其他信令链路组上去；若采用负荷分担方式的一个路由发生故障时，应将信令业务倒换到其他路由。第2章 电话网2.2 数字电路交换技术数字电路交换技术2.2.1数字电路交换系统简介数字电路交换系统简介1.交换机的引入交换机的引入两用户需要通话如果把用户直接相连，用户数为N时，所需的互连线对数为N（N-1）/2。引入交换机后，每个用户只要接入到一个交换机，就能与世界上的任一用户通话。当用户分布的区域较小时，可以设置单个交换节点，
34、所有用户都连接到该交换节点的交换机上，由节点交换机控制任意用户之间的接续，如图2-19（a）所示。第2章 电话网当用户分布的区域较广时，就要设置多个交换节点，用户与就近交换节点的交换机相连，交换机之间通过中继线连接，如图2-18(b)所示。图2-18交换节点第2章 电话网交换节点一般具有控制、交换连接、接入和业务功能，具体来讲：(1)及时发现用户的接入请求、拨号接入INTERNET等；(2)根据用户请求通过交换机建立和拆除主、被叫之间的连接；（3）通过交换机的软件控制呼叫接续的整个过程；(4)根据用户的不同业务需求提供不同的交换业务，如转移呼叫、呼出限制等。第2章 电话网2.电路交换方式电路交
35、换方式交换技术从传统的电话交换技术发展到包括软交换在内的现代交换技术，其发展大致经历了人工交换，机电交换（步进制、纵横制），电子交换（程控数字交换、分组交换、宽带交换）等阶段。人工电话交换机是由话务员完成转接的。机电制电话交换机主要有步进制交换机和纵横制交换机。程控交换机可分为模拟程控交换机和数字程控交换机。模拟程控交换机的控制部分采用计算机控制，而话路部分传送和交换的仍然是模拟的话音信号。第2章 电话网数字程控交换机的控制部分采用计算机，话路部分交换的是经过脉冲编码调制（PCM；PulseCodeModulation）后的数字化的话音信号，数字交换机的交换网络是数字交换网络，用户话机发出的模
36、拟话音信号在数字交换机的用户电路上要转换为PCM信号。数字程控交换机是数字通信技术、计算机技术与大规模集成电路相结合的产物。第2章 电话网数字程控交换机的主要优点是：能灵活地向用户提供多种新服务功能便于采用共路信令系统体积小、重量轻、功耗低、可靠性高操作维护管理的自动化第2章 电话网3.电路交换特点电路交换特点电话交换一般采用电路交换方式。电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输，并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。电路交换属于电路资源预分配系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管电路上是否有
37、数据传输，电路一直被占用着，直到通信双方要求拆除电路连接为止。第2章 电话网电路交换的特点：在通信开始时要首先建立连接；一个连接在通信期间始终占用该电路，即使该连接在某个时刻没有信息传送，该电路也不能被其它连接使用，电路利用率低。交换机对传输的信息不作处理，对交换机的处理要求简单，但对传输中出现的错误不能纠正。一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值。第2章 电话网2.2.2数字电路交换系统功能结构数字电路交换系统功能结构1.数字电路交换机的硬件基本组成数字电路交换机的硬件基本组成电路交换机的硬件系统由用户电路、中继器、交换网络、信令设备和控制系统这几部分组成。2-19电路交
38、换机硬件结构图。第2章 电话网图2-19电路交换机硬件结构第2章 电话网（1）用户电路：用户电路是交换机与用户话机的接口。（2）中继器：中继器是交换机与交换机之间的接口。（3）交换网络：交换网络用来完成任意两个用户之间，任意一个用户与任意一个中继器之间，任意两个中继器之间的连接。（4）信令设备：用来接收和发送信令信息。（5）控制系统：是交换机的指挥中心，接收各个话路设备发来的状态信息，各个设备应执行的动作，向各个设备发出驱动命令，协调各设备共同完成呼叫处理和维护管理任务。交换机的终端及接口第2章 电话网交换节点可以控制以下呼叫类型：本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫和转接呼叫。本局呼叫就是指本局用户
39、之间的接续；出局呼叫就是指本局用户与出中继模块之间的接续；入局呼叫就是指入中继与本局用户的接续；转接呼叫就是指入中继与出中继之间的接续。交换节点的功能是通过节点交换机的硬件和软件实现的。第2章 电话网2.数字电路交换系统功能数字电路交换系统功能1）用户模块数字电路交换系统用户模块用来连接用户回路，提供用户终端设备的接口电路，完成用户话务的集中和扩散，并且完成呼叫处理的低层控制功能。模拟用户接口电话有七项基本功能，常用BORSCHT这七个字母来表示：B：馈电。为用户线提供通话和监视电流，程控数字交换机的额定电压为-48V直流，用户线上的馈电电流为1850mA。第2章 电话网O：高压和过压保护。程
40、控数字交换机一般采用两级保护：第一级保护是总配线架保护；第二级保护是用户电路，通过热敏电阻和双向二极管实现。R：振铃。由被叫侧的用户模块向被叫用户话机馈送铃流信号，同时向主叫用户送出回铃音。铃流信号规定为25Hz3Hz，7515V正弦波，分初次振铃和断续振铃，断续振铃为5秒断续，即1秒续，4秒断。S：监视。通过扫描点监视用户回路通、断状态，以检测用户摘机、挂机、拨号脉冲、过电流等用户线信号。第2章 电话网C：编译码。通过编译码器及相应的滤波器，完成模拟语音信号的A/D和D/A变换，可由硬件选择A律或律。H：混合电路（2/4线转换）。完成2线的模拟用户线与交换机内部4线的PCM传输线之间的转换。
41、T：测试。通过软件控制用户电路中的测试转换开关，对用户可进行局内侧和外线侧测试。除此之外，用户电路还具有增益控制，a、b线极性反转，12/16kHz计次脉冲发送等其它功能。第2章 电话网2）中继器中继器是数字程控交换机与其它交换机的接口。根据连接的中继线的类型，中继器可分成模拟中继器和数字中继器两大类。数字中继器是程控交换机和局间数字中继线的接口电路，它的入/出端都是数字信号。数字中继器的主要功能有：（1）码型变换和反变换；（2）时钟提取：从输入的PCM码流中提取时钟信号，用来作为输入信号的位时钟。第2章 电话网（3）帧同步：在数字中继器的发送端，在偶帧的TS0插入帧同步码，在接收端检出帧同步
42、码，以便识别一帧的开始。（4）复帧同步：在采用随路信令时，需完成复帧同步，以便识别各个话路的线路信令。（5）信令的提取和插入：在采用随路信令时，数字中继器的发送端要把各个话路的线路信令插入到复帧中相应的TS16；在接收端应将线路信令从TS16中提取出来送给控制系统。第2章 电话网3）信令设备数字电路交换系统信令设备的主要功能是接收和发送信令。程控数字交换机中主要的信令设备有：（1）信号音发生器：用于产生各种类型的信号音，如忙音、拨号音、回铃音等。（2）DTMF接收器：用于接收用户话机发出的DTMF信号（3）多频信号发生器和多频信号接收器：用于发送和接收局间的MFC信号。（4）NO.7号信令终端
43、：用于完成NO.7号信令的第二级功能。第2章 电话网4）控制部分数字电路交换系统控制部分完成对话路设备的控制功能，由各种计算机系统组成，采用存储程序控制方式。现代数字程控交换系统中处理机的控制结构有分级控制方式，全分散控制方式和容量分担的分布控制三种方式:（1）分级控制方式:分级控制方式的基本特征在于处理机的分级，即将处理机按照功能划分为若干级别，每个级别的处理机完成一定的功能，低级别的处理机是在高级别的处理机指挥下工作的，各级处理机之间存在比较密切的联系。如图2-20所示EWSD分级控制方式图。第2章 电话网如图2-20EWSD分级控制方式图第2章 电话网（2）全分散控制方式:在采用全分散控
44、制方式时，将系统划分为若干个功能单一的小模块，每个模块都配备有处理机，用来对本模块进行控制。各模块处理机是处于同一个级别的处理机，各模块处理机之间通过交换消息进行通信，相互配合以便完成呼叫处理和维护管理任务。全分散控制方式的主要优点是可以用近似于线性扩充的方式经济地适应各种容量的需要，呼叫处理能力强，整个系统全阻断的可能性很小，系统结构的开放性和适应性强。其缺点是处理机之间通信量大而复杂，需要周密地协调各处理机的控制功能和数据管理。全分散控制结构的典型代表是S1240程控交换设备。如图2-21所示S1240全分散控制方式图。第2章 电话网如图2-21S1240全分散控制方式图第2章 电话网（3
45、）容量分担的分布控制方式：这种结构介于上面两种结构之间。首先，交换机分为若干个独立的模块，这些模块具有较完整的功能和部件，相当于一个容量较小的交换局，每个模块内部采用分级控制结构，有一对模块处理机MP为主处理机，下辖若干对外围处理机，控制完成本模块用户之间的呼叫处理任务。这些模块也可以设置在远离母局交换机的地方，成为具有内部交换功能的远端模块。整个交换机可以由若干个模块构成，各模块通过通信模块CM互连，另外，还设置一个维护管理模块AM对整个交换机进行管理并提供到维护管理人员的接口。这是一种综合性能较好的控制结构，近年来得到了广泛应用。我国生产的几种大型局用交换机如C&C08、ZXJ10等都采用
46、了这种结构。如图2-22所示容量分担的分布控制方式图。第2章 电话网如图2-22容量分担的分布控制方式图第2章 电话网数字电路交换系统处理机的冗余方式有3种：（1）互助方式：两台或更多的处理机在正常工作情况下以话务分担(负荷分担)的方式工作，每台处理机都只负责一部分的话务量，一旦一台处理机发生故障，则由其它的处理机来接管它的工作。（2）主/备用方式：在这种方式下，只有主用机在运行程序，进行控制，备用机与话路设备完全分离而作为备用状态，一旦主用机发生故障，进行主备用转换，由备用机接替工作。（3）N+m备用方式：在这种方式下，N台处理机配备有m台备用机，当N台处理机中有一台发生故障时，都可以由m台
47、备用机中的一台来接替其工作。第2章 电话网5）数字交换网络程控数字交换机的根本任务是要通过数字交换实现大量用户之间的通话连接，数字交换网络是完成这一任务的核心部件。数字交换网络实现所有终端电路相互之间的联系，以及处理机之间的通信，因此通过数字交换网络能传送话音、数据、内部信令、数字信号音、内部和外部消息等。数字交换网络用于完成各条PCM链路各个时隙的数字信息交换，包括空分交换和时分交换。程控数字交换机采用的数字交换网络主要有两种典型结构：一种是由数字交换单元（DSE）固定连接构成的数字交换网络；另一种是由时间接线器（T接线器）和空间接线器（S接线器）构成的数字交换网络。第2章 电话网（1）基本
48、交换单元数字交换单元（DSE）。DSE是数字交换网络的基本功能单元，同时兼有时分和空分交换功能。每个DSE有16个双向端口，每一端口分接收（Rx）和发送（Tx）两部分，形成一条双向PCM链路，16个端口之间通过公用时分复用总线相连接，即每个DSE有16条32信道双向PCM链路，每个信道16bit，传输速率为4.096Mbit/s。DSE的基本结构如图2-23所示。在图2-23中，通过DSE完成了端口4，TS11交换至端口9，TS19。空分交换体现在端口4端口9，时分交换体现在TS11TS19。第2章 电话网图2-23DSE的基本结构第2章 电话网T接线器.时间接线器简称T接线器，其作用是完成一
49、条时分复用线上的时隙交换功能。T接线器主要由话音存储器（SM）和控制存储器（CM）组成，如图2-24所示。话音存储器用来暂存话音数字编码信息，每个话路为8bit。SM的容量即SM的存储单元数等于时分复用线上的时隙数。控制存储器用来存放SM的地址码（单元号码），CM的容量通常等于SM的容量，每个单元所存储SM的地址码是由处理机控制写入的。第2章 电话网图2-24T接线器第2章 电话网图2-24中T接线器采用“顺序写入，控制读出”工作方式，T接线器完成了把入线上TS3的话音信息a交换到出线上TS19，即话音信息a从TS3TS19；同时完成了把入线上TS19的话音信息b交换到出线上TS3，即话音信息
50、b从TS19TS3。通过这两次时隙交换就实现了A、B两个用户的双向通信。T接线器中的存储器采用高速随机存取存储器。第2章 电话网S接线器。空间接线器简称S接线器，其作用是完成不同时分复用线之间在同一时隙的交换功能，即完成各复用线之间空间交换功能。S接线器由电子交叉点矩阵和控制存储器（CM）组成，如图2-25所示。在S接线器中，CM对电子交叉点的控制方式有两种：输入控制和输出控制。图2-25中S接线器采用输入控制方式，S接线器完成了把话音信息b从入线PCM0上的TS1交换到出线PCM1上；同时完成了把话音信息a从入线PCM1上的TS3交换到出线PCM0上。第2章 电话网图2-25S接线器第2章
