第二章第四节电信业务网络ppt-第二章第四节

第二章第四节电信业务网络一、电话网•1、概述•1）交换节点交换设备•电话网就是把程控交换机通过传输设备相互连接起来，从而实现任意两个用户之间的语音通信的通信网络。•单向制：一个城市只有一个交换机•相反：多向制•分局间（无汇接局）使用局间中继线互连•分局数量太多汇接局：与所属分局以星型相连•为了不同城市间用户通话长话局：长话局——市话分局（市话汇•接局）：长市中继线•长话局——长途中继线•2）一个节点可控制的接续类型•四类：本局、出局、入局、转接接续（入中继线与出中继线之间的接续）•3）采用电路交换•A.电路交换包括三个阶段；•电路建立阶段：通过呼叫信令完成逐个节点的接续过程，建立一条端•到端的通信电路。•通信阶段：在已建立的端到端的直通电路上透明地传递信号•电路拆除阶段：完成一次连接信息传送后，拆除该电路的连接，释放•节点和信道资源。•B.电路交换的特点和优点•2、电话网的登记制结构本地局•电话网是开通电话业务的一种业务网络长途局•1）本地网：在同一编号区域范围内，由若干个端局或若干个端局和•汇接局所形成的电话网。•大中城市本地网：一个编号区域的服务范围仅限于城市和不包含•郊区和农村•农村电话网：一个本地电话网的服务区域只包含县城及农村范围•2）长话网：全国范围内由端局，汇接局和若干个长途局所组成的电•话网•其任务：完成国内、国际任何两个用户之间的长途距离通话•传统采用四级辐射网络•二、移动通信网汽车•1、移动通信•飞机••轮船•交换机•行人•电信局汇接局•定义：在通信双方中，至少有一方是处于移动状态下进行信息进行交换的通信•移动通信系统包括：无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星•移动通信•2、移动通信的特点•1）可移动性•最根本的特点，客户经常在移动（未知控制）•A、随机选用无线信道进行频率和功率控制•B、跟踪技术地址登陆•越区切换•漫游存取•2）多径传播•电波传播具有多径效应•移动传播环境中，到达移动台无线的信号不是单一路径到达的，而是•由许多路径到达的众多反射波的合成。••植物•直射波••反射波、散射波、绕射波••建筑物•信号由这些波叠加而成，造成所接收信号的电场强度起伏不定——衰落•多径传播是众多反射波的合成，到达目的的时间、相位也不同，相位相同信号强度增强（相位相反信号强度减弱），这种衰落是多径引起的•既有长期——慢衰落•也有严重或[频繁——快衰落BS移动台•3）干扰复杂•移动台受噪声的骚扰并在强干扰下工作•噪声：城市机动车发动机•微波炉•自然噪声：风、雨、雪（可忽略），频率很低•干扰：移动通信网是多频道多电台同时工作的通信系统•A、互调干扰•产生原因：由接收机中使用“非线性器件”引起的•如混频现象•输入回路的选择性不好时就会使不少干扰信号随着有用信号一起进入混频级，对有用信号形成干扰•B、邻道干扰•相邻或邻近信道之间的干扰•由一个强用户串扰弱用户造成的干扰•如：两用户距基站差距较大，但信道相邻信号强的用户可能对信号弱•的用户产生干扰。•C、同频干扰•相同载频电台之间的干扰•由频道重复利用导致•与组网方式相关•4）具有多普勒效应•多普勒效应：声波频率在声源靠近观察点时变高•声波频率在声源远离观察点时变低•由于移动台的不断运动，当达到一定速度时，固定点接收到的载波频率将随运动速度的不同产生不同的频移，产生多普勒效应影响到接收点的信号场强振幅、相位随时间、地点不断变化。•锁相技术：地面接收机捕捉到移动台的载频信号后接收机信号频率随V的变化而变化，保证信号不丢失。•5）对移动台的要求高•外部环境复杂•6）信道容量有限•适用于移动通信的频段仅限于VHF和UHF•客户量扩容窄带化•缩小频带间隔•频道重复利用•3、移动通信的工作方式•1）单工通信：通信双方设备交替收信和发信•同频单工：收、发采用同一频率•双频单工：受、发采用不同频率•发射机f1f1(f2)•f1(f2)f1•接收机•特点：设备简单，工程小，操作不方便•点到点的通信：交通指挥等公安系统TRRT•2）半双工通信：收发信机交替工作•一方使用双工方式（且使用不同频率f1和f2）•另一方面使用双频单工方式•特点：设备简单，功耗小•克服了通话断断续续现象•操作不太方便•专业移动通信系统：汽车调度系统（移动台用单工方式，基站用双工方式）•3）双工通信：通信时双方收发信机均同时工作，使用一对频道•特点：耗电量大，使用方便•广泛应用于现代通信系统•4、移动通信的服务区体制•区域覆盖方式小容量的大区制：一个基站覆盖整个服务区，要增加•容量只有增加基站信道数（装备•量）•大容量的小区制：每个小区设一个基站（频率复•用）•核心思想：用许多小功率发射机来代替单个的大功率发射机。•每个小的覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖‘、•带状服务区……铁路到车的无线电话•小区•面状服务区•5、移动通信的主要无线技术•1）多址技术•移动通信系统——多信道同时工作f1f2f3f4f5f53431443332•一个信道一个用户通话•多址技术解决用户与基站间无线的连接•A、FDMA•F1f1•F2•F3f2•f3•双工通信必占用2个信道•特点：1、信道每次只传送一个电话•2、移动简单（与模拟的接近）•3、基站复杂庞大，重复设置发信设备•4、越区切换复杂和困难（需中断传输切换）MSCMS1MS2MS3•B、TDMA•帧•特点；1、采用不同时隙发射和接收信号，不需双工器•2、基站复杂性减少•3、抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量大•4、越区切换简单——无需中断传输BSMS1MS2MS3•C、CDMA•c1•c1•c2•c2•BSc3•系统接收端必须有完全一致的本地地址码•其他使用不同码型的信号因与接收机本地产生的码型不同而不能被解调•特点：1、许多用户共享同一频率•2、容量的软特性•TDMA可接入用户数是固定的•MSCMS1MS2MS3•CDMA多接入用户只会使通信质量略有下降•3、数据传输速率高•4、平滑的软切换（先连接后断开）•2）调制技术•基带信号频带信号•3）抗干扰抗衰落技术•所径衰落阴影衰落•A、分集技术•（1）空间分集•发射端——副发射无线•接收端多副无线之间距离D是够大，保证各无线接收的信号的衰落特性是相互独立的•无线间隔可以水平间隔，也可垂直间隔•（2）角度分集•信号来自不同路径，不同方向•接收端采用方向性无线，指向不同信号的到达方向•（3）频率分集•信号以不同的载频发射•载频间隔够大•优：不虚许多无线•缺：占用更多的频谱资源，发射端需要多部发射机•（4）时间分集•将给定的信号在时间上相隔一定的间隔重复传输M次•间隔大雨一定的值时取样就可以得到M条独立的分集支路•B、均衡技术•接收端的均衡器产生与信道相反的特性，用来抵消信道由于多径传播引起的码间干扰•C、信道编码•数据发送之前，在信息码元中再增加一些码元（冗余码元、监督码元），用来供接收端纠正或检出信息在信道中传输时互为干扰，噪声或衰落所造成的误码。•如：0010111•1001011•1100101•相互之间都是4位不同，1与2，1与3，2与3距离都为4•现有0100011与1、2、3差3•因为组合间码距不同•所以如发生错误必然是“1”“0”或“0”“1”，原来距离相同，误码导致距离变化•所以虽不知哪位出错，但能纠正传输中的一个错误③①②八、我国蜂窝移动通信系统的频率分配•1、频率和频段•频率：收发器采用相同的频率才可以通信•频段：一定的频率范围•2、我国蜂窝系统的频率分配简表•二、GSM系统•1、历史与背景•GSM数字蜂窝移动通信系统是由欧洲主要电信运营商和制造厂家组成的标准化委员会设计出来。•在蜂窝系统基础上发展而成•基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统•第一对数字调制、网络层结构和义务作了规定的蜂窝系统•2、GSM系统的业务及其特征•GSM业务：GSM系统为了满足客户的通信要求而向客户提供的服务业务基本业务电信业务附加业务承载业务用户通信提供的包括终端设备在内的完整能力的通信业务用户接入点间信号传输的能力对基本业务的改进和补充，必须与基本业务一起提供•语音传输业务•短消息业务•GSM提供的电信业务紧急呼叫业务：我国暂不提供•传真业务•2、GSM系统组成•U接口A接口••MS•蜂窝系统的组成BSSNSSDMC•交换网络子系统（NSS），无线基站子系统（BSS）•移动台（MS），操作维护中心（OMC）PDN•PSTN•AISDN•C•EB•移动台•基站子系统网络交换子系统MSMSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSCBSCMSCEIROMCMSCVLRHLRAVC•1、交换网路子系统NSS•交换功能•客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能•MSC：移动交换中心•GSM系统的核心，对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体。•完成呼叫接续•作为交换设备•控制•无线资源管理•作为移动交换中心•移动特性管理•可完成网络接口，公共信道信令系统和计费等功能•VLR：拜访位置寄存器•一个数据库用户位置信息•存储MSC处理所管辖区域中MS（拜访客户）的来话，去话呼叫所检索的信息•用户号码•所处位置区域的识别•向客户提供的服务•HLR：归属位置寄存器•也是数据库•存储管理部门用于移动客户管理的数据存储信息包括两类•有关客户的参数•有关客户目前所处位置信息便于建立移动台的呼叫路由•AVC鉴权中心/认证中心•用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND、符合响应SRES、密钥KC）的功能实体•EIR设备识别寄存器•数据库存储移动台设备参数•对移动设备进行识别防止非法移动台的使用•监视•闭锁•MSC/BSC系统构成GSM中的核心部分•SSS用户交换子系统•GSS选组级子系统•用户接入和服务功能TCS话务级子系统•TSS中级信令子系统•CCS公共信道信令子系统•ESS扩展交换子系统•DMS操作维护子系统•STS统计和话务测量子系统•操作维护和管理功能NMS网络管理子系统•CHS计费子系统•CPS中央处理机子系统•公共控制平台RPS冗余电源子系统•I/O输入输出单元•告警系统•2、无线基站子系统•小区内建立无线电覆盖的设备•管理无线资源•建立移动台与网络间的无线信道•传送网络的各种信令及用户信息•一个BSS1个BSC（基站控制器）•多个BTS（基站收发信台）•BSC：基站控制器•对一个或多个BTS进行控制•无线网络资源管理•小区配置数据管理•业务控制点功率控制•定位•切换•BTS基站收发信台•无线接口设备•无线传输•功能无线与有线的转换•无线分集•无线信道加密•跳频•3、MS移动台•移动客户设备部分ME移动终端•SIM客户识别卡•话音编码•信道编码•MS终端信息加密•信息的调制和解调•信息的发射和接收•SIM储存了客户身份所需的所有信息•执行与安全保密有关的重要信息，防止客户非法入网•储存了网路和客户有关的管理数据•4、OMC操作维护中心•操作维护系统的各功能的实体•根据厂家实现方式，可分为•A、OMC-S对交换分系统的操作维护•系统控制•移动用户管理•服务管理•操作功能业务管理•计费•路由•网络管理•移动用户线维护•维护功能局间中继线维护•系统软硬件维护•B、OMC-R对基站分系统的操作维护•人机接口管理•保密管理•配置管理•运行管理•出错管理•2、GSM的网络结构•我国的GSM数字移动通信网只采用独立网号方式来组网•“中国移动”GSM路接入号为“134-139”“157-159”•“中国联通”GSM路接入号为“130-133”•我国分成了三级结构•A、全国GSM移动通信网的网络结构•B、全国GSM按大区设立一级汇接中心•C、本地网设立端局构成三级网络结构•D、完成独立的移动通信网路•模拟A、无一级汇接中心•B、在省内建立二级汇接中心•C、在移动业务本地网内建端局•D、网络结构是与PSTN混合方式组建•省际间通信建助PSTN网的长途电话网实现•二、省内GSM的网路结构•由省内各移动业务本地网构成•省内设若干个移动业务汇接中心•省内网在通信网中一般设置二、三个移动汇接局较为