第5章---电话网及信令

第5章电话网及信令系统第5章电话网及信令系统5.1我国的公用电话网5.2信令系统简介5.3程控用户交换机的入网方式第5章电话网及信令系统5.1我国的公用电话网5.1.1电话网组织的基本功能公用电话网的基本任务是在全网内任意两个用户间都能建立通话接续。·为任一对通话的主叫用户和被叫用户建立一条传输话音的通路。话音信号的传送频带为300~3400Hz。第5章电话网及信令系统·经网络传递用户号码的接续信号，主要有拨号信号以及呼叫接续的建立、监视和释放等各种信令。对于7号信令系统有专门的信令网。·保证一定的服务质量，如传输质量、接通率等。·提供与电话网的运行和管理有关信息的命令，例如话务量测量、故障处理等。第5章电话网及信令系统5.1.2电话网的技术组织电话网的技术组织反映两部电话机间通信接续所必须建立的路由，即必须配置的设备，这些设备主要有以下几种。1.用户回路用户回路将用户话机和所属的交换局相连，其相应的线路设备如下所列。（1）用户话机。（2）用户引入线。用户引入线通常使用双绞线。（3）分线箱。第5章电话网及信令系统（4）用户电缆。它可以是地下用户电缆或架空电缆，每条用户电缆有数百线或数十对线。（5）总配线架。它是用户电缆和交换机之间的物理接口，总配线架一般分直列和横列两面。直列面接用户线，横列面接交换机的用户电路。第5章电话网及信令系统2.用户线架保安设备在总配线架的直列端子板上还装有用户线的保安设备，即避雷器。避雷器一般采用气体放电管，以实施对交换设备的一级保护。3.交换设备交换设备是指交换机。4.局间传输设备局间传输设备是指交换局之间的中继连线。对市内距离较短的中继线，通常采用音频传输，每对中继线都是独立的线路；局间较长的中继线通常采用PCM复用技术，使用同轴电缆或光缆进行传输。第5章电话网及信令系统5.1.3电话自动交换网的组网方式我国的电话网自1986年以来实现了五级的等级结构，即由四级长途交换中心和第五级交换中心即端局（C5）组成。其体制以自动网为主体，网络由长途网和本地电话网构成。公用电话网的结构如图5―1所示（图中只画出基干路由)。第5章电话网及信令系统图5―1我国电话网的网络结构图第5章电话网及信令系统1.长途网我国的长途网是以北京为中心，按行政区建立起来的四通八达的四级汇接辐射式电话网。2.本地电话网根据各地政治、经济、服务范围等诸多因素，按地理分布给各地分配不同的划分长途编号，在同一个编号区域内，由若干个端局或若干个汇接局和端局组成本地电话网。第5章电话网及信令系统由于各地区经济、政治的发展，以及由此而产生的话务量流向的不同，本地电话网可分为三种类型。（1）市内电话网。图5―2多局分局制市话网络结构第5章电话网及信令系统（2）农村电话网。当一个本地电话网的服务区域只包含县城城区及农村范围时，称为农村电话网。农村电话网可以设置县城端局、农话端局、农话汇接局等，为多局汇接制网络，其网络结构如图5―4所示。端局较少时也可以不设汇接局而建立多局分局制或单局制网络。第5章电话网及信令系统图5―3多局汇接制市话网网络结构第5章电话网及信令系统图5―4农村电话网的网络结构第5章电话网及信令系统（3）大中城市本地网。当一个长途编号的服务范围包含大、中城市市区及其管辖的卫星城镇、郊县县城和农村时，需要构建大中城市本地网。这种本地网可设置市话端局、卫星城镇端局、县城端局及农话端局，并可根据需要设置市话汇接局、郊区汇接局、农话汇接局，建成多局汇接制网络，其结构如图5―5所示。第5章电话网及信令系统图5―5大中城市本地网的网络结构第5章电话网及信令系统3.我国长途网向无级动态网过渡和扩大本地网从技术角度看，也是逐步实现的，并和扩大本地网同步进行。具体的过程是这样的：先把C3和C4合并成一级DC3，形成扩大本地网。也就是说，将图5―1所示的结构改造成图5―6所示的四级结构。图中DC1为省级交换中心，它们由低呼损的电路群组成网状网，由DC3和DC4取代五级网的C3和C4。本地网的服务范围扩大了。再下一步是过渡到三级网（两级长途网），即以DC2取代原来的DC2和DC3，如图5―7所示。第5章电话网及信令系统图5―6四级电话网结构第5章电话网及信令系统图5―7三级电话网结构第5章电话网及信令系统我国电话网最终将演变成由一级长途网和本地网组成的二级网络结构，如图5―8所示。那时，我国将实现长途无级网。我国的电话网将由三个平面——长途电话网平面、本地电话网平面和用户接入网平面组成，如图5―9所示。在这种结构中，长途网采用动态路由选择（指选择路由的方式不是固定的，而更加灵活），本地网也可以采用动态路由选择，而用户接入网将采用环形网并实现光纤化和宽带化。第5章电话网及信令系统图5―8二级电话网结构第5章电话网及信令系统图5―9三平面电话网结构第5章电话网及信令系统5.1.4电话自动交换网的路由计划1.长途网的路由计划（1）路由种类。（2）路由选择顺序。路由选择顺序应符合受话区“自下而上”，发话区“自上而下”，全网自远而近的方案。2.本地网的路由计划本地网的路由种类、选择顺序都与长途网相似，故不赘述。第5章电话网及信令系统图5―10长途网路由选择顺序第5章电话网及信令系统5.1.5电话自动交换网的编号方案1.我国公用长途自动电话网编号我国的公用长途自动电话网采用1至4位不等位号长的开放式编号方式。国内长途自动直拨用户号码按以下序列组成：长途字冠＋长途区号＋被叫号码（1）长途字冠。我国长途全自动接续字冠为“０”。（2）长途区号。我国长途全自动接续区号按不等位原则编制，以防号码过长。第5章电话网及信令系统（3）被叫号码。被叫号码即用户在本地网中的编号。2.本地网的编号（1）用户编号。本地网内的所有自动用户共用一个自动区号，本地网内采用闭锁编号方式。统一采用等位编号，或在升位期内允许编号最多相差一位。本地网自动用户号码一般为5~7位长。本地网自动直拨用户号码按局号＋用户号码的方式组成。（2）特业编号。第5章电话网及信令系统5.2信令系统简介在交换机与用户或各交换机之间，除传送话音、数据等业务信息外，还必须传送各种专用的附加性质的控制信号，称为“信令”(Signalling)，以保证各部分协调动作，完成各种功能。图5―11表示出了电话交换网络呼叫过程中所需的基本信号。按信令的作用区域划分，可分为用户线信令与局间信令，前者在用户线上传递，后者在局间中继线上传送。第5章电话网及信令系统图5―11出局呼叫过程的基本信号第5章电话网及信令系统5.2.1用户线信令对于模拟电话用户线，用户线信令大体上可分成三类。1.用户状态信号用户状态信号即用户监视信号，是指通过用户环路通断表示的主叫用户摘机(offhook)(呼出占用)、主叫用户挂机(onhook)(正向拆线)及被叫用户摘机(应答)、被叫用户挂机(后向拆线)等信号。交换机检测到这些信号便会执行相应的软件，产生相关的动作(可回顾第2章内容)。第5章电话网及信令系统2.数字选择信号数字选择信号即被叫号码。主叫用户通过号盘或按键发出脉冲号码或双音频号码给交换局，供选择被叫用户。3.铃流和信号音铃流和信号音都是由交换局向用户发送的。铃流源为25Hz正弦波，普通振铃采用5s断续，即1s续、4s断。信号音为450Hz和1400Hz的正弦波，拨号音、忙音、回铃音均为450Hz的正弦波。拨号音是连续信号；忙音为0.7s断续，即断续各0.35s；回铃音5s断续，即1s续，4s断。第5章电话网及信令系统5.2.2局间信令由于目前使用的交换机制式和中继传输信道类型很多，因而局间信令比较复杂。根据信令通路与话音通路的关系，可将局间信令分为随路信令(CAS，ChannelAssociatedSignalling)和共路信令(CCS，CommonChannelSignalling)。CCITT为了统一局间信令，提出了CCITT1号至CCITT7号及R1、R2系统的建议。第5章电话网及信令系统1.中国1号信令中国1号信令是一种随路信令。图5―12画出了随路信令系统的示意图。这种信令是将话路所需要的各种控制信号(如占用、应答、拆线、拨号等)由该话路本身或与之有固定联系的一条信令通路(信道)来传送，即用同一通路传送话间信息和与其相应的信令。中国1号信令包括线路信号和记发器信号两部分。第5章电话网及信令系统图5―12随路信令系统示意图第5章电话网及信令系统1)线路信号线路信号在线路设备(中继器)之间传送,一般包括示闲、占用、应答、拆线等信号，主要表明中继线的使用状态。2)记发器信号记发器信号主要包括选择路由所需的地址信号(即被叫号码)。因其是在用户通话之前传送，因而可以利用话音频带实现传送。3)应用举例采用中国1号信令的两直联市话局间的一次接续过程如图5―13所示(线路信号为数字型)。第5章电话网及信令系统图5―13用中国1号信令(数字中继)的一次市话接续第5章电话网及信令系统2.CCITT7号信令1)特点和应用CCITT7号信令是目前最先进、应用最广泛的一种国际标准化共路信令系统。图5―14画出了共路信令系统的示意图。这种信令是将一组话路所需的各种控制信号(局间信令)集中到一条与话音通路分开的公共信号数据链路上进行传送的。第5章电话网及信令系统图5―14共路信令系统示意图(直联方式)第5章电话网及信令系统（1）特点。目前程控数字局采用7号信令已是必然趋势。7号信令接续快、信号内容丰富、灵活性强、可靠性高。（2）应用。2)功能结构（1）基本功能结构。（2）分级功能结构。图5―16示出了7号信令系统的分级功能结构。第5章电话网及信令系统图5―157号信令基本功能框图第5章电话网及信令系统图5―167号信令分级功能结构第5章电话网及信令系统3)各部分主要功能（1）MTP。MTP由三个功能级组成，即信令数据链路、信令链路功能和信令网功能。（2）SCCP。SCCP用于加强MTP功能，它与MTP一起提供相当于OSI的第三层功能。MTP只能提供无连接的消息传递功能，而SCCP则加强了这个功能，它能提供定向连接和无连接网络业务。第5章电话网及信令系统（3）TUP、DUP和ISUP。TUP是7号信令方式的第四级功能的电话用户部分。它支持电话业务，控制电话网的接续和运行。DUP是数据用户部分，采用CCITTX.61建议。ISUP是ISDN用户部分。它的ISDN环境中提供话音和非话交换所需的功能。自从开发了ISUP以后，TUP的所有功能均可由ISUP提供。此外，ISUP还指出非话呼叫、ISDN业务和智能网业务所要求的附加功能。第5章电话网及信令系统（4）TCAP。TC（事务处理能力）指的是网络中分散的一系列应用在互相通信时所采用的一组协议和功能。这是目前很多电话网提供智能业务和信令网的运行、管理和维护等功能的基础。第5章电话网及信令系统4)应用举例由于CCITT7号信令比较复杂，在此只简单介绍该信令系统在控制电话接续时的简单过程。用7号信令在两个数字局间进行市话接续的过程如图5―17所示。第5章电话网及信令系统图5―17用7号信令的市话接续控制信号示意图第5章电话网及信令系统从上例可知，当采用7号信令时，“线路信号”控制过程大体与随路线路信号相似，但以30／32路PCM基群为例，由于7号信令的信令通道TS16与各路是设有固定联系的，因而更具灵活性。采用7号信令的“记发器信号”只需送1次IAM即可解决问题。若设被叫号码为4位，IAM只需88比特，而30/32PCM基群码流在2ms内就可传送128比特，所以大大提高了接续速度。有关CCITT7号信令的更详细的资料可参看其它有关建议书或其它同类书籍。第5章电话网及信令系统5.3程控用户交换机的入网方式用户交换机应接入本地电话网相应的端局下面，相当于末端设备，不属于单独的交换等级。最基本的程控用户交换机入网的方式有两种。1.半自动接入方式（DOD2＋BID）半自动接入方式是将用户交换机的环路中继器通过环路中继线和市话局交换设备的用户电路端相连，如图5―18所示。第5章电话网及信令系统图5―18典型的半自动接入方式