电话交换原理

程控电话交换网络•交换的概念、程控交换的概念•目前中国运营商的概况，程控交换设备生产商的概况•市话网的组织结构•长话网的组织结构•7号信令网概念•交换的概念交换是指通过某种方法实现本来没有联系的信息之间的相互传递。•程控交换的概念程控交换则是指用程序控制的手段实现信息之间的交换。目前，在公用电话交换网（PSTN)中使用的主要是电路交换方式。但是，在程控交换机（PSTN中的结点)内部，则使用的交换方式有两种，即电路交换和包交换。设备的使用和生产信息•运营商的概况目前，在国内，使用程控电话交换设备的主要运营商有：中国电信：由前身中国电信分割而来，主要经营包括华南地区在内的21个省、直辖市、自治区的市话、长话固定电话业务。中国网通：由中国电信的北方部分和前身----中国网通公司合并而来，主要经营原来网通公司的业务以及原中国电信北方部分的市话、长话业务。设备的使用和生产信息•设备生产商的概况ALCALTEL上海贝尔公司：主要生产S1240系列交换设备，分为E型机和J型机，软件分别使用5X版本和7X版本。目前，E型机已经体制生产，在运营商中使用的也已经通过扩容升版的方式升级为J型机，软件使用7X版本。贝尔公司还生产P3S的宽带交换设备，是在原有的J型机的基础上改进而来。具有宽带交换能力，内部交换使用包交换方式。其交换能力是原有设备的100倍以上。可以实现155M速率的光纤直接接入。贝尔公司的接入设备也从去年开始得到了比较多的应用，近年在福州的周边郊县得到比较多的使用，其稳定性不错。设备的使用和生产信息•设备生产商的概况上海华为公司：主要产品为CC08系列程控交换机，其产品的历程为B型机、32模、128模。目前，已经不再生产B型机，运营商所使用的B型机均已经通过升版改造，成为32模的一个模块。其中，CC08系列中的128模可以实现光纤在STM-1（155M)上的直接引入。另外，深圳华为公司的接入网设备是目前相对使用得比较早和比较多的接入设备，也比较成熟。设备的使用和生产信息•设备生产商的概况中兴通信公司：主要产品为ZX系列程控交换设备，其产品在国内的固定电话网应用的较少，主要的发展方向在国外市场。其产品在国内的部分省市有应用之外，有较大份额的产品在非洲、东南亚一带应用。其中，ZXA10产品可以直接引入光纤，提供STM-1(155M速率）的传输接入。能够连接PSTN、FR、ATM和Internet，支持各类数据网的业务分流，实现宽带综合接入。设备的使用和生产信息•国外生产商的设备北方电信的DMS系列美国五号机日本富士通公司的F-150系列德国西门子公司的EWSD交换机中国市话网的网络结构市话网的网络结构，主要取决于市话网络端局的数量。而市话端局的数量则由市话用户容量决定。因此,城市的大小和城市人口的多少决定了市话网络的大小和复杂度。越大的城市，人口越多，电话用户越多，网络越复杂。市话网可以分为单局制市话网、多局制市话网和汇接制市话网。以下分别讲述这三种市话网络的拓扑结构。中国市话网的网络结构（单局制市话网）长途局入局电话出局电话远端接入点小交换机OLT市话用户市话局中国市话网的网络结构端局D端局C端局G端局E端局F端局B端局A(多局制市话网）中国市话网的网络结构汇接局A汇接局B端局C端局D端局E端局F端局H端局I端局J（汇接制市话网）中国长话网的网络结构长途电话通信网络作为国家网络，需要提供各个省、市、自治区之间以及省内各地区之间电话交换局之间的电话交换业务。其网络拓扑的结构和组网复杂度对于网络的管理和建设来说具有决定性的作用。目前，我国的长话网采取的是四级汇接辐射式的组织结构，其网络拓扑图如下：县中心地区中心省间中心国际关口局省中心基干路由高效路由早期长途网的网络拓扑县局地区中心省间中心国际关口局省中心基干路由高效路由目前长途网的网络拓扑县市局省间中心国际关口局省及地区中心基干路由高效路由长途网的目标网络拓扑长途网的目标网络拓扑国际关口局及省间中心局省中心局及地区中心局县、市局汇聚层接入层程控交换的原理•程控交换设备采用的技术原理程控交换系统采用数据驱动程序，程序控制数据的方式来实现用户呼叫的接续以及各种业务数据的更新和设备的维护操作。程控交换使用顺序写入、控制读出或者控制写入、顺序读出的方式实现数据的交换，从而实现各种电路的交换。•顺序写入、控制读出（方法一）程控交换的原理31213…3032123...303132TS1TS2TS3TS30TS31TS32213323031TS1TS2TS3TS30TS31TS32地址值123303132•控制写入、顺序读出（方法二）程控交换的原理31213…3032213...323031TS1TS2TS3TS30TS31TS32213323031TS1TS2TS3TS30TS31TS32地址值123303132程控交换设备的网络（1）数字交换网DSN主控模块辅助模块用户模块中继模块信令模块计费模块程控交换设备的网络（2）主控模块中继模块用户模块混合模块信令网•信令•信令类型和结构•信令网信令•信令的概念信令简单的说是一种控制信号，它可以对其他的各种信号（包括各种图形、文字信息）进行控制，控制这些信息的发送发式、时间、流量、类型等等。通过对这些信息的控制，实现各种信息的交换和传递，完成各种功能。信令•信令的分类信令，按照其应用的位置可以分为局内信令和局间信令；按照传送信号的信道与话路信道的关系，可以分为随路信令和公共信道信令两种。随路信令是在话路信道上进行信令的传送，或者与话路信道具有一一对应的关系。只有在进行话路接续的时候才传送。公共信道信令则是在专门的信道上进行信令的传送，可以在无话路接续的情况下进行信令的传送。信令类型•随路信令随路信令，顾名思义，就是跟随着话路路由的信令。它在局与局之间进行信令的传送的时候，是跟随着话路来发的，或者与话路具有一一对应的关系。随路信令只有在具有话路接续发生的情况下才会在局间进行信令的发送，配合建立局间话务路由，使用户通过建立的话务路由进行通话。信令类型•随路信令的常见信号随路信令在中国目前的电信网中应用已经不多了，但仍然有一些地区在使用。中国电信网在七号信令应用之前，用的局间信令是“中国一号”，也被叫做R2信令。“中国一号”主要用的是多频寄发器信号（MFC）。寄发器信号由一个局发出，另一个局的寄发器接收。主要功能是控制电路的自动接续。寄发器信号主要采用“多频互控”的方式。也就是由多个频率组成编码信号。随路信令中国一号常见的后向信令中国一号主要用前向和后向信令的组合来实现局间信令的配合而进行话务路由的接续。对于管理来说，比较重要的是后向A组信令。信号信号内容信号信号内容A1发下一位A4机键拥塞A2由第一位起重新发送A5空号A3转至发KB信号A6发KA信号和主叫用户号码•公共信道信令公共信道信令与随路信令的不同就在于其信令的发送、接收有一个专门的信道提供给它作为通道，该通道只进行公共信道信令的传送，不传送任何话务信息；而且公共信道信令可以在没有话务接续发生的情况下进行信令的传送、接收，因此公共信道信令可以进行数据的传送。并且，公共信道信令的处理能力远比随路信令强大，处理速度快，接续时间短。七号信令•七号信令的功能级结构七号信令链路控制链路控制信号数据链路用户消息处理公用传递控制用户消息处理公用传递控制消息传递部分七号信令•七号信令信号单元格式七号信号消息是通过信号单元的形式在信号链路上传送的。每个信号单元由用户部分产生的可变长度信号信息字段和固定长度的其他各种控制字段组成。信号单元由三种形式：①消息信号单元，用于传送用户所需消息；②链路状态信号单元，用于传送信号链路的状态；③插入信号单元，在无消息时传送。FCKSIFSIO\LIFIBFSNBIBBSNF8168n(n≥2)82617178首先发送的比特消息信号单元FCKSF\LIFIBFSNBIBBSNF8168或162617178首先发送的比特链路状态信号单元FCK\LIFIBFSNBIBBSNF8162617178首先发送的比特插入信号单元七号信令•符号的含义①标志码（F）用于标志信号单元的开始和结束。码型为01111110。②长度指示语（LI）用来表示信息单元的长度。具体是指示SIF或SF的字节数。LI为6位码组，因此可以指示64位，即0~63。三种不同的信号单元有不同的长度指示。他们分别为：插入信号单元，LI=0；链路状态信号单元，LI=1或2；消息信号单元，LI2。③序号分为前向序号FSN和后向序号BSN。前向序号是指发送信号单元本身的序号，后向序号指的是被证实信号单元的序号。FSN和BSN为7位码组，因此可以指示的序号为0~127。七号信令④表示语比特分为前向表示语比特（FIB）和后向表示语比特(BIB)。它们和前向/后向序号一起用于传送中的差错控制。⑤校验位（CK）每个信号单元有16位校验位。采用循环校验码。校验的对象为从标志码最后一个比特（但不包括它）以后至第一位校验比特（但不包括它）之间的信息，即BSN、BIB、FSN、FIB、LI、SIO、SIF（或SF）。⑥业务信息八位位组业务信息八位位组分为——业务表示语和子业务字段。它们各占4位码。业务表示语说明信号消息与某用户部分的关系。只出现在消息信号单元中。子业务字段则是用来指示有关用户部分的类型。格式如下：DCBA(子业务字段)DCBA(业务表示语)七号信令DCBA含义DCBA含义0000信号网管理消息0101ISDN用户部分（ISUP）0001信号网测试和维护消息0110数据用户部分(与呼叫和电路有关的消息)(DUP)0010备用0111数据用户部分（性能登记和撤销消息）（DUP）0011信号连接控制部分（SCCP）1000::1111备用0100电话用户部分（TUP）业务表示语七号信令子业务字段国内网络10国内备用11国际备用01国际网络00备用含义值DCBA⑦信号信息字段（SIF）信号信息字段是需要被传送的信号消息本身。它由用户部分规定信号信息字段，由整数个字节组成。最长可以达到272个字节。⑧状态字段（SF）状态字段包括在链路状态信号单元中，以表示链路的状态，它由1~2个字节组成。七号信令七号信令•信号消息中的SIF格式信号信息OPCCICH1H0DPC8n444242412信号信息：MSU中带的具体的信息内容H1、H0：标题码CIC：电路标识码OPC：源信令点编码DPC：目的信令点编码七号信令•常见的七号信号消息七号信令消息主要通过标题码进行标识。通过H1、H0对各种消息进行分类。常见消息如下消息类型消息含义消息类型消息含义IAM初始地址消息CBK后向挂机信号IAI带附加信息的初始地址消息CLF前向拆线信号ACM地址全消息RLG释放监控信号ANC应答计费信息GRQ一般请求消息SLB被叫市忙GSM一般信号消息STB被叫长忙ANN应答不计费LOS线路故障消息SEC设备拥塞信号七号信令网•网元类型七号信令网作为一个网络，其节点是信令点，其节点之间的连接线就是信令点之间的信令链路。信令点分为三种：普通信令点（SP）、本地信令转接点（LSTP）、高级信令转接点（HSTP）。普通信令点作为信令网的终端，通过信令链路与信令转接点（STP）相连，从而实现普通信令点之间的互连；而本地信令转接点则通过信令链路与高级信令转接点（HSTP）相连从而实现本地信令转接点之间的互连。•七号信令网的拓扑结构七号信令网的网络拓扑相对比较简单。在接入层（即SP接入LSTP的部分）和汇接层（即LSTP接入HSTP的部分）采用的是星型网络。在汇聚层（HSTP互连的网络部分）采用的是全连接网络拓扑。其网络拓扑结构图如下所示：七号信令网七号信令网•七号信令网的拓扑结构HSTPLSTPSP接入层汇接层汇聚层