現(xiàn)代交換技術(shù)(第二版)

1、浙江師范大學(xué)現(xiàn)代交換技術(shù)主講：曾令國(guó)第一章：交換技術(shù)概述課程的地位和任務(wù) 本課程是本科通信工程專業(yè)電信交換方向的一門重要專業(yè)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，掌握電路交換的原理和方法，理解程控交換的基本原理與技術(shù)、程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)的基本構(gòu)成，了解當(dāng)前交換技術(shù)、通信網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為今后管理、使用、維護(hù)程控交換設(shè)備打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。1.1 交換的基本概念1. 1.1引入交換的主要作用1 點(diǎn)到點(diǎn)通信多個(gè)用戶之間的點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)狀通信具有交換節(jié)點(diǎn)的多點(diǎn)間通信具有匯接交換點(diǎn)的多點(diǎn)間通信。2 容量極大的長(zhǎng)途通信網(wǎng)采用分級(jí)的方式構(gòu)成交換網(wǎng)。l 截至1999年初，我國(guó)的長(zhǎng)途電話網(wǎng)仍是五級(jí)匯接輻射式長(zhǎng)途網(wǎng)。六大交換中

2、心：西安 北京 沈陽(yáng) 南京 武漢 成都 四大輔助區(qū)：天津 重慶 廣州 上海l 無(wú)級(jí)動(dòng)態(tài)網(wǎng)： 是指電話網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)處于同一等級(jí)，不分上下級(jí)，且網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇方式不是固定的，而是隨網(wǎng)上話務(wù)變化狀況或其他因素而變化1.1.2交換節(jié)點(diǎn)基本功能：1 交換節(jié)點(diǎn)能控制的接續(xù)類型P2解釋一下： 數(shù)字中繼線，它的主要作用是向用戶提供永久性和半永久性連接的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信道，既可用于計(jì)算機(jī)之間的通信，也可用于傳送數(shù)字化傳真，數(shù)字話音，數(shù)字圖像信號(hào)或其它數(shù)字化信號(hào)。2 交換節(jié)點(diǎn)具備P21.2 交換技術(shù)分類1.2.1 模擬/數(shù)字交換1 不同標(biāo)準(zhǔn)的分類結(jié)果不同：l 傳輸信號(hào)：模擬/數(shù)字l 控制方式：分布/程控l

3、 傳輸帶寬：寬帶/窄帶l 信道占有：電路/分組2 數(shù)字通信：l 模擬信號(hào)數(shù)字化（另案）l 數(shù)字通信系統(tǒng)模型P4：信源編碼和信道編碼n 信源編碼：為了減少信源輸出符號(hào)序列中的剩余度、提高符號(hào)的平均信息量，對(duì)信源輸出的符號(hào)序列所施行的變換。莫爾斯電碼，差值脈沖編碼，預(yù)測(cè)編碼，運(yùn)動(dòng)估算和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼，變換編碼，統(tǒng)計(jì)編碼，ASCII碼，哈夫曼編碼，算術(shù)編碼，L-Z編碼。n 信道編碼：傳輸中由于各種原因，使數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生誤碼，信道編碼對(duì)數(shù)碼流進(jìn)行相應(yīng)的處理，使系統(tǒng)具有一定的糾錯(cuò)能力和抗干擾能力，誤碼的處理技術(shù)有糾錯(cuò)、交織、線性內(nèi)插、偽隨機(jī)碼等1.2.2 布控/程控交換1 布控交換（包括）l 步進(jìn)式：由用戶

4、話機(jī)的撥號(hào)脈沖直接控制交換機(jī)的接線器，屬于直接控制方式；-步進(jìn)式的進(jìn)一步發(fā)展：旋轉(zhuǎn)制和升降制，采用記發(fā)器來(lái)接收用戶話機(jī)的撥號(hào)，并通過(guò)譯碼器譯成電碼來(lái)控制接線器。l 機(jī)械式：l 縱橫式：接線器接點(diǎn)采用壓接觸方式；使用“公共控制端”把話路和控制電路分開(kāi)，對(duì)用戶撥號(hào)盤要求低，中繼布線靈活。2 程控交換：1970年法國(guó)第一臺(tái)數(shù)字交換系統(tǒng)E10（阿爾卡特）1.2.3電路/分組交換1 電路交換：固定帶寬，鏈路利用率低，預(yù)先建立連接，無(wú)差錯(cuò)控制，過(guò)負(fù)載對(duì)已建立鏈路無(wú)影響。l 傳統(tǒng)l 多速率l 快速:解決固定帶寬的缺點(diǎn)，用戶傳信息時(shí)才快速為之分配基本速率的整數(shù)倍的帶寬，P62 分組交換l 報(bào)文交換：以報(bào)文為交

5、換單位，報(bào)文攜帶有目標(biāo)地址、源地址等信息，存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā) 優(yōu)點(diǎn)： 無(wú)需預(yù)先建立一條專用的通信線路，無(wú)連接時(shí)延，隨時(shí)發(fā)送報(bào)文。 采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)，故：a.代碼檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)重發(fā)、路徑選擇；b.易代碼轉(zhuǎn)換、速率匹配，適合類型、規(guī)格和速度不同的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信；c.提供多目標(biāo)服務(wù)，即一個(gè)報(bào)文可以同時(shí)發(fā)送到多個(gè)目的地址，這在電路交換中是很難實(shí)現(xiàn)的；d.數(shù)據(jù)傳輸可采用優(yōu)先級(jí) 通信雙方不是固定占有一條通信線路，而是在不同的時(shí)間一段一段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。 缺點(diǎn)： 實(shí)時(shí)性差：有轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延（包括接收?qǐng)?bào)文、檢驗(yàn)正確性、排隊(duì)、發(fā)送時(shí)間等），通信量愈大，時(shí)延就愈大，不適合傳送實(shí)時(shí)或交互式業(yè)

6、務(wù)的數(shù)據(jù)。 只適用于數(shù)字信號(hào)。 報(bào)文長(zhǎng)度沒(méi)有限制，中間結(jié)點(diǎn)要完整接收傳來(lái)的整個(gè)報(bào)文，當(dāng)輸出線路忙時(shí)，可能存儲(chǔ)幾個(gè)待轉(zhuǎn)發(fā)的完整報(bào)文結(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)要大。l 分組交換：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸方式，將一個(gè)長(zhǎng)報(bào)文分割為若干個(gè)較短的分組，加上包頭（攜帶源、目的地址和編號(hào)信息）逐個(gè)地發(fā)送出去 優(yōu)點(diǎn)： 加速了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。因?yàn)榉纸M是逐個(gè)傳輸，可以使后一個(gè)分組的存儲(chǔ)操作與前一個(gè)分組的轉(zhuǎn)發(fā)操作并行 分組的長(zhǎng)度固定，相應(yīng)的緩沖區(qū)的大小也固定，在交換結(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)器的管理相對(duì)比較容易。 減少了出錯(cuò)機(jī)率和重發(fā)數(shù)據(jù)量。因?yàn)榉纸M較短，其出錯(cuò)機(jī)率必然減少，每次重發(fā)的數(shù)據(jù)量也就大大減少，傳輸時(shí)延小。 利于采用優(yōu)先級(jí)策略， 缺點(diǎn)： 存在存

7、儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，結(jié)點(diǎn)交換機(jī)必須具有更強(qiáng)的處理能力。 每個(gè)分組 加上包頭信息，增大信息冗余，降低了通信效率，增加了處理的時(shí)間，使控制復(fù)雜，時(shí)延增加。 到接收端可能出現(xiàn)失序、丟失或重復(fù)分組，要對(duì)分組按編號(hào)進(jìn)行排序等工作，增加了麻煩。若要傳送的數(shù)據(jù)量很大，且其傳送時(shí)間遠(yuǎn)大于呼叫時(shí)間，-采用電路交換；若端到端的通路有很多段的鏈路組成時(shí)，采用分組交換傳送數(shù)據(jù)較為合適。從信道利用率出發(fā)，報(bào)文交換和分組交換優(yōu)于電路交換，其中分組交換時(shí)延更小。3.交織傳輸4分組交換提供的服務(wù)方式：l 虛電路：l 數(shù)據(jù)報(bào)：5 虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)的比較l 分組頭信息l 選路方式l 分組順序l 故障敏感度l 應(yīng)用6 路由選擇l 擴(kuò)散式路由

8、法：l 查表路由法：l 虛電路路由表法：1.2.3.3幀交換1 幀交換：以幀方式來(lái)承載業(yè)務(wù)，在數(shù)據(jù)鏈路層以上以簡(jiǎn)化的方式傳送和交換數(shù)據(jù)。l X.25協(xié)議：Telenet網(wǎng)就采用該協(xié)議n 第一層：物理層：?jiǎn)挝皇潜忍?，定義0、1的意義n 第二層：數(shù)據(jù)鏈路層：傳輸單位是幀n 第三層：網(wǎng)絡(luò)層：IP數(shù)據(jù)包2.幀交換與傳統(tǒng)分組交換的區(qū)別：l 幀在第二層傳輸和交換l 幀交換把用戶面和控制面分離快速分組交換1.2.4 窄帶/寬帶交換1 窄帶：64kit/b*n的業(yè)務(wù)帶寬1.3 交換技術(shù)的發(fā)展1.3.1 電話交換機(jī)發(fā)展1 電話的發(fā)展電話之父：亞力山大.格雷厄姆.貝爾(Bell) 2 電話交換機(jī)發(fā)展l 機(jī)電式l

9、模擬控制交換機(jī)l 數(shù)字程控交換機(jī)3 電話交換技術(shù)進(jìn)入自動(dòng)化以來(lái)，大致經(jīng)歷的幾個(gè)有代表意義的轉(zhuǎn)折點(diǎn)：l 1892年出現(xiàn)步進(jìn)制交換機(jī)：由用戶電話機(jī)的撥號(hào)脈沖直接控制交換機(jī)的接線器動(dòng)作，即直接控制。l 三十年代以公共控制方式為標(biāo)志的大型縱橫制交換機(jī)的出現(xiàn)l 六十年代以軟件控制為標(biāo)志的程控方式的成功應(yīng)用：PCM技術(shù)成功用于傳輸系統(tǒng)中。l 七十年代以直接交換脈碼信號(hào)的全電子話路為標(biāo)志的數(shù)字交換技術(shù)的興起：1970年開(kāi)通第一臺(tái)數(shù)字交換系統(tǒng)E10。1.4 電話交換信令方式1.4.1 信令的概述1 信令：為保證通信網(wǎng)正常運(yùn)行，完成網(wǎng)絡(luò)間信息的正確傳輸和交換，在各交換局之間必須要有一種通信控制語(yǔ)言或通信協(xié)議2

10、信令：是電話網(wǎng)中傳遞的非話音的電信息，依靠它來(lái)實(shí)現(xiàn)電話網(wǎng)中通話電路的建立、釋放和控制以及電話網(wǎng)的管理。它是通信網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)交換局在完成呼叫接續(xù)通話中必須采用的一種通信語(yǔ)言。 3 信令方式：也從簡(jiǎn)單直流脈沖信號(hào)到互控信令到現(xiàn)在的NO.1/NO.7信令。4 對(duì)信令的要求l 向信令設(shè)備提供足夠的信息l 傳輸穩(wěn)定可靠l 速度快l 對(duì)信令設(shè)備要求低l 適應(yīng)性強(qiáng)l 可靠性強(qiáng)l 擴(kuò)展性強(qiáng)5 信令分類l 帶內(nèi)/帶外信令l 用戶/局間信令l 隨路/共路信令l 模擬/數(shù)字信令l 線路/記發(fā)器信令l 前向/后向信令l 合群/分群信令l 逐段/端到端信令1.4.3用戶線信令P241用戶狀態(tài)信令P242 選擇信令3 可聞

11、信令1.4.4 局間信令1 定義：傳輸在交換機(jī)或交換局之間的中繼線上的信令，主要是協(xié)調(diào)交換機(jī)之間的通信2 分類l 局間直流線路信令傳輸線路采用實(shí)線，又叫ab線信令l 局間數(shù)字型線路信令PCM數(shù)字復(fù)用線，數(shù)字中繼器l 帶內(nèi)單脈沖信令局間傳輸媒質(zhì)為載波3 隨路信令：NO.1 P24l 缺點(diǎn)：l.1 信令傳輸慢l.2 信息容量有限l.3 傳遞與呼叫無(wú)關(guān)信號(hào)信息能力有限l.4 各信令都是為某個(gè)特定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，兼容性差l.5 按每話路配備信號(hào)設(shè)備，成本高4 共路信令：NO.7 P24l 定義：支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中話音呼叫和非話音呼叫有關(guān)的信令的公路信令系統(tǒng)。l 作用：提供交換控制信息的程序和協(xié)議，是信令消息可

12、以在同一信令鏈路上安全可靠的傳送。l 適用情況： 電話網(wǎng)局間信號(hào) 電話交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的局間信號(hào) ISDN局間信號(hào) 各種運(yùn)行，管理，維護(hù)中心的信息傳遞業(yè)務(wù) 交換局和智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)之間傳遞各種數(shù)據(jù)信息 PABX應(yīng)用l 7號(hào)信令協(xié)議結(jié)構(gòu)：P26 說(shuō)明：第二章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的容量主要與交換網(wǎng)絡(luò)大小和處理機(jī)的呼叫處理能力有關(guān)。2.1 數(shù)字交換原理2.1.1 數(shù)字交換2.1.2時(shí)隙交換原理2.1.3數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)1.話音通過(guò)時(shí)隙交換實(shí)現(xiàn)端到端傳輸。2.單個(gè)T接線器的容量為2048個(gè)單元。3.為了滿足大容量交換，必須采用擴(kuò)容，即，結(jié)合S接線器，實(shí)現(xiàn)復(fù)用線直接的交換（HW線）4.數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)包括

13、：S/T接線器2.2 T接線器2.2.1.T接線器基本組成1.T接線器由SM話音存儲(chǔ)器；CM控制存儲(chǔ)器組成。其中1) SM存放PCM編碼的數(shù)字話音信號(hào)，由RAM構(gòu)成。每個(gè)單元存儲(chǔ)一個(gè)話路時(shí)隙的8位PCM編碼信息。話音信息周期寫入，在輸出端周期讀出。規(guī)定時(shí)間內(nèi)，可多次讀一次寫。2) CM由RAM組成，用于控制SM信息的寫入和讀出，其中內(nèi)容表示SM寫入或讀出的控制地址。即話音存儲(chǔ)的地址。9位3) 存在不超過(guò)一幀的時(shí)延。125us2.2.2T接線器工作原理1.根據(jù)CM對(duì)SM存取的控制關(guān)系：1) 讀出控制方式：此方式下，SM的存儲(chǔ)單元數(shù)等于接線器的入線數(shù)；CM的存儲(chǔ)單元數(shù)等于接線器的輸出線。n 出線數(shù)

14、=入線數(shù) 分配器n 出線數(shù)入線數(shù) 擴(kuò)展器n 出線數(shù)入線數(shù) 集線器 工作過(guò)程：時(shí)分復(fù)用線上話音信息內(nèi)容在時(shí)鐘脈沖的控制下順序?qū)懭隨M單元中，在CM控制下，把CM單元中的內(nèi)容作為SM的讀出地址，讀出SM相應(yīng)單元中的信息并送入輸出時(shí)分復(fù)用線上。舉例P34 A2) 寫入控制方式： P352.3 S時(shí)分接線器1功能：完成輸入線和某一輸出線的交換，即任何一條入線在交換控制下找到對(duì)應(yīng)的一根出線。2線束：交換網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)將若干輸入線和能被這些輸入線達(dá)到的若干輸出線的一個(gè)交叉矩陣，這些出線可以組成一個(gè)或若干個(gè)線束。 全利用度線束：線束中任何一條出現(xiàn)都能被任一入線到達(dá)，這樣的線束稱為全利用度線束。 部分利用度線束：

15、2.3.2 S基本工作原理 F2-141輸出控制方式：每根輸出線有一個(gè)CM 工作過(guò)程：CPU向CM的7#“寫”命令，令其在2#單元寫入0#輸入線號(hào)；在TS2時(shí)序到來(lái)時(shí)，在定時(shí)脈沖控制下，讀出2#單元內(nèi)容，即：在TS2時(shí)，0#輸入線和7#輸出線交叉點(diǎn)閉合，把TS2中攜帶的內(nèi)容交換。2 輸入控制方式：每根輸入線有一個(gè)CM 3 S接線器缺點(diǎn)和解決方法： 缺點(diǎn)：輸入/輸出HW線需要在交叉點(diǎn)接通，故傳輸速率不高。 解決方法：采用并行碼。8根線構(gòu)成一根入線/出線，每根傳PCM中的1位。則速率降低為1/8，容量為8倍。2.4 三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)T-S-T S-T-S 說(shuō)明：031為內(nèi)部可供使用的空閑時(shí)隙，表上方的

16、1，2，3 為輸入線標(biāo)號(hào)，表中格子中的3，1為輸出線標(biāo)號(hào)。2.5 阻塞的概念1 定義：由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部鏈路不通而不能到達(dá)空閑被叫的現(xiàn)象2 阻塞的計(jì)算P53第3章 程控交換機(jī)硬件系統(tǒng)3.1 總體結(jié)構(gòu)1 總體由硬件/軟件系統(tǒng)構(gòu)成2 硬件系統(tǒng)：1) 話路系統(tǒng)：構(gòu)成通話回路，話路設(shè)備和話路控制。包括：用戶電路、集線器（用戶/遠(yuǎn)端模模塊）、用戶處理器、中繼器、信號(hào)部件、數(shù)字交換網(wǎng)。2) 中央處理系統(tǒng)：存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，分析呼叫、處理事務(wù)，對(duì)外設(shè)發(fā)控制指令。3) 維護(hù)系統(tǒng)：提供維護(hù)和測(cè)試接口，3 從另一個(gè)角度，數(shù)字程控交換機(jī)分為：1) 用戶級(jí)：分為用戶模塊和遠(yuǎn)端模塊2) 選組級(jí)：4 總體結(jié)構(gòu)圖 P551) 出現(xiàn)

17、多種處理機(jī)，分別控制一部分，處理機(jī)之間也需要通信聯(lián)系。2) 用戶電路：是數(shù)字程控交換系統(tǒng)連接模擬用戶線的接口電路；如果是數(shù)字用戶線，則要使用數(shù)字用戶線接口電路。3) 用戶電路的功能：BORSCHT4) 數(shù)字中繼設(shè)備作用：P64l 傳輸數(shù)據(jù)。l 傳信令NO.7l 碼型轉(zhuǎn)換長(zhǎng)距離需要采用HDB3碼傳輸。l 時(shí)鐘提取l 幀同步和復(fù)幀同步l 幀定位l 信號(hào)控制：3.2 話路系統(tǒng)1 話路系統(tǒng)由：用戶級(jí)和選組級(jí)構(gòu)成。主要電路有用戶電路、集線器、中集線接口、信號(hào)部件、數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。3.2.1用戶級(jí)話路1 用戶級(jí)話路分為：用戶模塊和遠(yuǎn)端模塊，涉及用戶電路和用戶集線器。2 用戶級(jí)主要作用：1) 模擬用戶終端和數(shù)

18、字交換網(wǎng)之間的接口2) 模擬話音轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)3) 匯集小的話務(wù)量，然后通過(guò)數(shù)字中繼線送至選擇級(jí)，提高線路利用率3 遠(yuǎn)端模塊（模塊局）：把用戶級(jí)的設(shè)備集中放到用戶集中點(diǎn)。4 用戶級(jí)和遠(yuǎn)端模塊的區(qū)別：1) 結(jié)構(gòu)上兩者相似，遠(yuǎn)端模塊多一個(gè)PCM碼型轉(zhuǎn)變器。2) 遠(yuǎn)端模塊是通過(guò)數(shù)字中繼設(shè)備與選組級(jí)連接的。3) 用戶級(jí)則通過(guò)用戶電路。5 用戶模塊構(gòu)成：說(shuō)明：1）信號(hào)提取插入：把處理機(jī)之間的通信信息從信息流中提取出來(lái)/插入 2）網(wǎng)絡(luò)接口：與數(shù)字交換網(wǎng)之間的接口 3）掃描存儲(chǔ)器：暫存從用戶線路上讀到的狀態(tài)信息。 4）分配存儲(chǔ)器：暫存向用戶電路發(fā)出的命令信息。 5）用戶模塊可以接若干用戶，302048不等，

19、每個(gè)用戶分配一個(gè)時(shí)隙，在用戶模塊輸出端匯集到一定數(shù)量的時(shí)隙中（如128個(gè)）6 用戶電路具體功能：P563.2.1.2用戶集線器P603.3 控制系統(tǒng)1 程控交換機(jī)的控制系統(tǒng)主要是處理機(jī)，核心是重要處理器，由事先編寫好的程序控制程控交換機(jī)工作，完成交換接續(xù)和維護(hù)管理。2 控制系統(tǒng)分為3級(jí)：l 第一級(jí)-電話外設(shè)控制級(jí)：掃描、驅(qū)動(dòng)、工作量大、靠近話路硬件設(shè)備。-采用用戶處理機(jī)l 第二級(jí)-呼叫處理級(jí)：存儲(chǔ)程序控制級(jí)，接受第一級(jí)送來(lái)的呼叫，進(jìn)行分析處理，再驅(qū)動(dòng)第一級(jí)向話路為了發(fā)布命令，以完成路由接續(xù)/復(fù)原。-采用呼叫處理機(jī)l 第三級(jí)維護(hù)測(cè)試級(jí)：人機(jī)接口，需要軟件數(shù)據(jù)較多采用主處理機(jī)3 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)有：l

20、程序：較固定的控制程序l 數(shù)據(jù)：用戶數(shù)據(jù)/局?jǐn)?shù)據(jù)4 對(duì)控制系統(tǒng)的要求：l 呼叫處理能力：保證規(guī)定服務(wù)質(zhì)量前提下，處理機(jī)能處理的呼叫要求。 BHCA最大忙時(shí)試呼次數(shù)。Maximum Numberof Busy Hour Call Attempts 話務(wù)量和呼叫處理能力是決定交換機(jī)負(fù)荷能力的主要因素。 交換機(jī)BHCA值歐洲的ITT 1240 為：750，000日本的F-150 為：700，000l 可靠性：故障率盡可能地低，一旦出現(xiàn)故障，處理故障速度要快，數(shù)據(jù)盡量不丟失。l 靈活性和適用性：適應(yīng)新服務(wù)和技術(shù)l 經(jīng)濟(jì)性補(bǔ)充：一般采用多處理機(jī)結(jié)構(gòu)。3.3.1 處理機(jī)控制方式1 集中控制： 2 分散控制

21、 又分為：l 話務(wù)/功能分擔(dān)： 話務(wù)分擔(dān)：又叫容量分擔(dān)，u 容量分擔(dān)的優(yōu)點(diǎn)： 處理機(jī)的數(shù)量隨用戶群量的增加而增加。u 容量分擔(dān)的缺點(diǎn)： 每臺(tái)處理機(jī)都要具有呼叫處理的全部功能。 功能分擔(dān)：每臺(tái)處理機(jī)只承擔(dān)一部分功能，只需裝入一部分程序，分工明確。但容量較小時(shí)，也需配置所有功能對(duì)應(yīng)的處理機(jī)。l 靜態(tài)/動(dòng)態(tài)分配l 分級(jí)/分布控制：多采用該方式。n 分布式又分為：P71 功能分散 等級(jí)分散 空間分散3.3.2 處理機(jī)備用方式1 總的備用方式是采用雙處理機(jī)備用，粗略分為冷/熱備用。l 冷備用：正常時(shí)，備用機(jī)不保存呼叫數(shù)據(jù)，接替主用機(jī)時(shí)從頭開(kāi)始工作。l 熱備用：備用機(jī)根據(jù)原主用機(jī)故障前保存在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)

22、進(jìn)行工作，也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化，重新啟動(dòng)系統(tǒng)。2 熱備份分類：l 同步雙工方式：兩臺(tái)處理機(jī)獨(dú)立進(jìn)行工作，同時(shí)從外圍單元提取同樣信息進(jìn)行處理，每執(zhí)行完一條指令，通過(guò)比較器進(jìn)行比較，如果結(jié)果相同，繼續(xù)執(zhí)行下一指令，并只通過(guò)主處理器向外發(fā)布指令，出現(xiàn)故障，兩臺(tái)處理機(jī)立即中斷正常處理，各自啟動(dòng)檢查程序，作相應(yīng)處理。l 話務(wù)分擔(dān)方式：處理機(jī)A、B都從外圍單元提取信息進(jìn)行處理，各自承擔(dān)一部分話務(wù)負(fù)荷，獨(dú)立進(jìn)行工作，發(fā)出控制信息。一旦某一處理機(jī)出現(xiàn)故障，則由另一臺(tái)處理機(jī)承擔(dān)全部負(fù)荷。a) 話務(wù)分擔(dān)方式的優(yōu)點(diǎn)是：（1）兩臺(tái)處理機(jī)都承擔(dān)話務(wù)，因而過(guò)載能力很強(qiáng)。理想情況下，負(fù)載能力幾乎提高一倍。因此，實(shí)際運(yùn)用處理

23、機(jī)的處理能力只為話務(wù)負(fù)荷的50100，能適應(yīng)較大的話務(wù)波動(dòng)。（2）可以防止由軟件差錯(cuò)引起的系統(tǒng)阻斷。由于程控交換軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性，不可能沒(méi)有殘留差錯(cuò)。這種程序差錯(cuò)往往要在特定的動(dòng)態(tài)環(huán)境中才顯示出來(lái)。由于雙機(jī)獨(dú)立工作，故程序差錯(cuò)不會(huì)在雙機(jī)上同時(shí)出現(xiàn)，加強(qiáng)了軟件故障的防護(hù)性(3) 在擴(kuò)充新設(shè)備、調(diào)試新程序時(shí)，可使一臺(tái)處理機(jī)承擔(dān)全部話務(wù)，另一臺(tái)進(jìn)行脫機(jī)測(cè)試，從而提供了有力的測(cè)試工具。（4）缺點(diǎn)是： 軟件復(fù)雜;兩臺(tái)處理機(jī)需經(jīng)常保持聯(lián)系，亦占用處理機(jī)部分機(jī)時(shí)。l 主備用(Active-standby)方式 P72一般采用N+1備用方式3.3.3 可用度MTBF:平均故障間隔時(shí)間MTTR:平均故障檢修時(shí)間

24、3.3.4 故障的表現(xiàn)和處理方式不同的備用方式的故障表現(xiàn)和處理方式不一樣：1 同步方式下，備用機(jī)可處于不同狀態(tài)1) 同步狀態(tài)：與主機(jī)同步工作，接受數(shù)據(jù)，比較處理結(jié)果，準(zhǔn)備替代故障主機(jī)。2) 脫機(jī)狀態(tài)：不接收數(shù)據(jù)，不運(yùn)行不比較結(jié)果，可能是在修改軟件或外設(shè)測(cè)試。3) 校對(duì)狀態(tài)：備用機(jī)從脫機(jī)到同步時(shí)，要對(duì)主機(jī)和備用機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)校對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤時(shí)才允許備用機(jī)進(jìn)入同步狀態(tài)。4) 如比較結(jié)果不符，說(shuō)明至少有一臺(tái)處理機(jī)出現(xiàn)故障，則終止現(xiàn)在執(zhí)行程序，兩機(jī)脫離，各自啟動(dòng)自檢程序。但終止時(shí)間不能太長(zhǎng)（200ms）5) 自檢的不同結(jié)果：a) 如確認(rèn)其中一臺(tái)有故障，則退出服務(wù)，進(jìn)一步檢測(cè)b) 如兩臺(tái)都無(wú)問(wèn)題，主機(jī)工作，

25、備用機(jī)退出服務(wù)，需做好故障日志。觀察主機(jī)會(huì)是否會(huì)出現(xiàn)異常。c) 主機(jī)在1020S后無(wú)異常，在對(duì)備用機(jī)檢測(cè)，如無(wú)誤，則主機(jī)對(duì)備用檢測(cè)，并進(jìn)入同步方式。2 話務(wù)分擔(dān)方式： 替代故障處理機(jī)的全部話務(wù)，正在處理的呼叫丟失，對(duì)振鈴和通話階段的呼叫不丟失。3 備用方式： 備用機(jī)不處理呼叫，新的主機(jī)沒(méi)實(shí)現(xiàn)校對(duì)，會(huì)使全部呼叫復(fù)原，重新初始化。3.3.5 處理機(jī)間通信方式1 多處理機(jī)之間也必須通信，而且采用遠(yuǎn)端用戶模塊后，處理機(jī)之間還會(huì)長(zhǎng)距離通信，所以，處理機(jī)之間也形成了“通信網(wǎng)”2 一般采用的通信方式有兩大類：1) 通過(guò)PCM信道進(jìn)行通信a) 利用TS16通信：它用以傳輸數(shù)字交換局間的數(shù)字線路信號(hào)，但該信號(hào)傳

26、到交換局夠TS16的功能就釋放，故可作處理機(jī)間通信之用。特點(diǎn)：軟/硬件成本低，可與遠(yuǎn)端用戶模塊通信，信息量小，速度慢。b) 通過(guò)PCM直接傳輸：使用PCM話音信道傳輸，即任何一個(gè)時(shí)隙來(lái)傳輸，同樣經(jīng)過(guò)交換網(wǎng)絡(luò)交換，為了區(qū)分，采用不同標(biāo)志，適合用于，處理機(jī)間同等通信，信息量大，缺點(diǎn)：占用話音通道，成本高。2) 采用計(jì)算機(jī)常用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通信a) 總線結(jié)構(gòu)共享同一總線，利用多組協(xié)議和總線控制權(quán)判決電路來(lái)分配處理機(jī)使用總線的權(quán)限。 緊耦合系統(tǒng)：通過(guò)共享存儲(chǔ)空間傳輸信息。 松耦合系統(tǒng)：通過(guò)輸入/輸出傳輸信息。處理機(jī)把與之連接的另一臺(tái)處理機(jī)當(dāng)作一般的輸出/輸出端口。b) 環(huán)形結(jié)構(gòu)分散控制系統(tǒng)中處理機(jī)多，且平級(jí)

27、關(guān)系，采用環(huán)形結(jié)構(gòu)很有優(yōu)勢(shì)。采用“令牌”來(lái)控制環(huán)形上的處理機(jī)獲取第4章 程控交換機(jī)的軟件系統(tǒng)（簡(jiǎn)要介紹）4.1 軟件組成1 在線程序聯(lián)機(jī)程序：完成交換功能必需的軟件總和。1) 系統(tǒng)程序：交換機(jī)硬件和應(yīng)用程序的接口，管理硬件和軟件資源。 呼叫處理程序 操作系統(tǒng) 維護(hù)管理 系統(tǒng)恢復(fù) 故障診斷2) 應(yīng)用程序：完成特定任務(wù)的軟件。2 支援程序脫機(jī)程序：用于開(kāi)發(fā)和生成交換局的軟件和數(shù)據(jù)以及測(cè)試。和具體交換接續(xù)過(guò)程無(wú)太大直接關(guān)系。附：由于一臺(tái)處理機(jī)要同時(shí)完成多路實(shí)時(shí)交換，故對(duì)軟件系統(tǒng)的要求有： 實(shí)時(shí)性 多道程序運(yùn)行： 業(yè)務(wù)不間斷性， 安全性，可維護(hù)性，可擴(kuò)展性等4.1.3 數(shù)據(jù)1 用戶數(shù)據(jù)：反映用戶特性的

28、數(shù)據(jù)1) 用戶情況：現(xiàn)在所處的情況，如呼出拒絕，呼入拒絕，臨時(shí)接通2) 用戶類型：?jiǎn)尉€用戶、PABX、公用電話、傳真3) 話機(jī)類型：號(hào)盤、DTMF4) 出局權(quán)限類型：內(nèi)部呼叫、國(guó)內(nèi)呼叫、國(guó)際長(zhǎng)途呼叫5) 用戶狀態(tài)數(shù)據(jù)：忙、閑、測(cè)試、維護(hù)等6) 用戶專用情況：熱線？?jī)?yōu)先用戶？7) 用戶對(duì)新業(yè)務(wù)使用情況：縮位撥號(hào)、叫醒等。2 局?jǐn)?shù)據(jù)：1交換局公用硬件配置情況：出/入局中繼器類型、信號(hào)設(shè)備數(shù)和類型、DTMF收號(hào)器數(shù)（256 路 FSK/DTMF 收號(hào)器， 32 路 FSK 發(fā)號(hào)器，無(wú)限制 DTMF 發(fā)號(hào)器）、交換局位置、交換網(wǎng)結(jié)構(gòu)、公用鏈路數(shù)等2迂回路由設(shè)置情況：3接用戶交換局情況：用戶交換局類型、

29、中繼線路、入網(wǎng)方式 用戶交換局類型：廣/局域網(wǎng)交換局、以太/快速交換局、企業(yè)/校園交換機(jī)1) 計(jì)費(fèi)方式 CAMA長(zhǎng)途 LAMA市話 PAMA專用交換機(jī)立即計(jì)費(fèi)2) 交換機(jī)類型：長(zhǎng)市農(nóng)合一、市農(nóng)合一、市話交換機(jī)4.2 呼叫處理基本原理1 呼叫過(guò)程 P792 狀態(tài)遷移 1) 穩(wěn)定狀態(tài)遷移：在輸入信號(hào)激發(fā)下，通過(guò)內(nèi)部分析，從而確定進(jìn)入哪一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程叫狀態(tài)遷移。2) 一個(gè)呼叫過(guò)程可以分為穩(wěn)定狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換3) 沒(méi)有輸入信號(hào) 時(shí)，狀態(tài)保持。4) 同樣輸入信號(hào)在不同狀態(tài)時(shí)，處理不一樣。 摘機(jī)發(fā)生在空閑狀態(tài)-找空收號(hào)器。撥號(hào) 摘機(jī)發(fā)生在振鈴狀態(tài)-被叫摘機(jī)，則通話接續(xù)5) 同樣狀態(tài)下，不同的輸入則處理不

30、同 振鈴狀態(tài)下，收到主叫掛機(jī)-中斷通信。 振鈴狀態(tài)下，收到被叫摘機(jī)-建立通話。6) 同樣狀態(tài)輸入同樣信號(hào)，新?tīng)顟B(tài)也不同在空閑狀態(tài)，收到主叫摘機(jī)-接續(xù)收號(hào)器： 收號(hào)器忙時(shí)，或沒(méi)有空閑路由-忙音。 如找到空閑收號(hào)器-送撥號(hào)音。第5章 移動(dòng)交換系統(tǒng)移動(dòng)通信定義：指用戶終端在移動(dòng)的環(huán)境中下，采用無(wú)線電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信的系統(tǒng)叫做移動(dòng)通信。包括：陸地移動(dòng)通信；衛(wèi)星通信；集群通信；無(wú)繩電話等。5.1 移動(dòng)交換系統(tǒng)概述5.1.1 系統(tǒng)組成移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站(BS) 、移動(dòng)交換中心(MSC)、 與其他通信系統(tǒng)相連的中繼線 1 BS： 包括BSC：基站控制器；BTS：基站收發(fā)器 功能：無(wú)線接口；信道分配；信令轉(zhuǎn)換

31、；小區(qū)管理 圖片： 基站天線:分為發(fā)射天線和接收天線，且有全向和定向之分，一般可有下列三種配置方式：發(fā)全向、收全向方式；發(fā)全向、收定向方式；發(fā)定向、收定向方式。發(fā)全向主要負(fù)責(zé)全方位的信號(hào)發(fā)送；收全向自然就是個(gè)方位的接收信號(hào)了；定向的意思就是只朝一個(gè)固定的角度進(jìn)行發(fā)送和接收。一般情況下，頻道數(shù)較少的基站(如位于郊區(qū))常采用發(fā)全向、收全向方式，而頻道數(shù)較多的基站采用發(fā)全向、收定向的方式，且基站的建立也比郊區(qū)更為密集2 移動(dòng)交換中心-MSC1) 作用：完成本MSC控制區(qū)內(nèi)的移動(dòng)用戶的通信和數(shù)據(jù)管理。MSC是整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)的核心，它控制所有BSC的業(yè)務(wù)，提供交換功能及和系統(tǒng)內(nèi)其它功能的連接，MSC可以

32、直接提供或通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)關(guān)GMSC提供和公共電話交換網(wǎng)（PSTN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）等固定網(wǎng)的接口功能，把移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶、移動(dòng)用戶和固定網(wǎng)用戶互相連接起來(lái)。2) 管理范圍：也可見(jiàn)圖5-3a) MS的各種呼叫接續(xù)b) 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口與BS連接c) 越區(qū)切換d) 漫游e) 計(jì)費(fèi)f) 用戶等級(jí)/位置管理g) 用戶數(shù)據(jù)管理h) 用戶鑒權(quán)，i) 提供維護(hù)測(cè)試接口j) 無(wú)線信道分配和管理3) 幾大主要功能寄存器 P113a) 歸屬位置寄存器（HLR）：b) 訪問(wèn)位置寄存器（VLR）c) 設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）：EIR是存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。EIR實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)

33、別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動(dòng)臺(tái)使用。 d) 鑒權(quán)中心（AUC）：AUC鑒權(quán)中心是認(rèn)證移動(dòng)用戶的身份以及產(chǎn)生相應(yīng)認(rèn)證參數(shù)的功能實(shí)體。AUC對(duì)任何試圖入網(wǎng)的用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，只有合法用戶才能接入網(wǎng)中并得到服務(wù)。它給每一個(gè)在相關(guān)HLR登記的移動(dòng)用戶安排了一個(gè)識(shí)別字, 該識(shí)別字用來(lái)產(chǎn)生用于鑒別移動(dòng)用戶身份的數(shù)據(jù)及用來(lái)產(chǎn)生用于對(duì)移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間無(wú)線信道加密的另一個(gè)密鑰。 AUC存儲(chǔ)鑒權(quán)(A3)和加密(A8)算法。 AUC只與HLR通信。 4 與公用網(wǎng)的連接P1141) 用戶線接入2) 市話中繼器接入3) 移動(dòng)電話匯接中心接入5.1.2移動(dòng)交換控制的特性1 語(yǔ)音激活技術(shù)：移動(dòng)用戶不送語(yǔ)音時(shí)，送話器

34、關(guān)閉，收話器工作。2移動(dòng)交換控制的特性1) 位置變化隨機(jī)變化，故位置登記管理很重要。2) 小區(qū)信道切換3) 漫游特性4) 與公用網(wǎng)的業(yè)務(wù)控制、計(jì)費(fèi)等。5.2 交換交換控制原理5.2.1 移動(dòng)呼叫處理1、移動(dòng)臺(tái)初始化1) 通話涉及到，位置管理，呼叫處理，越區(qū)切換a) 位置管理：主要的任務(wù)：位置等級(jí)、呼叫傳遞b) 動(dòng)態(tài)位置更新策略有三種：基于時(shí)間的位置更新策略、基于運(yùn)動(dòng)的位置更新策略、基于距離的位置更新策略c) 越區(qū)切換： 定義：為保證移動(dòng)用戶與網(wǎng)絡(luò)持續(xù)連接而發(fā)生的波道切換。（越區(qū)，越局） 越區(qū)切換包括三方面的問(wèn)題：1、 越區(qū)切換的準(zhǔn)則，也就是何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換。2、 越區(qū)切換如何控制。3、 越

35、區(qū)切換時(shí)的信道分配 越區(qū)切換的準(zhǔn)則：1、 相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則2、 具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則3、 具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則。 越區(qū)切換分為兩類：硬切換、軟切換1、 硬切換：先斷掉與原基站的聯(lián)系，然后再尋找新進(jìn)入的小區(qū)基站進(jìn)行聯(lián)系的切換方式。2、 先建立與新基站的通信，直到接收到原基站信號(hào)低于一個(gè)門限值時(shí)再切斷與原基站的通信的切換方式。2 呼叫接續(xù)控制1）公網(wǎng)MS：2）MS主呼:5.2.2 移動(dòng)交換的基本技術(shù)1 漫游技術(shù)：指移動(dòng)用戶離開(kāi)了其歸屬的局而到其它交換局管轄范圍內(nèi)登記成為移動(dòng)用戶，并繼續(xù)獲得移動(dòng)服務(wù)功能，這過(guò)程就是漫游。（“漫游”只能在網(wǎng)絡(luò)制式兼容且已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)的國(guó)內(nèi)城市間或已經(jīng)簽署

36、雙邊漫游協(xié)議的地區(qū)或國(guó)家之間進(jìn)行）1) 人工漫游;（關(guān)鍵詞）未聯(lián)網(wǎng)，預(yù)先協(xié)議，預(yù)留漫游號(hào)，申請(qǐng)2) 半自動(dòng)漫游：（關(guān)鍵詞）人工輔助臺(tái)，不需申請(qǐng)3) 自動(dòng)漫游：（關(guān)鍵詞）NO.7信令，自動(dòng)分配漫游號(hào)2 切換技術(shù)；P1183 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)： 1）用戶識(shí)別碼保密：用TMSI代替IMSI在空中傳輸。 2）入網(wǎng)時(shí)用戶鑒權(quán)：由AC、VLR、MS一起完成。A3算法 3）傳輸時(shí)信息加密：A8算法5.3 移動(dòng)交換接口信令1 信令的重要作用5.3.1 無(wú)線接口信令1 無(wú)線接口分為3層:物理層/數(shù)據(jù)鏈路層/信令層第一層：物理層-無(wú)線信道層2 無(wú)線信道分類： 物理/邏輯信道1) 物理信道: 一個(gè)載頻上的TDMA幀中的

37、一個(gè)時(shí)隙稱為一個(gè)物理信道(相當(dāng)于FDMA系統(tǒng)中的一個(gè)頻道)。2) 邏輯信道：在一個(gè)TDMA幀中的每個(gè)時(shí)隙中安排的信息, 即物理信道中攜帶的信息的種類。可傳遞移動(dòng)通信空中的各種信息。邏輯信道在傳輸過(guò)程中要被放到對(duì)應(yīng)的某個(gè)物理信道中。邏輯信道又分為業(yè)務(wù)信道和控制信道。 3 業(yè)務(wù)信道：(Traffic CHannel：TCH)用于傳送編碼和加密后的話音或用戶數(shù)據(jù)。4 控制信道：（Control CHannel：CCH）又叫信息信道，用于傳遞信令或同步數(shù)據(jù)。分類：1) 廣播信道: 分為FCCH, SCH和BCCH。 FCCH頻率校正信道, 此信道給用戶傳送校正MS頻率信息。 SCH同步信道, 此信道傳

38、送MS的幀同步(TDMA幀號(hào))和BTS的識(shí)別碼(BSC的有(在)信息)。BCCH廣播控制信道, 此信道廣播每個(gè)小區(qū)BTS的通用信息(基站發(fā)射小區(qū)特定信息)。2) 公共控制信道: 分為PCH、 RACH和AGCH。 PCH尋呼信道, 此信道用于尋呼(搜索)MS, 是下行信道。 RACH隨機(jī)接入信道, MS通過(guò)此信道申請(qǐng)分配一個(gè) SDCCH, 它可作為對(duì)尋呼的響應(yīng)或MS主叫登記時(shí)的接入, 是上行信道。 AGCH允許接入信道, 此信道用于為MS分配一個(gè)SDCCH, 是下行信道。 3) 專用控制信道DCCH: 分為SDCCH、 SACCH和FACCH。 SDCCH獨(dú)立專用控制信道, 主要用于在分配業(yè)務(wù)

39、信道(TCH)之前, 呼叫建立過(guò)程中傳送系統(tǒng)信息, 如MS的登記、鑒權(quán)等在此信道上進(jìn)行。 SACCH慢速隨路控制信道, 它是傳送連接信息的連續(xù)數(shù)據(jù)信道, 它與一個(gè)TCH或一個(gè)SDCCH相關(guān)。例如, 傳送移動(dòng)臺(tái)以及鄰近小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)試報(bào)告, 以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)參與切換功能。它還用于功率管理幀時(shí)間調(diào)整, 它也是上、 下行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(移動(dòng)對(duì)移動(dòng))的信道。 FACCH快速隨路控制信道, 它與一個(gè)TCH相關(guān), 用在通話期內(nèi), 當(dāng)進(jìn)行切換交接時(shí), 利用話音 20 ms中斷時(shí)間來(lái)傳送數(shù)據(jù)(高速數(shù)據(jù))信令信號(hào)。 (此信令信號(hào)速率比SACCH高得多, 在20 ms話音中斷, 用戶不能察覺(jué)。) 第二層：數(shù)據(jù)鏈路層1 L

40、APDm是Ms和BTS之間信息傳遞的協(xié)議，LAPDm基于ISDN的D信道鏈路接入?yún)f(xié)議 (LAPD)，但是做了相應(yīng)修改以應(yīng)用于Um接口，所以稱為L(zhǎng)APDm。2 基本幀結(jié)構(gòu)： 地址字段 長(zhǎng)度指示字段 控制字段 信息字段 填充字段 8位 8位 8位第三層：信令層1 信令層是完成MS和BS直接無(wú)線鏈路的建立，釋放，檢測(cè)，鑒權(quán)，位置更新等等的實(shí)體。2 它分為3個(gè)子功能層：1) 無(wú)線資源管理層：RR完成無(wú)線信道連接的建立、釋放、性能監(jiān)視和控制，在MS和BS子系統(tǒng)間進(jìn)行，8個(gè)信令過(guò)程。2) 移動(dòng)性能管理：MM完成MS的位置更新、定期更新、鑒權(quán)、開(kāi)機(jī)接入、關(guān)機(jī)退出、臨時(shí)移動(dòng)號(hào)碼分配、設(shè)備識(shí)別，7個(gè)過(guò)程。3)

41、連接管理：CM對(duì)電路交換的呼叫建立、維持、結(jié)束、支持補(bǔ)充業(yè)務(wù)（呼叫識(shí)別、呼叫前轉(zhuǎn)、呼叫完成、多方呼叫、呼叫限制、計(jì)費(fèi)通知和閉合用戶組）、短信業(yè)務(wù)。5.3.2 基站接入信令1 BSS=BTS+BSC2 GSM把BTS的管理對(duì)象定義4個(gè)管理子過(guò)程1) 無(wú)線鏈路層管理：負(fù)責(zé)無(wú)線鏈路層的建立、釋放、信息的透明傳輸。2) 專用信道管理：負(fù)責(zé)TCH、SDCCH（獨(dú)立專用控制信道）、SACCH（慢速隨機(jī)控制信道）的激活、釋放、測(cè)試等。3) 控制信道管理：負(fù)責(zé)不透明消息轉(zhuǎn)發(fā)，公共控制信道的負(fù)荷控制。4) 收發(fā)機(jī)管理：流量控制和狀態(tài)報(bào)告。3 三個(gè)接口：1) Um：空中接口，所有和信令相關(guān)的信令消息都源于此接口。

42、2) A-bis接口：BTSBSC，一個(gè)BSC可控制多個(gè)BTS。3) A接口：BSMSC，傳輸呼叫處理，基站管理，移動(dòng)臺(tái)管理，信道管理的信息。3 A-bis接口：1) 其信令分3層：a) 第2層采用D通道鏈路接入?yún)f(xié)議（LAPD）b) 第3層包括： 業(yè)務(wù)管理過(guò)程：透明傳無(wú)線信令消息，適配無(wú)線和有線接口中的低級(jí)協(xié)議；對(duì)BTS物理層和邏輯設(shè)備管理 網(wǎng)絡(luò)管理過(guò)程： L2管理過(guò)程：4 A接口信令：1) 采用NO.7信令。2) 其信令分為3層a) 物理層b) 鏈路層c) 應(yīng)用層 操作維護(hù)應(yīng)用部分：與MSC和OMC交換管理信息，采用X.25協(xié)議 直接傳送應(yīng)用部分：透明傳輸MSC和MS直接的信息，主要包括：C

43、M（連接管理消息）MM（移動(dòng)管理消息）協(xié)議消息 管理應(yīng)用部分：對(duì)BSS的資源使用、調(diào)配和負(fù)荷進(jìn)行控制和監(jiān)視。用于上行管理（BSSMSC）5.3.3 網(wǎng)絡(luò)接口信令1 MAP接口：(Mobile Application Part )一般包含：BCDEFGP125 圖 5-152 MAP接口要頻繁傳輸數(shù)據(jù)，就必須采用相應(yīng)的信令協(xié)議，則GSM采用NO.7信令方式傳遞。由SCCP和TCAP支持。支持漫游、切換、安全等。1) SCCP：Signaling Connection Control Part信令連接控制部分，屬于NO.7信令系統(tǒng)的第4級(jí)用戶部分，同時(shí)為MTP提供附加功能。a) 引出SCCP的原因

44、；除了普通電話連接呼叫，還希望有靈活的數(shù)字傳送，能通過(guò)呼叫訪問(wèn)中心數(shù)據(jù)庫(kù)；更新移動(dòng)電話業(yè)務(wù)；遠(yuǎn)端激活業(yè)務(wù)（如視頻電話，激活對(duì)方視頻）；在網(wǎng)絡(luò)中心之間傳數(shù)據(jù)。b) SCCP的基本任務(wù)是：在7號(hào)信令網(wǎng)中建立邏輯信號(hào)連接；無(wú)論建立邏輯信號(hào)連接與否，都能傳信號(hào)數(shù)據(jù)單元。c) SCCP的基本業(yè)務(wù)分為4類： 0類 基本無(wú)連接類不保證消息順序傳送 1類 有序的無(wú)連接類按序傳送 2類 基本面向連接類 3類 流量控制面向連接類解釋：無(wú)連接：事先不用建立信號(hào)連接就能通過(guò)信令網(wǎng)傳遞信令消息，等同于數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 面向連接：用戶在傳送數(shù)據(jù)之前已經(jīng)在SCCP之間交換控制信息，達(dá)成一種協(xié)議（如：路由，業(yè)務(wù)類別2類或3

45、類，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的數(shù)量等） 面向連接又分為永久性（租賃）和半永久性（電話）2) TCAP ：Transation Capability Application Part業(yè)務(wù)處理能力應(yīng)用部分：指為在網(wǎng)絡(luò)中一系列具體應(yīng)用（如漫游定位，免費(fèi)/信用卡電話登記、激活，和電路控制無(wú)關(guān)的信息信息交換閉合用戶群）提供功能和規(guī)程記憶和網(wǎng)絡(luò)層業(yè)務(wù)之間提供一系列通信的能力。提供一種與特殊應(yīng)用無(wú)關(guān)的規(guī)程。3 MAP接口的主要程序 P1251) 位置登記和刪除2) 補(bǔ)充業(yè)務(wù)處理3) 呼叫建立期間用戶參數(shù)檢索4) 切換5) 用戶管理6) 位置存儲(chǔ)器故障恢復(fù)7) 用戶鑒權(quán)8) 國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼第6章 ATM交換技術(shù)ATM

46、寬帶交換技術(shù)主要是兼容電路/分組交換技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)。6.1 概述6.1.1 ATM基本概念1 ATM ：異步傳輸模式，是一項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)B-ISDN的業(yè)務(wù)的核心技術(shù)之一，以信元為基礎(chǔ)的一種分組交換和復(fù)用技術(shù)，它是一種為了多種業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的通用的面向連接的傳輸模式。它適用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，它具有高速數(shù)據(jù)傳輸率和支持許多種類型如聲音、數(shù)據(jù)、傳真、實(shí)時(shí)視頻、CD質(zhì)量音頻和圖像的通信。ATM采用面向連接的傳輸方式，將數(shù)據(jù)分割成固定長(zhǎng)度的信元，通過(guò)虛連接進(jìn)行交換。ATM集交換、復(fù)用、傳輸為一體，在復(fù)用上采用的是異步時(shí)分復(fù)用方式，通過(guò)信息的首部或標(biāo)頭來(lái)區(qū)分不同信道。2 ATM技術(shù)特征：1) 采用固定長(zhǎng)

47、度的信元為基本傳輸單位，信元有信頭和負(fù)荷組成。53字節(jié)；格式如圖6-1所示：2) 面向連接，同一虛連接中信元按序傳輸3) 通信資源可產(chǎn)生所需的信元，每個(gè)信元有標(biāo)識(shí)4) 信頭有本地重要性，用于路由選擇的標(biāo)識(shí)符在特定的物理鏈路上唯一，在交換節(jié)點(diǎn)被翻譯；5) 信元域透明傳輸，無(wú)差錯(cuò)控制；6) 采用異步時(shí)分復(fù)用信元流。3 ATM的信元結(jié)構(gòu)1) ATM信元固定長(zhǎng)度：53字節(jié)，（5字節(jié)信頭+48字節(jié)信息域）2) 其結(jié)構(gòu)如圖6-1 4 ATM信元傳送處理的原則1) 信息發(fā)送順序發(fā)送時(shí)，從信頭的第一個(gè)字節(jié)開(kāi)始，然后按順序增加；在每個(gè)字節(jié)內(nèi)的發(fā)送順序是從第8位開(kāi)始，然后遞減。對(duì)于ATM信元的所有段，首先發(fā)送的比

48、特總是在最高有效位（MSB）2) 誤碼處理方法只對(duì)信元頭差錯(cuò)控制字節(jié)（HEC）檢測(cè)，能糾正1位錯(cuò)碼，糾正不了的信元被丟棄，對(duì)信息域不與糾正。3) 信元定界方法用信元差錯(cuò)控制字節(jié)（HEC）定界，定界方法如圖6-2：有三個(gè)狀態(tài)：a) 搜索態(tài)：對(duì)接收信號(hào)逐位的HEC校驗(yàn)。使用CRC-循環(huán)冗余校驗(yàn)對(duì)前5比特檢測(cè)，用CRC-8除5Byte字節(jié)，以確定HEC域值。余數(shù)為0 ，則這5 Byte字節(jié)就是信元頭，即確定了信元邊界。b) 預(yù)同步態(tài)：發(fā)現(xiàn)一個(gè)正確的HEC校驗(yàn)結(jié)果，系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)同步態(tài)。c) 同步態(tài)4）空閑信元和信道填充a) 空閑信元：除去HEC外，信頭值為0000 0000 0000 0000 0000

49、 0000 0000 0001 即：GFC=0,VPI=0,VCI=0,PT=0,CLP=1,該信元為空閑信元。b) 信道填充：如信息域長(zhǎng)度不夠，為了保證信元固定長(zhǎng)度，則使用空閑信元對(duì)其進(jìn)行填充，以達(dá)到ATM信道的恒定速率。信道上時(shí)間被等分為一系列小時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段傳一個(gè)信元。5）面向連接方式 采用面向連接的方式，用虛電路傳送。首先有用戶申請(qǐng)（業(yè)務(wù)質(zhì)量，最大速率，平均速率，時(shí)延），ATM系統(tǒng)按照該申請(qǐng)分配虛電路。6）虛通道和虛信道a) 虛信道：VC，單向傳送信元的邏輯通道，使用虛信道標(biāo)識(shí)符VCI進(jìn)行標(biāo)示。b) 虛通道：VP，一組VC傳送信元的路徑，用虛通道標(biāo)識(shí)號(hào)VPI標(biāo)識(shí)，一個(gè)VP可以由多個(gè)

50、VC組成。7）多個(gè)VCVPVP鏈路VP連接（VPC）6.1.2 ATM交換系統(tǒng)的基本構(gòu)成和要求1 ATM交換機(jī)主要作用是完成VPI/VCI轉(zhuǎn)換和特定VC/VP的信元交換。2 ATM交換系統(tǒng)基本組成 如圖6-41) 入線處理部分：使入線上的ATM信元滿足交換單元處理的形式。2) 交換單元部分：完成入線和出線上信元的交換3) 出線處理部分：送交換后的信元到出線上，并能適合在線上傳輸4) 控制單元部分：進(jìn)行VPI/VCI轉(zhuǎn)換，路由選擇。3 寬度業(yè)務(wù)對(duì)交換機(jī)的要求1) 多速率交換：涉及到的服務(wù)對(duì)象對(duì)速率的要求從幾十bit/s到十幾Mbit/s，ATM端口的基本接入速率為155.52.Mbit/s2)

51、多點(diǎn)交換：即廣播/組播的問(wèn)題。多用于視頻回憶/點(diǎn)播。3) 多媒體業(yè)務(wù)支持：涉及到語(yǔ)音，數(shù)據(jù)，圖形，圖像等，各種媒體有不同的質(zhì)量要求。（帶寬、延遲、信號(hào)失真、鏈接阻塞等）具體體現(xiàn)：a) 信元失真/信元誤插入b) 交換時(shí)延c) 連接阻塞6.2 ATM交換網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)1 交換實(shí)質(zhì)：將某條入線的信息輸出到特定的輸出線上。1) 連接形式：一對(duì)一、一對(duì)多、雙線空閑2) 基本構(gòu)造：空分、時(shí)分2 根據(jù)局域網(wǎng)的特點(diǎn)可采用令牌環(huán)網(wǎng)和總線結(jié)果。6.2.1 空分交換結(jié)構(gòu)1 交換原理：根據(jù)信頭中VPI/VCI決定把交換矩陣中的某條入線和出線接通。2 存在問(wèn)題：1) 入線和出線都空閑，則不會(huì)存在阻塞2) 會(huì)產(chǎn)生出線沖突

52、：多條入線同一條出線。屬于外部沖突。解決問(wèn)題的思路：a) 如何用一條入線代替多條入線，并傳輸信元b) 如何解決已經(jīng)被阻塞的信元。3) 解決問(wèn)題的策略a) 出線沖突時(shí)，入線選擇策略：出現(xiàn)沖突時(shí)只有一個(gè)信元能傳輸，其他信元被延遲。究竟哪個(gè)信元能得到傳輸，由“仲裁機(jī)制”去判斷。l 判斷的依據(jù)可有：服務(wù)質(zhì)量，實(shí)時(shí)性，差錯(cuò)率，信元失真率，抖動(dòng)參數(shù)等。（幾種方法）l 隨機(jī)法l 固定優(yōu)先級(jí)法l 輪換優(yōu)先級(jí)法l 緩存區(qū)狀態(tài)確定法：l 信元狀態(tài)確定法：b) 阻塞信元處理緩存存儲(chǔ)法p136l 輸入緩沖：每條輸出線配置一個(gè)緩存，由仲裁邏輯對(duì)其放行。缺點(diǎn)：存在對(duì)頭阻塞：采用窗口、擴(kuò)展和加速法。l 輸出緩沖：l 中間緩存：應(yīng)采用隨機(jī)尋址訪問(wèn)方法，各個(gè)邏輯隊(duì)列則必須先進(jìn)先出。但信元是按隨機(jī)的存儲(chǔ)器尋址讀寫，所以需要復(fù)雜的存儲(chǔ)器管理系統(tǒng)。6.2.2 時(shí)分交換結(jié)構(gòu)1 ATM屬于異步時(shí)分復(fù)用，信息被組織成信元，因包含來(lái)自某用戶信息的各個(gè)信元不需要周期性出現(xiàn)，（它是區(qū)別于其它傳輸模式的一個(gè)基本特征）。所以把這種傳輸模式稱為異步傳輸。這里的“異步”不是指數(shù)字通信過(guò)程中的不同步。而是指不需要對(duì)發(fā)送方的信號(hào)按一定的步調(diào)（同步）進(jìn)行發(fā)送