北京郵電大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論 第六章 課件

2023/2/31現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)張冬梅(zhangdm@)北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2023/2/32第二部分典型通信網(wǎng)絡(luò)2023/2/333.數(shù)字程控交換系統(tǒng)2023/2/34主要內(nèi)容6.1PSTN網(wǎng)絡(luò)6.2信令系統(tǒng)與信令網(wǎng)6.3智能網(wǎng)（略）6.4蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(PLMN)2023/2/356.1.1PSTN概述公用交換電話網(wǎng)（PSTN）是最早建立起來(lái)的一種通信網(wǎng)1876年貝爾發(fā)明電話1891年史端喬發(fā)明自動(dòng)交換機(jī)PSTN是：

以電路交換為信息交換方式，以電話業(yè)務(wù)為主要業(yè)務(wù)的電信網(wǎng)，同時(shí)也可以提供傳真等部分簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)2023/2/36PSTN設(shè)計(jì)需求基本需求接通的任意性服務(wù)質(zhì)量的滿意度升級(jí)的靈活性網(wǎng)絡(luò)的可管理性和可維護(hù)性具體要求支持連續(xù)的、實(shí)時(shí)的、交互式語(yǔ)音通信有線通信，不支持移動(dòng)性支持廣域范圍內(nèi)的交換式通信業(yè)務(wù)2023/2/37PSTN的網(wǎng)絡(luò)特性采用電路交換與同步時(shí)分復(fù)用技術(shù)網(wǎng)絡(luò)之間互連互通本地環(huán)路是模擬和數(shù)字混合的,主干級(jí)是數(shù)字的傳輸介質(zhì)通常為有線而非無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用分級(jí)結(jié)構(gòu)組織交換方式采用電路交換2023/2/38PSTN的組成傳輸系統(tǒng)交換系統(tǒng)用戶系統(tǒng)信令系統(tǒng)PSTN的分類(lèi)本地電話網(wǎng)國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途電話網(wǎng)國(guó)際長(zhǎng)途電話網(wǎng)2023/2/396.1.2PSTN結(jié)構(gòu)PSTN結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu):星型網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、環(huán)型結(jié)構(gòu)分級(jí)結(jié)構(gòu)：適合不同等級(jí)交換節(jié)點(diǎn)的互連，多用于長(zhǎng)途網(wǎng)ADMADMADMADM星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)2023/2/310PSTN長(zhǎng)途網(wǎng)我國(guó)歷史上長(zhǎng)途網(wǎng)結(jié)構(gòu)：五級(jí)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)途兩級(jí)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2023/2/311PSTN本地網(wǎng)端局與匯接局網(wǎng)狀網(wǎng)與二級(jí)網(wǎng)2023/2/3126.1.3PSTN編號(hào)計(jì)劃什么叫編號(hào)計(jì)劃為什么要制定編號(hào)計(jì)劃本地網(wǎng)中用戶號(hào)碼的組成局號(hào)+用戶號(hào)長(zhǎng)途電話用戶編號(hào)方法國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途字冠+長(zhǎng)途區(qū)號(hào)+本地號(hào)碼國(guó)際長(zhǎng)途字冠+國(guó)家號(hào)碼+長(zhǎng)途區(qū)號(hào)+本地號(hào)碼2023/2/313舉例下列邏輯尋址起到了建立連接的作用，該連接起端在美國(guó)一個(gè)物理地點(diǎn)，終端位于中國(guó)北京海淀區(qū)學(xué)院路北京郵電大學(xué)軟件學(xué)院：0086-10-6228-19710086：該呼叫是跨國(guó)呼叫，86是中國(guó)的國(guó)家號(hào)碼；10：表示該呼叫的物理地區(qū)碼，10是北京的長(zhǎng)途區(qū)號(hào)6228:表示一個(gè)特定的海淀區(qū)交換局的交換機(jī)；1971：表示端口及電路標(biāo)識(shí)，與本地環(huán)路（用戶線）有關(guān)，該用戶線與位于軟件學(xué)院物理位置的終端設(shè)備有關(guān)。2023/2/3146.1.4PSTN業(yè)務(wù)PSTN的設(shè)計(jì)決定了其所支持的業(yè)務(wù)基于64kbit/s的窄帶信道；電路交換機(jī)接入業(yè)務(wù)專(zhuān)用傳輸業(yè)務(wù)交換傳輸業(yè)務(wù)虛擬專(zhuān)用網(wǎng)業(yè)務(wù)（VPN）增值業(yè)務(wù)2023/2/3156.2信令系統(tǒng)與信令網(wǎng)6.2.1信令系統(tǒng)基本概念6.2.2SS7結(jié)構(gòu)6.2.3信令網(wǎng)編址方案2023/2/316信令的功能監(jiān)視：處理摘機(jī)、掛機(jī)信號(hào)地址：標(biāo)識(shí)用戶呼叫信息：向用戶提供有關(guān)呼叫狀態(tài)信息網(wǎng)絡(luò)管理：用于網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)、錯(cuò)誤檢修以及網(wǎng)絡(luò)的整體操作2023/2/317信令的位置用戶線信令：用戶和網(wǎng)絡(luò)之間的信令局間信令：網(wǎng)絡(luò)之間的信令局間信令隨路信令共路信令2023/2/3186.3.2SS7結(jié)構(gòu)信令網(wǎng)的組成信令點(diǎn)（SP）信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（STP）信令鏈路2023/2/319信令系統(tǒng)工作方式直連工作方式準(zhǔn)直連工作方式2023/2/320信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)級(jí)網(wǎng)：無(wú)級(jí)信令網(wǎng)是指信令網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)中無(wú)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)，所有的信令點(diǎn)間都采用直連方式工作。優(yōu)點(diǎn)是路由多，時(shí)延短。但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的信令點(diǎn)很多的時(shí)候，就需要非常多的信令鏈。2023/2/321分級(jí)網(wǎng)：分級(jí)信令網(wǎng)是指在信令網(wǎng)中引入了信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)。這些信令點(diǎn)之間采用準(zhǔn)直連方式工作。信令網(wǎng)的級(jí)數(shù)與信令點(diǎn)的個(gè)數(shù)和信令網(wǎng)的冗余度等因素相關(guān)。二級(jí)信令網(wǎng)、三級(jí)信令網(wǎng)2023/2/322分級(jí)信令網(wǎng)的連接方式一級(jí)STP之間的連接方式網(wǎng)狀連接AB平面連接方式2023/2/323SP與STP之間的連接方式固定連接方式自由連接方式2023/2/324電話網(wǎng)與信令網(wǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系控制平面信息平面LELETCTCLETCLE用戶用戶用戶用戶SPSPSPSPSPSPSPSTPSTPSTPSTP2023/2/3256.3.3信令網(wǎng)編址方案國(guó)際信令網(wǎng)與國(guó)內(nèi)信令網(wǎng)獨(dú)立編址國(guó)際信令網(wǎng)編碼方案：14位2023/2/326我國(guó)信令網(wǎng)編碼方案：24位主信令區(qū)分信令區(qū)信令點(diǎn)移動(dòng)電話網(wǎng)1移動(dòng)性和無(wú)線通信1蜂窩移動(dòng)概述2移動(dòng)管理3頻率復(fù)用2移動(dòng)電話網(wǎng)（PLMN）1GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2GSM主要指標(biāo)3GPRS1移動(dòng)性和無(wú)線通信移動(dòng)中的通信——需要無(wú)線通信技術(shù)WirelessTechnologyRadioSignal移動(dòng)的模式車(chē)載的通信行進(jìn)中的通信室內(nèi)的通信移動(dòng)通信的內(nèi)容話音文字圖像移動(dòng)通信的模式單向雙向FirstMobileRadioTelephone1924第一臺(tái)移動(dòng)無(wú)線電話系統(tǒng)1924年1蜂窩移動(dòng)概述基本概念：將無(wú)線的單點(diǎn)連接到有線的網(wǎng)絡(luò)中：空間分成小區(qū)（cells）；一個(gè)基站負(fù)責(zé)同一個(gè)小區(qū)內(nèi)的終端通信。有線連接的網(wǎng)絡(luò)2移動(dòng)管理移動(dòng)終端在通信過(guò)程中可以跨越小區(qū)當(dāng)一個(gè)移動(dòng)終端改變基站時(shí)，稱(chēng)作小區(qū)切換（Hand-off）如何劃分小區(qū)、決定小區(qū)大小的因素一個(gè)小區(qū)支持的用戶數(shù)量無(wú)線頻率復(fù)用和傳輸?shù)募夹g(shù)有限的頻率區(qū)間=>有限的信道數(shù)量一個(gè)大功率的天線=>有限的用戶數(shù)量較小的小區(qū)=>頻率可能復(fù)用=>支持更多的用戶數(shù)更多的需求(需要更過(guò)的信道)增設(shè)基站減小天線的發(fā)射功率以避免干擾移動(dòng)管理：小區(qū)和基站小區(qū)形狀:蜂窩形狀用于理論分析實(shí)際形狀不確定--無(wú)線信號(hào)的覆蓋區(qū)域的形狀；基站設(shè)置:小區(qū)中央設(shè)置:基站設(shè)置在小區(qū)中間全向天線小區(qū)邊緣設(shè)置:基站設(shè)置在三個(gè)小區(qū)的交匯點(diǎn)定向天線移動(dòng)管理：蜂窩小區(qū)3頻率復(fù)用頻率復(fù)用圖示2023/2/335系統(tǒng)模型與工作過(guò)程數(shù)字蜂窩系統(tǒng)模型公用電信交換網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)交換中心基站基站基站移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)臺(tái)2023/2/336系統(tǒng)工作過(guò)程蜂窩系統(tǒng)概況公用電信交換網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)交換中心基站基站基站移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)臺(tái)2023/2/337蜂窩系統(tǒng)工作過(guò)程移動(dòng)臺(tái)初始化呼叫發(fā)起尋呼呼叫接受呼叫進(jìn)行中切換2023/2/338移動(dòng)單元初始化：手機(jī)監(jiān)聽(tīng)最強(qiáng)的信號(hào)MSC2023/2/339移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫：請(qǐng)求連接MSC2023/2/340尋呼MSC2023/2/341呼叫接受MSC2023/2/342呼叫進(jìn)行中MSC2023/2/343切換MSC2移動(dòng)電話網(wǎng)（PLMN）第一代移動(dòng)通信網(wǎng)AdvancedMobilePhoneService(AMPS)美國(guó)1978試驗(yàn);日本(’79)、美國(guó)(’83)開(kāi)始使用；800MHzband—two20MHzbandsTotalAccessCommunicationsSystem(TACS)英國(guó);和AMPS類(lèi)似，1985開(kāi)始使用。移動(dòng)電話網(wǎng)（PLMN）第二代移動(dòng)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：數(shù)字化系統(tǒng)協(xié)調(diào)技術(shù)增加網(wǎng)絡(luò)容量（數(shù)字語(yǔ)音壓縮，數(shù)字信號(hào)處理）使用/擴(kuò)展智能網(wǎng)的概念改進(jìn)欺詐預(yù)防措施增加新業(yè)務(wù)第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2Gsystems）IS-54/IS-136NorthAmericanTDMA;PDC(Japan)DECTandPHS—中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通的“小靈通”IS-95CDMA(cdmaOne)—中國(guó)聯(lián)通CDMA網(wǎng)GSM—中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通1GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能MS：終端；BTS：基站收發(fā)系統(tǒng)；BSC：基站控制；MSC：移動(dòng)交換機(jī)；HLR：歸屬寄存器；VLR：訪問(wèn)寄存器；AUC：認(rèn)證中心；EIR：設(shè)備標(biāo)識(shí)寄存器；2GSM主要指標(biāo)載波頻率:200kHz時(shí)分復(fù)用TDMA:每個(gè)載波8個(gè)時(shí)隙slots載波數(shù)量=可用頻率帶寬25MHz/200kHz

=125（個(gè)）最多用戶信道數(shù)量=125*8=1000（信道）考慮保護(hù)帶寬

后最多用戶信道數(shù)量為：

124*8=992channelsGSM業(yè)務(wù)質(zhì)量需求Uplinkfrequencies890-915MHzDownlinkfrequencies935-960MHzTotalGSMbandwidth25MHz