第二章認識電信網(wǎng)

第2章認識電信網(wǎng)本章內(nèi)容：電信系統(tǒng)構成電信網(wǎng)絡拓撲結構電信網(wǎng)的分層電信支撐網(wǎng)本章重點：電信系統(tǒng)構成電信網(wǎng)絡拓撲結構類型及適用情況2.1電信系統(tǒng)構成打電話時聲音信息傳遞的過程。通話是如何實現(xiàn)的？探討

點對點通信話音數(shù)據(jù)Nx(N-1)/2用戶數(shù)電纜數(shù)

5 1010 45100 49501000 50萬當通話的電話用戶越來越多時，會出現(xiàn)什么問題呢？用戶數(shù)電纜數(shù)

5 510 10100 1001000 1000人工交換交換機用戶間通過交換設備連接用戶線交換設備引入交換的終端間的通信中繼線用戶線多個交換節(jié)點組成的通信網(wǎng)用戶A交換機交換機傳輸鏈路(用戶線)用戶C傳輸鏈路(中繼線)用戶B用戶D（傳輸網(wǎng)）傳輸鏈路(用戶線)傳輸鏈路(用戶線)2.1.1系統(tǒng)組成模型電信系統(tǒng)的功能是把發(fā)信者的信息進行轉換、處理、交換、傳輸，最后送給收信者?，F(xiàn)有的電信系統(tǒng)都是基于交換設備的復雜系統(tǒng)，盡管各種電信系統(tǒng)其具體設備的構造和功能各不相同，可以抽象和概括為統(tǒng)一的模型表示，如圖2-4所示。2.1.2電信系統(tǒng)的三大硬件設備電信系統(tǒng)由硬件和軟件組成硬件：終端設備、傳輸設備、交換設備軟件：包括網(wǎng)絡的拓撲結構、網(wǎng)內(nèi)信令、協(xié)議和接口以及網(wǎng)的技術體制和標準1.終端設備將話音、文字、數(shù)據(jù)和圖像信息轉變?yōu)殡娦盘?、電磁信號或光信號發(fā)送出去；將接收到的電信號、電磁信號或光信號復原為原來的話音、文字、數(shù)據(jù)或圖像。

電話機、電報機、移動電話機、微型計算機，數(shù)據(jù)終端機、傳真機、電視機。

2.傳輸設備將電信號、電磁信號或光信號從一個地點傳送到另一個地點的設備。無線傳輸設備有短波、超短波、微波收發(fā)信機和傳輸系統(tǒng)以及衛(wèi)星通信系統(tǒng)（包括衛(wèi)星和地球站設備）等；有線傳輸設備有架空明線、同軸電纜、海底電纜、光纜等傳輸系統(tǒng)。3.交換設備實現(xiàn)終端與終端之間的接續(xù)和路由的設備，是通信網(wǎng)節(jié)點中的主要設備。交換設備包括電話交換機、電報交換機、數(shù)據(jù)交換機、移動電話交換機、ATM交換機、分組交換機等。交換設備以終端設備、交換設備為點，以傳輸設備為線，點、線相連就構成了一個通信網(wǎng)，即電信系統(tǒng)的硬件設備。電信系統(tǒng)只有這些硬件設備也是不能很好的完成信息的傳遞和交換，還需有系統(tǒng)的軟件，類似于人的神經(jīng)系統(tǒng)的功能。警示4.通信電源設備除了上述三大類硬件設備外，通信電源也是整個通信網(wǎng)絡的關鍵基礎設施，是通信網(wǎng)絡上一個完整而又不可替代的獨立專業(yè)。包括高頻開關電源設備、蓄電池、整流設備、逆變電源設備、交/直流配電設備、交流穩(wěn)壓器、交流不間斷電源等。整流器2.2.1電信網(wǎng)拓撲結構形式2.2.2我國電話網(wǎng)網(wǎng)絡結構2.2電信網(wǎng)拓撲結構龐大的通信網(wǎng)絡中，各種設備如何連接起來的呢？電話網(wǎng)和計算機網(wǎng)的結構形式會一樣嗎？探討

所謂拓撲即網(wǎng)絡的形狀，網(wǎng)絡節(jié)點和傳輸線路的集合排列，反映電信設備物理上的連接性，拓撲結構直接決定網(wǎng)絡的性能、可靠性和經(jīng)濟性。電信網(wǎng)拓撲結構是描述交換設備間、交換設備與終端間鄰接關系的連通圖。網(wǎng)絡拓撲結構形式主要有：網(wǎng)狀網(wǎng)、星狀網(wǎng)、復合網(wǎng)、總線網(wǎng)、環(huán)狀網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)等。2.2.1電信網(wǎng)拓撲結構形式1.網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點數(shù)：N鏈路數(shù)：N(N-1)/2優(yōu)點：①信息傳遞快②靈活性大、可靠性高③交換費用低缺點：①建設和維護費用大②電路利用率低適用范圍：節(jié)點數(shù)少、通信量大的網(wǎng)絡網(wǎng)中任何兩個節(jié)點之間都有直達鏈路相連接，在通信建立的過程中，不需任何形式的轉接。2.星狀網(wǎng)節(jié)點數(shù)：N鏈路數(shù)：N－1優(yōu)點：①建設和維護費用少②電路利用率高③一次轉接缺點：①可靠性低②交換成本高③相鄰節(jié)點傳輸距離長適用范圍：通信點分散、距離遠、通信量不大的通信網(wǎng)絡在地區(qū)中心設置一個中心通信點，地區(qū)內(nèi)的其他通信點都與中心通信點有直達電路，而其他通信點之間的通信都經(jīng)中心通信點轉接。3.復合網(wǎng)復合網(wǎng)又稱為輻射匯接網(wǎng)，是以星型網(wǎng)為基礎，在通信量較大的地區(qū)間構成網(wǎng)狀網(wǎng)。復合網(wǎng)吸取了網(wǎng)狀網(wǎng)和星型網(wǎng)二者的優(yōu)點，比較經(jīng)濟合理，且有一定的可靠性，是目前通信網(wǎng)的基本結構形式。

4.總線網(wǎng)主要適用于計算機局域網(wǎng)安裝簡單方便、成本低、某個站點不會影響整網(wǎng)總線的安全性低、監(jiān)控困難5.環(huán)狀網(wǎng)各站點通過通信介質(zhì)連成一個封閉的環(huán)形。環(huán)形網(wǎng)容易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡建成后，難以增加新的站點。節(jié)點數(shù)：N鏈路數(shù)：N適用范圍：光纖通信網(wǎng)6.蜂窩網(wǎng)形狀為正六邊形，連在一起，像蜂窩形狀。適用于各種移動通信網(wǎng)絡2.2.2我國電話網(wǎng)網(wǎng)絡結構我國電話網(wǎng)一般采用的是復合網(wǎng)的結構形式，并且把交換設備根據(jù)其所處位置的不同進行了等級劃分，采用等級結構。所謂等級結構就是把全網(wǎng)的交換局劃分成若干個等級，低等級的交換局與管轄它的高等級交換局相連，形成多級匯接輻射網(wǎng)即星狀網(wǎng)；而最高等級的交換局間則直接互連，形成網(wǎng)狀網(wǎng)。1、我國早期電話網(wǎng)等級結構一級交換中心為大區(qū)中心，也稱省間中心，全國共有八個，分別是：北京、上海、廣州、沈陽、南京、武漢、成都、西安；二級交換中心為省交換中心，設在省會城市或直轄市；三級交換中心為地區(qū)交換中心，設在地市級城市；四級交換中心為縣長途交換中心，是長途終端局，目前已經(jīng)取消。3個國際局：北京、上海、廣州2、目前電話網(wǎng)三級結構長途網(wǎng)：一級長途交換中心DC1二級長途交換中心DC2本地網(wǎng)端局DL匯接局Tm國際出入口局：北京、上海、廣州；省級出入口局設在DC1；地市出入口局設在DC2。二級長途網(wǎng)結構DC1為省級交換中心，設在各省會城市，由原C1、C2交換中心演變而來。DC2為地區(qū)中心，設在各地區(qū)城市，由原C3、C4交換中心演變而來。二級長途網(wǎng)中，形成了兩個平面。DC1之間以網(wǎng)狀網(wǎng)相互連接，形成高平面，或叫做省際平面。DC1與本省內(nèi)各地市的DC2局以星狀相連，本省內(nèi)各地市的DC2局之間以網(wǎng)狀或不完全網(wǎng)狀相連，形成低平面，又叫做省內(nèi)平面。本地網(wǎng)結構本地網(wǎng)一般是由匯接局Tm和端局DL構成的兩級結構。匯接局為高一級，端局為低一級。支撐網(wǎng)電話網(wǎng)非IP數(shù)據(jù)網(wǎng)移動網(wǎng)IP網(wǎng)遠程教育會議電視文件傳送多媒體傳送網(wǎng)通道層物理層業(yè)務網(wǎng)應用層2.3電信網(wǎng)的分層ITU-T提出了網(wǎng)絡分層和分割的概念，即任意一個網(wǎng)絡總可以從垂直方向分解為若干獨立的網(wǎng)絡層（即層網(wǎng)絡），相鄰層網(wǎng)絡之間具有客戶/服務者關系。每一層網(wǎng)絡在水平方向又可以按照該層內(nèi)部結構分割為若干部分。

傳送網(wǎng)是支持業(yè)務網(wǎng)的傳送手段和基礎設施，由線路設施、傳輸設施等組成的為傳送信息業(yè)務提供所需傳送承載能力的通道；業(yè)務網(wǎng)是傳輸各種信息的業(yè)務網(wǎng)，是指向用戶提供電信業(yè)務的網(wǎng)絡；應用層是表示各種信息應用；支撐網(wǎng)是指能使電信業(yè)務網(wǎng)路正常運行，可以支持傳送網(wǎng)、業(yè)務網(wǎng)、應用層的工作，提供保證網(wǎng)絡有效正常運行的控制和管理能力，包括信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和電信管理網(wǎng)。2.4電信支撐網(wǎng)2.4.1電信管理網(wǎng)2.4.2信令網(wǎng)2.4.3同步網(wǎng)2.4.1電信管理網(wǎng)概念：為保持電信網(wǎng)正常運行和服務，對電信網(wǎng)進行有效地管理所建立的軟、硬件系統(tǒng)和組織體系的總稱。ITU給出的TMN的概念：TMN提供一個有組織的網(wǎng)絡結構，以取得各種類型的操作系統(tǒng)之間，操作系統(tǒng)與電信設備之間的互連。TMN是采用商定的具有標準協(xié)議和信息的接口進行管理信息交換的體系結構。TMN與電信管理網(wǎng)的關系TMN與它所管理的電信網(wǎng)是緊密耦合的，但它在概念上又是一個分離的網(wǎng)絡，它在若干點與電信網(wǎng)連接，另外TMN有可能利用電信網(wǎng)的一部分來實現(xiàn)它的通信能力。TMN的網(wǎng)絡管理功能（1）性能管理——對電信設備的性能和網(wǎng)絡單元的有效性進行評估，并提出評價報告的一組功能。（2）配置管理——包括提供狀態(tài)和控制及其安裝功能。對網(wǎng)絡單元的配置，業(yè)務的投入，開/停業(yè)務等進行管理，對網(wǎng)絡的狀態(tài)進行管理。（3）帳務管理——測試電信網(wǎng)中各種業(yè)務的使用情況，計算處理使用電信業(yè)務的應收費用，并對電信業(yè)務的收費過程提供支持。（4）故障管理——對電信網(wǎng)的運行情況異常和設備安裝環(huán)境異常進行管理，對網(wǎng)絡的狀態(tài)進行管理。（5）安全管理——提供對網(wǎng)絡及網(wǎng)絡設備進行安全保護的能力。主要有接入及用戶權限的管理，安全審查及安全告警處理。2.4.2信令網(wǎng)為了保證在一次通信服務中相關終端設備、交換設備、傳輸設備等能夠協(xié)調(diào)一致地完成必須的連接動作和信息傳送，則通信網(wǎng)必須提供一套控制相關設備的標準控制信息格式和流程，以協(xié)調(diào)各設備完成相應的控制功能。信令是指用戶終端與交換機之間以及交換機相互間傳送的有關交換接續(xù)控制指令信息。在接續(xù)過程中，信令必須遵守協(xié)議和規(guī)約進行傳送，該協(xié)議和規(guī)約為信令方式。由各種特定的信令方式和與其相應的信令設備構成的系統(tǒng)稱為信令系統(tǒng)。1．信令網(wǎng)組成信令網(wǎng)是用于信令傳輸與處理的支撐網(wǎng)絡，信令網(wǎng)由信令點、信令轉接點和信令鏈路組成。（1）信令點信令網(wǎng)中既發(fā)出又接收信令消息的信令網(wǎng)節(jié)點，稱為信令點（SignalingPoint，SP）。它是信令消息的起源點和目的地點。在信令網(wǎng)中，交換局、操作管理和維護中心、服務控制點可作為信令點。（2）信令轉接點信令轉接點（SignalingTransferPoint，STP）具有信令轉接功能，它可以將信令消息從一個信令點轉發(fā)到另一個信令點。（3）信令鏈路連接兩個信令點（或信令轉接點）的信令數(shù)據(jù)鏈路及其傳送控制功能組成的傳輸工具稱為信令鏈路。2．中國信令網(wǎng)結構中國信令網(wǎng)采用三級結構。第一級是信令網(wǎng)的最高級，稱高級信令轉接點（HighSignalingTransportPoint，HSTP）第二級是低級信令轉接點（LowerSignalingTransportPoint，LSTP）第三級為信令點，信令點由各種交換局和特種服務中心（業(yè)務控制點、網(wǎng)管中心等）組成。2.4.3同步網(wǎng)電信網(wǎng)中傳輸?shù)男盘栔g的頻率、時鐘和相位要保持某種嚴格的特定關系，即在相對應的有效瞬間內(nèi)以同一平均速率出現(xiàn)。為實現(xiàn)信號同步，需使數(shù)字網(wǎng)中的每個設備的時鐘都具有相同的頻率，解決的方法是建立同步網(wǎng)。同步網(wǎng)由節(jié)點時鐘設備和定時鏈路組成的一個實體網(wǎng)，它還配置了自己的監(jiān)控網(wǎng)。同步網(wǎng)負責為各種業(yè)務網(wǎng)提供定時，以實現(xiàn)各種業(yè)務網(wǎng)的同步。第一級是基準時鐘，由銫原子鐘或GPS配銣鐘組成。第二級為有保持功能的高穩(wěn)時鐘，分為A類和B類。上海、南京、西安、沈陽、廣州、成都六個大區(qū)中心及烏魯木齊、拉薩、昆明、哈爾濱、?？诘任鍌€邊遠省會中心配置地區(qū)級基準時鐘，它們均屬于A類時鐘。全國30個省、市、自治區(qū)中心的長途通信大樓內(nèi)安裝的大樓綜合定時供給系統(tǒng)，以銣（原子）鐘或高穩(wěn)定度晶體鐘作為二級B類標準時鐘。各省內(nèi)設置在匯接局（Tm）和端局（C5）的時鐘是第三級時鐘，采用有保持功能的高穩(wěn)定度晶體時鐘。第四級是遠端模塊、數(shù)字用戶交換設備、數(shù)字終端設備時鐘，一般是普通的晶體時鐘。我國數(shù)字同步網(wǎng)的工作方式是基