【導讀】通信作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎，在推進社會信息化進程中發(fā)揮著先導和帶動作用。息交流方式，是人們日常生活和工作中不可缺少的一部分。數(shù)據(jù)、圖像以及其它任何形式信息的活動。與任何其它用戶互相傳遞信息。為了實現(xiàn)一個有效的通信就需要采用交換技術。所謂交換，就是通過交換局的交換設備。所需的一切技術設備的總和稱為通信系統(tǒng)。信源是指發(fā)出信息的信息源。模擬信源可通過抽樣和量化變?yōu)閿?shù)字信源。收信終端完成與發(fā)。一是業(yè)務的突發(fā)性；二是高度的可靠性，而對實時性要求不嚴格。輸線路、分組交換機、遠程集中器和分組終端等基本設備組成。①幀中繼能夠為用戶提供簡單的標準化接口。②幀中繼能夠對用戶信息流進行統(tǒng)計時分復用。③幀中繼網(wǎng)絡對錯誤幀采取丟棄方式。端處理，幀中繼由于功能簡化，從而提高了傳輸效率；④幀中繼具有優(yōu)良的帶寬管理機制。幀中繼網(wǎng)絡為每個幀中繼用戶分配3個帶寬控制。間間隔對虛電路上的數(shù)據(jù)流量進行監(jiān)視和控制。

　　

【正文】 美國的國家號碼為 “1”；編號區(qū) 2 為非洲地區(qū)，如埃及的國家號碼為 “20”；編號區(qū) 4 為歐洲地區(qū)，如法國的國家號碼為 “33”；編號區(qū) 5 為南美地區(qū)，如古巴的國家號碼為 “53”；編號區(qū) 6 為南太平洋地區(qū)，如新加坡的國家號碼為 “65”；編號區(qū) 7 為原蘇聯(lián)，如俄羅斯的國家號碼為 “7”；編號區(qū) 8 為北太平洋地區(qū)，如中國的國家號碼為 “86”；編號區(qū) 8 為中東地區(qū)，如印度 的國家號碼為 “91”。 國內有效號碼為國內長途區(qū)號 +本地網(wǎng)電話號碼。 移動電話編號方式 目前，我國移動通信網(wǎng)內 GSM 和 CDMA 并存， GSM 和 CDMA 都是數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，采用相同的電話編號方案。呼叫移動用戶所撥打的號碼稱為移動臺號簿號碼 (MSDN)，用來標識移動電話網(wǎng)內的每一個移動用戶，在 GSM 系統(tǒng)稱為移動用戶的 ISDN 號碼 (MSISDN)，這個號碼也是主叫用戶呼叫 GSM 移動電話網(wǎng)中被叫用戶所需要撥打的號碼，該號碼全球有唯一性，其編號方式與 PSTN/ISDN 類似。 1．移動電話網(wǎng)用戶號碼組成 移動電話網(wǎng)用戶號碼由 CC、 NDC 與 SN 三個部分組成： CC NDC SN CC─國家號（中國為 86）； NDC─國內目的地碼，由移動網(wǎng)接入號 N1N2N3 和 HLR 識別號 H0H1H2H3 兩部分構成。 N1N2N3用于識別網(wǎng)絡； H0H1H2H3 表示用戶歸屬的 HLR。 SN─移動用戶號碼，共 4 位。 2．移動電話網(wǎng)網(wǎng)號安排 移動電話網(wǎng)網(wǎng)號用于識別不同的移動通信系統(tǒng)，中國移動 GSM 移動通信系統(tǒng)使用 13 13 1313 135 等；中國聯(lián)通 GSM 移動通信系統(tǒng)使用 1 13 132 等，中國聯(lián)通 CDMA移動通信系統(tǒng)使用 133。 NDC 與 SN 兩部分組成國內移動電話網(wǎng)用戶號碼即國內移動用戶 ISDN 號碼。 可見，國內移動電話網(wǎng)用戶號碼為 11 位 (如 139 H0H1H2H3)；國際漫游時，移動電話網(wǎng)用戶號碼為 13 位 (如 86139 H0H1H2H3)。 話務理論 話務量 1 ．話務量的定義與計算 話務量是用來描述用戶使用電話的繁忙程度的量，在話務量計算和統(tǒng)計時，通常以小時為單位，我們把話務量最大的 1 小時稱為忙時。對于交換設備而言，只有忙時的話務量才有意義。 話務量 的定義為：在單位時間內發(fā)生的呼叫次數(shù)與平均占用時長的乘積。假設用 A 表示話務量， t 為平均占用時長， C 為單位時間內話源所產(chǎn)生的 呼叫次數(shù)，則根據(jù)定義可得：A=C t 話務量的單位是小時 呼，稱為愛爾蘭 ( Erl) 。如果 1 條中繼線連續(xù)使用一個小時，則該中繼線的話務量為 1 Erl。 【例 1 １】 一組用戶在 1 小時內發(fā)生 5 次呼叫，每次呼叫的 占用時長都是 10 分鐘，試求這組用戶的話務量 A 為多少？ 解： A= C t = 5 10/60 = Erl 在我國電話網(wǎng)內，每個用戶忙時最大雙向話務量為 Erl；入中繼線和出中繼線單向平均話務量為 ～ Erl。 2．流入話務量和完成話務量 嚴格的說通信網(wǎng)的話務量可分為流入話務量、完成話務量和損失話務量。三者之間的關系是：流入話務量 =完成話務量 +損失話務量，其中流入話務量是指話源產(chǎn)生的話務量；完成話務量是指交換設備完成接續(xù)的話務量；損失話務量是指呼叫接續(xù)不成功的話務量。 完成話務量與流入話務量之比反映的是網(wǎng)絡接通率，損失話務量與流入話務量之比反映的是呼損。 3．話務流向 通信 網(wǎng)內話務流向如圖 111所示。 BHCA 與 CAPS 衡量程控數(shù)字交換機的話務處理能力一般有兩個參數(shù)：話務量和 BHCA。 話務量表示通過交換網(wǎng)絡可以同時連接的路由數(shù)； BHCA表示單位時間內控制設備能夠處理的呼叫數(shù)。對于程控數(shù)字交換機來說，一般交換網(wǎng)絡的阻塞率很低，能通過的話務量較大，因此程控數(shù)字交換機 的話務處理能力往往受限于 BHCA。 １． BHCA BHCA稱為忙時呼叫試呼次數(shù)。是指在滿足服務質量要求的前提下，處理機在忙時能夠處理的用戶和入局呼叫次數(shù)。 BHCA反映處理機的呼叫處理能力，與處理機的運行速度、程序結構和指令數(shù)等因素有關。在理論上很難精確計算 BHCA 的值，但可采用以下公式進行估算： t = a + b N 式中： t 為處理機的時間開銷； a 為與呼叫無關的固定開銷； b為處理一次呼叫的平均時間； N就是 BHCA的值。 【例 12】 設某處理機忙時的占用率為 80%，固定開銷 a為 ，處理一次 呼叫的平均時間為 20ms，求該處理機忙時的呼叫處理能力。 解： = + 2010^ 3 /3600N ２． CAPS CAPS為每秒試呼次數(shù)， CAPS 同 BHCA類似反映系統(tǒng)的呼叫處理能力。 假設入中繼電路的平均話務量為 Erl， 則【例 13】 某個 TS/SSP 可處理的智能呼叫為 18CAPS，每次智能呼叫的平均占用時長為 120秒，求該 SSP可負荷的 IN 業(yè)務量。 解： 該 SSP負荷的 IN 業(yè)務量為： 18CAPS 120 秒 = 2160 Erl 習題 1．什么是 通信系統(tǒng)？試畫出通信系統(tǒng)的基本模型。 2．通信網(wǎng)的基本結構有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？ 3．電話通信網(wǎng)的質量評價指標主要有哪些？ 4．數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的質量評價指標主要有哪些？ 5．通信網(wǎng)的構成要素有哪些？ 6．畫圖說明我國固定長途電話網(wǎng)結構。 7．畫圖說明我國移動電話網(wǎng)結構。 8．設某處理機忙時的占用率為 85%，固定開銷 a 為 ，處理一次呼叫的平均時間為 10ms，求該處理機忙時的呼叫處理能力 9．一組用戶在 1 小時內發(fā)生 10次呼叫，每次呼叫的占用時長都是 8 分鐘，試求這組用戶的話務量 A為多少？ 10．信令系統(tǒng)有哪些 功能？ 11．什么是隨路信令？什么是共路信令？ 12．詳細計費話單有哪些內容？ 第二章 程控數(shù)字交換技術 程控數(shù)字交換機的組成 程控數(shù)字交換技術實現(xiàn)了通信網(wǎng)絡業(yè)務節(jié)點數(shù)字化，隨著我國 ISDN 和智能網(wǎng)的應用，程控數(shù)字電話交換系統(tǒng)在電話業(yè)務的基礎上，向用戶提供 ISDN 業(yè)務和智能網(wǎng)業(yè)務。數(shù)據(jù)和 Inter 的業(yè)務迅速增長，電話交換系統(tǒng)也成為 Inter 公共撥號接入平臺。在今后相當長時間內電話用戶數(shù)量還將不斷增加，仍需大量的程控數(shù)字電話交換設備或綜合業(yè)務交換機。 程控數(shù)字交換 機的硬件組成 程控數(shù)字交換機的基本功能結構包括連接、終端接口和控制功能，如圖 21 所示。 程控數(shù)字交換機由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。對程控數(shù)字交換機硬件系統(tǒng)的劃分，各種交換系統(tǒng)不同，從設備功能上，一般可分為線路接口設備、數(shù)字交換網(wǎng)絡、公共控制設備、輸入/輸出設備及其它設備，簡單來說主要有終端電路、數(shù)字 交換網(wǎng)絡、處理機等。 硬件系統(tǒng)有分級功能控制方式和全分布控制方式兩種結構，如圖 22 所示。 1． 終端電路 主要有模擬用戶終端電路 (簡稱用戶電路 )、數(shù)字用戶終端電路 (簡稱 ISDN 用戶電路 )、數(shù)字中繼電路、信令終端電路等。 用戶電路是程控數(shù)字交換機連接模擬用戶線的接口電路。 ISDN 用戶電路是程控數(shù)字交換機連接數(shù)字用戶線的接口電路，例如 2B+D 接口電路。 模擬用戶電路基本功能可歸結為 BORSCHT功能，實現(xiàn) BORSCHT功能的用戶電路框圖如圖 23所示。數(shù)字用戶電路的功能與模擬用戶電路有些不同，如振鈴由數(shù)字終端 (數(shù)字話機 )實現(xiàn)。 B：饋電。為用戶線提供通話和監(jiān)視電流，程控數(shù)字交換機的額定電壓為 48V直流，用戶線上的饋電電流為 18～ 50mA。 O：高壓和過壓保護。程控數(shù)字交換機一般采用兩級保護：第一級保護是總配線架保護；第二級保護是用戶電路，通過熱敏電阻和雙向二極管實現(xiàn)。 R：振鈴。由被叫側的用戶模塊向被叫用戶話機饋送鈴流信號，同時向主叫用戶送出回鈴音。鈴流信號規(guī)定為 25Hz177。3Hz， 75177。15V正弦波，分初次振鈴和斷續(xù)振鈴，斷續(xù)振鈴為 5 秒斷續(xù)，即 1秒續(xù)， 4 秒斷。 S：監(jiān)視。通過掃描點監(jiān)視用戶回路通、斷狀態(tài)，以檢 測用戶摘機、掛機、撥號脈沖、過電流等用戶線信號。 C：編譯碼。通過編譯碼器及相應的濾波器，完成模擬語音信號的 A/D 和 D/A 變換，可由硬件選擇 A律或 μ律。 H：混合電路（ 2/4 線轉換）。完成 2 線的模擬用戶線與交換機內部 4 線的 PCM 傳輸線之間的轉換。 T：測試。通過軟件控制用戶電路中的測試轉換開關，對用戶可進行局內側和外線側測試。 除此之外，用戶電路還具有增益控制， a、 b 線極性反轉， 12/16kHz 計次脈沖發(fā)送等其它功能。其它終端電路在此不一一敘述。 2． 數(shù)字交換網(wǎng)絡 程控數(shù)字交換機的根本任務是要通過數(shù)字交換實現(xiàn)大量用戶之間的通話連接，數(shù)字交換網(wǎng)絡是完成這一任務的核心部件。 數(shù)字交換網(wǎng)絡實現(xiàn)所有終端電路相互之間的聯(lián)系，以及處理機之間的通信，因此通過數(shù)字交換網(wǎng)絡能傳送話音、數(shù)據(jù)、內部信令、數(shù)字信號音、內部和外部消息等。 數(shù)字交換網(wǎng)絡分為用戶級 (入口級 )和選組級， 用于完成各條 PCM鏈路各個時隙的數(shù)字信息交換，包括空分交換和時分交換。數(shù)字交換以數(shù)字幀結構形式進行，每個呼叫建立都分配相應的時隙(TS)，即分配固定速率的信道 (CH)，標準速率 為 64Kbit/s，數(shù)字交換原理如圖 24 所示。 程控數(shù)字交換機采用的數(shù)字交換網(wǎng)絡主要有兩種典型結構：一種是由數(shù)字交換單元 (DSE)固定連接構成的數(shù)字交換網(wǎng)絡；另一種是由時間接線器 (T接線器 )和空間接線器 (S 接線器 )構成的數(shù)字交換網(wǎng)絡。 3． 處理機 (1)程控數(shù)字交換機的控制系統(tǒng) 程控數(shù)字交換機的控制方式主要是指控 制系統(tǒng)中處理機的配置方式，可分為集中控制方式和分散控制方式。分散控制方式又分為分級功能控制和全分布控制兩種。目前大、中容量的程控數(shù)字交換機均采用分散控制方式，如 EWSD、 AXE10 采用 2 級的分級功能控制結構，其中 EWSD 的 2級處理機稱為群處理機 (GP)和協(xié)調處理機 (CP)， AXE10 的 2 級處理機稱為區(qū)域處理機 (RP)和中央處理機 (CP)； NEAX6 F150 采用 3 級的分級功能控制結構， NEAX6 F150的 3級處理機稱為用戶處理機 (LPR)、呼叫處理機 (CPR)和主處理機 (MPR)； S1240采用全分布 控制結構，處理機分布在各個終端模塊和輔助控制單元中。 程控數(shù)字交換機對控制系統(tǒng)的要求： ① 具有足夠大的呼叫處理能力，如前所述用 BHCA 值來衡量；② 具有高度的可靠性，要求控制系統(tǒng)可靠地長期連續(xù)不間斷地工作，系統(tǒng)中斷累計時間在 20年內不得超過一小時，即平均在一年內不得超過三分鐘； ③ 能適應新業(yè)務和新技術發(fā)展的要求； ④經(jīng)濟合理。 (2)處理機的冗余配置 程控數(shù)字交換機不論采用何種控制結構，為了保證系統(tǒng)的可靠性，一般情況下，處理機都采取冗余配置措施。處理機冗余配置方式有雙機冗余配置和 N + n 冗余配置，其中雙機冗余配置 方式又可分為主 /備用和話務分擔方式； N + n 冗余配置方式的處理機可以采用 N + 1 備用方式。 負荷分擔也叫話務分擔，基本結構如圖 25 所示。兩臺處理機獨立進行工作，正常情況各承擔一半話務負荷。當一臺處理機產(chǎn)生故障可用另一臺處理機承擔全部負荷。負荷分擔的優(yōu)點： ① 過負荷能力強，能適應較大的話務波動； ② 可以防止軟件差錯引起的系統(tǒng)中斷； ③ 可聯(lián)機擴容。 主 /備用方式基本結構如圖 26 所示。主 /備用工作方式是指一臺處理機聯(lián)機運行，另一臺處理機話路設備完全分離作為備用。當主用處理機發(fā)生故障時，進行主備用轉換。 (3)處理機的可靠性 所謂系統(tǒng)或設備的可靠性是指在某一使用狀態(tài)下，在使用所希望的時間里滿意地完成規(guī)定任務的性能。無論是組建業(yè)務網(wǎng)還是組建支撐網(wǎng)，都必須充分重視可靠性問題。 描述系統(tǒng)、設備、部件等的機能在時間方面的穩(wěn)定性程度或性質，理解為系統(tǒng)、設備、部件的可靠性 (可用性 )，它的反面是不可用性?？捎眯杂?A 表示，不可用性用 U表示： A =MTBF/（ MTBF+MTTR） 其中， MTTR是平均修復時間， MTBF是平均故障間隔時間。 U = 1 A = MTTR/（ MTBF+MTTR） ≈MTTR/MTBF 在程控數(shù)字交換中的處理機常采用并聯(lián)結構的雙處理機和多處理機。隨著并聯(lián)設備的增加，等效不可用性按冪次下降。 對雙處理機： U 雙 ≈ 2MTTR^2/MTBF^2 對三處理機： U 3 ≈ 6MTTR^3/MTBF6^3 【例 21】 設處理機的 MTBF=1000小時， MTTR=2小時，試計算單處理機和雙處理機 配置時的不可用性。 解： U 單 ≈ MTTR/MTBF = 2/1000 = 210 3 即 20 年中有 350 小時故障。 U 雙 ≈ 2MTTR^2/MTBF^2=2*2^2/1000^2 = 810 6 即 20 年中有 小時故障。 程控數(shù)字交換機