现代通信网基础

第一章

交换式网络结构：用户终端通过用户线相连，交换节点间通过中继线相连，任何两个用户之间的通信都要通过交换节点进行转接交换；采用多址接入方式（频分多址接入FDMA、时分多址TDMA、码分多址CDMA）和复用技术（静态和动态）；优点：降低了骨干网的建设成本、便于网络的控制和管理。

通讯网的基本结构：终端节点、交换节点、业务节点、传输系统，保持帧同步和位同步、遵守相同的传输体制；按功能分为业务网（向用户提供各种通信业务）、传送网（按需为交换节点/业务节点之间的互连分配电路，在这些节点之间提供信息的透明传输通道，它还包含相应的管理功能）、支撑网（提供业务网正常运行所必需的信令、同步、网络管理、业务管理、运营管理等功能）；按位置分为用户驻地CPN、接入网和核心网；功能：信息传送、处理、信令机制、网络管理。

根据网络传递用户信息时是否预先建立远端到目的端的连接，将网络使用的交换技术分为两类：面向连接型和无连接型。使用相应交换技术的网络成为面向连接型网络和无连接型网络。面向连接型网络：两个节点间典型的一次通信过程包含三个阶段：连接建立、数据传输、连接释放；连接建立阶段，需要确定源端到目的端的连接应走的路由，并在沿途交换节点中保存该连接的状态信息；连接建立和连接释放阶段传递的是控制信息，用户信息则在数据传输阶段传输；电话、视频点播。无连接型网络：数据传输前，不需要在源端和目的端之间先建立通信连接，就可以直接通信；交换节点将独立地处理每一个分组，并为其寻找最佳转发路由；QQ、短信。面向连接方式适用于大批量、可靠的数据传输业务，但网络控制机制复杂，无连接方式控制机制简单，适用突发性强、小批量的数据传输业务。

电话交换：在连接建立阶段，为用户静态地分配通信所需的全部网络资源；并在通信期间，资源将始终保持为该连接专用；在数据传输阶段，交换节点只是简单将用户信息在预先建立的连接上进行转发，节点处理实验可忽略不计，效率极高。优点：实时特性好，缺点：信道资源的利用率低、可靠性差。

分组交换：信息以分组为单位在网上传递；分组以存储-转发的方式在节点进行交换；以统计复用方式使用带宽资源。根据网络处理分组方式的不同，分为数据报和虚电路。

数据报：属于无连接方式，优点是协议简单、无需建立连接，无需为每次通信预留带宽资源，解决了带宽利用率低的问题，缺点是没有为通讯建立相应的连接，并预留所需的带宽资源，因此分组在网络上传输时，需要携带全局有效的网络地址，在每一个交换节点，都要经历一次存储、选路、排队等待线路空闲，再被转发的过程，因而传输时延大，并存在时延抖动问题。

虚电路：面向连接的分组交换方式，将数据包和电路交换两种技术的优点结合起来，已达到最佳的数据传输效果。虚电路建立、数据传输和虚电路释放。面向连接，但不沿路由预留资源；每分组携带定长标签,由定长标签决定下一跳；呼叫建立时确定固定的路由,对话期间不可变；交换机必须维持每一个呼叫的状态。特点:面向连接，静态复用（同步时分复用），透明传输，优点:实时性好，缺点:资源利用率不高，业务速率恒定，可靠性差，适于:实时性要求高，可靠性要求低的业务。

分层结构：优点1）降低网络设计的复杂度2）方便易购网络设备间的互相连通3）增强网络的可升级性4）促进了竞争和设备制造商的分工；协议是位于一个系统上的第N层通信实体与另一个系统上的第N层通信实体通信时所使用的规则和约定的集合（语法、语序、时序）；接口位于每一对相邻层之间，它定义了层间原语操作和下层为上层提供的服务。分层体系结构中，每个层次的功能由一定的软件或硬件完成，这些软硬件称为该层的实体。每层实体由两部分组成：相邻层间的接口和该层的通信协议。下层实体通过层间接口为上层实体提供服务；对等层实体之间通过协议进行通信

OSI参考模型：分为7层，其中一至三层称为通信子网（传送信息），五至七层称为资源子网（处理信息、解释信息语义），第四层为运输层（解决高层应用需求与下三层通信子网提供的服务之间的不匹配问题）；应用层（为用户提供到OSI环境的接入和分布式信息服务）、表示层（将应用进程与不同的数据表示方法独立开来）、会话层（为应用间的通信提供控制结构）、运输层（为两个端点之间提供可靠的、透明的数据传输，以及端到端的差错恢复和流量控制能力）、网络层（是高层与连接建立锁使用的数据传输和交换技术独立开来，并负责建立、保持、始终一个连接）、数据链路层（发送带有必须的同步、差错控制和流量控制信息的数据块，保证物理链路上数据传输的可靠性）、物理层（负责物理介质上无结构的比特流传输，定义接入物理介质的机械的、电气的、功能的特性）。

TCP/IP协议：应用层（包含支持不同的用户应用的应用逻辑）、运输层（为应用层提供可靠的数据传输机制）、IP层（该层执行在不同网络之间IP分组的转发和路由的选择）、网络接入层（负责一个端系统和它所在的网络之间的数据交换）、物理层（定义数据传输设备与物理介质或它锁连接的网络之间的物理接口）。

标准化组织：ITU（国际电信联盟）、IAB（Internet结构委员会）。

第二章

传输介质分为有线介质和无线介质两类，信号以电磁波的形式传播。有线介质有双绞线（非屏蔽UTP屏蔽STP；便宜，易于安装）、同轴电缆（抗干扰能力强于双绞线，适合于高频宽带传输）和光纤（容量大、体积小、重量轻、低衰减、抗干扰；多模光纤MMF单模光纤SMF）；无线介质有无线电（易产生，传输距离较长，能穿越建筑物，全向传播，传输衰耗大）、微波（传输容量大，不易受工业和天电干扰）、红外线（不能穿越固体物质，主要用于短距离、小范围内的设备之间的通信）。

SDH:是ITU-T制定的，独立于设备制造商的NNI间的数字传输体制接口标准。主要用于光纤传输系统，其设计目标是定义一种技术，通过同步的、灵活的光传送体系来运载各种不同速率的数字信号，通过字节间插的复用方式来实现的。优点：1）标准统一的光接口2）采用同步复用和灵活的复用映射结构3）强大的网管功能；STM帧结构是实现SDH的基础，STM-1=155.520Mb/s，STM-4、STM-16、STM-64=9953.28共4个等级；STM-1由9行、270列字节组成，STM-N则有9行、270*N列字节构成；每个STM帧由段开销SOH（用于SDH传输网）、管理单元指针和STM净负荷组成。

开销字节分为4类：RSOH(管理再生段，在发端产生、末端终结，主要功能有STM-N信号的性能监视、帧定位、OAM&P信息传送)、MSOH(管理复用段，在复用段的发端产生，在末端终结；主要功能有复用或串联低阶信号、性能监视、自动保护切换、复用段维护等)、POH(用于端到端的通道管理，主要功能有通道的性能监视、告警指示、通道跟踪、净负荷内容指示)、AU-PTR(定位STM-N净负荷的起始位置)

虚容器VC结构：为使STM净负荷区可以承载各种速率的同步或异步业务信息，SDH引入虚容器VC结构，一般将传送VC的实体成为通道。VC可以承载的信息类型没有任何限制，目前主要承载的信息类型有PDH帧、ATM信元、IP分组、LAN分组等。VC由信息净负荷和通道开销POH组成，POH在SDH网的入口点被加上，在SDH网的出口点被除去，然后信息净负荷被送给最终用户，而VC在SDH网中传输时则保持完整不变。VC分为高阶VC(VC-3,VC-4)和低阶VC(VC-2,VC-11,VC-12)。VC中的虚：1）VC中的字节在STM帧中并不是连续存放的，提高净负荷区的使用效率，同时使每个VC的写入和读出可以按周期的方式进行2）一个VC可以在多个相邻的帧中存放，即它可以再一个帧开始而在下一个帧结束，其实位置在STM帧的净负荷区中是浮动的。

STM净负荷的组织：SDH两级管理结构：管理单元AU和支路单元TU，AU由AU-PTR和一个高阶VC组成，它是在骨干网上提供带宽的基本单元，目前AU有两种形式，即AU-4和AU-3。AU也可以由多个低阶VC组成，此时每个低阶VC都包含在一个TU中。TU由TU-PTR和一个低阶VC组成，特定数目的TU根据路由编排、传输的需要可以组成一个TUG。目前TU有TU-11、TU-12、TU-2、TU-3等四种形式，TUG不包含额外的开销字节。类似的，多个AU也可以构成一个AUG以用于高阶STM帧。

SDH的复用映射结构：1) 映射：在SDH网的入口处，将各种支路信号通过增加调整比特和POH适配进VC的过程2) 定位：利用POH进行支路信号的频差相位的调整，通过指针处理定位VC中的第一个字节3) 复用：将多个低阶通道层信号适配进高阶通道层或是将多个高阶通道层信号适配进复用段的过程，复用以字节间插方式完成。

基本的网络单元：1）终端复用器TM主要为使用传统接口的用户提供到SDH网络的接入，2）分插复用器ADM负责在STM-N中插入或提取低阶支路信号，利用内部时隙交换功能实现两个STM-N之间不同VC的连接3）数字交叉连接设备DXC 4）再生设备 REG在无须上下电路的局站，对因长距离传输而衰减的SDH线路信号进行整形、定时、数据再生。 

第三章

信令：在通信网中，为完成某一通信业务，节点之间要相互交换的控制信息(包括终端、交换节点、业务控制节点)称为信令；作用：在指定终端间建立、监视、拆除通信信道，维护网络本身的正常运行；按信令的工作区域分：用户线信令、局间信令；按所完成的功能分：监视信令、地址信令、维护管理信令；按信令的传送方向分：前向信令、后向信令；按信令信道与用户信息传送信道的关系，局间信令又分为随路信令CAS,公共信道信令CCS

随路信令：信令与用户信息在同一条信道上传送，或信令信道与对应的用户信息传送信道一一对应。典型的随路信令：No.1,No.2,No.3,No.4,No.5,R1,R2；特点是信令与用户信息在同一条信道上传送，或信令信道与对应的用户信息传送信道一一对应。

公共信道信令：信令在一条与用户信息信道分开的信道上传送，并且该信令信道为一群用户信息信道所共享。信令的传送是与话路分开的、无关的。典型的共路信令：No.6,No.7；特点：信令在一条与用户信息信道分开的信道上传送，并且该信令信道并非某一个用户信息信道的专用信令信道，而是为一群用户信息信道所共享。

信令方式：通信网的各种设备之间传递的信令遵守的规则和约定。包含信令的编码方式(模拟编码方式、二进制编码方式、信令单元方式)、信令在多段链路上的传送方式（端到端方式、逐段转发方式、混合方式）及控制方式（非互控方式、半互控、全互控）。

No.7信令是一种公共信道信令，优点1) 信令系统更加灵活2) 信令传送速度快，呼叫建立时间短，设备利用率高3) 信令编码容量大，信令能力强大4) 利于向综合业务数字网过渡。

No.7信令方式采用不等长信号单元的形式来传送各种信令信息，在MTP第二级规定了三种基本的信号单元格式：消息信号单元MSU（用于传送各用户部分的消息、信令网管理消息及信令网测试和维护消息）链路状态信号单元LSSU（用于提供链路转台信息，以便完成信令链路的接通、恢复等控制）填充信号单元FISU（当信令链路上没有消息信号单元或链路状态信号单元传递时发送的用以维持信令链路正常工作的、起填充作用的信号单元）

ITU-T No.7 信令方式的功能级结构由消息传递部分MTP和用户部分UP组成；UP：用户级。由不同的用户部分组成，定义与某一类用户业务相关的信令功能和过程。 MTP-1：信令数据链路级。定义No.7信令网信令链路的物理、电气特性以及链路的接入方法等，提供双向的64K信令信道。相当于OSI参考模型的物理层。 MTP-2：信令链路级。确保一条信令链路直连两点间可靠传送信号单元，包含SU定界、链路定位、差错控制、流量控制等，相当于OSI参考模型的数据链路层。 MTP-3：信令网级。为信令网上任意两点间提供可靠传送能力，功能包括信令消息处理、信令网管理。

TUP:是ITU-T最早研究提出的用户部分之一，规定了电话通信呼叫连续处理中所需的各种信令信息格式、编码及功能程序。 (1) 初始地址消息(IAM)： 前向信令，为建立呼叫发出的第一个消息，含有建立呼叫、确定路由所需全部或部分地址信息。 (2) 带附加信息的初始地址消息(IAI)：是为建立呼叫发出的第一个前向信令，除IAM所含地址信息，还附加主叫用户的信息。 (3) 后续地址消息(SAM)：前向信令，在IAM后发送的地址消息，用来传送剩余被叫电话号码。 (4) 地址全消息(ACM) ：后向信令，表示收端局已收全呼叫至被叫用户所需的信息，还可包含被叫空闲和计费等信息。(5) 应答信令(ANC)：后向信令，表示被叫摘机应答，并且是计费应答。(6) 前向拆线信令(CLF)：发端局发出的前向释放电路信令。（7）后向拆线信令（CBK）：收端局发出的后向释放电路信令。 (8) 释放监护信令(RLG)：收端局对CLF的响应。收端局收到CLF后立即释放话路，并发出RLG。

SCCP 4级结构的局限性：

(1)  MTP只使用目的信令点编码DPC进行寻址，DPC的编码只在一个信令网内有效，不能进行网间直接寻址。

(2)  MTP业务指示语（SI）最多只支持16个用户部分，不能满足日益增多的新业务的需求。

(3)  MTP只能以逐段转发的方式传递信令，不支持端到端的令传递。

(4)  MTP不能传递与电路无关的信令，不支持面向连接的信令业务。

SCCP主要功能包括：

(1) 在MTP-3的基础上为上层应用提供无连接的和面向连接的网络服务。

(2) 基于全局码GT(Global Title)的地址翻译能力。

(3）子系统号SSN(Subsystem Number)，可以惟一地标识一个信令点上的一个应用。

信令网的组成

7号信令网由信令点SP、信令转接点STP和连接信令点与信令转接点的信令链路三部分组成。

信令点:信令消息的起源点和目的点。包括交换局、操作管理维护中心、服务控制点等。

信令转接点：将信令消息从一条信令链路转发到另一条信令链路上。分为独立式信令转接点和综合式信令转接点。

信令链路：是信令网中连接信令点的基本部件。它由7号信令功能的第一、第二功能级组成。目前常用的信令链路主要是64 kb/s的数字信令链路。

按照通话电路和信令链路的关系，信令工作方式可分为对应工作方式(也叫直联方式)和准对应工作方式(也叫准直联方式)。

我国信令网采用三级结构。

第一级：HSTP，设在各省、自治区及直辖市，成对设置，负责转接它所汇接的第二级LSTP和第三级 SP的信令消息。

第二级：LSTP，设在地级市，成对设置，负责转接它所汇接的第三级SP的信令消息。

第三级： SP是信令网传送各种信令消息的源点或目的地点，各级交换局、运营维护中心、网管中心和单独设置的数据库均分配一个信令点编码。

信令网的路由是指两个信令点间传送信令消息的路径。信令路由选择是MTP第三功能级——信令消息处理部分完成的功能1) 信令消息处理功能：信令消息处理部分可进一步分成三个子功能，分别是消息分配、消息识别和消息路由；消息识别功能根据DPC判定本信令点是否为信令消息的目的地。若是，交给消息分配功能，否则交给消息路由功能转发。消息分配功能根据消息识别功能送来的SIO的编码来确定消息所属的用户部分，并传递给相应的用户。消息路由功能根据 SIO、DPC和SLS(信令链路选择码)选择一条合适的信令链路传送信令。

信令消息处理：

                     

第四章

同步网负责为各种业务网提供定时。同步是指信号之间在频率或者相位上保持某种严格的特定关系，也就是他们相对应的有效瞬间以同一个平均速率出现。钟同步、帧同步。

数字网的同步技术有接受同步、复用同步、交换同步。

定时分配电路是将基准定时信号逐级传递到同步通信网中的各种设备。包括局内定时分配（在同步网节点上直接讲定时信号送给各个通信设备）、局间定时分配（在同步网节点间的定时传递、PDH定时链路、SDH定时链路）。

同步网技术分为准同步和同步(主从同步和互相同步)。不同的同步采用不同的方法1）方向控制2）双向控制3）单端控制4）双端控制

准同步：各个节点的时钟彼此独立，但它们的频率精度要求保持在极窄的频率容差之中，网络接近于同步工作状态；优点是网络结构简单，各节点时钟彼此独立工作，节点之间不需要有控制信号来校准时钟的精度。缺点：节点时钟是互相独立的，不管时钟的精度有多高，节点之间的数字链路在节点入口处总是要产生周期性的滑动，对通信业务有损伤；为了减小通信业务损伤，时钟必须有很高的精度，通常要求采用原子钟，需要较大的投资，可靠性也差。

主从同步：指数字网中所有节点都以一个规定的主节点时钟为基准，主节点外的所有节点或者是从直达的数字链路上接收主节点送来的定时基准，或者是从经过中间节点转发后的数字链路上接收主节点送来的定时基准，然后把节点的本地振荡器相位锁定到所接收的定时基准上，使节点时钟从属主节点时钟。优点1)避免了准同步网中固有的周期性滑动2）锁相环的压控振荡器只要求较低的频率精度，较准同步方式大大降低了费用3)控制简单，特别适用于星形或树形图。缺点：1）系统采用单端控制，任何传输链路中的扰动都将导致定时基准的扰动。这宗扰动将沿着传输链路逐渐积累，影响网中定时信号的质量。2）一旦主节点的基准时钟和传输链路发生故障，就会造成从节点定时基准的丢失，导致全系统或局部系统丧失网同步能力。

相互同步：指数字网中没有特定的主节点和时钟基准，网中每一个节点的本地时钟通过锁相环受所有接收到的外来数字链路定时信号的共同加权控制。优点：1）当某些传输链路或节点时钟发生故障时，网络仍处于同步工作状态，不需要重组网络，简化了管理工作2）可以降低节点时钟频率稳定度的要求，设备比较便宜3）较好地适用于分布式网络 缺点：1）稳态频率取决于起始条件、时延、增益和加权系数等，因此容易受到扰动2）由于系统稳态频率的不确定性，因此很难与其他同步系统兼容3）由于整个同步网构成一个闭路反馈系统，系统参数的变化容易引起系统性能变坏，甚至引起系统部稳定。

外时间基准同步：指数字通信网中所有节点的时间基准依赖于该节点所能接收到的外来基准信号。特点：频率精度高，传输路径与数字信息通路无关；只能外时间基准信号的覆盖区才能采用，需要专门的接收设备。外时间基准信号是GPS和GLONASS.

GPS是美国国防部组织建立并控制的卫星定位系统，它可以提供三维定位、时间同步、和频率同步，是一套覆盖全球的全方位导航系统。由GPS卫星系统（24颗卫星、分布在6个轨道，3颗备用）、地面控制系统（1个主控站、5个监控站、3个地面站）和用户设备组成（GPS接收机-天线、馈线、中央处理单元）。

数字同步网结构：全同步网、全准同步网、混合同步网

全同步网：同步网接受一个或几个基准时钟控制。优点是实现方法简单，只需要配备GPS接收机，而且成本低。缺点可靠性低。

全准同步网：网内的所有时钟都独立运行，不接受其他时钟的控制，网络采用分布式结构。应用不普遍，只有一些地域小的国家采用这种方式，当网络规模较大时，这种结构的网络不仅成本高，而且难以控制，网络的同步性难以保证。

混合同步网：将同步网划分为若干个同步区，每个同步区是一个子网，在子网内采用全同步方式，在子网间采用准同步方式。与全同步区别：在全同步网内，各个基准时钟之间通过一定的方式使各个基准时钟同步运行。全同步网具有很高的同步性能。而在混合方式下，子网与子网的基准时钟间不需要进行同步，他们是独立运行的。

第五章 电话通信网

电话网的构成要素：用户终端设备、交换设备和传输系统；用户终端设备即电话，是用户直接使用的工具，主要完成将用户的声音转换成电信号或将电信号还原成为声音信号。交换设备主要负责用户信息的交换；传输系统负责在个交换节点之间传递信息。

电话网的特点：1）同步十分复用2）同步十分交换3）面向连接4）对用户数据透明传输

语音业务的特点：1）速率恒定单一64kb/s 2）话音对丢失不敏感3）语音对实时性要求较高4）话音具有连续性。

电话交换机的硬件结构：

硬件可划分为话路子系统和控制子系统；话路子系统包括：用户模块、远端用户模块、中继模块、信令设备、交换网络；控制子系统包括处理及系统、存储器、外设和远端接口等部件，通过执行软件系统来完成规定的呼叫处理、维护和管理等功能。

用户模块包括用户电路和用户级；用户电路是数字程控交换机连接用户线的接口电路，目前电话网中大多数用户都是模拟用户，采用模拟用户电路。用户级完成话务集中的功能，一群用户经用户级后以较少的链路接至交换网络，来提高链路的利用率。

模拟用户电路的功能为BORSCHT，B馈电O过压保护R振铃S监视C编译码H混合电路T测试。

运行软件又称联机软件，是指存放在交换机处理机系统中，对交换机的各种业务进行处理的程序和数据的集合。根据功能不同，分为操作系统、数据库系统和应用软件系统三部分。操作系统是处理机硬件与应用程序之间的接口，用来对系统中的所有软硬件资源进行管理；数据库系统对软件系统中的大量数据进行集中管理，实现各部分软件对数据的共享访问，并提供数据保护等功能；应用软件包括呼叫处理程序、维护和管理程序；呼叫处理程序主要用来呼叫处理功能，包括呼叫的建立、监视、释放和各种新业务的处理；维护和管理程序的主要作用是对交换机的运行状况进行维护和管理。

呼叫处理程序包括用户扫描、心灵扫描、数字分析、路由选择、通路选择、输出驱动等功能模块。

电话网的基本结构

等级网：每个交换中心被赋以一定的等级，不同等级的交换中心采用不同的连接方式，低等级的交换中心一般要连接到高等级的交换中心。通常采用星型＋网状结构。

无级网：每个交换中心都处于相同的等级，完全平等，各交换中心采用网状网或不完全网状网相连。

五级网的缺点：1）转接段数多2）可靠性差

我国电话网为5级，大区中心C1、省中心C2、地区中心C3、县中心C4、端局C5和汇接局Tm组成

三级网由一级长途交换中心DC1、二级长途交换中心DC2、端局DL和汇接局Tm组成

本地网结构：1) 网状网结构： 网状网结构中仅设置端局（DL），各端局之间个个相连组成网状网。端局通过用户线与用户相连，它的职能是疏通本局用户的去话和来话业务。2) 二级网结构 （端局DL＋汇接局Tm，每个汇接局管辖的范围为一个汇接区，采用网状＋星型结构）    

             

路由：指源节点到目的节点之间建立的一个传送信息的通路。它可以由单段链路组成，也可以由多段链路串接而成。

链路：是指两个相邻交换中心节点间的一条直接电路或电路群。

呼损：指在用户发起呼叫时，由于网络或中继的原因导致电话接续失败，叫做呼叫被损失，简称呼损。

                 

路由选择称为选路，是指一个交换中心呼叫另一个交换中心时在多个可能的路由中选择一个最优的，对一次呼叫而言，直到选到了可以到达目标局的路由，路由选择才算结束。

电话网的选路结构：等级制选路、无级选路

等级制选路是指路由选择依次按顺序进行，而不管这些路由是否被占用。

无级选路指路由选择过程中，各个路由可以互相溢出而无先后顺序。

电话网的选路计划：固定路由选择计划、动态路由选择计划

固定选路计划：交换机的路由表在相当长的一段时间内保持不变，若要改变路由表，须人工进行参与。

动态选路计划：交换机的路由表可以动态改变，这些改变可以是预先设置的，也可以是实时进行的。

我国长途网固定等级制选路。采用以下选路原则 (1) 所选路由局向最多为三个。 (2) 选择顺序为先选直达路由，再选迂回路由，最后选最终路由。 (3) 选择迂回路由时，先选择直接至受话区的迂回路由，后选择经发话区的迂回路由。所选择的迂回路由，在发话区是从低级局往高级局的方向，而在受话区是从高级局往低级局的方向。(4) 在经济合理的条件下，应使同一汇接区的主要话务在该汇接区内疏通，路由选择过程中遇低呼损路由时，不再溢出至其他路由，路由选择即终止。

路由选择原则：1）确保信息传输质量和信令信息的可靠传输；2）有明确的规律性，确保路由选择中不会出现死循环3）一个呼叫连接中串接的段数尽量少4）不应使网络设计或交换设备过于复杂5）能在低等级网络中疏通的话务量，尽量不在高等级交换中心疏通。

智能网产生的背景：电信业务装机趋于饱和；电信竞争从资源竞争转向业务竞争；只有不断推出新业务才能适应市场竞争

智能网是在原有电信网络的基础上，为快速提供新业务而设置的附加网络结构。

IN服务于原有电信网，使电信网功能增强，电信网在IN的作用下，自身不需改动，即可向整个网络的用户快速、灵活、经济、有效地提供新业务。 

结构：业务交换节点SSP、业务控制节点SCP、业务管理系统SMS、信令转节点STP、智能外设IP、业务创建环境SCE

业务交换节点 

呼叫处理功能负责接收用户呼叫、执行呼叫建立、呼叫保持、呼叫释放等基本接续功能。

业务交换功能 接收、识别出智能网呼叫；使用NO.7信令与SCP进行通信，响应SCP的指令，按SCP的业务逻辑要求完成呼叫处理。

业务控制节点(SCP) 是智能网的核心部分，负责存储用户数据和业务逻辑；接收SSP查询请求，查询数据库等；执行业务逻辑，指挥SSP完成智能业务呼叫；由大、中型计算机系统和大型实时数据库系统构成。

业务数据节点（SDP） 用于存储及访问智能网的业务数据。SDP可包含在SCP中。

SMS: 业务管理系统(Service Management System) 实现IN系统的管理功能：业务逻辑、业务数据、用户数据管理，业务检测及业务量管理

SCE：业务创建环境(Service Creation Environment) 为业务设计者提供了可视化的编程环境，用户可以利用预定义的标准元件设计新业务的业务逻辑，定义相应的业务数据。

IP：智能外设(Intelligent Peripheral)  是协助完成智能网业务的专用资源；完成语音合成、播放、识别等；可以是独立的，也可以是SSP的一部分。

STP：信令转节点 在智能网中，STP负责 SCP与SSP及其他节点之间的信令传递。

1）用户拨打800业务号码2）SSP识别智能业务，挂起当前呼叫，向SCP查询800业务号码3）SCP查询数据库后向SSP返回译码结果4）SSP根据被叫的真实号码继续执行呼叫处理，直至接通被叫。

第六章 移动网

移动通信是指通信的一方或双方可以在移动中进行的通信过程，也就是说，至少有一方具有可移动性。可以是移动台与移动台之间的通信，也可以是移动台与固定用户之间的通信。

移动通信的种类繁多，分为

(1) 集群移动通信。集群移动通信是一种高级移动调度系统。所谓集群通信系统，是指系统所具有的可用信道为系统的全体用户共用，具有自动选择信道的功能，是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途和高效能的无线调度通信系统。

(2) 公用移动通信系统。公用移动通信系统是指给公众提供移动通信业务的网络。这是移动通信最常见的方式。这种系统又可以分为大区制移动通信和小区制移动通信，小区制移动通信又称蜂窝移动通信。

(3) 卫星移动通信。利用卫星转发信号也可实现移动通信。对于车载移动通信可采用同步卫星，而对手持终端，采用中低轨道的卫星通信系统较为有利。        

(4) 无绳电话。对于室内外慢速移动的手持终端的通信，一般采用小功率、通信距离近、轻便的无绳电话机。它们可以经过通信点与其他用户进行通信。

(5) 寻呼系统。无线电寻呼系统是一种单向传递信息的移动通信系统。它是由寻呼台发信息，寻呼机收信息来完成的。

GSM系统网络结构及接口

GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统，基站子系统(BSS)由基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)组成；网络子系统由移动交换中心(MSC)和操作维护中心(OMC)以及归属位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、鉴权认证中心(AUC)和设备标志寄存器(EIR)等组成。

基站系统(BSS)负责在一定区域内与移动台之间的无线通信。一个BSS包括一个基站控制器(BSC: Base Station Controller)和一个或多个基站收发台(BTS: Base Transceiver Station)两部分组成。 

1) 基站收发台(BTS)

BTS是BSS的无线部分，受控于基站控制器BSC，包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、天线、连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。它完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。

2) 基站控制器(BSC)

BSC是BSS的控制部分，处于基站收发台BTS和移动交换中心MSC之间。一个基站控制器通常控制几个基站收发台，主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内移动台越区切换进行控制等。

3）网络子系统主要包含GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。NSS由一系列功能实体构成，各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过No.7信令系统互相通信。

        (1) 移动交换中心MSC是蜂窝通信网络的核心，如6.2节所述，它为本MSC区域内的移动台提供所有的交换和信令功能。

        (2) 网关MSC(GMSC：Gateway MSC)是完成路由功能的MSC，它在MSC之间完成路由功能，并实现移动网与其他网的互连。

       (3) 归属位置寄存器HLR是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。在移动通信网中，可以设置一个或若干个HLR，这取决于用户数量、设备容量和网络的组织结构等因素。每个用户都必须在某个HLR(相当于该用户的原籍)中登记。登记的内容主要有：

● 用户信息：如用户号码、移动设备号码等；● 位置信息：如用户的漫游号码、VLR号码、MSC号码等。● 业务信息：用户的终端业务和承载业务信息、业务限制情况、补充业务情况等。

4) 访问位置寄存器VLR是一个用于存储进入其覆盖区的用户位置信息的数据库。 

      当移动用户漫游到新的MSC控制区时，由该区的VLR来控制。当移动台进入一个新的区域时， 

首先向该地区的VLR申请登记 

VLR要从该用户的HLR中查询，存储其有关的参数，并要给该用户分配一个新的漫游号码(MSRN)

然后VLR通知其HLR修改该用户的位置信息，准备为其他用户呼叫此移动用户时提供路由信息。 

一般的，一个MSC对应一个VLR，记作MSC/VLR。

5) 鉴权认证中心AUC与HLR相关联，是为了防止非法用户接入GSM系统而设置的安全措施。AUC可以不断为用户提供一组参数(包括随机数RAND、符号响应SRES和加密键Kc三个参数)，该参数组可视为与每个用户相关的数据，在每次呼叫的过程中可以检查系统提供的和用户响应的该组参数是否一致，以此来鉴别用户身份的合法性，从而只允许有权用户接入网络并获得服务。AUC 只与它相关的HLR之间进行通信。

6) 设备识别寄存器EIR是存储移动台设备参数的数据库，用于对移动设备的鉴别和监视，并拒绝非法移动台入网。

7) 操作和维护中心(OMC: Operation & Maintenance Center)对全网中每一个设备实体进行监控和操作，实现对GSM网内各种部件的功能监视、状态报告、故障诊断、话务量的统计和计费数据的记录与传递等功能。

GSM信道类型 物理信道和逻辑信道

GSM通信系统中，根据所传输的信息不同，将逻辑信道分为业务信道(TCH: Traffic Channel)和控制信道(CCH: Control Channel)。

1) 业务信道TCH

业务信道传输编码的话音或用户数据，按速率的不同分为全速率业务信道(TCH/F，22.8K）和半速率业务信道(TCH/H，11.4K)。

2) 控制信道CCH

        控制信道传输各种信令信息。控制信道分为以下三类：

        (1) 广播信道(BCCH)：一种一点到多点的单方向控制信道，用于基站向移动台的下行方向。BS在BCCH中向所有MS广播一系列的信息，用于移动台入网、位置登记和呼叫建立(如同步信息)。

2) 公共控制信道(CCCH)：一种一点对多点的双向控制信道，用于传送呼叫接续阶段所必需的各种信令信息。其中，CCCH又可以分为以下三种：

        ● 随机接入信道(RACH)：上行信道，用于移动台在申请入网时，向基站发送入网请求信息。

        ● 接入允许信道(AGCH)：下行信道，用于基站向移动台发送指配专用控制信道DCCH的信息。

        ● 寻呼信道(PCH)：下行信道，传送基站对移动台的寻呼信息。

        (3) 专用控制信道(DCCH)：一种“点对点”的双向控制信道，其用途是在呼叫接续阶段和在通信进行当中，在移动台和基站之间传输必需的控制信息。 

第七章 分组交换网

分组交换的技术特点 (1)信息分组，存储转发 (2) 动态统计时分复用 (3) 差错控制和流量控制

虚电路

数据报

连接方式

面向连接

无连接

分组头部中的用户标识

逻辑信道号

完整的源、目的地址

头部开销

低

高

路由选择

仅在建连接时进行

对每个分组进行

分组顺序

能够保证端到端顺序

不能保证

网络健壮性

低

高

适用场合

持续时间长的业务，

如文件传送、传真等。

短报文的传送，如询问/响应型业务等。

逻辑信道：

虚电路方式中，在每一段共享的物理线路上，同时承载了多个用户的信息，实质上形成了逻辑上的多条信道。这种形式的子信道称为逻辑信道，用逻辑信道号(LCN: Logical Channel Number)来标识。不同用户的数据分组通过LCN区分。

逻辑信道并不在全网中有效，而是在每段链路上具有局部意义。网内的节点机要负责逻辑信道号的转换。

虚电路是源端到目的端所历经的各个逻辑信道的组合，一条虚电路可由多段逻辑信道组成。

交换虚电路(SVC）和永久虚电路(PVC）       

SVC：每次呼叫时都需用户通过发送呼叫请求分组来临时建立虚电路的方式。

PVC：网络运营者为用户建立固定的虚电路，不需要在呼叫时临时建立虚电路，直接进入数据传送阶段。

第九章 ATM

ATM是异步传输模式，它采用快速分组交换和统计复用技术。具有以下特点1）采用短而固定长度的短分组2）采用统计复用3）ATM采用面向连接并预约传输资源的方式工作4）协议简化

ATM协议参考模型

ITU-T I.321建议提出的ATM协议参考模型，继承了N-ISDN协议模型的优点，用分开平面的概念来分离用户、控制和管理功能。因此ATM协议参考模型包括三个平面：用户平面、控制平面和管理平面

用户平面（U平面）：负责提供用户信息传送、端到端流量控制和恢复操作

控制平面（C平面）：负责建立网络连接，管理连接以及连接的释放。控制平面完成信令功能。

管理平面（M平面）：平面管理和层管理平面管理没有分层结构，负责所有的平面的协调；层管理负责各层的实体管理，并执行运行、管理和维护功能。

物理层：利用通信线路的比特流传送功能实现ATM信元的传送；分为物理媒介子层PM和传输会聚自称TC；TC子层的功能：1）传输帧生成和恢复2）信元定界3）信头处理4）信元速率解耦

ATM层：利用物理层提供的传送功能，想外部提供传送ATM信元的能力。四个特点1）信元复用和解复用2）VPI/VCI处理3）心头产生和处理4）一般流量控制

AAL层：负责将不同类型业务信息是配成ATM信元。

高层：根据不同的业务特点，完成其端到端的协议功能。

第十章 计算机网络及Internet

CSMA/CD采用冲突加强措施的目的是确保有足够的冲突持续时间，以使网中所有节点都能检测出冲突存在

CSMA/CD的设计思想： 1)侦听总线2）从突检测3）冲突加强4）重新发送数据

CSMA/CD的发送流程总结可概括成四点：先听后发,边发边听,冲突停止,随机延迟后重发

CSMA/CD方式的特点：原理简单，技术易实现，网络中各工作站处于同等地为，不要集中控制，但这种方式不能提供有限级控制，各节点竞争总线，不能满足远程控制所需要的确定延时和绝对可靠性的要求。此方式效率高，但当负载大，发送信息的等待时间较长。

以太网提供的服务重要特性:使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）;每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性;这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。

冲突域：在共享介质型局域网中，会发生冲突碰撞的区域称为一个冲突域。在一个冲突域中，同时只能有一个站点发送数据。

广播域：当局域网上任意一个站点发送广播帧时，凡能收到广播帧的区域称为广播域，这一区域中的所有站点称为处在同一个广播域。

主要互连设备：物理层：中继器；集线器数链层：网桥、局域网二层交换机；网络层：路由器、三层交换机；高层：网关、高层交换机

Internet：指国际计算机互联网，是互联网的一个特例。它使用TCP/IP协议进行互连，也称因特网。它满足三个特征：地理位置分散，管理上独立自治，资源共享。

TCP/IP网络层的核心是IP协议，同时还提供多种其他协议。IP协议提供主机间的数据传送能力，其他协议提供IP协议的辅助功能，协助IP协议更好地完成数据报文传送。

 IP层协议主要功能：IP分组封装与解封装;分组路由选择

Internet网络结构三层：第一层ISP(国家间网络互联)第二层IPS(地区ISP)第三层ISP(本地ISP)。

Internet有两大类路由选择协议：内部网关协议 IGP (Interior Gateway Protocol)    即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前这类路由选择协议使用得最多，如 RIP 和 OSPF 协议；外部网关协议EGP (External Gateway Protocol)若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议 EGP。在外部网关协议中目前使用最多的是 BGP-4。  

第十一章 宽带接入网

接入网：是由业务节点接口和用户网络接口之间的一系列传送实体所组成的为传送电信业务、提供所需传送承载能力的实施系统，并通过Q3接口进行配置和管理。包含用户线传输系统、复用设备、数字交叉连接设备和用户网络接口设备。其主要功能包括交叉连接、复用、传输，但一般不包括交换功能，并且独立于交换机。

设计目标：1）支持综合业务接入2）开放、标准化SNI接口3）独立于SN的网络管理系统

接入网的界定：接入网覆盖的范围有三个接口界定，网络侧经SNI与业务节点SN相连，用户侧经UNI接口与用户驻地设备CPE相连，CPE可以是简单的一个终端，也可以是一个复杂的局域网或其他任意的用户专用网。TMN侧可通过标准管理接口Q3对接入网设备进行配置和管理。（图见背面）

接入网一般的物理结构

分为馈线段、配线段和引入线段。

ADSL工作原理及接入参考模型

ADSL是一种一普通电话双绞线作为传输媒介，实现高速数据接入的一种技术。其最远传输距离可达4~5KM，下行速度为6~8MB/S上行768MB/S。采用FDM频分复用和DMT离散多音调制技术。

基于ADSL技术的宽带接入网主要由局端设备和用户端设备组成：局端设备、用户端设备、话音分离器、网管系统。局端设备和用户端设备完成ADSL频带的传输、调制解调，局端设备还完成ADSL信号的复用，并与骨干网相连。话音分离器是无源器件，停电器件普通电话可照样工作，它由高通和低通滤波器组成，起作用是将ADSL频带信号与话音频带信号合路与分路。这样，ADSL的高速数据业务与话音业务就可以不受干扰