1、1数字程控交换机培训教材第一章 电信网和程控数字交换机概述 现代社会有两大基础设施：交通运输网和电信网 (Telecommunication Network) 。如果把社会比作人，则交通运输网就好比人的血液循环系统，而电信网则好比人的神经系统。它们的顺畅会极大地促进社会的发展；相反，两大网络只要有一个不顺畅，则会对社会造成巨大的损失。在社会信息化的过程中，电信基础设施的建设尤其重要。除了上述的电信网外，电信基础设施 ( Telecommunication Infrastructure)还包括信息源、电信终端、电信标准与电信法规等。电信网是由传输系统将各种电信终端设备和业务提供点连接到各交换机而
2、构成的。交换机是电信网的核心或枢纽站。总的说来，主要是交换系统发展制约着电信网的发展，尤其是制约着电信业务的开展。但是电信网和电信业务的发展反过来也会促进交换系统的发展。本章我们将介绍电信网和程控数字交换机的基本概念，以作为后续各章的基础1.1 电信网基本知识1. 概述 人类大多数活动依赖于信息(Information)。信息以各种各样的形式表现出来，如人类的语言(Voice)、手写或印刷的文本(Text)、计算机数据（Data）以及各种各样的图形（Graphic）和图象（Image）等。信息可以被处理、加工、存贮、转移、显示、复制和利用。所谓电信（Telecommunication）就是将信
3、息变换成电信号再进行远距离传输（Transmission）和交换（Switching）。最早的电信就是 1837 年 Wheatstone 和 Morse 发明的电报。这是一种每次沿一个方向发送信息的、点到点的数字通信。1876 年 A.G.Bell 发明了电话，从而开始了点到点的双向会话通信，但它是模拟通信。经过 100 多年的发展历程，现在已在全世界所有国家建立了电信网，并且各个国家电信网之间已经在实现互联互通，全世界 200 多个国家和地区的近 10 亿部电话的多数已能彼此通话。下面我们先介绍本地电话通信网的基本组成形式。图 1.1-1 就是电话网的两种最基本的形式。图 1.1.1-1（
4、a）为单汇接局制电话网，图 1.1.1-1（b）为多汇接局制电话网。图中，网内任一用户均可以通过各相关 (端局(End Office)、支局(Branch Office)和/或汇接局(Tandem Office)与同一网内的其他所有用户进行通信。交换局与交换局间的线路称为中继线路（Trunk Circuit）；用户与交换局间的线路称为用户线路（Line Circuit）。因端局的用户线与PABX（用户交换机）的中继线相连，所以 PABX 与端局间的线路，对 PABX 称为中继线路，而对端局而言则称为用户线。汇接局用于汇接（转接）各端局的出和入中继线路；端局是用户（包括 PABX）入网局点；支局
5、与端局的功能基本相2同，只是它接入的用户数较少，而且支局须经端局与汇接局间接相连。在电信网中, 当一个交换局可经多条路径与另一个交换局相连时（如图 1.1.1-1（b）那样），则在呼叫接续（Connection）时，有一个路径（通常称为路由Route）选择问题。图 1.1.1-1 所示的电话网通常称为市话网（Local Network），它们可用于大、中城市。通常市话交换网可分为两级，即汇接局和端局。要组成全国乃其全球电话网, 则需要将各个市话网与其所属长途端局(Toll Office)或长途汇接局（Toll-Tandem Office）连接。为了实现呼叫的接续，在各个电话局，包括长途汇接局、
6、长途端局（图中未给出）、市话汇接局和市话端局（含支局）分别配置相应的交换机。它们分别称为长途汇接交换机（Toll-Tandem Exchange）、长途交换机（Toll Exchange）、市话汇接交换机（Local-Tandem Exchange）和市话交换机（Local Exchange）。1.1.2 电信网的种类和拓扑结构 电信网种类繁多，按业务可分为：电话网、电报网、传真网、数据网、CATV 网和 ISDN 网；按信号形式可分为：模拟网、数据网和混合网；按网络用途可分为：承载网、交换网和支撑网；按网络拓扑分为：网状网、星形网、复合网、树形网、链形网、环形网和总线网；按服务范围可分为：本
7、地网、长途网和国际网；按网络层次可分为：骨干网、接入网和用户网；按带宽可分为窄带网和宽带网等；按传播媒体可分为：有线网和无线网；按服务对象可分为：公用网和专用网；按网络等级可分为等级网和无级网。实际上，在上述各类中，大多数还可以进一步分为若干子类。比如，支撑网就包括这样的四种网：数字同步网、七号信令网、集中智能网和电信管理网。又如专用网可进一步分为军事、公安、铁路、电力、水利、石油、矿冶基地、交通、金融银行、新闻、工厂企业、水文、气象、林区、牧区、渔业、防汛救灾及旅游行业等专用网。3尽管电信网种类如此之多，但就网络的组织形态，即拓扑结构来说常用的有如下几种：全网状网、部分网状网、星形网、复合网
8、、树形网、链形网、环形网和总线网等，如图 1.1.2-1 所示。在全网状网中，传输链络的冗余度最大，因而网络的可靠性最好，但链路利用率低，网路的经济性差。它们仅用于对可靠性要求特别高的场合。在星形网中，设有一个交换中心，用户之间的呼叫均通过交换中心进行。设网络用户数为 N，星形网的传输链路只有 N 条，当 N 较大时,比全网状网所需的 N(N-1)/2条链路要少得多。它可用于组成范围很大的网络，是现在普通采用的电话网的网络结构的基础。其可靠性较全网状网的低，但其经济性则较全网状网能获得大大的改善。复合网是在星形网的基础上发展起来的。在用户较为密集的地区，分别设置交换中心，形成各自的星形网，然后
9、将各交换中心以全连接方式或部分连接方式互联组成复合网。这种网的规模不断扩大，最终可实现覆盖一个地区、一个国家乃至全球。树形网目前广泛用于 CATV 分配网和某些专网（如军队网等）。环形网和总线网则多用于计算机通信网。链形网常于专网，也用于中继站有上下话路的微波中继公用通信网。1.1.3 电信网的组成 从逻辑上说，电信网是由节点（Node）、链路（Link）和端点（End）以及信令（协议）组成的，而在物理上，完善的电信网则是由交换网、传输承载网和终端设备以及支撑系统组成的。交换网和传输承载网是电信网的基础网，而支撑系统则是电信网的辅助网。它们的层次模型关系如图 1.1.3-1 所示。尽管我国和世
10、界上大多数国家一样，目前尚未建立成这种多层次的综合电信网，但都是朝着这个方向发展的。4下面简单地介绍一下各个网的功能。第一层是传输承载网。它包括了中继链路、本地传输链路和接入网等。图1.1.3-2 给出了一个典型中继站的组成框图。在这里，传输系统既可采用PDH（准同步数字系列）也可采用 SDH（同步数字系列）的数字复接技术。局用程控数字交换机的中继线的一般数据速率为 2Mb/s。如果采用 PDH 系统且交换机的中继线的数据速率为 8Mb/s 或 34Mb/s，则数字配线架（DDF）需分别置于图中 C-D、C-D和 A-B、A-B两个接口处，因而也可相应地节省复/分接器(MUX)。图中的数字配线
11、架（DDF）可以用数字交叉连接设备（DXC、DCC）代替。数字交叉连接系统是一个完全无阻塞的交换系统，它可取代传统的人工跳线和数字配线架，并具有交换功能。数字交叉系统使用功能强大的微处理机，具有高密度的交叉节点处理器，使其能在短短的几秒钟内实现所要求的多个交叉连接。它可进行一、二、三、四次群的交叉连接，并可实现高次群和低次群的转换、阻抗变换、无帧操作、信令转换等，并能与国际上所用到的不同数据通信接口适配。此外，它还能提供线路的实时监视、网络监控等，通过改变指令系统可以对任何一条电路进行实时调度。5随着同步数字系列（SDH）的推广应用，传输链路（特别是长途干线和专网）正越来越多地采用 SDH 传
12、输系统，SDH 系统比 PDH 系统更有利于传输设备简化、成本降低和管理功能的加强，也是未来宽带 ISDN 的基础设施。第二层是基本的交换网。它由各种类型的交换机（如国际局、长途端局、长途局、市话汇接局、市话端局交换机、远端模块、远端用户单元和用户交换机等）组成。交换机之间的话音通道叫做话务路由，并以点划线表示。话务路由的传输路径由传输承载网提供，如图中的实线所示。应该指出的是，一个话务路由和其传输链路间未必是一一对应关系，仔细比较交换网的话务路由和传输承载网的链路就可以看出这一点。6第三层是信令网。它是各交换机的信令点（SP）和信令转接点（STP）及其间的共路信令链路所组成的网络。在一个数字
13、网中，通常信令链路数要比话务路由数少。实际上，信令网是一个分组数据通信网。第四层是同步网。该网将从一个或多个参考源来的定时信号传播到交换网中的所有数字交换机中。同步网包含有由数字交换机中的各定时单元所形成的同步节点，以及其间的同步链路。第五层是集中式智能网。该网提供程控数字交换机及其业务控制（SCP）间的访问，而 SCP 包含有能提供集中的网络智能的数据库。同此它可以通过数字交换机向用户提供大量的智能业务。第六层是电信管理网。它由各种各样的运行和维护中心（OMC）、网络管理中心（NMC）以及对相关的交换机进行遥测、遥控和遥信的链路等组成。781.1.4 交换方式 常用的交换方式是电路交换、报文
14、交换和分组交换。1.电路交换（Circuit Switching）电路交换是指呼叫双方在开始通话之前，必须先由交换设备在两者之间建立一条专用电路，并在整个通话期间由他们独占这条电路，直到通话结束为止的一种交换方式。电路交换的优点是实时性好、传输时延很小，特别适合象话音通信之类实时通信场合。其缺点是电路利用率低，电路建立时间长，不适合于突发性强的数据通信。2.报文交换（Message Switching）(图 1.1.4-1（a）)报文交换又称为消息交换，用于交换电报、信函、文本文件等报文消息。这种交换的基础就是存储转发（SAF）。在这种交换方式中，发方不需先建立电路，不管收方是否空闲，可随时直
15、接向所在的交换局发送消息，交换机将收到的消息报文先存储于缓冲器的队列中。然后根据报文头中的地址信息计算出路由，确定输出线路，一旦输出线路空闲，即将存储的消息转发出去。电信网中的各中间节点的交换设备均采用此种方式进行报文的接收棿娲 转发，直至报文到达目的地。应当指出的是，在报文交换网中，一条报文所经由的网内路径只有一条，但相同的源点和目的点间传送的不同报文可能会经由不同的网内路径。报文交换的优点是不需要先建立电路，不必等待收方空闲，发方就可实时发出消息，因此电路利用率高，而且各中间节点交换机还可进行速率和代码转换，同一报文可转发至多个收信站点。其缺点是交换机需配备容量足够大的存储器，网络中传输时
16、延较大，且时延不确定。因此这种交换方式只适合于数据传输，不适合于实时交互通信，如话音通信等。3.分组交换（Packet Switching）(图 1.1.4-1（b）)在分组交换中，消息被划分为一定长度的数据分组（也称数据包），每个分组通常含数百至数千比特。将该分组数据加上地址和适当的控制信息等送往分组交换机。与报文交换一样，在分组交换中，分组也采用存储转发（SAF）技术。两者不同之处在于，分组长度通常比报文长度要短小得多。在交换网中，同一报文的各个分组可能经过不同的路径到达终点，由于中间节点的存储时延不一样，各分组到达终点的先后与源节点发出的顺序可能不同。因此目的节点收齐分组后尚需先经排序、
17、解包等过程才能将正确的数据送给用户。9在报文交换和分组交换中，均分别采用了一种称为检错和自动反馈重传（ARQ）的差错控制技术来对付数据在通过网络中可能遭受的干扰或其它损伤。分组交换的优点是可高速传输数据，实时性比报文交换的好，能实现交互通信（包括话音通信），电路利用率高，传输时延比报文交换时小得多，而且所需的存储器容量也比后者小得多。缺点是节点交换机的处理过程复杂。以上三种交换方式都限于低速数据交换。由于计算机高速数据传输和高速图象数据传输和交换需要，人们现正利用帧中继和 ATM 等宽带交换设备来传送高速数据。4.帧中继(Frame Relay)帧中继是快速分组交换技术之一。它适用于在多点间接
18、续大量高速突发数据，是向未来宽带 ATM 交换过渡的手段之一。帧中继采用统计时分多路复用(STDM)，并定义了网络的虚电路（VC）、永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）。其带宽是在有实际数据传输时才进行分配的，即在以分组（包）为单位的基础上进行动态分配的。当某个连接所要求的带宽暂时超出它的带宽范围时，帧中继网络交换机就将到来的数据暂存于缓存器等待以后再发送。帧中继将网络协议的纠错和控制（如同 X.25 协议中的那样）从网络移至终端系统，网络的主要功能则主要在于确定路由和发送分组。帧中继也是一种 ISDN 承载业务，而并未对分组进行处理。因此帧中继几乎不产生除暂时存贮延迟外的其它网络延迟。
19、这样，它就能实现更有效、速度更高的数据通信。帧中继的传输速率通常为 1.544Mb/s 或 2.048Mb/s,也可以工作在更高的速率（如 45Mb/s）上，所以帧中继必须使用光纤作传输媒质。5.ATM 交换10ATM（Asynchronous Transfer Mode）是建立在电路交换和分组交换的基础上的一种新的交换技术。ATM 交换又称信元（Cell）交换。其信元由信头和信息字段两部分组成。CCITT（已更名为 ITU-T）规定信元由 53 个八位组（共 424bit）组成，其中信头为 5 个八位组（40bit）、信息字段长 48 个八位组（共 384bit）。ATM 交换有以下几个特点
20、；（1）用户线和中继线上均采用信元，其分组长度固定且均为 53 个八位组（即424bit）；（2）ATM 以虚呼叫方式工作，可按需分配不同的传输信息速率。如果一个呼叫所需的资源可以分配到，则此呼叫被接收，否则遭拒绝。（3）不需要逐段链络进行差错控制或流量控制。由于采用光纤，传输差错率很低，信元中的信息部分就不用差错控制，但对其信头则需进行差错控制。对于数据通信，可由终端进行端到端的差错控制。（4）信头很短，用其标识虚连接，不提供序列编号，但需包含差错控制比特，因为一个差错，有可能导致信元走错路由。（5）信息字段也短，因而信元不长，使用短信元可以使发终端打包时延和交换节点排队最短，从而使信元传输
21、具有时间透明性。（6）提供监管功能，以保证用户不使用大于其申请的速率发送和接收信元。ATM 交换机结构可分时分和空分两大类，每一类可分为几个小类。时分类可分为共享总线、共享环和共享存储器。空分类可分为全互连网和多级互连网。ATM 交换机的基本功能框图如图 1.1.4-2 所示。11空间交换用于将信元从输入中继线 IJ，接续到输出中继线 Ok。输入信元头 Hi必须变换为输出信元头 Ho，以便为下一级交换机接续之用。因几个要送到 ATM 交换机同一输出中继线的信元，可能同时到达不同的输入中继线上，为了防止信元丢失，交换机必须提供能缓存的队列。这样一来，由 ATM 交换机所提供的功能有：呼叫选路（由
22、空间交换实现）、信元头翻译和排队。ATM 交换使用虚路径（VP）和虚通道（VC）概念，在信元头中有相应的虚路径标识符（VPI）和虚通道标识符（VCI）。根据它们又将输入的 ATM 信元输送到相应的输出中继线或用户线上来，从而完成交换接续任务。ATM 交换有两个主要特征：信元交换和各类连接间的统计复用。ATM 交换是通过时分交换和空分交换完成的。空分交换在实现时体现为各种形式的交换传送媒体。这些交换资源是由各虚连接的信元复用的。为解决信元对这些资源占用的竞争，必须对信元进行排队，在时间上将各信元分开，因此时分交换在实现时体现为排队机制。队列则主要是由存储器实现的。显然存储器容量的大小和对其存取速
23、度的高低，不仅影响着 ATM 交换机的性能，而且也影响整个交换机的成本。ATM 交换机是 B-ISDN 发展的关键。它采用单一的交换结构，灵活有效地支持从窄带话音、数据传输到高清晰度电视（HDTV）等宽带视频分布范围极广的综合业务。1.1.5 电信网络规划 如前所述，交换系统是电信网的核心，所以在设计和使用交换系统时，就需要考虑以下几个与电信网规划密切相关的问题：路由规划、编号制度、计费、传输、信令和同步等。1.路由规划（Route Planning）我国的电话网是一个由本地网和长途网两部分组成的等级制树状网，如图1.1.5-1 所示。其中，长途网包括四级交换中心。第一级交换中心（C1），为省
24、间中心又称大区中心。它汇接一个大区内各省（自治区）之内的通信中心。大区中心分别设立北京、沈阳、南京、武汉、成都和西安。它们也是国际长途通信的汇接中心。第二级交换中心（C2），为省中心局（即省会的长话局）。它汇接省（自治区）内的各地区之间的通信中心。12目前，在我国第一级和第二级交换中心实际上已经合成一级了，也就是说省（自治区）之间均已建立了直达路由。第三级交换中心为地区中心，位于地区机关所在地，用于汇接本地区之间的通信中心。第四级交换中心为县中心，用于汇接本县城镇、农村之间通信的中心。以上四级交换中心构成我国的长途网部分。在这四级长途网中，任一级至下级均采用辐射式连接。这种辐射式连接的电路群（
25、如图 1.1.5-1 中的粗实线所示）称为基干路由。但是长途网不能仅以基干路由组成，否则有的长话转接次数太多，不仅影响接续速度而且影响接通率。为此根据需要，设置了一些高效直通路由和低呼损路由。有了基干路由、高效直达路由和低呼损路由相结合的四级汇接辐射式长途网，可使长话接续的灵活性大为提高，转接次数减小，更为经济合理、安全可靠。在长话网中，既有直达路由，又有多个不同的转接路由（又称低呼损路由）。此时，路由选择顺序必须遵循以下规则：先选择直达路由，后选迂回路由，最后选基干路由。在选择迂回路由时，所选的任何一个转接长话局都应在发端长话局和终端长话局所构成的基干路由上；先选择直接至受话区的迂回路由，后
26、选择经发话区的迂回路由。所选择的迂回路由应确保在发话区是按自下而上(从低级局到高级局)的方向及由近到远的顺序进行(对终端局位置而言)。在受话区按自上而下的方向进行接续。13为增加接通的机会, 还允许在发话区一侧，在地区中心局、省中心局及省间中心区的每一级均可进行同级迂回转接一次。在一次长途电话接续中，最多只能进行五次迂回路由选择。若以高效路由椀秃羲鹩鼗芈酚蓷基干路由的顺序选择后，电话全忙，则此次长途接续为呼损。应该指出，我国长途电话网结构目前正在发生变化，即由五级网向三级网过渡。随着电信网和电信业务的发展，电信网还会过渡到二级网，而最终还会过渡到无级网。目前，人们所说的大 C3本地网就是指由
27、C3、 C4与 C5合并而成的网络。路由选择有两种方式：固定路由选择方式和动态路由选择方式。固定路由选择方式是指交换机始终按照事先排定的路由顺序选择表运作，尽管对已排定的路由编排表可作人工修改，但是这种改变将表现为对路由选择顺序的永久性的改变。目前，我国和世界上的大多电话交换网中的路由选择属于这种固定的路由选择式。动态路由选择方式，则与固定路由选择方式相反。交换局选择的路由通常依据时间和/或状态经常地自动变化。路由选择模式的更新可以是周期性的或非周期性的，事先设定的或随网路状态而变化的。目前发达国家（如美国）已经使用了动态选择方式。下面介绍随着网路状态或时间或网路所发生的事件，动态地改变选路方
28、案，进行动态无级选路（DNHR）或实时网络选路（RTNR）这两个动态路由选择方案。(1) 网路状态的动态调整选路方案这种方案是在周期性地（如几秒）监测网路中交换设备和传输设备实际占用的情况基础上，由网管系统的处理机选择最佳路由的。(2) 随时间而变的路由选择这种方案是利用各路由忙时周期的不一致性，而使发端局和收端局间的空闲电路得到尽可能多的利用。下面举例说明 DNHR 的概念(图 1.1.5-2)。设在北京、上海、武汉、南京和乌鲁木齐之间组成动态无级网：并假设将全天分成 5 个时间段，在每个时间段中，两城市间有各自的选路方案。例如，北京至上海的选路方案为：第一时间段（6:00?/FONT10:
29、00） 2-4-1-314第二时间段（10:00?/FONT14:00） 2-1-3-4第三时间段（14:00?/FONT18:00） 2-3-4-1第四时间段（18:00?/FONT22:00） 2-4-3-1第五时间段（22:00?/FONT6:00） 2-1-3-4通过这种动态选路策略可提高电话的接通率，增加选路的灵活性，同时可提高服务质量，又取得良好的经济效益。2编号方案（Numbering System）电话交换就是根据寻址信号（拨号音、号码、占用、振铃等）进行链路连接，以使得在电话交换网中用户之间建立信号通路的过程。所以，为使交换系统正确、有效地选择路由和被叫终端，必须有一个合理的
30、编号制度。对这编号制度的基本要求有：全球编号统一，号位尽量少、编号有规律且易于升位扩容。我国编号计划应符合国家标准国家通信网自动电话编号（GB3971.1-83）的相关规定。我国具体的编号实现方案可概括为如下几点：（1）按国内长途电话用户编号方法长途字冠 + 长途区号 + 市内电话号码（局号+用户号）长途字冠：0长途区号：2 位 ：10（北京）2X ，X=09 共 10 个号（直辖市、省中心）3 位 ：3X 1X9X 1X，共 350 个号，其中字头为“6”的号码分配给台湾省X1为奇数，X=09（省中心，地区中心）4 位 ：3X 2XX9X 2XX，共 3500 个号，其中字头为“6”的号码分
31、配给台湾省X2为偶数，X=09（县中心）（2）国际长途电话的编号15CCITT 规定，国家号由 1 位世界编区号和 1-3 位数组成，世界编区号具体分配见表1.1.5-1。表 1.1.5-1 世界编区号编号 地区 编号 地区12345北美非洲欧洲欧洲南美和古巴67890南太平洋（澳大利亚）独联体北太平洋（东亚）远东和中东备用拨打国际长途电话格式：国际长途字冠 + 国家号码 + 国内长途区号 + 市话号码（局号+用户号）我国国际长途字冠为“00”，国家号码为“86”。(3)本地网用户及本地网用户编号 本地网呼叫PQ R? +ABCD，其中 P=29，Q、R、A、B、C 为 09本地网用户呼叫网外
32、国内用户0+X1X2+PQ R? ABCD 本地网呼叫国际用户00+I1I2+X1X2+PQ R? ABCD I1I2国家号，X 1X2国内区号(4)特种业务编号：1XX，其中 X=0-9，常用特服见表 1.1.5-2。表 1.1.5-2 常用特种号码16编号 特种业务 编号 特种业务110112114117119匪警市话障碍市话查号报时火警120121170174168急救电话天气预报国际长途自动话费查询网内长途查号信息台3. 计费（Charging System）任何公共网均应有完善的计费制度，合理的收费可使用户及营运者都能获益，并促进通信业务的发展。同时随着电信网和电信业务的发展，计费方
33、式也正在发生变化，但在全国范围内这种变化是不完全平衡的。通常的计费方法有如下几种：(1) 本地电话网内计费方式 包月制每月对每台话机收取固定的费用。不论通话次数多少及时间长短，不再另收费。市话通信中常采用这种方法。单式计次制在这种计费方法中，采用下式计算每月话费：用户每月话费=月租费（座机费）+ 次数 5 费用/次这里的次数计算有两种方法：一是一次呼叫算一次；二是通话过程中每持续若干分钟（通常以 3min 计）算一次，不足 3min 也计一次。该方法也常用于市话通信中。 复式计费按通话时长和通话距离计费，也称 LAMA（Local Automatic Message Accounting）计费
34、方式。 用户交换机计费17若用户交换机采用 DOD1+DID 入网方式，可采用 PAMA（Private Automatic Message Accounting）计费方式。若用户交换机采用 DOD2+BID 入网方式，可采用包月制或对中继线按复式计次方式实行计费。(2) 长途自动电话计费方式采用详细记录计费方式，即按通话时长和距离计算话费。由发端长话局计费（称为 CAMA（Centralized Automatic Message Accounting），也可在本地局计费。长途自动电话只对主叫用户计费，长途半自动电话在话务员协助下可以对被叫用户及信用卡计费。(3) 国际全自动电话计费我国采用
35、详细记录计费方式，与国内长途自动拔号计费方式相同，即按通话时长和通话距离计算话费，可由国际局来计费，也可由长话局的自动计费设备计费。详细记录的主要信息有：收费类别、主叫号码（最大 10 位）、被叫号码（国家号+国内号）、通话开始时间、通话结束时间、费率（到被叫国每单位时间的话费）、每次通话总费用、路由信息等。4. 传输由于数字交换机为四线交换，本局接续、局间接续以及长途接续都会有四线环路。此外，数字交换机传输话音信号的时延比模拟交换机长，故应考虑四线环路产生的回声对传输质量的影响。这影响主要是对受话人的回声影响。为抑制回声以保证不产生共鸣，必须在四线环路中保持一定的终端衰减。经主观评定试验表明
36、，在本局接续的情况下，当四线环路衰减为 3.5dB 时通话质量最好，而在局间接续和长途接续的情况下，以 7dB 作为最小传输衰减最好。这是因为回声与时延有密切关系，而时延又受传输距离的影响。传输距离长，传输时延大时，回声的影响也大。这时，如果是长距离通话，增加四线环路衰减，虽然音量小些，但会使通话质量变好。根据上述考虑，在确定四线环路最小传输衰减时，有两种方式： 固定衰减值方式：本地网接续和长途接续采用同样的音减值，如图 1.1.5-3 所示。18可变衰减值方式：本地网接续和长途接续分别使用不同的衰减值如图 1.1.5-4 (a)本地网接续和(b)长途接续。5.网同步（Network Sync
37、hronization）数字网（Digital Network）的同步是数字网中各数字交换设备的时钟之间的同步。它包含了比特同步和帧同步。网同步的目的在于用控制频率和相位的方法来减小甚至消除滑码对于数据、图象和话音的不良影响。19我国的数字网的同步方式有两种：对国内通信网采用等级主从同步法如图1.1.5-5 所示。对于国际通信则以准同步方式运行，即各国采用独立的高稳定的原子钟作基准时钟，以确保彼此间的滑码的影响在可接受的范围内，如图 1.1.5-6 所示。为了确保同步的可靠，每一下级局要求上级局提供二条或二条以上的能够提取时钟信号的链路。我国各级时钟与电话网的交换级的对应关系如表 1.1.5-
38、3 所示。20表 1.1.5-3 电话网时钟等级网别 级别 交换的类型 主钟类型第一级 基准时钟 铯原子钟1/2 级交换中心、国际局的局内综合定时供给设备时钟（BITS）和交换机时钟受控铯原子钟，配以 GPS长途网第二级3/4 级交换中心的 BITS 和交换设备时钟 高稳晶振第三级 汇接端局的 BITS 和交换设备时钟 高稳时钟本地网第四级 远端模块、数字用户交模机、数字终端设备时钟6.信令系统（Signalling System）信令系统与交换机设计及组网使用有密切的关系。它是任何交换系统必备的重要部分，有关信令的详细讨论见第四章。1. 电信网的发展 80 年代以来,作为信息社会的重要的信息
39、基础设施的电信网, 在全世界（包括我国）已经发生了一系列重大的变化，而且这种变化还将持续地发展下去。这些积极的变化主要表现在以下几方面：1. 传输网方面SDH 光纤传输网（包括中继网和用户网）的建设和发展；2. 业务网方面公共电话网（PSTN）向 ISDN 发展；公共数据网（PSPDN、DDN）引入了帧中继网和 ATM 骨干网；移动数字通信网（GSM 和 CDMA 制式）已取得长足的发展；CATV 和卫星 TV 网迅速发展；21INTERNET 网快速的发展。3. 支撑网方面七号信令网正在建设和发展；IN 的建设和发展；数字同步网的建设和发展；电信管理网的建设和发展。4. 接入网方面光纤接入网
40、的引入和发展；电缆、HDSL、ADSL 等接入网的建设和发展；无线接入网（DECT、GSM、CDMA）的建立和发展。随着七号信令网的逐步建立和发展，程控数字交换机的网络管理功能逐渐完善以及电信管理网的逐步建立和发展，已经并正在促使世界上长途交换网的拓扑结构的改变。到 80 年代以后，长途交换网已开始从 4 级网向 2 级网过渡，并将最终向无级网过渡，实现动态无级路由选择。在我国不仅长途网拓扑结构在变，本地交换网也在向“大本地网”方向发展。所谓“大本地网”就是以城市为中心的本地电话网，既包含了城市，郊区和农村，又扩大到直接相邻的部分或全部市管县及所辖农村。大本地网的形式，将进一步减少网络层次，通
41、过采用大容量主局和模块局，以减少主局数量。电信网发展的总趋势是数字化、综合化、智能化、宽带化和个人化。(1) 数字化：在公用网中，随着程控数字交换机完全取代模拟交换机、七号信令网的建立和传输系统的完全数字化，综合数字网（IDN）行将在我国建成，因此数字化的过程就完全集中到所谓“最后一公里”，即由端局交换机至用户话机的那一段。这一段的完全数字化不是一朝一夕之事，它有赖于终端设备的完全数字化和用户环路等其它部分的数字化。（2）综合化：它不仅表现在业务的综合（即话音、数据、图象等话音与非话音的综合），而且表现在传输承载网、业务网、交换网和支撑网（包括同步网、信令网、智能网和管理网）的一体化以及终端的
42、综合等方面。22（3）智能化：严格地说，智能化就是利用计算机技术达到各种功能实现的自动化。在电信网中，智能化主要体现在智能业务的生成与应用、智能网络控制（流量控制、拥塞控制）、网络的智能测试和故障诊断、重组、智能终端的应用。(4) 宽带化：信息时代的电信网路应当是大带宽、高智能、可交换的网络，即网络的宽带化有三个特征：数据传输速率高（常在 34Mb/s 或 34Mb/s 以上）；它是一种可交换的网络；该网络能满足用户和管理者所需求的功能自动化，或者叫作网络的智能化。宽带化主要在于建设宽带通信网。没有宽带通信网就不可能有宽带业务，而宽带电信网的建设涉及到宽带交换，宽带传输系统和宽带接入网及宽带数
43、字终端等各个方面。宽带交换的主要技术是帧中继和异步转移模式（ATM）交换机，而作为 B-ISDN 的唯一交换方式就是 ATM 交换。但目前 ATM 交换尚未达到完全成熟的地步。这不仅表现在技术方面，也表现在标准协议的建立与完善以及价格等方面。在一个国家建设成 ATM 宽带公用网将是下个世纪的事，也许要到 2010 年左右才可望在少数国家中实现。相对于宽带交换网来说, 宽带传输网的实现较为容易。在我国 SDH 技术，特别是 STM-1（155Mb/s）和 STM-4（622Mb/s）这两种速率等级的设备已比较成熟，但宽带接入网的全面建设在我国可能仍要需花较长的时间。(5) 个人化：个人化的目的在
44、于实现任何人，在任何时间、任何地点均能自由地与世界上的任何人进行任何种类业务的通信。它的实现除了依赖于固定的有线通信网外，主要依赖于全球性的未来公共陆地移动通信系统（FPLMTS）和全球卫星移动通信网的建成。除以上几个众所周知的电信网的发展趋势外，另外，还有一个不常被人提起的趋势。长期以来，电信业务和计算机数据业务相互渗透，特别是以 ATM 为机制的信息传输和交换模式正在成为电信和计算机网络操作的基础，以集成和统一为特征的综合业务服务是当今电信和计算机技术发展的总趋势。ISDN 使电信和计算机数据处理得以综合，多媒体应用使话音、数据和图象得以集成,技术上的统一使电信工业和计算机数据工业正朝着同
45、一目标迈进。自从 1995 年出现 IP 电话以来，在短短的时间内取得了巨大的进展。对于用户来说，IP 电话最大的优势在于其使用费用非常便宜，在国际业务方面，它的收费只有传统电话的 15 到 110。可以预见，IP 电话的应用和发展将进一步促进计算机网与电信网的综合，开拓通信发展的新纪元。第二章 ZXJ10 程控数字交换机基本原理232.1 概述ZXJ10 程控数字交换机是深圳市中兴通讯股份有限公司自主开发研制的大型交换系统，其各项技术性能和指标均符合邮电部电话交换设备总技术规范书GF0029002(1991.6)的有关规定，并且以 ZXJ10 机为平台增加了一系列新功能、新业务，可满足不同用
46、户的需要。根据市场发展的趋势，我公司对 ZXJ10 机又进行了重大改进，推出了容量更大、功能更强的 ZXJ10（V10.0）新版本的数字交换机，体现了当前交换机的领先水平。在新版本的数字交换机的设计上，充分考虑了继承性和兼容性，对ZXJ10（V10.0）以前版本的交换机可以不必改动原有基础框架，只需通过插件更新和软件更新即可实现升级，为原用户节约了二次投资。本章将对 ZXJ10 机整个系统作概括性地介绍。1. 应用范围和容量ZXJ10 程控数字交换机具有本地交换、长途交换和汇接交换等功能；可用于 C5端局、本地网汇接局或县级长市农合一局,也可用于 C4、C3 或 C2 长途中心局。ZXJ10
47、交换系统采用模块化结构，全分散控制方式，可以线性进行扩充。整个系统可以由 1 个外围交换模块（PSM）构成，也可由多模块系统组成，其外围交换模块最多可达 50 个。只用 1 个外围交换模块时，系统最大容量为 3584 用户线和480 中继端口。当模块数增加到 50 个时，其终局容量为 17 万用户线和 2.4 万中继端口，（系统的容量系列见表 2.1-1）。表 2.1-1 ZXJ10 交换系统容量表端局 长途汇接局 PSM 数量 用户线数 中继线数 中继线 单模块 1 个 2,048-3,584 480 960-1,080 多模块 2-16 个 16-30 个 30-50 个 4,096-50
48、,000 30,000-100,000 60,000-170,000 900-7,000 7,000-14,000 14,000-24,000 1,920-16,000 16,000-30,000 30,000-50,000 24新版本 ZXJ10（V10.0）单模块时，系统最大容量可达 12480 用户线和 2400 中继端口。多模块时，其终局容量为 50 万用户线和 6.4 万中继端口（系统的容量系列见表 2.1-2）。2.系统特点ZXJ10 程控数字交换系统采用模块化结构，整个系统由各种外围模块和互联网络模块组成。互联网络模块完成各个外围模块话音和其它各种信息的交换，外围模块完成系统的各
49、种不同功能，其中外围交换模块（PSM）是系统最基本的模块，并且 PSM 可独立成局。该交换系统具有如下的特点。表 2.1-2 ZXJ10(V10.0)交换系统容量表用户数量 12480 中继数量 2400 话务量 不低于 4200Erl 单模块 呼叫处理能力 BHCA 不低于 270K（实测达 600K 以上） 用户数量 500000（最大） 中继数量 64000 条(最大) 话务量 不小于 130KErl 多模块 (64KTS 网) 呼叫处理能力 BHCA 不小于 7800K 1) 系统构成模块化，组网灵活。ZXJ10 机采用模块化结构，整个系统可由一个外围交换模块（PSM）构成，也可由多个 PSM 再加上互联网络（SNM，MDM）和操作维护模块（OMM）（互联网络和操作维护模块组成中心模块）组成多模块系统，根据需要还可添加相应的功能模块，增加系统的功能，如增加七号信令模块（CSM）、分组交换模块（PHM）、座席管理模块（PMM）、语音业务模块（VSM）、智能业务模块（INM）和数字综合业务模块（ISM）等，满足通信网的发展和用户不断增长的新需求。PSM 可以和中心模块放在同一机房，也可通过传输系统（如光缆、数字微波等）将 PSM 放在远离中心模块的交换点，组成一个由中心模块统
