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1、数字程控交换与电信网数字程控交换与电信网PrincipleofDigitalStoredProgramControlExchangeandTelecomNetwork 信息工程学院电子系信息工程学院电子系常树旺常树旺2011.02n教学目的及学习要求教学目的及学习要求通过本课程的学习，希望大家掌握数字程控交换通过本课程的学习，希望大家掌握数字程控交换的基本概念、数字程控交换机的组成和基本工作原理、的基本概念、数字程控交换机的组成和基本工作原理、No.7No.7信令系统、电信业务网、管理网及下一代网络的信令系统、电信业务网、管理网及下一代网络的结构和功能，为大家从事程控交换系统开发、计算机结构和
2、功能，为大家从事程控交换系统开发、计算机通信系统与电话网的接口的开发、设计和维护打下必通信系统与电话网的接口的开发、设计和维护打下必要的基础。要的基础。n教学计划教学计划授课授课48学时学时+实验实验16学时学时n考核考核期末笔试（开卷）期末笔试（开卷）70%实验及平时成绩实验及平时成绩30%n内容简介内容简介本课程包括两大部分内容，第本课程包括两大部分内容，第1-6章为数字程控交换部分；章为数字程控交换部分；第第7-8为电信网部分。为电信网部分。第1章：电话通信的基本原理，几种基本的交换方式及我国电话通信网的结构。第2章-第4章：信令技术、程控交换机的硬件结构、数字交换原理和交换机的软件。这
3、是当前数字电话网中广泛采用的基本技术，是本课程的基本内容。第2章：通信网中的信令技术，No.7信令系统信令系统的基本原理 第3章：程控数字交换机的硬件结构及各部分功能硬件结构及各部分功能，并详细说明数字交换的基本原理。第4章：交换软件交换软件的特点，数据驱动程序的结构和有限状态机的概念，开发交换软件的几种语言。交换软件的基本组成和各部分功能，交换机中作业处理的一般流程，呼叫处理程序的结构和功能，局数据和用户数据是交换软件的重要组成。n内容简介（续）内容简介（续）第5章：移动通信系统，介绍移动通信系统的结构，移动交换系统的各种编码，移动通信的信令，移动通信呼叫处理的过程，支持移动用户漫游的原理，
4、移动用户位置登记与更新、移动主叫与被叫、切换和短消息业务的信令流程。第6章：分组交换的基本原理，两种主要的分组交换方式（虚电路方式和数据报方式）。简单介绍X.25，帧中继技术、ATM技术、IP交换与多协议标签交换MPLS。第7章：智智能能网网原原理理和和技技术术，重点说明智能网的概念、体系结构及智能网的基本组成，介绍目前得到广泛应用的智能业务（一号通业务、彩铃业务、预付费业务）的实现原理和信令流程。第8章：推动电信网向下一代网下一代网络络发展的主要因素，下一代网络的特点和分层结构，固定电话网向下一代网络发展的演进步骤，我国固定电话网的智能化改造方案。n参考教材及部分参考书目参考教材及部分参考书
5、目现代交换原理（第三版），桂海源，现代交换原理（第三版），桂海源，2007.081）程控数字交换原理及应用，朱世华，）程控数字交换原理及应用，朱世华，1993.062）现代交换技术（第）现代交换技术（第2版），张中荃，版），张中荃，2009.033）电信网与电信业务，唐纯贞等，）电信网与电信业务，唐纯贞等，20034）交换原理与技术，刘增基等，）交换原理与技术，刘增基等，2007.095）程控数字交换与交换网（第二版），叶敏，）程控数字交换与交换网（第二版），叶敏，2003.16）现代交换原理与通信网技术，卞佳丽，）现代交换原理与通信网技术，卞佳丽，2005.05http:/202.194.4
6、0.31:8080/ec2006/C47/Course/Index.htm第一章第一章 电信交换基础电信交换基础n1.1 交换的基本概念n1.2 电话交换技术的发展n1.3 主要的交换方式n1.4 我国电话通信网的结构和编号计划1.1 交换的基本概念交换的基本概念n1.1.1交换的引入【参2）P1-2】通通信信的的目目的的是是实实现现信信息息的的传传递递。自自从从1876年年发发明明电电话话以以来来，一一个个电电信信系系统统至至少少应应由由终终端端和和传传输输媒媒介介组组成成，如图1.1所示。图图1.1点对点通信系统点对点通信系统当存在多个终端时，人们希望其中任意两个终端当存在多个终端时，人们
7、希望其中任意两个终端之间都可以进行点对点通信。之间都可以进行点对点通信。图图1.2用户间互连构用户间互连构成通信网成通信网用户间通过交换用户间通过交换设备构成通信网设备构成通信网图图1.3说明：说明：在图在图1.3中，任意两个终端需要通信（交换信息），可由交中，任意两个终端需要通信（交换信息），可由交换设备控制相应的开关接点接通，为两者提供一条通信链路，换设备控制相应的开关接点接通，为两者提供一条通信链路，当通信结束，则相应的开关接点断开，释放通信链路。当通信结束，则相应的开关接点断开，释放通信链路。比较：比较：互连式通信网可靠，不会出现通信阻塞，但成本高（需互连式通信网可靠，不会出现通信阻塞
8、，但成本高（需n(n-1)/2根线）。根线）。通过交换设备构成的通信网有可能出现阻塞（不是一定通过交换设备构成的通信网有可能出现阻塞（不是一定会阻塞），成本低。会阻塞），成本低。通信网越大，后者的优点越明显。通信网越大，后者的优点越明显。如如N=100时，时，交换式通信网需交换式通信网需100根线根线互连式通信网需互连式通信网需100992=4950根线根线终端终端用户小交换机用户小交换机市话交换机市话交换机汇接交换机汇接交换机中继线中继线用户线用户线图图1.4大型通信网大型通信网小结论：小结论：实现通信必须有三个要素：终端、传输和交换实现通信必须有三个要素：终端、传输和交换终端设备：终端设备
9、：如电话机，完成声电转换和信令功能。如电话机，完成声电转换和信令功能。传输设备：传输设备：将电话机和交换机、交换机与交换机连接起将电话机和交换机、交换机与交换机连接起来。电缆、光纤等。来。电缆、光纤等。交换设备：交换设备：完成交换，即将不同的用户连接起来，以便完成交换，即将不同的用户连接起来，以便完成通话。是通信网的重要组成部分，其好坏决定了通信网完成通话。是通信网的重要组成部分，其好坏决定了通信网的好坏。的好坏。电话交换是电信交换中最基本的一种交换业务。它是指电话交换是电信交换中最基本的一种交换业务。它是指任何一个主叫用户的信息，可以通过通信网中的交换节点发任何一个主叫用户的信息，可以通过通
10、信网中的交换节点发送给所需的任何一个或多个被叫用户。送给所需的任何一个或多个被叫用户。当电话用户分布的区域较广时，就需设置多个交换节点，当电话用户分布的区域较广时，就需设置多个交换节点，交换节点之间用中继线相连，如图交换节点之间用中继线相连，如图1.5所示。所示。图图1.5采用多个交换节点采用多个交换节点n1.1.21.1.2交换节点的基本功能交换节点的基本功能交换节点可控制以下的接续类型：交换节点可控制以下的接续类型：（1）本局接续：本局用户线之间的接续）本局接续：本局用户线之间的接续（2）出局接续：在用户线与出中继线之间的接续）出局接续：在用户线与出中继线之间的接续（3）入局接续：在入中继
11、线与用户之间的接续）入局接续：在入中继线与用户之间的接续（4）转接接续：在入中继线与出中继线之间的接续）转接接续：在入中继线与出中继线之间的接续为完成上述的交换接续，交换节点必须具备的最为完成上述的交换接续，交换节点必须具备的最基本的功能如下：基本的功能如下：（1）能正确接收和分析从用户线或中继线发来的）能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号。呼叫信号。（2）能正确接收和分析从用户线或中继线发来的）能正确接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号。地址信号。（3）能按目的地址正确地进行选路以及在中继线）能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号。上转发信号。（4）能控制连接的建立。
12、）能控制连接的建立。（5）能按照所收到的释放信号拆除连接。）能按照所收到的释放信号拆除连接。1.2 电话交换技术的发展电话交换技术的发展n1.2.1电话机的发展电话机的发展18751875年年6 6月月2 2日贝尔和沃森发明了电话日贝尔和沃森发明了电话（原始的电磁式电话）（原始的电磁式电话）18771877年爱迪生发明了碳精式送话器年爱迪生发明了碳精式送话器+手柄手柄+呼叫设备（电铃）呼叫设备（电铃）+手摇发电机手摇发电机+干电池干电池（磁石式电话机）（磁石式电话机）18821882年出现了共电式电话机年出现了共电式电话机（没有手摇发电机和干电池，通话所用电源由交换机供给）（没有手摇发电机和干
13、电池，通话所用电源由交换机供给）18961896年美国人爱立克森发明了旋转式电话拨号盘年美国人爱立克森发明了旋转式电话拨号盘19201920年美国人坎贝尔发明了消侧音电路年美国人坎贝尔发明了消侧音电路（自动电话机（自动电话机-拨号盘电话机）拨号盘电话机）6060年代电子学飞速发展、年代电子学飞速发展、7070年代大规模集成电路出现年代大规模集成电路出现(电子电话机电子电话机-按键式电话机按键式电话机)8080年代随着年代随着N-ISDNN-ISDN的应用出现了数字电话机的应用出现了数字电话机电话机的基本组成及功能电话机的基本组成及功能电话机的基本组成部分有通话设备、信令设电话机的基本组成部分有
14、通话设备、信令设备和转换设备。备和转换设备。通话设备通话设备，包括送话器、受话器以及必要的接口电路。，包括送话器、受话器以及必要的接口电路。其主要功能是完成声电转换和电声转换。其主要功能是完成声电转换和电声转换。信令设备信令设备，包括发号的号盘和接收呼叫指示的振铃装，包括发号的号盘和接收呼叫指示的振铃装置。其主要功能是完成信令的发送与接收。置。其主要功能是完成信令的发送与接收。转换设备转换设备，如叉簧，其主要功能是使用户线在通话设，如叉簧，其主要功能是使用户线在通话设备与振铃设备之间转换，接通或断开用户直流环路。备与振铃设备之间转换，接通或断开用户直流环路。1.2.2 电话机的基本组成及工作原
15、理电话机的基本组成及工作原理电话机的基本工作原理电话机的基本工作原理按按照照发发出出信信号号的的方方式式，电电话话机机可可分分为为拨拨号号脉脉冲电话机和双音多频冲电话机和双音多频DTMF电话机。电话机。1.2.2 电话机的基本组成及工作原理电话机的基本组成及工作原理1、拨号脉冲电话机的工作原理、拨号脉冲电话机的工作原理(1)(1)挂机状态挂机状态(2)(2)振铃状态振铃状态(3)(3)摘机状态摘机状态(4)(4)拨号状态拨号状态2双音多频（双音多频（DTMF）电话机的工作原理）电话机的工作原理 DTMF信号是用高、低两个不同的频率来代信号是用高、低两个不同的频率来代表一个拨号数字。表一个拨号数
16、字。DTMF信号的频带范围在话音频带的范围中，所以能通信号的频带范围在话音频带的范围中，所以能通过交换机的数字交换网络和局间数字中继正确传输。过交换机的数字交换网络和局间数字中继正确传输。1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz123A770Hz456B852Hz789C941Hz*0#D交换机的基本组成及功能交换机的基本组成及功能交交换换机机的的硬硬件件系系统统由由用用户户电电路路、中中继继器器、交交换网络、信令设备和控制系统这几部分组成。换网络、信令设备和控制系统这几部分组成。1.2.3 交换机的基本组成及工作原理交换机的基本组成及工作原理(1)用户电路：用户电路是交换机
17、与用户话机的接口。用户电路：用户电路是交换机与用户话机的接口。(2)中继器：中继器：中继器是交换机与交换机之间的接口。中继器是交换机与交换机之间的接口。(3)交交换换网网络络：交交换换网网络络用用来来完完成成任任意意两两个个用用户户之之间间，任任意意一一个个用用户户与与任任意意一一个个中中继继器器之之间间，任任意意两两个个中中继继器器之之间间的连接。的连接。(4)信令设备：信令设备：用来接收和发送信令信息。用来接收和发送信令信息。(5)控控制制系系统统：是是交交换换机机的的指指挥挥中中心心，接接收收各各个个话话路路设设备备发发来来的的状状态态信信息息，确确定定各各个个设设备备应应执执行行的的动
18、动作作，向向各各个个设设备备发发出出驱驱动动命命令令，协协调调各各设设备备共共同同完完成成呼呼叫叫处处理理和和维维护护管管理理任务。任务。本局呼叫处理的基本过程本局呼叫处理的基本过程1.2.3 交换机的基本组成及工作原理交换机的基本组成及工作原理 （1 1）用户呼出阶段）用户呼出阶段（2）数字接收及分析阶段数字接收及分析阶段 （3 3）通话建立阶段）通话建立阶段 （4 4）通话阶段）通话阶段 （5 5）呼叫释放阶段）呼叫释放阶段 从以上呼叫处理的过程可看出，可将呼叫的全过程划从以上呼叫处理的过程可看出，可将呼叫的全过程划分为若干个稳定状态，分为若干个稳定状态，交换机每次对呼叫的处理，总交换机每
19、次对呼叫的处理，总是使呼叫由一个稳定状态转移到另一个稳定状态。是使呼叫由一个稳定状态转移到另一个稳定状态。1.2.4 电话交换机的类型及其发展电话交换机的类型及其发展 交交换换机机的的几几种种类类型型：人人工工电电话话交交换换机机、机机电电制制交交换换机机、模模拟拟程程控控交交换换机机和和数数字字程程控控交交换换机机。现现在在又又出现了软交换机和出现了软交换机和IPIP电话。电话。1 1、人工电话交换机是由话务员完成转接的、人工电话交换机是由话务员完成转接的 （1 1）磁石式电话交换机）磁石式电话交换机 （2 2）共电式电话交换机）共电式电话交换机 2 2、机电制电话交换机：步进制交换机和纵横
20、制交换机、机电制电话交换机：步进制交换机和纵横制交换机（1 1）步进制交换机）步进制交换机（StepbyStepSystem）：）：史端乔（史端乔（StrowgerStrowger）式自动电话交换机式自动电话交换机 德国西门子式自动交换机德国西门子式自动交换机 特点：直接控制方式特点：直接控制方式 （2 2）机动制交换机）机动制交换机：旋转制或升降制电话交换机旋转制或升降制电话交换机 特点：间接控制方式特点：间接控制方式 共同特点：共同特点：噪声大，易磨损，维护工作量大，接线速度慢，故障率高，噪声大，易磨损，维护工作量大，接线速度慢，故障率高，电路技术简单，人员培训容易电路技术简单，人员培训容
21、易 （3 3）纵横制交换机）纵横制交换机（CrossbarSystem）：）：特点：间接控制方式特点：间接控制方式 接线器接点采用压接触方式接线器接点采用压接触方式 纵横制交换机的出现，是电话交换技术进入自动化以后纵横制交换机的出现，是电话交换技术进入自动化以后具有重要意义的转折点。具有重要意义的转折点。1.2.4 电话交换机的类型及其发展电话交换机的类型及其发展 3 3、程控交换机分为模拟和数字程控交换机、程控交换机分为模拟和数字程控交换机 模模拟拟程程控控交交换换机机的的控控制制部部分分采采用用计计算算机机控控制制，而而话话路路部部分传送和交换的仍然是模拟的话音信号。分传送和交换的仍然是模
22、拟的话音信号。数数字字程程控控交交换换机机的的控控制制部部分分采采用用计计算算机机，话话路路部部分分交交换换的的是是经经过过PCM后后的的数数字字化化的的话话音音信信号号，数数字字交交换换机机的的交交换换网网络络是是数数字字交交换换网网络络，用用户户话话机机发发出出的的模模拟拟话话音音信信号号在在数数字字交换机的用户电路上要转换为交换机的用户电路上要转换为PCM信号。信号。数字程控交换机是数字通信技术、计算机技术与大规模数字程控交换机是数字通信技术、计算机技术与大规模集成电路相结合的产物。集成电路相结合的产物。1.2.4 电话交换机的类型及其发展电话交换机的类型及其发展 程程 控控 就就 是是
23、 存存 储储 程程 序序 控控 制制（Stored ProgramControl，SPC），程程控控交交换换是是利利用用计计算算机机软软件件进进行行控制（即存储程序控制）的一种交换方式。控制（即存储程序控制）的一种交换方式。数字程控交换机的主要优点：数字程控交换机的主要优点：（1 1）能灵活向用户提供多种新服务功能；）能灵活向用户提供多种新服务功能；（2 2）便于采用共路信令系统；）便于采用共路信令系统；（3 3）体积小、重量轻、功耗低、可靠性高；）体积小、重量轻、功耗低、可靠性高；（4 4）操作维护管理自动化。）操作维护管理自动化。传统的电路交换机传统的电路交换机将传送交换硬件、呼叫控制和交
24、换以将传送交换硬件、呼叫控制和交换以及业务和应用功能结合进单个昂贵的交换机设备内，是一种及业务和应用功能结合进单个昂贵的交换机设备内，是一种垂直集成的、封闭和单厂家专用的系统结构，新业务的开发垂直集成的、封闭和单厂家专用的系统结构，新业务的开发也是以专用设备和专用软件为载体，导致开发成本高、时间也是以专用设备和专用软件为载体，导致开发成本高、时间长、无法适应今天快速变化的市场环境和多样化的用户需求。长、无法适应今天快速变化的市场环境和多样化的用户需求。软交换软交换打破了传统的封闭交换结构，采用完全不同的横打破了传统的封闭交换结构，采用完全不同的横向组合的模式，将传送交换硬件、呼叫控制和业务控制
25、三大向组合的模式，将传送交换硬件、呼叫控制和业务控制三大功能间接口打开，采用开放的接口和通用的协议，构成一个功能间接口打开，采用开放的接口和通用的协议，构成一个开放的、分布的和多厂家应用的系统结构，可以使业务提供开放的、分布的和多厂家应用的系统结构，可以使业务提供者灵活选择最佳和最经济的组合来构建网络，加速新业务和者灵活选择最佳和最经济的组合来构建网络，加速新业务和新应用的开发、生成和部署，快速实现低成本广域业务覆盖，新应用的开发、生成和部署，快速实现低成本广域业务覆盖，推进话音和数据的融合。推进话音和数据的融合。目前电信网正在向以目前电信网正在向以软交换软交换为核心的下一代网络演进。为核心的
26、下一代网络演进。1.3 主要的交换方式主要的交换方式现代通信网中采用的交换方式主要有电路交换、现代通信网中采用的交换方式主要有电路交换、分组交换方式。电话网主要采用电路交换方式，而分组交换方式。电话网主要采用电路交换方式，而ATM、帧中继和、帧中继和IP网络采用分组交换方式。网络采用分组交换方式。1 1、电路交换、电路交换（CircuitSwitching，CS）电话交换一般采用电路交换方式。电话交换一般采用电路交换方式。电路交换方式是指两电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输
27、，并且不允许其它计中自始至终使用该条链路进行信息传输，并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。算机或终端同时共享该链路的通信方式。电电路交路交换换属于属于电电路路资资源源预预分配系分配系统统，即在一次接，即在一次接续续中，中，电电路路资资源源预预先分配先分配给给一一对对用用户户固定使用，不管固定使用，不管电电路上是否有路上是否有数据数据传输传输，电电路一直被占用着，直到通信双方要求拆除路一直被占用着，直到通信双方要求拆除电电路路连连接接为为止。止。传统电路交换传统电路交换多速率电路交换多速率电路交换快速电路交换快速电路交换电路交换的特点电路交换的特点 (1)在通信开始时要首先建立连
28、接，在通信结束时要释放连接；(2)一个连接在通信期间始终占用该电路，即使该连接在某个时刻没有信息传送，该电路也不能被其它连接使用，电路利用率低。(3)交换机对传输的信息不作处理，对交换机的处理要求简单，但对传输中出现的错误不能纠正。(4)一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值。电路交换适合传输信息量较大且传输速率恒定的业务，如电话通信业务，但不适合突发性要求高和对差错敏感的数据业务。2 2、分组交换、分组交换 为了克服电路交换中各种不同类型和特性的用户终端之为了克服电路交换中各种不同类型和特性的用户终端之间不能互通、通信电路利用率低以及有呼损等方面的缺点，间不能互通、通信电
29、路利用率低以及有呼损等方面的缺点，提出了报文交换的思想。提出了报文交换的思想。分组交换原来是为完成数据通信业务发展起来的一种交分组交换原来是为完成数据通信业务发展起来的一种交换方式，由于分组交换技术的迅速发展，现在利用分组交换换方式，由于分组交换技术的迅速发展，现在利用分组交换技术不仅可以用来完成数据通信业务，也可以用来完成话音技术不仅可以用来完成数据通信业务，也可以用来完成话音和视频通信。和视频通信。分组交换利用存储分组交换利用存储转发的方式进行交换。转发的方式进行交换。在分组交换方式中，首先将需传送的信息划分为一定长在分组交换方式中，首先将需传送的信息划分为一定长度的分组，并以分组为单位进
30、行传输和交换。度的分组，并以分组为单位进行传输和交换。在每个分组中都有一个在每个分组中都有一个3-10个字节的分组头，在分组头个字节的分组头，在分组头中包含有分组的地址和控制信息，以控制分组信息的传输和中包含有分组的地址和控制信息，以控制分组信息的传输和交换。交换。分分组组交交换换采采用用的的是是统统计计复复用用方方式式，电电路路的的利利用用率率较较高高。但但统统计计复复用用的的缺缺点点是是可可能能产产生生附附加加的的随随机机时时延延和和丢丢失失数数据据的的可可能能。这这是是由由于于用用户户传传送送数数据据的的时时间间是是随随机机的的，若若多多个个用用户户同同时时发发送送分分组组数数据据，则则
31、必必然然有有一一部部分分分分组组需需要要在在缓缓冲冲区区中中等等待待一一段段时时间间才才能能占占用用电电路路传传送送，若若等等待待的的分分组组超超过过了了缓缓冲冲区区的的容容量量，就就可可能能发发生生部部分分分分组组的的丢丢失。失。另另外外，在在分分组组交交换换中中普普遍遍采采用用逐逐段段反反馈馈重重发发措措施施，以以保保证证数数据据传传送送是是无无差差错错的的。所所谓谓逐逐段段反反馈馈重重发发，是是指指数数据据分分组组经经过过的的每每个个节节点点都都对对数数据据分分组组进进行行检检错错，并并在在发现错误后要求对方重新发送。发现错误后要求对方重新发送。分组交换有虚电路（面向连接）和数据报（无连
32、接）分组交换有虚电路（面向连接）和数据报（无连接）这两种方式。这两种方式。n虚电路虚电路 虚虚电电路路方方式式是是指指两两个个用用户户在在进进行行通通信信之之前前要要通通过过网网络络建建立立逻辑上的连接。逻辑上的连接。虚虚电电路路方方式式传传输输数数据据一一般般包包括括建建立立连连接接,数数据据传传输输、释释放放连接三个阶段。连接三个阶段。虚虚电电路路不不同同于于电电路路交交换换中中的的物物理理连连接接，而而是是逻逻辑辑连连接接。虚虚电电路路并并不不独独占占电电路路，在在一一条条物物理理线线路路上上可可以以同同时时建建立立多多个个虚虚电电路，以达到资源共享。路，以达到资源共享。虚虚电电路路方方
33、式式在在一一次次通通信信过过程程中中具具有有呼呼叫叫建建立立、数数据据传传输输和和释释放放呼呼叫叫三三个个阶阶段段，有有一一定定的的处处理理开开销销，但但一一旦旦虚虚电电路路建建立立，数数据据分分组组按按照照已已建建立立的的路路径径通通过过网网络络，分分组组能能按按照照发发送送顺顺序序到到达达终终点点，在在每每个个中中间间节节点点不不需需要要进进行行复复杂杂的的选选路路，对对数数据据量量较较大大的的通通信信效效率率高高。但但对对故故障障较较为为敏敏感感，当当传传输输链链路路或或交交换换节节点点发生故障时可能引起虚电路的中断。发生故障时可能引起虚电路的中断。ATMATM和帧中继采用的是虚电路方式
34、。和帧中继采用的是虚电路方式。n数据报数据报 数数据据报报方方式式是是独独立立地地传传送送每每一一个个数数据据分分组组，每每一一个个数数据据分分组组都都包包含含终终点点地地址址的的信信息息，每每一一个个节节点点都都要要为为每每一一个个分分组组独独立立地地选选择择路路由由，因因此此一一份份报报文文包包含含的的不不同同分分组组可可能能沿沿着着不不同同的的路路径到达终点。径到达终点。数数据据报报方方式式在在用用户户通通信信时时不不需需要要呼呼叫叫建建立立和和释释放放阶阶段段，对对短短报报文文传传输输效效率率比比较较高高，对对网网络络故故障障的的适适应应能能力力较较强强，但但由由于于属属于于同同一一报
35、报文文的的多多个个分分组组独独立立选选路路，接接收收端端收收到到的的分分组组可可能能失失去顺序。去顺序。IPIP网络中交换采用的是数据报方式网络中交换采用的是数据报方式。1.4 我国电话通信网的结构和编号计划n1.4.1我国电话网结构我国电话网结构【参参3），参），参5）】我国电话网经历了人工网和模拟自动网，进入了现在的我国电话网经历了人工网和模拟自动网，进入了现在的数字程控自动电话交换网。数字程控自动电话交换网。一、一、5级结构级结构 1985年年12月原邮电部正式颁布体制明确了我国电话网月原邮电部正式颁布体制明确了我国电话网的五级结构，分为的五级结构，分为5级（级（C1、C2、C3、C4、
36、C5），），它是由它是由四级长途交换中心四级长途交换中心【长途网长途网】和第五级交换中心（端局）和第五级交换中心（端局）【本地网本地网】组成。此结构一直延续到组成。此结构一直延续到1997年。年。交换功能主要分：终端话务功能、转接话务功能交换功能主要分：终端话务功能、转接话务功能C4：长途终端局，是连接本地端局的长途交换中心。长途终端局，是连接本地端局的长途交换中心。C3、C2、C1：长途转接局，疏通所辖区域内的转接话务长途转接局，疏通所辖区域内的转接话务一级交换中心一级交换中心C1C2C3四级交换中心四级交换中心C4端局端局C5长途网长途网本地网本地网国际局国际局C0国际国际汇接局汇接局Tm
37、我国电话网五级结构（我国电话网五级结构（1986-1997）第一级为大区中心局，也称第一级为大区中心局，也称C1级级(局局)属省间中心局，它是汇接一个大区内各省之间的电话通信属省间中心局，它是汇接一个大区内各省之间的电话通信中心。由于中心。由于C1局所在地一般都是政治、经济、文化中心，它局所在地一般都是政治、经济、文化中心，它们之间的电话业务量较大，因此对这一级的各中心局间都有低们之间的电话业务量较大，因此对这一级的各中心局间都有低呼损电路相连，以组成网状网结构。呼损电路相连，以组成网状网结构。全国共分全国共分6个大区，即华北、东北、华东、中南、西南、个大区，即华北、东北、华东、中南、西南、西
38、北。在各大区内选定一个长话局作为大区中心局。西北。在各大区内选定一个长话局作为大区中心局。第二级为省中心局，即第二级为省中心局，即C2级级(局局)它是汇接一个省内各地区之间的电话通信中心，包括长途它是汇接一个省内各地区之间的电话通信中心，包括长途来话、长途去话和转话话务。省中心局为各省会所在地的长话来话、长途去话和转话话务。省中心局为各省会所在地的长话局，因而要求省中心局至大区中心局必须要有直达电路，也就局，因而要求省中心局至大区中心局必须要有直达电路，也就是大区中心局至本大区的各省中心局之间采用辐射式连接。是大区中心局至本大区的各省中心局之间采用辐射式连接。全国共分全国共分30个。个。第三级
39、为地区第三级为地区(省辖市省辖市)中心局，即中心局，即C3级级(局局)它是汇接本地区内各县的电话通信中心。要求省中心局至它是汇接本地区内各县的电话通信中心。要求省中心局至本省的各地区中心局之间采用辐射式连接。每个本省的各地区中心局之间采用辐射式连接。每个C3级中心都级中心都有低呼损电路群连接到该交换区域所辖的有低呼损电路群连接到该交换区域所辖的C4，并有低呼损电，并有低呼损电路群连接到它所从属的路群连接到它所从属的C2。我国共分我国共分350多个。多个。第四级为县中心局，即第四级为县中心局，即C4级级(局局)地区中心局至本地各县中心局之间采用辐射式连接，县中地区中心局至本地各县中心局之间采用辐
40、射式连接，县中心局是四级汇接辐射式长途网的末端局。每个心局是四级汇接辐射式长途网的末端局。每个C4级中心都有级中心都有低呼损电路群连接到它所从属的低呼损电路群连接到它所从属的C3。我国共分我国共分2200多个。多个。本地网可设置汇接局和端局两级交换中心，以本地网可设置汇接局和端局两级交换中心，以Tm和和C5表表示，也可只设置端局一个等级的交换中心。示，也可只设置端局一个等级的交换中心。汇接局汇接局Tm主要是汇接本地汇接区的本地话务，根据需要主要是汇接本地汇接区的本地话务，根据需要也可疏通本汇接区的长途话务。汇接局根据使用场合，可以分也可疏通本汇接区的长途话务。汇接局根据使用场合，可以分为市话汇
41、接局、市郊汇接局、郊区汇接局、农话汇接局。汇接为市话汇接局、市郊汇接局、郊区汇接局、农话汇接局。汇接局与该汇接区内各端局间建有低呼损电路群。汇接局如汇接长局与该汇接区内各端局间建有低呼损电路群。汇接局如汇接长途话务时，可通过长市中继连至途话务时，可通过长市中继连至C3级中心或级中心或C3级以上的长途级以上的长途交换中心。交换中心。端局以端局以C5表示，它是通过用户线与用户直接相连的交换表示，它是通过用户线与用户直接相连的交换局，其职能是疏通本局用户的去话和终端来话业务，与所从属局，其职能是疏通本局用户的去话和终端来话业务，与所从属的汇接局间设有低呼损电路群。端局通过长市中继连接至相应的汇接局间
42、设有低呼损电路群。端局通过长市中继连接至相应的长途交换中心，以疏通长途来、去话业务。的长途交换中心，以疏通长途来、去话业务。二、二、4级结构级结构 1998年年4月国月国家信息产业部颁布家信息产业部颁布了我国电话网的新了我国电话网的新体制，明确了我国体制，明确了我国长途网电话网的两长途网电话网的两级结构（如右图所级结构（如右图所示）和本地电话网示）和本地电话网的两级结构（下页的两级结构（下页图示）。图示）。我国长途网的两级网路结构我国长途网的两级网路结构本地网两级网的网路结构本地网两级网的网路结构三、动态无级网三、动态无级网“无级无级”是指在电话网中的各个节点是指在电话网中的各个节点交换机交换
43、机处于处于同一等级，任意两台交换机都可组成同一等级，任意两台交换机都可组成“收发交换机对收发交换机对”；“动态动态”是指选择路由的方式不是固定的，而是随网上话是指选择路由的方式不是固定的，而是随网上话务状况或其它因素而变化。务状况或其它因素而变化。数字程控交换设备、数字程控交换设备、No.7信令系统的建立以及网路管信令系统的建立以及网路管理系统的智能化是实现无级动态网的必要条件。理系统的智能化是实现无级动态网的必要条件。有各种不同的无级动态网。它们采用不同的动态选路有各种不同的无级动态网。它们采用不同的动态选路方式。方式。（1）动态自适应选路方式）动态自适应选路方式动态自适应选路技术是由动态自
44、适应选路技术是由Boehm和和Mobley首先提出并首先提出并用于存储转发方式的数据交换网中。其目的是为了在意外用于存储转发方式的数据交换网中。其目的是为了在意外情况下改善网络的再生能力。在话务阻塞、链路中断等特情况下改善网络的再生能力。在话务阻塞、链路中断等特殊情况下，能有效控制全网的业务量和调配路由，以提高殊情况下，能有效控制全网的业务量和调配路由，以提高线路的使用效率。线路的使用效率。采用自适应选路技术可根据新的负荷条件寻找最佳路采用自适应选路技术可根据新的负荷条件寻找最佳路由，进行实时优化。由，进行实时优化。自适应选路技术一般由自适应选路技术一般由“路由处理机路由处理机”进行集中控制。
45、进行集中控制。它的主要特点是根据网络状态的变化不断改变路由表。它的主要特点是根据网络状态的变化不断改变路由表。（2）动态时变选路方式）动态时变选路方式利用不同地区的利用不同地区的“时差时差”，其话务忙时不集中的特点，其话务忙时不集中的特点，事先编出按时间段区分的路由选择表，自动选择路由来达事先编出按时间段区分的路由选择表，自动选择路由来达到话务均衡，从而提高全网运行效率的目的。到话务均衡，从而提高全网运行效率的目的。（3）实时选路方式）实时选路方式对每个交换局的中继路由忙闲表采用一定的算法，然对每个交换局的中继路由忙闲表采用一定的算法，然后选定选哪一条路由。后选定选哪一条路由。每个交换局有一张
46、状态表，表明该交换局和其它交换每个交换局有一张状态表，表明该交换局和其它交换局的路由是否空闲，另外，每个交换局还有一张局的路由是否空闲，另外，每个交换局还有一张“允许转允许转接表接表”，它代表该交换局允许使用的路由。，它代表该交换局允许使用的路由。四、我国长途电话网向无级动态网过度四、我国长途电话网向无级动态网过度过渡过程：过渡过程：长途长途4级网级网长途无级网长途无级网二级二级电话网电话网C3和和C4合并为一级合并为一级DC3，形成扩形成扩大本地网，四级；大本地网，四级；以以DC2取代原取代原DC2和和DC3，三级三级网；网；一级长途网和本地网组成的两级一级长途网和本地网组成的两级网络结构，
47、此时将实现长途无级网。网络结构，此时将实现长途无级网。三个层面的电话网：三个层面的电话网：长途电话网、本地电话网、用户长途电话网、本地电话网、用户接入网平面接入网平面1.4.2本地电话网本地电话网【参参3），参），参5）】是指在同一个长途编号区范围内，由若干端局是指在同一个长途编号区范围内，由若干端局和汇接局、局间中继线、长市中继线、用户线以及和汇接局、局间中继线、长市中继线、用户线以及话机组成的电话网络。话机组成的电话网络。一个一个属于长途电话网中一个长途编号区，且仅属于长途电话网中一个长途编号区，且仅有一个长途区号。有一个长途区号。不包括长途交换中心。本区用户不包括长途交换中心。本区用户呼
48、叫本编号区内的用户时按照本地区的统一编号只呼叫本编号区内的用户时按照本地区的统一编号只需拨用户号码，而不需拨长途区号。需拨用户号码，而不需拨长途区号。一个或几个长途交换中心和一个或几个长途交换中心和相连组成一个城市相连组成一个城市电话网。电话网。我国本地电话网有下述五种类型：我国本地电话网有下述五种类型：(1)京、津、沪、穗特大城市本地电话网京、津、沪、穗特大城市本地电话网(千万人口以上千万人口以上)(2)大城市本地电话网（大城市本地电话网（100万人口以上）万人口以上）(3)中等城市本地电话网（中等城市本地电话网（30万万100万以下）万以下）(4)小城市本地电话网（小城市本地电话网（30万
49、以下）万以下）(5)县本地电话网（县城及所辖农村范围）县本地电话网（县城及所辖农村范围）以上各类本地电话网的服务范围将视通信发展的需要而以上各类本地电话网的服务范围将视通信发展的需要而定。县城及其农村范围是一种本地电话网；大、中城市及定。县城及其农村范围是一种本地电话网；大、中城市及所属各县农村也是一种本地电话网。这些不同类型的网络所属各县农村也是一种本地电话网。这些不同类型的网络是本地网的基本形式，具有网络的普遍性。但是由于经济是本地网的基本形式，具有网络的普遍性。但是由于经济发展的需要，我国本地电话网已经得到了迅速扩大。发展的需要，我国本地电话网已经得到了迅速扩大。目前，除一些偏远地区有少
50、数县本地网尚存在外，其目前，除一些偏远地区有少数县本地网尚存在外，其他各省区均已实现他各省区均已实现C3本地网、本地网、C2本地网及本地网及C1本地网。本地网。本地电话网的端局可以根据服务范围的不同，设置市本地电话网的端局可以根据服务范围的不同，设置市话端局、县城端局、卫星城镇端局及农话端局。话端局、县城端局、卫星城镇端局及农话端局。在本地网中根据汇接的端局种类的不同，汇接局可分在本地网中根据汇接的端局种类的不同，汇接局可分为以下四种：为以下四种：(1)市话汇接局，汇接市话端局；市话汇接局，汇接市话端局；(2)市郊汇接局，汇接市话端局、郊县县城端局、卫市郊汇接局，汇接市话端局、郊县县城端局、卫