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通信网实验指导书

实验一通信网络概述

【实验目的】

介绍通信网络的基本概念以及电话网和交换机的组成，通过对SP30交换机的硬件结构的讲解，使学生了解固定电话的接续流程。

【实验原理】

一、通信网的基本概念

在信息化社会中，语言、数据、图像等各类信息，从信息源开始，经过搜索、筛选、分类、编辑、整理等一系列信息处理过程，加工成信息产品，最终传输给信息消费者，而信息流动是围绕高速信息通信网进行的，这个高速信息通信网是以光纤通信、微波通信、卫星通信等骨干通信网为传输基础，由公众电话网、公众数据网、移动通信网、有线电视网等业务网组成，并通过各类信息应用系统延伸到全社会每个地方和每个人，从而真正实现信息资源的共享和信息流动的快速与畅通。

通信的基本含义

人们通过听觉、视觉、嗅觉、触觉等感官，感知现实世界而获取信息，并通过通信来传递信息。

因此，通信的基本形式是在信源与信宿之间建立一个传输（转移）信息的通道（信道）。

过去的通信由于受技术与需求所限，仅限于话音。

随着信息社会的到来，人们对信息的需求将日益丰富与多样化，而现代通信的发展又为此提供了条件。

因此现代通信意义上所指的信息已不再局限于电话电报、传真等单一媒体信息，而是将声音、文字图像、数据等合为一体的多媒体信息。

总之人的各种感官或通过仪器、仪表对现实世界的感觉，以及古往今来的各种书籍、档案、新闻等都含有各种信息，这些信息是通过通信来进行传递的。

因此，所谓通信系统就是利用电、光等信号形式来传递信息的系统。

二、通信系统的基本组成

通信的基本形式是在信源与信宿之间建立一个传输（转移）信息的通道，实现信息的传输。

如图1.1所示，点与点之间建立的通信系统的基本组成包括：

信源、变换器、信道、噪声源、反变换器及信宿六个部分。

信源是指产生各种信息（如语音、文字、图像及数据等）的信息源，可以是发出信息的人，也可以是发出信息的机器，如计算机等。

不同的信息源构成不同形式的通信系统，变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。

对应不同的信源和不同的通信系统，变换器有不同的组成和变换功能。

例如：

对于数字电话通信系统，变换器则包括送话器和模／数变换器等，模／数变换器的作用是将送话器输出的模拟话音信号经过模/数变换、编码、并时分复用等处理后，变换成适合于在数字信道中传输的信号。

信道是信号的传输媒介。

信道按传输介质的种类可以分为有线信道和无线信道。

在有线信道中，电磁信号被约束在某种传输线（如电缆、光缆等）上传输；在无线信道中电磁信号沿空间（大气层、对流层、电离层等）传输。

信道如果按传输信号的形式又可以分为模拟信道和数字信道。

信宿是信息的接收者，可以与信源相对应，构成人—人通信或机一机通信。

也可以是与信源不一致，构成人—机通信或机—人通信。

图1.1点对点单向通信系统构成模型

以上所述的通信系统只能实现两用户间的单向通信，要实现双向通信还需要另一个通信系统完成相反方向的信息传送工作。

而要实现多用户间的通信，最简单的方法是在任意两用户之间均有线路相连（如图1.2所示）。

图1.2四个终端构成的通信系统

从图中可以看出，采用点对点的通信方式，当存在N个终端时，连线

的数量随终端数的平方增长。

这些终端位于很远的距离时，需要大量的线

路。

由于用户众多，这种方法不但会造成线路的巨大浪费，而且也是不可

能实现的。

为了解决这个问题，引入了通信网的概念。

通信网就是将多个通信系统有机地组成一个整体，使它们能协同工作，资源共享，即形成一个网络。

图1.3通信网的概念

每个终端通过一条专用线路与通信网上的一个节点相连，这个节点就是交换机。

任何用户间的通信都要经过交换机的转接交换。

由此可见，图1.1所示的是两个用户间的专线系统模型，而实际中一般使用的通信系统则是由多级交换的通信网组成。

通信网有很多的形式，其中电话通信是交换式通信网，是通信网的一种形式。

三、交换机的概念

根据IEEE（美国电子电气工程学会）的定义，交换机应能在任意选定的两条用户线之间建立和（而后）释放一条通信链路。

换句话说，任一台电话机均可请求交换机在本用户线和所需用户线之间建立一条通信链路，并能随时令交换机释放该链路。

由交换机组成的通信网被称为交换式通信网。

最简单的交换式通信网仅由一台交换机组成，交换式通信网的一个重要优点是较易于组成大型网络。

例如，当终端数目很多，且分散在相距很远的几处时，可用交换机组成如图1.4所示的通信网。

网中直接与电话机或终端连接的交换机称为本地交换机或市话交换机，相应的交换局称为端局或市话局，交换机和用户终端之间的连线称为用户线，用户终端和交换机的接口称为用户接口。

仅与各交换机连接的交换机称为汇接交换机。

当距离很远时，汇接交换机也称为长途交换机。

交换机之间的线路称为中继线。

交换机和交换机的接口称为中继接口。

显然，汇接交换机仅涉及到网络内部的通信，而市话交换机既涉及到网内通信，又涉及到与网外终端的通信。

图1.4由交换机组成的通信网

四、交换机的基本功能

为了更好的了解交换机的功能，我们先来看一下两个终端进行一次成功通信所必须经过的三个步骤：

1、呼叫建立

由终端向交换机发出通信请求，并提供被叫站标志（电话号码）．如果被叫站与主叫站不属于同一台本地交换机，则还应由主叫方交换机通过中继线向被叫方交换机或中转汇接机发送请求和电话号码信号，直至各交换机在相应的主、被叫用户线之间建立（接续）起一条贯通的通信链路。

2、消息传输

主、被叫终端间通过用户线及交换机建立的链路和中继线进行通信。

3、释放

任一方向本地交换机发出终止通信的命令，使链路涉及的各交换机释放其内部链路和占用的中继线，供其它呼叫使用。

当然，如果因网络中无空闲路由或被叫站占线而造成呼叫失败时，将不存在后两个阶段。

在不同的阶段、用户线或中继线中所传输的信号的性质是不同的。

在呼叫建立和释放阶段，用户线和中继线中所传输的是指导网络接续或拆线的命令，而在消息传输阶段，所有线路中传输的都是主、被叫终端之间的通信信息。

我们称呼叫建立和释放阶段传输的信号为信令，而消息传输阶段的信号为消息。

终端和本地交换机之间的信令称为终端信令或用户—网络信令，交换机之间通过中继线传递的信令称为局间信令（因为中继线常连接着不同交换局中的交换机）或称为网络内部信令。

图1.5是本局呼叫（即主、被叫终端连接着同一台交换机）的一个例子，它说明了一次通话过程的三个阶段，以及终端与交换机之间的信令交互关系。

图1.5电话呼叫时序

五、大唐SP30系统结构

SP30交换系统由SM、BM、RM（RMA）组成。

其结构如图1.6所示：

SM：

超级模块BM：

基础模块RM（RMA）：

远端模块AN：

接入网模块

图1.6SP30CN系统结构图

SM与每一个BM间采用二条32M光缆连接，其间共有话路960路，除2条通路作为SM、BM之间的信令通路外，其余通路传送语音/数据，SM、BM间的接续控制信令采用No.7信令ISUP规范，其间的维护操作管理使用OMAP信息。

SM具有连接通信网上其它交换机的2M、34M、140MPCM接口和155MSDH接口。

BM是SP30CN商业网设备实现交换功能的基础模块，BM连接用户，具有2MPCM接口，BM可以独立作为容量为4000门的交换局使用,可通过PRI接口或BRI接口接入Internet、与局域网和广域网互连、接入MCU（会议电视中心），可通过接入单元AU接入PSPDN网，可向DDN节点和用户提供PRI和BRI接口，实现与DDN互通，可与ATM宽带网互通。

综上所述，从通信网结构来分析，SM相当于SP30CN商业网设备的汇接模块，而BM则相当于端局交换模块，从信令角度来看，SM相当于SP30CN商业网设备的信令转接点STP，而BM则是信令点SP。

基础模块（BM）

基础模块的硬件结构如图1.7所示：

BP处理机NT8网板TET测试板

MUX复用板HSI信令接口板PRA/BRA数字用户接口板

OEI光接口板SIG多功能信号板SLC模拟用户接口板

图1.7基础模块BM硬件结构

基础模块主要由模块处理机（BP）、网络板（NT4/NT8）、公用设备、测试系统、用户终端等等设备构成。

SP30系统业务功能

基本业务功能

1、本地网交换业务功能

1）提供本地网内用户间相互呼叫业务功能。

2）为用户提供国内、国际长途全自动直拨业务和国内、国际全自动来话业务功能。

3）为用户提供各种特服呼叫业务功能。

4）通过模拟用户线向用户提供话路传真和话路数据业务功能。

5）向用户提供缩位拨号、热线服务等十五种部颁规范书要求的电话新服务项目。

2、长途交换业务功能

1）用于C4局长途交换具有向用户提供国内、国际长途全自动来话、去话业务功能。

2）用于C3局长途交换，具有向用户提供国内、国际长途全自动来话、去话和转话业务功能。

3）可以提供2Mb/s数字中继与局内专设的人工台座席连接，或将呼叫接到相应的半自动接续设备。

3、用于本地网的呼叫连接功能

1）具有本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫及汇接本地、特服、国内长途、国际长途呼叫的功能。

2）具有连接到各种特服台的功能。

3）对用户具有部颁规范书要求的四种鉴权能力。

4）具有识别用户数据、用户传真等非话终端号码的功能，并保证不被其它呼叫插入或强拆。

5）接续过程中，若遇空号、改号、临时闭塞等情况，能自动给出语言辅导信号。

6）本地发端局在收到被叫挂机信号后，进行时间监视（市话、长途、国际的监视时间分别为60秒、90秒、120秒）。

时间逾限后主叫仍不挂机，释放连接，并向主叫送忙音。

4、用于长途交换的呼叫连接功能

1）用于C3级长途交换时，具有长途全自动去话、来话和转话的功能。

用作C4级长途交换时，具有长途来话、去话的连接功能。

2）长途全自动接续遇被叫用户忙时不能插入，并且全部长途电路立即释放，向本地局（端局/汇接局）送出忙音。

3）长途全自动接续中，遇到空号、改号、临时闭塞等情况，能自动给出语言信号。

4）在长途全自动接续，遇到被叫用户先挂机，立即把被叫挂机信号转发到发端长途局，当发端长途局收到被叫挂机信号后，进行时间监视（国内长途90秒、国际长途120秒），逾限后主叫仍不挂机时，释放全部电路。

5、号码存储和译码能力

接收和存贮被叫用户有效号码（不含字冠）：

1）呼叫特服号码为3位。

2）本地呼叫号码为6～8位。

3）国内长途全自动呼叫号码为10位。

4）国际全自动呼叫号码为12位。

6、释放控制方式

1）本地网内呼叫为主叫控制或互不控制方式。

2）国内、国际长途全自动去话为主叫控制方式。

3）112、119、110、172、173、174、176、177等特服业务为被叫控制方式。

4）113、114、115、116、117、118、121等特服业务为被叫控制或互不控制方式。

7、时间监视

1）摘机不拨号时间监视为10秒。

2）位间不拨号时间监视为20秒。

3）久叫不应时间监视：

本地呼叫为60秒，国内长途呼叫为90秒，国际呼叫为120秒。

4）发送前向信号后，等待后向信号的时间监视为15秒。

5）收到后向A1信号后，等待A3信号的时间监视为15秒。

6）前向切断，等待后向切断的时间监视为2秒。

8、计费功能

实验二C&C08系统概述及用户数据配置

【实验目的】

1、熟悉C&C08硬件系统

2、掌握C&C08系统的机框配置

3、理解用户数据配置的相关概念

4、掌握用户的一般数据配置

5、实现用户之间互通

【实验原理】

一、C&C08系统的基本结构

C&C08系统由一个管理/通讯模块（AM/CM）和多个交换模块（SM）组成，如图2.1所示。

12n

A

多模块局B

单模块局（实验室用）

图2.1C&C08系统的基本结构

1、基本组成模块

如图1-1所示，管理模块（AM）由前管理模块（FAM）和后管理模块（BAM）构成，FAM常简称为前台，BAM常简称为后台。

通讯模块（CM）与（FAM）在硬件上合在一起。

根据下挂SM模块的多少，AM可分为AM32（能带32个SM）、AM128（能带128个SM）。

SM具有独立的交换功能可以挂接在AM下，多个SM和AM构成多模块局，如图2.1（A）所示；也可以独立构成单模块局，如图2.1（B）所示。

为便于对多个模块进行管理，需对所有模块全局统一编号。

AM固定编为0，SM从1开始编号；SM做单模块局时固定编号为1。

2、模块之间的连接

AM/CM和SM之间的接口包括：

40Mbps、光纤SDH接口（155M/622M）、E1（2M）接口,在图1-1中只介绍了最常用的40Mbps光纤接口，SDH接口和E1接口将在后面介绍远端模块（RSM）时提及。

通讯模块（CM）与交换模块（SM）之间由2对主备用或负荷分担的40Mbps光纤连接,

其中：

32Mbps----传话路（16条2Mbps--16確32Ts=512Ts,作为话音通道）

2Mbps----传信令（模块间通信信息）

2Mbps----传同步

4Mbps----作检错、纠错开销

前管理模块（FAM）和后管理模块（BAM）之间由2条HDLC高速链路连接。

3、各个模块的功能

基本组成模块和模块之间的连接已经学习完了，下面参照图2.2开始介绍各模块的功能，图2.2就是图2.1的进一步引申。

图2.2C&C08硬件系统的总体结构

1）AM的功能

AM主要负责模块间呼叫接续管理，并提供交换机主机系统与计算机网络的开放式管理结构。

AM由前管理模块（FAM）和后管理模块（BAM）构成。

前管理模块（FAM）负责整个交换系统的模块间呼叫接续管理，各SM之间的接续都需要经过FAM转发消息。

FAM还提供交换机主处理机与维护操作终端的接口，硬件上与CM结合在一起，合称为FAM/CM，又常简称为AM。

FAM（前台）面向用户,提供业务接口,完成交换的实时控制与管理,也称主机系统。

主要处理话单记录、话务统计等定时性管理任务。

后管理模块（BAM）一方面提供与FAM的接口，另一方面采用客户机/服务器方式实现交换机与开放式网络系统的互联。

并且通过Ethernet接口/HDLC链路与FAM直接相连，是C&C08数字程控交换机与计算机网相连的枢纽。

提供以太网接口，可接入大量的工作站（WS），并提供X.25/X.35接口与网管中心相连。

BAM（后台）面向维护者，完成对主机系统的管理与监控，也称终端系统。

BAM硬件上是一台工控机，可以是内置式（与FAM/CM在同一机架中）也可以是外置式，通过内置MCP卡上的2条2M的HDLC链路与前台FAM进行加载和通信。

BAM上装有终端系统软件，基于WINDOWSNTSERVER4.0操作平台，是中文多窗口的操作界面，操作灵活，功能完善。

2）CM的功能

通讯模块（CM）主要由中心交换网和通信接口组成,负责各模块间话路和信令链路的接续。

SM模块间进行话路接续时需要经过模块间的信令链路传递消息，此消息也称为内部信令，例如被叫号码、应答信号等，以区别于局间信令。

AM、CM功能可分，物理上不可分，硬件上将FAM和CM做在一起。

3）SM的功能

交换模块SM是C&C08的核心，提供分散数据库管理、呼叫处理、维护操作等各种功能。

SM是具有独立交换功能的模块，可实现模块内用户呼叫接续及交换的全部功能，并配合AM/CM中的中心交换网完成SM间的交换功能。

SM提供各种接口（用户线接口、中继线接口）负责同模块内来自各种接口的呼叫接续。

在小容量情况下，SM可以单模块成局。

SM按照接口单元的不同可分为用户交换模块（USM）、中继交换模块（TSM）和用户中继交换模块（UTM）。

USM只提供用户线接口；TSM只提供中继线接口；UTM既提供用户线接口，又提供中继线接口。

UTM和TSM可单模块独立成局。

按照与AM/CM距离的不同，SM又可分为近端（局端）交换模块和远端交换模块RSM（RemoteSwitchingModule）。

近端SM与AM/CM通常采用40Mbps光纤连接；RSM与AM/CM可采用40Mbps光纤、SDH、E1三种接口连接。

4、模块化的层次结构

C&C08数字程控交换机在硬件上具有模块化的层次结构，我们通过图1-3（A）来进行讲解，图2.3（A）就是一个模块配置示意图。

（A）

（B）（实验室用）

图2.3C&C08数字程控交换机模块化的硬件结构

如图2.3（A）所示，C&C08数字程控交换机硬件系统可分为四个等级：

各种功能的电路板组成能完成特定功能的机框单元，例如：

控制框、接口框、时钟框、用户框、中继框、RSA框等。

每个机框可容纳26个标准槽位，槽位编号为0~25。

不同功能的机框单元组合在一起构成机架，一个机架包含6个机框。

机框编号从0开始，由下向上、由近向远，在同一模块内统一编号。

不同的机架构成不同类别的模块。

例如AM/CM模块由一个机架构成，SM模块由1～8个机架构成。

不同的模块（AM/CMSM）按需要组合在一起就构成了具有丰富功能和接口的交换系统，各模块可以独立实现特定功能。

C&C08数字程控交换机模块化的层次结构如图2.4所示

图2.4C&C08数字程控交换机模块化的层次结构

C&C08数字程控交换机采用通用机架和插箱,单机架（柜）外型尺寸为2100×800×550mm（高×宽×厚），可插入6个620×300×279mm（高×宽×厚）的标准插箱，每个插箱可容纳26个标准插板。

这种模块化的结构便于系统的安装、扩容和增加新设备，易于实现新功能。

通过更换功能单板，可灵活适应不同信令系统的要求，处理多种网上协议；通过增加功能机框、功能模块，可方便地引入新功能、新技术，扩展系统应用领域。

二、机框配置

实验室机框配置如图2.5所示

图2.5C&C08数字程控交换机机框配置

BAM：

后管理模块。

PWC：

二次电源板。

-48V直流输入，输出为直流+5V/20A，可以给主控框、时钟框、DT框供电。

SIG：

数字信号音板。

共有2个SIG槽位，都位于下框，2块SIG板处于主备用热备份状态，一般开机默认左边的SIG板为主用。

MPU：

主处理机板。

2块MPU板处于主备用热备份状态，1个位于上框，1个位于下框，上框的MPU也称作A机，下框的MPU也称作B机，一般开机默认上框的MPU板为主用。

NOD：

为主节点板。

负责MPU与用户框设备及中继框设备之间的通信，共有11个NOD槽位，上框有6个，下框有5个，一般从上框2号槽位开始插，插满上框就从下框2号槽位开始插，本模块容量越大，插的NOD板就越多。

EMA：

双机倒换板。

位于上框，EMA负责2块MPU之间的通信，裁决哪块是主用板，并控制其间的倒换，为双机提供数据备份通路和监视主备机运行状态。

CKV：

时钟驱动板。

用于驱动主控框至各功能单元用户框中继板的差分时钟。

BNET：

为模块内交换网板。

共有2个BNET槽位，BNET板体积较大，占用上下两框的位置，2块BNET板处于主备用热备份状态，一般开机默认左边的BNET板为主用。

MFC：

多频互控板。

在局间采用中国1号信令系统时完成多频信号的接收和发送，可通过数据设定设置为16路或32路。

ALM：

告警通信板。

完成告警信息的收集和处理等功能。

当SM用作单模块局时，ALM也可用来接时钟框或接告警箱。

CKS：

二三级时钟合一板。

占2个槽位，2块CKS板互为主备用，通过板上拨码开关的设置可配置为二级时钟或三级时钟。

DTM：

数字中继电路板。

完成局间数字中继的对接，每板有2个PCM系统，提供60路数字中继，一个数字中继框共有16个DTM槽位，最多可提供960路数字中继。

PWX：

二次电源板。

−48V直流输入，输出为直流+5V/10A，直流−5V/5A和交流75V/400mA25Hz（铃流），可以给用户框、AT框和RSA框供电，给模拟用户和环路中继AT0提供铃流。

ASL：

模拟用户板每板提供16路模拟用户线接口，每一路接口除完成基本的BORSCHT功能外，还提供截铃、脉冲检测、极性反转、增益调整、16KC计费脉冲、高电压馈电和主叫号码显示功能，接收脉冲拨号。

DRV：

双音收号及驱动板。

每板有16路双音频收号器，接收模拟用户话机所拨的双音频号码，同时为本半框用户HW信号、串口信号和时钟信号提供驱动。

TSS：

测试板。

位于用户框和模拟中继框，提供对模拟用户、数字用户和AT0（环路中继）的测试，还为模拟用户提供嗥鸣音，通常相邻的两个用户框配一块TSS板来对2框模拟用户进行测试。

三、用户数据配置的相关概念

普通用户是模拟用户的俗称，在C&C08系统中是指通过ASL带的模拟话机或其他模拟终端。

1、呼叫源

呼叫源是指发起呼叫的用户或入中继。

一般若干个用户或若干个中继群属于同一个呼叫源。

不同的呼叫源属性，如：

预收号位数、号首集、路由选择源码、失败源码、是否号码准备及呼叫权限等是划分呼叫源的要素。

2、号首集

号首集是号首（或字冠）的集合。

号首是呼叫源发出呼叫的号码的前缀。

所以号首集是针对呼叫源而言的。

号首是决定与该次呼叫有关的各种业务的关键因素，在公网和专网混合的网中，号首对不同的用户和中继群而言，往往是重叠的，但意义可能不同。

3、呼叫源与号首集的关系

一个呼叫源只能对应一个号首集，一个号首集可以为多个呼叫源共用。

对于一个呼叫源，需设定一个号首集，号首集为包含该呼叫源可以拨打的所有号首，对于非号首集内的号首，当用户拨打该号首时，系统会提示号码有误。

引入号首集这一概念是因为即使是同一号首，但对不同的主叫方（呼叫源），也可有不同的含义，交换机对其的处理也不同。

当然，不同号首集中同一号首也可能含义相同，如：

同是出局。

如：

9对公网为无线呼叫，对专网即为普通呼叫。

222对呼叫源0可能是本局呼叫，对呼叫源1则是出局呼叫。

两个呼叫源可以对应相同的号首集，则当不同呼叫源用户拨打相同的号首时，交换机通常做相同的处理。

呼叫源针对于将主叫分类，号首集针对于将被叫号码分类。

某呼叫源拨打非对应的号首集内的字冠时，则需要作号首集变换。

4、设备号及用户数据索引

1）设备号

设备号是该用户所连接设备的物理编号。

每个端口有唯一一个设备号。

设备号于模块内统一编号，为物理编号。

设备号与用户板的单板编号有关：

设备号=单板编号×16+单板内顺序号（0~15），值域为0-6687。

2）用户数据索引

用户数据索引于全局内（多模块）统一编号。

用户数据索引与电话号码一一对应，有多少个电话号码就有多少个用户数据索引。

一个设备号对应一个用户数据索引。

5、配置普通用户数据的前提条件：

1）普通用户号码对应的设备，如ASL板必须已经配置；

2）普通用户所属的呼叫源数据必须已经配置；

3） 普通用户对应的计费源码和被叫计费源码必须已存在；

4） 普通用户号码对应的呼叫字冠已配置。

【实验内容】

1、增加普通用户数据的一般步骤：

1） 如果用户所属的呼叫源不存在，则增加相应的呼叫源（ADDCALLSRC）；

2） 如果用户号码的呼叫字冠不存在，则增加相应的呼叫字冠（ADDCNACLD）；

3）增加号段（ADDDNS