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电信基础知识精华

电信基础知识

一、电信系统概述

电信系统是指各种协调工作的电信装备集合的整体。

最简单的电信系统是只在两个用户间建立的专线系统，较复杂的系统则是由多级交换的电信网提供信道，在一次呼叫中所构成的系统。

按日常运行维护专业进行划分，电信系统由交换专业（含长途交换、本地交换、智能网、七号信令、112系统）、传输专业（含长途传输设备、本地传输设备、数字同步网）、线路专业（含长途传输线路、微波与卫星通信、本地传输线路）、接入网（含有线接入网、无线接入网）、应急通信、资源管理（含电路调度、资源管理）、电源专业、网管（含DCN网和网管系统维护、长途网分析、本地网分析）组成。

还有IC/ID卡系统、160/168系统、计费帐务系统、九七业务系统等由经营部维护，数据网由数据局维护。

按等级分，又分为一级干线、二级干线、本地网。

一级干线是指在省间进行通信的网络，比如说：

省会城市长途局完成到其它省的电话交换，京太西光缆从北京到陕西经过多个省市，以及国家智能网等，上述设备均是一线干线设备。

一级干线固定资产属于集团公司，由集团公司进行统一管理、调度。

二级干线是指在省内不同地市间进行通信的网络，比如说：

某地市长途局完。

本地网是指在同一个长途区号内，由若干个市话端局和汇接局、局间中继、长市中继、用户线和话机终端等所组成的电话肉。

本成到其它地市电路交换，省内智能网等，是二级干线设备。

二级干线固定资产属于省公司，由省公司进行统一管理、调度地网固定资产属于地市公司，由地市局进行统一管理、调度。

按种类分，分为传送网、业务网、支撑网、用户终端设备。

传送网是由线路设施、传输设施等组成的为传送信息业务提供所需传送承载能力的通道。

长途传输网、本地传输网、接入网均属于传送网。

业务网是指向用户提供诸如电话、电报、图像、数据等电信业务的网路。

电话交换网、移动交换网、智能网、数据通信网均属于业务网。

支撑网是指能使电信业务网路正常运行，起支撑作用的网路。

时钟同步网、七号信令网、网管网均属于支撑网。

用户终端设备是指用户侧的设备，如电话机、传真机、ISDN数字电话机、PC机等等。

网管网是指电信管理网，也可称为网管和集中监控系统。

网管工作主要是对电信网络进行统计、分析、调整和优化，保证电信设备的优质高效运行，管理的对象是网络；集中监控工作主要是对电信网络的设备进行集中监视和控制，简称监控，保证电信设备的安全可靠运行，管理的对象是设备。

设备一般又称为网元。

二、电信系统各专业内容介绍

1、传输和线路专业

1.1、概述

传输分为一级干线长途传输、二级干线长途传输、本地传输、接入网、微波和卫星通信等。

在电信行业重组前，我国建成了八纵八横的一级干级长途传输网，基本上覆盖了全国。

横是指东西向，比如京太西干线（北京—太原—陕西），纵是指南北向，比如呼北干线（呼和浩特—北海）。

传输网以SDH光传输为主，以微波和卫星通信为辅。

接入网目前以铜线接入和V5接入为主，无线接入为辅。

微波通信和卫星通信因容量远远比不上光传输，目前处于备用状态，设备可是很先进的，12米直径的自动跟踪系统（也是追星一族啊）的卫星天线，很宏伟的。

最早的长途传输是用明线（就是铜线），一对明线只能传一路电话，后来的载波通信一对明线最多可传40路电话，后来是对称电缆，后来是对称电缆，然后是小同轴电缆，（那个年代载波室是邮电局技术最高的地方，基本上都会修收音机）；中同轴电缆是PCM数字传输方式，（长途通信被破坏是因为胆大的刁民把线割了卖铜）；再后来是光缆（正告各位，光缆里没铜，剪了也没用。

在这里做做护线宣传），先是PDH传输，然后是SDH传输。

1.2、光纤和光缆

光纤一般是用石英材料制成的横截面很小的双层同心圆柱体，外层又叫包层的折射率为n2，内层又叫纤芯的折射率为n1，包层的折射率略低于纤芯。

携带信息的光波由纤芯和包层的界面引导前进，称为导波。

在纤芯界面上产生全反射并经过子午线（即光纤中心轴）的光波的导波才能做为光载波。

[全反射原理请看高中物理]。

按折射率可分为，阶跃型光纤：

n1和n2是个固定的数值。

渐变型光纤：

n1随着半径的加大而逐渐减少，n2不变。

按传输的模式（因电缆传送频率较低，所以必须用两根导体才能形成横电磁模（TEM模）来传信息；光纤传送频率高，只用一根光纤就可形成多种模式才传信息。

）分，单模光纤：

光纤中只传输一种模式。

单模光纤纤芯直径较小，是阶跃型光纤，且只传输基模，避免了模式色散，适用于大容量、长距离通信。

多模光纤：

光纤中传输多种模式。

纤芯直径较大，是渐变型光纤，存在模式色散所以带宽窄，但制造、耦合、连接比单模要容易。

光纤的主要传输参数有衰减（指能量损耗）和色散（形成码间干扰造成误码）。

适合在光纤中做载波的低损耗波长窗口为850nm（多用于多模）、1310nm、1550nm。

载波：

可以理解为把需要传送的信息装载到波上，通信上用的载波是电磁波，计算机红外接口用的是红外线做载波。

光缆可分为海底光缆、架空光缆、管道光缆、直埋光缆、军用光缆等，光缆由2芯以上的光纤组成（光缆中光纤数量的单位称为芯）。

为保护光纤，大部分干线光缆都充了油。

光缆的敷设方式有直埋（一般用于干线）、架空、管道（一般用于市内本地）等。

直埋一般埋入地底1米处？

其地面上方有光缆标记。

架空电缆使用的电线杆一般称之为杆路（电线杆连起来的路）。

长途传输杆路一般是只传光缆，市内传输杆路一般多是光缆、电力电缆等混在一个杆上传输。

1.3、SDH传输

SDH称为同步数字体系，统一了数字通信的速率等级、网络节点接口NNI、帧结构。

SDH是以同步传输模块STM形式来传输的，按等级分为STM-1：

155Mbit/s（简称155），可收容63个2M；STM-2：

622Mbit/s（简称622），可收容4个155；STM-3：

2.5Gbit/s（简称2.5G），可收容4个622；10Gbit/s（简称10G），可收容4个2.5G。

SDH以155为基本模块。

普通的光通信在一根光纤上只传送一个光载波，而密集波分复用（DWDM）是在一根光纤上传送波长不同的光载波。

10G就是DWDM实现的。

帧结构：

帧是以字节为基础，N是指STM-N，传输方向是从左上角第一个字节开始，从左到右，由上而下按序传送。

任何等级的STM传输1帧用时均为125微秒。

STM-1的码速率=270*9*8/（125*（10的-6次方））=155.520Mbit/s。

SOH：

段开销区域，用作网络的运行维护和管理。

净负荷区域：

传输业务信息。

POH：

通道开销区域，用于通道维护管理。

管理单元指针AUPTR区域：

由一组码构成。

这组码对应的值与信息在信息净负荷区域中的位置（位置被编号）相对应。

这样接收端就能从信息净负荷区域中准确地分离出信息。

1.4、SDH设备

配线架：

用于终端用户线或中继线，并能对它们进行调配连接的设备。

配线架最大的优点是接线灵活。

光配线架ODF通过光跳线进行光纤之间的连接，数字配线架DDF用于2M电缆之间的连接，主配线架MDF通过跳线进行交换机用户电缆和出局电缆之间连接。

用于设备机架之间连接的光缆叫尾纤。

尾纤直径约4毫米，两端都事先做好标准接头。

设备上连接光纤或光缆的接口叫光口，连接电缆的接口叫电口。

光端机：

通常由光接收机、光发射机、电端机等组成。

内部还有告警模块（设备故障时）、公务电话（不通过交换机直接在SDH网上通话，当电话交换机死机等故障时可以通过它进行联系）等。

光端机通过尾纤连到ODF上连接光缆，通过2M电缆连到DDF上。

它主要完成光电转换等功能。

光发射机中的光源通常有两种：

一种是半导体激光器LD，输出光功率高、光谱窄，一种是半导体发光二极管LED，输出光功率低、光谱宽、成本低、寿命长。

光接收机中的光电检测器通常有两种：

一种是PIN光电二极管，一种是APD雪崩光电二极管，APD有雪崩倍增效应，可提高光接收机的灵敏度。

光端机具体原理及光缆线路码型就不详细介绍了，基本上有均衡、码型变换、扰码、编码、驱动发光、光电检测、前置放大和主放大、判决、解码、解扰等功能，有兴趣可找本光纤通信原理的书看。

2M电缆符合G703标准的同轴电缆，是局间传输的基本单位。

ADM（Add/DropMultoplexing）分插复用器，可灵活地插入和分接电路，也就是上、下电路功能。

DXC：

数字交叉连接器，相当于自动配线架，可以理解为把配线架中的跳线用计算机软件代替，也就是用软件跳线方式代替硬件跳线方式。

可方便地实现电路调度、保护倒换等功能。

光中继机架：

由光发射机、光接收机、告警电路、公务电话等组成。

延长光传输距离。

监控网管终端：

负责对传输设备和SDH网进行操作维护。

1.5、SDH网结构

SDH网一般由光缆和若干个站点组成。

站又分为中继站和可以上下电路的站。

中继站只是起一个中继器的作用，延长传输距离。

可以上下电路的站根据全网的统一调度，通过ADM可将干线中的某个或某些2M分配给当地使用。

SDH网一般可分为环形网、链形网和混合网（环形和链形的混合体）。

环形网又称为自愈环。

正常工作时，信息是沿顺时针和逆时针两个方向同时在环上传送的。

在接收站，选择两个方向中的一个做为主信号，另一个做为备用信号。

当光缆切断，则主信号和备用信号在光缆切断处自动沟通。

比如站1、站2、站3、站4组成一个环，站1和站2间原来的信息传递方式是站1的发是1-2，站1的收是2-1，现在站1和站2间光缆被切断，则站1的发变为1-4-3-2，站1的收变为2-3-4-1。

一级干线、二级干线、本地网基本上都是以SDH传输方式为主。

SDH通信示意图：

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-光缆-光配线架-尾纤-光端机--2M电缆-数字配线架-2M电缆-交换机等

上下电路的端站示意图：

----------------------------------|~~~~|||（数字配线架）

----------------------------------|

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-光缆-光配线架-尾纤-光端机--电缆-ADM-电缆-光端机

只是起中继作用的端站示意图：

--------|||-----------|||------+

---------|---------------------|

---------+------------|||------+

-光缆-光配线架-尾纤-（光端机：

入和出的光端机在一个光中继机架内）

（通常ADM是块插板，与光端机、电端机、DXC等装在一个机架内）

1.6、接入网

接入网是指由业务节点接口SNI（如程控交换机和接入网设备之间）和用户网络接口UNI（接入网设备和用户终端之间）一系列传送实体组成，提供必要的传送承载能力，对用户信令是透明的，不作处理。

主要完成交叉连接、复用和传输功能，不含交换功能。

接入网分为有线接入和无线接入两种。

有线接入又分为远端模块局、光接入网、铜线接入等几种。

1.6.1、铜线接入

铜线接入是最传统的、最普遍的接入方式。

市话传输的铜线直径一般是0.4毫米。

为保障音频传输，一般市话用户线最长不超过5公里，所以传统铜线接入方式下一个程控交换机可覆盖半径5公里的地区，一般采用交接配线方式。

用户电缆一般由程控交换机厂商提供，一根用户电缆往往有8或16对用户线。

MDF：

主配线架，分直列与横列两面，横列接交换机用户电缆，直列接主干电缆，直列和横列这间用双股跳线（普通0.4塑料护套线）相连。

除灵活连接外，MDF还装有保安器，以防止外电通过电话线窜入程控交换机等设备（如雷电、高压电等）。

测量台是指对用户线进行电气测量（电阻、电压、电容等），以确定障碍原因（混线、断线、地气等）。

主干电缆内最大可含有2400对铜线。

主干电缆分充油和充气两种。

在电缆护套内充满油或气体，以防止水气浸入使心线受潮。

充气型还需要有一整套充气系统维护设备。

交接箱其实就是一个微型配线架，负责对主干电缆的任意一对线和配线电缆任意一对线进行连接。

配线电缆基本上是100对左右。

引入线一般是皮线。

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交换机--用户电缆--主配线架--主干电缆--交接箱-配线电缆-分线盒--引入线--用户终端

1.6.2、远端模块局接入

远端模块局是指把程控交换机的用户模块通过光缆放在远端。

远端模块局的数据制作、计费信息及用户信息等均在母局侧。

此种方式扩大了程控交换机的覆盖范围。

在各种规划中，均不提倡远端模块局方式，认为其不能实现多种业务接入。

但因为目前宽带业务远不成熟，且绝大多数应用以电话应用为主（光接入网也基本上以电话接入为主），而且远端模块局与母局连接紧密，维护方便，所以还在大量使用。

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交换机-2M电缆-DDF-2M电缆-光端机-光缆-光端机-2M电缆-远端模块---主配线架-----

1.6.3、光接入网接入

局端设备光线路终端OLT通过V5接口和程控交换机相连，远端光网络单元通过用户线和用户终端相连，一个OLT可以接多个ONU。

V5接口包括V5.1和V5.2两种建议。

V5接口以2M为单位实现OLT和程控交换机标准连接。

通过V5接口可以实现不同厂家的交换机和光接入网互联。

光接入网其实可以理解为把程控交换机出局的电传输改为光传输，以扩大程控交换机的覆盖范围。

V5接口对各位来说实际用处不大，这里就不详细说了。

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交换机--DDF--OLT--DDF---光端机-光缆-光端机---ONU----MDF----

1.6.4、无线接入

无线接入最早是解决边远山区通电话（因为用户少，线路投资太大），为了实现村村通电话才建设的，基本上是在端局有一基站可连多个终端设备，村里有一终端设备。

后来因为政策原因，中国电信申请不到移动牌照，所以无线接入（小灵通）迅猛发展，其实无线市话属于一个交换局而不是接入网。

所以无线市话方面在交换专业内简单阐述。

无线接入最主要的是频率申请和分配问题。

GSM和CDMA是移动和联通集团公司统一向国家无委会（无线电管理委员会）申请的，这样容易些。

而无线接入和无线市话是由各省公司向省无委会申请，如果省无委会和省公司工作关系不好，则频率申请很困难，一波三折。

（所以在中国最重要的不是技术，而是关系。

题外话就此打住。

2、交换专业

2.1、程控电话交换机

交换机型主要有上海贝尔S1240、北京BISC的EWSD（和西门子合资的）、美国5ESS、日本富士通F150和NEC的NEAX61、巨龙HJD04、中兴ZXJ10、大唐SP30、华为CC08。

程控电话交换机是固定电话网的核心。

电话交换机经过人工台交换、步进制交换、纵横制交换、程控交换（存储程序控制）等阶段。

我们这个年龄的人应该对10年前甚至20年前有印象。

记得那时过年总要报道国家领导人到北京电话电报大楼亲切慰问接线员，邮电局里打长途电话的人排长队的电视画面。

由此可见我国电信发展多么迅猛。

史端乔是堪萨斯城的一个殡仪馆老板，每当有死者的家属向话务员（人工台交换）说明要接通一家殡仪馆时，那个话务员总是把电话接到另一家（估计那个话务员被人收买了:

》）。

老史很愤怒，发誓要实现不用人转接的自动交换。

于1892年11月3日老史发明的步进制自动电话交换机正式投入使用，又称为史端乔交换机。

交换机按控制方式可分为集中控制和分散控制两种。

集中控制是指整个交换系统的所有控制功能由处理机来承担，优点是体系结构简单，缺点是处理机发生故障会影响交换机工作。

分散控制是交换系统的控制功能由各个功能模块分别承担，也就是分布式系统。

优点是系统可靠性好，缺点是体系结构复杂。

S1240是分散控制方式，EWSD是集中控制方式。

话音频带的带宽是4000Hz（300—3400Hz），抽样频率为8000Hz。

所以话音需要每隔125微秒抽样一次，抽样后变为8位二进制码。

这就是时隙。

对PCM的一个2M里采用32路利用，即在125微秒内要有32个时隙，每个时隙占125/32=3.9微秒。

这一个2M里32个时隙合起来称为一个“帧”。

32个时隙TS中第一个时隙TS是做同步用的，固定为10011011。

对于程控电话交换机而言，所有与其它程控电话交换机相连的线路称为局间中继，局间中继由中继群组成，中继群含有1到多条中继线。

中继线是个逻辑概念，并没有实线相连，而是把一个时隙称为一条中继线。

与用户终端设备（如电话机）相连的线路称为用户线。

2.1.1、交换网络

交换网络由T接线器和S接线器组成。

T接线器是时间接线器，由话音存储器和控制存储器组成。

工作原理：

要将入线的TS5（时隙为5）经过T交换到出线的TS20上，在控制存储器的第20号单元写入5，然后按控制存储器内单元的数值去到话音存储器的相应时隙位置去读语音信息，写到出线上。

这叫控制存储器控制写入、顺序读出，话音存储器顺序写入、控制读出，还有另外一种与此相反的方式。

T接线器是完成同一个母线上的时隙交换的。

S接线器是空间接线器，由电子交叉矩阵和控制存储器组成。

电子交叉矩阵有n个输入端和n个输出端，形成nXn矩阵。

每条母线（HW）包含N个时隙，由N个控制存储器组成一组进行控制。

比如说：

第1组控制存储器3内的值为2，则入线HW1的TS3交换到出线HW2的TS3；第2组控制存储器7内的值为4，则入线HW2的TS7交换到出线HW4的TS7上。

这叫输出控制，与些相反为输入控制。

S接线器完成同1个时隙在不同母线上的交换。

多个T和S组成了交换网络，一般有TST和TTT等组合。

TST来说，第一级T负责输入母线的时隙交换，第二级S负责母线之间的空间交换，第三级T负责输出母线的时隙交换。

交换网络必须建立双向通路。

这两个方向路由要有一定联系，比如差半帧，以降低处理机负荷。

交换网络一般采用双机热备份冗余方式。

还有另一种交换网络是S1240交换机的交换网络，Ｓ1240的网络由选面级和选组级组成。

硬件由一种板子构成，即ＳＷＣＨ板。

ＳＷＣＨ是一个具有时分与空分交换功能的矩阵开关（512×512）。

现在的Ｊ型机一般都有4个平面，根据模块数的多少，交换网络有所变化。

Ｓ1240是全分布控制，其核心是数字交换网络。

2.1.2、用户模块和中继模块

用户模块可归纳为BORSCHT七大功能。

B：

馈电，电话机需由交换机供电，馈电电压为-48V，电流为18-50mA；O：

过压保护，除在总配线架有保安器外，用户模块也要有高压保护；R：

振铃控制，控制向被叫用户振铃，当应答摘机后，控制停止振铃；S：

监视，监视用户线的各种状态，如挂机状态、摘机状态、拨号脉冲发送和接收等；C：

编译码和滤波，完成模数和数模转换；H：

混合电路，因模拟信号采用二线传输，数字信号采用四线传输。

混合电路进行2/4线转换；T：

测试，完成对用户内外线的测试。

用户模块一般分为局内和远端用户模块。

远端用户模块比局内用户模块多一些外部告警功能。

用户模块一般由普通用户板、提供极性反转信号（主要用于公话）用户板、ISDN用户板、铃流板、电源板、控制板等组成。

用户电缆就接在用户模块上。

中继模块一般完成码型变换，同步和时钟提取，线路信号的发送和接收等功能。

2M电缆就接在中继模块上，另一端连在DDF数字配线架上。

现在有很多交换机支持155光口直接接到中继模块上。

2.1.3、其它模块

信令单元完成信令处理，具体看七号信令网。

信令链路的误码率等指标要优于普通话路（话路是指传送话音信息的通路）。

录音通知模块完成录音通知功能，比如忙音、117报时等。

具体见时间同步网。

时钟模块可以自己产生时钟，也可以与外部时钟同步。

具体见时钟同步网。

输入输出接口模块连接硬盘、操作终端、打印机等等。

具体见网管监控系统和计费采集系统。

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用户终端-----用户模块---|||||

||||----------||||------|||||（交换网络）

局间中继-----中继模块---|||||

||||----------||||------|||||

信令链路-----信令模块---|||||

+++++++++++++++++++++++++++++

+++++++++++++++++++++++++++++（处理机）

----||||输入输出接口--||||时钟模块

2.1.4、话务理论及关键参数

由于电话通信的产生和发展，急需解决业务流量与设备配置问题，A.K.爱尔兰最先提出了数学理论和应用公式，是电信业务流量理论之父。

通信系统分为损失制系统、等待制系统、混合制系统（先等待一段时间如果还不能完成通信则放弃）。

电话交换属于损失制，分组交换属于混合制。

话务理论即适用于电话交换，也适用于分组交换。

有志于流量控制等方面的同志应该好好学一下话务理论。

用户的呼叫模型一般符合泊松分布。

话务量是指通信设备被占用的程度。

话务量公式为：

A=Cxt。

A是话务量，单位为erl（爱尔兰），C是呼叫次数，单位是个，t是每次呼叫平均占用时长，单位是小时。

一般话务量又称小时呼，统计的时间范围是1个小时。

即C为1小时内的呼叫次数，t为每次呼叫的平均占用时长。

常用的关键性话务指标有：

每线话务量（每条中继线的话务量）、平均占用时长、试呼次数（总的呼叫次数）、占用次数（占用中继的呼叫次数）、应答次数（用户应答次数）、溢出次数（因中继线占满溢出呼叫次数）、用户忙次数、久叫不应次数（一直振铃不应答）、占用话务量、有效话务量、每线话务量、平均占用时长、用户过失次数（包括摘机不拨号数、拨号不全、拨叫空号数等）、拥塞次数（因交换机设备不足造成呼叫拥塞，比如TST交换网络规模小）等。

网络运行的一个最重要指标就是接通率。

接通率其实就是应答占用比（或应答试呼比），对运行维护部门而言接通率就相当于GDP对于一个国家，这个指标简直太重要了，每年都要搞接通率竞赛。

原因是我国以前通信资源不丰富，所以要尽可能多的完成呼叫接续。

近年来，集团公司在逐步淡化接通率竞赛的概念，因为现在通信资源比较丰富，现在的主要矛盾是解决话务流量的问题。

由于一天中不同时间网络的业务流量是不同的，所以话务量也不同。

取一天最忙时间的话务量，称其为忙时话务量。

我国话务分析取两个忙时，日忙时（9：

00-10：

00）和夜忙时（21：

00-22：

00）。

BHCA是忙时试呼次数，用于衡量交换机呼叫处理能力。

N=（t-a）/b，N是单位时间内处理的呼叫总数，也就是BHCA，t是交换机忙时占用率（也就是处理机忙时用于呼叫处理的开销），a是与呼叫处理无关的开销，b是处理一次呼叫的平均开销。

例如：

t=0.7，a=0.29，b=32ms，则N=46000次/小时。

一般而言，我国每个用户的话务量为0.1Erl，每条中继线的话务量为0.7Erl，每次呼叫平均占用时长为用户60s、中继90s。

通过话务量计算BHCA时，以成功呼叫（即从主叫摘机到被叫应答通话完毕挂机）为准，并算活源的发话呼叫。

BHCA=（（用户话务量X用户数）/呼叫平均占用时长+（入中继线话务量X入中继线路）/呼叫平均占用时长）=6*用户数+28*入中继数。

系统可用度A=MTBF/（MTBF+MTTR），MTBF是系统平均故障间隔时间，MTTR是系统的平均维修时间。

对于交换机来说，一般称用户数为门，中继线数为路端，比如说某市话交