1、第十一章第十一章 电信网工程设计电信网工程设计 现在，电话的使用已普及到千家万户，电信网的建设也发展到一定的阶段。今后电信网 的设计将更侧重于 NGN，以电路交换占主导地位的 PSTN 将逐步被软交换所取代。智能网 作为电信网的一种高效、 迅速生成新业务的手段， 正在适应不断涌现的各种新型的电话新业 务。本章主要阐述电信长途网和智能网的设计，读者可结合第十二、十三章有关程控交换局 的设计、实习内容的学习，以对电信网形成一个较完整的理解。 第一节第一节 电信长途网设计电信长途网设计 在我国的多家 PSTN 运营商， 各自形成了一个较独立的电信网络， 为广大用户提供优质、 可靠、快速的通信服务。本
2、节主要以中国电信长途网为例，讲述有关设计内容。 一、电信网现状一、电信网现状 全国 31 省/市的所有本地网均建设有长途交换设备。 其中除个别本地网还设置有长市合 一局外，绝大多数本地网均设有独立的长途交换机，本地网均是采用长途、关口和本地合一 的交换机设备。图 11.1 为我国现阶段长途电话二级网结构。 图 11.1 我国现阶段长途电话二级网结构 目前，中国电信长途骨干网 DC1 层面 64 部交换机容量达到约 172 万路端，长途交换网 采取以本地网为单位的组织结构，在各个本地网内，根据所疏通长话业务量的大小，设置了 14 个长途交换机。 南方 21 省的 DC1 城市多数设置了两个或两个
3、以上长途交换机， DC2 城市设置 1 个或 2 个长途交换机。省内 DC2 间开设直达电路比例较高，有些省还实现了省内 DC2 间的网状相 连。省际二级电路开放比例较低，主要集中在几个话务量较大的本地网。另外，邻省间省际 二级电路由于业务量相对较大，也开有部分省际二级电路。 北方 10 省除北京和郑州各设置两个 DC1 长途交换机，各 DC1 间根据汇接关系分别与 北京和郑州的 DC1 建立直达电路，其他 DC1 城市各设置一个独立的长途交换机，DC2 城市 均设置长市、关口、本地端局合一的交换机。除了北京和郑州实现了与南方 21 省 DC1 间的 网状相连，其他 DC1 根据目前的话务量情
4、况与南方 21 省的 DC1 开设了部分直达电路。不 足以设置直达中继方向的话务分别经相应的区域长途交换机 （北京或郑州长途交换机） 转接。 北方各省省内 DC2 交换机仅与省内的 DC1 开设直达电路，与省内其他 DC2 及跨省 DC2 间 未开设直达电路。 从整个中国电信的长途交换网来看，DC1 交换机目前的地位和作用很大，承载着大量 的省际转话和部分省内转话。尤其在北方 10 省，由于在一段时期内话务量相对较小，而长 途局点数量多，因此网络的层次较多，DC1 交换机话务汇聚的功能相对来说更明显。 二、电信网路由规划二、电信网路由规划 路由规划是电信网络设计的一个重要问题，它包括：在给定交
5、换机之间的话务量后，中 继线应如何配置，网络拓扑如何选择；当两台交换机之间的通信存在多条路由时，应按何种 规划选择路由。所谓路由（以电话网为例）是指在两个交换局之间建立一个呼叫连接或传送 消息的途径。它可以由一个电路群组成，也可以由多个电路群经交换局串接而成。路由的特 点是： 一个路由是由一个全利用度群组成， 组成一个路由的电路群可以包括各种传输系统所 组成的电路群，如两个交换局之间既有微波载波电路，又有电缆载波电路，但如果是组成一 个全利用度的电路群，则称为一个路由。路由的分类如下： 基干路由：是构成网络基于结构的路由，它是特定的交换中心之间所构成的路由。基干 路由上电路群的呼损标准是为保证
6、全网的接续质量而定，它的呼损应1，在该路由上的 话量不允许溢出到其它路由上。例如：DC1 之间；DC1 与它所管辖的 DC2 之间等均为基干 路由。 高效直达路由：所谓直达，就是两个交换中心之间所建立的路由不经过第三个交换局。 所谓高效， 就是在该路由上电路群的呼损会超过规定的呼损标准， 其话务必然要溢出到其它 路由。 低呼损直达路由： 是由任意两个等级交换中心之间设置的电路群， 且其呼损不大于所规 定标准的路由， 可以旁路或部分旁路基干路由。 在该路由上的话务量不允许溢出至其它路由。 迂回路由： 由部分基干路由和直达路由等两个以上路由串联而成， 可以承担高效直达路 由溢出的话务量。 迂回路由
7、是与首选路由相对应的， 首选路由因为遇忙才会迂回到别的路由。 最终路由： 当一个交换中心呼叫另一个交换中心， 在选择无溢呼的低呼损电路群建立呼 叫连接时， 由这些无溢出的低呼损电路群所组成的路由称为最终路由。 最终路由可以由一段 低呼损路由组成，也可以由几段低呼损路由串接组成。 三三、国际长途网的连接设计原则、国际长途网的连接设计原则 中国电信在上海、广州两个城市设有国际出入口局，国际一局（ISC1）作为主力交换 机；国际二局（ISC2）主要疏通一些话务量较大方向的国际长途电话业务，以及国际智能 网业务。国际交换中心的中继连接设计原则如下。 国际交换中心之间的连接：上海、广州国际交换中心之间用
8、低呼损电路网状相连。 国际交换中心与所在本地网的本地交换中心间的连接： 上海、 广州的本地网市话汇接局 与所在地的两个 ISC 均设置低呼损电路群。 国际交换中心与国内长途交换中心及本地网间的连接：采用分区汇接的方式。 省中心 DC1 与国际交换中心之间的连接： 上海、 广州的各 DC1 与设在本城市的两个 ISC 均相连。除上海、广州外各省中心 DC1 按照忙时国际话务量的大小决定是否与国际局设置 直达电路。 非省会城市的 DC2 与国际交换中心之间的连接： 非省会城市的 DC2 按照忙时国际话务 量的大小决定是否与国际局设置直达电路。 四、四、 电信网结构设计电信网结构设计 网络结构是指各
9、交换中心之间以一定的规则设置局间中继电路， 并依据特定的选路原则 疏通主叫用户和被叫用户之间的业务。 合理的路由组织结构是建设一个网络时必须考虑的重 要因素。其可以在为用户提供高效、优质的服务的同时，有效地节省运营商的运营成本、提 高市场竞争力。网络结构的选择主要是依据交换中心之间的话务流量、流向，交换和传输设 备的情况以及运营管理等因素确定。 中国电信 PSTN 网络分为本地网和长途网， 其中长途汇接网分为省内和省际二级，即从 逻辑上看中国电信 PSTN 网络结构为三级结构。具体如下： 1）本地网：同一本地网内的所有 LS、关口局、汇接局之间以一定的规则设置局间中继 电路， 疏通同一本地网内
10、的本网用户之间的话务， 以及本网用户与其它运营商用户之间的话 务。 2）省内长途网：在地市设置 DC2 长途局，同一省内的所有 DC2 之间以一定的规则设 置局间中继电路相连，疏通同一省内不同本地网之间的省内长途话务。另外，DC2 根据业 务情况，也可和外省 DC1 开通长途直达中继。 3）省际长途网（包括疏通国际长途业务） ：目前中国电信在上海和广州设置有国际交换 中心（ISC） 。各省除了现有的 TDM-DC1 长途局外，正在设置一套软交换 DC1，其中，软 交换 DC1-SS 分设在八大区中心城市， 全国每个省会城市均设置一套 TG 设备。 省会城市 LS、 MS 等交换机以及各个地市的
11、 DC2 根据目前和 TDM-DC1 的连接情况，增开到软交换 DC1 方向的直达中继。 全国各省软交换 DC1 之间将通过 CN2 相连，软交换 DC1-TG 之间为平面组网，不存在 汇接关系。各省的 TDMDC1 之间的连接和汇接关系保持不变。 软交换 DC1-TG 和本省现有 TDM-DC1 之间开设过桥电路， 主要考虑解决落地端软交换 DC1-TG（或者 PE）出现故障，无法通过软交换网落地时，发话端通过过桥电路把这个方向 的去话转接到 TDM-DC1 上疏通。 全国所有 DC1、DC2 和 ISC 之间以一定的规则设置局间中继电路，疏通全国各省的省 际、国际长途话务。 五、电信网软交
12、换设计方案五、电信网软交换设计方案 根据第八章第一节介绍的 NGN 网络规划策略，从设备组网成熟度和安全角度出发，首 先考虑 DC1 层面的建设， 主要解决 DC1 长途网目前面临的容量不足以及单节点问题， 其中， 对于现网 TDM-DC1 为单节点的省份，软交换 DC1 还将疏通其部分省内长途业务，其他省 份新建的软交换 DC1 设备将主要考虑分流部分现有的省际长途业务。现有的全国智能网业 务，仍由 TDM-DC1 负责触发。 软交换 DC1 将对现有省际长途业务进行分流方案如下： 200 号、17908、17909 业务，由于这部分业务的触发并不在现有的 TDM-DC1 上进行， 对于 D
13、C1 交换机而言，和普通长话业务无异，因此软交换 DC1 可以进行部分疏通； 完成普通长话业务； 800、300、17901、17900 业务，由于这些业务是由 TDM-DC1 触发的，还有目前兼容 性的问题，故软交换 DC1 暂不启用 SSP 功能，因此该业务的疏通在以后进行。 根据目前中国电信的省际长途业务的网络组织， 以上各种省际长话业务的疏通主要通过 四种方式： 1）TDM-DC1 之间的直达中继； 2）部分省 TDM-DC1 到业务量较大的对端省份的 TDM-DC2 之间开设的直达中继； 3）部分省 TDM-DC2 到业务量较大的对端省份 TDM-DC1 之间开设的直达中继； 4）部
14、分省之间的 TDM-DC2 之间的直达中继。 从工程实施难度和对现网结构的影响程度来看，新建软交换 DC1 设备暂时只考虑部分 疏通现网，即 DC1-DC1 之间、DC1-DC2 之间的省际长途业务量，可通过第一和第二种方式 实现。 通过其余两种方式疏通的省际长途业务， 需要结合未来网络结构的变化以及管理维护 角度进行综合考虑。 目前，中国电信国际交换机拟进行更新改造，将采用软交换设备组网，软交换长途网和 软交换国际局采用 SIP-I 协议互通。从业务疏通角度看，建议各地可优先考虑本地触发的 IP 电话卡业务的分流，但要求分流时应考虑所有方向的分流，不允许只分流特定方向。 第二节第二节 电信智
15、能网设计电信智能网设计 国家骨干智能网（IN）是以国家主干长途网中的长途交换机为 SSP 构成的，在北京、 上海、广州和成都等地分别设有多个 SCP，SCE、SMS 均放置在北京。随着智能网的发展， 各省也都建设了本地智能网，各本地网 SSP 已经具备同时接入国家网以及本地网的 SCP。 每一智能业务的呼叫局可以根据不同的智能业务接入码选择连接国家骨干网的 SSP， 或本地 智能网的 SSP 路由，从而完成各个智能业务的呼叫。 一、一、IN 业务业务 目前，在 ITU-T 已经标准化的智能网目标业务共有 25 种，我国现阶段开放及推广应用 的主要有：ACC、FPH、UAN、VPN、WAC、VO
16、T、MAS、UPT 等。另外广告、预付费业 务、彩铃及智能网 IP-Phone 业务等也是较具有发展优势的智能业务。以下简述个别智能网 业务。 自动记帐卡类业务（ACC） ：记帐卡业务在本地具有很大的市场潜力，如校园卡业 务、 公司卡业务， 在本地和国内使用的 200 号和 300 号为其进一步在本地智能网市场上的发 展奠定了基础。目前电信推广较多的有 190201、190、17968/9 电话卡，其呼叫流程（见图 11.2）为：主叫用户发起呼叫并送往本地 SSP，本地 SSP 送往智能网触发智能业务，智能网 对主叫用户进行鉴权，鉴权通过后控制本地 SSP 进行接续。 图 11.2 卡类业务呼
17、叫流程 通用个人通信业务（UPT） ：通过固定网与移动网结合，对流动性较大业务联系繁 忙的用户而言，可以帮助他们建立灵活而可靠的通信渠道，可实现个人通信业务。目前开通 的“超级一号通”业务，接续流程见图 11.3，实际上是一个虚拟的号码，用户只要拥有了一 个超级一号通业务号码， 就能将拨打该号码的来话依次接续到用户指定的电话终端 （普通固 话、小灵通、手机） ，还可以借机发话，轻松实现移机不改号（NP）业务，避免了客户因更 换通信号码而带来不便。 图 11.3 “超级一号通”业务接续流程 本地被叫集中付费业务(FPH)：如搬家公司、产品销售商及快餐连锁店的送餐服务 等等所申请的，一般都是本地被
18、叫付费业务，而这些用户已经占了总用户数相当的比例，这 表明了本地被叫付费业务具有强大的市场发展潜力。 虚拟专用网（VPN）业务：VPN 能够减少本地网络中用户交换机的数量，提高网 络资源共享率，增加网络业务量，对电信运营者来说具有较大好处。对用户来说，仍然享受 “专用“网络，而又无须自己耗费精力来管理，减少了很多维护工作，所以该业务较受中小型 企业的欢迎。 电话投票业务（VOT） ：由于 VOT 业务可以用于社会公益调查及公益选举，也可 以提供给企业和商家对自身产品和形象的调查，所以业务开放投入可以获得广泛的社会效 益，可以为某些企业和商家提供调查依据及形象宣传。 大众呼叫业务（MAS） ：M
19、AS 业务对新闻媒体、宣传机构及部分商家来说都极具 吸引力，由于某个热门话题、有奖竟猜活动及现场宣传，将会使该业务的呼叫量在短时间内 急剧上升，对提高业务总量，增加呼叫次数有很大好处。 广告业务（AD） ：AD 业务的推出，会使电信服务进入一个新的领域，能够大大增 加电话网络话务总量，从而能使电信运营者获得来自申请者及最终使用者双方的利益。 上网呼叫等待业务（ICW） ：随着上网的不断升温，拥有电脑的家庭越来越多，上 网呼叫等待业务及以后将推出的边上网边打电话业务，将有很大的市场潜力。 彩铃业务： 是一项当用户作为被叫时生效的业务。 其本质就是使用现网的交换设备 拦截现有的回铃音，并根据用户定
20、制信息给主叫用户播放语音信息。 固定预付费业务：就是用户先交纳费用，后使用业务。固定预付费用户的呼叫流程 为：预付费用户摘机，本地 SSP 通过号码准备的数据方式，被叫号码前插预付费接入码 1183134，送往智能网触发智能业务，智能网根据用户的主叫号码提取用户的帐号信息，进 行鉴权，鉴权通过后指示 SSP 接续被叫。 智能网的引入，可使现行网络中引入新业务较为容易，同时对现有网络的影响也较小。 表 11.1 给出了目前智能网业务使用网络情况,这个情况是在变化的。 表 11.1 智能网业务使用网络 二、二、IN 计算计算 通过有关 IN 参数计算，可以在 IN 组网设计时，为设备配置提供参考。
21、 1TPS TPS 用来表征计算机联机事务处理(Transaction)的能力，即每个业务的平均 Transaction 数。 由于不同事务的处理开销和事务处理过程、 系统结构都有关系， 不同厂家定义的方法也 不相同。 因此不建议用 TPS 来衡量系统的处理能力。 很多厂商都宣称其 SCP 具有很高的 TPS 能力。 但 TPS 无法准确反映 SCP 的业务呼叫处理能力， 很高 TPS 值并不一定就意味着高业务 呼叫处理能力，业务呼叫处理能力和智能网设备厂商的智能网软件质量有直接关系。 TPS 很难有明确定义，而针对电信应用，有较明确的定义，比如国标 ACC 业务的完全操 作流程，需要 SSF
22、 至 SCF 之间 15 条信息流操作，SCF 至 SDF 之间 4 条信息流操作。SCP 完成 这些操作后，才能算完成一次业务呼叫。所以采用每秒处理业务呼叫数量 CAPS 来度量 SCP 能力比较科学，同时必须严格定义用于测试的业务才能进行 SCP 处理能力的比较。ACC 业务 是最复杂的业务之一，可以用 ACC 业务的最大话务处理能力来度量 SCP 系统的 CAPS 能力。 因此，SCP 的处理能力以每秒处理业务呼叫数量 CAPS 来度量 SCP 能力比较科学。 目前，基本上各地 SCP 平台都采用其处理的 ACC 业务 CAPS 值来衡量其处理能力。 2 2IN 的七号信令链路计算 例题
23、： 某本地区智能网业务预测规模 （CAPS） 业务平均占用时长 S （表示每个业务的 CAPs） 如下。 ACC：120；FPH：70；VPN ：60；WAC：60；UPT：70；VOT：45；MAS：45； 201：120。 试通过 ACC 业务 CAPS 值来计算 NO.7 信令的链路数。 首先根据局方要求各业务的 CAPs 数，将其按 ACC 业务进行折算，折算结果如表 11.2。 表 12.2 按 ACC 业务折算表 业务 UPT VPN/WAC VOT/MAS 201 ACC FPH 合计 占用时长 70 60 45 120 120 70 CAPS 值 （含冗余） 9.43 5.51
24、 12.36 18.86 20.55 6.96 73.67 折算系数 0.8 0.8 0.3 1 1 0.8 折算后的 CAPs 7.544 4.408 3.708 18.86 20.55 5.568 61 注：折算后的 CAPS 指 ACC 业务 CAPS。 CAPs （呼叫处理/每秒） ， 用于表征 SCP 每秒能够处理的某种业务或加权平均业务的呼叫 数量。在表 11.2 中可以看出，智能网工程 SCP 处理能力要求相当于 61CAPS(ACC 业务)，则 SCP 需要的处理能力等于 61CAPS。实际工程设计中 SCP 及 SSP 的处理能力均取 73.67CAPS （各种业务相加和）
25、，则信令链路数为： （条） 链路平均负荷 平均字节数每个数各业务平均每个呼叫各业务 链路数到信令转接点的信令链路数 12 )4.01000264/(81001067.73 7.1000264 8 7. No MSUMSUCAPS NoSCP 在以上计算中，是按综合 SCP 考虑的，假设在此阶段为一个 SCP，取各业务平均每个 呼叫 MSU 数为 10，每 MSU 平均字节数为 100。所以 SSP 和 SCP 之间每次呼叫的平均消息 数量按 10MSU/呼叫 （平均） ， 消息的平均长度为 100Byte， No.7 信令链路平均负荷取定 0.4。 3业务话务量计算 话务量入（CAPS） 平均
26、占用时长 话务量出（CAPS） （平均占用时长-平均放音收号时长） 话务量 =话务量入+话务量出(CAPS) (2 平均占用时长-平均放音收号时长) 4SCP 容量计算 SCP 内存容量 = 操作系统及 SCP 系统软件占用内存 + 数据库占用内存 +呼叫处理进程数 各进程占用内存 + 文件数据缓冲 SCP 存储容量 = 系统软件及应用软件容量+(每用户数据长度 Bytes 用户数) /0.9 +（每个话单数据长度 Bytes 话单数）/0.9 5SMS 容量计算 按照以上业务量要求，SMS 的设备能力要求为： 数据库操作能力 = SCP 处理 CAPS 值 Byte 每次呼叫数据库操作数 如
27、：SCP 处理 CAPS 值为 61，每次呼叫数据库操作数为 3 ，则代入上式得：183 次/秒。 SMS 存储容量 = 系统软件和应用软件+(每用户数据长度 Bytes 用户数)/0.5 +（每个话单数据长度 Bytes 话单数）/0.9 SMS 内存容量 =系统软件及应用软件容量占用内存+数据库占用内存 +文件及数据缓冲 +每个进程所占用内存 Byte 进程数 三、三、IN 组组网网设计设计 1本地智能网与国家骨干网互通 每一智能业务的呼叫局可以根据不同的智能业务接入码选择连接国家骨干网的 SSP， 或 本地智能网的 SSP 路由，从而完成各个智能业务的呼叫。目前若国家网的业务仍到骨干网
28、的 SSP 去触发，造成长途中继浪费， 各本地网 SSP 可以根据智能业务的不同接入码，以接 入码或 GT 为标记来选择的国家网 SCP 或省网 SCP。在 SSP 侧将不再区分网络，SSP 可以 触发所有智能网的业务。智能网的区分只体现在 SCP 侧。 2远端营业系统接入 SMS 系统 远端营业系统可以通过 DDN 接入 SMS 系统，由于它们之间的组网没有严格的实时要 求，且 DDN 组网价格较高又不灵活，因此作为业务的运营系统，建议不采用这种方式，而 直接利用已有 DCN 网来组织业务运营系统。同时提供拨号接入方式作为备用。 3IP 与动态语音管理 动态语音主要是某个业务的与用户有关的语
29、音， 如在 AD 申请时， 用户应提供广告词的 语音，以便 AD 能播放该用户的广告词，例如对某件事进行社会调查，存在录制与此事相关 的语音。为了成功地受理用户的业务及其业务语音，并及时自动、准确地将业务语音加载到 IP 中，以便立即在全网使用，需要支持动态语音加载。应在 SSP 内置 IP 的动态语音管理， 当智能网业务用户需自己现场修改录音通知时，可通过 SMAP 系统进行动态语音加载。 4IN 与其他网络的互通 智能网出现各种业务要求， 已经超出其现阶段规范本身， 有些业务需要与其他网络互通 才能完成。 可以说，现阶段出现的许多新业务都是针对 SCP 而言的新业务，而对 SSP 没有 更
30、多新功能的要求。如开发了一些新业务：上网呼叫等待业务；IP 电话业务；200 业务（与 其他 200 平台实现数据漫游） ；电话付费；赛马业务等。 5软交换组建智能网 如图 11.4 所示，在 IN 中引入了软交换网络，比传统智能网在引入新业务等方面带来了 更大的优势，其特点：引入 NGN 体系中的 TG（中继网关）代替本地网汇接局，将固话中 的端局通过 TG 接入到 NGN 中，端局的呼叫出局也到软交换汇接局进行；引入软交换控制 设备，提供全网呼叫控制和业务触发；SHLR 为综合智能归属位置寄存器, 是智能化的一个 综合的集中用户数据库，实现用户属性数据集中管理和维护,统一存储用户属性。用于
31、呼叫 中主、被叫用信息，可通过软交换和 SHLR 交互获得；引入统一业务平台，集中为全网用 户提供业务并进行统一管理。 采用智能网的概念，不仅可在现有 PSTN 网上提供业务，而且可在数据通信、移动通 信中提供业务。可以说，智能网的业务服务范围已远远超出了固定网络的范围，已经覆盖了 整个通信网络。 图 11.4 智能网结构示意图 6组网实例 图 11.5 给出了一个 IN 组网实例结构示意图，其中 AIP 为增强智能外设，可实现 SRF 功能,提供双音收号、播放语音、语音合成、自动语音识别、消息的存储转发等功能。SCP 是智能网业务控制点，根据 SSP 上报来的呼叫事件启动不同的业务逻辑，根据
32、业务逻辑向 SSP 发出呼叫控制命令，从而实现各种智能呼叫；AS 为应用服务器，通过 SIP 协议与 SS 相连，可向软交换用户提供彩铃业务等。ISUP 是 SS7 的 ISDN 用户部分， ISUP+是对 ISUP 协议的扩充， 以扩展 ACM 信令以及 REL 回拆重路由信令； H.248 是媒体网关控制协议； SIP 为会话初始化协议，是一种应用层控制协议。 图 11.5 智能网结构示意图 图中，洛阳电信 SSP 与郑州 DC1A/B 开设有直联信令链路，与 SCP、AIP、SHLR 均采 用准直联的信令链路连接方式，洛阳本地软交换用户的智能业务（除彩铃外）由本地 SSP 实现， 软交换
33、用户登记的彩玲业务由郑州SS下的AS服务器提供。 这种组网方式实现了SSP、 SCP、SHLR 的完整统一。SHLR 记录了固网用户逻辑号码、物理号码以及两者之间的映射 关系，也保存了固网用户智能业务属性等信息，实现全网的混合放号及智能业务的触发， SSP 则专注于业务交换功能，SCP 存储用户数据和业务逻辑，并根据 SSP 送来的呼叫启动 不同的业务逻辑，实现各种智能呼叫。本地网内一台交换机兼 LS/SSP/GW/DC2 多种功能于 一体，如果出现问题则全网瘫痪，所以为了提高全网的安全性，建议 DC2 交换局设置为负 荷分担方式。 习题习题 1 国现阶段长途电话网为几级结构？如何考虑引进长途软交换网的设计。 2 N 主要有哪些部分组成？如何计算 IN 的七号信令链路？ 3 结合软交换组建 IN，有哪些优势？需要增加那些部分？说明 SHLR 的作用。
