建筑物信息設施系統(tǒng)第2章 用戶電話交換系統(tǒng)

建筑物信息設施系統(tǒng)第二章用戶電話交換系統(tǒng)2.1概述n語音通信的特點qq最原始、最廣泛、最直接的通信方式智能建筑最基本的信息設施系統(tǒng)人工交換機電式自動交換電子式自動交換軟交換n電話交換系統(tǒng)qqq電路交換——PBX分組（包）交換4q2.1概述（續(xù)）n用戶電話交換機分類qqqqPBX(privatebranchexchange)ISPBX(ISDNPBX)IPPBX(IPPBX)SoftSwitch52.2電話交換原理與電話通信網(wǎng)nn電話交換原理電話通信網(wǎng)62.2.1程控數(shù)字用戶交換機及其組成n程控數(shù)字用戶交換機PABX特點PrivateAutomaticBranchExchangeqqqqq用戶所有用戶運維分機號碼自定內(nèi)部通話免費功能齊全7系統(tǒng)組成10數(shù)字交換系統(tǒng)接口類型A用戶側V接口Z數(shù)字中繼接口模擬用戶接口數(shù)字用戶接口交換網(wǎng)絡數(shù)字用戶接口模擬中繼接口B中繼側C接口Q3控制系統(tǒng)操作維護OAM11接口類型（續(xù)）模擬用戶線Z1模擬遠端集線器模擬PABXZ1V1數(shù)字PABXLTm×(2B+D)LTn×E1V5LT數(shù)字用戶線NT數(shù)字遠端模塊LTZ1Z2Z3V1V2V3V4ETETETETETETETETETALTLT2,048kbit/s8,448kbit/sPCM8,448kbit/s34,368kbit/sFDM實線四線數(shù)ETBLTLT字交換網(wǎng)絡ETETETETC11C12C21C22通路轉(zhuǎn)換設備中繼器轉(zhuǎn)換本地二線12程控交換系統(tǒng)接口類型（續(xù)）n數(shù)字接口qV接口nnnnnV1——64kb/s，可為2B+D或30B+D的終端V2——連接數(shù)字遠端模塊的接口V3——連接數(shù)字PABX的接口，屬30B+D的接口V4——可接多個2B+D的終端，支持ISDN的接入V5——支持n×E1的接入網(wǎng)，包括V5.1和V5.2接口qqA接口——速率為2048kb/s的數(shù)字中繼接口B接口——PCM二次群接口，接口速率8448kb/s13程控交換系統(tǒng)接口類型（續(xù)）n模擬接口qZ接口nnnZ1接口——連接單個模擬用戶的接口Z2接口——連接模擬遠端集線器的接口Z3接口——連接模擬PABX的接口C1接口——4線音頻接口C2接口——2線音頻接口C11接口——通過通路轉(zhuǎn)換設備接入FDM的載波設備的接口C12接口——通過中繼線接入4線模擬實線電路的接口C21接口——數(shù)字轉(zhuǎn)接局的2線模擬接口C22接口——數(shù)字本地局的2線模擬接口qC接口nnnnnn142.2.2程控交換機基本工作流程用戶在使用程控交換機網(wǎng)絡中的電話時，每次通話都要分為：nnnn摘機撥號通話掛線2.2.2程控交換機基本工作流程（續(xù)）2.2.3電話通信網(wǎng)組成n電話通信網(wǎng)絡系統(tǒng)qq專用網(wǎng)絡（專網(wǎng)）公共網(wǎng)絡（公網(wǎng)）n網(wǎng)絡分級qqq本地網(wǎng)長途網(wǎng)國際長途網(wǎng)172.2.4我國電話通信網(wǎng)的構成182.2.4我國電話通信網(wǎng)的構成（續(xù)）n本地電話網(wǎng)qqq本地網(wǎng)的交換中心是C5級，一般稱為端局——通過用戶線直接和用戶相連的交換局。如果端局較多、地域較廣，可以采取匯接方式，在匯接區(qū)內(nèi)設匯接局Tm，用來匯接本匯接區(qū)的本地或長途業(yè)務。在端局與用戶之間還可設立支局，將端局的一部分設備安裝到用戶集中區(qū)，以節(jié)省線路投資。192.2.4我國電話通信網(wǎng)的構成（續(xù)）n國內(nèi)長途網(wǎng)qqqqqq由C1~C3級構成，即采用三級匯接制C1級是大區(qū)中心，全國共有8個，北京、上海、沈陽、廣州、成都、西安、南京、武漢C2級是省中心，全國共有30個C3級是地區(qū)中心，全國共有350多個C4級是縣中心，全國共有2200多個C1級間采用網(wǎng)狀結構，以下各級主要采用逐級匯接，并且輔以一定數(shù)量的直達路由202.2.4我國電話通信網(wǎng)的構成（續(xù)）n用戶電話交換系統(tǒng)在電話通信網(wǎng)中的位置長途局公網(wǎng)長途網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)本地網(wǎng)端局用戶電話交換系統(tǒng)212.5用戶電話交換系統(tǒng)接入PSTN的方式n用戶電話交換系統(tǒng)接入公網(wǎng)方式（規(guī)范）q以端局方式接入nn通過中繼電路接入端局中繼端口用戶交換機的用戶號占用接入端局的萬號組通過中繼電路接入端局中繼端口用戶交換機的用戶號占用接入端局的千群號通過中繼電路接入端局用戶電路端口中繼線引示號占用接入端局用戶號碼22q以支局方式接入nnq以用戶交換機方式接入nn2.5接入PSTN的方式（續(xù)）n專網(wǎng)匯接組網(wǎng)方式一（星形）至公網(wǎng)專網(wǎng)匯接局專網(wǎng)用戶電話交換系統(tǒng)用戶電話交換系統(tǒng)??????用戶電話交換系統(tǒng)232.5接入PSTN的方式（續(xù)）n專網(wǎng)匯接組網(wǎng)方式二（網(wǎng)狀）至公網(wǎng)用戶電話交換系統(tǒng)專網(wǎng)至公網(wǎng)用戶電話交換系統(tǒng)用戶電話交換系統(tǒng)用戶電話交換系統(tǒng)242.5接入PSTN的方式（續(xù)）n專網(wǎng)匯接組網(wǎng)方式三（混合）用戶電話交換系統(tǒng)用戶電話交換系統(tǒng)專網(wǎng)至公網(wǎng)專網(wǎng)匯接局用戶電話交換系統(tǒng)至公網(wǎng)用戶電話交換系統(tǒng)252.2.5我國電話交換網(wǎng)的編號制度n電話網(wǎng)中號碼組成q用戶號碼組成nnn本地網(wǎng)電話號碼國內(nèi)長途電話號碼國際長途電話號碼q特種業(yè)務號碼：均為3位等位制編號,且第一位定為“1”，例如：114、119、110等。2.2.5我國電話編號制度(續(xù)）n長途區(qū)號分配：長途區(qū)號采用不等位制,可為2~3位。q2位區(qū)號:“10”,2X(X=0~9),用于一級交換中心（直轄市和極大城市,比如10為北京）q3位區(qū)號:“3X1X~9X1X”(X=0~9,X1為奇數(shù))。2.2.6話務及呼叫處理能力n話務量q話務量是反映電話用戶在電話通信使用上的數(shù)量要求。話務量取定是否正確，即是否合乎實際情況，這直接關系到投資的大小及用戶的服務質(zhì)量的好壞。通過對話務量的研究，可使得在配置交換機時做到既能滿足一定的服務質(zhì)量，又能使投資成本趨于經(jīng)濟合理。qq2.2.6話務及呼叫處理能力（續(xù)）n影響話務量大小的因素qqq(1)時間范圍(2)呼叫強度(3)占用時長這三個因素綜合作用的結果，在電話局內(nèi)表現(xiàn)為設備的繁忙程度。2.2.6話務及呼叫處理能力（續(xù)）n話務量的計算A=c·t其中：A表示話務量；

c表示單位時間內(nèi)(一般為一小時)平均發(fā)生的呼叫次數(shù)；

t表示每次呼叫的平均占用時間話務量的單位為“愛爾蘭”（Erlang）或“小時呼”舉例：某交換系統(tǒng)1小時內(nèi)總共發(fā)生250次呼叫，平均呼叫占用時間為3分鐘，則在這一小時內(nèi)該系統(tǒng)所承受的話務量為：A=c·t=250×3/60=12.5Erl2.2.6話務及呼叫處理能力（續(xù)）n話務統(tǒng)計基本概念

——通過在呼叫的各個階段設置大量的計數(shù)器，最后經(jīng)過匯總、計算、綜合得出系統(tǒng)的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)。包括：qqq(1)對中繼群的話務統(tǒng)計(2)對去話目的碼進行話務統(tǒng)計(3)對公用設備的話務統(tǒng)計2.2.6話務及呼叫處理能力（續(xù)）n話務控制

——話務控制的目的是有效地利用網(wǎng)絡資源，優(yōu)化網(wǎng)絡的話務流向，防止系統(tǒng)過負荷和擁塞。n話務控制一般采用q擴展性控制：將網(wǎng)絡中可用的符合條件的資源用于遭遇擁塞的話務量保護性控制：網(wǎng)絡處于擁塞時，將呼叫接通率較低的話務取消，防止擁塞擴散，避免部分話務對全網(wǎng)的影響q2.2.6話務及呼叫處理能力（續(xù)）n呼叫處理能力qq忙時試呼次數(shù)BHCA基本模型的計算定義：nnnn系統(tǒng)開銷固有開銷非固有開銷余量開銷2.2.6話務及呼叫處理能力（續(xù)）n各種開銷之間的關系qqqqqqa1:操作系統(tǒng)的固有開銷a2:呼叫處理的固有開銷b1:操作系統(tǒng)的非固有開銷b2:呼叫處理的非固有開銷c%:余量開銷

M點:系統(tǒng)能夠達到的最大

BHCA值qD點:BHCA的設計值qO點:過負荷的BHCA值2.3IP電話nIP電話的原理q采用分組交換技術，通過IP網(wǎng)絡來進行的語音傳輸技術qq其本質(zhì)特征在于語音分組交換技術IP電話的關鍵設備是IP電話網(wǎng)關352.3IP電話（續(xù)）nIP電話的基本結構IP電話的基本結構由網(wǎng)關(GW,gateway)和關守(GK,gatekeeper)兩部分構成。362.3IP電話（續(xù)）nIP電話的優(yōu)點qqq提供低成本、高靈活性、高生產(chǎn)率及效率的增強應用能夠最大限度地在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡基礎設施上獲得投資的回報低廉的長途電話費用372.4軟交換n概念qq網(wǎng)絡的承載部分與控制部分分離將IP電話系統(tǒng)中的網(wǎng)關的模型分解nnn信令網(wǎng)關(SG)媒體網(wǎng)關(MG)媒體網(wǎng)關控制器（MGC）382.4軟交換（續(xù)）n軟交換的設計思想電路交換模式計費管理系統(tǒng)軟交換模式SCPSS7網(wǎng)絡計費管理系統(tǒng)新業(yè)務SCPSS7網(wǎng)絡軟交換H.248/SIPIPATM網(wǎng)關TDM控制TDMH.248/SIPIPATM網(wǎng)關TDM用戶板時隙交換TDM中繼板分組數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)392.4軟交換（續(xù)）n軟交換體系架構業(yè)務控制點數(shù)據(jù)庫AAA服務器綜合網(wǎng)管應用服務器業(yè)務層控制層軟交換軟交換傳輸層核心分組交換網(wǎng)絡接入層信令網(wǎng)關中繼網(wǎng)關智能終端SIP話機駐地接入網(wǎng)關綜合接入設備無線接入網(wǎng)關PSTN/ISDN七號信令網(wǎng)402.4.2軟交換網(wǎng)絡中的主要設備nnnnn媒體網(wǎng)關設備信令網(wǎng)關設備媒體服務器應用服務器智能終端2.4.3軟交換網(wǎng)絡接口以及主要協(xié)議表2-1媒體網(wǎng)關控制器與外設接口協(xié)議與MGC接口名稱應用服務器數(shù)據(jù)庫(目錄)服務器計費服務器MGC網(wǎng)管服務器媒體網(wǎng)關控制器(MGC)網(wǎng)守SIP代理SCP媒體網(wǎng)關信令網(wǎng)關媒體服務器策略服務器注：采用通信協(xié)議SIP/SIP-S協(xié)議或PARLAYAPI協(xié)議API協(xié)議RADIUS協(xié)議SIP-T/BICC協(xié)議SNMP協(xié)議RAS協(xié)議SIP協(xié)議INAP協(xié)議MGCP/H.248協(xié)議SIGTRAN協(xié)議MGCP/H.248協(xié)議COPS協(xié)議2.5.1基于PBX的電話交換系統(tǒng)nnn利用電子計算機來控制的交換機以預先編好的程序來控制交換機的接續(xù)動作與一般機電式交換機的電話相比，具有接續(xù)速度快、業(yè)務功能多、交換效率高、聲音清晰、質(zhì)量可靠等優(yōu)點。472.5.1基于PBX的電話交換系統(tǒng)（續(xù)）n性能與功能q基本業(yè)務性能nnn支持音頻、傳真、數(shù)據(jù)等電信業(yè)務支持對用戶的目的碼進行限制或接續(xù)支持來電顯示業(yè)務縮位撥號熱線服務呼出限制免打擾服務呼叫轉(zhuǎn)移nnnnn呼叫等待會議電話鬧鐘服務遇忙回叫缺席用戶服務nnnnn三方通話房間控制房間狀態(tài)留言中心自動叫醒等48q新業(yè)務nnnnn2.5.1基于PBX的電話交換系統(tǒng)（續(xù)）n系統(tǒng)功能q支持下列中繼方式nnnn全自動直撥方式（DOD1+DID）入網(wǎng)半自動直撥方式（DOD2+BID）入網(wǎng)半自動單向中繼方式一（DOD1+BID）入網(wǎng)；半自動單向中繼方式二（DOD2+BID）入網(wǎng)；492.5.2基于局用機的電話交換系統(tǒng)（虛擬交換方式）nn利用局用交換機的資源為公網(wǎng)用戶提供用戶交換機功能功能qqq呼叫轉(zhuǎn)移——當客戶不能接聽電話時，可把來電轉(zhuǎn)移到客戶預先設定的前轉(zhuǎn)號碼（如留言信箱、秘書臺、移動電話、固定電話）上的業(yè)務呼叫等待——當客戶在接聽電話的過程中可以接聽或撥打第二個電話，并且可以在兩個電話間進行切換，此種服務就是呼叫等待與保持，簡稱為呼叫等待。特服電話（熱線電話）502.5.2基于局用機的電話交換系統(tǒng)（續(xù)）n功能（續(xù)）qqqqqqq話務轉(zhuǎn)接（話務臺）呼叫代答呼叫轉(zhuǎn)接查號強插隊列顯示計費nnn實時計費話費限定本地話費管理（適用于賓館、飯店）512.5.2基于局用機的電話交換系統(tǒng)（續(xù)）n特點q節(jié)省投資nn設備購置設備運維qqqqq可靠性高接通率高客戶分布范圍大靈活性差無設備管理權522.5.3基于模塊局的電話交換系統(tǒng)nn把公網(wǎng)交換機的用戶模塊通過光纜布放到用戶端，使用戶就近接入遠端模塊qq有交換功能無交換功能nn模塊局與交換機通信采用廠家內(nèi)部協(xié)議其功能及特點與虛擬交換方式幾乎相同532.6電話交換系統(tǒng)設計nnnnnn設備配置中繼電路與帶寬計算編號及IP地址電源系統(tǒng)設計機房選址接地與防護542.6.1設備配置nn滿足近期業(yè)務需求，預留一定冗余處理機忙時呼叫處理次數(shù)（BHCA）按下式計算BHCA(次/h)=用戶線×每線話務量/平均占用時長(s/次)×3600(s/h)注：平均占用時長按現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定，當現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)不易獲取時，可按下表規(guī)定確定。呼叫類型本地呼叫國內(nèi)長途呼叫特服呼叫取值(s/次)6070~9030552.6.1.1用戶線確定nnn用戶線容量考慮80%的實裝率，取整確定宜按實際工位、人員數(shù)量或開放業(yè)務的信息點數(shù)量確定遠期可按信息點總數(shù)或預測的人員數(shù)量確定562.6.1.2基礎數(shù)據(jù)取定每線話務量(Erl)PSTN終端

IP終端雙向話務量大話務量中話務量小話務量取值0.20.160.120.3話務流向、流量分配比例本局話務量比例出局話務量比例（40%）至公網(wǎng)話務量至專網(wǎng)其他局取值60%40%60%57ISDN終端雙向話務量2.6.1.3中繼電路計算nn中繼線數(shù)量應按出局話務量和中繼線話務量計算取整后得出。中繼線數(shù)量按下式計算。中繼線(條)=用戶線×單機話務量×出局話務量比例/中繼線話務量582.6.1.3中繼電路計算（續(xù)）n當PABX容量為2000門及以下時，中繼線數(shù)量宜按下表確定序號用戶線(門)中繼線(64kb/s)(條)中繼線(2048kb/s)(條)123456100以下

3005001000150020001545751502253001235810592.6.1.4IP電話帶寬計算nnPBX應支持G.711、G.723、G.729等IP電話編解碼方式IP電話帶寬按下式計算IP電話帶寬(kb/s)=需要疏通的話務量×(分組報文開銷÷采樣周期+編碼速率)/傳輸電路利用率qq傳輸利用率50~80%分組報文開銷78字節(jié)（624bit）602.6.1.4IP電話帶寬計算(續(xù))編碼方式G.711G.729G.723.1編碼速率

(kb/s)6485.36.3采樣周期

(ms)20203030一次通話IP帶寬(kb/s)

95.239.226.126.1612.6.2編號及IP地址n用戶電話交換系統(tǒng)編號規(guī)定q全自動直撥呼入中繼（DID）方式，用戶號碼長度應與本地公網(wǎng)號碼長度一致半自動中繼（BID）方式，中繼線引示號碼要納入本地公網(wǎng)端口局統(tǒng)一編號專網(wǎng)內(nèi)用戶號碼應采用統(tǒng)一的號碼長度qq622.6.2編號及IP地址（續(xù)）n首位編號計劃規(guī)定qq0或9作為用戶電話交換系統(tǒng)分機呼叫公網(wǎng)的代碼1作為用戶電話交換系統(tǒng)分機呼叫公網(wǎng)特種業(yè)務的首位號碼專網(wǎng)內(nèi)可在2~8中指定一位號碼作為專網(wǎng)網(wǎng)號1可以作為專網(wǎng)內(nèi)特服號碼qq632.6.2編號及IP地址（續(xù)）nIP地址qIPPBX和軟交換用戶電話交換機以及IP終端可采用IPv4地址IPPBX、軟交換用戶電話交換機、LAN交換機、防火墻和IP終端宜采用私網(wǎng)IP地址與公網(wǎng)相連的網(wǎng)絡設備要配置公網(wǎng)IP地址qq642.6.3電源系統(tǒng)設計n供電方式qqqq交流電源要按建筑物最高等級負荷供電支持直流和交流兩種供電方式直流供電額定電壓為-48V，允許變動范圍-57~-40V交流供電應采用不間斷電源（UPS）供電系統(tǒng)652.6.3電源系統(tǒng)設計（續(xù)）n電源設備配置qqqq配電設備應綜合考慮近、遠期負荷，宜按遠期負荷配置。UPS容量應按近期負荷配置。整流器、逆變器的容量應按近期負荷配置。蓄電池的容量應按近期負荷配置。662.6.3電源系統(tǒng)設計（續(xù)）n導線選擇qq配電設備出線截面積要按所供負荷容量計算直流回路壓降要求nn48V電源：不應大于3.2V24V電源：不應大于2.6Vqqq直流電源饋線應按遠期負荷確定。當近、遠期負荷相差懸殊時，可統(tǒng)一設計，分期敷設交流中性線應采用與相線相等截面積的導線接地導線應采用銅芯電纜672.6.4機房選址nnnnnn單體建筑的機房宜設在1~4層，也可設在-1層（地下多層時）。群體建筑的機房宜設置在中心位置的建筑物內(nèi)。不應設置在廁所、浴室或其他易積水、潮濕場所的正下方或貼鄰。不應設置在變壓器室、配電室等強電磁干擾場所的樓上、樓下或隔壁房間。應遠離