March 17, 2023 2 min to read

通信网络发展史

现网的架构非常复杂，叠加多年前乃至几十年前的技术，因此回顾通信网的发展历程对理解现网组网很有必要

国际电信联盟（ITU）给出的 ”利用有线、无线、光或者其他电磁系统传输、发送或接收符号、信号、文字、图像、声音或其他任何性质的信息”。从其定义可以得出:其一，信息的发送和接收，则指有信源和信宿；其二，信息的传输有不同媒介(电、光和电磁)，则指有信道；信源、信宿、信道（编解码/通信协议），就构成了基本的通信系统(Communication Systems〉。 为了适应人们的通信质量需求，导致了通信系统由模拟网络演进为数字网络、由窄带网络演进为宽带网络、由单一或简单的业务网络演进为综合多业务网络； 为了提高人们的通信效率需求，产生了交换网络（电路交换、报文交换、软交换）（IP、ATM）（恒定比特率CBR、变比特率VariableBR）、传输网络（介质光缆、电缆)、接入网络（光猫、空口接入）、支撑网络（SS7信令网）等；为了满足人们各种通信业务需求，产生了智能网络、综合业务网络、多媒体网络（ISN、IMS）等；为了响应人们的不同通信方式需求，产生了固定通信网络、移动通信网络（3G、LTE-A、5G、IoT）、IP通信网络、物联网络等（通信终端发生变化）。等等种种，林林总总，使得今日的通信系统日益庞大复杂、科学先进，并改变与影响着人们的工作和生活方式。

固定电话交换网络PSTN

public switched telephone Network，公共交换电话网

固定电话通信网络是人们最早广泛使用的通信网络，现代通信网络是在传统固定电话网络的基础上不断的采用新技术、不断的满足人们的业务需求而逐步发展起来的，固网目前仍然是覆盖范围最广的基础通信网络之一。

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1、固网的中心设备是**电话交换设备**。交换设备经过长时间的发展，已由人工(磁石制、供电制）到自动（步进制、纵横制、程控制、软交换制)、模拟到数字的演变。目前我国全部采用全自动数字电话交换设备，按其采用的交换技术不同分为TDM交换设备和软交换设备。

• TDM交换设备使用较多的是数字程控电话交换机(SPC)。交换机依据使用和所处地位的不同，有用户交换机和局用交换机、市话交换机和长途交换机之分。

• 对于采用软交换的电话交换设备，它是由软交换机(SS〉、中继网关（TG〉、信令网关（SG〉、接入网关（(AG〉及综合接入设备(IHAD)、软交换业务接入控制设备(SAC)、媒体服务器(MS)、应用服务器(AS）等组成。在省际长途中心DC1中只配置SS、TG、SG。

• 固网电话通过引入用户数据库（SDB)、增加交换设备访问SDB功能，实现固网的智能化，解决网络中存在的智能签约业务的全网触发及业务嵌套的问题，并提供号码携带、混合放好等业务能力。

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2、固定电话网从组网区域分，可分为本地电话网、长途电话网和国际电话网三部分。在我国，本地电话网是在同一编号区内的网络，由若干个端局或若干个端局和汇接局组成。长途电话网是在不同的编号区之间通话的网络，开始时由C1~C4四级长途交换局组成。随着我国电话网数字化进程的实现，五级电话网已变成了现在的三级电话交换网络结构，即**省际长途中心(DC1)**、省内长途中心(DC2）两级长途网和扩大的本地网。最终将演变为无级的长途网和本地网两级电话网。国际电话交换网络也是电话交换网络的重要组成部分。国际电话的国内段通过国内电话交换网疏通。

另外，在上世纪九十年代末开始曾盛行了一段时间的无线市话网络（小灵通），它是在一个本地网范围内利用固定网的交换、传输和号码资源，结合无线接入技术实现的，终端具备有限移动性的固话通信网络（不能异地漫游）。后来因为数字蜂窝移动通信的发展，致使无线市话网络销声匿迹了，但它毕竟是固定电话网络的一种技术。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/36003806[小灵通的前世今生]

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3、根据电话网络的组成，电话局站应有端局、汇接局、国内长途局和国际长途局等之分。由于多运营商的存在，其各运营商网络之间的互通是经过关口局疏通的。

• 在本地电话网中，每个端局(LS）是利用中继线互相连接的，当端局数量很多时，每个端局的中继线的数量将是不可想象的，因此必须将本地电话网分成一定数量的汇接区，在汇接区内设立汇接局(Tm)，依据不同的汇接方式，汇接制分为来话汇接、去话汇接、来去话汇接、集中汇接和主辅汇接等。

• 目前我国主要有三类疏通国际电话业务的交换局，即国际出入口局、区域性国际出入口局和边境出入口局。

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4、路由计划：略

5、我国电话交换网编号计划中，电话网编号由国家号（国际长途区号，+86)、长途区号(国内)和本地电话号码三部分组成。

• 国家号由国际长途全自动字冠“0”和国家（或地区）号码组成，国家（或地区)号码最多为三位（086）。

• 长途区号由国内长途全自动字冠“0”和地区号组成，目前地区号最多为四位，使用的较少，绝大部分为三位（合肥0551），直辖市及较大的省会城市为两位，一位的地区号没有使用。

• 本地电话号码由局号和用户号组成，目前最多为8位。

• 另外，我国还采用特殊号码，特殊号码包括用于紧急业务及特种业务的号码、需要统一的业务接入号码、网间互通接入号码和社会服务号码等。在我国特殊号码分为三类，一是首位为“1”的号码；二是首位为“9”的号码；三是所谓“百号组”号码(20、300、400、50、60、700、800)。依此，电话交换设备必须能适应上述各项接续的编号要求。

固定电话网络有公用网和专用网之分。专用网是指集团客户，如机关、企业(石油、电力、煤炭等）自己所组建的专用固定电话网络，它是公用电话网络(PSTN，Public Switched Telephone Network）的补充。专用网通常要接入公用网实现互通。

软交换技术已经成为下一代网络(NGN，Next Generation Network)的核心，正在深刻的影响着传统的固定电话网络。但软交换与程控电话交换（SPC）从技术上已经发生了质的变化，软交换不仅能够实现电话业务交换，更主要是为了适应宽带数据业务、多媒体业务的交换，软交换的核心技术将在交换网络中介绍。

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综合业务数字网

ISDN：Integrated Services Digital Network

ISDN是由综合数字网(IDN)和综合业务网结合在一起而形成的网络。综合业务数字网络（ISDN）是一种体系架构，这个体系架构的目的是通过（或者说是凌驾于）各种信息通信网络（电话交换网络、数据网络、多媒体网络，当然也包括互联网及物联网等）来为人们实现与提供种种窄带的、宽带的业务。

• 平常所说的综合业务数字网络一般是指**窄带综合业务数字网络(Narrow-ISDN)**，ITU-T对N-ISDN的定义为：是以提供端点–端点的数字连接的综合数字电话网为基础发展而成的通信网；用以支持包括电话及非话的多种业务，用户对通信网有一个由有限个标准多用途的用户/网络接口组成的入口。从它的定义可以看出N-ISDN有以下特点:一是以综合数字电话网（数字传输+综合业务+PSTN）为基础发展而成的；二是支持端到端的数字连接；三是支持综合业务，包括电话及非话的多种业务；四是提供标准的用户/网络接口（User Network Interface，UNI），用户通过这个多用途的接口接入ISDN。

• 由于窄带综合业务数字网络(N-ISDN〉是由数字电话网发展而来，因此用户/网络接口处的速率一般不能超过PCM一次群的速率(E1或T1)，无法满足像多媒体业务的通信需要。**为了克服N-ISDN的局限性，人们就发展了Broad-ISDN**。B-ISDN不仅能够提供更高的传输速率还能够适应现有的各种通信业务，也能适应将来可能的各种业务。它能够适应各种带宽的通信需求，即低速（如话音〉的到高速〈如高清晰度电视)〉的，都能够在同一通信网中交换和传输。一个通信网无外乎有终端、传输和交换，光纤传输技术的发展解决了传输带宽的瓶径，在B-ISN中不管是用户线还是中继线都可采用光纤；终端可以依据用户需求提供各种带宽；问题集中在交换上了，解决了宽带交换，就实现了B-ISDN。** 为此，ATM技术成为了B-ISDN来解决宽带交换的热门技术之一。

• 依据ITI-T规定，B-ISDN定义了两种类型的接口或接入点：网间接口（NI）和用户网络接口(UWNI)。NNI允许多个网络的连接，形成大型甚至全球联合网络；UNI允许任何设备连接到ATM交换机上。B-ISDN所提供的业务可分为交换型业务和分配型业务两大类，交换型业务包括会话性业务、消息型业务和检索型业务；分配型业务包括用户不参与控制的分配型业务和用户参与控制的分配型业务。

数据交换通信网络

传统（数通）交换网络：电路交换技术，分组交换技术

下一代网络（NGN）：软交换技术

1、交换网络的核心是**交换设备**。

最初的交换设备提供的业务非常单纯，就是话音交换（换言之，现在交换设备可以对多种业务交换），称为电话交换机。就电话交换机而言，经过了由人工（磁石交换机、供电交换机）到自动（步进制→纵横制→程控制)、由模拟到数字的演变。先期在通信交换网络中广泛使用的是称为数字程控自动交换设备，它还能对有限窄带的综合业务进行交换。

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2、交换设备的关键是采用的**交换技术**。为了满足人们日益增长的话音、数据、文本、图像和多媒体等信息通信的需要，交换技术经历了由电路交换技术(如SPC)、分组交换技术(如X.25、FR、ATM）和软交换技术（SS）的发展过程。PS：ATM属链路层交换技术，IP协议为网络层交换协议，通过IP over ATM可融合两种技术，不发生冲突。

交换技术的发展从业务应用的角度看，电路交换技术主要是提供的话音交换业务，分组交换技术主要是提供的数据交换业务，而软交换技术则是提供的全业务交换。从交换性能和功能的表现看，交换技术的发展表现为：由人工到自动；由模拟到数字；由传统到智能；由封闭性到开放性；由低比特率到高比特率；由恒定比特率到变比特率；由单一业务到综合业务，又到全业务。

• 电路交换技术在信源和信宿间实时的建立起专用电路连接，通信期间该通道一直为通信双方用户占用，通信结束立即释放。

  • 该技术系统结构简单，支持数字信号的实时传输，因此长期以来一直用于电话网PSTN和实时活动数字图像的传输，在窄带ISDN中也仍然沿用。

  • 电路交换技术的缺点在于，其线路利用率较低，一旦通路建立起来以后不管是否传输信息，也不管线路上的信息量有多大，它始终独占事先确定好的固定信道容量，直至该条通路被释放，因而不适于宽带交换。

• 分组交换技术将信息数据分成许多小段，称为分组，再在这些分组的前后加上一些协议信息（目的地址、分组编号、控制比特等），沿不同路由进行传送，收端可按分组编号重新组装成原始信息。分组交换技术又分为传统分组交换和快速分组交换。

  • 传统分组交换技术是完全基于IT-TX.25协议，它继承了报文交换方式线路利用率高、提供信道和端口多路复用能力的优点，又大大缩短了系统的时延、提供了快速响应能力，实现了风险分散、资源共享。

  • 然而，它为了在网络的各条链路上提供符合要求的端到端性能，必须在连接的每条链路上执行复杂的协议，以完成差错和流量控制等功能，大大提高了对网络内部的处理要求和处理时延（发送、传输、排队），这限制了像话音和活动图像传输这样的实时业务；其次，分组长度可变需要进行相当复杂的缓冲管理，这限制了高速大容量实时业务的应用；另外，由于各个分组数据可以通过不同的路由到达接收端，因而它们通过系统的延时可能相差较大，增加了数据间的延时抖动，这限制了它在对延时抖动敏感业务中的应用。

• 快速分组交换技术是在分组交换技术的基础上通过简化通信协议、最大限度地提供并行处理能力，以提高吞吐量和减小传输时延为目的而提出的一种交换技术。目前，快速分组交换的实现主要有两种方式：一是帧中继技术（FR，Frame Relay)；另一是异步转移模式(ATM，Asynchronous Transfer Mode)技术。

  • FR仍以X.25分组交换技术为基础，但尽力简化，采用流水线方式进行数据处理。由于FR只作差错检查，不作分组重发，纠错处理以及流量控制等由智能终端去做，因而大大简化了处理过程，提高了速度和效率，减少了网络延时。FR的用户速率一般为64 Kbit/s 2Msit/s。FR对一般的多媒体应用是可以满足要求的，但在应用于高速活动图像的传输时还有一定的困难。

  • ATM技术是以分组交换技术为基础，融合了电路传送方式的优点发展而成的。它克服了电路交换技术不适应速率变化的缺点，并简化分组通信中的协议，由硬件完成简化通信协议的处理，各交换节点不再对信息进行差错控制，提高了通信处理能力。它既继承了电路交换技术的速率独立性，又保留了高速分组交换技术的速率任意性，并且能够全面支持QoS的传输交换技术。上世纪八十年代末被当初的CITT建议作为未来宽带综合业务数据网的传送方式，然而由于技术过于复杂、建设成本过高，随着IP技术的发展，对其也带来了致命的冲击。

• 软交换技术是一种全新的交换技术。前述的无论是电路交换、传统分组交换，还是快速分组交换技术，都是为了不断满足宽带综合业务通信的需求而发展的。它们都没有跳出传统交换，“呼叫控制”与业务提供是结合在一起的，不同的业务需要不同的呼叫控制功能，这对交换系统的要求就非常高，不便于业务的提供和开展，限制了宽带的、智能的、开放的业务的发展。软交换是提供呼叫控制功能的软件实体∶

  • 第一，它主要提供呼叫控制功能，包括呼叫的路由选择、管理控制（建立和拆除会话)、信令互通等；第二，它定位在控制层，与传输层进行了分离；第三，呼叫控制功能是由软件来实现的。因此，也有人把软交换设备称之为呼叫服务器，或媒体网关控制器（MGC）。这是从狭义上来看，软交换仅指软交换设备，但从广义上来看，软交换是指一种体系结构，利用该体系结构可以建立新一代网络框架。

  • 软交换体系的功能涵盖了网络系统中的四个功能层面，即接入层、传送层、控制层和业务层，主要由软交换设备、媒体网关、信令网关、应用服务器、IAD(中继网关、接入网 关等)等组成。软交换四个功能层面进行了分离，这些功能实体之间采用标准协议进行连接，因此各功能实体可以独立发展，又能有机的组成一个整体，使得业务提供商可以无需关心网络底层的实现细节，方便的引入各种业务。同时使得PSTN、PLMNA、IN.INTERNET、CATV网等各种业务网络能够互通融合。它既可以实现电路型信息交换，也可以实现分组型信息的交换。

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IMS，NGN，软交换

NGN（Next Generation Network）NGN提倡业务与呼叫控制完全分离、呼叫控制与网络承载完全分离，从而实现相对独立的业务体系，使业务独立于网络，这是它的核心。

NGN可提供语音、数据、多媒体等多种业务或融合业务。从网络层次上来讲NGN主要有边缘接入、核心交换、网络控制、业务管理四个平面层。

• 接入层通过各种接入手段将各类用户或终端连接至网络，并将其信息格式转换成能够在网络上传递的格式。

• 交换层采用分组技术，主要由骨干网、城域网各设备组成，如：路由器、三层交换机等。核心交换层向用户提供一个高可靠、具有QoS（服务质量）保证和大容量的统一综合传送平台。

• 控制层实现呼叫控制，其核心技术采用软交换技术，用于完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能。

• 管理层用于在呼叫建立的基础上提供附加的增值业务以及运营支撑功能。

软交换往往被具体到软交换设备、软交换系统或软交换技术；其实软交换是一种“思想”。

软交换是一种功能实体，为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。 简单地看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换是与业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。

软交换技术是一个分布式的软件系统，可以在基于各种不同技术、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性，其基本设计原理是设法创建一个具有很好的伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统，它独立于特定的底层硬件/操作系统，并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议。

软交换技术的产生主要基于以下三方面技术的发展：

一是IP技术应用于通信领域，成功地研究出基于VoIP技术的IP电话。

二是将电信网络中的互联设备——网关功能分解为两部分：一部分只负责不同网络的媒体格式的适配转换，称之为媒体网关（MGW）；另一部分是网关的所有控制功能单独设置，称之为媒体网关控制器（MGC）。

三是智能网技术。智能网将业务控制和呼叫控制分离，提出了独立于交换网络的业务控制架构。

IP多媒体子系统（IP Multi-media Sub-system）是一种多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。

IMS是一种基于IP基础结构，能够融合数据、话音和移动等网络技术的系统。 IMS在3GPP R5版本中提出，是对IP多媒体业务进行控制的“逻辑功能实体”的总称，这些实体可以简单理解为网元节点。截至2003年，国际权威标准组织普遍将IMS作为NGN网络融合以及业务和技术创新的核心标准。

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#####数据通信-交换网： CS域、PS域

数据传输有两个域，分别是CS域和PS域。CS域就是电路交换域（Circuit Switched），通常用于语音通话，在2G和3G中都有应用；PS域就是分组交换域（Packet Switched），通常用于数据业务，在3G、4G和5G中都有应用到。其中，还有一个IMS（IP多媒体子系统），相当于是PS域上的一个子系统，可以让用户在PS域上同时使用语音通话和数据业务。 2G，GSM：核心网CS域，BTS

2.5G，GPRS：CS和PS域独立使用

3G，UTMS（IMS）：NB，CS和PS同时使用

3.9G，LTE：

4G，LTE-A（IMS，VoLTE）：EPC，eNB

5G：5GC，NR/gNB

2G场景下是只有CS域；而在3G场景下，同时使用了CS域和PS域。

Q： 为什么3G是同时使用的两个域呢？ A： 因为在3G时代可以连接网络，进行数据传输（这时候就可以使用手机聊QQ啦）；但是也不能放弃掉手机的基本功能，打电话，所以就同时使用了两个域。 Q： CS域和PS域是两个不同的域，为什么3G可以同时使用这两个域呢？ A： 3G在使用这两个域的时候，是分开使用的。即在通话的时候，连接到CS域，在使用数据的时候，连接到PS域。

3G中是使用了PS域的；现在的4G和5G是完全使用的PS域。

Q： 上文中说道PS域不能直接进行语音业务，并且4G和5G完全使用的是PS域，那么4G和5G是怎么完成通话的呢？ A： 在4G 刚开始的时候，正常使用数据的时候还是走的PS域，但是在接通电话或者拨打电话的时候，就会回落到2G或者3G上进行通话，这个现象叫做CSFB（CS fallback）；而在后来的4G中，可以通过IMS进行接通或拨打电话，此时的通话称为VoLTE call。在5G上也沿用4G的这个方案。 Q： 现在已经发展到5G了，为什么还保留着2G呢？ A： 第一点是因为现在中国还有很多老人是使用的2G手机，第二点是因为它牵扯语音通话，2G基站覆盖面较广 ，很多偏远地区都有2G网络，如果取消2G网络基站，很多偏远地区可能连电话都打不了。我们通常认为通话是手机最基本的要求，所以还是选择保留2G。

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• VoIP（Voice over Internet Protocol) 将模拟信号（Voice）数字化，以数据包的形式在IP网络上做实时传递。VoIP网络电话就是通过互联网打电话，将网络电话机直接接上诸如ADSL（也就是超级一线通）、有线宽带、LAN（也就是单位局域网）等任何宽带接口，简单设置所申请的地址号码后，即可像打普通电话一样随意拨打想通话的号码了（早期互联网电话，伪造来电号码）。VoIP的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务，但可靠性差。但随着VoIP技术提升，现网络电话通话也非常稳定清晰。

• VoLTE (Voice over LTE) 是基于IMS的语音业务。它是一种IP数据传输技术，无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。VoLTE是架构在4G网络上全IP条件下的端到端语音方案。相较与传统的通话，VoLTE高清通话技术接通快、掉线率接近于零，LTE的频谱利用效率远远优于传统制式，达到GSM的4倍以上。

• VoNR（Voice over New Radio)：是基于纯5G接入 的通话解决方案，实现话音业务和数据业务均承载在5G网络。在5G SA部署初期，由于5G NR覆盖范围小，因此EPS Fallback成为5G话音演进路上的解决方案。随着5G NR覆盖的逐渐完善，用户将能体验到VoNR带来的更高清优质的音视频通话服务，并且能在拨打电话的同时畅享5G高速数据上网业务。

不论4G网络，还是5G网络，核心网都必须依赖于一个叫做IMS的系统，IMS又叫IP多媒体子系统，可以在分组交换网络下实现语音业务。

同样是基于IMS的语音业务，VoNR和VoLTE相比到底有什么优势呢?首先，当手机驻扎在5G小区时，使用VoNR简单直接，否则还要经过EPS Fallback回落到4G，信令流程增加了，时延也必然增加，影响用户体验。然后，VoNR下强制支持一种新的语音编解码方案，可以有效提升语音通话的音质到HiFi的级别，这就是EVS(Enhanced Voice Services)，也叫超高分辨率语音(Super HD Voice)。

信令网，SS7

7号信令网，Signal System #7

sS7，七号信令系统，在北美以外地区称为ccs7(七号共路信令)。是当今电信网中最常用的—种信令系统。

信道是一种承载信息的逻辑通道，信令是一种用于获取信道、监控信道以及释放信道的类似于指令集的协议规范。在电话接续过程中，信令起着巨大的作用。信令可以分为两类，一种在早期电信网中使用，称为随路信令CAS，这种信令系统的特点是信令时隙与话路时隙共用信道。现在已基本不用了。另一种称为共路信令CcS，信令时隙与话路时隙分离。七号信令是一种共路信令，现在大多数电信网都已采用七号信令。现在的PSTN、PLN技术上之所以优越，就在于它们采用了SS7。SS7有着丰富的信令消息，能灵活使用网络资源，并支持广泛的数据应用。

No.7信令网是独立于电信网的支撑网，是电信网中用于传输No.7信令消息的专用数据网。信令网的三要素：信令点、信令转接点、信令链路。

• 信令点：信令网上产生和接收信令消息的节点，是信令消息的起源点和目的点。

• 信令转接点：若某信令点既非信令源点又非目的点，其作用仅是将从一条信令链路上接收的消息转发至另一条信令链路去，则称该信令点为信令转接点。

• 信令链路(LINK)：连接各个信令点、信令转接点，传送信令消息的物理链路称为信令链路。 信令链路集(LINK SET)：具有相同属性的信令链路组成的一组链路集。即指本地信令点与一个相邻的信令点之间的链路的集合。

  SS7信令系统的主要网元节点：

• SSP（Service Switching Point）:7号信令网的消息“起点”或“终点”，同时也是交换网上交换机的接入点。SSP负责将交换机的查询信号转换成信令。

• STP（Signal Transfer Point）:信令的“路由器”，它负责把SSP发出的信令，路由后最终传给目的SSP。

• SCP（Service Control Point）:信令网的业务控制点，是具体智能网业务的执行决策者；它接收SSP送来的查询信令，决策后把控制信令回送给SSP，SSP跟据控制信令再做下一步具体动作。

• SDP（Service Data Point）:SCP的数据中心，或独立成服务器，或与SCP集成在一起。

移动通信，移动无线接入网

• 20世纪70年代末至80年代，美国贝尔实验室首先推出蜂窝移动系统的概念和理论，美、英、日等国纷纷研制出相应的通信系统，具有代表性的有美国的AMPS、英国的TACS、北欧的NMIT、日本的NMTS等系统，这一代系统的主要技术是模拟调制、频分多址（FDM），使用频段为800/900Hz，只能提供话音业务，成为蜂窝式模拟移动通信系统，也称之为第一代蜂窝移动通信系统（1G)。这一代主要是人们想解决固定电话线缆的束缚，以实现免受区域限制的移动性电话通信。1G蜂窝式模拟移动通信主要的缺陷是：频谱利用率低，容量受限；制式互不兼容，不利于用户漫游；业务种类受限，不利于开展ISDN等等。

• 90年代起随着数字通信技术的发展，国际上又纷纷推出2G蜂窝式数字移动通信系统，最具代表的是欧洲的GSM系统（TDMA技术〉、美国的COMA系统(IS-95标准)，另有日本的POC系统等，这一代以数字传输、时分多址、码分多址为主要技术，最初这些系统也只能提供话音业务，在90年代末，国际上推出了GPRS/WAP技术，可以提供窄带数据业务，故也有人把它称之为第二代半蜂窝式移动通信系统（简称2.5G)。2G系统同时可为人们提供短信息业务（SMS，也称短信业务）或多媒体消息业务(MS，也称彩信业务)。

• 1985年ITU提出第三代数字蜂窝移动通信系统（3G）的概念（IMT-2000） ，这一代可以提供话音、可变速率的数据和高分辨率的图像业务（并非真正的B-ISDN)， 而且是一个全球统一的移动通信网络（真正的全球漫游)，系统容量可以满足全球人口需要，理论上可以达到5W(who、where、when、 whom、 what)的通信。采用微蜂窝（1A半径范围)和微微蜂窝（百米以内)结构，主要采用码分多址技术。1999年底，ITU推荐了5种3G技术体制建议标准，其中三种主流技术体制为WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。值得一提的是，其中T-SCDMA技术是由我国提出的，是我国通信人有史以来为世界通信事业做出的最大贡献。3G网络除提供2G网络的话音业务、消息业务外，其提供的数据业务得到了极大的提高，其理论上上行数据传输速率可达2Mbit/s以上。

• 第四代数字蜂窝移动通信系统4G被ITU命名为IMT-Advanced，无线接入网络（ITU称之为无线接口技术（RIT，Radio Interface Technique)。在2012年1月推荐了4G的两种地面无线接口技术LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced。但在全球得到了普及应用的是3GPP推出的LTE技术。LTE技术是3GPP在3G系统称之为长期演进（LTE，Long Term Evolution)项目。它采用全IP网络架构（包括核心网EPC)，采用分布式基站系统（eNB)。无线接入网络由于采用了正交频分复用(OFDM)、多输入多输出天线（MIMO)等技术，使得提供的接入能力更强， 提供了话音（采用VoIP〉、宽带数据业务的快速接入，促进了移动互联网的业务快速发展。它主要分为TD-LTE（TD-SCDMA体制）和FD-LTE（WCDMA体制）两种技术体制。

• 第五代数字蜂窝移动通信5G被ITU命名为“IMT-2020”，在2012年ITU为IMT-2020制定提出了5G应用的三大类场景：增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC）和超可靠低时延通信（URLLC)。 目前ITU正在制定IMT-2020的正式标准，但3GPP从R15开始制定5G的相关标准，包括独立组网(SA）和非独立组网(NSA）两种模式。5G的目标峰值数据传输速率下行可达20Gbit/s、上行可达10Gbit/s，不仅满足人们的高速数据业务需求，同时还能为垂直行业(工业互联网、自动驾驶、VR/AR、医疗等）提供服务。

支撑网络：信令网；时钟/数字同步网；网管/计费网

现代通信网络是由通信业务网络和通信支撑网络两大部分构成。

业务网络是指向用户提供诸如话音、数据、图像以及多媒体信息业务的网络，传递的是各类业务的信息内容。支撑网络是指能使业务网络正常运行的、功能增强的、提高全网服务质量的、起支撑作用的网络，传递的是控制、检测、管理等信号。

通常把信令网、数字同步网和电信管理网(TMN）称为现代电信网的三大支撑网络。这三大支撑网络的建立，是通信业务网络提供高质量、高可靠性、高效益的电信业务服务的重要保证。

信令(Signalling）是指通信网络中的控制指令。信令网络（或信令系统）是指为完成特定的信令方式时所使用的设备、线路、软件等的集合。 信令网络是通信网络的神经中枢系统，它可以指导通信网中的终端、传输系统、交换系统协同工作，在指定的终端之间（信源到信宿）建立临时的通信通道，并维护其正常运行。信令传送的结构形式、信令在多段路由上的传送方式和控制方式，关系到整个通信网通信质量的好坏及投资成本的高低。

• 信令按其工作区域不同可分为用户线信令和局间信令。用户线信令是指用户终端和交换设备（端局设备）之间的信令，在用户线上传送，主要包括用户向交换设备发送的监视信令（主、被叫的摘、挂机信令）和选择信令(被叫号码等）；局间信令是指交换设备和交换设备之间、或交换网络与其它网络之间(如交换网络与智能网络之间）的信令，在局间中继线上传送，用来控制交换设备间（或网络间）的接续和拆线。

• 按信令传送通道与用户信息传送通道的关系不同，信令可分为随路信令和共路信令。随路信令是指信令通道和用户信息通道合在一起传送的一种方式（No1-5，R1，R2）；共路信令是指信令的传送通道是专设的，这种专门传送信令的通道称之为信令链路，一条信令链路可以传送多条（几百或更多）用户的信令，因此，共路信令也称之为公共信道信令（No.6、No.7）。共路信令与随路信令相比，突出的优点是：信令传送速度快、信令的信息容量大、缩短呼叫建立时间、有利于新业务的开放发展、有利于建设成本和运行成本的降低、有利于现代化通信网的管理等等。因此，共路信令在目前现代通信网中得到了广泛的应用。

• 我国采用No.7信令网的结构是三级，包括全国长途信令网(HSTP)、各地本地信令网(LSTP〉和信令点（SP）。信令区的划分与我国三级信令网结构相对应，分为主信令区、分信令区和信令点。主信令区按中央直辖市、省和自治区设置，配置一对RSTP；分信令区原则上是以一个地区或一个地级市来设置，配置一对LSTP。信令点编码采用24位全国统一编码，其中主信令区、分信令区、信令点各8位。No.7信令网是在传统的通信网络发展起来，它必须要适配于IP网络、其他异构网络等新型网络。

在现代通信网中，已基本上实现了通信网络的数字化，为提高数字信号的传递的有效性和完整性，必须对这些数字通信网中的终端、传输网络、交换网络的时钟速率进行同步，以使提供的业务信号其间协调一致的传递。为此，数字同步网络是指通过适当的措施使数字通信网络中的数字交换系统和数字传输系统以及终端设备等工作于相同的时钟速率。相同的时钟速率，必须要达到时钟频率的同步和时钟相位的同步。

• 我国数字同步网节点分为三级。一级节点采用一级基准时钟，二级节点采用二级节点时钟，三级节点采用三级节点时钟。一级基准时钟分为全网基准钟PRC和区域基准钟LPR两种。PRC由自主运行的铯原子钟组 或铯原子钟与卫星定位系统（GPS和/或GLONASS及其他定位系统)组成。PHC是全网同步基准的根本保障。 LPR由卫星定时系统（GPS和/或GLONASS及其他定位系统）和铷原子钟组成。它既能接收卫星定位系统的同步，也能同步于PRC，LPR是各省的同步基准源。 一级基准时钟的性能指标由IT-TG.11规定。二级节点时钟(SSL-T)是各地市接收LPR同步基准源的同步节点。三级节点时钟(SSH-L)由高稳晶体钟组成，三级节点时钟一般设置在本地网端局以及传送层汇聚节点处所在通信楼。ITU-TG.812规定了二/三级时钟的性能指标。

随着电信技术迅猛发展，（一）网内交换设备和传输设备的数字化比例不断提高，数量和种类也不断增加，（二）网络的异构性和复杂度大大提高，需要提升管理手段；（三）网络的运行、维护和管理开销越来越大，缺乏管理人才；（四）条块分割严重，设备利用率低，服务质量难以提高；（五）用户对网络的可靠性、服务质量及灵活性提出了更高的要求。因此，ITU-T在20世纪80年代末提出了电信管理网（Telecommunication Management Network，TMN）的概念。

• 电信管理网是一个有组织的网络结构，它采用具有标准协议（Q系列)和信息接口进行管理信息的交换。TMN由操作系统、工作站、数据通信网(DCN)、网元互联组成。其中网元是指通信网络中的通信设备，可以是交换设备、传输设备、信令设备、接入设备等等。TMN管理功能分为性能管理、故障管理、配置管理、计费管理和安全管理五个方面。TMN管理功能的分层从上到下分为事物管理层、业务管理层、网络管理层和网元管理层五个层次。

• 我国电信管理网络是以电信总局的网管中心为网络中心，覆盖31个省市自治区的省网管中心，共计30多个主干节点，形成一个全国性的骨干网络(DCN)。通过该网络，把各省、市、自治区的不同专业网管连接起来。而省内地、市的网管中心又与各省的网管中心相连。在各本地网管中，按专业划分VLAN，通过DCN网进行集中管理。

• 现代电信管理网（TMN）不仅仅只对通信网络中通信设备的管理，来提高设备运行质量和业务服务质量。而是集成了电信运营方面的管理，称为电信运营支撑系统(BOSS，Business & 0perational Suport System)。BOSS是以电信管理论坛（TWF)提出的eTOM为模型和理论，以实现客户关系管理（CRM)。BOSS根据其用途分为分析支撑系统(ASS）、管理支撑系统（(Mss)、电子运维流程支撑系统（EOPSS)等。

智能网：Intelligent Network，IN

随着用户对电信业务的需求越来越复杂，电信网需要迅速而灵活地向用户提供种种电信业务。传统的做法是：用户特性控制集中于每一个交换机中，每增加一种新业务，网中全部交换机就需要增加一部分软硬件。由于交换机数量十分庞大，而且其类型多种多样，每种交换机的结构、软件、设计方法等各不相同。可以设想，每增加一种新业务，必须要求网中全部交换机软件进行修改，不但工作量极大，而且由于对业务规范理解不一致，各种交换机间新业务互通经常会出现各种问题。因此，传统的新业务提供方法成本很高，可靠性差，而且需要较长时间。为此，智能网的基本思想是交换设备仅完成最基本的接续功能，而所有增值业务均由另一个附加网络--智能网来提供。

• 通信网络由单纯地传递和交换信息，逐步向存储和处理信息的智能化发展。但是，单独由程控交换机作为交换节点而构成的电话网还不是智能网，只能说它具备一定的智能功能〈如它可以提供呼叫转移、缩为拨号等业务)。智能网是在不改变现行电信网硬件结构的条件下，能够快速、方便、灵活、经济、有效地生成和实现各种新业务的网络。它可以为各种通信网服务，包括公共电话交换网(PSTN)、公众分组交换数据网(PS-PDN)、综合业务数字网(ISDN）、宽带综合业务数字网(B-ISDN)、移动通信网(PLMN)、IP通信网络(INTERNET〉等等。一般将叠加在固定通信网上的智能网系统称之为固定智能网，叠加在移动通信网上的智能系统称之为移动智能网。

• 智能网由交换设备作为节点，由No. 7信令网作为各节点间信息传递控制手段，以业务控制计算机（SCP业务控制点）作为核心的通信网络。IN将网络的智能层配置在分布于全网中若干个SCP中的计算机数据库中，由软件实现对网络智能层的控制，以提供多种更为先进及复杂的功能。简言之，智能网是在原有通信网络中实现智能呼叫控制的一种网络，是在原有通信网络的基础上为快速提供新的业务而设置的附加网络结构。

• 借助于先进的No.7信令网和大型集中式数据库的支持，智能网的最大特点是通过标准化的结构和协议，将网络的交换功能与控制功能相分离，把电话网中原来位于各个端局交换机中的网络智能集中到智能网业务控制点上，完成智能呼叫处理，而原有的交换机仅完成基本的接续功能。

• 智能网络的组成包括：业务交换点（SSP）、业务控制点(SCP〉、业务数据点(SDP)、业务传输点（STP）、智能外设（IP）、业务管理系统（SMS）、业务生成环境(SCE)等几部分。SSP是原有通信网络（PSTN、PS-PDN、ISDN、PLMN）与IN的连接点。SCP是IN的核心构件，它存储业务数据和业务逻辑；SDP存储业务和用户数据。IP是协助完成智能业务的特殊资源（主要是各种语音功能)。SMS负责业务和用户数据的管理，一般由业务管理接入点(SMAP〉和业务管理点（SMP）组成。SCE的功能是根据客户的需求生成新的业务。

IPRAN，IP化的无线接入网