通信專業實務：交換技術與網絡管控（簡體書）

本書依據《全國通信專業技術人員職業水平考試大綱》要求編寫，共11章，內容為交換技術基本概念、交換技術、IP交換技術、IMS技術、移動交換新技術、現代通信網主要協議、現代網絡架構、其他交換與控制技術、交換網絡維護管理與規劃設計、交換網絡的指標評估、網絡管理。本書在編寫中注重實際生產崗位對通信專業技術人員中級職業水平的要求，力求反映現代通信交換技術與管理水平的新發展。

本書既可作為全國通信專業技術人員職業水平考試的教材，也可作為高等院校在校學生的學習輔導書，還可供通信行業及互聯網行業專業技術人員自學參考。

工業和信息化部教育與考試中心，成立於1993年，是工業和信息化部直屬事業單位，承擔中國計算機技術與軟件專業技術資格（水平）考試、通信專業技術人員職業水平考試、電子通信行業職業技能鑒定、全國信息技術人才培養工程、產業工人網絡平臺建設等人才培養選拔工作，開展行業人才需求預測等前瞻性、戰略性、全域性問題研究，為行業主管部門制定行業人才發展規劃提供重要的決策依據。

第1章 交換技術基本概念 1

1.1 交換技術發展概論 1

1.2 電話通信技術的發展歷程 3

1.3 交換技術和交換機 3

1.4 電路交換技術 4

1.4.1 電路交換技術 4

1.4.2 數字交換原理及時隙交換 5

1.5 分組交換技術 6

1.6 傳統交換網的概念 8

1.7 其他交換方式 11

第2章 交換技術 13

2.1 程控交換技術 13

2.1.1 程控數字交換機的系統結構 13

2.1.2 接口設備 15

2.1.3 建立程控交換的話路 17

2.1.4 控制子系統 18

2.1.5 程控交換軟件技術 21

2.2 智能網技術 27

2.2.1 智能網的產生 27

2.2.2 智能網的結構 27

2.2.3 智能網概念模型 28

2.2.4 智能網的應用與發展 32

2.3 軟交換技術 32

2.3.1 軟交換的產生 32

2.3.2 NGN軟交換網絡架構 33

2.3.3 軟交換的主要功能 35

2.3.4 軟交換的相關協議 36

2.3.5 軟交換網絡組網技術 37

2.3.6 軟交換提供的業務 38

第3章 IP交換技術 39

3.1 TCP/IP原理 39

3.1.1 TCP/IP分層模型 39

3.1.2 計算機網絡的5層模型 40

3.1.3 計算機網絡中的數據傳輸 40

3.2 IP交換原理 41

3.2.1 網絡接口層的交換功能 42

3.2.2 網絡層的交換功能 43

3.2.3 傳輸層的交換功能 47

3.2.4 應用層的交換功能 50

3.3 IP路由技術 50

3.3.1 路由的基本概念 50

3.3.2 IP路由的基本原理 51

3.4 IP路由協議 52

3.4.1 IP路由協議的特點、分類和性能指標 52

3.4.2 距離矢量路由算法和鏈路狀態路由算法 53

3.4.3 RIP 54

3.4.4 OSPF 55

3.4.5 BGP 58

3.5 承載網絡QoS的概念和保障技術 59

3.5.1 服務質量的概念 59

3.5.2 承載網絡QoS保障技術 60

3.6 綜合服務 65

3.6.1 資源預留協議 65

3.6.2 RSVP的一般原理 67

3.6.3 綜合服務的特點 68

3.7 區分服務 68

3.7.1 區分服務的基本原理 68

3.7.2 區分服務的體系結構 69

3.7.3 區分服務的特點 70

3.8 MPLS 70

3.8.1 MPLS中的常用術語 71

3.8.2 MPLS的網絡結構和工作過程 72

3.8.3 MPLS VPN 73

3.8.4 MPLS TE 75

3.8.5 MPLS的特點 76

第4章 IMS技術 77

4.1 IMS綜述 77

4.2 IMS技術的發展歷程 77

4.2.1 3GPP 77

4.2.2 3GPP2 82

4.2.3 ETSI 82

4.2.4 ITU-T 82

4.3 IMS技術主要特點 83

4.3.1 基於SIP的會話控制 83

4.3.2 業務和控制完全分離 83

4.3.3 接入無關性 83

4.3.4 歸屬地提供服務 83

4.3.5 豐富而動態的組合業務 84

4.3.6 統一的用戶數據管理 84

4.4 IMS系統架構 84

4.4.1 業務層 84

4.4.2 控制層 85

4.4.3 承載層 86

4.4.4 接入層 86

4.4.5 IT支撐管理系統 87

4.5 IMS核心網元簡介 87

4.6 IMS功能實體和接口（IMS接口和協議） 88

4.6.1 控制面 89

4.6.2 用戶面 91

4.7 IMS網絡資源配置 91

4.7.1 IMS用戶編號 91

4.7.2 IMPI 91

4.7.3 IMPU 91

4.7.4 終端號碼分配 92

4.7.5 IMS網絡IP地址規劃 92

4.7.6 IMS同步方案 93

4.8 IMS業務應用 93

4.8.1 IMS融合視頻會議業務 94

4.8.2 多媒體彩鈴彩振業務 94

4.8.3 統一通信業務 94

4.8.4 IMS電話會議業務 95

4.9 IMS未來發展趨勢 96

第5章 移動交換新技術 97

5.1 移動通信的網絡結構 97

5.1.1 網絡的功能實體 97

5.1.2 網絡的接口 99

5.1.3 網絡區域的劃分 99

5.2 移動交換基本技術 100

5.2.1 移動呼叫的一般過程 100

5.2.2 自動漫遊 101

5.2.3 越區切換 101

5.2.4 軟切換技術 102

5.3 EPC技術 103

5.3.1 EPC架構 103

5.3.2 EPC功能實體 107

5.3.3 接口及協議 109

5.3.4 系統標識 111

5.4 PCC技術 111

5.4.1 PCC架構 111

5.4.2 PCC功能實體和接口 113

第6章 現代通信網主要協議 117

6.1 No.7信令及信令網 117

6.1.1 No.7信令系統概述 117

6.1.2 No.7信令系統的結構 117

6.1.3 ISUP 119

6.1.4 我國No.7信令網 121

6.1.5 信令點的編號計劃 122

6.2 SIP和SDP 123

6.2.1 SIP概述 123

6.2.2 SIP的網絡模型 123

6.2.3 SIP消息 124

6.2.4 SDP的結構與語法 127

6.2.5 典型的信令流程 128

6.3 H.248協議 130

6.3.1 H.248協議的連接模型 131

6.3.2 H.248的消息結構和傳輸機制 132

6.3.3 H.248協議的命令、描述符和封包 132

6.3.4 H.248呼叫信令流程 134

6.4 BICC協議 137

6.4.1 BICC協議概述 137

6.4.2 BICC消息結構 138

6.4.3 BICC信令流程 139

6.5 SIGTRAN協議 142

6.5.1 SIGTRAN的結構 142

6.5.2 SCTP 142

6.5.3 M3UA協議 145

6.6 Diameter 146

6.6.1 Diameter協議棧 146

6.6.2 Diameter消息 147

6.6.3 Diameter信令網 149

6.6.4 Diameter的應用 150

6.7 RTP 153

第7章 現代網絡架構 155

7.1 固定電話網 155

7.1.1 程控交換時代的固定電話網 155

7.1.2 軟交換時代的固定電話網 156

7.1.3 IMS時代的固定電話網 158

7.1.4 固定電話網的演進 160

7.1.5 專用電話網 160

7.2 2G移動通信 161

7.2.1 GSM網絡 161

7.2.2 CDMA網絡 162

7.3 3G移動通信 163

7.3.1 WCDMA和TD-SCDMA網絡 164

7.3.2 cdma2000網絡 165

7.3.3 物聯網 165

7.4 4G移動通信 167

7.4.1 分組域 167

7.4.2 IMS域 167

7.4.3 物聯網 169

7.5 WLAN組網 170

7.5.1 WLAN概述 170

7.5.2 WLAN網絡架構 172

7.6 綜合接入網 177

7.6.1 接入網概述 177

7.6.2 FTTx及PON組網 180

7.7 業務平臺 183

7.7.1 IMS網絡業務平臺 183

7.7.2 物聯網基礎能力平臺 191

第8章 其他交換與控制技術 194

8.1 SDN 194

8.1.1 SDN的基本概念 194

8.1.2 SDN的歷史發展 194

8.1.3 SD-WAN 196

8.1.4 SDN的優勢 196

8.1.5 SDN的未來 197

8.2 NFV 197

8.2.1 NFV的概念 197

8.2.2 NFV的定位 198

8.2.3 NFV的特點 199

8.2.4 NFV在核心網的實施 199

8.2.5 NFV的未來發展趨勢 201

8.3 光交換技術 201

8.3.1 光交換技術的必要性 201

8.3.2 光交換技術的基本概念和分類 202

8.3.3 光交換方式 203

8.3.4 光交換技術 206

8.4 業務量控制技術 208

8.4.1 業務量控制技術的基本概念 208

8.4.2 電路轉接網絡的業務量控制 209

8.4.3 分組轉接網絡的擁塞控制 211

8.5 路由選擇技術 213

8.5.1 路由選擇的基本概念 213

8.5.2 電路轉接網絡的路由選擇 213

8.5.3 分組轉接網絡的路由選擇 215

8.5.4 IP網絡的路由選擇 217

8.6 網絡自愈技術 222

8.6.1 自愈網的概念 222

8.6.2 自愈網技術的分類 222

第9章 交換網絡維護管理與規劃設計 225

9.1 日常維護管理 225

9.1.1 系統硬件檢查 225

9.1.2 支撐系統檢查 226

9.1.3 軟件配置檢查 226

9.1.4 網元和網絡性能檢查 226

9.1.5 網元告警檢查 226

9.1.6 網絡狀態檢查 227

9.1.7 系統容災檢查 227

9.2 故障監控處理 227

9.2.1 告警的定義和分類 227

9.2.2 告警級別劃分 228

9.2.3 告警處理要求 229

9.2.4 告警處理原則 229

9.2.5 故障定位方法 230

9.2.6 故障管理流程 230

9.3 交換系統網絡規劃 231

9.3.1 現狀及需求調研 231

9.3.2 業務及用戶預測 231

9.3.3 主設備方案規劃 232

9.3.4 配套設施規劃 232

9.3.5 投資估算及效益分析 232

9.4 交換系統選型設計 232

9.4.1 設備選型原則 232

9.4.2 網絡互連接口 233

9.4.3 交換機房設計 235

9.4.4 機房電源設計 237

9.5 新設備招標 238

9.6 交換網絡的工程建設 239

9.7 交換系統開通測試與割接 239

9.7.1 測試開通要點 239

9.7.2 測試前的準備 240

9.7.3 系統測試 240

9.7.4 系統割接 242

第10章 交換網絡的指標評估 244

10.1 交換網絡的話務理論 244

10.1.1 話務量的概念 244

10.1.2 話務量的特性 247

10.2 交換網絡的話務資源評估 247

10.2.1 話務資源評估步驟原理 247

10.2.2 TDM話務資源評估 248

10.2.3 IP話務資源評估 249

10.3 網絡性能評估體系 251

10.3.1 網絡性能KPI評估 251

10.3.2 業務質量KQI評估 253

10.4 交換網元的網管性能指標 256

10.4.1 電路交換端局網管性能指標 256

10.4.2 分組交換設備網管性能指標 257

第11章 網絡管理 258

11.1 電信管理網 258

11.1.1 概述 258

11.1.2 TMN功能體系結構 259

11.1.3 TMN信息體系結構 261

11.2 OSI網絡管理模型 263

11.2.1 OSI系統管理體系結構 263

11.2.2 公共管理信息協議 264

11.2.3 管理信息模型 265

11.2.4 被管對象定義法 267

11.2.5 OSI網絡管理功能 268

11.3 網絡管理方式 269

11.3.1 集中式網絡管理 269

11.3.2 分布式網絡管理 270

11.4 SNMP 270

11.4.1 引言 270

11.4.2 SNMP概述 270

11.4.3 SNMP的發展史 271

11.4.4 SNMP基本組成 271

11.4.5 SNMP的工作原理 271

11.4.6 SNMP基本命令 272

11.4.7 SNMP管理信息庫 273

11.4.8 SNMP的報文類型 273

11.4.9 SNMP的報文格式 274

11.5 智能化網絡管理 275

11.5.1 基於專家系統的網絡管理 275

11.5.2 基於人工智能代理的網絡管理 276

11.5.3 基於計算智能的寬帶網絡管理 276

11.6 其他網管形式 277

11.6.1 基於Web的網絡管理 277

11.6.2 基於CORBA的網絡管理 277

11.6.3 基於主動網的網絡管理 277

11.7 綜合網管 278

11.7.1 綜合網管的定義 278

11.7.2 綜合網管的架構 278

11.7.3 綜合網管的實例 278

參考文獻 280