通信工程师中级下午实务交换技术真题+答案解析.docx
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通信工程师中级下午实务交换技术真题+答案解析
2015年中级通信工程师考试下午
交换技术
真题答案+解析
1、【问题1】（10分，每空1分）
不同类型的交换设备的交换特点和采用的最小信息交换单位不尽相同，表1-1和表1-2中分别列出了一些可能的交换特点和最小信息交换单位，其对应字母如表示。
请对照表1-2中的样例，回答表中各种交换设备的交换特点和所采用的最小信息交换单位。
并从表1-1或表1-2中选择应填入（n）处的最合适字母写在答题纸的对应栏内。
表1-1
交换特点
A
面向物理连接的电路交换
B
面向逻辑连接的电路交换
C
无连接的分组交换
D
面向物理连接的分组交换
E
面向逻辑连接的分组交换
F
面向逻辑连接的ATM交换
G
面向物理连接的ATM交换
表1-2
最小信息交换单位
O
分组
Q
时隙
P
比特
R
帧
S
会话
T
信元
U
带标记的分组
表1-3
交换设备
交换特点
最小信息交换单位
IP路由器
C（样例）
0（样例）
程控交换机
（1）
（6）
帧中继交换机
（2）
（7）
NO.7信令转接点
（3）
（8）
ATM交换机
（4）
（9）
MPLS路由器
（5）
（10）
【问题2】（5分，每空1分，将应填（n）处的字句写在答题纸的对应栏内，括号内数字相同处代表同一字句，（n）相同者只计1分）
图1-1是ISDN网络的部分示例图，端局A、C和端局/汇接局B为ISDN交换机，并采用No.7信令系统，STP为信令转接点。
其中，交换局A、B、C的信令点编码分别用SA。
SB、SC标识，信令转接点STP1、STP2的信令点编码为S1、S2标识，实线表示用户线路或局间中继线路，虚线表示信令链路，并用字母a到i标识。
交换局A的用户甲要呼叫交换局C的用户乙；
（a）用户甲首先向交换局A发送
（1）消息。
（b）交换局A向汇接局B发送一条
（2）协议的IAM（初始地址）消息，该消息中的DPC字段内容是（3），并沿信令路由（4）传送。
（c）汇接局B转接该呼叫至交换局C，其信令处理部分的协议栈最高层是
（2），所有信令消息将首选信令路由（5）传送至交换局C。
参考答案：
【问题1】
（1）A
（2）E
（3）C
（4）F
（5）E
（6）Q
（7）R
（8）O
（9）T
（10）U
【问题2】
（1）建立（setup）
（2）No.7信令ISUP
（3）SB
（4）de
（5）c
解析：
【问题1】
程控交换机是用在传统的语音业务上的设备，采用电路交换方式，电路交换方式是面向物理连接的。
与分组交换一样，FR采用面向连接的交换技术，可以提供SVC（交换虚电路）业务和PVC（永久虚电路）业务，但目前已应用的FR网络中，只采用PVC业务。
在帧中继网络中，传送的基本单元为帧，帧的长度可变，最大长度允许1600字节，比X.25网的缺省分组长度128字节长，特别适合于封装局域网的数据单元，减少了分段与重组的处理开销。
帧中继（FrameRelay，FR）是以分组交换技术为基础的高速分组交换技术，它对X.25通信协议进行了简化和改进，在网络内取消了差错控制和流量控制，将逐段的差错控制和流量控制处理移到网外端系统中实现，从而缩短了交换节点的处理时间。
这是因为光纤通信具有低误码率的特性，所以不需要在链路上进行差错控制，而釆用端对端的检错、重发控制方式。
帧中继采用的标签是DLCI。
MTP处理的信令消息通常都是与建立物理连接（语音或数据）有关（称为电路相关）的。
随着数字通信网的发展，由于各种新业务的需要，在ISDN交换局之间，以及交换局与各种特种业务（如操作管理中心、智能节点、数据库等）之间，都需要传送某些与电路无关的消息。
在交换局之间既可以建立电路的连接，也可以同时建立逻辑连接。
当物理的连接释放后，仍可以保持这种信令连接，以允许在发端局和终端局之间进行端到端的信息传递。
交换局与数据库之间无需建立物理电路的连接就可以交换信息。
上述这些性能要求MTP己不能满足，因此在不改变原有MTP功能的情况下，叠加上SCCP功能，其目的在于在信令网中可以建立逻辑的信令连接，以便传递与电路无关的信令消息和其他种类的消息。
ATM交换机是ATM宽带网络中的核心设备，它完成物理层和ATM层的功能。
对于物理层，它的主要工作是对不同传输介质的传输特性的适配。
对于ATM层，它的主要工作是完成ATM信元的交换，也就是ATM信头中VPI/VCI的变换。
ATM交换是一种改进的快速分组交换技术。
它对信息的管理不像分组交换那样“精微”和“细致”。
因为连接ATM交换机的是光纤传输线，其传输错误微乎其微，因此ATM网络中取消了逐段的差错控制和流量控制，ATM交换节点的控制自然也简化了。
ATM交换中信号传递单位为固定53字节的ATM信元，采用统计时分复用方式，动态分配带宽，连接类型为面向连接的逻辑连接，适于支持数据，视频，多媒体等业务。
ATM交换单元的核心是交换结构（SwitchFabric），大型交换机的交换单元一般由多个交换结构互连而成，小型交换机则可能由单个交换结构组成。
根据具体使用的交换方式，交换结构可分为空分结构和时分结构两大类，其中banyan结构属于空分结构。
MPLS源自IPoverATM的需要。
ATM网络具有标签功能（ATM有VPI/VCI）。
标签是虚电路建立时由网络分配的一种连接标识，不需包含网络地址，字节长度较短。
ATM通过硬件在第二层根据标签实现信元或帧的快速转发（即标签交换）。
如果能够把IP分组也打上标签，用标签识别路由，根据标签用硬件实现分组快速转发，可以大大提高分组转发速率。
MPLS工作组，利用已有lP/ATM集成模型的主要思想与优势，制定出一个统一的、完善的第3层交换技术标准。
MPLS明确规定了一整套协议和操作过程，最终通过ATM实现IP网络快速交换。
MPLS是利用标记（label）进行数据转发的。
当分组进入网络时，要为其分配固定长度的短的标记，并将标记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换节点仅根据标记进行转发。
因此它属于是无连接的分组交换。
【问题2】
信令路由是一个信令点到达消息目的地所经过的各个信令点的信令消息路径，在准直联信令网中，途中经过的各个信令点都是预先确定的。
信令路由按其特征和使用方法分为正常路由和迂回路由两类。
1）正常路由
正常路由是指未发生故障情况下的信令业务流的路由。
根据我国三级信令网结构和网络组织，它又分为：
•正常路由是采用直联方式的直达信令路由。
当信令网中的一个信令点具有多个信令路由时，如果有直达的信令链，则应将该信令路由作为正常路由。
•正常路由是采用准直联方式的信令路由。
当信令网中一信令点的多个信令路由，都是采用准直联方式经过信令转接点转接的信令路由时，则正常路由为信令路由中最短路由。
当准直联方式的正常路由是采用负荷分担方式时，则该两个信令路由均为正常路由。
2）迂回路由
迂回路由是指因信令链路或路由故障造成正常路由不能传送信令业务流而选择的路由。
迂回路由都是经过信令转接点转接的准直联方式的路由，它可以是一个路由，也可以是多个路由。
当有多个迂回路由时，应按经过STP点的次数，由小到大依次分为第一迂回路由，第二迂回路由等。
路由选择的一般原则如下：
①信令路由应首先选择正常路由，当正常路由故障不能使用时，再选择迂回路由。
②信令路由中具有多个迂回路由时，先选择级别最高的第一迂回路由，第一迂回路由故障时，再选择第二迂回路由，依此类推。
③在正常或迂回路由中，若有多个同一优先等级的多个路由（N个），它们之间采用负荷分担方式工作，则每个路由承担整个信令负荷的1/N。
若其中一个路由中一个信令链路组（或路由）故障，则将信令业务倒换到其他信令链路组（或路由）。
下面是ISUP信令程序成功的呼叫程序。
2、【问题1】（10分，每空1分）
图2-1是一个程控交换机的结构图，该交换机带8个用户模块，每个用户模块的容量为128用户，采用1条2M的双向PCM复用线连接到中央交换网络；该交换机带2个中继模块，每个中继模块采用1条2M的双向PCM复用线连接到中央交换网络，音信号发生器通过1条2M的PCM复用线连接到中央交换网络。
请根据下面的提示信息，将应填入（n）处的字句写在答题纸的对应栏内。
（a）装置A可实现馈电，数模变换等功能，它是
（1）电路；中继处理机可实现同步和码型交换等功能，它是
（2）电路：
交换机的用户模块可实现（3）：
1的话务集中比。
（b）该交换机中有多个处理机完成不同的工作并管理不同的设备，用户处理机与中继处理机之间采用（4）分担工作方式，而不同用户的处理机之间采用（5）分担工作方式。
中央处理机通常采用双机备份工作方式，目的是（6）。
（c）程控交换机软件的显著特点是（7）、（8）和高可靠性。
其中，摘挂机扫描软件运行在（9）上，号码分析软件运行在（10）上。
【问题2】（8分，每空1分）
图2-2是一个TST数字交换网络，每条输入（输出）线为每帧32时隙的PCM线路，输入侧T接线器采用输出控制方式（顺序写入，控制读出）。
输出侧T接线器采用输入控制方式（顺序写入，控制读出），S接线器采用输出控制方式。
设有主叫A用户占用PCM0的TS15发送语言信号a，经过TST网络选择内部时隙TS10送到被叫B用户，B用户占用PCM3的TS8接收语言信号。
为实现A用户与B用户发送语言信号，请将应填入（n）处的十进制数字写在答题纸的对应栏内。
【问题3】（4分，每空2分，将应填（n）处的字句写在答题纸的对应栏内）
某端局交换机装机容量为1000用户，话务模型估算时，每用户的话务估量为0.1erl,该机采用负荷分担的双处理器处理所有的呼叫，每个处理机忙时系统开销为0.4，固有开销占0.2，处理一个呼叫平均耗时36ms。
（a）每个用户在一小时内的平均通话时长为
（1）分钟。
（b）该交换机的BHCA为
（2）。
参考答案：
【问题1】
（1）（模拟）用户
（2）数字中继
（3）4
（4）功能
（5）负荷
（6）提高系统运行的可靠性
（7）实时性
（8）并发性
（9）用户处理机
（10）中央处理机
【问题2】
（1）10
（2）15
（3）15
（4）10
（5）0
（6）10
（7）8
（8）8
【问题3】
（1）6
（2）4×104
解析：
【问题1】
每个用户模块对应128个话机，也就是有128个用户话音信号。
2M的PCM复用线帧格式中包含32时隙，每个用户话音占用一个时隙，所以话务集中比为128:
32=4:
1。
程控交换机软件的显著特点在新教材和老教材中归纳的稍有不同，老教材中有四点，这里明显只提到了三点，那就以新教材为准填写。
（9）、（10）答案是不太明确的，比较有争议。
如果填写用户模块、中继模块也不能说是错的，填写用户处理机、中央处理机则更加精准。
【问题2】
对于T接线器，输出控制的CM时隙号是信号单元输出所在的时隙号，本题是TS10。
CM里面的地址内容是信号单元在SM中对应的时隙号，而这个时隙号正是顺序输入时进来的信号单元所在的时隙，本题是TS15。
输入控制刚好相反。
对于S接线器，输出控制的CM中时隙号是和进来、出去的信号单元所在时隙号一致的，也就是不变的，本题是TS10。
输出控制的CM是置于输出侧的，所以这里是标注为CM-3，和PCM3保持一致，而中的内容是输入的PCM线的编号，这里是0。
【问题3】
话务量的单位Erl定义：
一条中继线（或一个机键）连续使用1小时，则其话务量为1Erl（爱尔兰）。
传统的话务量单位还有，以小时作为时间单位的称“小时呼”（T．C）；以分钟作为时间单位的称“分呼”（C．M）；以一百秒作为时间单位的称为“百秒呼”（C．C．S）。
以上四种单位的换算关系为：
1Erl=1小时呼=60分呼=36百秒呼。
通常所说的话务量，都是指电话局在忙时的话务量。
我们把单位时间内的话务量叫做话务量强度，习惯上常把强度两个字省略，如不特别声明，话务量都指话务量强度，即忙时话务量。
处理机在单位时间内用于处理负荷的时间可表示为：
t=a+bN，其中，N为单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA），t是系统开销，a为固有开销，b为每个呼叫所需的平均处理时间。
36ms=10-5小时，a=0.2，t=0.4，带入公式得：
0.4=0.2+10-5N，计算得到N=2×104。
双处理器，所以总的BHCA=2×2×104=4×104。
3、【问题1】（9分，每空1分）
表3-1列出GSM系统中的网元设备或接口，试从表3-2中选取最恰当的有关设备或接口的功能描述，将应填（n）处的字句写在答题纸的对应栏内。
表3-1
设备/接口
功能
BTS
（1）
BSC
（2）
MSC
（3）
GMSC
（4）
HLR
（5）
VLR
（6）
Um接口
（7）
A接口
（8）
C接口
（9）
表3-2
序号
可能的功能
A
与PSTN/ISDN网络互通
B
MSC与HLR之间的接口
C
与internet网络互通
D
完成空中接口无线信号与有线信号的转换
E
呼叫控制与移动性管理
F
基站系统的控制部分
G
基站与MSC之间的接口
H
存储进入其覆盖区的用户位置信息的数据库
I
存储本地的用户位置信息的数据库
J
存贮基站频点信息的数据库
K
鉴权中心
L
手机与基站之间的接口
M
BSC与BTS之接的接口
【问题2】（11分，每空1分，将应填（n）处的字句写在答题纸的对应栏内，括号内数字相同处代表同一字句，（n）相同者只计1分）
（a）MS正常关机时，MS在断电前向网络发送一条消息，其中包括分离处理请求，MSC接收到后，通知
（1）发送对该MS对应的
（2）做（3）标记，但（4）并没有得到该用户已经脱离网络的通知，当该用户被寻呼，（4）向MSC/VLR要（5）时，MSC/VLR通知（4）该用户已经脱离网络，无需再发寻呼。
（b）固定用户呼叫移动用户时，PSTN交换机首先是通过号码分析判定被叫移动用户，通过NO.7协议将呼叫接至（6）、（6）根据（7）确定被叫所属的（4），向（4）询问有关用户正在访问的MSC地址。
（4）检索数据群，若该用户已（8）至其他地区，则用户当前所在的
（1）请求漫游号码，
（1）动态分配（5）后回送（4）。
（4）将（5）转送（6），（6）根据（5）选择路由，将呼叫建立至被叫当前所在的MSC.
（c）PLMN的网络覆盖区域从小到大分为（9）、基站（10）、MSC服务区、服务区和（11）。
参考答案：
【问题1】
（1）D
（2）F
（3）E
（4）A
（5）I
（6）H
（7）L
（8）G
（9）B
【问题2】
（1）VLR
（2）IMSI
（3）分离
（4）HLR
（5）MSRN
（6）GMSC
（7）MSDN
（8）漫游
（9）小区
（10）位置区
（11）系统区
解析：
【问题1】
GSM是第二代移动通信网，也是我们国家目前规模最大、业务量最大的移动通信网。
GSM的典型结构如下图所示：
1）移动台（MS）
手机+SIM卡就是MS的一种，当然还有上网卡、无线公话等。
手机和SIM卡配合使用，才能实现通话。
手机完成语音编码、信道编码、信息发送和接收等功能。
而SIM卡是客户识别模块。
小小的一张卡，存储了数字移动电话客户的信息、加密的密钥等内容，可供GSM网络对用户的身份进行鉴别，对客户通话的语音信息进行加密，用户防止并机（1号多用）和通话被窃听。
2）基站子系统（BSS）
它是为一片地区服务的无线收信息和发信息的设备，分为无线基站（BTS）和基站控制器（BSC）两大部分。
其中BTS移动基站，在城市的很多高楼顶端或者小区、郊区的铁塔上都能看到它的身影，它的作用就是收集移动到它附近手机发出的信息的。
而BSC隐藏在电信机房里面，用于对基站的配置管理。
3）网络子系统（NSS）
网络子系统主要完成交换功能和用户数据移动性管理、安全性管理。
NSS由一系列功能实体所构成。
各功能实体如下：
MSC：
移动业务交换中心：
对于位于它管辖区域中的移动台进行控制和交换的功能实体，本质上一种程控交换机，从基站获取手机信号进行交换机，采用和公共交换电话网络PSTN一致的方式进行交换。
VLR：
拜访位置寄存器：
有了VLR和接下来的HLR，才能让移动通信真正可运营。
VLR用于存放与呼叫处理有关的数据，比如用户的号码、所处的位置区，向用户提供的服务等参数。
当手机在漫游的时候，VLR的作用就凸显出来，存储手机当前所在的位置或者说是手机正在与哪个基站进行无线信号的交互；因为移动中的手机不可避免的要在基站之间做“切换”，服务器记录当前手机的位置，非常重要。
HLR：
归属位置寄存器：
有了VLR，就能知道当前手机处于哪一个位置，而有了HLR，系统就知道任何一部手机原始注册地在哪里。
如果VLR和HLR有关城市的数据一致，就说明这部手机正在注册地，不一致的话，就说明手机处于漫游状态。
如果系统判断出一部手机处于漫游状态，不仅要收取额外的漫游通话费，当该手机欠费停机，整个移动网可以保证它在任何地方都不能通话。
很绝吧。
AUC：
鉴权中心。
专用于安全性管理，确定移动用户的身份，防止非法用户的接入和对空中接口传输的数据进行加密。
EIR：
移动设备识别寄存器。
存储有关移动台设备参数的数据库，防止非法移动设备的使用，比如是偷来的手机或者有故障未经过型号认证的手机，会根据电子串号IMEI来识别，可惜我们国家目前没有采用EIR对电子串号进行鉴别。
OMC：
操作维护中心，负责对整个网络进行管理和维护。
移动业务的国际漫游要求各个厂商生产的移动设备之间能够进行互联互通。
因此，GSM在制定技术规范时就对其子系统之间以及各功能实体之间的接口和协议作了比较具体的定义，使不同厂商的提供的GSM基础设备能够符合统一的GSM技术规范而达到互通、组网的目的。
GSM的主要接口有A接口、Abis接口和Um接口等。
Um接口和A接口是开放的，而Abis口是私有的，各个厂商可以自己定义。
Abis口是私有带来的后果就是BTS和BTS必须是同一个厂家的，负责无法进行对接，例如买了爱立信的BSC，基站就没法用华为的设备，两者之间不兼容。
Abis接口的封闭性阻碍了新兴设备的商成长的步伐，对于运营商而已，也希望看到更多的竞争，所以在3G时代，在运营商的干预下，这个接口在制定标准的时候变成了开放的了。
各接口说明如下：
Abis接口：
无线基站BTS与基站控制器BSC之间的接口。
Um接口：
移动台MS和无线基站BTS之间的接口，此接口传递的信息包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等。
A-接口：
网络子系统与基站子系统之间的通信接口。
从系统功能实体上看，就是基站控制器（BSC）和移动业务交换中心（MSC）之间的接口，此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、呼叫处理等功能。
B-接口：
VLR与MSC之间的接口。
用于移动业务交换中心（MSC）向拜访位置寄存器（VLR）询问移动台（MS）当前位置信息，或者通知拜访位置寄存器（VLR）更新移动台（MS）的当前位置信息，或者用于补充业务的操作等。
C-接口：
MSC与HLR之间的接口。
在移动台（MS）作被叫时，C接口用于关口（Gateway）MSC从HLR获得被叫MS的路由信息（RoamingNumber）；在向MS前传短消息时，C接口用于SMS关口MSC用于从HLR获得MS目前所在的MSC号码。
D-接口：
VLR与HLR之间的接口。
该接口用于交换有关移动台位置信息及用户管理的信息。
为保证移动用户在整个服务区内能够建立和接受呼叫，则必须要在VLR与HLR之间交换数据。
如VLR需要告知HLR其所属的移动用户当前的位置信息；HLR需要把所有与VLR有关的业务数据发送给VLR；如果移动用户所在的VLR区域已经发生改变，HLR还需要删除移动用户在先前漫游VLR中的位置信息；另外，用户对所使用业务的修改请求（如补充业务操作）及运营者对用户数据的修改都要通过D接口交换数据。
E-接口：
MSC与MSC之间的接口。
控制相邻区域不同的MSC之间进行切换的接口。
当移动台（MS）在一个呼叫进行过程中，从一个移动业务交换中心（MSC）控制的区域移动到另一个移动业务交换中心（MSC）控制的区域时，为不中断通信需执行切换过程，而E接口正是用于MSC之间交换数据以启动和实现切换操作。
F-接口：
MSC与EIR之间的接口。
当MSC需要检查国际移动设备识别码（IMEI）的合法性时，需要通过F接口与EIR交换与IMEI有关的信息。
G-接口：
VLR与VLR之间的接口。
当移动用户漫游到新的VLR控制区域并且采用临时移动用户识别码（TMSI）发起位置更新，此接口用于当前VLR从前一个VLR取得IMSI及鉴权集。
通常，实用化的GSM系统结构一般把VLR和MSC集成同一实体内，大多数厂商的M900/M1800都采用这种结构。
相应的，B-接口变成一内部接口；C接口和D接口可以走同一物理连接；E接口和G接口可以走同一物理连接。
【问题2】
（b）题干部分结合答案部分便是对下图的完整诠释。
（c）PLMN的网络覆盖区域划分如下图所示。
按从小到大的顺序，包括下列各组成区域。
（1）小区
小区为PLMN的最小覆盖区域。
每个小区分配一组信道，小区半径按需划分，一般为1千米至几十千米。
半径在1千米以内的为微小区，还有更小的微微小区。
小区越小，频率复用距离就越近，频率利用率越高，但系统设备投资也越高，且移动用户通信中的越区切换也越频繁。
（2）基站区
基站区指一个基站管辖的区域。
如果采用全向天线，一个基站区仅包含一个小区，基站位于小区中央。
如果采用扇形定向天线，则一个基站区包含几个小区，基站位于这些小区的公共顶点上。
（3）位置区
位置区指移动台可任意移动而不需要进行位置更新的区域。
一个位置区可由若干个基站区组成，因此寻呼移动台时，可在一个位置区内的所有基站同时发起呼叫。
（4）MSC服务区
MSC服务区指由一个MSC所控制的所有小区共同覆盖的区域构成的PLMN网的一部分。
一个MSC区可由若干个位置区构成。
（5）服务区
服务区是由若干个互连的PLMN覆盖区组成的区域。
在此区域内，移动用户可以自动漫游。
（6）系统区
系统区指的是同一制式的移动通信系统的覆盖区，在此区域中的Um接口技术完全相同。
4、【问题1】（7分，每空1分，将应填（n）处的字句写在答题纸的对应栏内，括号内数字相同处代表同一字句，（n）相同者只计1分）
ATM协议参考模型包括3个平面，分别是
（1）平面、
（2）平面和（3）平面。
包括4
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