本帖最后由 小雨哥 于 2015-8-24 02:15 编辑
1.4 把信息交给网络
1.4.1 业务网是啥
通过前面几节的介绍，所有信息数字化之后都变成了2进制的数字，但这只是完成了信息在源端的转换，但信息还在原来的地方呆着。可是通信的需求是什么？你要把照片发送给我，我想把我唱给你听，为了能够实现通信我们需要通过网络去传递信息，我们要把信息交给网络，那么具体一点说要交给谁呢？首先要交给业务网。 我们的手机通过天线发射信号连接到了基站，我们的电脑通过网线或无线连接到了宽带接入网的ONU（猫），这些和我们直接打交道的东东就是属于业务网的末端网元（网元，网络中的元素，可以理解为一端独立的设备），为什么是末端网元呢，有困难找民警，不用去找市委书记。 那么我们就来了解一下什么是业务网。 首先，什么是业务？业务就是各行业中需要处理的事务，但通常偏向指销售的事务，每个公司要盈利都要去开展、推广种类繁多的业务，比如业务咨询办理、合同签订、售后服务等等，通俗点说就是和挣钱有关系的各种需要处理的事儿。移动、联通、电信这些运营商的业务种类很多，具体有什么业务我们走进营业厅就会有热情的业务员为你介绍，比如办个3G号、订制个流量包、开通个宽带这些。 什么是业务网？开饭馆就得有桌椅、灶台、服务员，运营商也一样，钱收了合同也签了，就得给用户开通业务，就需要一系列的后台资源去满足客户的要求，运营商的每一项业务背后都有需要硬件网络和相关的建设、运营、维护人员去支持，通信网络中能够直接为客户提供业务的网络就是业务网，比如2G、3G移动网、宽带接入网，业务的种类在不断的更新发展，小灵通、无线寻呼等业务已经光荣退役，而LTE等新业务也会不断的涌现。 图1-17 运营商的业务网 和业务网对应的是传送网、支撑网，如果说业务网是前台，那么传送网和支撑网就是幕后，去为业务网的运营提供必要的支持。其实台前幕后也没有明确的界限，幕后有时也可以走到台前，传送网也可以接入专线租赁的业务带来直接收益，只是相比较那些台前的大佬们，我们的主要本职工作还是默默的奉献。 为什么有这么多的业务网，而不是一张网就够了？每一种通信需求的实现方式都是不同的，如何对每个用户进行编码，使用什么样的技术防止互相干扰，网络如何帮助用户找到对方，如何保证你想要的通信效果，如何保证你的信息安全，如何计费管理等等，所有这些都有很多的不同，这些都需要有着一系列不同的标准、设备、网络和专业的人员去支持去区别对待，这就像我们没有办法开一家餐馆，不管每个人什么时候进来想吃什么，中餐西餐、八大菜系、早点夜宵、烧烤火锅都应有尽有，这谁也做不到。 1.4.2 GSM移动网 移动业务是我们通信网中用户最多、发展最快的业务，手机从最初单纯的”移动电话”发展到现在无所不能，已经不是尺寸和功能可以形容它的强大，手机已经悄然改变了我们的生活方式，我们用手机可以购物、社交、看世界，我们像个蛇精病一样的对着手机大笑、落泪、愤怒、自省，夜深了我们还打了鸡血一样的对着手机刷朋友圈、刷微博、斗地主，这几寸屏幕里浓缩了我们太多的生活。 图1-18 手机改变了我们的生活 我们就从移动网来说，我们的移动网2G时代起初只能打电话，后来渐渐支持了上网业务（数据），传送网的发展演进也和这个顺序有这必然的联系，那我们就按照这个顺序来，从语音业务和GSM说起，先来看一张GSM网络结构图。 图1-19 GSM移动网结构图 MS（mobile station移动台），这个我们都非常熟悉，俗称手机。手机是干嘛的，是我们和网络沟通的桥梁，我们平时开机、关机、拨号、挂机，这些指令都是我们在和手机交互，手机负责接收我们发出的指令，负责将我们的声音转换成数字信号，将这些指令和语音发送给BTS，从BTS处接收指令，接收电话那头的信号转换为声音送给我们的耳朵。手机这种和用户直接打交道的通信设施，我们称之为终端，像电脑、固定电话、电视这些都属于终端设备。 BTS（Base Transceiver Station基站收发台），简称基站，我们随处能够见到这些用于通信的铁塔、桅杆，上面有些还写着运营商的名字，塔的顶端就是用来和手机之间收发信号的天线。基站是手机的上级，我们不管移动到哪里，都会和最近的基站取得联系，依靠基站我们才能将我们的信息传递出去。一个基站的覆盖半径从几百米到几公里不等，不同频率、不同地理环境的基站覆盖效果不同，所以需要建很多个基站来保证人类活动范围内的覆盖效果。 图1-20 生活中随处可见的基站 BSC（Base Station Controller基站控制器），BSC是BTS的上级，一个本地网（一般指一个地市的网络）有若干个BSC，每个BSC分片控制管理一组基站，就像派出所的片警一样。本辖区的基站的信号发送给BSC之后，BSC再向上发送给MSC。BSC还负责信道资源分配、用户切换等功能，用户在基站之间移动时需也要BSC去协调切换，比如通知2号基站：“有个叫张三的用户从1号基站向你2号基站方向移动，请接收”，再通知1号基站：“2号基站已接收张三，请撤销连接”，感觉和警匪片里围追堵截的场景有些相似。 MSC（Mobile Switching Center，移动交换中心），MSC又是BSC的上级，一个本地网的所有BSC的信息汇集到MSC这里，在MSC处完成交换的过程。交换就是将主叫和被叫用户之间连接起来，就跟月老牵线差不多，还记得一些战争片里，某首长拿起电话说：“给我接某某某团部！”，那时的交换是靠接线员人为实现的，现在都已经用程序控制，实现了自动化，所以固定电话交换设备叫做程控交换机。 如果是本地电话，你呼叫的用户在MSC管辖范围内，MSC能够帮你找到对方哪里，然后建立一个连接，你们之间就可以开始通话了。如果是长途电话、跨运营商电话或者手机给固定电话打，那就需要经过GMSC（Gateway Mobile Switching Center网关移动交换中心）去跨网实现互通，GMSC就是外交部长，能力上和MSC没有大的区别，只是职责分工不同。 其他的网元也简单介绍一下，AUC (Authentication Center鉴权中心)就是门卫，想要接入网络，请出示有效证件；HLR（Home Location Register归属位置寄存器）就是本地人口户籍管理处，本地号码全部要在此备案；VLR（Visitor Location Register 来访位置寄存器）就是外来人口管理处，外来人员进入本地管辖区域，全部要到这里登记。 我们可以简单模拟一下两个人打电话的流程，比如我张三要打电话给本地的李四，我掏出手机拨出李四的电话号码，手机将拨号请求传给BTS之后，BTS此时有空余的信道可以给我使用，就给我分配了一个信道，于是我的拨号请求就发到了BSC又被转发到了MSC，MSC查到李四在哪个BTS下，于是将呼叫通过BSC、BTS发送给李四手机，李四手机开始响铃，李四按下接听键，接通的信号又通过这一路发到我的手机，我们就开始通话了。要是打长途电话呢？MSC就要通过GMSC去联系另一个MSC，去寻找李四的位置，其他的过程一样。 最初的2G网络就是为了打电话，然而随着人们生活方式的改变，在3G网络尚未来临之前，GSM网络通过GPRS、EDGE之后支持了低速上网功能， GPRS、EDGE是利用原本的语音信道去传送一些低速的数据业务，对应的增加了PDU、SGSN、GGSN这些模块和一些网元间的接口，PDU就是数据业务的BSC，SGSN就是数据业务的MSC，而GGSN就是数据业务的GMSC，这些我们可以不去关注，对传送网的需求变化不大。 当然上述的GSM只是简化了的结构和流程，其他详细的工作原理是移动网内部如何实现通信而需要考虑的非常复杂的过程，如果需要进一步了解，推荐阅读杨波的《大话通信》和丁奇的《大话无线通信》、《大话移动通信》，里面对移动网的知识都做了通俗易懂而又全面的解释。 为什么MSC不直接管理BTS，非要中间加个BSC呢？想象一下让你当一个公司总经理，不给你配副总、部门经理，让你管理成千上万的员工，那一定忙不过来，MSC也一样。 现在我们只需要了解大概的组网结构，我们知道一个本地网MSC是老大，MSC管理若干BSC，BSC管理一个区域的若干BTS，BTS管理本区域内的手机，基于对这些概念浅显的理解，我们接着就来了解我们的主角—传送网。 | 
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发表于 2015-7-31 15:12:47
