手机与固话之间的通话,本质上是移动通信网与公用交换电话网(PSTN)之间的互通。整个通信过程涉及无线接入、核心网、关口局、传输网和固定电话接入网等多个环节。下面从呼叫流程、网络结构、关键设备三个维度展开说明。
一、手机呼叫固话的通话流程
- 无线接入:手机开机后附着到基站(eNodeB/gNodeB),通过空中接口(Uu)与基站建立无线链路。用户拨号后,呼叫请求经基站送达移动核心网。
- 移动核心网处理:在4G网络中,MME负责信令控制,S/P-GW负责用户面承载;在5G网络中,AMF/SMF/UPF承担相应角色。核心网识别被叫号码为固话号码后,将呼叫路由至移动关口局(GMSC/AGCF)。
- 跨网互通:移动关口局通过中继链路连接至PSTN的关口交换局。信令面使用No.7信令(ISUP/BICC),语音面通过E1/T1中继或IP中继(SIP-T)传输。4G/5G时代,语音通常由IMS网络承载,通过MGCF/IM-MGW实现SIP与ISUP的协议转换。
- 固网侧接续:PSTN端局根据被叫号码完成最后的交换和振铃,通过用户线或光接入网(OLT/ONT)将呼叫送达固定电话。
- 通话建立:双方应答后建立语音通道,媒体流经移动核心网、关口局、PSTN传输网到达固话终端。
二、网络结构图(文字描述)
[手机UE]
│ 无线Uu接口
[基站 eNodeB/gNodeB]
│ S1/N2/N3接口
[移动核心网:MME/AMF + S-GW/UPF + P-GW/SMF]
│ 中继(E1/IP)
[移动关口局 GMSC / IMS的MGCF+IM-MGW]
│ No.7信令(ISUP) / SIP-T
[PSTN关口局]
│ 中继
[PSTN端局/本地交换局]
│ 用户线/光接入
[固定电话]
若走IMS路径,则结构为:手机→基站→移动核心网→IMS核心(P-CSCF/S-CSCF)→MGCF/IM-MGW→PSTN→固话。
三、关键通信网络设备
- 基站(eNodeB/gNodeB):负责无线信号的收发、调制解调和无线资源管理,是手机接入网络的第一跳。
- 移动核心网设备:MME/AMF负责信令与移动性管理,S-GW/UPF负责用户面数据转发,P-GW/SMF负责IP地址分配与会话管理。
- 移动关口局(GMSC):移动网与外部网络互通的出入口,负责呼叫路由查询和跨网接续。
- MGCF/IM-MGW:IMS网络中实现SIP信令与ISUP信令互转、媒体流格式转换的网关设备。
- PSTN关口局/端局:固定电话网的交换节点,完成号码分析、路由选择和电路交换。
- 传输设备:包括SDH/OTN光传输设备、中继器、光模块等,负责各节点间的大容量信号传输。
- 光接入网设备(OLT/ONT):固话用户通过光纤接入端局,ONT完成光电转换和语音适配。
- 信令网关(SG):实现No.7信令与IP信令(SIGTRAN/SIP)之间的转换。
手机与固话通话是移动网与PSTN/IMS网协同工作的结果,信令面与媒体面分别经过不同设备处理,最终通过关口局完成跨网互通。