《交换原理绪论》PPT课件.ppt

交换原理交换原理 杨建军杨建军 通信楼通信楼323 TEL：832025281 1MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏教材与参考资料教材与参考资料n教材教材程控数字交换与现代通信网程控数字交换与现代通信网 叶敏叶敏 主编主编 北京邮电大学出版社北京邮电大学出版社n参考书参考书电信组织管理电信组织管理 梁雄健等编著，人民邮电出版社梁雄健等编著，人民邮电出版社电话通信网与交换技术电话通信网与交换技术 张曙光等编著，国防工业出版社张曙光等编著，国防工业出版社现代通信网概论现代通信网概论 李伟章著，人民邮电出版社李伟章著，人民邮电出版社2 2MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏记分规则与说明记分规则与说明n总成绩为总成绩为100分，由分，由4部分组成：部分组成：总成绩总成绩=平时平时+实验实验+期中成绩期中成绩 期末成绩期末成绩n记分规则记分规则n平时满分平时满分13分分。其中：分分。其中：作业：作业：4次，共次，共8分分考勤：考勤：5分分n实验：实验：4个，共个，共12分分n期中测验：期中测验：5分分n期末考试：开卷。卷面成绩期末考试：开卷。卷面成绩100分，按分，按70%折算折算3 3MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏教学进度安排（共教学进度安排（共48学时）学时）n第第1章章 绪论绪论 2学时学时n第第2章章 基本交换方式和原理基本交换方式和原理3学时学时n第第3章章 程控数字交换机的硬件系统程控数字交换机的硬件系统9学时学时n第第4章章 程控交换机软件系统程控交换机软件系统6学时学时n第第5章章 电信业务网电信业务网6学时学时n第第6章章 支撑网支撑网 8学时学时n第第7章章 光同步数字传输网光同步数字传输网 4学时学时n作业讲评与总结作业讲评与总结 2学时学时n实验实验4个个8学时学时4 4MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏第一章第一章 绪论绪论1.1 电信与电信技术电信与电信技术1.2 电信网概述电信网概述1.3 电信业务电信业务1.4 下一代网络（下一代网络（NGN）1.5 本课程讲述重点本课程讲述重点 电话交换机与电话网电话交换机与电话网5 5MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏1.1 电信与电信技术电信与电信技术n电信的概念电信的概念n电信通信的特点电信通信的特点n电信技术的发展历史电信技术的发展历史6 6MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电信的概念电信的概念n电信概念的定义有两种：电信概念的定义有两种：n美国美国1996年联邦通信法年联邦通信法定义：定义：n电信是指两点相互或分别传输，传输点由用户指定，电信是指两点相互或分别传输，传输点由用户指定，内容由用户选择，信息的形式和内容从发出到接收内容由用户选择，信息的形式和内容从发出到接收不得改变的通信方式。不得改变的通信方式。n国际电信电联（国际电信电联（ITU）定义：定义：n任何通过光电、电磁系统传输信息的活动任何通过光电、电磁系统传输信息的活动n我国我国电信条例电信条例采用了采用了ITU对电信的定义对电信的定义n电信是指利用有线、无线的电磁系统或者光电电信是指利用有线、无线的电磁系统或者光电系统，传送、发射或者接收语音、文字、资料、系统，传送、发射或者接收语音、文字、资料、图像以及其他任何形式的活动。图像以及其他任何形式的活动。7 7MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电信通信的作用与特点电信通信的作用与特点n作用作用n传递信息传递信息n特点特点n是一种服务，具有服务的特点是一种服务，具有服务的特点无形性、生产过程与消费过程不可分割、不可存储无形性、生产过程与消费过程不可分割、不可存储n是一种社会生产中的通信活动，具有特殊性是一种社会生产中的通信活动，具有特殊性n需要全天候服务（可靠性和时效性）需要全天候服务（可靠性和时效性）n具有显著规模经济性和范围经济性具有显著规模经济性和范围经济性n是一个网络型产业（需要网络互联互通）是一个网络型产业（需要网络互联互通）n需要现代技术支撑需要现代技术支撑n需要大量新业务支持需要大量新业务支持 8 8MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电信技术的发展历史电信技术的发展历史1835年年电报诞生电报诞生1876年年电话诞生电话诞生1895年年无线电报机诞生无线电报机诞生1918年年载波通信出现载波通信出现1946年年计算机出现计算机出现微电子技术发展微电子技术发展1948年晶体管研制成功年晶体管研制成功20世纪世纪60年代年代光纤技术发展光纤技术发展20世纪世纪60年代年代移动通信出现移动通信出现数字通信发展数字通信发展20世纪末世纪末各种技术发展与融合各种技术发展与融合用户数量暴涨、业务需求剧增用户数量暴涨、业务需求剧增发展新机遇、新挑战发展新机遇、新挑战9 9MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏1.2 电信网电信网概述概述n电信网的概念电信网的概念n电信网的两种描述电信网的两种描述n电信网分类电信网分类 n电信网发展趋势电信网发展趋势 1010MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电信网的概念电信网的概念n概念：概念：n电信网是由一定数量的节点和连接节点的传输电信网是由一定数量的节点和连接节点的传输链路相互有机地结合在一起，以实现两个或多链路相互有机地结合在一起，以实现两个或多个规定点间的信息传递的通信体系个规定点间的信息传递的通信体系n组成：硬件和软件组成：硬件和软件n硬件：终端设备、交换设备和传输设备硬件：终端设备、交换设备和传输设备n软件：一整套网络技术和网络管理技术软件：一整套网络技术和网络管理技术n网络技术：网络拓扑、信令、协议和接口、技术体网络技术：网络拓扑、信令、协议和接口、技术体制和标准制和标准n网络管理技术：网络组织与管理的体制与方法网络管理技术：网络组织与管理的体制与方法1111MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏对电信网的两种描述（对电信网的两种描述（1）n从连接方式上看（水平方向）从连接方式上看（水平方向）n用户驻地网用户驻地网CPN（Consumer Premises Network)n接入网接入网AN（Access Network)n核心网核心网CN（Core Network)用户用户 驻地网驻地网接入网接入网核心网核心网接入网接入网用户用户 驻地网驻地网用户终端组成用户终端组成的网络。的网络。如：电话机、如：电话机、计算机等计算机等将用户接入到核心将用户接入到核心网的部分。网的部分。如：用户环路（用如：用户环路（用户到交换机之间的户到交换机之间的线路与设施）线路与设施）交换与传输部分。交换与传输部分。包含交换、中继和包含交换、中继和长途网功能长途网功能1212MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏对电信网的两种描述（对电信网的两种描述（2）n从功能上看（垂直方向）从功能上看（垂直方向）应用、业务网、传输网、支撑网应用、业务网、传输网、支撑网应用应用话音业务话音业务会议电视会议电视文件传输文件传输业务网业务网电话网电话网移动网移动网数据网数据网传输网传输网通道层通道层物理层物理层信令网信令网同步网同步网管理网管理网支撑网支撑网1313MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏从功能上描述电信网从功能上描述电信网n应用应用n面向用户的各种信息应用，如：话音、会议电话、文件面向用户的各种信息应用，如：话音、会议电话、文件传送传送 n业务网业务网n传送、交换各种业务信息的网络，如：电话网、移动网、传送、交换各种业务信息的网络，如：电话网、移动网、IP数据网、非数据网、非IP数据网数据网 n传输网传输网n支持业务网的传输手段和设施，如介质、传送节点设备、支持业务网的传输手段和设施，如介质、传送节点设备、传输系统传输系统 n支撑网支撑网n提供保证电信网有效正常运行的各种控制和管理能力。提供保证电信网有效正常运行的各种控制和管理能力。包括信令网、同步网和管理网包括信令网、同步网和管理网1414MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏各种电信支撑网简述各种电信支撑网简述n信令网信令网n为确保正常通信，用户和交换机之间或交换机之间需要交换各种控为确保正常通信，用户和交换机之间或交换机之间需要交换各种控制和状态信息（如忙闲、号码传送等），这些信息称为制和状态信息（如忙闲、号码传送等），这些信息称为信令。信令。n信令网一种独立于业务网的网络，专用于传输网络节点（交换机之信令网一种独立于业务网的网络，专用于传输网络节点（交换机之间）之间的信令间）之间的信令n信令网主要功能是收发并处理局间信令，使通信网协调、正确工作信令网主要功能是收发并处理局间信令，使通信网协调、正确工作n同步网同步网n数字网中各节点时钟频率和相位须同步，否则会产生差错数字网中各节点时钟频率和相位须同步，否则会产生差错n同步网的基本功能：准确地将基准时钟同步信息向网中各同步节点同步网的基本功能：准确地将基准时钟同步信息向网中各同步节点传送，使其调整到与基准时钟同步传送，使其调整到与基准时钟同步n管理网管理网TMN（Telecommunication Management Network)n电信管理是对电信网路性能、品质进行监测与控制的手段电信管理是对电信网路性能、品质进行监测与控制的手段n电信管理网通过标准接口对同步网、信令网和业务网进行管理电信管理网通过标准接口对同步网、信令网和业务网进行管理1515MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电信网分类电信网分类电信网电信网 分类分类n 按服务对象分：公共与专用按服务对象分：公共与专用n 用户是否移动分：固定与移动用户是否移动分：固定与移动n 信号形式分：模拟与数字信号形式分：模拟与数字n 承载业务分：电报、电话、数据等承载业务分：电报、电话、数据等n 传输介质分：有线与无线传输介质分：有线与无线n 按地域分：国际、国内长途、本地网等按地域分：国际、国内长途、本地网等.1616MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电信网电信网发展趋势发展趋势n数字化数字化n综合化综合化n融合化融合化n宽带化宽带化n智能化智能化n个人化个人化 1717MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏1.3 电信业务电信业务n概念概念n电信部门利用电信通信系统，按用户需求为用户传递信息，电信部门利用电信通信系统，按用户需求为用户传递信息，提供各类电信服务的总称。提供各类电信服务的总称。n分类分类n按信息感官分：话音和非话音按信息感官分：话音和非话音n按信息载体分：话音、数据、图文、视频和多媒体按信息载体分：话音、数据、图文、视频和多媒体n按业务是否增值分：基础业务和增值业务按业务是否增值分：基础业务和增值业务n按用户活动状态分：固定和移动按用户活动状态分：固定和移动n按网络执行功能分：承载业务和用户终端业务按网络执行功能分：承载业务和用户终端业务n按通信目的分：第按通信目的分：第1类为通信联络，如通话类为通信联络，如通话 第第2类为获取信息，如类为获取信息，如Internet浏览浏览 第第3类是信息处理，如电子银行类是信息处理，如电子银行.1818MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电话业务与提供电话业务与提供n普通电话业务普通电话业务n电话补充业务电话补充业务n智能电话业务智能电话业务分类与分类与提供方式提供方式由程控交换机提供由程控交换机提供由智能平台或由智能平台或智能网提供智能网提供1919MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏由程控交换机提供的电话业务由程控交换机提供的电话业务n普通电话业务普通电话业务n基本的点到点的通话业务，包括本地、国内长途、国际长途话音业务基本的点到点的通话业务，包括本地、国内长途、国际长途话音业务n补充业务补充业务n来电显示来电显示n缩位拨号缩位拨号n呼叫转移呼叫转移n热线电话热线电话n遇忙转移遇忙转移n三方通话三方通话n由程控交换机提供业务的缺陷由程控交换机提供业务的缺陷n每增加一种信业务都要增加相应软件，甚至硬件每增加一种信业务都要增加相应软件，甚至硬件n周期长、不灵活周期长、不灵活n交换机负担加重交换机负担加重2020MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏由由智能网智能网提供的智能电话业务提供的智能电话业务n智能网基本概念智能网基本概念n智能网是电信网的附加网络，专为快速、方便、灵活、智能网是电信网的附加网络，专为快速、方便、灵活、经济地提供新业务而设立经济地提供新业务而设立n基本思想是基本思想是:新业务的提供与交换分开新业务的提供与交换分开n新业务由智能网提供，增加新业务与交换机无直接关联新业务由智能网提供，增加新业务与交换机无直接关联n程控交换机只提供交换这一基本功能程控交换机只提供交换这一基本功能n将程控交换机与智能业务逻辑挂钩，以获得智能业务将程控交换机与智能业务逻辑挂钩，以获得智能业务n目前主要的智能电话业务目前主要的智能电话业务n电话呼叫卡业务：如：电话呼叫卡业务：如：200业务、业务、300业务等业务等n被叫集中付费业务：被叫集中付费业务：800业务业务n大众服务业务：大众服务业务：900业务业务2121MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏1.4 下一代网络下一代网络NGNnNGN:Next Generation Network nNGN的目标：的目标：n支持多种业务支持多种业务n保证各种业务的保证各种业务的Qos（Quality of service）n支持多种接入方式支持多种接入方式n可能以可能以IPv6为中心为中心2222MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏NGN的特点的特点n 开放分布式网络结构（业务与网络分离、业开放分布式网络结构（业务与网络分离、业务与呼叫控制分离、呼叫控制务与呼叫控制分离、呼叫控制 与承载分离，与承载分离，各部分独立开发与发展，通过开放式接口与各部分独立开发与发展，通过开放式接口与协议连接）协议连接）n高速分组化的核心网高速分组化的核心网n独立的网络控制层独立的网络控制层n通过网关设备对现有网络进行融合通过网关设备对现有网络进行融合n多样化的接入方式（不同接入终端、综合接多样化的接入方式（不同接入终端、综合接入控制设备）入控制设备）2323MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏NGN的架构的架构应用服务器应用服务器网管服务器网管服务器AAA服务器服务器计费服务器计费服务器软交换软交换IP/ATM/SDH/DWDM各种业务接入设备、媒体网关各种业务接入设备、媒体网关业务和应用层业务和应用层控制层控制层传送层传送层媒体接入层媒体接入层企业用户企业用户住宅用户住宅用户移动用户移动用户2424MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏NGN的架构的架构n 横向看：横向看：n接入网（边缘接入）：各种宽窄带接入设备、各类接入接入网（边缘接入）：各种宽窄带接入设备、各类接入服务器、边缘交换机或路由器及各种网络互连设备服务器、边缘交换机或路由器及各种网络互连设备n核心网：光传输网、骨干核心网：光传输网、骨干ATM交换机和骨干交换机和骨干IP路由器路由器n功能看：功能看：n业务和应用层：话音、数据、多媒体、智能网业务、通业务和应用层：话音、数据、多媒体、智能网业务、通过过API开发的新业务。开发的新业务。AAA和地址解析等和地址解析等n控制层：负责处理呼叫请求。核心是软交换控制层：负责处理呼叫请求。核心是软交换n传送层：承载网络，负责建立和管理承载连接、交换与传送层：承载网络，负责建立和管理承载连接、交换与路由，可以是路由，可以是ATM或或IP网络网络 n媒体接入层：由各类媒体网关和综合接入设备组成，负媒体接入层：由各类媒体网关和综合接入设备组成，负责将各种用户接入网络。责将各种用户接入网络。2525MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏1.5 本课程讲述重点本课程讲述重点 电话交换机与电话网电话交换机与电话网n 电话交换的概念电话交换的概念n要实现任意两个电话用户的通信要实现任意两个电话用户的通信n最直接的是任意两者之间有连线，如此多连线可能吗？最直接的是任意两者之间有连线，如此多连线可能吗？n如何实现一个电话一对出线，与任意电话之间通信呢？如何实现一个电话一对出线，与任意电话之间通信呢？n引入电话交换机引入电话交换机n每个电话机只需一对出线连接交换机每个电话机只需一对出线连接交换机n当两个电话用户需要通信时，由交换机建立连接，话毕当两个电话用户需要通信时，由交换机建立连接，话毕拆除连接拆除连接ABCABC电话电话交换机交换机2626MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电话交换机电话交换机从人工交换到自动交换从人工交换到自动交换从模拟走向数字从模拟走向数字模拟网络模拟网络数字网络数字网络电话交换机分类电话交换机分类“空空分分式式”程程控控交交换换机机“时时分分式式”数数字字程程控控交交换换机机模模拟拟交交换换机机数数字字交交换换机机布布线线逻逻辑辑控控制制交交换换机机存存储储程程序序控控制制交交换换机机交换交换方式方式控制控制方式方式传递传递方式方式程控交换机程控交换机纵横制交换机纵横制交换机旋转、升降制交换机旋转、升降制交换机步进制交换机步进制交换机189219191965第一台第一台交换机交换机2727MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏程控数字交换机程控数字交换机n由话路和控制两大部分组成由话路和控制两大部分组成n以处理机作为控制设备以处理机作为控制设备n交换数字信号交换数字信号n采用时分交换方式采用时分交换方式n交换接续功能事先编制程序存储，接续交换接续功能事先编制程序存储，接续时自动控制执行时自动控制执行2828MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏电话网电话网n 引出引出n一个电话交换机的用户数和覆盖范围有限一个电话交换机的用户数和覆盖范围有限n需要许多交换机且互连，才能实现不同地域用户的通话需要许多交换机且互连，才能实现不同地域用户的通话n组成：组成：n终端设备：电话、数据终端终端设备：电话、数据终端n交换设备：程控交换机交换设备：程控交换机n传输设备：传输设备：PCM高次群、高次群、SDH等设备等设备n分类：分类：n本地电话网、国内长途电话网、国际长途电话网本地电话网、国内长途电话网、国际长途电话网n功能：功能：n完成电话网内任何两个电话用户之间的通信接续完成电话网内任何两个电话用户之间的通信接续n程控交换机是完成交换和接续的关键设备程控交换机是完成交换和接续的关键设备2929MLX 2006MLX 2006年春夏年春夏