第01章交换技术概述PPT讲稿.ppt
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1、第第01章交换技术概述章交换技术概述第1页,共80页,编辑于2022年,星期日第一章第一章 交换技术概述交换技术概述(一)教学内容:(一)教学内容:简要介绍程控交换的相关概念、交换简要介绍程控交换的相关概念、交换技术的分类、交换技术的发展过程和电话交换信令方式,技术的分类、交换技术的发展过程和电话交换信令方式,为后面章节提供整体认识为后面章节提供整体认识。(二)教学目标与要求:(二)教学目标与要求:通过对本课的学习,使学生了解通过对本课的学习,使学生了解程控交换的相关概念、交换技术的分类和电话交换信令方程控交换的相关概念、交换技术的分类和电话交换信令方式。式。(三)教学重点与难点:(三)教学重
2、点与难点:交换技术的分类和中国交换技术的分类和中国1号与号与7号号信令的原理信令的原理。(四)教学方法:(四)教学方法:讲授法。讲授法。第2页,共80页,编辑于2022年,星期日1.1 交换的基本概念交换的基本概念1.2 交换技术分类交换技术分类1.3 交换技术的发展交换技术的发展1.4 电话交换信令方式电话交换信令方式第3页,共80页,编辑于2022年,星期日1.1 交换的基本概念交换的基本概念1.1.1 交换的引入交换的引入通通信信的的目目的的是是实实现现信信息息的的传传递递。自自从从1876年年Bell.A.G发发明明电电话话以以来来,一一个个电电信信系系统统至至少少应应由由终终端端和和
3、传传输输媒媒介介组组成成,如如图图1.1所示。所示。第4页,共80页,编辑于2022年,星期日终端终端终端终端传输媒介传输媒介电信号电信号电信号电信号消息消息图图1.1 点对点通信系统点对点通信系统第5页,共80页,编辑于2022年,星期日当存在当存在多个终端多个终端时,人们希望其中任时,人们希望其中任意两个终端之间都可以进行点对点通信。意两个终端之间都可以进行点对点通信。由由此此可可见见,实实现现通通信信必必须须要要有有三三个个要要素,即素,即终端终端、传输传输和和交换交换。第6页,共80页,编辑于2022年,星期日电话交换电话交换是电信交换中最基本的一种是电信交换中最基本的一种交换业务。它
4、是指任何一个交换业务。它是指任何一个主叫用户主叫用户的信的信息,可以通过通信网中的息,可以通过通信网中的交换节点交换节点发送给发送给所需的任何一个或多个所需的任何一个或多个被叫用户被叫用户。当电话用户分布的区域较广时,就需当电话用户分布的区域较广时,就需设置多个交换节点,交换节点之间用中继设置多个交换节点,交换节点之间用中继线相连,如线相连,如图图1.4所示。所示。第7页,共80页,编辑于2022年,星期日图图1.4 采用多个交换节点采用多个交换节点 第8页,共80页,编辑于2022年,星期日1.1.2 交换节点的基本功能交换节点的基本功能交换节点可控制以下四种接续类型:交换节点可控制以下四种
5、接续类型:(1)本本局局接接续续:本本局局用用户户线线之之间间的的接续。接续。(2)出出局局接接续续:在在用用户户线线与与出出中中继继线之间的接续。线之间的接续。(3)入入局局接接续续:在在入入中中继继线线与与用用户户之间的接续。之间的接续。第9页,共80页,编辑于2022年,星期日(4)转接接续转接接续:在入中继线与出中:在入中继线与出中继线之间的接续。继线之间的接续。为完成上述的交换接续,交换节点必为完成上述的交换接续,交换节点必须具备的须具备的最基本的功能如下:最基本的功能如下:(1)能正确接收和分析从用户线或)能正确接收和分析从用户线或中继线发来的中继线发来的呼叫信号呼叫信号。第10页
6、,共80页,编辑于2022年,星期日(2)能正确接收和分析从用户线或中)能正确接收和分析从用户线或中继线发来的继线发来的地址信号地址信号。(3)能按目的地址正确地进行选路以)能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上及在中继线上转发转发信号。信号。(4)能控制)能控制连接的建立连接的建立。(5)能按照所收到的释放信号)能按照所收到的释放信号拆除连拆除连接接。第11页,共80页,编辑于2022年,星期日1.2 交换技术分类交换技术分类众所周知,通信所传输的消息有多种众所周知,通信所传输的消息有多种形式,如符号、文字、数据、语音、图形形式,如符号、文字、数据、语音、图形以及图像等。以及图像等。第12
7、页,共80页,编辑于2022年,星期日1.2.1 模拟交换与数字交换模拟交换与数字交换通信所传输的消息虽然有多种形式,通信所传输的消息虽然有多种形式,但大致可归纳成但大致可归纳成两种类型:两种类型:连续消息连续消息和和离离散消息散消息。连续消息:连续消息:指消息的状态是随时间连指消息的状态是随时间连续变化的,如强弱连续变化的语音等。续变化的,如强弱连续变化的语音等。离散消息:离散消息:指消息的状态是可数的或指消息的状态是可数的或离散的,如符号、文字和数据等。通常,离散的,如符号、文字和数据等。通常,将连续消息和离散消息分别称为模拟消息将连续消息和离散消息分别称为模拟消息和数字消息。和数字消息。
8、第13页,共80页,编辑于2022年,星期日一、模拟信号和数字信号一、模拟信号和数字信号对应于两种不同类型的消息对应于两种不同类型的消息,可以有可以有两种信号形式。即对应于模拟消息的是模两种信号形式。即对应于模拟消息的是模拟信号,对应于数字消息的是数字信号,拟信号,对应于数字消息的是数字信号,如如图图1.6所示。所示。第14页,共80页,编辑于2022年,星期日tu(a)模拟信号)模拟信号u0 1 0(b)数字信号数字信号00t00111图图1.6 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号第15页,共80页,编辑于2022年,星期日1模拟信号模拟信号模拟信号是指代表消息的信号及其参模拟信号是指代表
9、消息的信号及其参数(幅度、频率或相位)随着消息数(幅度、频率或相位)随着消息连续变连续变化化的信号,如图的信号,如图1.6(a)所示。所示。2数字信号数字信号数数字字信信号号是是指指信信号号幅幅度度并并不不随随时时间间作作连续的变化,而是连续的变化,而是取有限个离散值取有限个离散值的信号。的信号。第16页,共80页,编辑于2022年,星期日二、模拟通信和数字通信二、模拟通信和数字通信1模拟通信模拟通信以以模模拟拟信信号号为为传传输输对对象象的的传传输输方方式式称称为为模模拟拟传传输输,而而以以模模拟拟信信号号来来传传送送消消息息的的通信方式称为通信方式称为模拟通信模拟通信。第17页,共80页,
10、编辑于2022年,星期日2数字通信数字通信以以数数字字信信号号为为传传输输对对象象的的传传输输方方式式称称为为数数字字传传输输,以以数数字字信信号号来来传传送送消消息息的的通通信方式称为信方式称为数字通信数字通信。数数字字通通信信与与模模拟拟通通信信相相比比,具具有有抗抗干干扰扰性性强强、保保密密性性好好、设设备备易易于于集集成成化化以以及及便便于于使使用用计计算算机机技技术术进进行行处处理理等等优优点点;其其主主要要缺缺点点是是所所用用的的信信道道频频带带比比模模拟拟通通信信所所用用的的信信道道频频带带宽宽得得多多,降降低低了了信信道道的的利利用用率。率。第18页,共80页,编辑于2022年
11、,星期日三、模拟交换和数字交换三、模拟交换和数字交换1模拟交换模拟交换以以模模拟拟信信号号为为交交换换对对象象的的交交换换称称为为模模拟拟交交换换,传传输输和和交交换换的的信信号号是是模模拟拟信信号号的的交换机称为交换机称为模拟交换机模拟交换机。2数字交换数字交换以以数数字字信信号号为为交交换换对对象象的的交交换换称称为为数数字字交交换换,传传输输和和交交换换的的信信号号是是数数字字信信号号的的交换机称为交换机称为数字交换机数字交换机。第19页,共80页,编辑于2022年,星期日1.2.2 布控交换与程控交换布控交换与程控交换布布控控就就是是布布线线逻逻辑辑控控制制(Wired Logic C
12、ontrol,WLC),布布控控交交换换是是利利用用逻逻辑辑电电路进行控制路进行控制的一种交换方式。的一种交换方式。程程 控控 就就 是是 存存 储储 程程 序序 控控 制制(Stored Program Control,SPC),程程控控交交换换是是利利用用计计算算机机软软件件进进行行控控制制(即即存存储储程程序序控控制制)的一种交换方式。的一种交换方式。第20页,共80页,编辑于2022年,星期日1.2.3 电路交换与分组交换电路交换与分组交换一、电路交换一、电路交换1传统的电路交换传统的电路交换电电路路交交换换(Circuit Switching,CS)是是指指固固定定分分配配带带宽宽(
13、传传送送通通路路),连连接接建建立立后后,即即使使无无信信息息传传送送也也占占用用电电路路的的一一种种交换方式。交换方式。第21页,共80页,编辑于2022年,星期日2多速率电路交换多速率电路交换多多速速率率电电路路交交换换(Multi-Rate Circuit Switching,MRCS)是是基基于于传传统统电电路路交交换换的的一一种种改改进进方方式式,它它可可以以对对不不同同的的业业务务提提供供不不同同的的带带宽宽,包包括括基基本本速速率率(例例如如8kbit/s 或或 64kbit/s)及及其其整整数数倍倍;在在节节点点内内部部的的交交换换网网络络及及其其控控制制上上可可以以采采用用两
14、两种种方方法法来来实实现现多多速速率率交交换换的的要要求求,即即采采用用多多个个不不同同速速率率的的交交换换网网络络和和采采用用一一个个统统一一的的多速率交换网络。多速率交换网络。第22页,共80页,编辑于2022年,星期日3 3快速电路交换快速电路交换快速电路交换快速电路交换快快速速电电路路交交换换(Fast Circuit Switching,FCS)是是电电路路交交换换的的又又一一种种形形式式,是是为为了了克克服服传传统统电电路路交交换换中固定分配带宽的缺点和提高灵活性而提出的中固定分配带宽的缺点和提高灵活性而提出的。二、分组交换二、分组交换为为了了克克服服电电路路交交换换中中各各种种不
15、不同同类类型型和和特特性性的的用用户户终终端端之之间间不不能能互互通通、通通信信电电路路利利用用率率低低以以及及有有呼损呼损等方面的缺点,提出了等方面的缺点,提出了报文交换报文交换的思想。的思想。第23页,共80页,编辑于2022年,星期日1分组交换中的相关概念分组交换中的相关概念(1)通信线路的资源共享)通信线路的资源共享分分组组交交换换的的最最基基本本思思想想就就是是实实现现通通信信资源的共享。资源的共享。(2)交织传输)交织传输在在预预分分配配复复用用方方式式下下,每每个个用用户户传传输输的的数数据据都都在在特特定定的的子子信信道道中中流流动动,接接收收端端很容易把它们区分开来。很容易把
16、它们区分开来。第24页,共80页,编辑于2022年,星期日(3)分组的形成)分组的形成从从上上述述分分析析可可知知,把把一一条条实实在在的的线线路路分分成成许许多多逻逻辑辑上上的的子子信信道道,将将线线路路上上传传输输的的数数据据组组附附加加上上逻逻辑辑信信道道号号,就就可可以以让让来来自自不不同同数数据据源源的的数数据据组组在在一一条条线线路路上上交交织织传传输输,接接收收端端很很容容易易将将它它们们按按逻逻辑辑信信道道号号区分开来,实现了线路资源的动态分配。区分开来,实现了线路资源的动态分配。第25页,共80页,编辑于2022年,星期日(4)分组的交换)分组的交换分分组组交交换换是是将将报
17、报文文分分成成多多个个分分组组来来独独立立传传送送,收收到到一一个个分分组组即即可可以以发发送送,减减少少了了存存储储的的时时间间,因因而而分分组组交交换换的的时时延延小小于于报文交换,如报文交换,如图图1.10和和图图1.11所示。所示。第26页,共80页,编辑于2022年,星期日交换节点交换节点A交换节点交换节点B交换节点交换节点C传输时延传输时延存储时延存储时延处理与排队处理与排队时延时延分组分组1分组分组2分组分组3分组分组5分组分组4分组分组1分组分组2分组分组3分组分组5分组分组4 图图1.10 分组交换的时延分组交换的时延 第27页,共80页,编辑于2022年,星期日图图1.11
18、 报报文文交交换换的的时时延延交换节点交换节点A交换节点交换节点B交换节点交换节点C报文报文报文报文传输时延传输时延存储时延存储时延处理与排处理与排队时延队时延第28页,共80页,编辑于2022年,星期日分分组组交交换换的的主主要要优优点点是是:第第一一,为为用用户户提提供供了了在在不不同同速速率率、不不同同代代码码、不不同同同同步步方方式式、不不同同通通信信控控制制协协议议的的终终端端之之间间能能够够相相互互通通信信的的灵灵活活的的通通信信环环境境;第第二二,采采用用逐逐段段链链路路的的差差错错控控制制和和流流量量控控制制,出出现现差差错错可可以以重重发发,提提高高了了传传送送质质量量和和可
19、可靠靠性性;第第三三,利利用用线线路路动动态态分分配配,使使得得在在一一条条物物理线路理线路可以可以同时提供多条信息通路同时提供多条信息通路。第29页,共80页,编辑于2022年,星期日2虚电路和数据报虚电路和数据报分分组组交交换换可可提提供供虚虚电电路路(Virtual Circuit,VC)和和 数数 据据 报报(Datagram,DG)两种服务方式。两种服务方式。(1)分组头)分组头数数据据报报(DG)方方式式的的每每个个分分组组头头要要包包含含详详细细的的目目的的地地址址,而而虚虚电电路路(VC)方方式式由由于于预预先先已已建建立立逻逻辑辑连连接接,分分组组头头中中只只要要含含有有对对
20、应应于于所所建建立立的的虚虚电电路路的的逻逻辑辑信信道道标识标识即可。即可。第30页,共80页,编辑于2022年,星期日(2)选路)选路VC方式方式预先有预先有建立过程,有一定的处建立过程,有一定的处理开销理开销,但一旦虚电路建立,在端到端之,但一旦虚电路建立,在端到端之间所选定的路由上的各个交换节点都具有间所选定的路由上的各个交换节点都具有映像表,存放出入逻辑信道的对应关系,映像表,存放出入逻辑信道的对应关系,每个分组到来时每个分组到来时只需查找映像表,而不用只需查找映像表,而不用进行复杂的选路进行复杂的选路。(3)分组顺序)分组顺序VC方方式式中中,属属于于同同一一呼呼叫叫的的各各个个分分
21、组组在在同同一一条条虚虚电电路路上上传传送送,分分组组会会按按原原有有顺顺序序到达终点,不会产生失序现象。到达终点,不会产生失序现象。第31页,共80页,编辑于2022年,星期日(4)故障敏感性)故障敏感性VC方方式式对对故故障障较较为为敏敏感感,当当传传输输链链路路或或交交换换节节点点发发生生故故障障时时可可能能引引起起虚虚电电路路的的中断中断,需要重新建立。,需要重新建立。(5)应用)应用VC方方式式适适用用于于较较连连续续的的数数据据流流传传送送,其其持持续续时时间间显显著著地地大大于于呼呼叫叫建建立立时时间间,如如文件传送文件传送、传真业务传真业务等。等。第32页,共80页,编辑于20
22、22年,星期日3路由选择路由选择路路由由选选择择是是指指选选择择从从源源点点到到达达终终点点的的信息传送路径信息传送路径。(1)扩散式路由法)扩散式路由法扩扩散散式式路路由由法法是是指指分分组组从从原原始始节节点点发发往往与与它它相相邻邻的的每每个个节节点点,接接收收该该分分组组的的节节点点检检查查它它是是否否已已经经收收到到过过该该分分组组,如如果果已已经经收收到到过过,则则将将它它抛抛弃弃;如如果果未未收收到到过过,则则该该节节点点便便把把分分组组再再发发往往其其所所有有相相邻邻的的节节点(除了该分组来源的那个节点之外)。点(除了该分组来源的那个节点之外)。第33页,共80页,编辑于202
23、2年,星期日(2)查表路由法)查表路由法此此法法是是在在每每个个节节点点中中使使用用路路由由表表,它它指指明明从从该该节节点点到到网网络络中中的的任任何何终终点点应应当当选选择的路径。择的路径。第34页,共80页,编辑于2022年,星期日(3)虚电路路由表法)虚电路路由表法虚电路方式是对虚电路方式是对一次呼叫确定路由一次呼叫确定路由,路由选择是在节点接收到呼叫请求分组之路由选择是在节点接收到呼叫请求分组之后执行的,在此之后到达的数据分组将沿后执行的,在此之后到达的数据分组将沿着由呼叫请求分组建立的路径通过网络。着由呼叫请求分组建立的路径通过网络。虚电路的重连接(虚电路的重连接(Reconnec
24、t)是由以是由以虚电路交换方式工作的网络提供的一种功虚电路交换方式工作的网络提供的一种功能。能。第35页,共80页,编辑于2022年,星期日三、帧交换三、帧交换通通常常的的分分组组交交换换是是基基于于X.25协协议议。X.25包包含含了了三三层层:第第一一层层是是物物理理层层,第第二二层层是是数数据据链链路路层层,第第三三层层是是分分组组层层,它它们们分分别别对对应应于于开开放放系系统统互互连连(Open System Interconnection,OSI)参参考考模模型型的的下下三三层层,每一层都包含了一组功能。每一层都包含了一组功能。第36页,共80页,编辑于2022年,星期日四、快速分
25、组交换四、快速分组交换快快速速分分组组交交换换(Fast Packet Switching,FPS)可可理理解解为为尽尽量量简简化化协协议议,只只具具有有核核心心的的网网络络功功能能,以以提提供供高高速速、高高吞吞吐吐量量、低时延低时延服务的交换方式。服务的交换方式。第37页,共80页,编辑于2022年,星期日1.2.4 窄带交换与宽带交换窄带交换与宽带交换传传统统的的电电话话交交换换和和数数据据交交换换分分别别适适合合于于话话音音和和2Mbit/s以以下下的的数数据据交交换换,提提供供的的业业务务速速率率限限定定为为64kbit/s 或或n64kbit/s(n=230)的的业业务务交交换换,
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