第1章 交换概论PPT讲稿.ppt

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1、第1章 交换概论第1页，共117页，编辑于2022年，星期一2教材：教材：卞佳丽卞佳丽等编著：等编著：现代交换原理与通信网技术现代交换原理与通信网技术，北京邮电出版，北京邮电出版社，社，20052005年年5 5月第月第1 1版版参考书目：参考书目：1.张继荣张继荣等：等：现代交换技术现代交换技术，西安电子科技大学出版社，西安电子科技大学出版社，20042004年年1 1月第一版月第一版2.金惠文金惠文等：等：现代交换原理现代交换原理，电子工业出版社，电子工业出版社，20052005年年8 8月第二版月第二版3.桂海梅：桂海梅：现代交换原理现代交换原理，人民邮电出版社，人民邮电出版社，2007

2、2007年年8 8月第月第三版三版4.桂海梅等：桂海梅等：信令系统信令系统，北京邮电大学出版社，北京邮电大学出版社，20082008年年5 5月第一版月第一版2022/9/16第2页，共117页，编辑于2022年，星期一3课程考核成绩：课程考核成绩：平时成绩平时成绩(30%)+(30%)+期末考试期末考试 (70%)(70%)其中：平时成绩包括其中：平时成绩包括 考勤考勤 15%+15%+作业作业 15%15%2022/9/16第3页，共117页，编辑于2022年，星期一4 4 课程的主要内容第第1 1章章 交换概论交换概论第第2 2章章 交换网络交换网络第第3 3章章 数字程控电话交换与电话

3、交换网数字程控电话交换与电话交换网第第4 4章章 信令系统信令系统第第5 5章章 分组交换与分组交换网分组交换与分组交换网第第6 6章章 ISDNISDN交换与综合业务数字网交换与综合业务数字网第第7 7章章 ATMATM交换与宽带综合业务数字网交换与宽带综合业务数字网第第8 8章章 IPIP交换技术交换技术第第9 9章章 软交换与下一代网络软交换与下一代网络第第1010章章 光交换光交换2022/9/16第4页，共117页，编辑于2022年，星期一5第一章 概论电信交换的基本概念：电信交换的基本概念：交换的引入、交换节点的基本功能交换的引入、交换节点的基本功能交换方式：交换方式：电路交换、分

4、组交换、电路交换、分组交换、ATMATM交换交换电信交换的基本技术：电信交换的基本技术：互连技术、接口技术、信令技术、控制技术等互连技术、接口技术、信令技术、控制技术等交换技术的发展：交换技术的发展：电路交换、分组交换、电路交换、分组交换、FRFR交换、交换、ATMATM交换交换、MPLSMPLS交换、移动交换、交换、移动交换、软交换、光交换软交换、光交换交换技术交换技术的发展与的发展与通信网通信网的发展是分不开的，即交换技术与的发展是分不开的，即交换技术与通通信网的业务特性信网的业务特性、传输技术传输技术必须相适应。必须相适应。因此本章从目前通信网的现状，各类业务的特点，引出相应因此本章从目

5、前通信网的现状，各类业务的特点，引出相应的交换技术及其发展。的交换技术及其发展。2022/9/16第5页，共117页，编辑于2022年，星期一61.1 1.1 交换与通信网：交换与通信网：交换的引入交换的引入通信通信(communication)的定义：的定义：用特定的方法通过某种介质或传输线将信息从一地传用特定的方法通过某种介质或传输线将信息从一地传送到另一地的过程。送到另一地的过程。2022/9/16通信系统模型通信系统模型第6页，共117页，编辑于2022年，星期一71.1 1.1 交换与通信网交换与通信网1.1.1 1.1.1 交换交换(交换节点交换节点)的引入的引入（1 1）点对点通

6、信）点对点通信通信的目的通信的目的：实现信息的传递。在电信系统中，信息是以：实现信息的传递。在电信系统中，信息是以电信号或光信息的形式传输的。自从电信号或光信息的形式传输的。自从18761876年年Bell.A.GBell.A.G发明电发明电话以来，话以来，一个电信系统至少应由终端和传输媒介组成一个电信系统至少应由终端和传输媒介组成，如图，如图1.11.1所示。所示。图1.1 点对点通信系统2022/9/16第7页，共117页，编辑于2022年，星期一8 全互连式缺点全互连式缺点：线对数为线对数为 N(N-1)/2N(N-1)/2，即线对数量随终端即线对数量随终端数的平方增加，为数的平方增加，

7、为N N2 2问题问题。每个终端需要每个终端需要N-1N-1个线个线路接口。路接口。增加第增加第N N1 1个终端时，个终端时，必须增设必须增设N N对线路。对线路。（2）多用户全互连方式）多用户全互连方式图图1.2多用户全互连方式多用户全互连方式2022/9/16第8页，共117页，编辑于2022年，星期一9 基本电信系统存在基本电信系统存在“N N2 2问题问题”2022/9/16 当当电电信信用用户户数数量量（N N）扩扩大大 用用户户之之间间传传输输信信道道数数量量按按平平方方（N N2 2）增增加加传传输输信信道道最最大大可可能能利利用用率率按按平平方方倒倒数数1/N1/N2 2降低

8、降低 基基本本电电信信系系统统的的“N N2 2问问题题”是必须解决的经济问题是必须解决的经济问题第9页，共117页，编辑于2022年，星期一10（3 3）多用户通过交换设备（节点）连接：）多用户通过交换设备（节点）连接：交换机（交换节点）的引入交换机（交换节点）的引入图图1.3多用户通过交换节点相连多用户通过交换节点相连2022/9/16第10页，共117页，编辑于2022年，星期一11 根据根据国际电气和电子工程师协会（国际电气和电子工程师协会（IEEEIEEE）的定义的定义交换机：交换机：应能在任意选定的两条用户线之间建立和（而后）应能在任意选定的两条用户线之间建立和（而后）释放一条通信

9、链路。换句话说，任一台电话机均可请求交换释放一条通信链路。换句话说，任一台电话机均可请求交换机在本用户线和所需用户线之间建立一条通信链路，并能随机在本用户线和所需用户线之间建立一条通信链路，并能随时令交换机释放该链路。时令交换机释放该链路。（以上定义是以电话交换为例）（以上定义是以电话交换为例）电电信信交交换换：其其基基本本含含义义是是在在共共用用网网大大量量的的终终端端用用户户之之间间，按按所所需需目目的的地地来来相相互互传传递递话话音音、文文本本、数数据据、图图象象等等信信息息。也也就就是是说说，任任何何一一个个主主叫叫用用户户的的信信息息，可可以以通通过过电电信信网网中中的的交交换换节节

10、点点发发送送到到所所需需的的任任何何一一个个或或多多个个被被叫叫用用户。户。电话交换电话交换 是电信交换中最基本的一种交换业务。是电信交换中最基本的一种交换业务。2022/9/16第11页，共117页，编辑于2022年，星期一121.1.2 1.1.2 引入交换的通信网引入交换的通信网图图1.4 1.4 由一台交换机组成的通信网由一台交换机组成的通信网（1 1）由一台交换机组成的通信网）由一台交换机组成的通信网2022/9/16第12页，共117页，编辑于2022年，星期一13 终端数目很多，且分散在相距很远的几处时，可用交换机组成终端数目很多，且分散在相距很远的几处时，可用交换机组成如图如图

11、1.51.5所示的通信网。所示的通信网。（2 2）由多台交换机组成的通信网）由多台交换机组成的通信网图图1.5 1.5 由多台交换机组成的通信网由多台交换机组成的通信网2022/9/16第13页，共117页，编辑于2022年，星期一14本地交换机（市话交换机）本地交换机（市话交换机）网中直接连接电话机或终端的交网中直接连接电话机或终端的交换机。相应的交换局称为换机。相应的交换局称为端局或市话局端局或市话局；汇接交换机汇接交换机仅与各交换机连接的交换机。当距离很远时，汇接仅与各交换机连接的交换机。当距离很远时，汇接交换机也称为交换机也称为长途交换机长途交换机。中继线中继线交换机（交换节点）之间的

12、线路。交换机（交换节点）之间的线路。长途交换设备长途交换设备仅涉及交换机之间的通信；仅涉及交换机之间的通信；市市内内交交换换设设备备既既涉涉及及到到交交换换设设备备之之间间，又又涉涉及及到到与与终终端端的的通信；通信；市内的汇接交换设备市内的汇接交换设备根据需要，也设有与终端通信的功能。根据需要，也设有与终端通信的功能。2022/9/16第14页，共117页，编辑于2022年，星期一15解决长途传输效率问题 采用复用技术采用复用技术群众同路而行群众同路而行 解决长途信道数量问题解决长途信道数量问题 采用寻址技术采用寻址技术个人寻找归宿个人寻找归宿寻址技术：寻址技术：个人寻找归宿个人寻找归宿复用

13、技术：复用技术：群众同路而行群众同路而行2022/9/16第15页，共117页，编辑于2022年，星期一16综上所述，在多用户通信时，为了降低用户线综上所述，在多用户通信时，为了降低用户线路的投资，在通信网中就要引入交换机进行交换。路的投资，在通信网中就要引入交换机进行交换。交换机在通信网中起着非常重要的作用。交换机在通信网中起着非常重要的作用。由此可见，构成由此可见，构成由此可见，构成由此可见，构成通信网必须要有三个要素通信网必须要有三个要素通信网必须要有三个要素通信网必须要有三个要素，即：，即：，即：，即：终端设备、传输设备终端设备、传输设备终端设备、传输设备终端设备、传输设备、交换设备交

14、换设备交换设备交换设备。2022/9/16第16页，共117页，编辑于2022年，星期一171.1.3 1.1.3 面向连接网络和无连接网络面向连接网络和无连接网络 信息在通信网中由发端（源端）至终端（目的端）逐节点传递时，信息在通信网中由发端（源端）至终端（目的端）逐节点传递时，网络有两种工作方式：网络有两种工作方式：面向连接（面向连接（COCO：Connectio OrientedConnectio Oriented）工作方式工作方式在用户信在用户信息在传送前，要建立端到端的连接，用户的各信息分组在同一条信息在传送前，要建立端到端的连接，用户的各信息分组在同一条信道上传送。在信息传送结束后

15、，要拆除连接。包括道上传送。在信息传送结束后，要拆除连接。包括物理上的实连接物理上的实连接和和逻辑上的虚连接逻辑上的虚连接。无连接（无连接（CLCL：ConnectionlessConnectionless）工作方式工作方式 在用户信息在传送在用户信息在传送前，不需要建立端到端的连接，用户的各个信息分组需要进行独前，不需要建立端到端的连接，用户的各个信息分组需要进行独立选路。立选路。2022/9/16第17页，共117页，编辑于2022年，星期一181 1面向连接网络面向连接网络 面向连接网络建立的连接有两种：面向连接网络建立的连接有两种：实连接实连接和和虚连接虚连接。实连接（物理连接）实连接

16、（物理连接）电路交换电路交换虚连接（逻辑连接）虚连接（逻辑连接）分组交换、分组交换、ATMATM交换交换图中建立的连接：图中建立的连接：A AC C2022/9/16第18页，共117页，编辑于2022年，星期一19 2 2无连接网络无连接网络 终端用户各信息分组根据分组头中的目的地址独立选路，有可能发生终端用户各信息分组根据分组头中的目的地址独立选路，有可能发生失序。失序。发生失序发生失序2022/9/16第19页，共117页，编辑于2022年，星期一203 3 面向连接网络和无连接网络的主要区别面向连接网络和无连接网络的主要区别面向连接网络无连接网络通信总要经过建立连接、信息传送、释放连接

17、三个过程。不需要建立连接和拆除连接。每一个节点为每一个呼叫选路，节点中有维持连接的状态表。每一个节点为每一个传递的信息选路，节点中不需要维持连接的状态表。适合用户信息较长的情况适合用户信息较短的情况2022/9/16第20页，共117页，编辑于2022年，星期一211.1.4 1.1.4 信息在网络中的传送方式信息在网络中的传送方式 信息在网络中的传送方式称为传送模式，包括：信息在网络中的传送方式称为传送模式，包括：1 1、同步传送模式、同步传送模式STMSTM（Synchronous Transfer ModeSynchronous Transfer Mode）2 2、异步传送模式、异步传送

18、模式ATMATM（Asynchronous Transfer ModeAsynchronous Transfer Mode）。）。传送模式与时分复用方式相对应：传送模式与时分复用方式相对应：时分复用时分复用TDM（TimingDivisionMultiplexing）：就是采用时间分）：就是采用时间分割的方法，把一条高速数字信道分成若干低速数字信道，构成同时传输多个割的方法，把一条高速数字信道分成若干低速数字信道，构成同时传输多个低速信号的子信道。低速信号的子信道。时分复用有两种方式：时分复用有两种方式：同步时分复用同步时分复用STDM（SynchronousTDM）：）：STMSTM采用采用

19、异步时分复用异步时分复用ATDM（AsynchronousTDM）：）：ATMATM采用采用2022/9/16第21页，共117页，编辑于2022年，星期一221 1、同步传送模式、同步传送模式STM STM STM采用采用同步时分复用同步时分复用STDM、传输传输和和同步时分交换同步时分交换STDS（SynchronousTimeDivisionSwitch）技术。）技术。同步时分复用同步时分复用STDM：是指将时间划分为基本时间单位，一是指将时间划分为基本时间单位，一帧时长是固定的（常见的为帧时长是固定的（常见的为125s）。每帧分成若干个时隙，并按顺）。每帧分成若干个时隙，并按顺序编号，

20、序编号，所有帧中编号相同的时隙成为一个子信道所有帧中编号相同的时隙成为一个子信道所有帧中编号相同的时隙成为一个子信道所有帧中编号相同的时隙成为一个子信道，该信道是恒定速，该信道是恒定速率的，具有率的，具有周期周期出现的特点。一个子信道传递一路信息。出现的特点。一个子信道传递一路信息。1 1时隙时隙n nn n1 1帧（帧（T T125125ss）1 1帧（帧（T T）同步时分复用同步时分复用STDMSTDMt t1 12 22 22022/9/16第22页，共117页，编辑于2022年，星期一23l 位置化信道：位置化信道：采同步用时分复用技术时，根据信道在时间轴上的采同步用时分复用技术时，根

21、据信道在时间轴上的位置，就可以知道是第几路信道。这种信道称为位置化信道。位置，就可以知道是第几路信道。这种信道称为位置化信道。l 同步时分交换同步时分交换 STDSSTDS（Synchronous Time Division SwitchSynchronous Time Division Switch）：对信息所在位置的交换，即时隙的内容在时间轴上的移动，所以称为同步对信息所在位置的交换，即时隙的内容在时间轴上的移动，所以称为同步时分交换。时分交换。同步传送模式同步传送模式STMSTM的的优点优点：是一旦建立连接，该连接的服务质量便不会是一旦建立连接，该连接的服务质量便不会受网络中其它用户的影

22、响。受网络中其它用户的影响。同步传送模式同步传送模式STMSTM的的缺点缺点：是固定分配带宽，为了保证连接所需带是固定分配带宽，为了保证连接所需带宽，必须按信息最大速率分配信道资源。这一点对恒定比特率业务宽，必须按信息最大速率分配信道资源。这一点对恒定比特率业务没有影响，但对可变比特率业务会有影响，它会降低信道利用率。没有影响，但对可变比特率业务会有影响，它会降低信道利用率。2022/9/16第23页，共117页，编辑于2022年，星期一242异步传送模式异步传送模式ATMATM采用采用异步时分复用异步时分复用ATDM（AsynchronousTimeDivisionMultiplexing）

23、、传输传输和和异步时分交换异步时分交换ATDS（AsynchronousTimeDivisionSwitch）技术。技术。异步时分复用异步时分复用ATDM：把需要传送的信息分成很多小段，称为分组。：把需要传送的信息分成很多小段，称为分组。每个分组前附加标志码，说明分组要去哪个输出端。来自同一用户的信息每个分组前附加标志码，说明分组要去哪个输出端。来自同一用户的信息划分成的分组的标志码相同。各个分组在复接时可以使用任何时隙（子信划分成的分组的标志码相同。各个分组在复接时可以使用任何时隙（子信道）。道）。B BA AC CB B用户用户A A信息信息异步时分复用异步时分复用ASTDMASTDMt

24、t用户用户B B信息信息用户用户C C信息信息C C空空2022/9/16时隙时隙第24页，共117页，编辑于2022年，星期一25l标志化信道：标志化信道：这样，把一个信道划分成若干子信道，用标志这样，把一个信道划分成若干子信道，用标志码标识的信道称为标志化信道。这时，一个信道中的信息与它码标识的信道称为标志化信道。这时，一个信道中的信息与它在时间轴上的位置（即时隙）没有必然联系。在时间轴上的位置（即时隙）没有必然联系。l统计时分复用：统计时分复用：将这样的子信道合成为一个信道的技术，称为将这样的子信道合成为一个信道的技术，称为异步时分复用，也叫统计时分复用。异步时分复用，也叫统计时分复用。

25、l异步时分交换异步时分交换 ATDSATDS ：对异步时分复用信号的交换实际上就是对异步时分复用信号的交换实际上就是按照每个分组信息前的路由标记，将其分发到出线，这种交换方按照每个分组信息前的路由标记，将其分发到出线，这种交换方式叫异步时分交换（也叫式叫异步时分交换（也叫存储转发交换存储转发交换）。）。异步时分复用的异步时分复用的优点优点：是能够统计地、动态地占用信道资源。在是能够统计地、动态地占用信道资源。在连接建立并给连接分配带宽时，连接建立并给连接分配带宽时，ATMATM与输入业务流速率无关，可以与输入业务流速率无关，可以不按最大信息速率分配带宽。在相等的信道资源前提下，不按最大信息速率

26、分配带宽。在相等的信道资源前提下，ATMATM比比STMSTM接纳的连接数更多。接纳的连接数更多。异步时分复用的异步时分复用的缺点缺点:产生阻塞。产生阻塞。2022/9/16第25页，共117页，编辑于2022年，星期一262022/9/16第26页，共117页，编辑于2022年，星期一271.1.5 1.1.5 交换节点的功能交换节点的功能 交换节点应实现的基本功能交换节点应实现的基本功能通信网由：通信网由：终端、交换机和传输系统终端、交换机和传输系统组成组成。网络中的复杂控制只能由交换机来完成。无论何种交换机，在通网络中的复杂控制只能由交换机来完成。无论何种交换机，在通信网中均完成如下功能

27、：信网中均完成如下功能：（l l）接入功能：）接入功能：完成用户业务的集中和接入，通常由各类用户接口和完成用户业务的集中和接入，通常由各类用户接口和中继接口完成。中继接口完成。（2 2）交换功能：）交换功能：指信息从通信设备的一个端口进入，从另一个指信息从通信设备的一个端口进入，从另一个端口输出。这一功能通常由交换模块或交换网络完成。端口输出。这一功能通常由交换模块或交换网络完成。（3 3）信令功能：）信令功能：负责呼叫控制及连接的建立、监视、释放等。负责呼叫控制及连接的建立、监视、释放等。（4 4）其它控制功能：）其它控制功能：包括路由信息的更新和维护、计费、话务统计、包括路由信息的更新和维

28、护、计费、话务统计、维护管理等。维护管理等。2022/9/16第27页，共117页，编辑于2022年，星期一 交换节点可控制的接续类型交换节点可控制的接续类型以以电话交换电话交换为例，交换节点可控制以下的为例，交换节点可控制以下的接续类型：接续类型：（1 1）本局接续）本局接续本局用户线之间的接续。本局用户线之间的接续。（2 2）出出局局接接续续本本局局用用户户呼呼叫叫其其他他局局用用户户，将将本本局局用户线连接到出中继线上。用户线连接到出中继线上。（3 3）入入局局接接续续其其他他局局用用户户呼呼叫叫本本他他局局用用户户，将将入入中中继继线线连接到本局用户线。连接到本局用户线。（4 4）转转

29、局局接接续续由由汇汇接接交交换换机机完完成成入入中中继继线线与与出出中中继继线线之之间的接续。间的接续。图图1.11 1.11 交换系统的接续类型交换系统的接续类型 282022/9/16第28页，共117页，编辑于2022年，星期一291.1.2 2 各种交换方式各种交换方式不同的不同的通信业务通信业务具有不同的特点，在通信网络发具有不同的特点，在通信网络发展的过程中，不同的网络使用不同的交换方式。展的过程中，不同的网络使用不同的交换方式。对应于各种传送模式的交换方式，是交换节点为对应于各种传送模式的交换方式，是交换节点为了完成交换功能所采用的互通技术。了完成交换功能所采用的互通技术。202

30、2/9/16第29页，共117页，编辑于2022年，星期一301.1.2 2 各种交换方式：各种交换方式：分类分类1.2.1 1.2.1 业务特点业务特点通信以传送信息为目的，但是不同的信息间的差异很大。通信以传送信息为目的，但是不同的信息间的差异很大。1 1、信息相关程度不同、信息相关程度不同：比特差错率，即传输可靠性比特差错率，即传输可靠性一般，数据通信要求一般，数据通信要求 10 10-8-8；话音通信要求；话音通信要求1010-3-32 2、时延要求不同、时延要求不同:实时性实时性包括包括时延时延和和时延抖动时延抖动3 3、信息突发率不同：、信息突发率不同：平均带宽和峰值带宽（或比特率

31、）平均带宽和峰值带宽（或比特率）业务平均比特率和业务峰值比特率。业务平均比特率和业务峰值比特率。2022/9/16第30页，共117页，编辑于2022年，星期一31交交换换节节点点是是为为了了完完成成信信息息交交换换功功能能所所采采用用的的互互通通技技术术，其其采采用用的的交交换换技技术术与与终终端端业业务务适适应应。由由于于语语音音、数数据据等等不不同同通通信信业业务务具具有有不不同同的特点，因而在网络发展过程中形成了不同的交换方式。的特点，因而在网络发展过程中形成了不同的交换方式。2022/9/16第31页，共117页，编辑于2022年，星期一32目目前前从从电电信信网网使使用用的的交交换

32、换技技术术和和计计算算机机网网使使用用的的交交换换技技术术归归纳的分类如下图所示。纳的分类如下图所示。2022/9/16第32页，共117页，编辑于2022年，星期一33交交换换节节点点是是为为了了完完成成交交换换功功能能所所采采用用的的互互通通技技术术。交交换换方方式式与与各种各种传输模式传输模式、终端、终端业务业务相对应。相对应。在下图中，电信网各种交换方式分布在一条线上。在下图中，电信网各种交换方式分布在一条线上。异步传送异步传送模式模式ATMATM电路电路交换交换多速率多速率电路交换电路交换帧中继帧中继分组分组交换交换实时、恒实时、恒定比特率定比特率准变准变比特率比特率变比特变比特率实

33、时率实时快速快速短时延短时延非实时、非实时、变比特率变比特率简单简单复杂复杂控制复杂度控制复杂度图图 1.1.2.1 2.1 电信网各种交换方式（技术）比较电信网各种交换方式（技术）比较2022/9/16第33页，共117页，编辑于2022年，星期一34n最最左左端端为为电电路路交交换换，也也可可称称为为电电路路传传送送模模式式（CTMCTM：Circuit Circuit Transfer Transfer Mode)Mode)或或同同步步传传送送模模式式(STMSTM：Synchronous Synchronous Transfer Transfer Mode)Mode)；n最最右右端端为

34、为分分组组交交换换，也也可可称称为为分分组组传传送送模模式式（PTMPTM：Packet Packet Transfer ModeTransfer Mode）。）。n电电路路交交换换与与分分组组交交换换是是两两种种截截然然不不同同的的交交换换方方式式，是是代代表表两两大大范范畴畴的的传送模式，因此处于连续线的两个基本点极端。传送模式，因此处于连续线的两个基本点极端。n依次从左到右，依次从左到右，多速率电路交换多速率电路交换是属于电路传送模式的范畴；是属于电路传送模式的范畴；n依次从右到左，依次从右到左，帧中继帧中继则属于分组传送模式的范畴；则属于分组传送模式的范畴；n连连 接接 线线 的的 中

35、中 央央 为为ATMATM交交 换换，ATMATM表表 示示 异异 步步 传传 送送 模模 式式（ATMATM：Asynchronous Asynchronous Transfer Transfer ModeMode）,可可以以看看成成是是分分组组交交换换与与电电路路交交换换的的结合，兼有两者之特点结合，兼有两者之特点。是交换技术的发展方向。是交换技术的发展方向。2022/9/16第34页，共117页，编辑于2022年，星期一35多种交换方式多种交换方式电路交换分组交换电路传送模式（电路传送模式（CTM）或同步传送模式（或同步传送模式（STM）分组传送模式（分组传送模式（PTM）两种截然不同的

36、交换方式，是代表两大范畴的传送模式两种截然不同的交换方式，是代表两大范畴的传送模式电路交换分组交换多速率电路交换快速电路交换都属于电路传送模式范畴都属于电路传送模式范畴快速分组交换帧交换都属于分组传送模式范畴都属于分组传送模式范畴多速率电路交换快速电路交换快速分组交换帧交换ATMATM交交换换表示异步传送模式（表示异步传送模式（ATM）可以看成是可以看成是分组交换分组交换与与电路交换电路交换的结合，兼具两者之特点的结合，兼具两者之特点图图1.2.2各种交换方式各种交换方式ATM交换方式之后，新的交换方式和技术：交换方式之后，新的交换方式和技术：IP交换、光交换、软件换交换、光交换、软件换202

37、2/9/16第35页，共117页，编辑于2022年，星期一361.2.2电路交换电路交换1.1.电路交换的基本过程电路交换的基本过程电电路路交交换换是是最最早早出出现现的的一一种种交交换换方方式式，电电话话交交换换普普遍遍采采用用电电路路交交换换方方式式。电电路路交交换换是是一一种种面面向向连连接接的的技技术术（物物理理连连接接），其其基基本过程包括三个阶段本过程包括三个阶段：呼呼叫叫建建立立：主主叫叫方方通通过过拨拨号号的的方方式式通通知知网网络络被被叫叫方方的的电电话话号号码码，网网络络根根据据被被叫叫号号码码在在主主叫叫方方和和被被叫叫方方之之间间建建立立一一条条电电路路。这这条条电电路

38、路包包括括主主叫叫和和被被叫叫与与相相应应的端局相连的用户线，以及交换局之间中继线路中的某一条话音通道；的端局相连的用户线，以及交换局之间中继线路中的某一条话音通道；信信息息传传送送（通通话话）：然然后后主主叫叫和和被被叫叫就就可可以以进进行行通通信信，通通话话过过程程中中双双方方所所占用的通道将不为其他用户使用；占用的通道将不为其他用户使用；呼呼叫叫释释放放：完完成成通通信信后后，主主叫叫或或被被叫叫挂挂机机，通通知知网网络络可可以以释释放放通通信信信信道道。本次通信过程所占用的相关电路释放后，可以被其他通信过程使用。本次通信过程所占用的相关电路释放后，可以被其他通信过程使用。2022/9/

39、16第36页，共117页，编辑于2022年，星期一37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建建立立传传送送释释放放电路交换的基本过程电路交换的基本过程2022/9/16第37页，共117页，编辑于2022年，星期一2 2、电路交换的特点电路交换的特点 仅当呼叫建立与释放时间相对于通信的持续时间很小仅当呼叫建立与释放时间相对于通信的持续时间很小时才呈现高效率时才呈现高效率1)1)信息传送的最小单位是时隙信息传送的最小单位是时隙TS,TS,每个每个TSTS为为8bit8bit 在通信前要有连接建立过程在通信前要有连接建立过程 只要用户不发出释放信号即使通信暂时停顿物理连接只要用户

40、不发出释放信号即使通信暂时停顿物理连接仍然保持；仍然保持；物理连接的任何部分发生故障都会引起通信的中断；物理连接的任何部分发生故障都会引起通信的中断；2)2)要在通信的用户间建立专门的要在通信的用户间建立专门的物理连接通路物理连接通路，从而又从而又引起以下的特点：引起以下的特点：382022/9/16第38页，共117页，编辑于2022年，星期一2 2、电路交换的特点电路交换的特点 3)3)信息具有透明性信息具有透明性:对通信信息对通信信息不做不做处理（信令除外），处理（信令除外），而是而是原封不动原封不动地传送，用地传送，用低速低速数据传送时数据传送时不进行不进行速率、速率、码型的变换。码型

41、的变换。4)4)同步时分复用（固定分配带宽）如图同步时分复用（固定分配带宽）如图:同步时分复用的基本原理同步时分复用的基本原理 392022/9/16第39页，共117页，编辑于2022年，星期一5）对传送的信息对传送的信息无差错无差错控制措施控制措施6）用基于用基于呼叫损失制呼叫损失制的方法来处理业务流的方法来处理业务流量，量，过负荷时过负荷时呼损率增加，但呼损率增加，但不影响不影响已已建立的呼叫建立的呼叫1.2.2电路交换电路交换402022/9/16第40页，共117页，编辑于2022年，星期一通过上述对电路交换特点的分析：通过上述对电路交换特点的分析：1.通信网的业务特性决定了所采用的

42、交换方式的特点通信网的业务特性决定了所采用的交换方式的特点:电话通信网中的话音业务，具有实时性强、可靠性要求不高的特电话通信网中的话音业务，具有实时性强、可靠性要求不高的特点，而电路交换不管是其面向连接的特点，还是对信息无差错控制、点，而电路交换不管是其面向连接的特点，还是对信息无差错控制、透明传输以及基于呼叫损失制的流量控制特点，都满足了话音业务透明传输以及基于呼叫损失制的流量控制特点，都满足了话音业务的特性，因而电话通信网采用电路交换方式。的特性，因而电话通信网采用电路交换方式。2.2.电路交换由于无差错控制机制电路交换由于无差错控制机制,因而对数据交换的可靠性没有因而对数据交换的可靠性没

43、有分组交换高，不适合对差错敏感的数据业务；分组交换高，不适合对差错敏感的数据业务；3.3.由于电路交换采用固定带宽分配方式，由于电路交换采用固定带宽分配方式，因而其电路利用率低、因而其电路利用率低、不适合突发（不适合突发（burstburst）业务。）业务。第1章 交换概论41电路交换适合于实时性、恒定速率的业务。电路交换适合于实时性、恒定速率的业务。2022/9/16第41页，共117页，编辑于2022年，星期一42电路交换的主要优点：电路交换的主要优点：（1 1）实时交换，信息传输时延小，且时延是固定；）实时交换，信息传输时延小，且时延是固定；（2 2）电路是）电路是“透明透明”的，对通信

44、信息不作处理（信令除外）；的，对通信信息不作处理（信令除外）；（3 3）信息的编码方法和格式由通信双方协调，不受网络限制。）信息的编码方法和格式由通信双方协调，不受网络限制。电路交换的主要缺点：电路交换的主要缺点：（1 1）要有物理连接建立过程，电路的接续时间较长；）要有物理连接建立过程，电路的接续时间较长；（2 2）电路被通信双方独占，电路利用率低；）电路被通信双方独占，电路利用率低；（3 3）固定分配带宽；）固定分配带宽；（4 4）信息无差错控制措施；）信息无差错控制措施；（5 5）有呼损，但不影响已建立的呼叫。）有呼损，但不影响已建立的呼叫。2022/9/16第42页，共117页，编辑于

45、2022年，星期一431.2.2多速率电路交换多速率电路交换电路交换方式，通常只有一种传送率，例如电路交换方式，通常只有一种传送率，例如 64 64kbit/skbit/s。为为了了适适应应多多种种业业务务的的不不同同带带宽宽的的需需要要，包包括括较较高高带带宽宽的的业业务务，可可以以采采用用多多速速率率电电路路交交换换。包包括括基基本本速速率率（例例如如 8 8 kbit/skbit/s或或64 64 kbit/skbit/s）及及其其整数倍。整数倍。多速率电路交换方式主要应用于多速率电路交换方式主要应用于窄带综合业务窄带综合业务N-ISDNN-ISDN。两种实现方法：两种实现方法：a.a.

46、采用采用多个不同速率的交换网络多个不同速率的交换网络。硬件较多，但控制简单；。硬件较多，但控制简单；b.b.采用采用一个多速率交换网络一个多速率交换网络。硬件较少，但控制复杂。硬件较少，但控制复杂。多多速速率率电电路路交交换换并并不不能能很很好好地地满满足足多多种种业业务务不不同同的的带带宽宽要要求求，其其缺点缺点 ：（1 1）基本速率较难确定；（）基本速率较难确定；（2 2）速率类型不能太多）速率类型不能太多（3 3）不适应突发业务；（）不适应突发业务；（4 4）控制较复杂）控制较复杂2022/9/16第43页，共117页，编辑于2022年，星期一441.1.2.3 2.3 分组交换分组交换

47、分组交换技术源于数据通信，特别是计算机通信的需要。分组交换技术源于数据通信，特别是计算机通信的需要。数据通信的特点数据通信的特点：业务的突发性；业务的突发性；高可靠性要求；高可靠性要求；实时性的要求不很严格。实时性的要求不很严格。技术关键技术关键：通信资源的共享，高效、经济和可靠：通信资源的共享，高效、经济和可靠。分组交换采用分组交换采用“存储转发存储转发”方式方式。为此先介绍报文交换。为此先介绍报文交换。2022/9/16第44页，共117页，编辑于2022年，星期一451 1报文交换的基本概念报文交换的基本概念电电路路交交换换缺缺点点：各各种种不不同同类类型型和和特特性性的的用用户户终终端

48、端之之间间不不能能互互通，通信电路利用率低以及有呼损等。通，通信电路利用率低以及有呼损等。报文交换的提出报文交换的提出：基基本本原原理理是是“存存储储一一转转发发”：即即如如果果A A用用户户要要向向B B用用户户发发送送信信息息，交交换换机机不不需需要要先先叫叫通通用用户户双双方方之之间间的的电电路路，而而是是将将所所收收到到的的报报文文暂暂时时存存储储起起来来，再再根根据据报报文文中中的的B B用用户户的的地地址址选选择择路路由由，并并将将报报文文送送到到该该路路由由上上排排队队，等等到到该该输输出出线线空空闲闲时时将将该该报报文文送送到到下下一一个个交交换换机，最后送到终点用户机，最后送

49、到终点用户B B。故报文交换又称存储转发交换。故报文交换又称存储转发交换。2022/9/16第45页，共117页，编辑于2022年，星期一46报报文文交交换换不不需需要要提提供供通通信信双双方方的的物物理理连连接接，而而是是将将所所接接收收的的报报文暂时存储，是文暂时存储，是无连接方式无连接方式（CLCL）。）。由由于于采采用用存存储储转转发发方方式式，报报文文交交换换可可以以进进行行速速率率、码码型型的的变变换换，具有差错控制，过负荷时导致时延的增加。具有差错控制，过负荷时导致时延的增加。信息的格式信息的格式：以：以报文报文为基本单位，为基本单位，包括三部分包括三部分：报报头头或或标标题题发

50、发信信站站地地址址、终终点点收收信信站站地地址址及及其其他他辅辅助助信信息息组成组成正文正文用户信息；用户信息；报报尾尾报报文文的的结结束束标标志志，若若报报文文长长度度有有规规定定，则则可可省省去去此此标标志。志。报尾报尾正文正文(用户信息用户信息)报头报头(标题标题)结束标志结束标志源点地址、终点源点地址、终点地址、控制信息地址、控制信息2022/9/16第46页，共117页，编辑于2022年，星期一47报文交换的基本过程和时延的产生。报文交换的基本过程和时延的产生。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报文交换的