第1章 part1-交换概论.ppt

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1、程控交换原理程控交换原理Email:Email:四川师范大学四川师范大学四川师范大学四川师范大学 物理与电子工程学院物理与电子工程学院物理与电子工程学院物理与电子工程学院钟钟钟钟 明明明明 全（全（全（全（8127062781270627 ）1一、交换概论一、交换概论1.1 电信交换的基本概念电信交换的基本概念1.2 交换技术的演进交换技术的演进1.3 各种交换方式各种交换方式1.4 电信交换系统的基本结构电信交换系统的基本结构本章主要内容本章主要内容3终端终端传输媒介传输媒介终端终端电信号电信号电信号电信号信息信息信息信息点对点通信点对点通信在电信系统中，只有两个终端的通信称为点对点通信。在

2、电信系统中，只有两个终端的通信称为点对点通信。1.1 电信交换的基本概念电信交换的基本概念4点对点通信举例点对点通信举例话音话音数据数据5无交换的多个终端要实现相互无交换的多个终端要实现相互间通信，必须以全互连的方式两间通信，必须以全互连的方式两两相连。两相连。若终端数为若终端数为n，则线对数为则线对数为C2n=n(n-1)/2（当终端当终端n=100时，线对数时，线对数=100X(100-1)/2=4950）无交换的多个终端的通信无交换的多个终端的通信(终端终端=5、线对数、线对数=10)6用户间通过交换设备连接用户间通过交换设备连接用户环线用户环线交换设备交换设备引入交换的终端间的通信引入

3、交换的终端间的通信7多个交换节点组成的通信网多个交换节点组成的通信网引入交换的终端间的通信引入交换的终端间的通信中继线中继线8所谓电信交换，就是在通信网上，负责在所谓电信交换，就是在通信网上，负责在通信的源和目的终端之间建立通信信道，传送通信的源和目的终端之间建立通信信道，传送通信信息的机制，也就是根据目的地，在源和通信信息的机制，也就是根据目的地，在源和目的终端之间传送通信信息。目的终端之间传送通信信息。电信交换的概念电信交换的概念9交换节点的基本功能交换节点的基本功能q能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号发信号q能控制连接的建立与拆除能

4、控制连接的建立与拆除交换节点必须具备的基本功能交换节点必须具备的基本功能：q能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号、地址信号信号、地址信号10交换节点接续类型图示交换节点接续类型图示11 1876年在Bell A.G发明电话以后的很短时间里，人们就意识到应该把电话线集中到一个中心节点上，这些中心点可以把电话线连接起来，这就诞生了最早的电话交换技术人工磁石电话交换机。这种交换机的交换网络就是一个接线台，非常简单，接线由人工控制。由于人工接续的固有缺点，如接续速度慢，接线员需日夜服务等，迫使人们寻求自动接续方式1.2 交换技术的演进交换技术的演进1

5、2 在1889年，Strowger A.B发明了第一个由两步动作完成的上升旋转式自动交换机，以后又逐步演变为广泛应用的步进制自动交换机。这种交换机的交换网络由步进接线器组成，主叫用户的拨号脉冲直接控制交换网络中步进选择器的动作，从而完成电话的接续，属于直接控制(direct control)方式。步进选择器动作范围大，带来的直接后果是接续速度慢，噪音大。直接控制的方式导致组网和扩容非常不灵活。13 第一个纵横交换机于1932年投入使用。纵横交换机的交换网络由纵横接线器组成，与步进接线器相比，器件动作范围减小了很多，接续速度明显提高。它采用一种称为“记发器”的特殊电路实现收号控制和呼叫接续，是一

6、种间接控制(indirect control)方式。这种控制方式下的组网和容量扩充灵活。第二次世界大战后，当整个长距离网络实现自动化时，自动电话占据了统治地位。晶体管的发明刺激了交换系统的电子化，导致了20世纪50年代后期第一个电子交换机的出现。14 随着计算机技术的出现，从20世纪60年代开始有了软件控制的交换系统。如1965年，美国开通了世界上第一个用计算机存储程序控制的程控交换机。由于采用了计算机软件控制，用户的服务性能得到了很大发展，如增加了呼叫等待、呼叫转移以及三方通话功能等。模拟信号转换为数字信号的原理随着脉冲编码调制PCM(Pulse Code Modulation)的推出而被人

7、们广泛接受。20世纪70年代，电话语音被编码后传送，出现了数字程控交换机。由于计算机比较昂贵，因此采用了集中控制方式。15 综上所述，到了20世纪80年代中期，交换网络已实现了从模拟到数字，控制系统从单级控制到分级控制控制系统从单级控制到分级控制，信令系统从随路信令到信令系统从随路信令到7号共路信令的转变号共路信令的转变。经过一百多年的发展，电路交换技术已非常完善和成熟，是目前网络中使用的一种主要交换技术。传统电话交换网中的交换局，GSM数字移动通信系统的移动交换局，窄带综合业务数字网(N-ISDN)中的交换局，智能网IN(Intelligent Network)中的业务交换点SSP(Serv

8、ice Switching Point)均使用的是电路交换技术161.3 各种交换方式各种交换方式q电路交换电路交换q报文交换报文交换q分组交换分组交换qATM交换交换17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建立建立传送传送释放释放电路交换的基本过程电路交换的基本过程电路交换电路交换(Circuit Switching)18电路交换的特点电路交换的特点在用户间建立连接专用的物理连接通路在用户间建立连接专用的物理连接通路通信前有连接建立过程通信前有连接建立过程只要用户不发释放信号，物理连接仍然保持只要用户不发释放信号，物理连接仍然保持物理连接任何部分发生故障都会引起通信的中断物

9、理连接任何部分发生故障都会引起通信的中断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显高效率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显高效率 对通信信息不作处理对通信信息不作处理 对传送的信息无差错控制措施对传送的信息无差错控制措施适合传输信息量大且速率恒定的业务，不适合突发业务适合传输信息量大且速率恒定的业务，不适合突发业务综上所述：电路交换，固定分配带宽、连接建立后，即使无信息传送综上所述：电路交换，固定分配带宽、连接建立后，即使无信息传送也独占电路，电路利用率低，有建立时延，无差错控制，可靠性不高。也独占电路，电路利用率低，有建立时延，无差错控制，可靠性不高。19 公用电

10、信网的电报自动交换是报文交换的典型应用，公用电信网的电报自动交换是报文交换的典型应用，有的专用数据网也采用报文交换方式。有的专用数据网也采用报文交换方式。报文交换报文交换（Message Switching）基本的报文交换动作是存储报文、分析报文中的收基本的报文交换动作是存储报文、分析报文中的收报人地址和报文转发。报人地址和报文转发。有多个报文送往同一地点时，要排队按顺序发送。有多个报文送往同一地点时，要排队按顺序发送。报文传送中有检错和纠错措施报文传送中有检错和纠错措施201、基本思想是、基本思想是“存储转发存储转发”(Store-Forward)21n2、报文交换与电路交换的区别、报文交换

11、与电路交换的区别n信息在线路中是一段一段地传输的n来自低速线路的数据可以在中继上高速传输，以报文为单位进行多路复用n不同类型的终端设备可以相互通信22 采用存储转发方式的分组交换与报文交换采用存储转发方式的分组交换与报文交换的不同在于：的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组（割为若干个分组（packet），），每个分组中有每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。信息。分组交换分组交换（PS：Packet Switching）23 报文交换的时延报文交换的时延 分组交换的时延分组交换的时延分组交

12、换和报文交换比较分组交换和报文交换比较24虚电路虚电路(VC：Virtual Circuit)方式方式数据报数据报(DG：Datagram)方式方式 分组交换的两种方式分组交换的两种方式25 所谓虚电路方式，就是在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分所谓虚电路方式，就是在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的数据组建立端到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚电路。分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚电路。它不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。它不

13、同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。交换虚电路交换虚电路(SVC：Switched Virtual Circuit)用户通过发送呼叫请求分组来建立虚电路的方式。用户通过发送呼叫请求分组来建立虚电路的方式。永久虚电路永久虚电路(PVC：Permanent Virtual Circuit)应用户预约，由网络运营者为之建立固定的虚电路，而不需在呼叫应用户预约，由网络运营者为之建立固定的虚电路，而不需在呼叫时临时建立虚电路，可直接进入数据传送阶段的方式。时临时建立虚电路，可直接进入数据传送阶段的方式。虚电路虚电路26虚电路示意图27 数据报不需要预先建立逻辑连接，而是按照数据报不需要预先建立逻辑连

14、接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选路。路。数据报数据报28VC方式对故障较为敏感方式对故障较为敏感，当传输链路或交换，当传输链路或交换节点发生故障时可能引起虚电路的中断，需节点发生故障时可能引起虚电路的中断，需要重新建立。要重新建立。（有些分组网具有再连接功能，出现故障时可（有些分组网具有再连接功能，出现故障时可自动建立新的虚电路，并做到不丢失用户数据）自动建立新的虚电路，并做到不丢失用户数据）DG方式中各个分组可选择不同路由，对故障方式中各个分组可选择不同路由，对故障的防卫能力较强，从而可靠性较高的防卫能力较强，从而可靠性较高。虚

15、电路与数据报的比较虚电路与数据报的比较故障敏感性故障敏感性29VC方式适用于较连续的数据流传送，其持续时方式适用于较连续的数据流传送，其持续时间应显著地大于呼叫建立的时间，如文件传送、间应显著地大于呼叫建立的时间，如文件传送、传真业务等。传真业务等。DG方式则适用于面向事务的询问响应型数方式则适用于面向事务的询问响应型数据业务。据业务。虚电路与数据报的比较虚电路与数据报的比较应用应用30固定长度的信元固定长度的信元 信元信元(cell)只有只有53个字节个字节(byte)，其中开头其中开头5个字节个字节称为信头称为信头(cell header)，其余其余48个字节为信息域，或称个字节为信息域，

16、或称为净荷为净荷(pay load)。q采用很短的信元可以减少交换节点内部的缓冲器容量以及排队时延和时延抖动。q信元的长度固定，则有利于简化交换控制和缓冲器管理。ATM交换交换-异步传送模式异步传送模式31信头简化信头简化 ATM信元的信头功能有限，信元的信头功能有限，主要是虚连接的标识主要是虚连接的标识，还有优先级标志、信头的差错检验等。还有优先级标志、信头的差错检验等。面向连接面向连接 ATM采用面向连接的方式。即用户信息传送前，先采用面向连接的方式。即用户信息传送前，先要有连接建立过程，在信息传送结束后，要拆除连接。它要有连接建立过程，在信息传送结束后，要拆除连接。它不是物理连接，而是一

17、种虚连接不是物理连接，而是一种虚连接(VC：Virtual Connection)。ATM交换交换321.4 电信交换系统的基本结构电信交换系统的基本结构交换网络控制系统接口接口接口接口用户线中继线33互连技术互连技术交换网络的拓扑结构、选路策略、控制机理、多播方式、阻塞特交换网络的拓扑结构、选路策略、控制机理、多播方式、阻塞特性、故障防卫性、故障防卫接口技术接口技术模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口、数字中继接口模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口、数字中继接口信令技术信令技术用户信令、局间信令用户信令、局间信令控制技术控制技术控制系统的结构方式、处理机间的通信方式、多处理机结构控

18、制系统的结构方式、处理机间的通信方式、多处理机结构电信交换的基本技术电信交换的基本技术34交换设备交换设备终端设备终端设备传输设备传输设备电信交换网络电信交换网络35数字交换机36通信网的技术发展趋势通信网的技术发展趋势n通信技术数字化n通信业务综合化n通信网络宽带化n通信服务个人化n网络管理智能化n网络互通融合化37?小结小结交换概论交换概论1 1、在通信网中为什么要引入交换的概念？、在通信网中为什么要引入交换的概念？2 2、目前交换技术主要有那几种，分别属于那种传送模、目前交换技术主要有那几种，分别属于那种传送模式？式？3 3、电信交换系统的基本结构是怎样的？其主要技术有、电信交换系统的基本结构是怎样的？其主要技术有哪些？哪些？4 4、基本概念：面向连接方式、无连接方式、基本概念：面向连接方式、无连接方式 同步时分交换、异步时分交换同步时分交换、异步时分交换38