现代通信网技术第一章绪论.ppt

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1、现代通信交换技术现代通信交换技术张文勇张文勇贵州大学贵州大学 计算机学院计算机学院20122012年年9 9月月21.1 通信网基本概念1.2 交换技术分类 1.3 交换技术发展概况第一章 绪论3本章重点：交换技术分类和交换技术的发展。本章重点：交换技术分类和交换技术的发展。本章难点：步进制和纵横制交换机工作原理。本章难点：步进制和纵横制交换机工作原理。学习本章达到的目的和要求：学习本章达到的目的和要求：1了解通信网的组成与分类，理解引入交换的原因、了解通信网的组成与分类，理解引入交换的原因、通信网的结构和通信网的分类；了解交换节点应通信网的结构和通信网的分类；了解交换节点应实现的基本功能和接

2、续类型。实现的基本功能和接续类型。2了解电信网络和计算机网络使用的交换技术。掌了解电信网络和计算机网络使用的交换技术。掌握电路交换、分组交换的基本概念。握电路交换、分组交换的基本概念。3了解交换技术发展概况。掌握步进制、纵横制、了解交换技术发展概况。掌握步进制、纵横制、程控交换机的特点。程控交换机的特点。41.1 通信网的基本概念1.1.1 通信网的组成与分类、交换的引入n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由终端和传输媒介组成。应由终端和传输媒介组成。什么是信息、消息、信号？什么是信息、消息、信

3、号？n信息信息-受信者预先不知道的新内容；受信者预先不知道的新内容；消息消息-携带信息的载体携带信息的载体，它是信息的物它是信息的物质表示。即通过文字、声音、图像所表现质表示。即通过文字、声音、图像所表现出来的信息出来的信息。信号信号-消息的表现形式，是运载消息的消息的表现形式，是运载消息的工具，比如电、光、声、电磁波等等。工具，比如电、光、声、电磁波等等。561.点对点通信点对点通信72.多用户全互连多用户全互连83.多用户通过交换节点相连多用户通过交换节点相连9二、引人交换的通信网二、引人交换的通信网1.一台交换机组成的通信网一台交换机组成的通信网102.多台交换机组成的通信网多台交换机组

4、成的通信网11 综上所述，在多用户通信时，为了降降低用户线路的投资低用户线路的投资，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。由此可见，实现通信硬件构成必须要有三个要素，即终端、传输和交换终端、传输和交换。它们完成通信网的基本功能：接入、交换和传接入、交换和传输输。软件设施则包括信令、协议、控制、信令、协议、控制、管理、计费管理、计费等，它们主要完成通信网的控控制、管理、运营和维护制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化通信网通俗的定义：n通信网是由一定数量的通信网是由一定数量的节点节点(包括终端节点、包括终端节点、交换节点交换节点)和连接这些节点的和连接这些节点的

5、传输系统传输系统有机有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。成任意用户间信息交换的通信体系。n用户使用它可以克服空间、时间等障碍来用户使用它可以克服空间、时间等障碍来进行有效的信息交换。进行有效的信息交换。12通信网通信网服务对象服务对象和和传输的内容传输的内容n在通信网上，信息的交换可以在两个在通信网上，信息的交换可以在两个用户用户间进行，在两个计算机间进行，在两个计算机进程进程间进行，还可间进行，还可以在一个以在一个用户用户和一个和一个设备设备间进行。间进行。n交换的信息包括交换的信息包括用户信息用户信息(如话音、数据、如

6、话音、数据、图像等图像等)、控制信息控制信息(如信令信息、路由信息如信令信息、路由信息等等)和和网络管理信息网络管理信息三类三类。n由于信息在网上通常以电或光信号的形式由于信息在网上通常以电或光信号的形式进行传输，因而现代通信网又称电信网。进行传输，因而现代通信网又称电信网。13通信系统设计基本任务n 应该强调的一点是，网络不是目的，只是手段。应该强调的一点是，网络不是目的，只是手段。网络只是实现大规模、远距离通信系统的一种手网络只是实现大规模、远距离通信系统的一种手段。段。n与简单的点到点的通信系统相比，它的基本任务与简单的点到点的通信系统相比，它的基本任务并未改变，并未改变，通信的通信的有

7、效性有效性和和可靠性可靠性仍然是网络设仍然是网络设计时要解决的两个基本问题，只是由于用户规模、计时要解决的两个基本问题，只是由于用户规模、业务量、服务区域的扩大，因此使解决这两个基业务量、服务区域的扩大，因此使解决这两个基本问题的手段变得复杂了。例如，网络的体系结本问题的手段变得复杂了。例如，网络的体系结构、管理、监控、信令、路由、计费、服务质量构、管理、监控、信令、路由、计费、服务质量保证等都是由此而派生出来的。保证等都是由此而派生出来的。1415现代通信网的功能结构现代通信网的功能结构1.1.业务网业务网n业务网负责向用户提供各种通信业务，如业务网负责向用户提供各种通信业务，如基本话音、数

8、据、多媒体、租用线、基本话音、数据、多媒体、租用线、VPN等，采用不同交换技术的交换节点设备通等，采用不同交换技术的交换节点设备通过传送网互连在一起就形成了不同类型的过传送网互连在一起就形成了不同类型的业务网。业务网。16主要业务网的类型主要业务网的类型2.传输网传输网n传输网是随着光传输技术的发展，在传统传输网是随着光传输技术的发展，在传统传输系统的基础上引入管理和交换智能后传输系统的基础上引入管理和交换智能后形成的。形成的。n构成传送网的主要技术要素有：传输介质、构成传送网的主要技术要素有：传输介质、复用体制、传送网节点技术等，其中传送复用体制、传送网节点技术等，其中传送网节点主要有网节点

9、主要有分插复用设备分插复用设备(ADM)(ADM)和和交叉连交叉连接设备接设备(DXC)(DXC)两种类型，它们是构成传送网两种类型，它们是构成传送网的核心要素。的核心要素。n目前主要的传送网有目前主要的传送网有SDH/SONET和光传送和光传送网网(OTN)两种类型。两种类型。18传输网与业务网区别传输网与业务网区别n传送网节点与业务网的交换节点相似之处在于：传送网节点与业务网的交换节点相似之处在于：传送网节点也具有交换功能。不同之处在于：交传送网节点也具有交换功能。不同之处在于：交换粒度大小不同。换粒度大小不同。n另一个不同之处在于：业务网交换节点的连接是另一个不同之处在于：业务网交换节点

10、的连接是在信令系统的控制下在信令系统的控制下建立建立和和释放的释放的，而光传送网，而光传送网节点之间的连接则主要是通过管理层面来指配建节点之间的连接则主要是通过管理层面来指配建立或释放的，每一个连接需要立或释放的，每一个连接需要长期化维持和相对长期化维持和相对固定。固定。193.3.支撑网支撑网 支撑网负责提供业务网正常运行所必需支撑网负责提供业务网正常运行所必需的的信令、同步、网络管理、业务管理、运信令、同步、网络管理、业务管理、运营管理营管理等功能，以提供用户满意的服务质等功能，以提供用户满意的服务质量。量。2021三、通信网类型三、通信网类型 n最早的通信网主要是用于话音通信，称为最早的

11、通信网主要是用于话音通信，称为电电话网话网。后来随着计算机通信的发展，由于数。后来随着计算机通信的发展，由于数据、图像和话音等多媒体通信的需求，通信据、图像和话音等多媒体通信的需求，通信网的范围不断扩大，目前的通信网已发展成网的范围不断扩大，目前的通信网已发展成现代信息网络。现代信息网络。凡是能够传递信息的网络都凡是能够传递信息的网络都是信息网络。是信息网络。下面从各个不同的角度对现代下面从各个不同的角度对现代信息网进行分类。信息网进行分类。22n从大的网络从大的网络业务业务划分，有划分，有电信网、计算机电信网、计算机网、广播电视网网、广播电视网等；等；n从网络从网络层次层次划分，有核心网、骨

12、干网、本划分，有核心网、骨干网、本地网、局域网、内部网、企业网、校园网地网、局域网、内部网、企业网、校园网等；等；n从网络从网络构成方式构成方式划分，有星型网、网状网、划分，有星型网、网状网、环形网、树型网和总线网等；环形网、树型网和总线网等；n从网络从网络分布分布划分，有长途网、本地网、中划分，有长途网、本地网、中继网、接入网等；继网、接入网等；23n从网络从网络功能功能划分，有传输网、交换网、接划分，有传输网、交换网、接入网（用户驻地网）、支撑网（包括同步入网（用户驻地网）、支撑网（包括同步网、信令网和管理网）、智能网、虚拟专网、信令网和管理网）、智能网、虚拟专用网用网VPNVPN、广播电

13、视网、卫星通信网、微、广播电视网、卫星通信网、微波通信网等；波通信网等；n从网络从网络传输媒介传输媒介划分，分为有线网（固定划分，分为有线网（固定网）和无线网（移动网）；网）和无线网（移动网）；24n从网络传送的从网络传送的业务业务划分，有电话网划分，有电话网PSTNPSTN、电报网、数据网、窄带综合业务数字网电报网、数据网、窄带综合业务数字网N-N-ISDNISDN、宽带综合业务数字网、宽带综合业务数字网B-ISDNB-ISDN、全光、全光网络等；网络等；n从网络从网络交换技术交换技术上划分，上划分，有电路交换网、电路交换网、分组交换网、异步转移模式分组交换网、异步转移模式ATMATM交换网

14、、交换网、多协议标记交换多协议标记交换MPLSMPLS、软交换网络和光交、软交换网络和光交换网络等；换网络等；25n从从网络运营网络运营角度划分，有公网和专网之分；角度划分，有公网和专网之分；n从网络的从网络的发展发展上分，有现代网络、下一代上分，有现代网络、下一代网络网络NGNNGN、全光网络等；、全光网络等；n计算机网又可划分为：局域网计算机网又可划分为：局域网LANLAN、城域、城域网网MANMAN、广域网、广域网WANWAN，LANLAN有以太网、令有以太网、令牌环、牌环、光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口FDDIFDDI几种类型几种类型；26n数据网又有数据网又有X.25X.25、

15、数字数据网、数字数据网DDNDDN、帧中继、帧中继FRFR、异步转移模式异步转移模式ATMATM网等；网等；X.25X.25网络是第一个面向连接的网络网络是第一个面向连接的网络,也是第一个公共也是第一个公共数据网络数据网络.其数据分组包含其数据分组包含3 3字节头部和字节头部和128128字节数字节数据部分据部分.它运行它运行1010年后年后,20,20世纪世纪8080年代被无错误控制年代被无错误控制,无流控制无流控制,面向连接的新的叫做帧中继的网络所取面向连接的新的叫做帧中继的网络所取代代.90.90年代以后年代以后,出现了面向连接的出现了面向连接的ATMATM网络网络.n移动网又有全球通移

16、动网又有全球通GSMGSM、码分多址、码分多址CDMACDMA、小灵、小灵通通PHSPHS、大灵通、大灵通CDMA450CDMA450、集群系统等。、集群系统等。27移动通信移动通信移动通信移动通信(Mobile communication)是移动体之间的是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。在移动状态中的物体。移动通信系统移动通信系统由两部分组由两部分组成：成：(1)空间系统；空间系统；(2)地面系统：地面系统：卫星移动无线电台和

17、卫星移动无线电台和天线天线；关口站、关口站、基站基站。移动通信系统从移动通信系统从20世纪世纪80年代诞生以来，到年代诞生以来，到2020年将大体经过年将大体经过5代的发展历程，而且到代的发展历程，而且到2010年，从第年，从第3代过渡到第代过渡到第4代代(4G)。到。到4G，未来几代，未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高数据速率、高机动性高机动性和和无缝隙漫游。无缝隙漫游。四、通信网的拓扑结构四、通信网的拓扑结构28291.2 交换技术的分类与发展交换技术的分类与发展 不同的通信业务具有不同的特点，在通不同的通信业务具有不同的特点，在通信网络发展

18、的过程中，不同的网络使用不信网络发展的过程中，不同的网络使用不同的交换方式。同的交换方式。目前从电信网使用的交换技术和计算机网目前从电信网使用的交换技术和计算机网使用的交换技术归纳的分类如下图所示使用的交换技术归纳的分类如下图所示。3031一一.电路交换电路交换 电路交换电路交换CSCS是最早出现的一种交是最早出现的一种交换方式，包括早期的人工电话在内的换方式，包括早期的人工电话在内的电话交换都普遍采用电路交换方式。电话交换都普遍采用电路交换方式。在电路交换方式中，交换中心处理每在电路交换方式中，交换中心处理每一个呼叫都要经过连接的一个呼叫都要经过连接的建立、保持建立、保持和和拆除拆除三个阶段

19、。三个阶段。电路交换经历了模拟交换、程控交换、电路交换经历了模拟交换、程控交换、N-ISDNN-ISDN的发展历程。的发展历程。32二二.分组交换分组交换 报文交换又称为报文交换又称为存储转发交换存储转发交换，它与电，它与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文物理连接，而是将所接收的报文暂时存储暂时存储。报文中除了用户要传送的信息以外，还有报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址目的地址和和源地址。源地址。公用电信网的公用电信网的电报电报自动交换是报文交换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的典型应用，

20、有的专用数据网也采用报文交换方式。换方式。33 分组交换分组交换PSPS的思想是从报文交换而来的，的思想是从报文交换而来的，采用存储转发方式的分组交换与报文交换的采用存储转发方式的分组交换与报文交换的不同不同在于：分组交换将用户要传送的信息分在于：分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个分组头，割为若干个分组，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信息。含有可供选路的信息和其他控制信息。分组交换经历了分组交换经历了X.25X.25、FRFR和和B-ISDN/ATMB-ISDN/ATM的发展历程的发展历程。分组交换在第3章介绍。34三三.ATM.ATM交换交换

21、二十世纪九十年代后开始研究异步转移模式二十世纪九十年代后开始研究异步转移模式ATMATM，要在以电话网为主体演变而来的宽带综合业务数要在以电话网为主体演变而来的宽带综合业务数字网和以计算机网为主体演变而来的字网和以计算机网为主体演变而来的InternetInternet综合网的综合网的基础上建成高速信息网络或称信息高速公路，正规名基础上建成高速信息网络或称信息高速公路，正规名称为国家信息基础设施。称为国家信息基础设施。ATMATM工作原理在第工作原理在第4 4章介绍。章介绍。35四四.IP交换交换n计算机网络通信主要用到计算机网络通信主要用到IP协议。协议。IP是英文Internet Prot

22、ocol（网络之间互连的协议网络之间互连的协议）的缩写，中文简称为“网协”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性，根据用户性质的不同，可以分为5类。另外，IP还有进入防护，知识产权，指针寄存器等含义。n有关有关IP交换技术在第交换技术在第5章介绍。章介绍。36五五.MPLS（多协议标记交换）（多协议标记交换）MPLSMPLS是一种将是一种将ATMATM交换技术和交换技术和IPIP路

23、由技术综合在路由技术综合在一起的一起的IPIP骨干网技术，它将骨干网技术，它将IPIP的网络层路由和的网络层路由和ATMATM的链路层交换融合在了一起，以十分简洁的方式完的链路层交换融合在了一起，以十分简洁的方式完成信息的传送。成信息的传送。它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。通信流的机制。MPLS MPLS 独立于第二和第三层协议，诸如独立于第二和第三层协议，诸如 ATM ATM 和和 IPIP。它提供了一种方式，将它提供了一种方式，将 IP

24、IP 地址映射为简单的具有固地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。37五五.MPLS（多协议标记交换）（多协议标记交换）在在 MPLS MPLS 中固定长度标签被插入每一个包或信元的开中固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处，并且可被硬件用来在两个链接间快速交换始处，并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包，所以使数据的快速交换成为可能。包，所以使数据的快速交换成为可能。多协议标签交换多协议标签交换MPLSMPLS最初是为了提高转发速度而最初是为了提高转发速度而提出的。与传统提出的。与传统IPIP路由方式相比，它在数据转发

25、时，路由方式相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析只在网络边缘分析IPIP报文头，而不用在每一跳都分报文头，而不用在每一跳都分析析IPIP报文头，从而节约了处理时间。报文头，从而节约了处理时间。MPLS MPLS 主要设计来解决网路问题，如网路速度、可主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量（扩展性、服务质量（QoSQoS）管理以及流量工程，同）管理以及流量工程，同时也为下一代时也为下一代 IP IP 中枢网络解决宽带管理及服务请中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。求等问题。38六六.软交换软交换 软软交交换换的的基基本本含含义义是是把把呼呼叫叫控控制制功功能能从从媒媒体体网网

26、关关中中分分离离出出来来，通通过过服服务务器器或或网网元元上上的的软软件件实实现现基基本本呼呼叫叫控控制制功功能能，包包含含呼呼叫叫选选路路、管管理理控控制制、连连接控制、信令互通。接控制、信令互通。软软交交换换是是实实现现传传统统程程控控交交换换机机的的“呼呼叫叫控控制制”功功能能的的实实体体，但但传传统统的的“呼呼叫叫控控制制”功功能能是是和和业业务务结结合合在在一一起起的的，不不同同的的业业务务所所需需要要的的呼呼叫叫控控制制功功能能不不同同，而而软软交交换换是是与与业业务务无无关关的的，这这要要求求软软交交换换提提供供的的呼呼叫叫控控制制功功能能是是各各种种业业务务的的基基本本呼呼叫叫

27、控控制制，它它是是NGNNGN的核心。的核心。软交换在第7章介绍。39七.移动交换n 移动通信是指通信双方至少有一方是在移动中移动通信是指通信双方至少有一方是在移动中进行信息交换，也是固定通信的延伸。移动通信进行信息交换，也是固定通信的延伸。移动通信是现代信息网中用户增长最快的网络，是现代信是现代信息网中用户增长最快的网络，是现代信息网的重要组成部分。移动通信已完成了模拟到息网的重要组成部分。移动通信已完成了模拟到数字的转变，目前正向个人通信发展，移动业务数字的转变，目前正向个人通信发展，移动业务也由单一的语音通信向集数据、图像等为一体的也由单一的语音通信向集数据、图像等为一体的综合业务发展。

28、综合业务发展。n 随着软交换技术的发展，移动通信也正从随着软交换技术的发展，移动通信也正从基于电路交换的移动交换向基于软交换的移动交基于电路交换的移动交换向基于软交换的移动交换发展。换发展。40八八.光交换光交换 光光交交换换是是指指不不经经过过任任何何光光/电电转转换换，在在光光域域直直接接将将输输入入光光信信号号交交换换到到不不同同输输出出端端。在在通通信信网网普普遍遍采采用用光光纤纤进进行行传传输输时时，进进一一步步发发展展就就是是与与光光传传输输配配合合实实现现光光交交换换。未未来来的的通通信信网网可可以以直直接接在在光光域域实实现现信信号号的的复复用用、传传输输、交交换换、路路由由选

29、选择择、监监控控，网网络络信信号号不不再再承承受光受光/电转换的障碍，实现全光网络。电转换的障碍，实现全光网络。下下一一代代进进一一步步发发展展是是与与光光通通信信配配合合实实现现光光交交换换。光交换技术正在研究之中。光交换技术正在研究之中。光交换技术在第9章介绍。411.3 电话交换技术的发展概况1.3.1 电路交换技术发展概况电路交换技术发展概况一.电话的发明 1837年年发发明明了了电电报报，它它是是以以数数字字信信号号的的形形式式传传递递信信息的。西方联盟息的。西方联盟1856年创建，主要注重电报技术。年创建，主要注重电报技术。1860年年，菲菲利利普普里里斯斯（Philip Reis

30、）发发现现可可以以把把电电加加在在电电线线上上来来传传送送声声音音。他他在在电电线线的的一一端端绑绑了了一一个个用用香香肠肠皮皮包包裹裹着着的的软软木木塞塞（一一个个原原始始麦麦克克风风），然然后后把把电电线线缠缠到到编编织织针针上上，并并在在软软木木塞塞和和编编织织针针之之间间装装上上电电池池。当当他他把把编编织织针针放放在在小小提提琴琴的的琴琴弦弦上上时时，每每次次敲敲打打软软木木塞塞，琴琴弦弦就就会会振振动动。反反之之，如如果果拨拨动动小小提提琴琴的的弦弦，软木塞也会发出声音。软木塞也会发出声音。42 l876年，亚历山大格雷厄姆贝尔为他的一项发明申请了专利，这个专利被他命名为“电报的改

31、进”。这是一个小盒子，并没有多少功能，它主要通过麦克风传送声音。仅在几小时后，西方电子公司的共同创始人以利沙戈瑞也为他发明的电话机申请专利，他甚至可以进行现场演示。不幸的是，贝尔已经申请到了专利，并被誉为电话发明家。贝尔的发明只有一个接收器，而没有麦克风。后来，在1877年，他又为一个把接收器和麦克风装在一起的设备申请了专利。他的第一个专利需要两个分离的设备。43二二 电话交换机的发明电话交换机的发明1 人工交换机人工交换机人人工工交交换换机机主主要要由由用用户户线线、用用户户塞塞孔孔、绳绳路路（塞塞绳绳和和插插塞塞）和和信信号号灯灯等等设设备备及及话话务务员员组组成成。用用户户线线、用用户户

32、塞塞孔孔、绳绳路路（塞塞绳绳和和插插塞塞）起起连连接接线线作作用用，即即为为话话路路系系统统；话话务务员员起起控控制制接接续续作作用用，即即为为控控制制系系统统。每每个个用用户户的的话话机机通通过过用用户户线线接接到到交交换换机机的的用用户户塞塞孔孔上上，用用户户要要打打电电话话，先先与与话话务务员员通通信信，告告诉诉话话务务员员要要找找谁谁，然然后后由由话话务务员员用用绳绳路路将将两两个个通通话话的的用用户户线连通。线连通。为适应多个用户之间电话交换的要求，为适应多个用户之间电话交换的要求，18781878年出现了第一年出现了第一部人工磁石电话交换机。部人工磁石电话交换机。442 步进制交换

33、机步进制交换机 第一部自动电话交换机于1891年由一个名叫史端乔的殡仪业者发明。因为该镇的电话接线员不给斯卓哥的业务接线（电话员的堂兄也开了一家殡仪馆），斯卓哥很生气，发誓一定要摆脱公共接线员的永久控制。他在他的车库里制作了第一台步进制电话交换机。但直到1921年，他的发明才被安装在一家电话机房里。由于这个机器还有很多问题，所以被送往欧洲一家公司进一步改造。该设备改进后，在贝尔公司的电话机房中应用。步进制交换机工作很可靠，以至于至今还有许多地方在使用（但仅仅是一些偏远地区）。许多私有企业为专用交换安装了步进制交换机。洛杉矶的许多豪华旅馆都安装了自己的交换机。45 1896年，斯卓哥发明了旋转式

34、拨号盘，它使用户可以直接通过拨号进行呼叫，而不需要接线员人工接线。但是，在长途通信中，人工接线仍在使用，直到1951年，才完全废除人工接线。用户通过电话机的拨号盘控制电话局中的电磁继电器与接线器的动作，可以完成电话的自动接续。从此，电话交换开始由人工时代迈入自动化的时代。史端乔自动交换机经改进后产生了德国西门子式自动交换机，虽然在接线器结构和电路性能等方面有所改进，仅共同的特点仍然是由用户话由用户话机所发出的号盘脉冲直接控制交换机的接线器动机所发出的号盘脉冲直接控制交换机的接线器动作作，故统称为步进制，属于直接控制直接控制方式。46 步进制交换机主要由自动选择器代替话务员进行接续控制。自动选择

35、器由线弧、弧刷、和上升旋转机构组成。线弧、弧刷各为三组，分别连接出abc三组出入线。自动选择器有两种结构：旋转型旋转型和和上升旋上升旋转型转型。线圈通电，电磁铁产生吸力，带动弧刷转动，每动一步，连接一组出入线。用户的拨号脉冲控制选择器旋转、上升运动，使弧刷与线弧接点接触构成通路。47步进制交换机接续示意图 48 每每个个步步进进制制交交换换机机都都有有预预选选器器、选选组组器器和和终终接接器组成。器组成。预预选选器器：采采用用旋旋转转型型选选择择器器，用用于于选选择择一一个个空空闲的出路。闲的出路。选选组组器器：采采用用上上升升旋旋转转型型选选择择器器，用用于于扩扩大大交交换机的容量。换机的容

36、量。步步进进制制交交换换机机特特点点：直直接接由由用用户户拨拨号号脉脉冲冲控控制制接接续续（直接控制）；各级都有控制，为全分散控制。（直接控制）；各级都有控制，为全分散控制。缺点缺点：接点为滑动式，可靠性差；动作慢、机：接点为滑动式，可靠性差；动作慢、机构复杂、占地大，易损坏。构复杂、占地大，易损坏。49503 纵横制交换机的发明纵横制交换机的发明 19l 9年瑞典工程师比图兰德和帕尔默格林发明了一种“纵横接线器”的新型选择器并申请专利，这种接线器将过去滑动摩擦方式的接点改成了压接触，从而减少了磨损，提高了寿命。1926年世界上第一个大型的纵横制自动电话交换局首先在瑞典使用，l 938年美国引

37、进了1号纵横交换系统，接着法国、日本、美国等国也相继生产纵横制交换机。从此纵横制自动电话交换机开始广泛使用。50年代初，纵横制交换技术已达到比较完善和成熟的阶段。51 纵纵横横制制交交换换机机把把话话路路部部分分和和控控制制部部分分分分离离，话话路路部部分分由由纵纵横横接接线线器器和和绳绳路路组组成成；控控制制部部分分由由记记发发器和标志器组成。器和标志器组成。纵纵横横接接线线器器：由由纵纵棒棒和和横横棒棒组组成成，连连接接用用户户出出入线；入线；绳路：完成出入线的连接；绳路：完成出入线的连接；记发器：接收存储被叫号码；记发器：接收存储被叫号码；标志器：控制纵横接线器，使出入线的交叉点标志器：

38、控制纵横接线器，使出入线的交叉点闭合，进行接续。闭合，进行接续。52纵横制交换机接续示意图纵横制交换机接续示意图 53 纵纵横横制制交交换换机机特特点点：间间接接控控制制（用用户户拨拨号号先先通通过过记记发发器器接接收收存存储储，记记发发器器再再送送给给标标志志器器，然然后后由由标标志志器器来来控控制制接接续续）；集集中中控控制制（集集中中由由标标志志器器进进行行控制）；接点为压触式，可靠性比步进制高。控制）；接点为压触式，可靠性比步进制高。缺点缺点：体积大，数量多，工作复杂，维护困难。：体积大，数量多，工作复杂，维护困难。544 4 电子交换机的发明电子交换机的发明 随着电子技术，尤其是半导

39、体半导体技术的迅速发展，在交换机内引入电子技术，并首先应用于控制设备中，称作电子交换机电子交换机。由于当时电子元件的落差系数（断路和通路电阻比）达不到通话回路中交叉点的要求，所以通话回路的接续仍使用机械接点。因而出现了“半电子交换机”、“准电子交换机”。只有在微电子技术和数字技术的进一步发展以后，才开始了全电子交换机的迅速发展。1946年第一台存储程序控制存储程序控制的电子计算机的诞生，对交换技术的发展起了巨大的影响。早期的程控交换机是“空分”的，它的话路部分往往采用机械接点，例如1965年美国投产的第一台程控交换机No1系统就是一台空分交换机。55 半半电电子子交交换换机机接续部分使用纵横接

40、线器，控制部分使用电子元件；准准电电子子交交换换机机接续部分使用比纵横集线器体积小、速度快的干簧接线器和剩簧接线器，控制部分使用电子元件；全电子交换机全电子交换机接续部分和控制部分均使用电子元件。565 5 程控交换机程控交换机（1)发展阶段：发展阶段：第一阶段：六十年代中至七十年代初，采用大型计算第一阶段：六十年代中至七十年代初，采用大型计算机进行集中控制的空分模拟式程控交换机，话路机进行集中控制的空分模拟式程控交换机，话路交换网是采用金属接点交换网。代表产品：美国交换网是采用金属接点交换网。代表产品：美国贝尔系统贝尔系统1 1号号No1ESSNo1ESS，日本，日本D10D10。特点：。特

41、点：体积大、体积大、软件复杂、耗电大、故障影响面大。软件复杂、耗电大、故障影响面大。第二阶段：七十年代中期，采用小型机或微型机进行第二阶段：七十年代中期，采用小型机或微型机进行分散两级控制（用户级和选组级）的程控交换机分散两级控制（用户级和选组级）的程控交换机,话路交换网是采用电子接点交换网。代表产品：话路交换网是采用电子接点交换网。代表产品：加拿大加拿大 SL-1SL-1，日本，日本 NEAX22NEAX22。特点：。特点：体积小、耗体积小、耗电省、组网方便电省、组网方便。57第第三三阶阶段段：八八十十年年代代初初，采采用用微微机机进进行行全全分分散散式式控控制制的的时时分分数数字字交交换换

42、机机，话话路路交交换换网网采采用用的的是是存存储储器器式式的的数数字字交交换换网网。代代表表产产品品：日日本本 F-150F-150，比比利利时时ITT1240ITT1240（中中国国称称为为S-S-12401240）。特特点点：模模块块化化设设备备可可靠靠性性高高，直直接接与与脉脉冲冲编编码码调调制制PCMPCM，设备配合可传输话音、电报、传真、图象信号。，设备配合可传输话音、电报、传真、图象信号。第第四四阶阶段段：八八十十年年代代中中期期，在在程程控控交交换换机机的的基基础础上上发发展展窄窄带带ISDNISDN交交换换机机。数数字字传传输输和和数数字字交交换换构构成成综综合合数数字字网网I

43、DNIDN，向向综综合合业业务务数数字字网网ISDNISDN发发展展。特特点点：端端到到端端数数字字连连接接，综综合合业业务务，标标准准接接口口。为为用用户户提提供供2B+D2B+D数数字字接接口口。此此外外还还具具备备X.25X.25分分组组交交换换接接口口，可可进进行行话话音音和和非非话话业业务务通通信信，开开展展宽带非话业务、传输活动图象和电视电话，可组成宽带非话业务、传输活动图象和电视电话，可组成ISDNISDN。58（2)2)程控交换技术的发展过程程控交换技术的发展过程1)话话路路交交换换网网：金属接点 电子接点 大规模集成电路2)传输话音信息传输话音信息：模拟信号 时分数字信号3)

44、控制方式控制方式：集中控制 分散控制4)控制设备控制设备：专用大型机 小型机 微机5)交交换换方方式式：单一电路交换 电路交换与分组交换组合59（3)3)我国程控交换机的发展概况我国程控交换机的发展概况 我国从1982年开始在福州引进了日本富士通的F-150数字程控交换机，而后各省市、地县相继引入“七国八制”的数字程控交换机，极大的促进了我国电信网的数字化改造，铁路专线、军线等也逐步进行了程控数字化的改造。1985年，上海贝尔公司引进比利时的生产线，并组装第一批S-1240程控交换机。但不同国家的不同制式的设备给我国电信局网络管理带来了很多困难。国产程控交换机的研制起点高，在博采各家之长后设计

45、，使用高性能的处理机，功能齐全，技术先进，容易安装开通，采用全中文屏幕，操作方便。“七国八制”指设备分别是来自于指设备分别是来自于7 7个国家和个国家和8 8种制式的机型种制式的机型60 二十世纪九十年代初中期时，国产局用交换机“五朵金花”：v HJD-04巨龙通信公司，1991年推向市场；v CC08深圳华为公司，1994年推向市场；v ZXJ10深圳中兴公司，1994年推向市场；v SP30西安大唐公司，1995年推向市场；v EIM-601北京华科公司，1995年推向市场。由于北京华科公司没有打开市场，二十世纪九十年代后期就成了“巨巨大大中中华华”巨龙、大唐、中兴、华为（实际知名度基本是

46、逆顺序（实际知名度基本是逆顺序)。程控交换机的优越性q技术上：能提供许多新的服务性能技术上：能提供许多新的服务性能 维护管理方便、可靠性高维护管理方便、可靠性高 灵活性大、便于采用新技术和增加新业务灵活性大、便于采用新技术和增加新业务 q经济上：在交换设备上经济上：在交换设备上 在线路设备上在线路设备上 在维护和生产方面在维护和生产方面62领先的通信设备提供商领先的通信设备提供商2011年度：年度：n爱立信销售额爱立信销售额22692269亿瑞典克朗（约合亿瑞典克朗（约合21372137亿元人民币）亿元人民币）全球老大全球老大n华为华为 20392039亿，按收入规模计算，华为仍然亿，按收入规

47、模计算，华为仍然保持全球第二大电信设备商的地位。保持全球第二大电信设备商的地位。n阿尔卡特朗讯，营业额达到阿尔卡特朗讯，营业额达到156.96156.96亿欧元亿欧元（约合（约合12501250亿元人民币）亿元人民币）n诺西诺西140140亿欧元，亿欧元，11141114亿人民币亿人民币.n中兴通信销售收入中兴通信销售收入862862亿元人民币。亿元人民币。n思科思科432美元，美元，2730 亿元人民币。亿元人民币。国内领先的通信设备提供商n华为的产品和解决方案已经应用于华为的产品和解决方案已经应用于140多个国家，多个国家，服务全球运营商服务全球运营商50强中的强中的40余家企业及全球三分

48、余家企业及全球三分之一的人口。之一的人口。n2011年，华为销售额达年，华为销售额达2039亿元，海外销售收入亿元，海外销售收入为为1384亿元。亿元。n中兴通讯进入了全球五大通信设备供应商的阵营。中兴通讯进入了全球五大通信设备供应商的阵营。n目前，在全球各通信厂商所持有的目前，在全球各通信厂商所持有的LTE(4G)专利专利中，华为占比约中，华为占比约10%，中兴通讯占比达，中兴通讯占比达7%。”63641通信网的组成与分类，通信网的结构和通通信网的组成与分类，通信网的结构和通信网的分类；信网的分类；2电信网络和计算机网络使用的交换技术。电信网络和计算机网络使用的交换技术。掌握电路交换、分组交换的基本概念。掌握电路交换、分组交换的基本概念。3交换技术发展概况。步进制、纵横制、程交换技术发展概况。步进制、纵横制、程控交换机的特点。控交换机的特点。本章结束本章结束