交换原理与技术教学大纲.doc

交换原理与技术教学大纲课程编号：TE3221104 TES3321104 课程名称：交换原理与技术 英文名称：Switching Principle and Technologies 学时： （选修：52 必修：40） 学分： 3课程类型：限选、任选 课程性质：专业课适用专业：通信工程 先修课程：数字电路、微机原理、通信原理等开课学期：第6或7学期 一、课程的教学目标与任务现代通信的主要方式是网络通信。现代通信网从本质上讲是通信技术与计算机技术相结合的产物。通信网包含两大工程：传输与交换，交换体制主要分为电路交换（CS）和分组交换（PS）两大类，各有优缺点和最适合的应用场合。随着数字技术的发展和计算机的普遍应用，采用电路交换方式的传统的交换机正在发展成为一种能交换话音、数据和图象等多种业务的的通信网组网设备。分组交换是计算机网络核心技术之一，在数据通信领域占有重要地位。随着科学技术的发展，交换技术又出现了融合电路交换和分组交换特点的新体制，如ATM交换、MPLS交换等。本课程从通信网的全局出发，论述交换的基本原理、关键技术及应用。本课程要求学生重点掌握基本概念、基本原理和主要实现方法，适当结合一些实际应用系统，加深对原理和实现方法的理解。必须注意以下问题：（1）对内容的具体讲解，要融合通信和计算机两大学科不甚相同的研究方法和知识体系；（2）明确网络与交换的关系是全局与局部的关系，交换机是网络的核心设备，其采用的体制是随网络的应用需求而转移的。在这里应注意，一个问题的解决方案不是唯一的，一种交换体制的具体实现可能有多种途径；（3）适当引入对交换系统进行理论分析的模型和方法。二、本课程与其它课程的联系和分工本课程为通信工程的一门专业课，内容涉及面广，必须先修“概率论”、“数字电路”、“微机原理”、“软件基础”、“通信原理”等专业基础课程。三、课程内容及基本要求(一) 概述 ( 3学时)1.基本要求（1）了解交换机在通信网中的地位和作用。（2）了解交换技术发展概况。（3）了解交换机的组成和各部分的功能。（4）了解交换机的主要性能指标。2.重点、难点重点：交换式通信网的优点，交换技术的分类与应用，交换机的组成和性能指标。难点：电路交换与分组交换的具体应用，交换机的组成和各部分的功能。3.说明概述部分以了解为主，应为后续内容做准备。要求学生在学完本课程后，再复习一遍本章的内容，那时会有更深的理解。（二）交换理论基础（9学时）1.基本要求（1）熟练掌握几种典型的概率分布、生灭过程理论及其应用。（2）掌握通信业务量、服务质量和话务负荷能力的概念、定义、计算。（3）掌握明显损失制交换系统的基本理论，服务器利用度的概念、占用概率分布、呼损的计算。（4）掌握等待制交换系统的基本理论。2.重点、难点重点：生灭过程在交换理论中的应用，呼损与利用率，等待制交换系统的基本理论。难点：占用概率分布，呼损、服务质量和服务设备容量三者之间的关系。3.说明交换理论基础部分概念和公式较多，力求理解公式推导过程，掌握重要结论。（三）电路交换网络与数字交换原理（8学时）1.基本要求（1）熟练掌握电路交换网络结构与阻塞率近似计算。（2）熟练掌握数字交换器和数字交换网络的接续原理。（3）掌握多级数字交换网络的结构、性能。2.重点、难点重点：网络结构与阻塞率，T交换器和S交换器，TST网络。难点：最佳网络结构形式，时分交换原理，多级网络接续原理。3.说明重点讲授原理，并结合实际应用介绍典型网络结构。（四）电路交换控制（10学时）1.基本要求（1）掌握电信网的组织结构。（2）掌握信令系统的设计原理和No.7信令系统的应用。（3）掌握存储程序控制原理以及常用的典型技术与方法。（4）掌握交换机软件的分类及功能。（5）掌握呼叫处理原理与过程。2.重点、难点重点：电信网结构和路由规划，交换机接口，信令设计，多机控制系统结构，分级调度输入处理和数据结构。难点：电信网结构的演进，多机控制系统，数据结构。3.说明电路交换控制涉及内容多，应注重结合控制方法。（五） 分组交换（6学时）1.基本要求（1）掌握计算机网络的组成和协议体系结构。（2）掌握异步时分复用和分组交换原理。（3）掌握分组交换网的路由选择方法。（4）了解分组交换性能分析的基本方法。2.重点、难点重点：数据报和虚电路方式的分组交换原理，路由选择方法，特别是自适应路由选择策略。难点：存储转发，寻址与路由问题。3.说明以分组交换原理为主线，适当介绍相关内容。（六） 面向连接的快速分组交换（6学时）1.基本要求（1）掌握ATM网络结构、交换原理及协议参考模型。（2）掌握ATM交换结构及基本原理。（3）掌握交换结构中的信元缓存方法。（4）了解ATM交换性能分析方法。2.重点、难点重点：面向连接的快速分组交换原理及交换结构。难点：虚通路、虚通道的概念，ATM交换原理及实现技术。3.说明以讲述ATM交换体制为主，适当介绍相关协议。（七） 非连接型快速分组交换（6学时）1.基本要求（1）掌握互联网的概念及IP协议。（2）掌握互联网的路由协议。（3）掌握高性能路由器的关键技术。2.重点、难点重点：IP协议，路由协议，高性能路由器的基本结构。难点：大容量高速路由器技术。3.说明以讲述IP高速路由技术为主，适当介绍相关协议。（八） 标记交换（4学时）1.基本要求（1）掌握MPLS的基本概念、MPLS网络结构和基本工作过程。（2）了解MPLS路由器结构。（3）了解MPLS的标记分发协议及标记交换路径的建立过程。2.重点、难点重点：MPLS的基本概念，网络结构和基本工作过程。难点：MPLS交换机制。3.说明以讲述MPLS交换技术为主，适当介绍相关协议。（九） 局域网交换技术（4学时）1.基本要求（1）掌握以太网工作原理及IEEE 802.3协议。（2）掌握以太网交换技术。（3）掌握VLAN技术。2.重点、难点重点：总线式和交换式以太网的工作原理、以太网的交换机制和交换结构。难点：IEEE 802.3的媒质接入控制协议和以太网交换技术。3.说明以讲述局域网交换的概念和原理为主，适当介绍相关协议。（十） 光交换（4学时）1.基本要求（1）了解光波分复用原理和光网络结构。（2）掌握光分插复用设备和光交叉连接设备的组成及工作原理。（3）了解光的分组交换与突发交换原理。2.重点、难点重点：基于光波分复用和波长选路的光网络及光交叉连接设备。难点：光交换器件。3.说明以讲述光交换的概念和原理为主，适当介绍相关器件。四、教学安排及方式总学时72 学时，讲课 60 学时，实验（或上机或多种形式教学） 24/2 学时。 教学环节教学时数课程内容讲 课实 验习 题 课讨 论 课上 机参观或看录像小 计概述3交换理论基础9电路交换网络与数字交换原理88/2电路交换控制108/2分组交换64/2面向连接的快速分组交换6非连接型快速分组交换6标记交换4局域网交换技术44/2光