现代交换原理(1).doc

谈谈你对现代交换与通信网技术的发展以及应用方面的理解，可以从MPLS技术，或者软件交换技术，NGN等方面论述通信：是在信息的源和目的之间进行信息传递的过程交换：是在通信的源和目的终端之间建立通信信道，实现通信信息传送的过程。通信网中为什么要引入交换？当用户终端数N较大时，采用两两互联的通信连接方式实现多个用户之间的通信所需线对数的数量很大，线路浪费大，投资大，要配置多路选择开关，操作复杂。为实现多个终端之间的通信，引入了交换节点，用户终端只需要一对线对与交换机相连，节省了线路投资，组网灵活方便。通信网三要素：交换设备，传输设备，用户终端设备。哪几种交换方式，分别属于哪种传送模式？ （电路交换、多速率交换、快速电路交换）电路传送模式（分组交换 、帧交换、帧中继）分组传送模式 （ATM交换）异步传送模式电路传送模式：信息传送的最小单位是时隙，采用面向连接的工作方式，并且所建立的的连接为物理连接。分组传送模式：信息传送的最小单位是分组，有面向逻辑连接（虚电路）和无连接（数据报）两种工作方式；采用统计时分复用方式，动态分配带宽，对所传送的信息要进行处理。异步传送模式：信息传送的最小单位是信元，采用异步时分复用方式，采用面向连接的工作方式（逻辑连接）。同步时分复用，异步时分复用概念同步时分复用原理：是把时间划分为等长的基本单位，一般称为帧，每个帧再划分为更小的单位叫做时隙。时隙依据其在帧中的位置编号，假设一帧分为n个时隙，编号可以顺序记为0，1，2，,n-1。对一条同步时分复用的高速数字信道，那么这条高速的同步时分复用数字信道上就存在n条子信道，每个子信道也可以对应编号为0，1，2，,n-1。这些子信道有一个共同特征，就是依据数字信号子在每一帧中的时间位置来确定它是第几路子信道通过时间位置来识别每条通信。异步时分复用原理：是把时间分为等长的时间片，用传递固定长度的信元。此外，异步时分复用是依据信头中的标志X,Y,Z（VPI/VCI）来区分是哪路通信的信元，而不是靠时间位置来识别。电路交换系统结构，组成，功能（书上图）电信交换系统主要由信息传送子系统和控制子系统组成交换网络：实现任意入线与出线的互连，它是交换系统的核心部件。接口：将进入交换系统的信号转变为交换系统内部所适应的信号，或者是相反的过程，这种变换包括信号码型、速率等方面的变换。控制系统：是交换系统的“指挥中心”，交换系统的交换网络，各种接口以及其他功能部件都是在控制子系统的控制协调下有条不紊地工作的。OC面向连接工作方式的特点：通信过程可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连接拆除。一旦连接建立，该通信的所有信息均沿着这个连接路径传送，且保证信息的有序性（发送信息顺序与接收信息顺序一致）信息传送的时延相比无连接工作方式要小。一旦所建立的连接出现故障，信息传送就要中断，必须重新建立连接，因此对故障敏感CL无连接工作方式的特点：没有连接建立过程，一边选路，一边传送信息。属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，路径事先无法预知，无法保证信息的有序性（发送信息顺序与接收信息顺序不一致）信息传送的时延比面向连接大，对网络故障不敏感二开关阵列：在交换单元内部在入线与出线之间加上一个开关，开关接通，则入线与出线连接；开关断开，则入线与出线连接断开。如此构成的交换单元的内部就是一个由大量开关组成的阵列，因此，我们把这样的交换单元称为开关阵列。S接线器（空间接线器）：用来完成多个输入复用线与多个输出复用线之间的空间交换，而不改变其时隙位置。由交叉节点与一组控制存储器构成T接线器（时间接线器）是一个典型的共享存储器型的交换单元，由话音存储器（sm）和控制存储器组成DSE（数字交换段元）：内部有16个双向端口，每个双向端口接一条双向32路的PCM线路。交换网络：是由交换单元按照一定的拓扑结构扩展而成。三电话通信的结构和基本原理通过拨号盘来发送通信地址（被叫号码），当被叫听到震铃器铃响后，则线路接通，接通后原始话音通过送话器转换为电信号，并经过消侧音及二/四转换送到被叫，而被叫的话音则由受话器还原成语言，完成电话通信。电话交换技术发展三个阶段：人工交换阶段、机电式自动交换阶段、电子式自动交换阶段程控交换系统的系统结构（如下图右）1由控制子系统2话路子系统构成1控制子系统：是交换机的“指挥中心”交换机所有的动作都是在其控制下完成的。2话路子系统：主要完成交换功能，即在出线与入线之间建立连接，实现不同线路端口的话音交换用户电路（左图，模拟用户电路） 是程控交换机通过用户线与用户线与用户终端相连的接口电路模拟用户电路的功能可归纳为以下BORSCHT七个功能：B（Battery feeding）馈电O（Overvoltage protection）过压保护R（Ringing control振铃控制S（Supervision）监视 C（CODEC & filters）编译码和滤波 H（Hybird circuit）混合电路 T（Test）测试控制系统的的构成方式：集中控制，分散控制集中控制：指处理机可以对交换系统内的所用功能及资源实施统一控制。分散控制：指对交换机所用功能的完成和资源使用的控制由多个处理机分担完成的，即每个处理机只完成交换机的部分功能及控制部分资源。多处理机工作方式：功能分担方式，话务分担方式，冗余方式，程控交换机软件系统组成：主要由系统软件（主要指操作系统）和应用软件（呼叫处理软件，OAM操作维护管理软件和数据库系统）组成；呼叫处理过程划分为以下三个部分：（1）输入处理：在呼叫处理的过程中，输入信号主要有摘机信号、挂机信号、所拨号码和超时信号，我们把这些输入信号也叫做事件，输入处理就是指识别和接收这些输入信号的过程，在交换机中，它是由相关输入处理程序负责完成的。（2）分析处理：分析处理就是对输入处理的结果（接收到的输入信号）、当前状态以及各种数据进行分析，以决定下一步执行什么任务的过程，如号码分析、状态分析等。分析处理的功能是由分析处理程序来完成的。（3）任务执行和输出处理：任务执行是指在迁移到一个稳定状态之前，根据分析处理的结果，完成相关任务的过程，它是由任务执行程完成的，在任务执行的过程中，要输出一些信令，消息或动作命令，将完成这些消息的发送和相关动作的过程叫输出处理，由输出处理程序完成电话网结构（本地电话网+长途电话网）我国电话通信网采用5级结构，其网络拓扑为分层的树形结构。国内长途电话网由4个等级的长途交换中心C1、C2、C3、C4和长途中继线路构成，本地网由长途编号区内的C5交换中心、用户终端设备、中继线路构成本地电话网构成：是在一个长途编号区范围内，由若干端局和汇接局、局间中继线、长市中继线、用户接入设备以及用户终端设备组成的电话网。汇接方式：去话汇接，来话汇接，来去话汇接和主辅汇接等国内长途网的路由选择：在电话通信网中，路由是指两个交换局之间建立一个呼叫连接或传送消息的路径。1.按呼损分类（高效路由，低效路由）2.按路由选择顺序分类（直达路由，迂回路由，多级迂回路由，最终路由）3,按路由连接两个交换中心在网中的地位分类（基干路由，跨区路由，跨级路由）路由选择选择的基本原则：1路由选择应保证通信质量，首选串接电路群段数少的路由，所选路由最大的串接电路群段数不超过7段,2路由选择应有规律性，避免死循环的发生3能在低等级交换中心疏通的话务尽量不在高等级交换中心疏通4路由选择不应使用网络和交换设备的设计过于复杂。我国长途电话网向无极网过渡：采取逐步实现的反法，即由现在长途四级网的C1与C2合并为DC1，C3与C4合并为DC2，形成扩大的本地网，这样DC1，DC2构成了长途2级电话网，最终两级合并为无极长途网。第四章信令：是通信网中交换节点在建立接续过程中，使用的一种通信语言。随路信令CAS：是信令和用户信息子啊同一通道上传送的信令。（中国1号信令）特征：1共路性，信令和用户信息在同一通道上传送。2相关性，信令通常与用户信息在时间位置上具有相关性。公共通道信令CCS ：公共通道信令通路和用户信息通路是分离的，信令是在专用的信令通道上传送的。特征：1分离性。信令和用户信息在各自的通信信道上传送。2独立性，信令与用户信息通道之间不具有时间位置关联性彼此相互独立。3传送速度快，信息容量大，可传送大量与呼叫无关的信令，便于信令功能的扩展和开放新业务适应现代通信网的发展。什么是信令方式，包含哪三方面内容：规范化是在信令构成，信令相互咬遵守一定的规约和规定，这些规约和规定就是信令方式。1结构形式2传送形式3控制形式信令网的组成：由信令点（SP）、信令转接点（STP）和信令链路三部分组成的NO.7信令工作方式：1直连工作方式：信令消息是在信令的源点和目的点之间的一段直达信令链路上传送该信令链路是专为这两个交换局电路群服务2准直连工作方式信令源点和目的点之间两端或两段以串接的信令链路上传送3非直连工作方式：信令消息是在信令源点和目的点之间两段或两段以上串接信令链路上传送，但是子啊信令源点和目的点之间多条信令路由中，信令传送是随机的与话路无关 NO.7信令的技术特点： 第五章分组是如何形成：分组是由用户数据和分组头组成的。分组的用户数据部分的长度是有限制的，如果来自数据终端的用户数据报文的长度超过了分组的用户数据部分的最大长度，则需要将该报文拆分成若干数据段并在每个数据段加上分组头，形成分组。 分组是如何传输的？在分组交换中，分组传传送的方式采用的是统计时分复用方式，在同一物理信道上可以同时传送属于多个不同通信的分组，使用逻辑信道号来标志每一个逻辑子信道，进而区别分组是属于哪个通信的，分组的序号主要用来标志该分组在原来数据报报文中的位置。分组交换方式，试比较优缺点？虚电路，数据报两种。优缺点 见作业本分组交换网络构成：主要由分组交换机，用户终端设备（DTE），分组装拆设备（PAD），远程集中器（RCU），网络管理中心（NMC）和传输线路设备构成第六章 ISDN含义：integrated service digital network 综合业务数字网。ISDN是以综合数字电话网为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字连接，用来支持包括话音和非话音在内的多种业务，用户能够通过有限的一组标准化的多用途用户-网络接口接入网内。第七章ATM概念：asynchronous transfer mode 异步传送模式 是宽带综合业务数字网B-ISDN用于传输、复用和交换的技术，是B-ISDN网络的核心技术。以分组传送模式为基础并融合了电路传送模式的有点发展而来的。ATM信元结构（如图）：ATM信元的长度固定为53个byte，其中前5个byte为信头（header），其余48个byte是信息段，也称为净荷（payload）。信元的发送顺序是从信头的第一个字节开始，按递增顺序发送，在一个字节中从第8位开始，然后按递减顺序发送。理解ATM面向连接的工作方式，为什么说这种连接是虚连接？源ATM端点到目的ATM端点之间存在着多段传输通道，每段传输通道可划分为虚通道，而虚通道有可以划分为虚信道，这样就在每段传输通道上形成了一个个逻辑子信道。如果源ATM端点到目的端点之间的某个通信，在每段传输通道上选定了一个逻辑信道，那么将每一段逻辑子信道串接起来，就形成了源ATM端点到目的端点之间的一个通道连接，信息就是通过这个连接从源端送到目的端的，显然这个连接是一个虚连接。Vp虚通道，vc虚信道 永久虚连接PVC ：是通过预订或预分配的方法建立的连接，这种连接不需要信令，它是由管理实体控制建立的永久或半永久连接，在传送信息前不需要建立虚连接因而在传送信息结束时也不存在虚连接的拆除。交换虚连接 SVC是：由信令控制建立的连接，在传送信息前需要建立连接，在传送信息结束时需要拆除这个连接。ATM交换系统是由哪几部分构成的，各部分完成什么功能？1信元传送子系统 相对于ATM参考协议，信元传送子系统需要完成相应的物理层和ATM层的功能。2控制子系统，主要由处理机系统及控制软件系统组成，其中主要包括控制软件和操作管理维护(OAM)软件，呼叫控制软件主要完成呼叫连接的建立和超超，包括寻址，选路，交换网络的控制等功能，含UNI，NNI接口的信令处理，OAM软件主要完成对交换系统的操作维护，具体包括配置，计费处理，性能统计，故障处理等功能。构成ATM交换网络的类型有哪些？（如图）1时分交换（TDS）网络，空分交换（SDS）网络。时分交换网络分为共享媒体和共享存储器两种。空分就交换网络可分为单通路和多通路。单通路和多通路可以被进一步划分。IP与ATM融合模型：根据IP和ATM融合方式的不同，其实现模型可分为两大类：重叠模型（overlay mode）和集成模型（integrated mode）IPsilon的IP交换：IP交换基于IP交换机，可看做是IP路由器和ATM交换机组合而成，其中的“ATM交换机”去除了所有的ATM的路由协议，并受“IP路由器”的控制。IP交换可提供两种信息的传送方式：一种是基于ATM交换式传输，另一种是基于hop-by-hop方式的传统IP交换。Cisco的标签交换（tag swithing）是一种利用附加在IP 数据分组上的标签进行快速转发的IP交技术。IETF的MPLS：是利用标记进行数据转发的。当分组进入网路是，要为其分配固定长度的短标记，并将标记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换节点仅根据标记进行转发。于IP交换技术不同的是，MPLS技术将路由选择和数据转发分开进行，在数据转发进行路由选择，通过标记来标示所选路由。与IP交换最本质的区在于传统的IP 交换采用无连接工作方式，而MPLS采用的面向连接的工作方式。MPLS工作方式：面向连接1建立连接2数据传输3拆除连接第九章NGN（next generation network）网络构架：从广义上看，软交换是指一种体系结构，包括4个功能层面：媒体/接入层，传输层，控制层和业务/应用层，它主要由交换设备，信令网关，媒体网关，应用服务器，从狭义上看，软交换指软交换设备，定位在控制层。CCITT（international Telegraph and Telephone Consultative Committee）国际电报电话咨询委员会ITU-T国际电信联盟远程通信标准化组织 ITU (International Telecommunication Union)国际电信联盟OSI（Open System Interconnection）开放式系统互连TDM（time division multiplex）时分多路复