通信工程《现代交换原理》第一章PPT课件.ppt

现代交换原理 主讲人 桂海源 1 第一章 2 一 本章的基本要求 1 了解电话通信网的基本组成 2 掌握电话机的基本组成及电话机的基本工作原理 3 了解交换机的基本组成部件 4 掌握电路交换和分组交换方式的主要特点5 了解我国电话网的结构及路由选择原则 6 了解本地电话网的定义及结构 7 了解电话网的编号方案 3 二 本章的要点 4 1 电话通信网的基本组成 电话通信网的基本组成设备是终端设备 传输设备 交换设备 最简单的终端设备是电话机 电话机的基本功能是完成声电转换和信令功能 将人的话音信号转换为交变的话音电流信号 并完成简单的信令功能 传输设备的功能是将电话机和交换机 交换机与交换机连接起来 常用的传输设备有电缆 光纤等 交换机的基本功能是完成交换 即将不同的用户连接起来 以便完成通话 5 2 电话机的基本组成 电话机的基本组成部分有通话设备 信令设备和转换设备 按照发出信令的方式 电话机可分为拨号脉冲电话机和双音多频DTMF电话机 6 1 拨号脉冲电话机的工作原理 7 挂机状态 8 振铃状态 9 摘机状态 10 拨号状态 11 双音多频 DTMF 电话机的工作原理 双音多频 DTMF 电话机在挂机 摘机和振铃状态下的工作原理与拨号脉冲电话机的原理相同 不同的是拨号方式 12 DTMF信号 DTMF信号是用高 低两个不同的频率来代表一个拨号数字 DTMF信号的频带范围在话音频带的范围中 所以能通过交换机的数字交换网络和局间数字中继正确传输 13 3 交换机的基本组成 交换机的硬件系统由用户电路 中继器 交换网络 信令设备和控制系统这几部分组成 14 4 交换机的基本类型 交换机的基本类型主要有人工电话交换机 机电制交换机 程控交换机和软交换 程控交换机可分为模拟程控交换机和数字程控交换机 传统的电路交换机将传送交换硬件 呼叫控制和交换以及业务和应用功能结合进单个昂贵的交换机设备内 是一种垂直集成的 封闭和单厂家专用的系统结构 新业务的开发也是以专用设备和专用软件为载体 导致开发成本高 时间长 无法适应今天快速变化的市场环境和多样化的用户需求 软交换打破了传统的封闭交换结构 采用完全不同的横向组合的模式 将传输 呼叫控制和业务控制三大功能间接口打开 采用开放的接口和通用的协议 构成一个开放的 分布的和多厂家应用的系统结构 可以使业务提供者灵活选择最佳和最经济的组合来构建网络 加速新业务和新应用的开发 生成和部署 快速实现低成本广域业务覆盖 推进话音和数据的融合 15 5 电路交换方式 电路交换是最早出现的一种交换方式 电话交换一般采用电路交换方式 电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路 在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输 并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式 电路交换的特点是 1 通信开始时要首先建立连接 在通信结束时要释放连接 2 一个连接在通信期间始终占用该电路 即使该连接在某个时刻没有信息传送 该电路也不能被其它连接使用 电路利用率低 3 交换机对传输的信息不作处理 对交换机的处理要求简单 但对传输中出现的错误不能纠正 4 一旦连接建立以后 信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值 16 6 分组交换 分组交换原来是为完成数据通信业务发展起来的一种交换方式 由于分组交换技术的迅速发展 现在利用分组交换技术不仅可以用来完成数据通信业务 也可以用来完成话音和视频通信 分组交换利用存储 转发的方式进行交换 在分组交换方式中 首先将需传送的数据报文划分为一定长度的分组 并以分组为单位进行传输和交换 在每个分组中都有一个3 10个字节的分组头 在分组头中包含有分组的地址和控制信息 以控制分组信息的传输和交换 ATM 帧中继和IP交换采用的都是分组交换方式 分组交换有虚电路 面向连接 和数据报 无连接 这两种方式 17 虚电路 虚电路方式是指两个用户在进行通信之前要通过网络建立逻辑上的连接 虚电路方式传输数据一般包括建立连接 数据传输 释放连接三个阶段 1 建立连接2 数据传输3 释放连接虚电路不同于电路交换中的物理连接 而是逻辑连接 虚电路并不独占电路 在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路 以达到资源共享 ATM和帧中继采用的是虚电路方式 18 数据报 数据报方式是独立地传送每一个数据分组 每一个数据分组都包含终点地址的信息 每一个节点都要为每一个分组独立地选择路由 因此一份报文包含的不同分组可能沿着不同的路径到达终点 数据报方式在用户通信时不需要呼叫建立和释放阶段 对短报文传输效率比较高 对网络故障的适应能力较强 但由于属于同一报文的多个分组独立选路 接收端收到的分组可能失去顺序 IP网络采用的交换技术是数据报方式 19 分组交换的基本特点 分组交换的基本特点是 1 分组交换采用的是统计复用方法 可以将信道按照需要动态地分配给各个单路信号 信道利用率较高 2 在分组交换中普遍采用逐段反馈重发的措施 以保证数据传输是无差错的 所谓逐段反馈重发 是指在数据分组经过的每个节点都对数据分组进行检错 在发现错误后要求对端重新发送 3 分组数据在通信网中传送的时延是随机的 这主要是因为数据分组在交换节点有可能要排队等待 另外 逐段反馈也可能引入附加的时延 4 由于要进行逐段差错控制 交换节点的处理负担较重 20 7 我国的电话通信网的结构 我国的电话通信网采用分级网结构 主要包括长途电话网和本地电话网两大部分 21 长途电话网 长途电话网将国内长途交换中心分为省级交换中心DC1和本地网长途交换中心DC2两个等级 DC1的职能主要是汇接所在省 自治区 直辖市 的省际长途来去话务和所在本地网的长途终端话务 DC2的职能主要是汇接所在本地网的长途终端话务 22 本地电话网 本地电话网是指在同一个长途编号区范围以内的所有交换设备 传输设备和用户终端设备组成的电话网络 23 8 固定电话网的编号计划 1 本地电话号码 PQRABCD 其中PQR为局号 ABCD为局内用户号2 国内长途电话号码 0 长途区号 本地电话号码0 长途区号 本地电话号码其中 0 为国内长途字冠长途区号采用不等位编号制度 可采用2位 3位和4位三种位长的长途区号 24 长途区号的编码规律 首位号码为1的长途区号号码为两位 如北京的长途区号为10 首位为2的长途区号号码长度为两位 记为2X 首位为3 9的长途区号长度为3位或4位其中第2位为奇数时号码位长为3位 如3X1X X1为奇数1 3 5 7 9 第2位为偶数时 号码位长部分为3位 部分为4位 25 国际长途电话号码 国际长途电话号码 00 国家号码 被叫国的国内有效号码 00 为国际长途字冠国家号码采用不等位编号制度 由1 3位组成美国采用1位 国家号码 1 我国的国家号码为 86 26 9 移动电话网的编号 27 移动用户的ISDN号码 MSISDN MSISDN号码是指主叫用户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动用户时所需拨的号码 号码的结构为 国家码CC 移动网号NDC HLR识别号H1H2H3H4 用户号SN我国的国家号CC 86移动网号NDC用来识别不同的移动网 中国移动的网号为139 138 137 136 135 联合通信公司的移动网号为130 133 H1H2H3H4为归属位置寄存器的识别号 用来识别用户注册登记的HLR SN为用户号码 28 2 国际移动用户识别码IMSI 国际移动用户识别码IMSI是在数字公用陆地蜂窝移动通信网中 唯一的识别一个移动用户的号码 为一个15位数字的号码 结构为 移动国家号MCC 移动网号 移动用户识别码MSIN移动国家号码MCC 由3位数字组成 唯一地表示移动用户所属的国家 中国为460 移动网号MNC 由两位数字组成 用于识别移动用户所归属的移动网 中国移动GSM网为00 中国联通公司 GSM网为01 移动用户识别码MSIN 唯一地识别国内数字移动通信网中的位数字的等长号码 可由各运营商自行确定编号原则 但移动用户识别号码的前四位与H0H1H2H3之间应有一定的对应关系 29 移动用户漫游号码MSRN 移动用户漫游号码MSRN是在呼叫一