现代交换原理--绪论ppt课件

.,1,现代交换原理,第一讲绪论陈建亚,.,2,1.1通信系统与网络,通信的目的就是将人类活动中的相关信息相互交换传递，实现信息传递的设备、设施称作通信系统。信息类型模拟和数字信息，包括语音、文字、数据及图像。信息传送方式模拟方式，烽火、莫尔斯电报、模拟电话、频分载波等；数字方式，PCM等时复用、分组打包统计复用等。传输信道有线信道（电缆、光缆等），无线信道（大气层、对流层、电离层等）,.,3,通信系统组成,.,4,初级互通网络,.,5,初级互通网络问题,（1）互连需N(N1)/2条线对，且线对平方增加。（2）终端相距较远时，长途线路代价将很高。（3）每个终端需要N1个线路接口。（4）再增加一个终端时，须增加N对线路。（5）每个用户终端出线过多，选线复杂，较难维护。,.,6,引入交换机的互连通信网,每个通信终端通过一对专门的用户环线连到交换机的线路接口,交换机负责监测各个用户状态，需要时在两用户之间建立和释放通信连路,不足：（1）用户多时连接管理复杂性急剧上升；（2）用户分布区域大时用户线投资代价占主要部分。,.,7,多台交换机组成的通信网络,利用汇接交换机互连多个端局交换机，疏导本交换区各交换机之间的互通业务。,端局交换机,用户交换机，在信令方式上相当于用户电话机,.,8,构成通信网的三要素,（1）终端设备，完成待传消息到信道传输信号的转换和反变换。可有电话机、传真机、数据终端、计算机等。（2）传输系统，是终端到交换机及交换设备之间的连接媒质，是信息的传送通路，可有频分载波、PCM数字时分系统、微波、光纤等传输系统。交换设备，实现通信信号的汇接、转接和分配功能，按交换方式的不同可有电路交换、分组交换、异步转移模式（ATM）交换和路由器等。,.,9,1.2.1电话交换网的一般结构,专门用来传送各交换机之间通信操作和维护信令的数据通信的分组交换网络。,用户环路，常以模拟方式传送300-3400Hz话音信号。,采用PCM时分复用，每个用户占用64kbit/s带宽，常以2Mbit/s或更高速率的复用群传送话音/数据。,.,10,1.2.2电话机结构及工作原理,当用户未摘机时，交换机通过二线环路的直流馈电被C隔断，呈高阻状态，但25Hz铃流可以送给振铃器，以提示有来话呼叫。,空闲状态,.,11,1.2.2电话机结构及工作原理,摘机状态，二线环路低阻状态，直流馈电可以流过，耳机可接收音频信号，麦克可将语音信号送给交换机。,摘机状态,脉冲拨号时，D点以10Hz频率按照所拨号码M使二线环路通断M次。,二/四线变换器由混合线圈或变换电路构成，完成耳机、麦克四线到二线传输的变换。,.,12,1.2.2电话机结构及工作原理,当话机采用DTMF(Dual-ToneMulti-Frequency)方式拨号时，采用专门电路产生双频编码信号，并替换麦克通路经二/四线变换器送给交换机。,.,13,1.2.3时分数字电路交换机的基本结构,.,14,1.2.3时分数字电路交换机的基本结构,（1）用户接口电路，完成话机馈电、振铃、状态检测、收号、二/四线变换、PCM编译码等功能。（2）中继接口电路，交换机间互连接口，完成编码方式转换、时间同步、复用和解复用等功能。（3）数字交换网络，完成用户之间、用户与中继之间、中继接口之间的数字时分通道的连接。（4）信令设备，接收和发送信令信息。（5）控制系统，接收话路设备状态、连接请求信息，确定设备动作，发送控制命令，完成呼叫处理和系统的维护管理。,.,15,1.2.4电路交换机的基本工作原理,.,16,电话交换网的特点,用户到端局采用模拟信号传输；交换局到交换局之间采用PCM时分复用方式相互连接；每个用户在通话之前要利用信令通知交换机为其建立通话通路；每条通路固定占用64kbit/s带宽，实时性和通话质量有保证，但无话音传送时将浪费带宽资源；网络结构由交换技术决定，拓扑不灵活，扩展新业务较困难。,.,17,数据通信网,.,18,1.3下一代网络的体系结构,1.3.1什么是下一代网络（NGN）从广义上讲，它表征一种具有宽带化、光纤化、大容量、分组交换、数据化、层次化、呼叫与承载分离、能快速开发和部署新业务等特征的理想网络。下一代网络，可向用户提供PSTN话音业务、无线话音业务、基础数据业务、多媒体数据业务等。可以不管用户在任何地点、采用何种通信设施，都能在任何时间为任何用户提供是何其应用的互相通信服务。,.,19,NGN的主要特点,开放式系统：NGN是一个有机整体，不同模块可独立发展，运营商可按需求选择优势产品，各模块接口按标准协议互联。业务与呼叫控制分离：使业务从网络中分离出来，可有效缩短新业务开发周期。多用户：使模拟用户、移动用户、ADSL用户、ISDN用户、IP用户以及卫星接入用户都可在下一代网络中相互建立呼叫。,.,20,NGN的主要特点,多媒体：语音、数据、视频及其他媒体流可在下一代网络中以IP方式进行资源共享，并满足实时传送要求。低成本：与目前的PSTN相比，通信费用将大大降低。,.,21,1.3.2NGN的功能,NGN通常和软交换联系在一起，是下一代网络的核心。呼叫功能：涉及呼叫建立、保持和释放的过程，包括会议、授权、资源分配、监控等功能；协议功能：负责各类协议间的互通；接入功能：用户通过网关接入到NGN；业务功能：能提供PSTN/ISDN、IN的所有业务，并提供呼叫与控制之间的通信功能；,.,22,NGN的功能,互通功能：提供分组交换网与No.7、IN、IP电话网、ATM网、SIP网等之间的互通；资源管理功能：提供资源的分配、释放和控制等功能；计费功能：认证功能：用户鉴权，阻止非法用户，提供安全保证；,.,23,NGN的功能,地址解析功能：完成E.164、别名、IP、ULR等地址方案的解释和重定向；语音处理功能：提供语音编解码、噪音抑制、话音识别、回声抵消等功能；操作维护功能：包括系统的监控、配置、修改、测试、统计、告警处理以及故障诊断排除等功能。,.,24,NGN的体系结构,.,25,NGN的体系结构,现有电话交换网是以交换机为核心，交换机负责业务接入、媒体处理、呼叫控制和业务管理等全部功能。NGN是以IP为基础，采用开放式架构，将业务接入、媒体处理、呼叫控制和业务处理分开，并在它们之间采用标准协议进行通信。,.,26,NGN的体系结构,接入层，解决业务接入问题，接入可以是一个完整的业务网络，如PSTN、GSM、局域网、ADSL、PON、CableMODEM等。媒体层，处理由接入层送来的媒体流，主要完成媒体类型的转换和传送，包括网管和统计功能。其硬件实体是媒体网关和核心网，实现编解码算法选择、呼叫建立、资源分配和释放等功能。,.,27,NGN的体系结构,控制层，主要完成信令处理，包括信令网关、软交换等设备。信令网关完成PSTN/No.7信令到NGN标准信令的转换，软交换处理各种呼叫控制信令并控制媒体网关完成呼叫接续，提供标准API接口。网络业务层，处理业务逻辑，包括IN业务逻辑、认证、授权、记账和地址解析等，提供业务生成环境。,.,28,下一代网络的体系结构,.,29,下一代网络的体系结构,从网络角度看，通过软交换结合媒体网关和信令网关，跨接和互连电路交换网与分组化网，以实现业务层的基本融合，可提供统一管理，并加快新业务部署。软交换技术的切入点，可先从长途局和汇接局开始，再端局和接入局，然后扩展到多媒体应用和3G网络。,.,30,1.4交换技术的发展概况,原始通信烽火，消息树初始通信1876年贝尔发明电话，点到点连接，人工接续自动交换通信1889年发明步进制交换机1932年出现纵横制交换机网络自动化二战后，长途网络实现了自动化,.,31,交换技术的发展概况,程控交换1965年AT&T推出第一台程控交换机，空分开关模拟交换。数字传输脉冲编码调制PCM的产生。程控数字交换1970年首先在法国拉尼翁开通第一台数字程控交换机。开创了数字化语音网络新时期。,.,32,交换技术的发展概况,数据网络和分组交换，始于20世纪70年代。CCITT建立了一个称作X.25的标准协议。ISO通过了OSI七层框架协议，为世界上任何计算机与其他计算机通信提供了条件。Internet,路由器，IP技术，现已成为NGN的技术基础。,.,33,交换技术的发展概况,宽带交换技术，主要用来交换大块数据业务和视频业务。快速电路交换和帧中继，解决数据分组交换的节点处理速度问题。ATM交换，将数据组装成定长的短分组，利用电路交换机制实现高速数据交换。多协议标记交换(MPLS)，是IP技术和ATM交换相结合的产物。,.,34,交换技术的发展概况,光交换技术，随着光器件和波分复用技术的发展和不断成熟，光交换机技术成为实现NGN的一个核心技术，当前有空分机制的光路交换(ODX)、时空结合的光突发交换(OBS),只完成光层交换。软交换技术，将呼叫控制和业务处理分离，采用开放式结构