程控交换与宽带交换 第一章 交换技术概述.ppt

1、、第一章交换技术概述，通信网络由用户终端设备、传输设备和交换设备组成。交换机设备连续允许网络中的所有用户与其他用户通信。1.1交换的基本概念1.2更换技术分类1.3更换技术的发展1.4电话更换信号方式，1.1交换的基本概念，1.1.1交换的引入通信的目的是实现信息传递。1876年贝尔。A.G发明电话后，通信系统至少应由终端和传输介质组成，如图1.1所示。图1.1点对点通信系统，如果有多个终端，则希望两个终端之间可以进行点对点通信。因此，实现通信需要三个茄子元素：终端、传输和交换。电话交换是通信交换中最基本的更换业务。表示所有主要用户的信息，可以通过通信网络的交换节点发送给所需的一个或多个呼叫用

2、户。如果电话用户分布在更大的区域，则需要安装多个交换机节点，如图1.4所示。图1.4使用多个交换节点，1.1.2交换节点的主要功能交换节点控制以下连续类型：(1)本局继续：本局用户线路之间的连接。(2)出口连接：订户线和出口干线之间的连接。(3)入境继续：入口线和用户之间的连接。(4)中继连接：传入中继线和传出中继线之间的连接。要完成上述交换持续，交换节点必须具备的最基本功能包括：(1)能够准确地接收和分析用户或中继线发送的呼叫信号。(2)可以正确接收和分析用户或中继线发送的地址信号。(3)可以正确选择到目标地址的路径，并在中继线处传递信号。(4)可以控制连接设置。(5)可以根据接收到的发射信

3、号移除连接。1.2更换技术分类，以通信方式发送的消息以符号、字符、数据、语音、图形、图像等多种形式为人所知。1.2.1模拟交换和数字更换通信发送的消息具有多种茄子形式，但可以概括为两种茄子类型：连续消息和离散消息。连续消息是指消息的状态随着时间而连续变化(例如，强弱连续变化的语音等)。离散消息是指消息的状态(如符号、文字、数据等)可以计数或离散。连续消息和离散消息通常分别称为模拟消息和数字消息。1，模拟信号和数字信号对应于两种茄子不同类型的消息，可以有两种茄子信号格式。与模拟消息相对应的是模拟信号，与数字消息相对应的是数字信号(参见图1.6)。图1.6模拟和数字信号，1模拟信号模拟信号是表示消

4、息和参数(振幅、频率或相位)的信号，如图1.6(a)所示。2数字信号数字信号不是信号振幅随时不断变化，而是采取有限离散值的信号。2、模拟和数字通信1模拟通信将模拟信号传输到传输对象的方式称为模拟传输，将消息传输到模拟信号的通信方式称为模拟通信。2数字通信将数字信号作为传输对象发送的方式称为数字传输，将消息作为数字信号发送的通信方式称为数字通信。与模拟通信相比，数字通信具有抗干扰、保密、设备集成和电脑技术的易处理性的优点。主要缺点是使用比用于模拟通信的通道带宽大得多的通道频带，从而降低通道利用率。3、模拟更换和数字更换1模拟交换将模拟信号作为更换目标的交换称为模拟交换，将传输和交换的信号作为模拟

5、信号的交换称为模拟交换机。2数字交换以数字信号为更换对象的交换称为数字交换，传输和交换的信号称为数字信号的开关称为数字交换机。，1.2.2，000控制交换和节目控制交换布控制是接线逻辑控制(WLC)，布控制交换是使用逻辑电路控制的更换方法。节目控制是存储程序控制(SPC)，节目交换是使用电脑软件控制(即存储节目控制)的更换。1.2.3电路更换和分组交换1，电路更换1现有电路更换电路更换(Circuit Switching，CS)是指固定分配带宽(传输路径)，建立连接后，无需传输信息就可以使用电路的更换方法。2多速率交换(MRCS)是基于现有电路交换(包括8 kbit/秒或64 kbit/秒等基

6、本速度)提供不同业务带宽的增强方法，节点内的交换网络及其控制包括多个茄子速度交换需求，即多个徐璐不同速度的交换网络和一个集成的多速率交换网络，3高速电路更换高速电路更换(FCS)是电路交换的另一种形式，克服传统电路交换中固定分配带宽的缺点，提高灵活性。其次，组交换在电路交换中，为克服各种类型和特性的用户终端之间的互操作性、通信电路利用率低、呼叫丢失等缺点，提出了消息交换的思想。1组交换中的相关概念(1)通信线路中资源孔刘组交换的最基本思想是实现通信资源共享。(2)交错传输通过字典分配多路复用方式，每个用户发送的数据通过特定的子信道流动，因此接收端容易区分。(3)分组形成如上分析所示，通过将实际

7、线路分成多个逻辑子通道，并将线路上传输的数据组附加到逻辑通道编号，可以在一条线路上交叉传输来自徐璐其他数据源的数据组。接收方很容易将它们分成逻辑信道信号，实现线路资源的动态分配。(4)分组更换组交换是将消息分成多个组独立发送，接收到一个分组时可以发送，并且可以减少存储时间，因此分组交换的延迟小于消息交换，如图1.10和图1.11所示。图1.10组交换的延迟，图1.11消息交换的延迟，组交换的主要优点是，提供了用户在不同速度、不同代码、不同同步方法、不同通信控制协议的终端之间徐璐通信的灵活通信环境。其次，通过分段链路特定的错误控制和流量控制，可以在发生错误的情况下重新发送，提高传输质量和可靠性。

8、第三，利用线路的动态分配，在一条物理线上飞行，可以同时提供多条信息路径。2虚拟电路和数据报组交换提供了两种茄子服务方式：虚拟电路(Virtual Circuit，VC)和数据报(Datagram，DG)。(1)组头数据报(DG)方法的每个组头应包含详细的目标地址，虚拟电路(VC)方法由于预先建立的逻辑连接，只需要与组头中建立的虚拟电路相对应的逻辑通道ID。(2)线路VC方法是预构建的，处理负担很重，但是，如果构建虚拟电路，则在端到端之间选定路径的每个交换节点上都有映像表，与出入逻辑通道有对应关系，每个组到达后，无需复杂的选择，只需找到映像表。(注：、)(3)在分组顺序VC方法中，属于同一调用的

9、每个组从同一虚拟电路发送，分组按原始顺序到达端点，没有顺序错位。(4)对故障敏感的VC方法对故障很敏感，如果传输链路或交换节点出现故障，虚拟电路可能会中断，需要重置。(5) VC方法适用于连续数据流传输，该传输远远大于呼叫设置时间，如档案传输、传真业务等。，3路由路由是从源点到端点的选定信息传递路径。(1)分布式路由法分布式路由法意味着将分组从原始节点发送到每个相邻节点，确认接收分组的节点接收到该分组，如果已经接收到，则丢弃该分组。如果从未收到，则该节点将分组发送回除该组源中的节点之外的所有相邻节点。(2)表路由方法牙齿方法表示从每个节点到网络所有端点的路径，必须使用路由表进行选择。(3)虚拟

10、电路路由表虚拟电路方法是确定一次调用的路径，路由选择是在节点接收到调用请求分组后执行的。之后，到达的数据分组通过网络，沿着调用请求分组设置的路径进行。虚拟电路重新连接是通过虚拟电路交换操作的网络提供的功能。3，帧交换的典型组交换基于X.25协议。X.25包含三个茄子层次。第一层对应于物理层，第二层对应于数据链路层，第三层对应于组层，每个层对应于开放系统互连(OSI)参考模型中的以下三层，每个层都包含一组功能：4，高速包交换可以理解为，高速包交换(FPS)最大限度地简化了只有提供高速、高吞吐量和低延迟服务的核心网络功能的协议。1.2.4窄带更换和宽带更换现有电话更换和数据交换分别适用于语音和2M

11、bit/s以下的数据交换，提供的业务速度仅限于64kbit/s或n64kbit/s(n=230)的业务交换。这称为窄带交换。1.3更换技术的发展，1.3.1电话更换技术的发展1，机械电话交换自1876年贝尔A.G发明电话以来，为了满足不同用户之间的电话更换需求，1878年出现了第一台人工磁铁电话交换机。1892年开通的第一个自动开关是Strowger A.B在1889年发明的步进制斯温式自动开关。稍后开始引入间接控制的原理。用户的拨号连线脉冲由交换机内的公用设备发射器接收和传送，以控制连接器的行为。纵横制交换机的出现是电话更换技术进入自动化后具有重要意义的转折点。横木的技术进步主要体现在两个茄

12、子方面。第一，采用比较先进的交叉接头，噪音小，通话质量好，磨损不易，使用寿命长，维护工作量减少。另一个是采用公共控制方式，将控制功能与火炉设备分开，使公共控制部分能够独立设计，提高功能，提高灵活性，提高连续速度，选择回流和迂回路由，实现长途电话更换自动化。其次，模拟节目控制交换与机械自动交换相比，节目控制交换的优越性总结如下。(1)灵活性、适应性(2)提供多种新的服务性能(3)实现通用信号(4)自动化运营维护功能(5)适应现代通信网络发展，自20世纪80年代中期以来，数字节目控制交换节点的功能在POTS的基础上不断提高，主要有以下三个茄子方面：(1)改进为窄频带集成业务数字网络的交换节点：通过

13、添加POTS交换系统所需的硬件和软件，可以增强为窄频带集成业务数字网络(Narrow band-ISDN，N-ISDN)的交换节点。(2)智能网络增强为业务交换点：智能网络(IN)可以基于POTS提供许多高级智能网络业务，POTS交换系统通过增强功能成为智能网络中的业务交换点。，(3)加强为移动网络的移动交换站：实现终端移动性和个人移动性的个性化是通信网络开发的另一个主要方向，移动交换中心(MSC)实际上是在数字节目控制交换平台上提高无线接口及其移动交换性能。1.3.2集团更换技术开发1，早期研究和实验1972年十月，在第一届电脑通信国际会议(ICCC)上。其次，与组更换的公共数据网络ARPA

14、NET和一些专用组更换网络实验促进了组交换成为公共数据网络，形成了组更换公共数据网络(PSPDN)。3、从集团更换系统世代技术发展的角度看，集团更换系统大致可分为三代。第一代分组交换系统第一代分组交换系统基本上使用计算机执行分组交换功能。第二代组交换系统第二代组交换系统使用孔刘介质互连前端处理器，计算机主要用于构建虚拟电路，不再是系统的瓶颈。相对精密的第二代组交换系统的设计目标和技术特点如下：(1)高度模块化和多处理器分布式控制结构(2)容量和应用节目序列化系统结构；(3)适应各种终端介面和网络之间的接口；(4)高级处理器和高速处理能力。第三代分组交换系统，1.3.3 ATM交换技术开发1，早

15、期研究1983年出现的快速分组交换(FPS)和异步分时(ASynchronous Time Division) 1983年第二，公共ATM交换网1公共ATM宽带实验网是1994年投入八月运营的美国北卡罗来纳信息高速公路，是美国首个在州内采用ATM和Sonet(同步光纤网络)的公共ATM宽带网，被认为是未来国家基础设施信息设施的原型。2公共ATM交换机系统公共网络ATM主干交换机系统必须具有高吞吐量和可扩展性，吞吐量通常为40160 gbit/秒，并且必须支持多种介面、业务和连接类型。第三，研究热点及展望1ATM更换结构提出了ATM的概念后，是包括拓扑、缓冲方式、控制机制、性能分析在内的研究重点之一。2ATM网络的业务流控制如何有效、公平地分配带宽等资源，如何确保具有不同特征的业务和各种通话连接的服务质量，是业务流控制必须解决的重要和复杂问题。3话音通过ATM ATM网络的最终目标是实现包括话音在内的各种业务的综合交换。语音的实时性强，对时间延迟和延迟抖动有严格的要求，因此语音通过ATM(Voice Over ATM，VOA)的技术仍在进行更多的研究，寻求完美的解决方案。(威廉莎士比亚、Northern Exposure(美国电视电视剧)，语音)，4将智能网络与智能网络相结合的功能集3(Capabilities-3，CS-3)的目标是智