《交换技术基础》CH1－南邮交换技术基础课件.ppt

1、Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,1,交换技术基础教材：交换技术糜正琨 等编著 清华大学出版社,吴斌 wubin_teleinfo_,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,2,第一章：绪论,交换的一般概念 交换技术基础内容概述 交换方式 电信交换的基本技术 交换和路由 NGN和软交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,3,大家熟悉的通信方式,电话，手机（传统）,MSN，QQ，SKYPE，IP phone,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,4,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,5,电信网的构成要素,交换是构成电

2、信网络的基本要素(交换设备、传输设备、终端设备) 交换技术与交换系统是电信网络的核心 交换技术的更新带来电信网络的革命与升级换代,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,6,交换的一般概念（1）:,贝尔1876年发明电话 点对点通信：线路利用率很低（n(n-1)/2） 贝尔电话公司1878年开办了第一个交换局（人工操作） 交换 在这里，“交换”(switching)的含义是转接：把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。 在网络的大量用户之间根据所需目的（按照某种方式动态地分配传输线路的资源）来相互传递信息。 有阻塞现象,一年内城市中到处是穿过房屋树 木的混乱的电话线,Aug

3、-20,WUBin CED202 NJUPT,7,交换的一般概念（2）：,交换结点 任何一个主叫用户的信息，可以通过电信网中的交换结点发送到所需的任何一个或者多个被叫用户。 引入交换结点后使得n个用户的用户线数量从n(n-1)/2变为了n。 交换网：交换结点用中继线相连、汇接交换结点,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,8,交换的一般概念（3）：,用户线 中继线 交换节点的接续类型： 本局接续 出局接续 入局接续 转接接续 交换结点的控制功能 处理呼叫信号、地址信号，转发信号 建立和拆除连接,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,9,交换技术基础内容概述（1）,程

4、控电话交换 7号共路信令 智能网业务交换,.局内呼叫、局间呼叫、长途呼叫 .摘机-拨号音-拨号-送地址消息-数字分析-建立通路-振铃-应答（通话）记费-挂机-拆除通路（面向连接的服务）,思路：控制与承载分离、业务与承载分离,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,10,交换技术基础内容概述（2）,移动交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,11,交换技术基础内容概述（3）,N-ISDN（窄带综合业务数字网） 由电话综合数字网（IDN）演变而成，能提供端到端的数字连接，以支持包括语音和非语音业务在内的多种电信业务，并提供一组有限的标准化的多用途网络接口供用户入网使用

5、。 以电路交换为基础 业务速率限于2M以下 B-ISDN（ATM） 以分组交换为基础，采用全新的ATM（异步时分）技术，包括速率为101-102M的视频业务在内的综合业务网。,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,12,交换技术基础内容概述（4）,软交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,13,交换技术基础内容概述（5）,课时安排 第一章：绪论（4课时） 第二章：同步时分交换网络（8课时） 第四章：7号共路信令（8课时） 第三章：数字程控电话交换（8课时） 第五章：窄带综合业务数字交换（6课时） 第六章：移动交换（6课时） 第七章：智能网业务交换（6课时） 第八

6、章：ATM交换（6课时） 第九章：软交换 （6课时）,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,14,交换方式1：,电路交换 多速率交换 快速电路交换 ATM交换 快速分组交换 帧交换 分组交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,15,交换方式2：,电路交换 (CS：Circuit Swtching) 过程： 连接建立 信息传送 连接释放 特点： 实时交换 面向连接的物理通道 （端到端 End to End） 透明传送 无差错控制措施 过负荷时呼损率增加，但不影响已建立的呼叫,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,16,交换方式3：,电路交换的优点 媒

7、体信息传输时延小，通信质量有保证 控制简单 电路交换的缺点 呼叫建立需要时间 每个连接带宽固定（不能适应不同速率的业务） 不传信息时也占用资源（不适用于突发业务）,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,17,交换方式4：,报文交换 (message swithing) 报文结构：首部中含地址信息 存储转发(逐段行为 Hop by hop) 把收到的分组先放入缓存（暂时存储）； 查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发； 把分组送到适当的端口转发出去。 时延较大 时延构成： 传输时延 （链路） 存储时延 （结点-链路） 处理与排队时延（结点）,Aug-20,WUBin CED

8、202 NJUPT,18,交换方式5：,分组交换(PS：Packet Swtching) 将报文要传送的信息分为若干个分组（packet），每一个分组有一个头部，含有可供选路的信息和其他控制信息。,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,19,交换方式6：,分组交换的优点： 以分组为传送单位和查找路由。由于分组长度较短，存储转发的时延将显著下降。 分组交换的问题： 分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。 分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。 分组长度的确定：兼顾时延与开销,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,20,交换方

9、式7：,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,21,通信服务的类型：面向连接服务/无连接服务,面向连接服务(Connection-Oriented) 面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。 无连接服务(ConnectionLess) 两个实体之间的通信不需要先建立好连接。 是一种不可靠的服务。这种服务常被描述为“尽最大努力交付”(best effort delivery)或“尽力而为”。,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,22,分组交换中的两种服务方式：,虚电路方式 面向连接服务 逻辑连接（P5） 交换虚电路、永久虚电路（P6） 数据报方式 无

10、连接服务 每个分组根据目的地址独立选路,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,23,虚电路服务方式：,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,24,数据包服务方式：,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,25,虚电路服务 VS 数据报服务,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,26,电路交换VS分组交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,27,交换方式8,电路交换适合实时业务，但无法适配各种速率的业务，网络利用率低 分组交换可以适配各种速率的业务，网络具有较高的复用效率，但不能很好的支持实时业务,Aug-20,WUBin

11、CED202 NJUPT,28,小结:,基本概念：交换、交换结点、交换网、时延 重要概念：面向连接、无连接；电路交换、分组交换；物理连接、逻辑(虚)连接。 一个思路：控制与承载分离、业务与承载分离 二个比较：电路交换vs分组交换，虚电路vs数据报 了解：本局呼叫、市话呼叫、长话呼叫的接续过程,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,29,1st homework（2006/9/12）,名词解释：面向连接、无连接。并举出实例（面向连接最少2个，无连接最少1个） 比较：电路交换vs分组交换 1.1,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,30,数字传输系统-脉码调制 PCM

12、 (Pulse Code Modulation)体制1,PCM技术目的是为了使电话局之间一条中继线不只传送一路电话,而是可以传送几十路电话。,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,31,数字传输系统-脉码调制 PCM (Pulse Code Modulation)体制2,模拟信号数字化 对模拟信号进行采样(Sampling)。这是将连续信号在时间上离散化的过程； 采样定理:采样频率不低于信号最高频率的2倍就可以从采样的脉冲信号无失真的恢复出原来的信号 将已在时间上离散化了的信号进行量化(Quantiantion)。这是将连续信号在幅度上离散化的过程； 将时间上和幅度上均已离散化了

13、的信号进行编码(Encode)，使之成为数字信号。,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,32,数字传输系统-脉码调制 PCM (Pulse Code Modulation)体制3,标准电话信号的最高频率是3.4KHz 根据采样定理，将采样频率定为8KHz 采样后的脉冲信号量化为256个不同等级中的一个 将量化后的数字脉冲进行8bit编码 PCM 一个话路的模拟电话信号经过模数（采样、量化）转换后就成为每秒8000个脉冲信号，每个脉冲信号再编为8位二进制码元（编码）。 一个话路的PCM信号速率是64Kb/s,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,33,数字传输系统-

14、脉码调制 PCM (Pulse Code Modulation)体制4,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,34,同步时分复用（STD）,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,35,异步（统计）时分复用（ATD）,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,36,交换方式9,ATM（Asynchronous Transfer Mode）：实现高速、高吞吐量和高服务质量的信息交换，提供灵活的带宽分配，适应从很低速率到很高速率的宽带业务的交换要求。 特点： 异步时分交换适应多速率，提高信道利用率 固定长度的信元将信道分成等长的时间小段，可提供固定速率/时延的电

15、信业务 信头简化快速转发 面向连接（虚电路VP/VC p12）且预约传输资源,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,37,交换方式10,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,38,电信交换的基本技术：,交换结点高度抽象的系统结构,数字交换网络,用户线：UNI 中继线：NNI,信令也通过接口传送,信令是控制的依据,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,39,互连技术(1)：,功能：实现任意入线（PCM链路中的时隙）与任意出线之间的接续。 拓扑结构： 时分：串行 空分：并行 选路策略：交换结点内部互连网络的选路 条件选择、逐级选择 自由选择、指定选择 面向

16、连接选择、无连接选择,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,40,互连技术(2)：,控制机理 阻塞特性： 电路交换：阻塞率 分组交换：延迟制（丢包率） ATM：阻塞率、信元丢失率 有阻塞、无阻塞 故障防卫 冗余：热备用、双工分担 多平面,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,41,接口技术：,UNI NNI,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,42,信令技术：,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,43,Signaling,The ITU-T defines signaling as, The exchange of informati

17、on (other than by speech) specifically concerned with the establishment, release and other control of calls, and network management, in automatic telecommunications operation.,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,44,用户信令：,用户信令是在用户与交换结点之间传送的信令。 监视信令：反映用户状态的信令 占用、应答、释放、拍叉 地址信令：主叫用户发送的被叫号码，作为交换结点选路的依据。 直流脉冲、双音多频,

18、Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,45,局间信令：,局间信令是电信网中各个交换结点之间传送的信令 随路信令：信令和话音在同一通路上。 共路信令：信令和用户信息分离，信令在专用的信令数据链路上传送。 共路信令是标记型信令：每个信令消息必须包含用来识别属于哪个呼叫连接的标记。,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,46,控制技术：,控制方式 集中控制、分散控制 通信机理 消息,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,47,5.N-ISDN,6.PLMN(MSC),7.IN(SSP),8.ATM,9.软交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUP

19、T,48,电话交换技术的发展：,人工交换 直接控制交换 步进交换机 公共控制交换 纵横交换机 模拟程控交换机 数字程控交换机,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,49,在线运营的主要程控交换机：,上海贝尔S-1240 瑞典爱立信AXE-10 德国西门子EWSD 日本富士通F-150 华为C&C08 中兴ZXJ-10,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,50,交换和路由,交换是电信网的技术基础，路由是计算机网络的技术基础 区别： 电信网中的交换基本都是面向连接的，路由技术是无连接的。 电信网有完善的信令机制，存在独立的控制层。 交换机保存信令控制过程中确定的连接信

20、息，路由器是无状态的。 电信交换保证服务质量（QoS） 交换技术和路由技术相互结合是未来通信网络发展的方向。 其他观点：路由是第三层交换。,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,51,NGN和软交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,52,NGN和软交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,53,NGN和软交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,54,NGN和软交换,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,55,构建NGN的基本要素,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,56,The layers of NGN,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,57,软交换,软交换技术要解决的关键问题是如何在IP通信网中引入控制功能，包括呼叫控制和业务控制，并建立增值业务平台。 软交换主要是呼叫控制层次的功能，至于分组数据包本身的交换则取决于具体的承载层，沿用已有的技术。 网关分离：媒体网关、媒体网关控制器,Aug-20,WUBin CED202 NJUPT,58,Access,IAD se