【正文】 現(xiàn)代交換技術(shù) 信息工程包括信息的檢測、傳輸、交換、處理、識別。 本課程即是介紹信息的交換技術(shù)。 信息傳輸：解決如何利用媒介傳輸信息。 信息交換：解決處于同一通信網(wǎng)中的用戶如何交 換信息。 教材及參考書目 ? 《 現(xiàn)代電信交換技術(shù)與通信網(wǎng) 》 。 尤克，黃靜華。北京航空航天大學出版社， ? 《 現(xiàn)代交換原理 》 第 2版。 金惠文等。電子工業(yè)出版社， ， 21世紀高等學校電子信息類教材 ? 《 程控數(shù)字交換與現(xiàn)代通信網(wǎng) 》 。 葉敏。 北京郵電大學出版社 ? 《 程控交換與綜合業(yè)務(wù)通信網(wǎng) 》 。 樂正友。清華大學出版社， 第一章 概論 —介紹本課程的基本概念和主要內(nèi)容 — ?交換與通信網(wǎng) ?通信網(wǎng)的種類及發(fā)展 ?交換技術(shù)的種類及發(fā)展 ?交換設(shè)備的組成 167。 組成通信網(wǎng)的三個基本要素： 終端 ： 傳輸線路 ： 交換設(shè)備 ： 將消息（話音、圖像、數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換成媒介能夠接受的電信號形式，同時將來自傳輸媒介的電信號還原成原始消息。如：電話機、 傳真機、計算機 或稱傳輸媒介，信息的傳輸通道。如：電纜、光纜、無線電波。 負責在任意的兩條用戶之間建立和（而后）釋放一條通信鏈路。如：交換機、路由器。 圖 1。 1 用戶間互連構(gòu) 成通信網(wǎng) 用戶間通過交換設(shè)備構(gòu)成通信網(wǎng) 圖 1。2 說明： 在圖 ，任意兩個終端需要通信（交換信息），可由交換設(shè)備控制相應(yīng)的開關(guān)接點接通，為兩者提供一條通信鏈路，當通信結(jié)束，則相應(yīng)的開關(guān)接點斷開，釋放通信鏈路。 比較： 互連式通信網(wǎng)可靠，不會出現(xiàn)通信阻塞，但成本高（需 n (n1)/2根線）。 通過交換設(shè)備構(gòu)成的通信網(wǎng)有可能出現(xiàn)阻塞（不是一定會阻塞），成本低。 通信網(wǎng)越大，后者的優(yōu)點越明顯。 如 N=100時， 交換式通信網(wǎng)需 100根線 互連式通信網(wǎng)需 100 99247。 2=4950根線 終端 用戶小交換機 市話交換機 匯接交換機 中繼線 用戶線 圖 大型通信網(wǎng) 結(jié) 論 交換設(shè)備 是通信網(wǎng)的重要組成部分，交換設(shè)備的好壞決定了通信網(wǎng)的好壞。 第一章 概論 —介紹本課程的基本概念和主要內(nèi)容 — ?交換與通信網(wǎng) ?通信網(wǎng)的種類及發(fā)展 ?交換技術(shù)的種類及發(fā)展 ?交換設(shè)備的組成 167。 現(xiàn)有的通信網(wǎng)： 電話網(wǎng)、電報網(wǎng)、傳真網(wǎng)、計算機數(shù)據(jù)網(wǎng)、有線電視網(wǎng) CATV、移動通信網(wǎng) 、 微波通信網(wǎng) 、 無線尋呼網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) ISDN。 通信網(wǎng)的種類 電話網(wǎng) — 主要業(yè)務(wù)為電話、圖文傳真、低速數(shù)據(jù)、慢速圖像。 電報網(wǎng) — 主要業(yè)務(wù)為電報和低速數(shù)據(jù)（電子信箱） 傳真網(wǎng) — 主要利用電話網(wǎng)進行圖文傳真。 計算機數(shù)據(jù)網(wǎng) — 主要業(yè)務(wù)為計算機數(shù)據(jù)、分組話音、圖像。計算機數(shù)據(jù)網(wǎng)有各種類型，現(xiàn)存的計算機網(wǎng)如：公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)、 Inter、金融網(wǎng)、教育科研網(wǎng)以及各種局域網(wǎng)。 有線電視網(wǎng) CATV— 主要業(yè)務(wù)為視頻（電視）信號及話音、數(shù)據(jù)。 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) — 在一網(wǎng)中實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、電報、視頻多種業(yè)務(wù)，而且象可視電話、圖文電視、視頻點播傳輸?shù)氖嵌嗝襟w信息，即一種業(yè)務(wù)同時傳輸話音、圖像、視頻、文本的多媒體信息。 此外還有 移動通信網(wǎng) 、 微波通信網(wǎng) 、無線尋呼網(wǎng) 等。 通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢： 電話網(wǎng) 各種單一業(yè)務(wù)通信網(wǎng) 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) ISDN（ Integrated Services Digital Network） NGN下一代網(wǎng)絡(luò) 第一章 概論 —介紹本課程的基本概念和主要內(nèi)容 — ?交換與通信網(wǎng) ?通信網(wǎng)的種類及發(fā)展 ?交換技術(shù)的種類及發(fā)展 ?交換設(shè)備的組成 167。 交換技術(shù)的發(fā)展可以從兩個方面看： ?交換的控制方式 是隨著電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展（設(shè)備方面）。 ?交換方式 的發(fā)展是隨著通信網(wǎng)的發(fā)展而發(fā)展，不同業(yè)務(wù)的通信有不同的特點，其交換方式也不同（理論方面）。 控制方式的發(fā)展： 交換方式的發(fā)展： 人工交換 機電式 電子式 自動交換 電路交換 報文交換 分組交換 快速電路交換 ATM交換 幀中繼 多協(xié)議標記交換 MPLS 三種基本交換方式 寬帶交換方式 軟交換 單一業(yè)務(wù)網(wǎng) 寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng) 下一代網(wǎng)絡(luò) 一、電話網(wǎng)中的交換方式 —— 電路交換（ circuit switching） ? 主叫方通過撥號的方式通知網(wǎng)絡(luò)被叫方的電話號碼，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)被叫方的號碼在主叫與被叫之間建立一條通路 特點： 通信之前先建立通路，通信時通路獨占，通信結(jié)束，通路釋放。實時性好，線路利用率差。 將整個報文信息（報文 +目的地址 +源地址）在網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點處（交換局）都是先存儲，等輸出線路空閑再轉(zhuǎn)發(fā)，直至送達目的地。 特點： 無需建立通路（無連接），實時性差，線路利用率好（可在非高峰時期傳送） 二、電 報網(wǎng)的交換方式 —— 報文交換 message switching 三、計算機網(wǎng)的交換方式 —— 分組交換 packet switching 將報文分成若干個報文組（ packet)，每個報文組要加上地址、編號、校驗碼，然后以報文組為存儲轉(zhuǎn)發(fā)單位逐節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，到達目的地再按編號組裝成原報文。 分組交換有兩種工作模式： 數(shù)據(jù)報、虛電路方式。 數(shù)據(jù)報方式： 以分組為基本單位逐節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，且不同分組可 沿不同的路徑傳輸，類似報文交換。 虛電路方式： 首先網(wǎng)絡(luò)在通信兩端建立邏輯連接，然后用戶 數(shù)據(jù)以分組為單位沿該路徑順序傳送到達終點 （逐節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)）。類似于電路交換，但通路不 是一直占用。 采用虛電路方式。 Inter采用的是數(shù)據(jù)報方式。 分組交換的特點： 實時性較好，線路利用率高。 三種基本交換方式的比較 電路交換 報文交換 分組交換 通路建立時間 長 中 短 實時性 好 差 中 交互性 好 差 中 線路利用率 低 中 高 協(xié)議處理 簡單 中 復(fù)雜 終端一致性 要求 不要求 不要求 四、異步轉(zhuǎn)移模式 ATM Asynchronous Transfer Mode ATM是 ITUT建議在寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) BISDN中信息復(fù)用、傳輸、交換的方式。 ATM可以看成是分組交換和電路交換的結(jié)合，兼具兩者的優(yōu)點。 ATM是將消息分成固定長度的信元進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，采用統(tǒng)計時分復(fù)用方式，即不同的業(yè)務(wù)根據(jù)信息速率的不同決定信元的發(fā)送頻率，以適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)的需要。 五、 多協(xié)議標記交換 MPLS Inter已取得了巨大成功，但隨著用戶量的急劇增加，由多層路由器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)已趨于飽和，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常阻塞，用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量得不到保證，為此需用 ATM技術(shù)對傳統(tǒng)的 Inter網(wǎng)絡(luò)進行改進。 IP交換和標記交換就是 ATM技術(shù)與 IP路由技術(shù)結(jié)合的兩個產(chǎn)物，最后這兩種產(chǎn)物技術(shù)統(tǒng)一成一個標準 多協(xié)議標記交換MPLS。 六、軟交換 Soft Switch ?軟交換技術(shù)是能夠?qū)F(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)融合成以IP為中心同時可以支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的下一代網(wǎng)絡(luò) NGN的關(guān)鍵技術(shù)。 ?軟交換的核心思想是通過軟件的方式實現(xiàn)原來電路交換機的控制、接續(xù)、業(yè)務(wù)處理等功能。 SCP 策略服務(wù)器 AAA服務(wù)器 HRL 應(yīng)用服務(wù)器 軟交換設(shè)備 軟交換設(shè)備 SG MG AG IPPBX IAD H。 323終端 MGCP終端 H。 248終端 SIP終端等 WAG SS7網(wǎng) PSTN/ ISDN 無線網(wǎng) 綜合接入 IP/ATM 網(wǎng) 絡(luò) 接入層 控制層 業(yè)務(wù)層 傳輸層 軟交換網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)圖 七、光交換技術(shù) 光技術(shù)在信息的傳輸中已得到廣泛應(yīng)用，特別是在BISDN中幾乎所有的傳輸都采用光纖傳輸，而目前的交換機都是電交換機，采用光交換已是迫切需要。光交換技術(shù)處在研發(fā)階段。 光 → 電 光 → 電 電 → 光 電 → 光 電 交 換 光 → 電光 → 電電 → 光電 → 光電 交 換 光信號 光信號 光 交 換 光信號 采用光交換的優(yōu)點： ?減少了光電轉(zhuǎn)換的損傷。光信號的抗干擾能力遠遠高于電信號。 ?提高了交換速度。電交換的速度受電子器件的速度限制。 第一章 概論 —介紹本課程的基本概念和主要內(nèi)容 — ?交換與通信網(wǎng) ?通信網(wǎng)的種類及發(fā)展 ?交換技術(shù)的種類及發(fā)展 ?交換設(shè)備的組成 用戶電路 用戶電路 交換網(wǎng)絡(luò) 出中繼 入中繼 收號器 掃描與驅(qū)動電路 中央處理器 I/O設(shè)備 存儲器 話路部分 控制部分 一、程控交換機的基本結(jié)構(gòu) 167。 中繼線 用戶電路 ——交換機與用戶線之 間的接口，向用戶話機提供通話電流，向處理機提供用戶狀態(tài)等。 出入中繼 ——交換機之間的接口，或交換機與中繼線之間的接口。 收號器 ——接收用戶所撥的電話號碼。 掃描驅(qū)動電路 ——對話路設(shè)備的狀態(tài)進行掃 描，以便送入 CPU進行分析處理， CPU發(fā)出的指令經(jīng)驅(qū)動電路控制話路設(shè)備動作。 I/O設(shè)備 —— 鍵盤，顯示器，打印機等。 ? 交換網(wǎng)絡(luò) ? 外圍接口電路 用戶電路 模擬用戶電路 數(shù)字用戶電路 中繼單元 模擬中繼單元 數(shù)字中繼單元 操作管理和維護接口 ? 控制系統(tǒng)：實現(xiàn)交換的控制和系統(tǒng)的維護管理 。 ? 信令系統(tǒng)：在交換系統(tǒng)各部件之間、用戶與交換機之間、 交換機與交換機之間傳送專用 的控制聯(lián)絡(luò)信號 (信令 )的發(fā)送接收設(shè) 備。 ? 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備：與其它網(wǎng)絡(luò) (數(shù)據(jù)網(wǎng)，移動通信網(wǎng) )互 連的接 口設(shè)備。 ? 其它輔助設(shè)備：電源，配線架 二 目前程控交換機的組成 小 結(jié) ?交換設(shè)備是通信網(wǎng)的重要組成部分。交換設(shè)備負責用戶間路由的接續(xù)和釋放。 ?常用的交換方式有：電路交換、報文交換、分組交換、幀中繼（局域網(wǎng)中使用）、異步轉(zhuǎn)移模式 ATM、多協(xié)議標記交換 MPLS。 ?本課程即是介紹交換設(shè)備的組成、各種交換方式的原理和方法。 第一章 作 業(yè) 1 組成通信網(wǎng)的基本要素有哪些？各有什么作用？ 2 介紹電路交換、報文交換、分組交換的特點，并比較三種基本交換的性能。 3 程控交換機由那些部件組成？ 第二章 交換單元與交換網(wǎng)絡(luò) 交換網(wǎng)絡(luò) 是交換設(shè)備的一個重要組成部分，用來提供 交換所需的通路。 什么是 交換網(wǎng)絡(luò)？ 交換網(wǎng)絡(luò) 是由基本的交換單元組成。 第二章 內(nèi)容 167。 交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式及時隙交換概 念（背景知識） 167。 具體交換單元介紹 167。 交換網(wǎng)絡(luò) 167。 舉例 167。 交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式及 時隙交換概念 交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式是數(shù)字的、時分復(fù)用信號。 電路交換 采用