现代交换原理-第3章-电路交换技术及接口电路分析
现代交换原理
现代交换原理
现代社会的发展离不开交换，交换原理贯穿于各个领域，影响着人们的生活和工作。
在经济领域，交换原理是市场经济的基础，通过买卖交换实现资源配置和价值实现；在人际关系中，交换原理是人际交往的基础，通过互相帮助和支持实现共赢；在科技领域，交换原理是知识和技术的传播方式，通过交流和合作实现创新和进步。
现代交换原理的核心是价值互换，即一方提供一定的价值，另一方也提供相应的价值，双方达成交易。
这种交换不仅体现了个体之间的互助互利，也促进了社会资源的合理配置和利用。
在市场经济中，供需关系决定了价格和价值的交换，通过市场交易实现资源的优化配置；在人际关系中，互相帮助和支持的交换增进了人与人之间的信任和友谊；在科技领域，知识和技术的交换促进了创新和发展。
然而，现代社会的交换原理也存在一些问题和挑战。
在市场经济中，交换可能会受到信息不对称、垄断和不公平竞争的影响，导致资源配置不够有效和公平；在人际关系中，利益冲突和信任缺失可能导致交换关系的破裂；在科技领域，知识产权和技术壁垒可能阻碍交换和合作。
因此，现代社会需要建立健全的交换机制，促进交换的公平和有效。
在市场经济中，需要加强监管和规范，防止垄断和不公平竞争，保障市场的公平和效率；在人际关系中，需要加强沟通和信任建设，促进互相理解和支持；在科技领域，需要加强知识和技术的共享和合作，促进创新和发展。
总之，现代交换原理是社会发展的重要基础，它影响着经济、人际关系和科技发展。
通过建立健全的交换机制，促进交换的公平和有效，才能实现资源的合理配置和社会的和谐发展。
现代交换原理电路交换技术
现代交换原理电路交换技术
电路交换技术的好处是可以实现实时通信，通信的质量较高，因为连接是稳定的，而且双方之间具有独占的带宽，不会受到其他通信的干扰。
此外，电路交换技术也具有较低的时延，因为连接的建立和释放都需要一定的时间，但在连接建立后，数据传输的速率比较快。
为了克服这些问题，现代交换原理引入了非电路交换技术，即数据包交换技术。
数据包交换技术将数据按照一定的格式划分为小包，每个包包含了头部和数据部分。
在发送时，数据包通过网络独立传输，可以选择不同的路径，到达目的地后再进行重新组装。
这种非电路交换技术具有更高的资源利用率和更强的容错能力，在现代通信网络中得到广泛应用。
现代交换原理结合了电路交换技术和数据包交换技术的优点，实现了灵活的通信交换。
在现代通信网络中，不同的通信服务可以选择不同的交换方式，根据实际需求选择最合适的交换技术。
例如，对于实时通信，可以使用电路交换技术，而对于非实时通信，可以使用数据包交换技术。
总之，现代交换原理是基于电路交换技术和数据包交换技术的综合应用，实现了灵活、高效的通信交换。
随着通信技术的不断发展，交换原理和交换技术也在不断进步和演化，为人们提供更好的通信体验。
现代交换技术重点整理
第1章：绪论交换的基本概念，通信网的三要素：终端设备传输系统交换系统数据通信和话音通信的区别：1，通信对象不同，数据通信实现的是计算机和计算机之间，以及人与计算机之间的通信，而话音通信实现的是人与人之间的通信。
2，传输可靠性不同，数据通信要求更高，话音相对较小3，通信的平均持续时间和通信建立响应不同，数据通信持续时间要短，建立连接的时间也短。
话音通信过程相反。
4，通信过程中信息业务量特性不同电路交换和分组交换的优缺点电路交换的主要优点：1，信息传输时延小，对一次连续而言，传输时延固定不变。
2，信息的传输效率比较高3，信息的编码方法和信息格式有通信双方协调，不受网络的限制缺点：1，电路的连续时间较长，当传输较短信息时，通信通道建立的时间可能大于通信时间，网络利用率低2，电路利用低3，通信双方在信息传输，编码格式，同步方式，通信协议等方面要完全兼容，限制了各种不同速率，不同代码格式，不同通信协议的用户终端的互通4，有呼损，可能出现由于对方用户终端设备忙或交换网负载过重而呼叫不通第2章：交换单元与交换网络1）连接的三种表示形式（函数表示形式，排列表示形式，图像表示形式）及它们间的相互转换2）T、S接线器及TST网络的工作原理3）Clos无阻塞网络基本结构和条件Clos网络结构：两边各有r个对称的m*n矩形交换单元，中间是m个r*r 的正方型交换单元。
每个交换单元都与下一级的各个交换单元有连接且仅有一条连接。
m,n,r是整数决定了交换单元的容量，称为网络参数记作C（m,n,r）三级clos网络无阻塞的条件：m>=2n-1.4）Banyan网的构成方法、自由选路的概念以及阻塞情况判断第3章：电路交换技术及接口电路电路交换呼叫接续过程：三个阶段：1，呼叫建立2，消息传输3，话终释放电路交换系统的基本功能：连接、信令、终端接口、控制功能。
模拟用户接口的七大功能：能对7个基本功能做简单解释。
1、馈电：所有连接在交换机上的电话分机用户，都由交换机向其馈电。
现代交换技术复习题
现代交换技术复习题第一章概述一．简答1. 通信网由那些部分组成？交换设备、终端设备、传输设备。
2．电话网提供的电路交换方式的特点是什么？通信前,必须在欲通信的双方建立一条电路,然后进行通信。
完成通信后，释放该电路。
只有当本次通信过程所占用的相关电路释放后，其它通信过程才可占用这些资源。
3．数据通信与话音通信的主要区别?通信对象不同：前者是计算机之间或人与计算机之间的通信，需要严格定义通信协议和标准；后者是人和人之间的通信。
传输可靠性要求不同：前者的比特差错率在以下，后者可高达。
通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同：99.5%的数据通信持续时间短于电话平均通信时间，其信道建立时间也短于电话通信。
通信过程中信息业务量特性不同：电话量级在32kb/s,而数据从30b/s到1Mb/s。
4．为什么分组交换是数据通信的较好方式？可向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端间的灵活通信。
线路利用率高，动态统计复用。
可靠性一般在10-10以下较经济. 5．宽带交换技术主要有哪些？快速电路交换、快速分组交换--帧中继、异步传送模式(ATM、IP交换和标记交换。
6．为什么光交换技术是未来发展的方向？（1）长途信息传输中，光纤占了绝对优势（2）用户环路光纤化（3）省去了光电变换，减少了光电变换损伤，可提高信号交换的速度。
二．填空1. 通信网由交换设备、( 和传输设备组成。
A. 电话机B. 终端设备C. 传真机D. 对讲机2. 电话交换是人和人之间的通信，数据交换是( 之间或人与计算机之间的通信。
A. 计算机与计算机B. 人与人C. 人与计算机D. 交换机3. 窄带交换指传输比特速率低于( 的交换。
A. 2Mb/sB. 8Mb/sC. 128Mb/sD. 56Kb/s4. 宽带交换是指传输比特速率高于( 的交换。
A. 128Mb/sB. 64Mb/sC. 2Mb/sD. 10Mb/s5. 帧中继技术是传统的( 的一种改进方案，适合LAN（局域网）之间数据互联，目前传输速率已达到34Mb/s。
现代交换原理概论PPT课件
（二）交换式通信网
1
6
2
1
6
2
5
开关
3
5
设备
3
4 4
N2问题变成了N条用户线，由交换机组成的交换式通
信网容易组成大型网络。
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
1.1交换与通信网
（二）交换式通信网
用户交换机
市话交换机
汇接交换机
用户线
中继线
交换式通信网组网示意图
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
1.1交换与通信网
（四）通信网的结构 用户驻地网、接入网和核心网
接入网 SNI
UNI
核心网
SNI 接入网
UNI
驻地网
公用设施
驻地网
用户设备
《现代交换原理 》
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（四）通信网的结构
用户驻地网CPN
Customer Premises Network CPN是用户自有网络，指用户终端至业务集中点之间所 包含的传输及线路等相关设施。小至终端，大至局域网。 实现用户和业务的集中，信息的变换与适配、复用与交 换、寻址与选路等功能。
(1) 实现独立于交换节点的控制逻辑。 (2) 实现对交换节点业务控制。 (3) 提供智能化、个性化、差异化服务。
基本业务的呼叫建立、执行控制在交换节点实现，但很 多新的电信业务则转移到业务节点中。
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
1.1.2 通信网的定义与构成
（三）通信网的类型
按信号方式划分：模拟通信网和数字通信网。
电子信息工程学院
1.1交换与通信网
1.1.1 从点到点通信到通信网
（一）点到点通信
现代交换技术课后答案
第一章1.全互连式网络有何特点？为什么通信网不直接采用这种方式？全互连式网络把所有终端两两相连；这种方式的缺点是：1）所需线路数量大且效率低。
所需线路对数与通话用户数间的关系是：N(N-1)/2。
2）选择困难。
每一个用户和N-1个用户之间用线路连接，由电话机来选择需要通话的用户连线比较困难。
3）安装维护困难。
每个用户使用的电话机的通话导线上要焊接N-1对线，困难。
2.在通信网中引入交换机的目的是什么？完成需要通信的用户间的信息转接，克服全互连式连接存在的问题。
3.无连接网络和面向连接网络各有何特点？a）面向连接网络用户的通信总要经过建立连接、信息传送、释放连接三个阶段；无连接网络不为用户的的通信过程建立和拆除连接。
b）面向连接网络中的每一个节点为每一个呼叫选路，节点中需要有维持连接的状态表；无连接网络中的每一个节点为每一个传送的信息选路，节点中不需要维持连接的状态表。
c）用户信息较长时，采用面向连接的通信方式的效率高；反之，使用无连接的方式要好一些。
4.OSI参考模型分为几层？各层的功能是什么？分为7层：物理层：提供用于建立、保持和断开物理接口的条件，以保证比特流的透明传输。
数据链路层：数据链路的建立、维持和拆除；分组信息成帧；差错控制功能；流量控制功能。
网络层：寻址、路由选择、数据包的分段和重组以及拥塞控制。
运输层：1）建立、拆除和管理端系统的会话连接2）进行端到端的差错纠正和流量控制。
会话层：1）会话连接的建立与拆除；2）确定会话类型（两个方向同时进行，交替进行，或单向进行）3）差错恢复控制。
表示层：数据转换：编码、字符集和加密转换；格式转换：数据格式修改及文本压缩；语法选择：语法的定义及不同语言之间的翻译。
应用层：提供网络完整透明性，用户资源的配置，应用管理和系统管理，分布式信息服务及分布式数据库管理等。
现代交换技术第3章电路交换技术课件
数字用户接口应具有图3.3所示的功能结构。过压保护、馈 电和测试功能的作用及实现与模拟用户接口类似。当用户终端 本身具有工作电源时，接口还可以免去馈电功能。
现代交换技术 第3章 电路交换技术 课件
第3章 电路交换技术
测
用户线试Biblioteka 信过 压馈 保电 护
收 发 器
令 插 入 和 提
(R
(B
取
复
用
器
交换
/ 分
电路交换机的总体结构包括硬件和软件两部分。本节主要 介绍电路交换机的硬件结构。其硬件结构分为话路子系统和控 制子系统，如图3.1所示。话路子系统主要由接口电路和交换网 络组成。
现代交换技术 第3章 电路交换技术 课件
第3章 电路交换技术 接口的作用是将来自不同终端(电话机、计算机等)或其它交
换机的各种信号转换成统一的交换机内部工作信号，并按信号的 性质分别将信令送给控制系统，将业务消息送给交换网络。交换 网络的任务是实现各入、出线上信号的传递或接续。控制子系统 对话路子系统进行控制，如监视用户线和中继线的状态，处理用 户或其它交换局发送的信令，按信令要求控制交换网络接续，通 过接口发送信令，协调交换机工作等。它由处理机、存储器、外 部设备和远端接口等部件组成。外部设备有外存、打印机、维护 终端等，是交换局维护人员使用的设备。远端接口包括至集中维 护操作中心CMOC(Centralized Maintenance ＆ Operation Center)、 网管中心、计费中心等的数据传送接口。存储器用来存储程序和 数据，可进一步分为程序存储器和数据存储器。
现代交换原理与技术
现代交换原理与技术一、概述现代交换原理与技术是指在现代通信网络中实现数据、声音和图像等信息交换的原理和技术。
随着信息技术的快速发展和互联网的普及，现代交换原理与技术在通信领域起着举足轻重的作用。
本文将深入探讨现代交换原理与技术的相关概念、基本原理和应用。
二、交换原理的基本概念2.1 交换网络的定义交换网络是一种分组交换网络，它通过将数据分成较小的数据包进行传输，利用交换设备实现数据包的转发和交换。
交换网络的基本组成部分包括交换机、路由器和交换处理器等。
2.2 电路交换和分组交换2.2.1 电路交换电路交换是指在通信过程中，通过建立一条专用的物理通路来传输数据。
它要求通信双方在通信开始前预留一条独占的通路，并在整个通信过程中一直占用该通路。
2.2.2 分组交换分组交换是将长消息划分为较小的数据块，每个数据块称为数据包或分组。
在分组交换中，数据包可以按照不同的路径独立传输，接收方根据分组中的地址信息将分组重新组装成完整的消息。
三、交换原理的基本原理3.1 多路复用和分解多路复用是指多个信号共用一个物理通道的技术，通过在发送端将多个信号进行合并，然后在接收端将多个信号分解出来。
这样可以提高通信线路的利用率。
3.2 报文交换和分组交换的区别报文交换是指将整个报文作为一个单位进行传输，需要占用通信线路的整个传输时段。
而分组交换将长消息分割成较小的数据块，并且每个数据块可以独立传输，提高了通信线路的利用率。
四、交换技术的应用4.1 电信交换技术电信交换技术是指在电信网络中实现数据、声音和图像等信息交换的技术。
它广泛应用于固定电话网络、移动通信网络和宽带接入网络等领域。
4.2 数据交换技术数据交换技术是指在计算机网络中实现数据交换的技术。
它包括局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网等网络技术，广泛应用于企业内部的信息交换和互联网的数据传输。
4.3 交换技术的发展趋势随着信息技术的不断发展，交换技术也在不断进步。
现代交换技术知识点梳理
第一章绪论（2学时）本章重点：电话交换网结构、电话机结构及工作原理、程控数字交换机的基本结构及工作原理。
本章难点：电话机的工作原理、程控数字交换机的工作原理。
2学时知识点层次教学要求互连通信网络I了解初级互通网络、交换机互连网络、电话交换网结构。
电话机结构及工作原理Ⅱ掌握电话机的基本结构及工作原理和通信过程。
交换机结构及工作原理Ⅲ熟悉程控数字交换机的基本结构及工作原理和通信过程。
交换技术的发展概况I了解交换技术的发展历程。
下一代网络的体系结构Ⅱ掌握下一代网络的体系结构及特点。
第二章电路交换技术（10学时）本章重点：电路交换系统的硬件结构、电路交换机的基本功能、时分交换单元、空分交换单元、TST交换网络、DSN交换网络、数据驱动的程序流程结构、时间表调度方式、信令处理程序、交换系统性能评价指标。
本章难点：电路交换机的基本功能、时分交换单元、空分交换单元、TST交换网络、DSN交换网络、数据驱动的程序流程结构、信令处理程序流程。
2学时知识点层次教学要求电路交换技术的特点I了解电路的定义和电路交换技术的特点。
电路交换机的分类I了解电路交换机常用的分类方法。
电路交换呼叫接续过程Ⅱ掌握电路交换呼叫接续过程的三阶段和信令交互关系。
电路交换系统的硬件结构Ⅲ熟悉程控数字交换机的硬件功能组织结构。
电路交换机的基本功能Ⅲ熟悉程控数字交换机各组成模块的基本功能。
2学时知识点层次教学要求数字交换网络I了解数字交换网络的作用和特点。
共享存储器时分交换单元Ⅲ熟悉共享存储器型时分交换单元的电路组织结构。
空分型交换单元Ⅲ熟悉空分型交换单元的电路组织结构。
共享总线型时分交换单元Ⅲ熟悉共享总线型时分交换单元的电路组织结构。
CLOSE交换网络模型Ⅱ掌握CLOSE交换网络模型及3级可重排无阻塞CLOSE网络。
2学时知识点层次教学要求TST网络工作原理Ⅱ掌握TST网络工作原理及建立双向通路过程。
TST网络电路组织结构Ⅲ熟悉TST交换网络电路组织结构。
现代交换原理-重点及复习内容
现代交换原理-重点及复习内容《现代交换原理》第1章概论全互连式的缺点(P1)：1、线对数量随终端数的平方增加。
2、当终端相距较远时，两地间需要大量的长途线路。
3、每个终端都有(N-1)对线与其他终端连接，因而每个终端需要(N-1)个线路接口。
4、增加第(N+1)个终端时，必须增设N对线路。
因此，全互连式仅适合于终端数目较少，地理位置相对集中，且可靠性要求很高的场合。
有了交换设备(P2)：1、尽管增加了交换设备费用，但它的利用率很高，相比之下，总的投资费用将下降。
2、易于组成大型网络数据通信和语音通信的区别(P3)1、通信对象不同。
2、传输可靠性不同。
一般而言，数据通信的比特差错率必须控制在10^-8以下，而话音通信比特差错率可高达10^-3。
3、通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同。
4、通信过程中信息业务量特性不同。
利用电话网络进行数据传输的缺点(P4)：1、在电话网络中进行数字信号传输至少需要经过A/D和D/A两次变换，增加了信号传输的开销。
2、数据量很大时信道无法满足传输要求。
3、数据量很小时会浪费网络传输资源。
电路交换的主要优缺点(P5)：电路交换的主要优点①信息的传输时延小，且对一次接续而言，传输时延固定不变。
②交换机对用户的数据信息不存储、分析和处理传用户数据信息时不必附加许多控制信息，交换机在处理方面的开销比较小信息传输效率比较高。
③信息的编码方法和信息格式由通信双方协调，不受网络的限制。
电路交换的主要缺点①电路接续时间较长。
②电路资源被通信双方独占，电路利用率低。
③不同类型的终端（终端的数据速率、代码格式、通信协议等不同）不能相互通信。
④有呼损。
报文交换(P5)：基本原理是“存储—转发”。
1、报文交换的主要优点①可使不同类型的终端设备之间相互进行通信。
②在报文交换的过程中没有电路接续过程，且线路利用率高。
③无呼损。
④可实现同文报通信，即同一报文可以由交换机转发到不同的收信地点。
现代交换原理 第3章 交换单元与交换网络.ppt
主要内容
1. 交换网络的构成和分类 2. 交换单元
交换单元的基本概念 开关阵列与空间交换单元 共享存储器型的交换单元——时间交换单元 共享总线型的交换单元——数字交换单元
3. 交换网络
CLOS网络 TST网络 DSN网络 BANYAN网络
•3.1 引言
输出端口编号，
• 信道RAM的地址对应输入时隙，而内容对
应着输出时隙。
• 每个发送端口有数据RAM，也是控写顺读，
其地址对应输出时隙，而内容为语音抽样 编码值，端口间的信息交换通过时分复用 总线完成。
• 总线有控制总线，数据总线，端口总线，
信道总线。
数字交换单元（DSE）的工作原理
总线按时隙轮流分配给各个入线控制部件和出线控 制部件使用，其时隙的分配有一定的规则。
数字交换单元（DSE）
DPC
TS6
端口RAM 话路RAM
S
0
0
S
10
数据RAM 0
20
20
6 10
6 20
10
S 20 S
TS20
S
31
31
RX3
DSE内的通路
31 TX10
• 每个接受端口中有端口RAM和信道RAM, • 端口RAM和信道RAM是控写顺读， • 端口RAM的地址对应输入时隙，而内容为
串行码
PCM 0
PCM 1
复
:
用 器
PCM 7
TS=32 2.048Mb/s
并行码
T
TS=32x8=256 2.048Mb/s
串行码
PCM 0’
分
PCM 1’
路:
现代交换原理电子书
现代交换原理电子书
这本电子书以现代交换原理为主题，旨在深入探讨现代交换原理及其应用。
通过对交换原理的详细解释和实例讲解，读者可以全面了解该领域的基本概念和关键技术。
本书分为若干章节，每章介绍一个特定主题，从基础知识到高级应用逐步展开。
第一章介绍交换原理的基本概念。
首先介绍了交换原理的历史背景和发展过程，然后详细解释了交换原理的定义、分类和基本原理。
接着，对交换网络的结构和组成部分进行了分析和讨论。
第二章探讨交换原理的关键技术。
详细介绍了交换过程中的信号处理、传输技术和调度算法等关键技术。
通过对每个技术的原理和实际应用的分析，读者能够全面了解交换原理中各个环节的工作原理和实现方式。
第三章以实际案例为基础，详细介绍了交换原理在通信领域的应用。
包括传统电话交换网络、互联网交换网络和移动通信网络等。
通过对各个案例的分析，读者能够全面了解交换原理在不同网络中的应用和优化方法。
第四章以交换原理的未来发展为主题，展望了交换原理在新一代通信技术中的前景和挑战。
通过对新兴技术和趋势的分析，读者可以对未来交换原理的发展方向有更清晰的认识。
本书旨在为从事通信技术和网络工程的专业人士、研究人员以及对交换原理感兴趣的读者提供一本全面且系统的参考书籍。
通过深入学习本书，读者将能够掌握现代交换原理的基本理论和实践应用，从而在相关领域具备更强的专业能力和创新能力。
现代交换原理与技术练习及答案综述
现代交换原理与技术练习题第1章绪论一、填空题7-1“竹信”就是用一根_________连结两个小竹筒，在竹筒的一方可以听见另一方小声说话的声音。
绳子7-2人类用电来传送信息的历史是由_________开始的。
电报7-3电报（Telegraph）是一种以_________________传送信息的方式，即所谓的数字方式。
符号（点、划）7-4“电信”是使用有线、无线、光或其它_____________系统的通信。
电磁7-5在电信系统中，信息是以电信号或___________信号的形式传输的。
光7-6交换设备的作用就是在需要通信的用户之间_________________，通信完毕拆除连接，这种设备就是我们今天常说的电路交换机。
建立连接7-7通信网由用户终端设备、_______________设备和传输设备组成。
交换7-8在由多台交换机组成的通信网中，信息由信源传送到信宿时，网络有___________连接和无连接两种工作方式。
面向7-9电路就是在通信系统中两个终端之间（有时须通过一个或多个交换节点）为了完成_____________传递而建立的通信路径。
信息7-10物理电路是终端设备之间为了传送信息而建立的一种________连接，终端之间可通过这种连接接收/发信息。
实7-11信息在通信网中的传送方式称为传送模式，它包括信息的复用、传输和________方式。
交换7-12时分复用，就是采用___________分割的方法，把一条高速数字信道分成若干条低速数字信道，构成同时传输多个低速数字信号的信道。
时间7-13交换技术从传统的电话交换技术发展到综合业务交换技术在内的现代交换技术，经历了人工交换、机电交换和_________交换三个阶段。
电子7-14电路交换技术是一种主要适用于_________业务的一种通信技术。
实时7-15分组交换采用的路由方式有数据报和_________两种。
虚电路7-16宽带交换技术就是指支持传输比特速率高于_________的交换技术。
现代通信网(郭娟)习题答案
单性和开放性。TCP/IP 的主要贡献在于明确了异构网络之间应基于网络层实现互连的思想。 11．请各举出一个例子，说明工作在 OSI 七层协议第一层的设备有什么，第二层的设备有什 么。
第一层设备如 HUB，第二层设备如以太交换机。
12．OSI 的七层模型中，数据链路层和网络层的功能分别是什么？其对应的数据格式分别是 怎样的？这两层的功能和数据格式之间有什么关系？
4．对交换技术的分类主要依据哪些因素？并以电路交换方式为例进行分析。 交换技术的分类可根据：资源复用方式采用静态复用还是动态复用？是否建立连接？
是否进行资源预留？来进行定义和分类。电路交换 CS(Circuit Switching)采用静态复用、 面向连接、不进行资源预留的方式，通过的方式进行比特流的传送。
2．从功能上看，现代通信网分为哪几部分？它们之间的关系是怎样的？它们之间的相互协 调通信通过什么机制来实现？
从功能的角度看，一个完整的现代通信网分为相互依存的三部分：业务网、传送网、支 撑网。业务网是直接面向用户，给用户提供通信业务的网络，而传送网、支撑网则是为业务 网服务的，业务网可以看作传送网和支撑网的用户。
7．现代通信网为什么要采用分层结构？第 N 层协议实体包含几部分内容？画出对等层之间 的通信过程。
现代通信网采用分层体系结构的主要原因： 1) 可以降低网络设计的复杂度。网络功能越来越复杂，在单一模块中实现全部功能过 于复杂，也不可能。每一层在其下面一层提供的功能之上构建，则简化了系统设计。 2) 方便异构网络设备间的互连互通。用户可以根据自己的需要决定采用哪个层次的设 备实现相应层次的互连。 3) 增强了网络的可升级性。层次之间的独立性和良好的接口设计，使得下层设施的更 新升级不会对上层业务产生影响，提高了整个网络的稳定性和灵活性。 4) 促进了竞争和设备制造商的分工。分层思想的精髓要开放，任何制造商的产品只要 遵循接口标准设计，就可以在网上运行，这打破了以往专用设备的易于形成垄断性的缺点。 另外，制造商可以分工制造不同层次的设备。 第 N 层通信协议主要包含以下内容：1) 语法：定义协议的数据格式，即用户数据与控 制信息的结构和格式；2) 语义：进行协调和错误处理的控制信息，即需要发出的控制信息， 以及完成的动作与做出的响应；3) 时序：包括同步和顺序控制，即详细说明事件进行的顺 序。 对等层间通信过程：
现代交换原理课件
具有开放性、灵活性、可扩展性、安 全性等特点，能够提供更加丰富和多 样化的业务和服务。
下一代网络中的交换技术
基于软交换的交换技术
软交换是一种基于软件的分布式交换和控制技术，可以实现不同 业务和服务的灵活控制和调度。
基于路由的交换技术
基于路由的交换技术是利用IP协议的路由功能来实现数据交换和控 制，具有高效、灵活的特点。
03 分组交换技术
分组交换技术的原理
分组交换技术的基本原理是将数据分割成固定长度的数据段，每个数据段称为一个分组，然 后通过网络进行传输。在传输过程中，每个分组可以选择不同的路径到达目的地，因此具有 动态路由的特点。
分组交换技术基于存储转发原理，即在网络节点中先存储分组，然后根据路由信息将分组转 发到下一个节点，直到到达目的地。
交换技术的发展历程
电路交换的出现
电路交换技术最早出现于电话通 信中，它能够保证通信链路的可 靠性和稳定性，但资源利用率较
低。
分组交换的兴起
随着计算机技术的发展，分组交换 技术逐渐兴起，它能够实现动态分 配通信链路资源，提高资源利用率。
软交换的演进
软交换技术是电路交换和分组交换 的演进产物，它采用分布式体系结 构，能够实现网络融合、灵活控制 和高效资源利用。
现代交换原理课件
目录
• 交换技术概述 • 电路交换技术 • 分组交换技术 • 软交换技术 • 下一代网络中的交换技术
01 交换技术概述
交换技术的定义与分类
交换技术的定义
交换技术是指在通信网络中，通 过特定的设备或网络节点，将来 自不同路径的通信流量进行接续 、转接或传递的技术。
交换技术的分类
根据交换方式的不同，交换技术 可以分为电路交换、分组交换和 软交换等。
现代交换原理-第3章-电路交换技术及接口电路分析
本章主要内容
1. 电话通信的基本原理 2. 电话交换技术的发展 3. 程控数字交换机的系统结构 4. 控制系统 5. 接口电路
1、电话通信的基本原理
3
1.1电话机的发展
80年代出现数字电话机， 之后出现了各种新式电话机 70年代出现电子电话机-按键式电话机 1896年出现了自动电话机-拨号盘电话机
多处理机间的通信方式
采用计算机网常用方式：如总线等
通信方式
利用PCM信道
利用TS16进行通信：如FETEX-150
与话音信息一样在交换网络中传输， 用不同的标志区分：如S1240中的换 码信道字
5、接口电路
32
数字交换机接口类型
用 Z 模拟用户接口电路 户 侧 接 V 数字用户接口电路 口
OAM
（1）B:馈电
a
用户线
– 48V
用户线
b
馈电：由用户电路向电话提供直流电源，-48v，20-50mA。
电容的特性：“隔直流，通交流” 电感的特性：“隔交流，通直流”
（2）0:过压保护
R
a 1
外 线
2
R
b
4 内
-48V 线 3
用户线是外线，为避免高压进入交换机内部而损坏交换 机，设置了两极保护，将线路的高压分别限制在–48V和 地电位。
其它功能
极性倒换（反转） 计费脉冲发送
模拟用户电路功能框图
举例——用户电路板
5.2 数字中继电路
数字中继电路：交换机与数字中继线的接口设备， 用于与数字交换局或远端模块的连接。
控制系统的结构
控制系统的构成方式： 集中控制、分散控制（分级控制、分布控制） 多处理机的工作方式： 按功能分担、按话务分担、备用方式 备用方式：同步方式、互助方式、主/备方式（冷 备用、热备用） 处理机间的通信方式： 通过PCM信道进行通信、采用计算机网常用的通 信方式
现代交换原理
现代交换原理交换原理是通信技术中的核心概念之一。
在最初的通信中，是通过无线电信号进行实现的，但由于无线电信号很容易被干扰或窃听，因此交换原理变成了在有线电路上的通信。
本文将介绍现代交换原理的发展及其应用。
传统交换原理在传统的电信交换系统中，话务被划分为小的时间片，然后分配给各个离散的电话线路。
这样做可以让每条电话线路都能够承载更多的通话而不会导致电话拥堵。
但这种交换架构面临一个缺点，就是在高峰时间，很可能出现忙线或是无法拨通电话的情况。
现代交换原理为了解决传统交换原理的缺点，现代交换原理采用了更加激进的方法。
有了新的技术，通信网络可以为许多使用者提供更好的服务和更高的效率。
主要的两种交换原理是电路交换和分组交换。
电路交换电路交换被广泛用于电话网络中，每次呼叫前，它会将言语或信息传输路径上进行一次电路鉴定，从而建立一个始终连接的物理电路。
由于呼叫端点之间建立了物理连接，因此进行通信时，这种系统非常可靠，且通信速度也很快。
分组交换不同于电路交换的是，分组交换系统并不会在连接时分配独立的电路。
相反，它将数据分成短的信息块，每个块都包含着有关目的地的地址信息，然后在网络中进行传输。
这种方式使得多个通信请求可以共享网络资源和传输线路。
当然，在这个过程中需要一定的处理时间。
数字交换数字交换是一种技术，可以将模拟信号转换为数字信号，然后再在数字系统内进行处理和传输。
近年来，在数字交换领域内已经出现了大量创新和技术突破，例如IP电话，卫星系统和光纤网络等等，都是数字交换技术的应用。
虚拟交换虚拟交换技术是一个在传输过程中不会占用实际线路的交换技术。
使用这种技术，数码信号会在网络中传输，而无需建立一个专用的物理连接。
这种方法可以极大地提高通信线路的利用率，以及减少线缆和设备的成本。
应用现代交换技术已经被广泛应用于许多领域，包括音频和视频通信、电视和广播、互联网通信和移动通信等。
面对不断变化的用户需求和不断革新的技术，现代交换技术的应用会更加普遍，也会更加丰富。
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备用方式
(2) 互助方式 主、备用机平时分别承担一半话务负荷， 一旦有一台处理机出现故障，就由另一台 处理机承担全部的话务工作。
用户
用户
处理机1 处理机2
备用方式
(3) 主/备用方式 一台处理机正常工作，一台处理机备用，一旦主 用机出现故障，进行主/备用设备切换。 备用方式有两种： ①冷备用： 备用机不保存呼叫数据，发生故障切换时，当 前正在进行的呼叫会丢失掉。 ②热备用： 备用机保存呼叫数据，切换时不会丢失呼叫。
中央处理机：负责系统资源分配，中央交换 网络控制，呼叫处理，信令处理，系统的操 作、维护、管理等。
用户处理机
4、程控交换机的控制系统
19
交换系统对控制部件的要求
1、呼叫处理能力：最大忙时试呼次数 （Maximum Number of Busy Hour Call Attempts） 2、高可靠性：99.99%的正确率和40年中断时间小 于2小时 其它：灵活性和适应性；经济性
1、功能分担
不同处理机完成不同功能。 2、话务分担
去交换机结构图
每台处理机只完成一部分用户的呼叫处理任务。
用户
用户
去FETEX-150
处理机1 处理机2
3、备用方式 双处理机，一台主用机，一台备用机。
备用方式
(1)同步方式（同时接收话路设备的输入信息，执行相 同的指令）
两台处理机同步工作，执行结果进行比较，相同则 继续。如结果不一致，则中断正常业务，各自启动检测 程序，检测有故障的处理机退出服务，且应尽快修复， 返回到工作系统中。
用户电路：用户终端设备与交换机的接口 用户级交换网络：-集中/分散用户的话务量
-采用单T交换网络 用户处理机：控制用户级交换网络
远端用户模块：放置在远离母局的用户密集区
与用户模块基本相同 区别：具有模块内交换功能 优点：-避免用户线长距离铺设，节省成本
-将模拟传输改为数字传输，改善了线路的 传输质量
A接口：速率为2048kb/s的数字中继接口 B接口：PCM二次群接口，其接口速率为8448kb/s
程控交换系统接口类型——模拟接口
Z接口：模拟用户接口 Z1接口：连接单个模拟用户的接口 Z2接口：连接模拟远端集线器的接口 Z3接口：连接模拟PABX的接口
5.1 模拟用户电路
用户电路：交换机通过用户线与用户终端相连的接口电路。 模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能： ——B(Battery feeding)馈电 ——O(Overvoltage protection)过压保护 ——R(Ringing control)振铃控制 ——S(Supervision)监视 ——C(CODEC & filters)编译码和滤波 ——H(Hybird circuit)混合电路 ——T(Test)测试
用户电路
用
户
用户电路
级
PCM
数
字
用户模块 用户处理机
交
换
用户电路
用
户
用户电路 级
网
数字
数字
中继电路 中继电路
络
数字 中继电路
模拟 中继电路
信令设备
远端 用户模块 用户处理机
返回
存储器
中央处理机
话路子系统 控制子系统
外设
数字交换机的系统结构
话路子系统
由交换网络和各种外围模块组成 数字交换网络：核心，实现交换功能 用户模块
第一级在总配线架上安放气体放电管； 第二级在用户电路中设置二极管桥式钳位电路。
（3）R:振铃控制
用户线
截铃
振铃电路
控
制
S 振铃
铃流
系 统
控制
振铃信号（铃流）：90V±15V，25HZ，1s通，4s断。
过程:控制系统发“振铃控制” →继电器动作→铃流经用户线 送达用户话机→用户话机振铃→用户摘机→振铃电路产生“截 铃”信号→控制系统停止“振铃控制”信号→开关释放→停止 振铃
电话交换技术发展的三个阶段
②旋转制、升降制电话交换机 特点：间接控制方式（用户拨号脉冲由“记发器”接 收，通过译码器译成电码控制接线器） 共同特点： 噪声大 易磨损 维护工作量大 接线速度慢 故障率高 电路技术简单 人员培训容易
电话交换技术发展的三个阶段
2.纵横制交换机（Crossbar System） 1938年 特点：①接线器接点采用压接触方式 ②公共控制方式（控制部分与话路部分分离， 控制部分可独立设计）
将控制功能分级，不同层次的控制功能由不同 的处理机完成。
分级控制
交换网络
LPR LPR LPR LPR
CPR
CPR
MPR 日本富士通，FETEX-150 低层次 ：用户线扫描，摘挂机识别 ---用户处理机(LPR) 高一层次：号码分析，路由选择 ---呼叫处理机(CPR) 最高层次：故障诊断，维护管理 ---主处理机(MPR)
现代交换原理-第3章-电路交换技术及接口电路 分析
本章主要内容
1. 电话通信的基本原理 2. 电话交换技术的发展 3. 程控数字交换机的系统结构 4. 控制系统 5. 接口电路
1、电话通信的基本原理
3
1.1电话机的发展
80年代出现数字电话机， 之后出现了各种新式电话机 70年代出现电子电话机-按键式电话机 1896年出现了自动电话机-拨号盘电话机
控制系统的结构
控制系统的构成方式： 集中控制、分散控制（分级控制、分布控制） 多处理机的工作方式： 按功能分担、按话务分担、备用方式 备用方式：同步方式、互助方式、主/备方式（冷 备用、热备用） 处理机间的通信方式： 通过PCM信道进行通信、采用计算机网常用的通 信方式
控制系统的构成方式
1、集中控制
返回
去交换机结构图
控制系统的构成方式
（2）分布式控制 以S-1240数字交换机为典型代表。 取消了中央处理机，将控制功能分散到各个终端模
块的控制单元(TCE)中 。 优点：①硬件和软件的模块化
②扩充性好 ③可靠性高 缺点：多处理机间通信接口复杂
分布式控制
模拟用户模块 T
ASM C E
系统辅助控制单元 ACE
数字中继模块 T C DTM E
T MPM C
E 维护外设模块
DSN
T C TTM E 中继测试模块
RIM
远端用户单元 接口模块
T C E
T CTM C
E 时钟音信号模块
TCE：终端控制单元
T C CCM E 公共信令模块
T C SCM E
服务电路模块
图3-14 全分散控制系统的结构
多处理机的工作方式
操作、管
交 换 网 络
数字中继接口电路 数字中继接口电路 模拟中继接口电路
A中 继
B侧 接
C口
理、维护
控制系统
接口设备：数字程控交换机与外围环境的接口 功能：完成外部信号与交换机内部信号的转换
数字交换机接口类型
模拟用户线
Z1
ET
Z1 模拟远端集线器 Z2
ET
模拟PABX
数字用户线 NT Z1 数字远端模块
（1）B:馈电
a
用户线
– 48V
用户线
b
馈电：由用户电路向电话提供直流电源，-48v，20-50mA。
电容的特性：“隔直流，通交流” 电感的特性：“隔交流，通直流”
（2）0:过压保护
R
a 1
外 线
2
R
b
4 内
-48V 线 3
用户线是外线，为避免高压进入交换机内部而损坏交换 机，设置了两极保护，将线路的高压分别限制在–48V和 地电位。
其它功能
极性倒换（反转） 计费脉冲发送
模拟用户电路功能框图
举例——用户电路板
5.2 数字中继电路
数字中继电路：交换机与数字中继线的接口设备， 用于与数字交换局或远端模块的连接。
1882年出现了共电式电话机
1877年爱迪生发明了碳精式送话器 （磁石式电话机）
1875年6月2日贝尔和沃森发明了电话 （原始的电磁式电话）
1.2 电话机的构成及通话原理
原始 话音
还原 话音
送话器 消侧音电路
受话器
二-四 转换
电话机
原始 话音
还原 话音
电话机 受话器：将相应的电信号还原为声音的转换器。（喇叭） 送话器：将声音变换为相应电信号的转换器。 （话筒）
我国程控交换技术的发展
引进交换机 AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS、 NEAX61 、 EWSD 引进生产线 上海：S1240，北京：EWSD，天津：NEAX61 自行研制 巨龙HJD-04，大唐SP30，华为C&C08，中兴ZXJ10
3、程控数字交换机的系统结构
14
数字交换机的系统结构
任一处理机能使用系统的所有资源（硬件、软件）， 执行交换系统的全部功能。
资源1 资源2
资源r
处理 处理 处理 机1 机2 机n
功能1 功能2
功能f
特点：控制关系简单，处理机间通信接口简单，可靠 性差， 软件庞大，维护困难
控制系统的构成方式
2、 分散控制 控制系统中的每台处理机只能使用部分资源，完
成部分功能。 （1）分级控制
数字交换机的系统结构
话路子系统
中继电路：交换机与中继线的接口，一般是 交换机与交换机或交换机与远端模块的接口
数字中继电路：连接数字中继线 模拟中继电路：连接模拟中继线
信令设备：用来接收和发送呼叫接续时所需 的信令信息，比如各种信号音。
数字交换机的系统结构
控制子系统 是交换机的“指挥系统”，采用分级分散 控制方式
多处理机间的通信方式
采用计算机网常用方式：如总线等