现代交换技术第一章
现代交换原理与通信网技术-第1章-交换概论
03
交换网络
电路交换网络
电路交换网络概述
电路交换网络的不足
电路交换网络是一种传统的通信网络， 通过建立电路连接来实现通信。
电路交换网络的资源利用率较低，无 法适应突发性、间歇性的数据业务需 求。
电路交换网络的特点
电路交换网络具有实时性、稳定性、 可靠性等特点，适用于需要连续通信 的语音、视频等业务。
分组交换原理
分组交换是一种新型的交换方式，其基本原理是将信 息分割成若干个数据包，每个数据包包含一定的信息 量和地址信息。在分组交换中，当用户发起通信请求 时，交换机将用户发送的数据包存储在缓冲区中，然 后根据数据包的地址信息为其寻找最佳传输路径，实 现数据包的动态传输。在通信过程中，数据包可以在 不同的通信链路上传输，具有很高的灵活性和可靠性 。
软交换网络是一种基于软件的网 络，通过软件实现通信网络的控
制和交换功能。
软交换网络的特点
软交换网络具有灵活性、可扩展性、 wenku.baidu.com效性等特点，能够同时支持语音、 视频和数据业务。
软交换网络的不足
软交换网络的稳定性、可靠性等方 面还需进一步提高，同时需要加强 网络安全保护。
04
交换技术的发展趋势
智能交换技术
现代交换原理与通信 网技术-第1章-交换概 论
目录
• 交换技术的演进 • 交换的基本概念 • 交换网络 • 交换技术的发展趋势
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.
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.
现代交换技术第1章 概论
控制简单
控制复杂
固定比特率
可变比特率
（四）IP 交 换
▪ Internet的基本思想 ▪ Internet的问题
IP over ATM有两种模式： 叠加模型：CIP、LANE、MPOA 集成模型：IP交换、Tag交换、MPLS
（五）光 交 换 技 术
光
光电
电
光 电 电光
信
交
号
光电
换
光电 电光
光 信 号
西安工业大学
现代交换原理
Modern Switch Principle
课程概况
➢教学内容 ➢教学目标 ➢教学计划 ➢参考书
一、教学内容
第1章：概论（3） 第2章：交换单元和交换网络（7） 第3章：电路交换技术及接口电路（4） 第4章：存储程序控制原理（2） 第5章：分组交换及帧中继技术（4） 第6章：信令系统（2） 第7章：ATM交换技术（4） 第8章：路由器及IP交换技术（3）
链路建立、信息传送、释放链路 优点 ➢时延小 ➢传输效率高 ➢信息的编码方法与信息格式不受网络限制 缺点 ➢电路接续时间长 ➢电路利用率低 ➢用户终端的制式受限 ➢有呼损
1.3.4 报 文 交 换 基本原理
以存储/转发方式在网络中传送数据的交换方式。
基本过程
存储报文、分析报文中的收报人地址、报文转发。 有多个报文送往同一地点时，要排队按顺序发送。 报文传送中有检错和纠错措施。
现代交换技术
现代交换技术
第一章绪论
1.1 交换与通信网
1.面向连接网络和无连接网络的主要区别：P4
（1）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；而无连接网络不为用户的通信过程建立和拆除连接。（2）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；而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。
（3）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。
1.2 交换原理P9
1.无论何种交换机，在通信网中均完成如下功能：
（1）接入功能（2）交换功能（3）信令功能（4）其它控制功能
第二章7号信令系统
2.1 信令系统概述
1、所谓信令，就是指在通信网上为完成某一通信业务，节点之间要相互交换的控制信息（包括终端、交换节点、业务控制节点）。
2、信令编码方式：（1）模拟编码方式：使用最多的是多频编码方式。比如中国1号记发器信令的前向信令就设置了6种频率，每次取出两个同时发出，表示一种信令，共有15种编码。
（2）二进制编码方式：典型的代表是数字型线路信令，它使用4比特二进制编码来表示线路了的状态信息。
（3）信令单元方式：代表7号信令系统
3、7号信令系统的特点：
（1）局间的7号信令链路由两端的信令终端设备和塔门之间的数据链路组成，数据链路是一个工作于双向方式的数据信道，目前使用的速率为64kb/s
（2）7号信令系统的本质是一个高速分组交换系统，信令系统之间通过局间的专用信令链路以分组的形式交换各类业务控制信息（3）一条信令链路可以传送若干条话路的信令，理论上话路群得最大容量为4096条
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。
现代交换原理与技术第1章 现代交换原理与技术
存在吗
通信网中涉及到了以下几个基本概念
• （1）市话交换机 • （2）汇接交换机 • （3）中继线 • （4）用户线
1.1.2 交换机完成的四种接续类型
• （1）本局接续：本局用户线之间的接续，通信的主被叫 都在同一个局。
• 人工交换机的缺点是接续速度慢，工作量 大、易出差错，迫使人们寻求自动接续方 式。
机电式自动交换机阶段
• 1.步进制交换机
• 靠电话用户拨号脉冲直接控制交换机的接线器
一步一步动作的。 用户拨号每产生一个电脉冲， 自动交换机的接线器就动作一步。
• 2.纵横制交换机
• 纵横交换机的交换网络由纵横接线器组成，纵 横接线器由纵线（入线）和横线(出线)组成。
通信的特点是对差错率要求不高（因为人
对语音的误差有一定的容错能力），但是
对实时性要求较高，否则一句话需要很长
时间才传到对方，用户的通话体验就会很
差。
• 针对语音通信的这个基本要求，电路交换采用面 向连接的、独占电路的方式来满足实时性的要求。 电路交换主要包括建立连接、通信和释放连接三 个过程，建立连接阶段是根据用户所拨的电话号 码，由交换机负责连接一条电路，在通话阶段该 电路由该用户独占，即使他们不讲话，不传输信 息，该电路也不能分配给其他用户使用，其示意 图如图1.10所示。
现代交换原理与技术练习及答案
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
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(第二版)课件第1章-交换技术概述
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。 引入了一种交换设备。
电话 交换机
1.1.1
一、什么是交换
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
交换的引入
电话 交换机
1.1.1
（一）电路交换
3、快速电路交换
其基本思路是：只在信息要传送时才分配带宽和有 关资源，并快速建立通道，用户没有信息传输时则 释放传输通道。
主要特点： ►在呼叫建立时，寻找一条适合的通道。 ►将带宽、路由编号填入相关交换机中，不建立实
际连接和分配资源，只是“虚电路”。 ►当用户发送信息时，通过呼叫标识激活虚电路， 迅速建立物理连接。 ►会引起信息丢失或排队时延。
u 0 1 0 1 0 0 1 1
例如：
“0”“1”表示进制数字信号
五位“0”“1”用于电报通信
t
七位“0”“1”用于计算机通 信
1.2.1
模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信 ► 模拟通信：以模拟信号来传送消息的通信方式。
信息源 调制器
（发信机）
传输媒质
解调器
（收信机）
受信者
基带信号
已调信号
1.2.1
模拟交换与数字交换
现代交换技术复习资料
交换技术复习题
第一章交换概论
1、交换技术经历了哪几个发展阶段？
最早的“自动交换机”是在1892年11月3日投入使用的，那是美国人史端乔发明的步进制自动电话交换机。
电话的发明家是英国人亚历山大·贝尔。
2、构成通信网的三个必不可少的要素是什么？
通信网是由用户终端设备、传输设备和交换设备组成。它由交换设备完成接续，使网内任一用户可与其他用户通信。
3、电路传送模式、分组传送模式和ATM传送模式的特点是什么？
电路交换（Circuit Switching，CS）是指固定分配带宽（传送通路），连接建立后，即使无信息传送也占用电路的一种交换方式。电路交换的最小单位是时隙。
简述电路交换系统有哪些特点？
答：1）电路交换是面向连接的交换技术。2）电路交换采用静态复用、预分配带宽并独占通信资源的方式。3）电路交换是一种实时交换，适用于对实时性要求高的通信业务。
分组交换的主要优点是：第一，为用户提供了在不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的终端之间能够相互通信的灵活的通信环境；第二，采用逐段链路的差错控制和流量控制，出现差错可以重发，提高了传送质量和可靠性；第三，利用线路动态分配，使得在一条物理线对可以同时提供多条信息通路。
分组交换可提供虚电路（Virtual Circuit，VC）和数据报（Datagram，DG）两种服务方式。数据报方式的每个分组头要包含详细的目的地址，而虚电路方式由于预先已建立逻辑连接，分组头中只要含有对应于所建立的虚电路的逻辑信道标识即可。
比较电路交换、分组交换和A TM 交换方式的主要特点。
现代交换技术答案
第一章
1.1为什么说交换设备是通信网的重要组成部分？
转接交换设备是通信网络的核心，它的基本功能是对连接到交换节点的传输链路上的信号进行汇集、转接和分配，实现多点到多点之间的信息转移交互。
1.2电话交换网中两个用户终端进行通信时，交换机主要完成哪些操作？
在电话交换网中，开始呼叫时交换机完成接续（寻址、定位、振铃等）工作，被叫摘机后交换机分配给本次呼叫一个通路，在通信中交换机主要完成通信传送的工作。
1.5 如何理解ATM交换综合了电路交换和分组交换的优点.
1）采用固定长度的ATM信元异步转移复用方式。
2）A TM采用面向连接并预约传输资源的方式工作。
3）在A TM网络内部取消差错控制和流量控制，而将这些工作推到网络的边缘设备上进行。4）A TM信元头部功能降低。
1.7 光交换技术的特点是什么？
1）提高节点吞吐量。
2）降低交换成本。
3）透明性。
2.2电路交换系统有哪些特点？
1）电路交换是面向连接的交换技术。
2）电路交换采用静态复用、预分配带宽并独占通信资源的方式。
3）电路交换是一种实时交换，适用于对实时性要求高的通信业务。
2.4电路交换机由哪些基本功能模块组成，并说明各模块作用？
由终端接口功能、连接功能信令功能和控制功能等模块组成，终端接口功能主要作用是适配外部线路传输信号的特性要求，将外部信号传送格式与适合交换机内部连接功能所要求的格式进行相互转换，并协同信令功能模块收发信息。信令功能模块的作用是通过终端接口电路监视外部终端的工作状态和接收呼叫信令，并将接收的状态和信令消息转换成适合控制功能进行处理的消息格式。连接功能的作用是在控制功能模块的管理下，为连接在交换机上的所有终端提供可任选的相互连接通路。控制功能的作用是依照用户需求结合交换设备性能指标要求，快捷可靠的实施电路接续操作，并有效地管理交换设备正常运行。
华工-现代交换技术答案(完整版)
第一章作业参考答案
1.无连接网络和面向连接网络各有什么特点?
(1)面向连接网络对每次通信总要经过建立连接、传送信息、释放连接三个阶段，而无连接网络并
不为每次通信过程建立和拆除连接。
(2)面向连接网络中的每一个节点必须为每一个呼叫选路，一旦路由确定连接即建立，路由中各节
点需要为接下来进行的通信维持连接的状态；无连接网络中的每个节点必须为每个传送的分组独立选路，但节点中不需要维持连接的状态。
(3)用户信息较长时，面向连接方式通信效率较高；反之,使用无连接方式要好一些。
2.软交换、NGN、IMS的含义是什么？他们之间有什么关系？
含义:
（1）软交换：
a.狭义上看:软交换是一种功能实体（软交换设备)，为下一代网络(NGN)提供具有实时性要求
的业务的呼叫控制和连接控制功能,是下一代网络呼叫与控制的核心。
简单的看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控
制”功能是和业务结合在一起的,不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换则是与
业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。
b.广义上看：软交换式是NGN的体系结构
（2）NGN：下一代网络体系，具有以下特点：a。将传统交换机的功能模块分离成独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分，支持标准的业务开发接口，各自独立发展。b。
是业务驱动的网络，应实现业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离。 c。基于统一协议
(一般为IP）的分组承载网络。
ITU-T对NGN的定义：NGN是基于分组的网络，能够提供包括电信业务在内的多种业务，
现代交换技术 第一章 概论
第一章 概论
1.1.1交换技术的产生
如果有多个人，任意两人之间都能用电话机相互通信，则多个电话 机之间得相互用导线连接起来，如图1.1(b)所示。
（a）两用户连接
（b）多用户连接
第一章 概论
人们研究一种设备，这些电话机都用一对导线连接到这个设备的连 接端口（话机接口）上，通过这个设备来实现任意两个电话机之间的通 信连接，这个设备就称为电话交换机，连接到交换机的电话机或其使用 者也称为该交换机的电话用户（简称用户）。
协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所
能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。”
电路交换
智能网
业务和应用
软交换
业务和应用
业务和应用
NO.7信令
API
呼叫控制和交换
源自文库
呼叫控制和交换
呼叫控制 API
传输硬件
传输硬件
传输硬件
第一章 概论
1.3.2 下一代网络简介
1．基本概念
第一章 概论
电路交换的优点是： （1）传输时延小，实时性强。对一次接续而言，传输时延固定不 变； （2）信息的“透明”传输，交换机对用户的数据信息不存储、分 析和处理，交换机在处理方面的开销比较小，交换设备成本较低。 （3）信息在建立好的信道中传输，不需要附加许多用于控制的信 息，传输效率比较高。
现代网络交换技术知识点
现代网络交换技术知识点
第一章：
1、什么是分组交换？
分组交换采用了报文交换“存储-转发”方式，但不像报文交换那样以报文为单位交换，而是把用户所要传送的信息（报文）分割为若干个较短的，被规格化的“分组”进行交换与传输。
2、分组交换中，交织传输主要有哪些方法？各有何特点
方法有三种：比特交织，字节或字符交织和分组（或信息块）交织。
3、中国1号信令规定了哪两种信号？
中国1号信令包括线路信号和记发器信号两部分
4、中国1号信令中的记发器信号是如何传送的？
记发信号是在记发器（多频收发码器）之间进行传送的信号。通过相应话音通路从一个局的激发起发出，而由另一个局的记发器接收。
5、7号信令的功能结构可分为哪几级？并说明各级的主要功能。
信息传递部分的第一级（MTP1）：规定了信令传输通路的物理，电气和功能特性，用于信令消息双向传递；
信息传递部分第二级（MTP2 ）：它定义了两个直接连接的信令点之间的信令数据链路上传送信令消息的功能和程序；
信息传递部分第三级（MTP3）：是在第一级或第二级出现故障时，负责将信令消息从一个信令点可靠地传送到另一个信令点，并且要求在窄带和宽带的环境是相同的。
6、电路交换的特点？
电路交换的特点：采用固定分配宽带，电路利用率低；要预先建立连接，有一定的链接建立时延，通路建立后可实时传送信息，传输时延一般可以不计；无差错控制措施，对于数据交换的可靠性没有分组交换高；用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过负荷时呼损率增加，但不影响呼叫。
7、用户状态信令包括哪些信令信号？
用户状态信令包括：呼出占用；应答；前向拆线；后向拆线
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现代交换原理
1.4.4
局间信令
►记发器信号：包括选择路由所需的地址信号（即被 叫号码）和其它用于建立接续的控制信号。 特点：
►采用多频编码、连续互控；
►一般采用端到端传送，也可逐段转发；
►按照“四拍”的互控过程进行传送。
现代交换原理
随路信令方式
练习
现代交换原理
1、线路信令 线路信令可以采用模拟或数字方式传输。 模拟传输时，所有信令都通过一个3825±4Hz单音信号的通 断表示。
1.4.1 信令的概述
1.4.2 信令的类型
1.4.3 用户线信令
1.4.4 局间信令
现代交换原理
1.4.1
信令的概述
信令是在分布通信网控制系统中与信息有关的 呼叫控制信号。
交 换 局 A
交 换 局 B
信令
现代交换原理
时分多路复用原理： 125µ s
采样频率8000 次/s;即每125µ s 采样一次。 形成基带PCM 信号，传输速 率是：64kbit/s 经过时分多路 复用后的TDM PCM信号（一 次群信号）， 传输速率是： Nх64kbit/s
用户数
5 10 100 1000
电缆数
10 45 4950 50万
现代交换原理
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。 引入了一种交换设备。
电话 交换机
现代交换原理
Exchange 人工交换 程控交换机
用户数
5 10 100 1000
电缆数
5 10 100 1000
传输和交换的信号是数字信号的交换机称为 数字交换机。（数字交换网络）
现代交换原理
1.2.2
布控交换与程控交换
►布控交换：是利用布线逻辑电路进行控制的 一种交换方式。 步进制、机动制和纵横制等机电制交换机都 是布控交换机。 ►程控交换：是利用计算机软件进行控制（即 存储程序控制）的一种交换方式。 程控交换包括模拟程控交换和数字程控交换。
现代交换原理
1.1.1
一、什么是交换
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
交换的引入
电话 交换机
现代交换原理
1.1.1
交换的引入
三、交换节点的连接方式
1、全互联方式
设置多个交换节 点，每个交换节 点之间用中继线 两两相连。
现代交换原理
1.2.3
电路交换与分组交换
传统的电路交换 多速率电路交换 快速电路交换
传统的分组交换 帧交换 快速分组交换
现代交换原理
电路交换
分组交换
主要的交换方式
1、电路交换：指当用户要求发送 数据时，向交换网发送请求， 交换网就在主被叫用户终端之 间接通一条物理的数据传输链 路，属于电路资源预分配系统 。 （1）特点：接续路径采用物理链 接，在用户之间提供一条完全 透明的信息通路。
现代交换原理
2、消息交换 （1）特点：将用户的整个报文存 储起来，并进行处理。 （2）优点： ①容易实现各类用户终端的互通。 ②可以实现点对点的同文广播式通 信。 ③大大提高了线路的利用率。 ④无呼损。 （3）缺点： ①传输时延大 ②传输时延是随机的 ③交换需要大量的存储容量
现代交换原理
3、分组交换 （1）特点：将用户的整个报文截 成一些较短的，被规格化了的 “分组”，然后对分组进行交 换和传输。 （2）优点： ①对用户终端的适应性强 ②信息传输时延小 ③线路利用率高 ④可实现分组的多路通信 ⑤可靠性高 ⑥经济性好 （3）缺点： ①信息传输的效率较低 ②实现技术复杂
一次成功的通信过程：
摘机
拨号音 号码 回铃音 振铃 摘机
呼叫建立 （信令）
消息传输 （消息）
通
挂机
话
催挂音 挂机
释放 （信令）
现代交换原理
1.4.1
主叫用户 用户线 交换局A 摘机（启呼） 送拨号音 拨号信令 （被叫号码）
信令的概述
中继线 交换局B 用户线 被叫用户
占用信令 选择路由信令 选择到达信令 回铃音 应答信令 （通话） 反向拆线信令 正向拆线信令 拆线证实信令
现代交换原理
• 三种交换方式的比较
电路交换 消息交换 分组交换
接续时间
信息传输时延 数据传输的可靠性
较长
短 一般
较短
长 较高
较短
短 高
对业务过载的反应
信号传输的“透明”性 异种终端之间的相互通信 电路利用率 交换机费用
拒绝接收呼叫 传输延时增大
有 不可 低 较低 无 可以 高 较高
传输延时增大
无 可以 高 较高
模拟信号
数字信号
已调信号
传输媒质
噪音源
数字信道
受信者
信源译码器
信道译码器
解调器
数字通信系统模型
主要优点：抗干扰性强、保密性好、设备易于集成化、 便于计算机处理 现代交换原理
1.2.1
模拟交换与数字交换
三、模拟交换与数字交换 ►模拟交换：以模拟信号为对象的交换方式。 传输和交换的信号是模拟信号的交换机称为 模拟交换机。（模拟交叉接点） ►数字交换：以数字信号为对象的交换方式。
程控交换
分组交换
现代交换原理
1.2.1
模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号 ► 连续消息：消息的状态随时间是连续变化 的, 如强弱连续变化的语音等。（模拟消息） ► 离散消息：消息的状态是可数的或离散的, 如符号、文字和数据等。（数字消息）
现代交换原理
1.2.1
模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信 ► 模拟通信：以模拟信号来传送消息的通信方式。
主叫用户
被叫用户
现代交换原理
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
N对连接线? N
现代交换原理
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入 如果所有用户 都两两相连，互 连线数会很大： N×（N-1） ÷ 2
例：N=10000 连线数=50000000对
现代交换原理
N x (N-1) / 2
►两个网络节点之间不需要在每一个物理链路提供信 令信道。 ►公共信道信令综合了随路和分组信令共同的优点。
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1.4.3
用户线信令
用户线信令 是指在用户话机与交换机之间的用 户线上传送的信令。 ►用户状态信令：用于监视用户线环路状态变化，包 括呼出占用、应答、前向拆线、后向拆线四种。 ► 选择信令：是主叫用户发出的被叫用户号码。
实时会话业务
适用
不适用
一般适用
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1.2.4
窄带交换与宽带交换
►窄带交换：业务速率限定为64kbit/s 或n×64kbit/s 的交换方式，如程控交换等。 ►宽带交换：ATM、IP交换、IP/ATM集成交换、标 记交换、帧中继交换及光交换等新的交换方式。
现代交换原理
1.4
电话交换信令方式
现代交换原理
1.1.1
交换的引入
三、交换节点的连接方式
2、汇接方式 多个交换节点之 间不能做到个个 相连，而是引入 汇接交换节点， 实现各交换节点 之间的间接相连。
汇接交换机
现代交换原理
交换式通信 网
本地交换机 汇接交换机 本地交换机
中继 线
本地交换机
用户 线 现代交换原理
交换机的组成：
信 信 信 信 用户线 交换 令令 令 令 接 口 网络 中继线 信 消息传输中 信 令 令 信 信 令 令 经过分析处理 控制系统
► 各种可闻音信令：由交换机送给用户话机的振铃信 号和各种音信号。
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用户线信令
双音频按键话机拨号信号的频率组合 现代交换原理
信 号 音 的 含 义 及 其 结 构 （ 一 ）
现代交换原理
信 号 音 的 含 义 及 其 结 构 （ 二 ）
现代交换原理
1.4.4
局间信令
局间信令是在交换机或交换局之间中继线上传送 的信令。 一．中国1号信令 是随路信令，包括线路信号和记发器信号两部分。 ►线路信号：表明中继线的使用状态，如示闲、占用、 应答、拆线和闭塞等。
终端 交换机 交换机 终端
呼叫 消 息 传 输
（2）优点： ①信息传输时延小 ②信息传输效率高 ③信息编码方式和信息格式不受限 制
现代交换原理
（3）缺点： ①电路接续时间长 ②电路利用率低 ③由于是完全“透明”的 传输，则要求通信双方在 信息传输速率，编码格式，同步方式等方面完全 兼容。 ④电路交换方式有呼损。
1.1.2
交换节点的基本功能
1、交换接续功能
（1）本局接续：本交换机内部用户线之间接续 （2）出局接续：用户线与出中继线之间的接续 （3）入局接续：入中继线与用户线之间的接续 （4）转接接续：入中继线与出中继线之间的接续
现代交换原理
1.1.2
交换节点的基本功能
2、交换机基本功能
（1）接收和分析从用户线或中继线来的呼叫信号 （2）接收和分析从用户线或中继线来的地址信号 （3）按目的地址进行选路和中继线上转发信号 （4）能控制连接的建立 （5）能按照所收到的释放信号拆除连接
编码规则为：闲通忙断
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2、记发信令（采用了端对端传输） （1）信令定义 （2）信令编码：6中取2的方法 ，构成多频记发信令
现代交换原理
前向信令共34条，分Ⅰ和Ⅱ两组。 Ⅰ组主要是接续操作所需要的地址等记发信令， Ⅱ组主要包括了计费、管理等所需要的呼叫类型信令。 后向信令共有20条，分为A和B两组。 A组是Ⅰ组的握手信令， B组主要包含了表示受话用户状态的信令 （3）信令传输：R2多频记发信令的传输采用了“互控”信号方式。 主叫端 被叫端 识别时间 发送 接收
现代交换原理
◎接口：把来自用户线或中继线的各种不同的输入信令和消 息转换成统一的机内信号，以便控制单元或交换网路进行 处理或接续。 ◎交换网络：或称为接续网络，由一个或多个交换器组成。
1 2 3 中继 绳路 忙音源
◎控制系统：除了担负着话路接续的控制外，还必须兼顾整 个通信网的管理和控制。它的功能可以分为两大类： 呼叫处理；运行、管理和维护。 现代交换原理
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1.2
交换技术分类
按传输信号形式分：模拟交换与数字交换
按接续控制方式分：布控交换与程控交换
按信道占用方式分：电路交换与分组交换
按带宽分配方式分：窄带交换与宽带交换
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1.2.1 交换技术的发展
1、从接续技术上来看： 模拟交换 数字交换 2、从控制方式来看： 人工交换方式 自动控制方式 3、从交换方式来看： 电路交换 消息交换
信令的类型
与话音信息采用同一信道（通路）传送的信令。
以PCM30/32为例：
►所有话音信道线路的状态（环路或断开）通过一 个信令信道传送。
►用于接续控制的信号通过相应的话音信道传送。
现代交换原理
中国一号信令（随路信令）
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1.4.2
三、公共信道信令
信令的类型
是指一条与话路分开的专门数据通路来传送各 通话接续所需的信令信息的一种信令方式。 特点：
信息源 调制器
（发信机）
传输媒质
解调器
（收信机）
受信者
基带信号
已调信号
噪音源
已调信号
基带信号
模拟通信系统模型图
模拟信道
主要缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成
现代交换原理
1.2.1
模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信 ► 数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。
信息源 信源编码器 信道编码器 调制器
振铃信令 摘机（应答） 挂机（话毕）
挂机（话ห้องสมุดไป่ตู้）
用户线信令
局间信令
用户线信令
图1.12 出局呼叫过程中的基本信令
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1.4.2
一、带内信令
信令的类型
►带内信令：在电话交换局间，在300~3400Hz话音 频带之内传送的信令。
►带外信令：在话音频带之外传送的信令。
现代交换原理
1.4.2
二、随路信令
第一章 交换技术概述
现代交换原理
第一章
交换技术概述
本章内容：交换的基本概念 交换技术分类 交换技术的发展 电话交换信令方式 本章重点：理解各相关概念 本章难点：局间信令
现代交换原理
1.1
交换的基本概念
被叫用户
1.1.1 交换的引入
主叫用户 现代交换原理
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
在我国，N的取 值为32，因此， 一次群信号的传 输速率为： 2.048Mbit/s
8 bit
8 bit
8 bit
时隙
1 2 ¨¨ N 1 2 ¨¨ N 1 2 ¨¨ N 帧 8 bit 8 bit 8 bit
现代交换原理
TDM多适用于数字信号传输
练习
现代交换原理
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信令是什么？
信令：在交换机与用户或者交换机与交换机之间，除 了传递话音信息外，为了使网络的交换、传输设备协调 工作，还必须传送各种专用的控制信号，这些控制信号 以“消息”的形式在各设备之间经常性的传递，以说明 各自的运行情况，使网络成为一个整体，正常、有序、 协调的运行，这种消息称为信令。 信令系统就是通信系统当中的神经系统，必不可少。 在信令常见的一些术语：占用线路、建立呼叫、应答、 拆线、摘机、挂机。 现代交换原理