现代交换与网络 实训指导

现代交换技术与通信网实训讲义管理与信息系通信技术专业2007年5月第一部分交换技术与通信网基础1通信网与交换技术1.1电信网与交换：* 电话网络是支撑固定电话、移动电话和Internet技术发展的设施。

* 所有电信网络实现的关键是交换技术。

* 交换技术实现的方式主要分为电路交换和报文交换、分组交换。

1.2交换方式：在电信网中交换设备所采用的交换方式有以下几种：电路交换多速率电路交换快速电路交分组交换帧交换快速分组交换ATM交换IP交换光交换1.3 软交换：软交换是一种功能实体，为下一代网络（Next Generation Network，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。

2通信网在不同应用范围和不同应用目标下，信息网络具有不同的含义，在一般意义上可以将信息网络分成电话通信网、计算机通信网和有线电视网等三种类型。

以话音为主的电话通信网包括公用电话交换网（PSTN：Public Switched Telephone Network）、专用通信网、移动通信网。

以数据为主的通信网包括分组交换公用数据网（PSPDN：Packet Switched Public Data Network）、X.25网、数字数据网（DDN：Digital Data Network）、帧中继网（FRN：Frame Relay Network）。

计算机通信网包括局域网（LAN：Local Area Network）、城域网（MAN：Metropolitan Area Network）、广域网（WAN：Wide Area Network）等形式。

其中高速局域网有光纤分布式数据接口(FDDI)和吉（千兆）比特以太网，高速城域网有分布式队列双总线（DQDB）和交换式多兆位数据服务（SMDS），广域网有Internet等典型网络。

有线电视网(CATV)以视频业务为主要业务。

2.1电话通信网电话网由基础网、相应的支撑网和它所支持的各种业务网组成。

1、公用电话交换网：（PSTN：Public Switched Telephone Network）是普及率最高、覆盖范围最广的电话通信网。

PSTN是支持交互性话音通信、开放电话业务的通信网，向用户提供双向、实时和有质量保证的话音业务以及基于话带的传真和低速数据等二次复用业务。

2、移动通信网：GSM、CDMA2.2数据通信网由不同媒介（电话线路、同轴电缆、光纤、无线、微波和卫星等）连接的、物理上互相分开的多台计算机组成的、将所要传输的数据划分成不同长度的分组进行传输和处理的系统。

通过发送、接收和处理不同长度的分组实现信息和计算机软硬件资源的共享。

高速计算机互联网络—Internet ：随着宽带IP技术的发展，在IP网上传输话音、视频等实时业务的QoS的保证问题逐步得到解决。

1．高速IP协议（略）2．宽带IP技术：由于IP业务量所占的比例越来越大，因此有必要研究开发宽带IP 技术来优化、完善骨干网络的设计。

IP Over ATM、多协议标记交换（MPLS）、IP Over SDH/SONET、IP Over WDM、Internet QoS 以及千兆比特路由器等技术将会成为宽带Internet的主要网络技术。

2.3有线电视网有线电视系统（CA TV）是通过有线线路在电视台和用户终端之间传送图像、声音信息的闭路电视系统。

有线电视网络可分为广播型和双向交互型两大类。

有线电视网由两部分组成，一部分为有线电视台之间传送节目源的传送网络（传输干线），另一部分是面向用户的节目分配网络。

有线电视台之间节目交换除使用卫星信道以外，还利用高质量的SDH微波和光传输系统。

新技术IPTV是利用IP网络双向通信的有线电视，称网络电视。

2.4通信网的发展趋势2.4.1通信技术的发展1．网络应用将加速向IP汇聚，电信网和互联网将趋于融合，X.25、FDDI、帧中继、ATM 和SDH/SONET等基本概念是我们开发新型网络的技术基础；2．交换技术将由电路交换技术向分组交换转变，软交换技术将成为这个转变的关键； 3．传送技术将从点对点通信到光联网转变，光交换与WDM等技术共同使网络向全光网方向迈进；4．接入技术的宽带化、IP化和无线化将是接入网领域未来的发展大趋势；5．在无线通信领域，在宽带业务需求不断增长的情况下，无线传输作为个人通信的重要手段，移动通信系统向3G乃至4G迈进将成为必然。

6．从信息网络的发展来看，将呈现下列趋势：三网融合，基于软交换的下一代网络，异语通信。

2.4.2三网融合电话网、计算机网和有线电视网三大网络的规模都很大，随着通信技术、计算机技术、通信信号处理和智能技术的发展，这三大网络都在快速演变。

如今，电话网形成了宽带基础传输网，有线电视网建成了SDH传送系统，计算机网也正在建设独立的宽带基础网。

“三网”的基础网以不同的形式支持IP宽带网络。

电话网多数选用IP over ATM，有线电视网最方便的选择是IP over SDH，而计算机网往往选用IP over Optical。

因此，近期“三网”融合将限于在各自基于IP的数据应用平台上提供多媒体信息服务，短期内不可能由任何单一的网络所代替。

1．三网融合的内在涵义所谓三网融合主要是指高层业务应用的融合，表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向统一的TCP/IP通信协议。

三网融合的概念还可以从多种不同的角度和层次去观察和分析，其中可以涉及技术融合、业务融合、市场融合、产业融合、终端融合、网络融合乃至行业监管和政策方面的融合等。

2．三网融合的技术支持（1）TCP/IP。

IP技术的发展，提供了三网都能接受的统一的通信协议——TCP/IP，它为三网在业务层面的融合奠定了基础，也为没有统一严格设计的传送网之间实现互通提供了有利条件。

TCP/IP的普遍采用使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上互通。

（2）数字化技术和光通信技术。

（3）软交换技术。

（4）接入技术。

第二部分电话通信网1电话网的一般构成1.1网络的基本结构通信网不管是如何分类、实现何种业务、服务何种范围，其网络的基本结构形式是一致的，图2是网络结构的几种基本形式。

图2 网络结构1.2我国电话网的分级结构我国的电话网确定为五级网络结构，如图所示图3 网络结构目前，我国的长途网正由四级向两级过渡，C1、C2长途交换中心合并为DC1，构成长途两级网的高平面网（省际平面），C4消失；C3扩大被称为DC2，构成两级网的低平面网（省内平面），然后逐步向全网无级网和动态无级网过渡。

1.3电话网的编号方案（1）本地电话网各类端局用户进行国际呼叫时的拨号为：00 + I1I2… + X1X2… + PQR + ABCD国际 国家号码 对方国家国内 端局号码 用户号码（2）数字移动通信（GSM 和CDMA ）号码：数字移动通信的用户全国统一号码为13XH1H2H3H4ABCD 。

其中13X 为业务标志码，也称网号；H1H2H3H4为地址码，用来识别移动本地码；ABCD 为用户码。

1.4电信网图示：1、传统的铜缆网络：如图所示。

2、现代网络：如图所示。

1.5 No.7信令网：1、概述：No.7信令网是由信令点（SP）、信令转接点（STP）和连接它们的信令链路组成的。

No.7信令网是具有多种功能的业务支撑网，它不仅可用于电话网和电路交换的数据网，还可用于ISDN网和智能网，可以传送与电路无关的各种数据信息，实现网络的运行管理维护和开发各种补充业务。

No.7信令网本质上是载送其他消息的数据传送系统，是一个专用的分组交换数据网。

我国由于交换局所较多，并要考虑今后40年通信网的发展，信令网设三级较为适宜。

根据原邮电部颁布的《No.7信令网技术体制》，我国三级信令网的第一级是高级信令转接点（HSTP），第二级为低级信令转接点（LSTP），第三级为信令点（SP）。

第一级HSTP和它所属的SP，第二级LSTP汇接它所属的SP。

No.7信令网采用三级（HSTP、LSTP和SP）。

2、No.7信令的主要应用:公用电话交换网（PSTN），宽带综合业务数字网（B-ISDN），电路交换数据网，交换局与网络数据库、业务控制点间的信息传递，移动通信（公共陆地移动网），网络的操作、管理和维护，也是IP网和下一代网络（NGN）信令协议的基础。

2 IP电话与IP电话网2.1 IP电话概念IP电话是在IP网上传送的具有一定质量的语音业务。

它采用的技术统称为VoIP（Voice over IP），即在IP网上传送语音。

由于计算机网络采用的是分组交换技术，其传送的数据单元都是由控制部分和数据部分封装而成的独立的数据包，通常称之为“分组”（Packet），因此，IP电话是采用分组技术传送的语音业务。

用分组网络传输语音主要有三种方式：帧中继语音、ATM语音和IP语音，其中IP语音应用得最为广泛。

2.2 IP电话两种技术2.2.1概述：目前电信网络中电话到电话模式的IP电话采用的技术主要有两种：一种是H.323技术，一种是SIP（Session Initiation Protocol）技术。

国内主要采用的是基于H.323技术的IP电话系统。

ITU的H.323系列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其他分组网络上实现多媒体通信的协议及其规程，是ITU-T有关多媒体通信的一个协议集。

H.323呼叫建立过程涉及到三种信令：RAS信令，H.225呼叫信令和H.245控制信令。

传统的IP网络主要用来传输数据业务，采用的是尽力而为的、无连接的技术，因此没有服务质量保证，存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。

2.2.2 IP电话网的结构：如图所示。

∙网关是IP电话网的接入设备，位于电话交换网与IP网之间，是电话交换网的终结点，也是IP（分组）交换网的起始点，为用户提供IP电话业务，完成信令转换及媒体转换。

∙网守是IP电话网的管理设备，它提供地址解析、接入认证、带宽管理和资源管理等功能。

∙网关与PSTN/ISDN的接口是数字中继接口，信令可采用中国1号、No.7信令和ISDN PRI（D信道信令）。

2.2.3 基于SIP的VoIP技术SIP称为会话启动协议，是由Internet工程任务组IETF提出的一个在基于IP网络中，特别是在Internet这样一种结构的网络环境中，实现实时通信应用的一种信令协议。

而会话（Session）是指用户之间的实时数据交换。

在基于SIP协议的应用中，每一个会话可以是各种不同的数据，既可以是普通的文本数据，也可以是经过数字化处理的音频、视频数据，其应用具有很大的灵活性。

H.323和SIP最初都是作为多媒体通信的应用层控制（信令）协议而设计的。