交换技术交换技术第1章交换技术基础

第1章 交换技术基础
自动电话交换机是由史瑞乔发明的，于1892年在美国开 通使用，开始了自动接续的时代，这场革命性的变革是由步 进制交换机带来的。步进制交换机是由电动机的转动带动选 择器(接线器)垂直和旋转的双重运动来实现主叫和被叫用户 接续的。同时期，另外一种经典的交换机是纵横制交换机， 这种交换机开始使用电磁力建立和保持接续。它的选择器采 用交叉的“纵棒”和“横棒”选择接点，通过控制电磁装置 的电流可以吸动相关的纵棒和横棒动作，使其在某个交叉点 接触，完成接续，因此被命名为纵横制交换机。后期的选择 器虽然使用了专门设计的电磁继电器来构成接线矩阵，但 “纵横”一词却一直被沿用下来。步进制和纵横制电话交换
第1章 交换技术基础 随着电子技术的发展，特别是半导体技术的迅速发展，
人们将电子技术引入交换机内，交换技术迎来了第二次革命 性的变革，这种以电子技术为基本控制手段的交换机称做电 子式交换机。如今家里的固定电话和企业里的内部交换机大
程控交换机的交换系统利用预先编制好的计算机程序来 控制整个交换系统的运行，并用逻辑电路控制整个系统的运
不同阶段的电话交换机简介见表1-1
第1章 交换技术基础 表1-1 不同阶段的电话交换机简介
第1章 交换技术基础
数字程控交换机具有明显的优越性，自第一部数字程控 交换机诞生之日起，不到10年，就得到了很大的发展。许多 发达国家都投入了大量的人力和物力竞相开发、完善和更新 这种交换机。现在的数字交换机，不仅能进行话音业务通信，
第1章 交换技术基础 图1-3 有交换设备的通信
第1章 交换技术基础
1.1.2 交换机的发展和分类 在阿尔蒙·B·史瑞乔提出交换思想之后，人们就开始考
虑如何设计一个交换设备来实现交换的功能，于是先后出现 了人工交换机、自动电话交换机、步进制和纵横制电话交换
最早的交换机是人工交换机，每个用户的话机都连接到 交换机上。当A需要和B通话时，A只要摘机，就接通了接 线员。接线员会问：“您要哪里？”，A回答：“我要找B”， 接线员就手动把A和B的线路连接起来，电话就接通了。这 是最古老的交换机，需要依靠人(话务员)完成主/被叫用户之 间的接续。它可以分为磁石式和供电式交换机两种。现在人 工交换机已被淘汰，但人工接续这种方式还在某些特殊场合
第1章 交换技术基础
第1章 交换技术基础
1.1 交换的概念 1.2 电话网的结构 1.3 复用技术及PCM帧结构 1.4 编号方式
第1章 交换技术基础wenku.baidu.com
第1章 交换技术基础
第1章 交换技术基础 最早的电话网就是采用点对点的通信方式。随着用户数
量逐渐增多，电话网络结构逐渐变得复杂，此时，点对点通
(1) 任意两个用户之间的通话都需要一条专门的线路直 接连接，当存在N个终端时，需要的传输线数为N(N－1)/2条， 传输线的数量随终端数的增加而急剧增加，如图1-2所示。
第1章 交换技术基础
早期的程控交换机所交换的信息是模拟信号，因而这一 类交换机被称做模拟程控交换机，其标志事件是1965年美国 研制和开通了第一部模拟程控交换机。后来，随着PCM(脉 冲编码调制)传输技术的发展，交换的信息由模拟信号变成 数字信号。与此相对应，模拟程控交换机逐步被数字程控交 换机所替代，其标志事件是1970年法国开通了第一部数字程 控交换机，首次在交换系统中采用了时分复用技术，使数字 信号直接通过交换网络，实现了传输和交换一体化，为向综
第1章 交换技术基础
程控交换机又分为模拟程控交换机和数字程控交换机。这 类程控交换机的最大特点是由存放在存储器中的程序来控制 交换网络的接续，即所谓的软件控制。在话路系统中采用了 速度较快的接线器，并设置了扫描器和驱动器。扫描器可以 实现将话路的状态信息提供给中央处理机，驱动器可以实现 将中央处理机处理结果输出，信息一入一出，最后实现控制 话路系统的硬件动作。这种交换机与纵横制交换机相比，沿 用了纵横制交换机的话路系统交换方式，改变了纵横制交换 机机械控制的方式，而将此功能转给软件完成，使电路简化。
第1章 交换技术基础
1.1.3 交换方式 1. 电路交换(Circuit Switching) 呼叫双方在通话之前，先由交换设备在两者之间建立一
条专用电路，并在整个通话期间独占这条电路，直到通话结 束再将这条电路释放，这种交换方式被称为电路交换。电路 交换的通信过程分为电路建立、通话和电路拆除3个阶段。 在通话前，必须建立起点到点的电路连接，在此阶段交换机 根据用户的呼叫请求，通过呼叫信令为用户分配固定位置、 恒定带宽(通常是64kb/s)的电路，完成逐个节点的接续，建 立起一条端到端的通信电路。到了通话阶段，交换机对经过 数字化的话音信号信息不存储、不分析、不处理，不进行任
第1章 交换技术基础
在电路交换中，每个用户占有的信道是周期性分配的， 周期的时长固定为125 μs。电路交换的优点是实时性好、传 输时延很小，特别适合像话音通信之类的实时通信场合。其 缺点是建立物理通路的时间较长(以秒为单位)，且电路资源 被通信双方独占，话路接通后，即使无消息传送，也需要占 用电路，电路利用率低，不适合于突发性强的数据通信。因 为电路交换要求通信双方在消息传输、编码格式、同步方式、 通信协议等方面完全兼容，所以不同类型和特性的用户终端
第1章 交换技术基础 图1-2 多个终端的点对点通信
第1章 交换技术基础
(2) 每个终端都有N－1条线与其他终端相连接，因而每 个终端需要N－1
(3) 增加第N+1个终端时，必须增设N (4) 1878年，美国人阿尔蒙·B·史瑞乔提出了交换的设想， 有效地解决了这些问题。其基本思想是将多个终端与一个转 接设备相连，当任何两个终端要传递信息时，该转接设备就 把连接这两个用户的有关电路接通，通信完毕再把相应的电 路断开，我们称这个转接设备为交换机，如图1-3所示。交 换机的出现不仅降低了线路的投资，而且提高了传输线路的 利用率。
第1章 交换技术基础 何干预，也没有任何差错控制的措施，仅在已建立的端到端 的直通电路上透明地完成传送。通信结束时，将电路拆除，
我们可以通过打一次电话来体验这种交换方式。打电话 时，首先是摘机拨号，拨号完毕，交换机就知道了我们要和 谁通话，并建立连接，这就完成了电路建立阶段；双方在通 话时，话音信号就在已经建立的电路上进行独占带宽不受控 制的透明传输，此阶段即通话阶段；等一方挂机后，交换机