现代交换原理与技术PPT课件
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《现代交换原理》PPT课件
19
分组交换（PS：Packet Switching）
采用存储转发方式的分组交换与报文交换 的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分 割为若干个分组（packet），每个分组中有 一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制 信息。
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20
分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
分组交换的时延
接口
网
接口
中
继
接口
线
控制系统
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48
电信交换的基本技术
互连技术
交换网络的拓扑结构、选路策略、控制机理、多播方 式、阻塞特性、故障防卫
接口技术
模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口、数字 中继接口
信令技术 用户信令、局间信令
控制技术
控制系统的结构方式、处理机间的通信方式、多处理
机结构
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11
交换节点的基本功能
交换节点可控制的接续类型： 本局接续、出局接续、入局接续、转接接续
交换节点必须具备的基本功能： 能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫
信号、地址信号 能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转
发信号 能控制连接的建立与拆除
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12
交换节点接续类型图示
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29
分组交换协议
分组交换基于X.25协议，该协议包含了3层，第一层 物理层，第二层数据链路层，第三层分组层，对应于OSI 模型的下三层。
X.25分组层 网络层
3
LAPB 数据链路层 2
物理层
物理层
1
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30
分组交换协议
X.25
现代交换原理与技术数据交换技术实用PPT
13
6.2 分组交换技术
• 分组交换的概念
14
分组交换
• 也称包交换，是以信息分发为目的， 把从输入端进来的数据按一定长度 分割成若干个数据段，这些数据段 叫做分组（或包），并且在每个信 息分组中增加信息头及信息尾，表 示该段信息的开始及结束。
15
分组交换的基本原理
• 分组交换（Packet Switching）， 也称“信息包交换”。1980年出 现了X.25建议，制定了分组交换的 标准框架。
39
• 而且，由于没有第3层，帧中继的帧直接通过交换 机，也就是说，交换机在帧的尾部还未收到之前， 就可以把帧的头部发送给下一个交换机，因而被 称为流水线方式。一旦出错，网络不负责纠错、 立即丢弃，由高层协议发出重传请求，然后由智 能化用户端(如计算机)负责重传。这样一来，花费 的时间要比X.25多，因而帧中继仅在误码率极低 的网络(如光缆)中才可行。图6.5对比 了分组交换 网与帧中继的确认方式，从中可以看到：分组交 换网每传输一次数据均需反馈证实，而帧中继这 省略了这个步骤，从而加快了传输速度。
– 如同电话电路一般，需要“呼叫建立、发送、 拆线”三个阶段。
• 永久虚电路(PVC：Permanent Virtual Circuit)：
– 如同专线，两终端在申请合同期间，无须呼叫 建立与拆线。
26
2．数据报（Datagram）
• (1) 无须呼叫和释放阶段，只有传 输数据阶段，消除了除数据通信外 的其他开销。
29
PAD
• 其中，分组装拆设备PAD是终端与网 络的接口，负责整合信息，使之满足 网络传输。例如，非分组数据与分组 数据之间的转换，划分分组，并在分 组包上加上字头、校验码。完成分组 后，在PAD至交换机的中速线路上， PAD还需完成交织复用等功能。而远 程集中器PCV则可看成是PAD的扩充。
6.2 分组交换技术
• 分组交换的概念
14
分组交换
• 也称包交换，是以信息分发为目的， 把从输入端进来的数据按一定长度 分割成若干个数据段，这些数据段 叫做分组（或包），并且在每个信 息分组中增加信息头及信息尾，表 示该段信息的开始及结束。
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分组交换的基本原理
• 分组交换（Packet Switching）， 也称“信息包交换”。1980年出 现了X.25建议，制定了分组交换的 标准框架。
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• 而且，由于没有第3层，帧中继的帧直接通过交换 机，也就是说，交换机在帧的尾部还未收到之前， 就可以把帧的头部发送给下一个交换机，因而被 称为流水线方式。一旦出错，网络不负责纠错、 立即丢弃，由高层协议发出重传请求，然后由智 能化用户端(如计算机)负责重传。这样一来，花费 的时间要比X.25多，因而帧中继仅在误码率极低 的网络(如光缆)中才可行。图6.5对比 了分组交换 网与帧中继的确认方式，从中可以看到：分组交 换网每传输一次数据均需反馈证实，而帧中继这 省略了这个步骤，从而加快了传输速度。
– 如同电话电路一般，需要“呼叫建立、发送、 拆线”三个阶段。
• 永久虚电路(PVC：Permanent Virtual Circuit)：
– 如同专线，两终端在申请合同期间，无须呼叫 建立与拆线。
26
2．数据报（Datagram）
• (1) 无须呼叫和释放阶段，只有传 输数据阶段，消除了除数据通信外 的其他开销。
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PAD
• 其中，分组装拆设备PAD是终端与网 络的接口，负责整合信息，使之满足 网络传输。例如，非分组数据与分组 数据之间的转换，划分分组，并在分 组包上加上字头、校验码。完成分组 后，在PAD至交换机的中速线路上， PAD还需完成交织复用等功能。而远 程集中器PCV则可看成是PAD的扩充。
现代交换原理与技术(第2版)课件第1章 绪论
卫星通信 移动通信
3G/4G、WLAN & BWAN、传感器网络
光纤通信
全光网
多媒体通信
3C融合、多网合一
用户宽带接入
有线宽带接入（XDSL、FTTX+LAN、CableModem 无线宽带接入技术（LMDS、MMDS、WLAN、3G、卫星接入）
2020/7/29
14
现代交换原理与技术
近代通信阶段—— 1948年香农提出信息论开始；
现代通信阶段—— 80年代以后光纤通信应用、综合业务数字网崛起
2020/7/29
12
1.1 交换与通信网现代交换原理与技术
电通信的演进与走势
由集团通信朝个人通信发展
移动通信的出现与逐渐普及将使5W成为现实
计算机通信网由专用网走向公用网再发展为互联网
电通信
利用电磁波通信的历史可大致划分三个阶段
通信初级阶段—— 1838年电报开始；
• 1838年摩尔斯发明有线电报，开始了电通信阶段
• 1864年，麦克斯韦创立了电磁辐射理论,并被当时的赫兹证明，促 使了后来无线通信的出现
• 1876年，贝尔利用电磁感应原理发明了电话
• 1896年，马可尼发明无线电报
定得设备管理和维护能力，为今后的工作打下良好 的专业基础
2020/7/29
6
现代交换原理与技术
学习重点
建立交换的基本概念，了解各种交换技术的演进过程 掌握电话交换、分组交换技术、帧中继技术、ATM交
换技术的基本原理和系统构成 掌握窄带交换技术和宽带交换技术的种类
学习本课程的预备知识
通信原理 数据通信 计算机基础 程控交换技术
由终端主机间通信发展为对等通信，再到客户服务器之间 通信（包括浏览器与Web服务器之间的通信）
3G/4G、WLAN & BWAN、传感器网络
光纤通信
全光网
多媒体通信
3C融合、多网合一
用户宽带接入
有线宽带接入（XDSL、FTTX+LAN、CableModem 无线宽带接入技术（LMDS、MMDS、WLAN、3G、卫星接入）
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现代交换原理与技术
近代通信阶段—— 1948年香农提出信息论开始；
现代通信阶段—— 80年代以后光纤通信应用、综合业务数字网崛起
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1.1 交换与通信网现代交换原理与技术
电通信的演进与走势
由集团通信朝个人通信发展
移动通信的出现与逐渐普及将使5W成为现实
计算机通信网由专用网走向公用网再发展为互联网
电通信
利用电磁波通信的历史可大致划分三个阶段
通信初级阶段—— 1838年电报开始；
• 1838年摩尔斯发明有线电报，开始了电通信阶段
• 1864年，麦克斯韦创立了电磁辐射理论,并被当时的赫兹证明，促 使了后来无线通信的出现
• 1876年，贝尔利用电磁感应原理发明了电话
• 1896年，马可尼发明无线电报
定得设备管理和维护能力，为今后的工作打下良好 的专业基础
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现代交换原理与技术
学习重点
建立交换的基本概念，了解各种交换技术的演进过程 掌握电话交换、分组交换技术、帧中继技术、ATM交
换技术的基本原理和系统构成 掌握窄带交换技术和宽带交换技术的种类
学习本课程的预备知识
通信原理 数据通信 计算机基础 程控交换技术
由终端主机间通信发展为对等通信，再到客户服务器之间 通信（包括浏览器与Web服务器之间的通信）
《现代交换原理与技术》课件第一章
图1-9 树型网
(4) 环型网：结构简单，每一个节点首尾相连，容易实 现，但可靠性较差，如图1-10所示。
图1-10 环型网
(5) 总线型网：所有节点都连接到总线上。这种网络组 网简单，但可靠性不高，网络覆盖范围也受到限制，如图 1-11所示。
图1-11 总线型网
(6) 复合型网：是上述几种结构的混合形式，根据具体 应用情况的不同采用不同的网络结构组合而成。图1-12是由 网状网和星型网复合而成的一种复合型网。
(2) 网状网：网内任意两节点相互连接，这种网络结构 复杂，可靠性高，但线路利用率不高，经济性较差，如图 1-8所示。
图1-8 网状网
(3) 树型网：也称为分级网，可看成是星型拓扑结构的扩 展，节点按层次进行连接，信息交换主要在上下节点之间进 行，主要用于用户接入网中。树型网络结构的复杂度介于星 型网和网状网之间，如图1-9所示。
(4) 能不断适应通信新业务和通信新技术的发展。传统 的通信网是为支持某种业务而设计的，而面向未来的下一代 网络必须适应不断发展的通信技术和满足新业务的需求。未 来的通信网将向宽带化、智能化、个人化方向发展，形成统 一的综合宽带通信网，并逐步演进为由核心骨干层和接入层 组成、业务与网络分离的构架，即下一代网络。
进行分组交换时，发送端先要将传送的信息分割成若干 个规定长度的数据块，再装配成一个个分组。装配过程中要 对各个分组进行编号，并附加上用于控制和选路的有关信息， 这样每个分组都带有一个分组头和校验序列。这些分组以 “存储—转发”的方式在网内传输，即每个交换节点首先对 收到的分组进行暂时存储，分析该分组头中有关选路的信息， 进行路由选择，并在选择的路由上进行排队，等到有空闲信 道时转发给下一个交换节点或用户终端。图1-15示出了某个 报文的多个分组从节点A到节点D的传输过程。
现代交换原理与技术数据交换技术129页PPT
经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
《现代交换原理与技术》课件第四章
通过使用交换算法检查数据包的目的协议地址，路由器 可以确定其是否知道如何转发数据包。如果路由器不知道如 何将数据包转发到下一个节点，将丢弃该数据包；如果路由 器知道如何转发，就把物理目的地址变换成下一个节点的地 址，然后转发该数据包。在传输过程中，其物理地址发生变 化，但协议地址总是保持不变。
路由选择算法不尽相同。首先，算法设计者的设计目标 会影响路由选择协议的运行结果；其次，现有的各种路由选 择算法对网络和路由器资源的影响不同；最后，不同的计量 标准也会影响最佳路径的计算结果。
CHINAPAC向用户提供两种基本业务。 (1) 交换虚电路：在两个用户之间建立的临时逻辑连接， 使用后释放逻辑连接； (2) 永久虚电路：在两个用户之间建立的永久性的逻辑 连接，用户开机后不用拨号，永久虚电路自动建立。 CHINAPAC还向用户提供任选业务，主要有闭合用户 群、反向计费、网络用户识别、呼叫转移、虚拟专用网 (VPN)、广播服务、帧中继等业务。
目前各地的本地分组交换网也已延伸到了地、市、县、村镇。 CHINAPAC以其庞大的网络规模，可满足各界客户的需求， 并且与公用数字交换网(PSTN)、中国公众计算机互联网 (CHINANET)、中国公用数字数据网(CHINADDN)、帧中继 网(CHINAFRN)等网络互连，以达到资源共享和优势互补， 为广大用户提供高质量的网络服务，同时与美国、日本、加 拿大、韩国、我国香港等几十个国家和地区的分组网相连， 以满足大中型企业、外商投资企业、外商在内地办事处等国 际用户的需求。
如图4-2所示，主机M向主机N发送的分组报文，经过 A—B—E—F和A—C—E—F等不同路径。采用数据报方式 的优点是传输延时小，当某节点发生故障时不会影响后续分 组的传输(不容易引起网络拥塞)，能够充分利用网络的优势， 对平均网络负荷有很大优势；缺点是每个分组附加的控制信 息多，增加了传输信息的长度和处理时间，增大了额外开销。
《现代交换技术》课件
探讨数据中心网络交换技术的未来发展方向。
3
云计算中的数据中心网络交换技术应用
讲解云计算环境下数据中心网络交换技术的应用。
网络安全与交换技术
1 交换技术对网络安全的影响
探讨交换技术对网络安全的挑战和机遇。
2 交换技术在网络安全中的应用
介绍交换技术在网络安全领域中的具体应用。
3 新一代交换技术在网络安全中的作用
数据包交换技术
解释数据包交换技术的重要性和优势。
IP交换技术
探讨IP交换技术在现代网络中的应用。
以太网交换பைடு நூலகம்术
介绍以太网交换技术以及其在网络中的作用。
虚拟化交换技术
讨论虚拟化交换技术如何提高网络资源利用率。
数据中心网络交换技术
1
数据中心网络交换技术基础
介绍数据中心网络交换技术的基本知识和原理。
2
数据中心网络交换技术发展趋势
分析新一代交换技术在加强网络安全方面的作用。
结论
现代交换技术的发展 趋势
探索现代交换技术未来的发展 趋势和前景。
现代交换技术的优缺 点和应用前景
评估现代交换技术的优势和劣 势，以及其广泛应用的前景。
总结和展望
总结本课程内容，并展望未来 交换技术的发展。
《现代交换技术》PPT课件
导言
本节课程将介绍现代交换技术的重要性和目标，以及交换技术在不同场景中 的发展历程。
传统交换技术
电路交换技术
介绍传统电路交换技术的原 理和应用。
路由器交换技术
介绍传统路由器交换技术的 基本概念和工作原理。
ATM交换技术
介绍传统ATM交换技术的特 点和应用场景。
现代交换技术
现代交换原理概论PPT
组成
控制部分主要由中央处理器、存 储器和输入/输出接口等组成。
功能
控制部分的主要功能是接收和处 理各种指令，根据指令的要求协 调各个部分的工作，实现交换机 的各种交换和控制功能。
输入/输出部分
作用
输入/输出部分负责提供人机交互的界面，实现交换机与外部设备 的连接和通信。
组成
输入/输出部分主要由各种类型的接口和控制设备组成，如键盘、 显示屏、打印机等。
电路交换的资源利用率较低，因为通 信链路在数据传输结束后仍会保留， 造成资源浪费。
电路交换的优点
电路交换能提供稳定的通信质量，适 用于实时、连续的数据传输，如电话 通信。
分组交换原理
分组交换原理概述
分组交换是一种动态分配通信链路资源的交换方式， 将数据分割成多个小段，每一段称为一个分组。
分组交换的优点
功能
输入/输出部分的主要功能是接收用户的输入指令和显示交换机的 状态信息，同时向外部设备发送相应的输出信号。
04
交换机的软件系统
操作系统
01
操作系统
操作系统是交换机软件系统的基础，负责管理硬件和软件资源，提供统
一的接口供上层软件使用，实现多任务并发处理和任务调度。
02
实时操作系统
实时操作系统是交换机软件系统的核心，具有实时性、可靠性和稳定性
采用分布式架构，实现负载均衡和容错能力，提高系统可用性和可 靠性。
数据同步
实现多节点间的数据同步，保证数据一致性和完整性。
跨平台兼容
支持多种操作系统和设备平台，实现跨平台的无缝数据交换。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
随着用户数量的增加，人工交换的效率低下、错误率高等问题逐渐凸显，无法满足大规模通信需求。
现代交换技术第2章PPT课件
E=T阻/T总 ❖ 按呼叫计算的呼损B 表示呼叫损失的概
率
B=C损/C总
❖ 按负载计算的呼损H （忙时） H=A损/A入
呼叫处理能力
❖ BHCA (最大忙时试呼次数) 在保证规定的服务质量标准前提下,处理机
在最忙单位时间内处理的最大呼叫次数.
2.4 服务质量与服务保障
电话通信网服务质量
❖ 接续质量 是指用户通信被接续的速度和难易程度. 用接续呼损和接续时延衡量.用服务等级来规定
❖ IM存储器按存储单元顺序读出。
S型时分接线器
❖ S型时分接线器是空间型接线器(space switch)， 其功能是完成“空间交换”。即在一根入线中，可 以选择任何一根出线与之连通。
1 S型接线器的基本组成
❖ S型接线器由m×n交叉点矩阵和控制 存储器组成。在每条入线i和出线j之间都 有一个交叉点Kij，当某个交叉点在控制 存储器控制下接通时，相应的入线即可 与相应的出线相连，但必须建立在一定 时隙的基础上。
2
31
CM
读出控制方式的T接线器
❖ 话音存储器中每个存储单元内存入的 是发话人的话音信息编码，通常是8位编 码。话音信息编码按顺序写入。
❖ 中央处理机CPU根据用户要求，向控 制存储器发出“写”命令，将控制信息 写入控制存储器。存储的是读出地址。
❖二、写入控制方式
❖ T接线器采用写入控制方式时，如图 2.4所示，它的信息存储器IM的写入受控 制存储器控制，它的读出则是在定时脉 冲的控制下顺序读出。
❖ 话音存储器（SM）用于暂存经过PCM编码 的数字化话音信息，由随机存取存储器 （Random Access Memory，RAM）构成。
❖ 控制存储器（CM）也由RAM构成，用于 控制话音存储器信息的写入或读出。
率
B=C损/C总
❖ 按负载计算的呼损H （忙时） H=A损/A入
呼叫处理能力
❖ BHCA (最大忙时试呼次数) 在保证规定的服务质量标准前提下,处理机
在最忙单位时间内处理的最大呼叫次数.
2.4 服务质量与服务保障
电话通信网服务质量
❖ 接续质量 是指用户通信被接续的速度和难易程度. 用接续呼损和接续时延衡量.用服务等级来规定
❖ IM存储器按存储单元顺序读出。
S型时分接线器
❖ S型时分接线器是空间型接线器(space switch)， 其功能是完成“空间交换”。即在一根入线中，可 以选择任何一根出线与之连通。
1 S型接线器的基本组成
❖ S型接线器由m×n交叉点矩阵和控制 存储器组成。在每条入线i和出线j之间都 有一个交叉点Kij，当某个交叉点在控制 存储器控制下接通时，相应的入线即可 与相应的出线相连，但必须建立在一定 时隙的基础上。
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CM
读出控制方式的T接线器
❖ 话音存储器中每个存储单元内存入的 是发话人的话音信息编码，通常是8位编 码。话音信息编码按顺序写入。
❖ 中央处理机CPU根据用户要求，向控 制存储器发出“写”命令，将控制信息 写入控制存储器。存储的是读出地址。
❖二、写入控制方式
❖ T接线器采用写入控制方式时，如图 2.4所示，它的信息存储器IM的写入受控 制存储器控制，它的读出则是在定时脉 冲的控制下顺序读出。
❖ 话音存储器（SM）用于暂存经过PCM编码 的数字化话音信息，由随机存取存储器 （Random Access Memory，RAM）构成。
❖ 控制存储器（CM）也由RAM构成，用于 控制话音存储器信息的写入或读出。
精品课件-现代交换原理与技术课件-赵瑞玉-第1章 现代交换原理与技术
• 1.通话设备：分为送话器和受话器，即话筒和听筒，主要完 成声电转换。
• 2.信号设备：分为发信设备和受信设备。发信设备一般采用 双音多频（Dual Tone Multi Frequency）方式，它用高、低 两个不同的频率来代表一个拨号数字，DTMF的号码表示方法 如表1.1所示。 受信设备完成信号的接收，现在一般采用电 子振铃器，振铃电流是90±15V，25±3Hz。
是不是中国 所有的电话 用户都连接 在一个交换 机上？在中 国难道只有 一个交换机
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。
3. 每个终端都有N-1对线与其它终端相接，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。
• 当用户数量增多时，为了解决这些问题，可以在用户分布密 集的中心安装一个设备，把每个用户的电话机或其他终端设 备都连接在这个设备上
• 交换（switching），即接续，就是在通信的源和目的之间 建立通信信道，实现信息传送的过程。
最早的语音通信来设计的。语音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。
• 2.信号设备：分为发信设备和受信设备。发信设备一般采用 双音多频（Dual Tone Multi Frequency）方式，它用高、低 两个不同的频率来代表一个拨号数字，DTMF的号码表示方法 如表1.1所示。 受信设备完成信号的接收，现在一般采用电 子振铃器，振铃电流是90±15V，25±3Hz。
是不是中国 所有的电话 用户都连接 在一个交换 机上？在中 国难道只有 一个交换机
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。
3. 每个终端都有N-1对线与其它终端相接，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。
• 当用户数量增多时，为了解决这些问题，可以在用户分布密 集的中心安装一个设备，把每个用户的电话机或其他终端设 备都连接在这个设备上
• 交换（switching），即接续，就是在通信的源和目的之间 建立通信信道，实现信息传送的过程。
最早的语音通信来设计的。语音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(全套课件488P)
…… 9
现代交换原理
第1章 概论
1.2 通信交换的基本技术
三、信令技术
任何通信网的正常通信都必须有信令来控制。在交换式通信网 络中，要使终端、交换机和传输系统协同运行，要实现任意用户之 间的呼叫连接并完成交换功能，以及要维持网络本身的正常运行， 都必须在信令的控制下有条不紊地进行。 信令过程是予以规范化的一系列协议。 针对各种不同的具体通信系统，可以有不同的信令过程及信令 方式。 不同角度划分： 1）用户信令与局间信令 2）随路信令与共路信令 3）监视信令、地址信令和维护管理信令
本书将主要介绍一些典型或先进的交换技术，具体包括：电路 交换、数字程控交换、分组交换和帧中继、ATM交换、多层交换以及 光交换。考虑到软交换作为下一代网络的核心技术，也将介绍软件 换技术。另外，鉴于交换网络及信令技术是交换技术的核心组成， 也将以独立章节专门介绍该两方面的内容。
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现代交换原理
第1章 概论
6
现代交换原理
第1章 概论
1.2 通信交换的基本技术
一、接口技术
交换机一般都具有用户接口和中继接口，分别对应用户线和中 继线。 主要作用： 1）一方面将来自终端或其它交换机的各种传输信号转换成统一的 交换机内部工作信号，并按信号的性质分别将予以规范化的信令传 送给控制模块，将用户消息传送给互连网络，以便控制模块或互连 网络进行处理或接续 2）另一方面是将来自于交换机的信令或用户消息转换成适合用户 线或中继线传输的信号并通过这些线路发送出去。 针对处理的信号性质、不同类型的交换机所具有的接口技术也不完 全相同。
7
现代交换原理
第1章 概论
1.2 通信交换的基本技术
二、互连技术
交换机一般都具有互连网络（或称交换网络），任务是实现任 一入线与任一出线之间信号的接续互连 。 互连技术主要包括： （1）拓扑结构 交换网络都具有一定的拓扑结构。对于不同的交换机，其交换 网络的拓扑结构要依据交换方式、服务质量等因素来确定。拓扑结 构可分为时分结构、空分结构、时空分混合结构等。 （2）选路策略 对于具有多级空分拓扑结构的交换网络，一入端和一出端之间 在该网络内部可能存在多条并行通路，所以也需要为一个呼叫请求 选择一条合适的通路。
《现代交换原理与技术》课件第7章
小龙制作
35
简称为MG或者MGW,实际上是个广义的概 念，类别上可分为中级网关（TGW）和接 入网关（AG）。
小龙制作
36
负责桥接PSTN和IP网络，完成多媒体信息 （语音或者图像）TDM格式和RTP数据包的 相互转换，中继网关（TGW）没有呼叫控
制功能，由软交换设备（媒体网关控制器） 通过MGCP或H.248协议控制，完成承载连 接的建立和释放。
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41
承载层基于 IP 分组交换技术，负责软交换 网络内各类信息（媒体流和信令流）由源 到目的地的传输；
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42
控制层是下一代网络的核心控制设备，该 层设备又被称为软交换机或者媒体网关控 制器（MGC）。软交换设备是软交换网络 的核心控制设备，它独立于底层承载协议， 主要提供呼叫控制、承载控制，媒体网关 接入控制、资源分配、协议处理、路由解 析、认证、计费等主要功能，并可以向用 户提供各种基本业务和补充业务。
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39
包括SIP硬终端和SIP软终端，SIP硬终端是 基于SIP协议的多媒体设备，具
有一体化、内置按键、麦克风、显示屏、 摄像头等特征。SIP软终端是基于多媒体协 议的SIP软件，运行于PC机上。
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IAD是Integrated Access Device的简称。它 是一个小型的接入层设备，为软交换网络 用户侧设备，它向用户同时提供模拟端口 和数字端口，实现用户的综合接入，可提 供语音、数据、视频业务的综合接入，上 行可采用五类线、双绞线、无线等接入方 式。
运营商可以终结三网分别投资局面，为融合 的网络上为用户同时提供话音业务、数据业 务和多媒体业务，实现国际电联提出的“通 过互联互通的电信网、计算机网和电视网等 网路资源的无缝融合，构成一个具有统一接 入和应用界面的高效率网路，使人类能在任 何时间和地点，以一种可以接受的费用和质 量，安全的享受多种方式的信息应用”的目 标。
现代交换原理课件
下一代网络的特点
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。
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。
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• 控制存储器用于存语音
信息的存放地址；CM的容 量取决于输入复用线上每 帧的时隙数 • CM每个单元的字长(n)取 决于SM的存储单元数；
• T接线器有两种工作方 式：
• 1、“顺序写入、控制 读出”，简称输出控制 方式。
• 2、“控制写入，顺序 读出”，简称输入控制 方式。
(3)控制方式：输出控制
图1-7 无连接网络的工作方式
• 信源有3个数据块传给信宿，它先将地址信息加到数据块内，然 后把数据块一起发给交换机1，交换机1将数据暂存、排队，根据 地址确定目的路由，若交换机关检测到交换机2的队列短于交换 机4，则将数据块1、2排入交换机2的队列，在处理数据2时。若 发现交换机4队列最短，则将数据块3排入交换机4。以后各交换 机根据上述方式检测与之相连的后续交换机的输出队列长短，做 出相应的操作，数据块最终传到信宿，信宿重新对数据块排序， 得到正确的数据。
• 通信网——将许多的终端系统通过若干交换 系统，按一定拓扑结构组合在一起，进行终端 之间的相互通信。
• 通信网是一种使用交换设备、传输设备，将地 理上分散的用户终端设备互连起来，实现通信 和信息交换的系统。
2、通信网的工作方式
• 在由多台交换机组成的通信网中，信息在网络 中由信源传送到信宿有两种方式：
（3）面向连接网络和无连接网 络 的主要区别
• 面向连接网络用户的通信要经过建立连接、信息 传送、拆除连接3个阶段，连接的建立需要一个时 间过程；无连接网络不为用户的通信过程建立和 拆除连接。
• 面向连接每个交换机为每个呼叫选路，要维持连 接状态表，而无连接方式为每个信息选路，不需 要维持。
• 用户信息量大时，采用面向连接方式效率高。
• 同步时分复用信号的交换，是对信息所在位置 的交换，即时隙的内容在时间轴上的移动，称 为同步时分交换。
• 同步时分交换的优点是通信一旦建立，服务质 量不会受到影响。而且控制简单，实现容易， 但是若信源的数据量太小或太小，会降道信道 利用率。
（2）异步传输模式（ATM）
• 异步传输模式采用异步时分复用、传输和异步时分交换、技术。 • 异步时分复用——同样将一个时间段分为若干基本时间单位，
3、信息传送模式
• 1、同步传输模式（STM） • 2、异步传输模式（ATM）
（1）同步传输模式（STM）
• 同步传输模式——采用同步时分复用、传输 和同步时分交换的技术。
• 时分复用：采用时间分割的方法，把一条高速 数字信道分成若干条低速数字信道，同时传输 多个低速数字信号。
• 同步时分复用：将一个时间段划分为若干基本 时间单位，这个时间段称为帧，基本时间单位 称之为时隙。复帧中具有相同编号的时隙为一 个信道，该信道具有速率恒定、周期出现的特 点。
TSi
PCM 1
A
TSj
B PCM 2
TSj
B
空
分
接
TSi
线
器
A
PCM 1 PCM 2
（2）基本结构 • 空分接线器由交叉点矩阵和控制存储器
(CM)组成。 （3）控制方式
» 输入线控制方式 » 输出线控制方式
（3）控制方式：输入线控制
入线
• 控制写入，顺序读出
例：
• 若T型接线器的输入 和输出复用线上1帧 有32个时隙，完成输 入TS２0内话音信息 “a”交换到输出 TS15内。
话音存储器SM TS20
a
TS15 a
15
a
时钟
Rw 控制存储器 CM
20
方式
3、空分(S)接线器
（1）功能 • 实现不同PCM线路上同一时隙之间的交换。
输出控制方式
• 顺序写入，控制读出
例：
• 若T型接线器的输入 和输出复用线上1帧 有32个时隙，完成输 入TS２0内话音信息 “a”交换到输出 TS15内。
话音存储器SM TS20
a
TS15 a
20
a
时钟
wR 控制存储器 CM
15
20
处理机 控制
w R 时钟
输出控制方式
(3)控制方式：输入控制
• 输入控制方式
是由交换网络（SN）、通信接口、控制单 元以及信令单元等部分组成。
图2-1 交换节点的组成
2、时分接线器
• 时分接线器简称T接线器，用于实现同一 PCM线路上不同时隙之间的交换。
TSj
TSi
B
A
TSj
时
分
A
接
线
器
TSi B
• 时分接线器由话音存储器 和控制存储器组成。
• 话音存储器用于暂存用户 话音信息，又称缓冲存储 器。SM的容量取决于输入 复用线上每帧的时隙数
第一章
1、通信与通信网的概念
• 通信是人与人之间通过某种介质进行的信息交 流与传递。
• 从广义上说，无论采用何种方法，使用何种介 质，只要将信息从一地传送到另一地，均可称 为通信。
• 通信技术研究——如何将信源产生的信息，通 过传输介质，高效、安全、迅速、准确地传送 到受信者。
• 点与点之间建立的通信系统，不能称为通信网。
• 1、面向连接（Connection Oriented，CO）
• 2、无连接（Connectionless，CL）
（1）面向连接网络
图1-6 面向连接网络的工作方式
• 信源要发信息321给信宿，先发呼叫请求给交换机1，交 换机关根据信宿的地址查找路由表，确定把请求转给交 换机2，交换机2查找路由表再将请求传给交换机3，交换 机3传给交换机6，再发给信宿。若信宿接受请求，发一 个“接受呼叫请求”通过交换机6、3、2、1转给信源。 这样在信源和信宿之间就建立了一个连接传递信息，信 息传递结束后，任一个“呼叫释放”终止连接。
• 面向连接方式在实际通信中有两种方式：
• 实连接——用户通信时，不管线路上是不 是有信息传送，连接始终存在，且占用电 路资源，不被其它用户所用。
• 虚连接——电路资源分配是动态的，有信 息传送就占用电路资源，没有不占用，对 用户的识别用标识。我们把一段一段线路 资源串起来的标志称为虚连接。
（2）无连接网络
每个基本时间单位仍称为时隙，并给每个时隙一个编号，该编 号代表一个线路资源，每个子信道用编号来区分.
• 异步时分复用传输模式的优点是能统计地、 动态地占用信道资源。
• 在相等的信道前提下，ATM比STM接纳的连接 数更多。
第二章
• 1、交换节点的基本组成 • 交换节点泛指通信网中的各类交换机，它
信息的存放地址；CM的容 量取决于输入复用线上每 帧的时隙数 • CM每个单元的字长(n)取 决于SM的存储单元数；
• T接线器有两种工作方 式：
• 1、“顺序写入、控制 读出”，简称输出控制 方式。
• 2、“控制写入，顺序 读出”，简称输入控制 方式。
(3)控制方式：输出控制
图1-7 无连接网络的工作方式
• 信源有3个数据块传给信宿，它先将地址信息加到数据块内，然 后把数据块一起发给交换机1，交换机1将数据暂存、排队，根据 地址确定目的路由，若交换机关检测到交换机2的队列短于交换 机4，则将数据块1、2排入交换机2的队列，在处理数据2时。若 发现交换机4队列最短，则将数据块3排入交换机4。以后各交换 机根据上述方式检测与之相连的后续交换机的输出队列长短，做 出相应的操作，数据块最终传到信宿，信宿重新对数据块排序， 得到正确的数据。
• 通信网——将许多的终端系统通过若干交换 系统，按一定拓扑结构组合在一起，进行终端 之间的相互通信。
• 通信网是一种使用交换设备、传输设备，将地 理上分散的用户终端设备互连起来，实现通信 和信息交换的系统。
2、通信网的工作方式
• 在由多台交换机组成的通信网中，信息在网络 中由信源传送到信宿有两种方式：
（3）面向连接网络和无连接网 络 的主要区别
• 面向连接网络用户的通信要经过建立连接、信息 传送、拆除连接3个阶段，连接的建立需要一个时 间过程；无连接网络不为用户的通信过程建立和 拆除连接。
• 面向连接每个交换机为每个呼叫选路，要维持连 接状态表，而无连接方式为每个信息选路，不需 要维持。
• 用户信息量大时，采用面向连接方式效率高。
• 同步时分复用信号的交换，是对信息所在位置 的交换，即时隙的内容在时间轴上的移动，称 为同步时分交换。
• 同步时分交换的优点是通信一旦建立，服务质 量不会受到影响。而且控制简单，实现容易， 但是若信源的数据量太小或太小，会降道信道 利用率。
（2）异步传输模式（ATM）
• 异步传输模式采用异步时分复用、传输和异步时分交换、技术。 • 异步时分复用——同样将一个时间段分为若干基本时间单位，
3、信息传送模式
• 1、同步传输模式（STM） • 2、异步传输模式（ATM）
（1）同步传输模式（STM）
• 同步传输模式——采用同步时分复用、传输 和同步时分交换的技术。
• 时分复用：采用时间分割的方法，把一条高速 数字信道分成若干条低速数字信道，同时传输 多个低速数字信号。
• 同步时分复用：将一个时间段划分为若干基本 时间单位，这个时间段称为帧，基本时间单位 称之为时隙。复帧中具有相同编号的时隙为一 个信道，该信道具有速率恒定、周期出现的特 点。
TSi
PCM 1
A
TSj
B PCM 2
TSj
B
空
分
接
TSi
线
器
A
PCM 1 PCM 2
（2）基本结构 • 空分接线器由交叉点矩阵和控制存储器
(CM)组成。 （3）控制方式
» 输入线控制方式 » 输出线控制方式
（3）控制方式：输入线控制
入线
• 控制写入，顺序读出
例：
• 若T型接线器的输入 和输出复用线上1帧 有32个时隙，完成输 入TS２0内话音信息 “a”交换到输出 TS15内。
话音存储器SM TS20
a
TS15 a
15
a
时钟
Rw 控制存储器 CM
20
方式
3、空分(S)接线器
（1）功能 • 实现不同PCM线路上同一时隙之间的交换。
输出控制方式
• 顺序写入，控制读出
例：
• 若T型接线器的输入 和输出复用线上1帧 有32个时隙，完成输 入TS２0内话音信息 “a”交换到输出 TS15内。
话音存储器SM TS20
a
TS15 a
20
a
时钟
wR 控制存储器 CM
15
20
处理机 控制
w R 时钟
输出控制方式
(3)控制方式：输入控制
• 输入控制方式
是由交换网络（SN）、通信接口、控制单 元以及信令单元等部分组成。
图2-1 交换节点的组成
2、时分接线器
• 时分接线器简称T接线器，用于实现同一 PCM线路上不同时隙之间的交换。
TSj
TSi
B
A
TSj
时
分
A
接
线
器
TSi B
• 时分接线器由话音存储器 和控制存储器组成。
• 话音存储器用于暂存用户 话音信息，又称缓冲存储 器。SM的容量取决于输入 复用线上每帧的时隙数
第一章
1、通信与通信网的概念
• 通信是人与人之间通过某种介质进行的信息交 流与传递。
• 从广义上说，无论采用何种方法，使用何种介 质，只要将信息从一地传送到另一地，均可称 为通信。
• 通信技术研究——如何将信源产生的信息，通 过传输介质，高效、安全、迅速、准确地传送 到受信者。
• 点与点之间建立的通信系统，不能称为通信网。
• 1、面向连接（Connection Oriented，CO）
• 2、无连接（Connectionless，CL）
（1）面向连接网络
图1-6 面向连接网络的工作方式
• 信源要发信息321给信宿，先发呼叫请求给交换机1，交 换机关根据信宿的地址查找路由表，确定把请求转给交 换机2，交换机2查找路由表再将请求传给交换机3，交换 机3传给交换机6，再发给信宿。若信宿接受请求，发一 个“接受呼叫请求”通过交换机6、3、2、1转给信源。 这样在信源和信宿之间就建立了一个连接传递信息，信 息传递结束后，任一个“呼叫释放”终止连接。
• 面向连接方式在实际通信中有两种方式：
• 实连接——用户通信时，不管线路上是不 是有信息传送，连接始终存在，且占用电 路资源，不被其它用户所用。
• 虚连接——电路资源分配是动态的，有信 息传送就占用电路资源，没有不占用，对 用户的识别用标识。我们把一段一段线路 资源串起来的标志称为虚连接。
（2）无连接网络
每个基本时间单位仍称为时隙，并给每个时隙一个编号，该编 号代表一个线路资源，每个子信道用编号来区分.
• 异步时分复用传输模式的优点是能统计地、 动态地占用信道资源。
• 在相等的信道前提下，ATM比STM接纳的连接 数更多。
第二章
• 1、交换节点的基本组成 • 交换节点泛指通信网中的各类交换机，它