交换机技术发展趋势讲义
现代交换技术发展趋势
现代交换技术的发展趋势随着信息技术的发展，信息交流的日益频繁，移动通信网络和各种通信技术在社会生产和生活中扮演着越来越重要的角色。
这种情况下，交换技术作为一种可以实现数据的瞬间储存和转发的重要通信技术，也取得了很大的发展成就，但同时，为了适应这种日益暴增的信息传输，交换技术的未来发展方向又在何方？这是一个值得我们深思的问题。
一、交换技术的发展历史电话交换技术发展大致可以分为三个阶段：1.1）人工交换发展阶段：第一部磁石式人工电话交换机。
1.2）自动交换机发展阶段：机电式交换机。
1.3）电子式自动交换阶段：现如今的数字程控式交换机。
二、历史使用的典型交换技术每段历史的发展，都伴随着不断的探索和研究，一次次的改进，一次次的失败，才换来了如今先进的科学技术。
所以，我认为，当前的交换技术，也需要经历我们艰苦不懈的探究，才能得到发展。
2.1）电路交换技术电路交换技术是电信网络交换技术发展的最初形式和第一阶段。
该阶段的典型移动网络代表为GSM和CDMA，其原理是通过一条具备一定宽度的线路保证双方的通信。
通信的过程中，该线路的资源将无法再做他用，直到此次通信完成才能释放。
这种电路交换技术的最主要的应用特点是在稳定的有一定宽度的线路的基础上能够有效的保证双方的通信质量，并且操作简单，支撑成本低。
但同时也存在一定的缺陷，即每一次通信线路只能为当时的信双方提供服务，不利于网络资源的有效利用。
2.2）分组交换技术随着科学技术的发展，人们通信需求量的增加，原有的电路交换技术已经不能满足人们的通信需求了。
同时，传统电路交换技术所提供的单一语音业务也无法适应移动数据业务的变化，于是分组交换技术应运而生。
分组交换技术的主要原理是，在数据传输前，先根据情况对其进行分割，并在新的分段的始端添加不同的字段。
在这个过程中，不仅能完成数据的校验工作，还能实现有效的数据分组。
同以往的电路交换技术相比较，新的分组交换技术的应用优势是通过识别数据开头的字段完成发送任务，不仅免去了连接环节，还在发送中实现了对带宽的合理分配。
三层交换机的发展趋势以及技术细分
三层交换机的发展趋势以及技术细分三层交换是在1997年前后才开始出现的一种交换技术，最初是为了解决广播域问题。
经过多年发展，三层交换技术已经成为构建多业务融合网络的主要力量。
当前，三层交换机的应用环境正面临哪些变化？产生了哪些新技术？其发展趋势怎么样？未来的市场需求怎么样？产生及发展三层交换（也称多层交换技术，或IP交换技术）是在1997年前后才开始出现的一种交换技术，它是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知，传统的交换技术是在OSI网络参考模型中的第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
三层交换技术的出现主要是为了解决规模较大的网络中的广播域问题，通过VSP？column=news&key=LAN target=_blank class=qqx_gjz>LAN把一个大的交换网络划分为多个较小的广播域，各个VLAN之间再采用三层交换技术互通。
最初的三层交换机往往是把二层转发和三层交换做在两个单元中，还没有用一个芯片完成完整的三层交换功能，这样的交换机往往也是机架式的，比如3Com的Corebuider9000、Corebuider3500，思科的5505、6509，朗讯的Cajun P550等，一般都有一个专门处理三层数据的单元或者模块。
在传统的交换机中，三层交换引擎往往是整个交换机的瓶颈，无法实现大容量的线速的三层交换，而且模块和模块之间会采用总线式结构。
千兆以太网标准出现之后，有些机架式交换机内部也采用了千兆端口实现模块和模块之间的互通。
1998年Intel推出了550T、550S 可堆叠的盒式三层交换机，背板容量达2。
1Gbps，可以实现8个百兆端口的线速交换，这是当时市场上最早出现的盒式交换机之一，性价比也比较高。
但无论是当时的盒式三层或者是机架式三层交换机，最主要的功能仅仅是为了隔离广播域，路由协议的支持都比较简单，仅仅支持RIP、OSPF等小型网络的动态路由协议，VLAN之间的路由默认也是互通的，没有什么控制功能。
现代企业通信交换技术发展趋势及应用
现代企业通信交换技术发展趋势及应用摘要：近年来，我国的企业发展迅速，随着国内各项设施的发展与完善，通信交换工程的改造及组网显得尤为迫切，因通信交换工程的改造和组网关系着国内其他各项基础设施的发展，所以应将其尽快落实。
本文以国内某供电所通信网络的改造及组网为例，展现了一个通讯手段转变方式，其这种通信网络的改造及组网使得通信质量得到了大幅度提升，在改善通信质量的同时也带来了巨大的经济效益，同时也建立了健康的行业形象。
关键词：现代企业；通信交换技术；发展趋势及应用引言在人们的日程生活中，通信交换网络发挥着及其重要的作用。
通信交换网络的建设影响着电力企业的生产经营管理、居民的生活交流以及电网的调度配置。
随着信息化时代的到来，人们对图像处理的和数据传输的需求在不断增加，对现代化通信提出了更高的要求。
这就给电力信息工程网络的管理及升级提出了更大的挑战。
为了适应时代的发展要求，就需要通过通信交换工程的组网与改造来满足人们日益增长的各种需求。
1通信交换工程改造及组网1.1中继传输和话路传输的改造和组网首先，通信交换工程改造及组网从中继传输的改造入手，在以中继传输的通信交换网络中，要对计算机服务器、培训中心、电信、省电通公司等中心实现满足需求的连接，这样一方面提高了通信交换网络中的呼叫持续速度，另一方面还可以提供丰富多彩的业务，最终增大了设备的灵活性及功能性。
其次，从话路传输入手对通信交换工程进行改造和组网，传统的电力供电模式和通信模式因其供电所和变电所设备陈旧落后而不能提供高质量通信服务，加上对供电点和变电所检修维护工作投入较多、传输介质传输容量小、传输距离短及抗干扰能力差等，通信网络能够提供的信息传输速率较低，为了改变这种情况，只有预先安装新设备，确保通信网络的可靠通信，同时，各类通信设备要严格遵守电力系统管理规定布线和施工，对于一些安装完毕的设备要进行必要的专业调试。
最后，要依照正确的顺序配置链路数据，即要正确配置本局信息，适当增加MTP目的信令点，根据信令点增加MTP链路集，增加MTP路由，增加MTP链路。
现代交换技术的现状及其发展趋势
现代交换技术的现状及其发展趋势摘要:随着国家信息基础网络建设及电信经营的逐步开放，通信网络正经历着一次又一次的重大变革。
而交换设备是通信网的重要组成，交换技术的发展与通信网的发展是分不开的,即交换技术与终端业务、传输技术必须相适应。
分组交换是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组，通过传输分组的方式传输信息的一种技术。
它是通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，在传输线路质量不高、网络技术手段还比较单一的情况下,应运而生的一种交换技术。
近年来，随着光纤技术获得巨大成就，信道的传输速率明显增强,光交换技术得到很大发展，宽带综合业务数字网（B—ISDN）中的用户线必须要用光纤。
光技术已经在信息传输中得到广泛的应用。
关键字：通信交换技术光交换技术1.现代交换技术概述随着微电子技术、计算机技术的飞速发展，交换技术得到了空前的发展.从电话交换一直到当今数据交换、综合业务数字交换,交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。
人们对可视电话、可视图文、图像通信和多媒体等宽带业务的需求，也将大大地推动异步传输技术(ATM）和同步数字系列技术（SDH)及宽带用户接入网技术的不断进步和广泛应用。
一些常见的交换技术，比如电话通信中使用的电路交换技术、数据通信网中使用的分组交换技术和帧中继技术、宽带交换中使用的ATM技术、计算机网络中使用的二层交换、IP交换和MPLS技术、光交换技术等等.随着通信技术和计算机技术的不断发展，人们要求网络能提供多种业务，而传统的电路交换技术已经满足不了用户对于新业务的要求，因此新兴的交换技术应用范围越加广泛。
其中，我以光交换技术为例，来体现现代交换技术的发展趋势。
2.光交换概述现代通信网中，先进的光纤通信技术以其高速、带宽的明显特征而为世人瞩目。
实现透明的、具有高度生存性的.全光通信网是带宽网未来发展目标。
从系统角度来看，支撑全光网络的关键技术又基本上分为光监控技术、光交换技术、光处理技术、光放大技术几大类。
2023年交换机行业现状
03
交换机安全性需求增加
Increased demand for switch security
市场背景
1. 市场规模扩大：随着信息技术的快速发展，交换机行业 正迎来一个蓬勃发展的时代。市场规模不断扩大，需求不 断增加，主要受益于云计算、物联网和大数据时代的到来。 这些新兴技术的发展推动了交换机行业的繁荣，为其提供 了广阔的市场空间。
02
交换机云化趋势明显
The trend of switch cloudization is obvious
市场需求持续增加
1. 建设智能化城市的推动：随着智能城市建设的 不断推进，对交换机的需求也相应增加。智能城 市的核心在于建立高效的物联网基础设施，将各 种设备连接起来，实现智能化的数据传输和管理。 作为物联网的关键组成部分，交换机在智能城市 建设中扮演着连接各种终端设备和传输数据的关 键角色，因此市场对于交换机的需求持续增加。
4. 安全和可靠性：在信息时代，安全和可靠性是交换机行业的关键关注点。交换机厂商不断加强产品的安全性能，采用先进的安全机制和加密技术，保护 网络中的数据和通信。同时，交换机也在提升可靠性方面进行不断优化，如冗余设计、链路聚合等，以确保网络的高可用性和故障恢复能力。
5. 环境友好和节能减排：随着低碳环保理念的普及，交换机行业也在积极探索环保技术和节能减排方案。现代交换 机采用了节能设计和智能化的能效管理，以降低能耗和碳排放，并提供了可持续发展的解决方案，为数字化社会 的可持续发展做出贡献。
技术创新加速
1. 5G网络推动交换机技术创新：随着5G技术的 快速发展，交换机行业面临着更大的技术挑战和 机遇。为了适应高速、高密度、高可靠性的5G 网络要求，交换机需要持续创新，提供更快速、 更稳定的数据传输能力，推动传统交换机向高速 交换机、光交换机等新型设备的升级。 2. 可编程化交换机的崛起：可编程化交换机采用 软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化 （NFV）等新技术，将网络控制与数据转发分离， 具备更灵活、可扩展的网络架构。随着云计算、 大数据和物联网等技术的发展，可编程化交换机 成为满足多样化需求的关键。因此，交换机行业 正积极推动可编程化交换机的研发和应用，为网 络架构提供更高效、灵活的解决方案。
程控交换机行业发展趋势
分离控制与转发
01
SDN技术将程控交换机的控制平面与转发平面分离，提高了网
络灵活性和可编程性。
开放API与标准化
02
SDN通过开放API接口，实现网络的编程配置，促进程控交换机
行业的标准化发展。
智能化与自动化
03
SDN技术有助于程控交换机的智能化和自动化发展，简化网络
管理，提高运营效率。
5G技术对程控交换机行业的影响
云计算提升可靠性
利用云计算技术，程控交换机可以实现数据备份和恢复，提高设 备可靠性。
虚拟化增强灵活性
通过虚拟化技术，程控交换机能够支持多个虚拟交换机实例，满足 不同业务需求。
降低成本与资源优化
云计算和虚拟化技术有助于降低程控交换机的硬件成本，并实现资 源优化利用。
软件定义网络（SDN）在程控交换机的发展
行业市场规模
规模：根据市场调查机构的数 据，全球程控交换机市场规模 已经超过数百亿美元，并在保 持稳定增长。
驱动因素：市场规模的增长主 要得益于企业通信需求的提升 、新兴市场的开拓以及技术创 新的推动。
以上是对程控交换机行业概述 的扩展，希望能够帮助到您。
02
程控交换机技术发展趋势
云计算与虚拟化技术在程控交换机中的应用
尊重和保护用户隐私，赢得用户信任。
06
展望未来
程控交换机行业的未来发展前景
1 2 3
数字化转型
随着通信技术的不断演进，程控交换机行业将继 续向数字化转型，实现更高效、智能的通信传输 。
云计算与虚拟化
云计算和虚拟化技术的融合将进一步提升程控交 换机的灵活性和可扩展性，降低运营商的运维成 本。
5G与物联网的融合
数据安全与隐私保护的挑战与对策
程控数字交换技术及其发展趋势
程控数字交换技术及其发展趋势100043摘要：在当前的现代信息飞速发展的历史背景下,通讯科技在这里起到了关键性的作用,促进了信息产业的蓬勃发展。
在各种信息科学技术日益发达的情况下,在现代通讯方面所应用的信息技术也已经发生了一定的变化,新信息技术也在不断的革新和推陈出新,为现代通讯事业的蓬勃发展提供了必要条件。
在现阶段的现代通讯技术中,对于计算机电话和数据通信也已运用的相当普遍了,而它们也形成了目前世界上信息传输中较为普遍的各种手段,而程控交换技术便是其中较为常见的一个手段,以下将就程控交换技术做出具体的介绍。
关键词：程控数字交换技术：程控数字交换机；数字交换网络；软交换引言：作为信息产业的基石,通信科技在推动经济社会现代化过程中起着基础与引领作用。
由于现代通讯科学技术的蓬勃发展,通讯信息方式也不断涌现,通信交流与数据通信已成为了现代社会使用较为普遍的信息沟通手段。
而交换方式也正是人们进行通讯的最主要最合理的方式。
一、程控数字交换技术的概述（一）基本概念1.交换技术。
即利用数据交换技术在通讯的终端用户间形成链接,共同传输语音、信息、图形等数据的技术。
2.通信系统的组成。
如信源和信宿、过目端口和受信端口、发送通道、交换节点,以及噪声源等。
（二）交换网络交换网络的基本功能是根据用户的呼叫请求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户之间的连接通路。
数字交换网络是程控数字交换机的核心。
程控数字交换机采用四线交换,各程控数字交换机之间采用PCM 四线传输传输损耗低,用户通话质量高。
（三）呼叫处理1.呼叫接续流程。
（1）呼叫建立。
用户脱下电话向交换机发送呼叫连接请求信令，交换机检测到用户的呼叫请求并向用户发送拨号音，用户拨打被叫号码，交换机接收被叫号码（脉冲或DTMF信号），交换机执行词冠分析和用户识别，如果词冠分析结果是来自议会的呼叫，交换机建立主叫和被叫之间的连接；如果词冠分析结果是传出的如果词冠解析结果是传入呼叫，则交换机在主叫方和被叫方之间建立连接。
从核心交换机发展看组网新趋势概述(PPT 55页)
从核心交换机发展看网络组网新趋势
1 计算机网络组网的层次 2 核心层设备——核心交换机 3 以太网交换机的发展 4 100GB以太网标准的制定 5 以太网络技术向城域网渗透
计算机网络组网的层次
10GE、1000ME、100ME 构成的三层网络结构
计算机网络组网的层次
10GE、1000ME、 100ME构成的三层
核心层设备——核心交换机
核心交换机面向综合业务网络推出的新一代高端多业务路由 交换机，融合了MPLS、IPv6、网络安全、无线、无源光网络等 多种业务，提供不间断转发、优雅重启、环网保护等多种高可靠 技术，在提高用户生产效率的同时，保证了网络最大正常运行时 间，从而降低了客户的总拥有成本（TCO）。
以太网交换机的发展
94年前 IEEE802.3标准，10Mb集线器、交换机
1994年 IEEE802.3U标准制定，进入快速以太网 (100Mb)时代，相应物理标准：100Base-TX、 100Base-FX、100Base-T4等
以太网交换机的发展
1998年 IEEE802.3z、ab标准制定，进入高速以太网 (1000Mb)时代，千兆位以太网标准主要针对三种类型的 传输介质：单模光纤；多模光纤上的长波激光（称为 1000BaseLX）、多模光纤上的短波激光（称为 1000BaseSX）；1000BaseCX铜缆介质，该介质可在均 衡屏蔽的150欧姆铜缆上传输。IEEE 802.3z委员会模拟 的1000BaseT标准允许将千兆位以太网在5类、超5类、
核心交换机特点
2. 融合的网络安全特性
集成的安全特性
支持集成的防火墙模块，可以将防火墙的保护功能扩展到交 换机的每个端口；支持集成IPSec模块，提供安全的互联网VPN 接入服务；支持端口镜像和远程端口镜像，将有安全隐患的报文 镜像到分析端口，并通过与IDS联动及时阻断攻击。 设备自身的安全特性
浅谈程控交换机技术发展与趋势
浅谈程控交换机技术发展与趋势【摘要】目前，程控交换机在程度软件、控制方式、接入业务和话路网等方面均处于快速的发展过程当中。
本文就程控交换机的结构特征，并从从分类角度和社会需求角度对程控交换机技术发展及趋势进行分析，以期能够为企业程控交换机技术的提升提供理论依据。
【关键词】程控交换机;技术发展;趋势1.前言程控交换机又被称之为程控数字交换机，程控数字交换机本身也是数字技术、计算机技术、电话交换技术的集合体，目前已被广泛的应用于电力、军队、公安、工矿企业和金融证券等行业当中，其技术应用也日趋成熟。
在其不断的发展过程中，逐渐增加了程控交换机的服务功能，为通信做出了较大的贡献。
但随着人们需求的不断提高，对其安全性、可靠性、灵活性提出了新的挑战，需进一步的发展和创新，本文就其发展现状和趋势进行分析。
2.程控交换机的结构特征2.1 管理通信模块的特点程控交换机的管理信息模块主要有通信模块、中央处理模块、中央交换网和后台管理等模块构成。
其中中央交换网为一类比较大型的交换网，属于三级结构，主要有交换网通信控制模块，用做本模块单板，以及其他模块通信的控制;总线驱动板主要作用在于驱动总线[1]。
同时还包括边缘交换网板、总线交换网板。
而后台管理模块主要通过LAN形式组建计费台、维护台、特服台和服务器等成为后台的终端系统。
2.2 交换网络模块交换网络所具有的基本功能主要是通过对部分接续命令的控制，同时结合用户呼叫的要求，实现被叫用户和主叫用户之间的连接通路。
该模块主要通过接口的单元配以不同外围接口的电路，促使不同交换模块的形成，最终可满足不同的业务功能。
因此，交换网络模块的构成主要包括接口单元和主控单元两个部分。
2.3 外围电路模块外围电路模块主要由用户电路和中继电路两部分组成。
在用户电路当中，因数字交换网络主要进行数字语音信号的交换。
所以用户电话成为用户线同交换网络，或是其他电路中不可或缺的接口。
该部分具有馈电、过压保护、监视、混合电路和测试等功能。
交换机的发展及趋势
• 控制SIG的信号发送: 根据用户的状态通过SIG板控 制信号音信号和语音信号的发送。
• 控制信令的接收：根据本地用户或中继的状态通过 MFC板控制MFC信号的发送的接收
• 控制NET板以处理呼叫接续
MPU功能(III)
• 通过MC2与AM/CM通信 • 通过HDLC同步串行口与O&M系统通信及加载MPU 软件 • 与EMA板配合执行主备用MPU的倒换和数据热备份
P NNNNNN E W OOOOOOM C DDDDDDA P NNNNN S S W OOOOO I I C DDDDDGG
M P U
B N
B N E T
MMMMMMMA P E F F F F CC L W MCCCC 2 2 M C ML L L L OOT P E AAAA P PC W
M E P T U
上框的MPU称为MPUA，下框的称为MPUB。
一般开机时默认MPUA为主用。
MPU的功能 (I)
MPU: 主控单元。 • 是SM的大脑，负责SM内设备的控制。 • 通过总线直接控制主控框单板； • 通过主节点控制用户和中继电路； • 通过主节点获取用户和中继的状态，并向 它们发命令
MPU 功能 (II)
交换机的发展
世界交换机的发展过程
课程目标
完成本课程的学习，学员应达到：
了解交换机的发展历程和分类
掌握掌握PSTN网络的发展趋势
课程安排
交换机的发展历程
交换机的发展趋势
引言
交换机的发展历程：
1876年，美国人贝尔发明了电话。随着社会需求 的日益增长和科技水平的不断提高，电话交换机技 术处于迅速变革和发展之中。其历程大致分为三个 阶段：人工交换、机电交换和电子交换。
全球及中国交换机行业市场需求、市场份额及未来发展趋势分析预测
全球及中国交换机行业市场需求、市场份额及未来发展趋势分析预测5G发展和上云流量的增长已成确定趋势，驱动云数据中心进入快速发展通道。
而云数据中心的发展将遵循“超大规模化、SDN化、白牌定制化”的逻辑。
在此背景下，公司交换机产品将在云数据中心市场迎来巨大的发展空间，多年深耕白牌交换机，助力提升市场份额。
一、需求打开：云数据中心建设加快交换机需求进入上升期1、流量增长驱动云资本开支回暖5G和上云需求将带来云数据中心新一轮流量增长。
预测2019-2021年，全球流量年度总量将从14.1ZB增长至20.6ZB。
2016-2021年，全球流量的年度复合增长率为25%。
云巨头资本开支已进入回暖通道。
云厂商资本开支的调整始于2018年Q2，全球云厂商龙头亚马逊率先开始去库存，降低数通设备资本开支。
随后其他厂商相继下调需求指引。
2019年Q3开始，全球云巨头资本开支增速回暖，2019年第三季度，超大规模数据中心运营商资本开支超过310亿美元，比去年第三季度增长8%。
2019前三季度的资本开支总和已经超过了2018年的创纪录水平。
随着5G、物联网等终端侧应用场景的技术演进与迭代，终端侧上网需求量将呈现高速增长，同时新兴技术对IDC的应用场景也将进一步扩大，IDC市场需求随之拉升。
预计2020年，中国IDC市场将迎来新一轮大规模增长，市场规模将超2000亿元。
2、IaaS市场高速增长国内增速超全球2019年Q3全球云基础设施服务市场规模同比高速增长37%，达到275亿美元。
亚马逊网络服务（AWS）继续保持其市场领军地位，市场份额增长23亿美元，等同于其后三位竞争对手年增长的总和。
全球云基础设施服务市场仍呈现AWS、微软Azure、谷歌云三龙头领军的状态，三家合计占据了56%的市场份额。
中国云基础设施服务市场持续增长，成为全球第二大市场，增速高于全球头部云厂商。
中国云基础设施服务市场在2019年第三季度达到29亿美元，同比增长60.8%。
交换技术的发展概述(PPT 28张)
由软交换机设备构成，完成各种呼叫控制，并负责相 应业务处理信息传送。
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软交换
软交换
是基于IP协议或ATM技术的分组化的光传送网，为业 务媒体流和控制信息流提供统一的、保证QoS的高速 分组传送平台。
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软交换
软交换
主要向用户提供各种接入手段，实现媒体格式的转换。 主要设备包括信令网关SG、中继媒体网关TG、接入媒 体网关AG、综合接入网关（IAD）和各类用户终端
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电路交换、分组交换到ATM交换
消息交换
消息前添加报头 存储－计算路由－确定出线－等空闲再发送 优点： 不要求两个终端间的线路和交换机同时空闲 中继线的利用率得到了大大的提高 缺点： 要求系统要有足够大的存储器，以保证数据不被丢失 交换时延大，不适合于交互式的实时通信 将整个文件打包成一条报文，也不适用于文件长度差异 很大的计算机通信。
当一个用户呼叫另一用户时，交换机要立即在这两个用 户之间建立起电路连接，并且这条连接通路在用户通话 期间必须始终保持畅通，直到通话结束了才被释放，中 间不能再被其它呼叫使用。 优点： 实时交换，适合延迟要求高的交互式话音通信 缺点： 通信链路必须在通话前准备就绪，通话期间不能再被其 它用户使用，链路的利用率低 ，不适用于数据通信；存 在呼损现象。
信头
地址和控制信息
虚拟信道标识符VCI 识别逻辑信道 无连接数据业务 信头仅含目标地址 面向连接的电路交换数据 信头指定通信链路
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电路交换、分组交换到ATM交换
ATM交换优点： 信元头功能简化，信元头处理速度加快 采用固定长度的信元，信息域长度相对分组交换中的分 组较短，能降低ATM交换节点内部缓冲器的容量，减 少信息在缓冲器中的排队时延和时延抖动
程控交换机的特点与技术趋势分析
程控交换机的特点与技术趋势分析通信行业的技术发展较快。
在交换方面由于信息传输高速化、宽带化的需求，以十分复用技术为基础的各个领域，如因特网、IP电话和NGN等，得到人们的广泛关注。
了解通信进一步发展的热点和趋势是十分必要的。
关健词：程控交换机特点趋势90年代后，我国逐渐出现了一批自行研制的大中型容量的具有国际先进水平的数字程控局用交换机，典型的如深圳华为公司的C&C08系列、西安大唐的SP30系列、深圳中兴的ZXJ系列等等，这些交换机的出现，表明在窄带交换机领域，我们国家的研发技术已经达到了世界水平。
随着时代的发展，目前的交换机系统逐渐融合ATM、无线通信、接入网技术、HDSL、ASDL、视频会议等先进技术。
可以想象，今后的交换机系统，将不仅仅是语音传输系统，而是一个包含声音、文字、图象的高比特宽带传输系统，并深入到千家万户之中。
世界上传统交换机厂商目前正努力研制，并通过与计算机厂商的合作和交流，来达到这一目的。
一、电话交换机的发展过程程控交换机全称为存储程序控制交换机，也称为程控数字交换机或数字程控交换机。
通常专指用于电话交换网的交换设备，它以计算机程序控制电话的接续。
程控交换机是利用现代计算机技术，完成控制、接续等工作的电话交换机。
电话交换技术处于迅速的变革和发展之中。
其历程可分为三个阶段：人工交换、机电交换、和电子交换。
早在1878年就出现了人工交换机，它是借助话务员进行话务接续，显然其效率是很低的。
15年后步进制的交换机问世，它标志着交换技术从人工时代迈入机电交换时代。
这种机电自动交换时代。
随着半导体器件和计算机技术的诞生与迅速发展，猛烈地冲击着传统的机电式交换结构，1965年美国贝尔系生产了世界上第一台商用存储程序控制的电子交换机，这一成果标志着电话交换机从机电时代跃入电子时代，使交换技术发生时代的变革。
由于电子交换机具体体积小，速度快，便于提供有效而可靠的服务等优点，引起世界各国的极大兴趣。
交换技术的发展综述ppt课件
市话交换机数字化 （d）
用户环线数字化
（e）
(综合数字通信网IDN)
多种业务 终端综合化
市话 交换机
汇接 交换机
模数或数模转换器
市话 交换机
综合业务数字网
窄带ISDN和宽带ISDN－－2Mbit/s速率门限
数字电话机 数字计算机 数字传真机
4/25
模拟交换与数字交换－接续技术
交点通断的实现技术发展
6/25
从人工交换到程控交换－控制方法
SPC技术的优点：
通过软件程序的修改，可方便地更改交换机的组成结构 和工作性能等。
极大地改善交换机的话务处理能力 1、提高用户的呼叫能力 2、提高用户的应答能力 3、提高通话能力
7/25
电路交换、分组交换到ATM交换
电路交换
当一个用户呼叫另一用户时，交换机要立即在这两个用 户之间建立起电路连接，并且这条连接通路在用户通话 期间必须始终保持畅通，直到通话结束了才被释放，中 间不能再被其它呼叫使用。 优点： 实时交换，适合延迟要求高的交互式话音通信 缺点： 通信链路必须在通话前准备就绪，通话期间不能再被其 它用户使用，链路的利用率低 ，不适用于数据通信；存 在呼损现象。
5/25
从人工交换到程控交换－控制方法
人工交换机
大部分控制功能由人工完成
自动交换机
第一个自动交换机产生 1889年，美国人史端乔
机电制和布控制控制系统 只能进行基本的呼叫接续处理 存储程序控制（SPC）系统 依靠预先存储在存储器中的程序和数据来引导微机对各 种信令进行处理，并对交换网络和各种接口进行必要的 控制，以完成呼叫处理功能和OAM功能的。
15/25
电路交换、分组交换到ATM交换
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路漫漫其悠远
以太网交换机发展历史的启示
大容量、高带宽
逐步发展新业务
成本与发展取得平衡 低成本设计
路漫漫其悠远
汇报提纲
以太网交换机的发展简史 核心交换机的新发展
➢ 交换体系结构的演进 ➢ 转发方式的改进 ➢ MPLS VPN分布式转发
路漫漫其悠远
流Cache转发技术缺陷
传统的L3使用流Cache技术转发，在网络蠕虫病毒的攻击时（病毒报文流量不断扫描目的IP 地址，即病毒报文每包都是新地址，因此每个病毒报文都会上L3 CPU查找路由表），L3 CPU被巨大病毒流量堵死，L3接口板发生流Cache表溢出，造成网速急剧下降、用户断线、 无法上网等现象，严重的情况下流cache L3崩溃。
二层网络 VS 路由网络：全以太城域网构成了一个巨大的二层网络，在宽带用户激增 的情况下，网络变得不可控制。伴随着2003年下半年启动的城域网改造，各地的城域 网逐渐演进为路由网络。
MPLS VPN业务：传统的交换机只能接入用户，不能提供更多的新型增值业务，例如： MPLS VPN。通过交换机上打一个MPLS业务补丁的方式，其集中式处理的业务性能瓶颈 和较差的服务品质会成为业务发展瓶颈，使得价值客户更加不信任IP网络。
流Cache转发技术成功的原因
• 流Cache精确匹配表构成：源IP地址、目的IP地址、出接口。 • 首包利用CPU处理，CPU将结果下发Cache表，后续包通过硬件查表方式实现线速转发。 • 流Cache转发机制ASIC实现成本低（硬件逻辑设计、工艺等方面），对CPU的处理能力要求也不高，因而
进一步降低了成本。
核心交换机的未来之路
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高端交换机的体系结构演进
高端交换机发展历程中，出现了五种交换网络形式： 共享总线 环形交换 共享内存 Crossbar 分布式Crossbar＋共享内存
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总线式
总线交换是最古老的一种数据交换方式，这种方式的主 要特点是没有专门的交换网芯片，通过共享背板总线进 行各线卡之间的数据传递，各线卡分时占用背板总线；
Crossbar交换网的扩展能力非常强，交换容量可以做的很大间。
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共享内存
共享内存交换与上述交换方式有本质不同，是一种全新的交换方式,其优点是支持 大量突发数据缓冲
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演进：分布Crossbar+共享内存
除了交换网板采用了Crossbar架 构之外，在每个业务板上也采用 了Crossbar+共享缓存的架构
以太网交换机的发展简史 核心交换机的新发展
➢ 交换体系结构的演进 ➢ 转发方式的改进 ➢ MPLS VPN分布式转发
核心交换机的未来之路
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2000年三层交换机的概念
帽子（小三层转发)
＋＝
SSii
身体(Vlan交换机)
SSii
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三层交换机 = L2交换机 + 小三层的帽子。（2000年）
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环形交换
环形交换实质上仍然是一种总 线交换方式，改进点就是将总 线移到了芯片中，而不是在背 板上；
带宽有所提高，但是没有根本 改善；
采用这种交换方式的系统容量 在32G-64G之间，一般来讲都是 有阻塞的系统；这种交换形式 也将逐渐被淘汰。
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Crossbar交换矩阵
Crossbar交换网采用矩阵结构实现无阻塞交换，在交换网内部没有带宽瓶颈，不 会因为带宽资源不够而产生阻塞；
以太网 VS ATM：从2000年起，以太网基本成为城域网宽带接入的主力，ATM接入网络发展缓慢。 三层流Cache转发技术：使得以太网交换机从二层走向了三层，进入IP领域，由于流cache技术成本很
低，三层交换机对路由器的成本优势明显，在2000年至2002年，三层交换机全面进入宽带城域网汇聚 层，在很多地方甚至覆盖到城域网核心层。
结构和技术比较简单，但交换容量受背板总线带宽限制 ，无法构建大容量系统，并且随着背板总线带宽的增加 ，码流的同步控制也成为一大瓶颈；
目前采用这种交换方式的系统交换容量一般小于32G， 并且一般都是有阻塞的系统。
这种交换形式在一些老机型上仍有使用，新的系统不会 采用这种交换形式。这种交换形式将逐渐被淘汰
IEEE 通过 100BASE-T 快速以太网标准
IEEE通过 千兆以太网标准
1973年
1980年
1983年
1995年
1998年
2003年
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以太网交换机的成功
以太网 VS 令牌环：从20世纪80年代后期至今，办公局域网几乎被以太网交换机所垄断，LAN即以太网 。令牌环现在已经很少见了。
交换机技术发展趋势讲 义
路漫漫其悠远 2020/4/14
汇报提纲
以太网交换机的发展简史 核心交换机的新发展 锐捷核心交换机简介
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以太网接口技术发展
事件
以太网
Xerox公司提出 并实现以太网技术
DIX发布10M 以太网标准
FE
GE
10GE
IEEE 通过802.3ae 10GE 标准
IEEE通过 802.3标准
不论是80年代的发展，90年代的局域网垄断位置和2000年的城域网拓展，以太网交换机的成功因素都在 于：简单易用、高带宽、低成本。
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以太网交换机面临的挑战
三层流Cache转发技术：2003年波及全球的网络病毒，成为传统以太网交换机的流 cache转发技术的终结者。在大网上的流cache转发的三层交换机，在遭受网络病毒攻 击后，都中断了转发业务，甚至瘫机。
L3 CPU
路由学习
路由更新信息
首包查精确匹配路由
路由表
首包 后续包
流Cache表
报文
首包 后续包
流Cache表
首包 后续包
流Cache表
L3接口板
L3接口板
L3接口板
ASIC算法简单成本低廉，是流cache技术在2000-2001成功的关键。2000-2001年城域网络处于开拓期，接 近局域网的要求，尚未进入精耕细作的经营阶段，是流Cache技术存在的前提。
在业务板上采用共享内存可以很 好地解决了对突发流量的吸收问 题，在业务板和交换网板之间采 用Crossbar方式以提高交换容量 和端口密度
分布式Crossbar＋共享内存的体系结构是核心交换机设计的发展方向，保证 了现在的网络核心能支撑未来海量的数据交换和灵活的多业务支持需求
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汇报提纲