交换机原理课件全解

IMS进一步实现了控制与业务的分离，实现了固定移动的统一控制，IMS是传统网络演进的更高阶段
IMS是下一代网络的理想架构
能够实现控制、承载、业务分离
IMS标准架构实现控制层、业务层、接入承 载层的完全分离，各层间采用标准开放接口， 便于系统扩展及异厂家互通。 多媒体 会议
状态呈现
IM
一号通
Centrex…
IMS概念

IMS特点

IMS现状

IP Multimedia
网络架构更清晰，可根 支持多种终端，包括手 能提供各种多媒体和ICT
标准和技术成熟，技术
Subsystem（IP多媒体子系 统），代表了全IP网络的发 展方向。基于固定和移动IP 接入，提供VoIP、多媒体等 业务。
据需求独立部署各个业务；
什么是软交换设备？
根据国际SoftSwich论坛ISC的定义，SoftSwich是基于分组
网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的设
备和系统。 因此，软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关 （传输层）中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能， 从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软 件可编程功能建立分离的平面。
软交换的优点
• • • • 节省费用 地理无关和号码漫游（游牧用户） 将语音网络和数据网络有机结合 更多的功能，如视频通话、多方通话、视频会议、统一 消息 • 交互式电子商务、呼叫中心、企业传真、多媒体视讯会 议、智能代理等应用及服务
烽火科技
IMS是什么？
互联网
IMS 通信网 IMS是通信技术和互联网技术融 合的产物，是下一代交换技术。 集成的互联网开放灵活高效和 通信网安全可靠的特点。
业务和控制进一步分离
• 业务需求是不断变化和增加的，而控制功能是相 对稳定的 • 二者进一步分离可加速新业务的引入 • 业务采用标准化、开放、松耦合的SIP接口，同时 业务之间容易组合和相互调用
业务和控制部分分离
• PSTN/ISDN业务仍然由软交换提供 • 独立的服务器提供增殖业务
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IMS与固网软交换比较分析
程控交换机结构
• 呼叫接续实例 以一次内部呼叫201拨打202为例，串联一 下程控交换机各个部分的结构和功能。请 看下图：
程控交换机结构
用户模块-用户级
用户 电路
选组级
PCM流
201
用户处理机
用户模块
用户 电路
202
数 字 交 换 网 络
数字 中继 模拟 中继
数字中继线 模拟中继线
信号发/收器
用户处理机
IMS
• 业务能力： •能够提供传统话音及补充业务 •能够提供IMS与CS融合的业务能力 •IMS业务的国际标准成熟 • 控制能力： •具备固网移动统一控制的能力 •提供多媒体会话业务的灵活性较强，具有灵 活的业务触发机制 • 网络架构： •架构开放，网元间采用标准的协议接口 •支持固定移动多种方式的统一接入 • 漫游及QoS控制能力： •具有漫游和QOS控制能力 • 标准化程度： •设备及业务标准化程度较高，互通较好
程 控 交 换 机 硬 件
话 路 部 分
中继电路 音频信号收/发设备
数字交换网
负责空分交换和时分交换
控 制 部 分
中央处理机、用户 处理机
存储器
I/0设备
存储各种程序和数据，对进入交换 机的各种信息进行分析和处理，发 出各种指令等。
程控交换机结构
用户模块的基本结构
用户电路：与模拟用户线的接口。 用户级交换网络：由一级T接线器组 成，完成话务量的集中和扩散。 用户处理机：完成对用户电路、用户 级T接线器的控制及呼叫处理的低层 控制。
制 图 审 核 批 准
李馨懿 蔡珂珂 魏明海 日 期
陕西电力信通中心
2012年陕西电力通信系统调度交换网拓扑图
2012年1月
图 号
IMS:下一代交换技术
什么是NGN？
• NGN（下一代网络）定义
NGN 是 基 于 TDM 的 PSTN 语 音 网 络 和 基 于 ATM/IP的分组网络融合的产物，它使得在新一 代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了 可能。NGN的发展目标是能够提供各种业务的 综合、开放的网络。NGN必须能够支持所有的 通信业务 。
陕西省调交换网概况
陕西电力调度交换网为“二级汇接，三级交 换”。陕西电力调度交换网络隶属电网生产调 度业务应用层面，与行政交换网相互独立并存。 主要服务对象为陕西省电力公司生产调控中心， 为调度生产联络指挥提供实时、安全、可靠的 语音通信业务保障。
陕西省电力通信系统调度交换组网图 2012年陕西电力通信系统调度交换网拓扑图
• 空分交换 • 时分交换 • 数字交换网络的基本功能
数字交换原理
空分交换网络
• 空分交换 任一输入线 与任一输出 线之间的交 换。
1
A
2 出 3 4
入
1
2
3
4
空分交换示意图
数字交换原理
• 时分交换：输入 复用线上任一时 隙的内容可以在 输出复用线上任 一时隙输出。
时分交换示意图
数字交换原理
• 数字交换网络的基本功能
NGN网络特点
• • • • • 控制与承载分离 业务与呼叫分离 接口标准化、部件独立化 核心交换单一化、接入层面多样化 开放的NGN体系架构
软交换和NGN的关系
• NGN 的核心技术就是软交换技术，以软交换 为控制层，兼容语音网、数据网、视频网三 网的开放体系架构就是狭义的NGN定义。 • 软交换是下一代网络的控制功能实体，为下 一代网络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。
延安地调
东塬变
榆林地调
桥陵变 西庄变 韩城一厂 秦岭电厂 蒲城电厂
铜川地调
铜川电厂
渭南地调
新力电厂 群生电厂
渭南化工厂
陕西省调
陕西备调
北郊变 草滩变 上苑变
王塬变
古渡变
咸阳地调
生产交换机 DTS交换机
生产交换机
西安地调
南郊变
河寨变
长乐变
东郊变
聂刘变
代王变
户县变
大杨变 渭河发电厂 渭河热电厂
庄头变
西郊热电厂 杨陵热电厂 兴化电厂 宝鸡电厂 彬县煤矸石 彬长电厂 宝鸡热电厂 雍城变 段家变 张村变 柞水变 灞桥热电厂
交换机原理
信通公司 钟馥遥
第一部分
数字交换原理
程控交换机结构
交换组网实例 IMS:下一代交换技术
第二部分
第三部分 第四部分
数字交换原理
最简电话通信系统
电话通信系统组成
• 电话机 • 传输线路
电话机 交换机
用户接口
源自文库
• 交换机
传输线路
由一台交换机组成的通信网
数字交换原理
交换功能：指信息从通信设 备的一个端口进入，从另一 个端口输出。

提出已经有十年的时间， 标准规范成熟完善；

机/固话/电脑/会议终端；

应用广泛，国内外运营
商大规模建网，基于IMS 的统一通信蓬勃发展。
融合应用。
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IMS在网络演进中的位置
业务 业务 业务
控制
承载
控制
承载
控制
承载
传统交换机
软交换
IMS
控制和承载分离
• 二者可以分布式组网，并可独立演进 • 网络简化和降低成本的关键一步 • IMS大量使用此技术，如与现网互通的 MGCF/MGW，提供媒体资源的MRFC/MRFP等 等
户县一厂
宝鸡地调
商洛地调
户县二厂
汉中地调
安康地调
鹿城变
硖石变 汤浴变 马营变 安康水电厂 略阳电厂 汉中变 洋县变 石泉水电厂 金州变 岚河水电厂 蜀河水电厂 喜河水电厂
乾县750kV 洛川750KV 信义750kV
宝鸡750kV 榆横750kV
武侯变 二郎坝电厂 勉钢变 顺正变 泥坪电厂 金淌电厂 蔺河口电厂
用户电路
用户电路功能框图
用户电路七项主要功能：B0RSCHT
中继电路
中继电路是程控交换机与其他交换机的接口。 1．模拟中继器 模拟中继器的功能框图如图所示。
中继电路
2．数字中继器
数字中继器是程控交换机和局间数字中继线的接口 电路，它的入／出端都是数字信号。
数字中继器的主要功能有： ① 码型变换和反变换 ② 时钟提取 ③ 帧同步 ④ 复帧同步 ⑤ 信令的提取和插入
存储器
中央处理机
I/O设备
交换组网实例
电力通信网中的交换系统
• 电力通信网是服务于电力主业的专用通信 网，为保证电力系统的生产指挥、数据传 递、日常管理等方面的信息畅通、准确、 可靠的传递，电力通信交换系统作为专网 的汇接枢纽，具有可靠性和稳定性要求高、 设备接口特殊多样、话务量较小而中继局 向多等特点。
– 完成两个用户之间数字信息（如打电话话双方 的数字话音）的交换。 – 既要完成时隙的交换，还要完成空分交换。
数字交换原理
思考题：下面两条话路分别完成了哪些交换呢？
TS1
1
TS2
1
TS2
2
输入线
2 3
数字交换网络
TS3
3
输出线
4
4
程控交换机结构
程控交换机结构
程控交换机硬件结构表
用户模块 交换机与用户话机之间的接口 本交换机与其它交换机间的接口 提供各种信号音和局间信号
固网软交换
• 业务能力： •能够成熟地提供传统话音及补充业务 •能够提供基于SIP的多媒体会话业务 ，但是 标准化程度不高 • 控制能力： •不具备固网移动统一控制的能力 •提供多媒体会话业务的灵活性不够 • 网络架构： •架构封闭，网元之间的耦合性较强 •不支持固定移动多种方式的统一接入 • 漫游及QoS控制能力： •不具备 • 标准化程度： •标准化程度较低，多厂家互通存在问题
GGSN
GSM/TD/ WCDMA
BRAS xDSL/ LAN
PDSN
AC
WiFi
CDMA
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IMS行政通讯网建设要求
IMS 行政交换网由核心网、 接入网、 数据通信网、业务系统组成； 核心网以 总部及省公司为单位建设， 采用扁平化 组网模式， 利用公司数据通信网进行业 务承载。 IMS 核心网设备 以公司总部及省公司为单位集中部署；各分部、 其他各级供 电企业、 直属单位等不建设 IMS 核心网设备。 IMS 核心网应采用双机互备方式进行容灾 现网模拟话机（POTS 终端） 通过 AG/IAD 等设备接入 IMS核心网， IP 话机通 过数据通信网接入 IMS 核心网 数据通信网是 IMS 行政交换业务的承载网络， 实现信令和媒体流数据传输。数 据通信网应配置专用的 IMS VPN 。 IMS 核心网之间采用数据通信网互联互通， IMS 核心网与电路交换网汇接局采 用 E1（2M） 数字中继方式互联互通。 IMS 核心网与调度交换网互通遵循单向互 通原则, 即 IMS用户 仅可以作为被叫与调度交换网用户 互通，与调度交换网的互 通可经过行政电路交换网转接。 编号原则：保留原有号码，可新增IMS号码。 IMS建设原则，先核心，后接入，逐步将现有电路交换网割接到IMS网络。
数字交换网络
• 为了实现大容量的交换网络，通常将T和S接线器组 合，形成：
– – – – TST STS TSST SSTSS
• 特别提醒：
– T接线器可以级联形成TTT数字交换网络 – S接线器不能单独、也不能级联形成数字交换网络
控制部分
处理机的控制结构 • 1．分级控制方式 • 2．全分散控制方式 • 3．容量分担的分布控 制方式
信令设备
信令设备的主要功能是接收和发送信令。程控数字交 换机中主要信令设备有： 信号音发生器：用于产生各种类型的信号音，如忙 音、拨号音、回铃音等。 DTMF接收器：用于接收用户话机发出的 DTMF信 号。 多频信号发生器和多频信号接收器：用于发送和接 收局间的MFC信号。 No.7信令终端：用于完成No.7信令的第二级功能。
750kV变电站 调度交换设备 330kV变电站 调度交换设备 电厂 调度交换设备 2M线路 地区局至备调 2M× N 750kV变电站至省调 2M× N 地区局至省调 二线× N 省调模拟线路 二线× N 地调模拟线路 二线× N
池阳变 沣河变 鑫光电厂 桃曲变
渭南变
罗敷变
金锁变
高明变
祯州变 韩城二厂
能够实现网络融合演进
IMS接入无关性，不论何种接入方式 （GSM/TD/WCDMA/CDMA/LAN/WLAN/P STN/SS）都可以接入到IMS核心网，实现多 网络的融合。
统一会 话控制 统一用户 数据管理
能够丰富用户业务体验
IMS具备强大的多媒体业务及ICT融合能力， 可以提供丰富的业务体验。
图 例
西北网调 西北备调 陕西省调 陕西备调 地区局地调
黄陵煤矸石电厂
西北网调（主调） 西北网调（备调）
安宁渡电厂 统万变 绥德变 上河电厂 榆林变 神木变 朱盖塔电厂 朱家变 黄陵变 延安变 郝家变 麟洲变 清水川电厂 神木化工电厂 靖边风电 神华电厂 郭家湾电厂 鲁能风电 乾元电厂 华盛电厂 靖边光伏