现代交换原理 (8)
现代交换原理 第8章 IP交换技术
IP交换的基本原理（3）
3）收到下游节点通知
同时，下游节点要求建立ATM直通链接。通知 下游节点分配的虚通道标识，之后，IP交换机 将属于该数据流的信元在指定虚通道上传送到 下游节点。
ATM直通连接上传送分组
IP交换控制器指示ATM交换机建立相应输入 和输出端口的虚通道连接，建立起ATM直通连 接，属于该数据流的信元就在ATM连接上以 ATM交换的速度在IP交换机中转发。
8.4 多协议标记交换——MPLS 什么是MPLS MPLS网络体系结构及相关基本概念 MPLS基本交换原理 交换节点LSR体系结构及工作原理
什么是MPLS
MPLS是利用标记进行数据转发的。当分组进入 网络时，要为其分配固定长度的短的标记并将标 记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换 节点仅根据标记进行转发。
转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class）
相关概念
标签边缘路由器（TER：Tag Edge Routers）
位于标签交换网络的边缘。负责给进入网络的数据分 组加上标签，并负责将离开网络的数据分组的标签去 除，对数据分组进行第三层转发。
TER使用标准的路由协议来创建转发信息库（FIB）。 TER根据FIB的内容，使用标签分发协议（TDP）向 其它TER或标签TSR分发标签。
0
LSR1
Q（ RE
1
) .8 65
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LER1
1
出端口
8) EL( LAB
路由表 目的地址前缀 下一跳入端口 LER0 LSR0 LSR2 LER1 65.8 65.8 65.8 65.8 LSR0 LSR2 LER1 0 0 0 0 1 2 1 ----
现代交换原理
现代交换原理1.3 主要的交换方式现代通信网中采用的交换方式主要有电路交换、分组交换方式。
1.3.1 电路交换电话交换一般采用电路交换方式。
电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输，并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。
电路交换属于电路资源预分配系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管电路上是否有数据传输，电路一直被占用着，直到通信双方要求拆除电路连接为止。
电路交换的特点①在通信开始时要首先建立连接，在通信结束时要释放连接；②一个连接在通信期间始终占用该电路，即使该连接在某个时刻没有信息传送，该电路也不能被其它连接使用，电路利用率低。
③交换机对传输的信息不作处理，对交换机的处理要求简单，但对传输中出现的错误不能纠正。
④一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值。
电路交换适合传输信息量较大且传输速率恒定的业务，如电话通信业务，但不适合突发性要求高和对差错敏感的数据业务。
1.3.2分组交换分组交换原来是为完成数据通信业务发展起来的一种交换方式，由于分组交换技术的迅速发展，现在利用分组交换技术不仅可以用来完成数据通信业务，也可以用来完成话音和视频通信。
分组交换利用存储——转发的方式进行交换。
在分组交换方式中，首先将需传送的信息划分为一定长度的分组，并以分组为单位进行传输和交换。
在每个分组中都有一个3-10个字节的分组头，在分组头中包含有分组的地址和控制信息，以控制分组信息的传输和交换。
分组交换采用的是统计复用方式，电路的利用率较高。
但统计复用的缺点是可能产生附加的随机时延和丢失数据的可能。
这是由于用户传送数据的时间是随机的，若多个用户同时发送分组数据，则必然有一部分分组需要在缓冲区中等待一段时间才能占用电路传送，若等待的分组超过了缓冲区的容量，就可能发生部分分组的丢失。
另外，在分组交换中普遍采用逐段反馈重发措施，以保证数据传送是无差错的。
现代交换原理
现代交换原理概述：现代交换原理是指在通信领域中，利用交换设备和技术实现电话、数据和多媒体等信息的传递和交换的原理。
它是现代通信系统中的核心技术之一，能够提供高效、可靠的通信服务。
本文将详细介绍现代交换原理的基本概念、工作原理、应用场景以及未来发展趋势。
一、基本概念：1. 交换设备：指用于连接和转接用户之间通信链路的设备，包括交换机、路由器等。
2. 交换技术：指实现信息传递和交换的技术手段，包括电路交换、分组交换等。
3. 交换网络：由多个交换设备组成的网络，用于连接用户并实现信息交换。
二、工作原理：1. 电路交换：在通话过程中，交换设备会为通话双方建立一条专用的物理连接，一旦建立连接，通话双方之间的信息就可以直接传递，具有实时性和稳定性。
2. 分组交换：将数据分割成较小的数据包（分组），每一个数据包包含目标地址和数据内容等信息，通过交换设备在网络中进行传输和交换，最终到达目标地址。
分组交换具有高效性和灵便性，适合于数据通信。
三、应用场景：1. 电话交换：现代电话系统利用交换原理实现电话呼叫的接通和通话过程的管理，通过交换设备将电话信号传输到目标用户，实现电话通信。
2. 数据交换：现代数据通信系统利用交换原理实现数据的传输和交换，包括互联网、局域网等。
3. 多媒体交换：现代多媒体通信系统利用交换原理实现音视频数据的传输和交换，包括视频会议、流媒体等。
四、未来发展趋势：1. 软件定义网络（SDN）：SDN将网络控制和数据转发分离，通过集中式的控制器对网络进行管理和配置，提高网络的灵便性和可编程性。
2. 5G通信：5G通信将提供更高的带宽和更低的延迟，为交换原理的应用提供更好的支持，推动物联网、智能城市等领域的发展。
3. 虚拟化技术：通过虚拟化技术，将多个物理交换设备虚拟化成为一个逻辑设备，提高网络资源的利用率和灵便性。
总结：现代交换原理是实现通信系统中信息传递和交换的关键技术，通过交换设备和交换技术，可以提供高效、可靠的通信服务。
现代交换原理
现代交换原理交换原理是现代通信技术中的重要概念。
它主要指的是在通信系统中，将信息从发送端传输到接收端的方式和方法。
交换原理的发展与电信技术的进步息息相关，它使得通信网络能够更加高效地传递信息。
随着科技的不断发展，传统的交换原理逐渐被现代交换原理取代。
传统的交换原理主要采用电路交换方式，也就是在通信过程中建立一个物理连接，然后通过这个连接来传输信息。
这种方式的缺点是占用资源较多，且无法适应大规模的通信需求。
而现代交换原理则采用报文交换或分组交换方式。
在报文交换中，通信过程中的信息被切分成较小的数据包，然后通过网络传输。
在分组交换中，传输的信息被划分成多个数据包，这些数据包可以通过不同的路径传输，然后在接收端重新组装成完整的信息。
这种方式能够更好地利用网络资源，并且提高了通信的效率。
现代交换原理的核心思想是，将传输的数据分割成更小的单位，并根据网络的状态和需求来灵活地选择传输路径。
这可以有效地提高数据传输的速度和可靠性。
与传统的电路交换方式相比，现代交换原理更加适应多样化的通信需求。
除了报文交换和分组交换，现代交换原理还包括虚电路交换和数据包交换等方式。
虚电路交换是一种混合模式，它结合了电路交换和分组交换的特点，可以为通信过程中的每个连接建立一个虚拟的通路，然后在这个通路上按需分配资源。
数据包交换则是一种更为灵活的方式，它将数据包作为独立的单位进行传输，没有建立备用路径的限制。
总之，现代交换原理是通信技术发展的重要成果，它通过采用报文交换、分组交换、虚电路交换和数据包交换等方式，提高了通信网络的效率和可靠性。
这种原理在现代通信系统中得到广泛应用，为人们提供了更加便捷和高效的通信方式。
现代交换原理
现代交换原理
现代交换原理是指在通信领域中，利用数字技术进行信息交换和传输的基本原理。
随着科技的不断发展，现代交换原理已经成为了通信领域中不可或缺的一部分，它的应用范围涵盖了电话通信、数据通信、互联网通信等多个领域。
本文将从数字交换系统、交换结构、交换技术以及交换网络等方面对现代交换原理进行详细介绍。
数字交换系统是现代交换原理的重要组成部分，它利用数字技术对信息进行交
换和传输。
相比于传统的模拟交换系统，数字交换系统具有信息传输速度快、抗干扰能力强、信号质量稳定等优势。
在数字交换系统中，交换结构起着至关重要的作用。
交换结构是指交换机内部的组成和工作原理，它决定了交换机的性能和功能。
常见的交换结构包括了电路交换、分组交换和消息交换等多种类型，它们各自适用于不同的通信环境和需求。
在现代交换原理中，交换技术是指利用数字技术进行信息交换和传输的具体方
法和手段。
交换技术的发展使得通信网络能够更加高效地传输信息，提高了通信的质量和可靠性。
除此之外，交换网络也是现代交换原理中的重要组成部分，它是指由多个交换机和传输设备组成的通信网络。
交换网络的设计和建设直接影响着通信网络的性能和覆盖范围，因此在现代交换原理中，交换网络的优化和升级是至关重要的。
总的来说，现代交换原理是利用数字技术进行信息交换和传输的基本原理，它
包括了数字交换系统、交换结构、交换技术以及交换网络等多个方面。
随着科技的不断发展，现代交换原理在通信领域中发挥着越来越重要的作用，它将继续推动通信技术的发展，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
希望本文对现代交换原理有所帮助，谢谢阅读！。
现代交换原理
n个终端需要用线n（n+1）/2,增加n+1个终端必须增设n对线路最简单的通信网仅由一台交换机组成，每一台电话机或通信终端通过一条专门的用户环线（或简称用户线）与交换机中的相应接口连接。
数据通信和话音通信的区别（1）通信对象不同（2）传输可靠性要求不同（3）通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同（4）通信过程中信息业务量特性不同报文交换的集本原理是“存储一转发”分组交换两种模式：数据报，虚电路（2）帧中继数据传输基本数据单元是帧，帧是让算机网络分层中数据链路层的概念。
（3）帧中继数据传输采用数据链路连接标志符（DLCI），作为网络传输数据信道标志，类于分组交换虚电路中的逻辑信道号的概念ATM方式具有四项基本特点（1）采用ATM信元复用方式。
（2ATM采用面向连接并预约传输资源的方式工作。
（3）在ATM网络内部取消逐段链路的差错控制和流量控制，而将这些工作推到了网络的边缘（4）ATM信元头部功能降低。
实际上ATM方式充分地综合了电路交换和分组交换的优点。
它既具有电路交换的“处理简单”的特点，支持实时业务、数据透明传输（网络内部不对数据做杂处理）并采用端到端的通信协议，同时也县有分组交换支持变比特率VBR业务的特点，并能对链路上传输的业务进行统计复用。
EPC网络结构采用3GPP R8版本架构，基本网元包括MME （移动管理实体）、SGW （服务网关）、PGW（公共数据网关）和HSS（归属用户服务器），其中SGW与PGW可以合设为SAE-GW。
SDN是一种新兴的、控制与转发分离并可直接可编程的网络架构，其核心思想是将传统网络设备紧耦合的网络架构解耦成应用、控制、转发3层分离的架构，并通过标准化实现网络的集中管控和网络应用的可编程。
在数字程控电路交换系统中，每个用户的信号都采用8比特为单位的数字字节流方式来表示，并且以125us为一帧，每帧等分成多个时隙（E1接口为32时隙）进行时分复用接入数字交换网络共享存储器型时分交换单元既可以采用顺序写入、控制读出方式进行时隙交换，也可以采用控制写入、顺序读出方式CLOS网络，既可以减少交叉点数，又可做到无阻塞。
现代交换原理课后习题答案
1、为什么说交换是通信网的核心？答：因为交换设备主要是为网络中的任意用户之间构建通话连接，主要完成信号的交换，以及节点链路的汇集、转接、分配，所以交换设备是通信网的核心。
3、交换性能的差别对业务会造成什么影响？答：交换性能对业务的影响主要体现在业务开放种类、接续速度和接续成功率等方面。
5、分组交换与电路交换在交换思想上有什么本质的区别？二者有哪些缺点，有哪些可以进行改进的方法？答：（1）电路交换采用面向连接且独占电路的方式，是固定资源分配方式。
分组交换对链路的使用时采用统计复用，不是独占的方式，即动态资源分配方式。
（2）改进方法：在根据具体的应用兼顾到时延与开销两方面选择分组长度。
第二章1、PCM的时分复用中，随着复用路数的增加，每帧中包含的子支路书增加，其每帧的时间长度是否会随着增加？为什么？答：每帧的时间长度不会随之增加，例如，对于语音信号而言，采样频率为8000Hz，则采样周期为1S/8000=125us，这就是一个帧的时间长度，分帧包含的子支路数影响每个时隙的时间长度。
2、利用单向交换网络能否实现用户的双向通信？答：可以，通过分别建两条相互独立的来、去方向通路来实现双向通信。
3、T接线器和S接线器的主要区别是什么？答:S连接器即是空间连接器，只能完成不同总线上相同时隙之间的交换，不能满足任意时隙之间的交换要求，T接线器即是时间连接器可以实现在一条复用线上时隙之间交换的基本功能。
4、为什么说TST网络是有阻塞的交换网络？答：因为TST网络中S连接器的出、入线上必须具有相同的、同时空闲的时隙号时方可接通，否则，S接续器某入线上的时隙会由于无对应时隙号而发生阻塞。
第三章1、为什么数字中继中需要做帧同步和复帧同步？答：帧同步可以使收发两端的各个话路时隙保持对齐；复帧同步则可以解决各路标志信令的错路问题。
2、若出现电话机摘机拨号后，其拨号音不能停止的情况，请分析可能出现的原因。
答：（1）发号制式不正确；（2）DTMF收号器发生故障或资源不够、没有接收到用户拨号信息；（3）处理机故障，当收号器收到用户拨出的号码并上交处理机，但处理机故障不能拆除拨号连接；（4）用户接口电路故障。
现代交换原理概论PPT课件
（二）交换式通信网
1
6
2
1
6
2
5
开关
3
5
设备
3
4 4
N2问题变成了N条用户线，由交换机组成的交换式通
信网容易组成大型网络。
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
1.1交换与通信网
（二）交换式通信网
用户交换机
市话交换机
汇接交换机
用户线
中继线
交换式通信网组网示意图
《现代交换原理 》
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1.1交换与通信网
(1) 实现独立于交换节点的控制逻辑。 (2) 实现对交换节点业务控制。 (3) 提供智能化、个性化、差异化服务。
基本业务的呼叫建立、执行控制在交换节点实现，但很 多新的电信业务则转移到业务节点中。
《现代交换原理 》电子信息工程学院 1.1.2 通信网的定义与构成
（三）通信网的类型
按信号方式划分：模拟通信网和数字通信网。
通信网是以交换节点为核心构建的，为了实现信息传递， 各交换节点必须拥有当前网络的拓扑结构信息（网络地 图）。 节点包含路由表、转发表（可选）、交换模块（空分型、 共享型等）和控制信令（路由交换信令、转发表建立信 令、端到端连接信令）。
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1.2.1 交换技术概述 问题：
按服务区域划分：本地/长途或LAN/WAN。
按业务类型划分：电话通信网(PSTN、PLMN)、数据通 信网(X.25 、FR 、Internet) 。
按服务对象划分：公用通信网和专用通信网。
按活动方式划分：固定通信网和移动通信网。
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1.1.2 通信网的定义与构成
现代交换技术原理
现代交换技术原理现代通信网络的快速发展，离不开交换技术的支持。
交换技术是指通过一系列方法和技巧，将信息从一个通信线路传输到另一个通信线路的过程。
随着技术的进步，现代交换技术已经发展到了一个令人难以置信的高度。
本文将介绍现代交换技术的原理。
一、交换技术的基本原理现代交换技术的基本原理是通过分组交换来实现的。
所谓的分组交换，是指将长的数据分成短的数据包进行传输。
这些数据包经过分组、传输和重新组装后，才能被准确地发送到目标地点。
分组交换主要有两种实现方式：电路交换和分组交换。
电路交换是指在通信建立的初期，为了实现点到点直连通信，将一条物理通路分为若干时间片，使多个通话能够同时进行。
而分组交换则是将较长的通话分割成较小的数据包，在传输时按照不同的路径进行传输，再由目标地点重新组装成完整的通话。
二、分组交换的具体原理在分组交换中，数据流首先被分成若干个小的数据包。
每个数据包都包含了目标地址和源地址等必要信息。
然后，这些数据包被传输到网络中的交换节点。
交换节点会根据数据包中的目标地址，决定将数据包传输到哪个下一个节点。
在传输过程中，数据包需要经过多个节点，每个节点都会根据其表中的路由信息，来确定下一个节点的位置。
节点之间的连接线路可能有多条，根据网络的拥塞情况和链路质量，交换节点会选择最佳的路径将数据包传输到下一个节点。
当数据包到达目标节点后，它会被重新组装成完整的数据流，并被传输到目标地址。
目标地址可以是另外一个终端用户、服务器或者其他网络设备。
三、现代交换技术的应用和前景现代交换技术已经广泛应用于各个领域，特别是在互联网的发展中起到了至关重要的作用。
分组交换的原理使得信息传输更加灵活高效，数据包可以在传输过程中选择最佳路径，从而提高了网络传输的质量和速度。
目前，交换技术不仅应用于电信网络，还广泛用于局域网、广域网、数据中心等领域。
此外，随着物联网和5G技术的普及，交换技术的需求也将愈发庞大。
未来，随着技术的不断进步，交换技术将继续优化和升级。
北邮版《现代交换原理》课后习题参考答案
第一章1.1为什么说交换设备是通信网的重要组成部分？转接交换设备是通信网络的核心，它的基本功能是对连接到交换节点的传输链路上的信号进行汇集、转接和分配，实现多点到多点之间的信息转移交互。
1.2 电话通信网中两个用户终端进行通信时，交换机要完成那些操作？•交换机不断扫描用户线，以便及时检查用户摘机；•当用户摘机时，扫描器识别到用户摘机并将用户信息送到中央处理器分析，如果是合法用户，由中央处理器驱动信号音与用户连接，向用户送拨号音；•用户拨号信息（脉冲或双音频）由扫描器（或收号器）识别并送中央处理器分析处理（号码分析）；•若被叫空闲，则主叫预占一交换网络话路，同时给被叫振铃，向主叫送回铃音；•被叫听振铃摘机，交换机将主叫预占的话路与被叫接通，于是主被叫可通话。
•交换机监视通话双方，一方挂机后发出拆线指令，一次通话完成。
或参考P7:BL10~P8:L101.3 一个普通电话机是怎样工作的？以号盘话机为例说明：参考课本P6：L8~L141.5 如何理解ATM交换综合了电路交换和分组交换的优点.1）采用固定长度的ATM信元异步转移复用方式。
2）ATM采用面向连接并预约传输资源的方式工作。
3）在ATM网络内部取消差错控制和流量控制，而将这些工作推到网络的边缘设备上进行。
4）ATM信元头部功能降低。
1.7 光交换技术的特点是什么？1）提高节点吞吐量。
2）降低交换成本。
3）透明性。
第二章2.1说明空分交换和时分交换，模拟交换和数字交换，布控交换和程控交换的基本概念。
答：书 21 页 2.1.2节2.2电路交换系统有哪些特点？1）电路交换是面向连接的交换技术。
2）电路交换采用静态复用、预分配带宽并独占通信资源的方式。
3）电路交换是一种实时交换，适用于对实时性要求高的通信业务。
2.3电路交换系统在呼叫处理方面应有哪些基本要求？答：书 23页 2.2.2节2.4电路交换机由哪些基本功能模块组成，并说明各模块作用？由终端接口功能、连接功能信令功能和控制功能等模块组成，终端接口功能主要作用是适配外部线路传输信号的特性要求，将外部信号传送格式与适合交换机内部连接功能所要求的格式进行相互转换，并协同信令功能模块收发信息。
现代交换原理-重点及复习内容
现代交换原理-重点及复习内容《现代交换原理》第1章概论全互连式的缺点(P1)：1、线对数量随终端数的平方增加。
2、当终端相距较远时，两地间需要大量的长途线路。
3、每个终端都有(N-1)对线与其他终端连接，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。
因此，全互连式仅适合于终端数目较少，地理位置相对集中，且可靠性要求很高的场合。
有了交换设备(P2)：1、尽管增加了交换设备费用，但它的利用率很高，相比之下，总的投资费用将下降。
2、易于组成大型网络数据通信和语音通信的区别(P3)1、通信对象不同。
2、传输可靠性不同。
一般而言，数据通信的比特差错率必须控制在10^-8以下，而话音通信比特差错率可高达10^-3。
3、通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同。
4、通信过程中信息业务量特性不同。
利用电话网络进行数据传输的缺点(P4)：1、在电话网络中进行数字信号传输至少需要经过A/D和D/A两次变换，增加了信号传输的开销。
2、数据量很大时信道无法满足传输要求。
3、数据量很小时会浪费网络传输资源。
电路交换的主要优缺点(P5)：电路交换的主要优点①信息的传输时延小，且对一次接续而言，传输时延固定不变。
②交换机对用户的数据信息不存储、分析和处理传用户数据信息时不必附加许多控制信息，交换机在处理方面的开销比较小信息传输效率比较高。
③信息的编码方法和信息格式由通信双方协调，不受网络的限制。
电路交换的主要缺点①电路接续时间较长。
②电路资源被通信双方独占，电路利用率低。
③不同类型的终端（终端的数据速率、代码格式、通信协议等不同）不能相互通信。
④有呼损。
报文交换(P5)：基本原理是“存储—转发”。
1、报文交换的主要优点①可使不同类型的终端设备之间相互进行通信。
②在报文交换的过程中没有电路接续过程，且线路利用率高。
③无呼损。
④可实现同文报通信，即同一报文可以由交换机转发到不同的收信地点。
现代交换原理讲义
通信网越大，后者的优点越明显。
如N=100时， 交换式通信网需100根线 互连式通信网需100×99÷2=4950根线
终端 中继线
用户小交换机 用户线
市话交换机 汇接交换机
图1.3 大型通信网
结论
交换设备是通信网的重要组 成部分，交换设备的好坏决定了 通信网的好坏。
光技术在信息的传输中已得到广泛应用，特别是在 B-ISDN中几乎所有的传输都采用光纤传输，而目前的交 换机都是电交换机，采用光交换已是迫切需要。光交换 技术处在研发阶段。
光→电 光
电 电→光
光
光
光
··· ··· ···
···
信
交
号
信 号
交
信 号
光→电 换 电→光
换
采用光交换的优点：
减少了光电转换的损伤。光信号的抗干扰能力远远高于电 信号。
§2.2 具体交换单元介绍 §2.3 交换网络 §2.4 举例
§2.1 交换网络中的信号形式及 时隙交换概念
交换网络中的信号形式是数字的、时分 复用信号。 电路交换采用
同步时分复用信号 分组交换和ATM交换采用
统计时分复用信号
什么是同步时分复用信号和统计时分复用 信号？
1 信道共享与多路复用技术
控制方式的发展：
人工交换
自动交换
交换方式的发展：
机电式 电子式
电路交换
报文交换 分组交换
三种基本 交换方式
快速电 路交换
帧中继
ATM交换 多协议标记 交换MPLS
宽带交换方式
软交换
单一业务网
宽带综合业务网
下一代网络
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。
15
现代交换原理
第1章 概论
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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。
现代交换原理课后习题答案(第二版)___电子工业出版社
1.1转接交换设备是通信网络的核心，它的基本功能是对连接到交换节点的传输链路上的信号进行汇集、转接和分配，实现多点到多点之间的信息转移交互。
1.3 （1）对象不同：数据通信实现计算机之间以及人与计算机间通信，电话通信是人和人间通信。
数据通信过程需要严格的通信协议和标准；（2）传输可靠性不同：数据通信码组中，一个比特在传输过程发生错误，接收端会产 -8 -3 生不同含义，因此比特差错率控制在 10 以下，而话音比特差错率在 10 ；（3）信息业务量特性不同：电话通信一般不会出现长时间没有信息传输，PCM 话音信号平均速率在32KB/S，数据通信数据传输速率在 30B/S ~ 1MB/S 之间；（4）通信平均持续时间和建立请求响应不同：数据用户通信时间大多数在50S 以内，电话通信平均时间在5MIN，数据通信信道建立时间应在1.5S，而电话则在 15S。
所以数据通信必须使用专用高速网络。
1.5因为电路交换不利于实现不同类型的数据终端之间的相互通信，而报文交换信息传输时延又太长，不满足许多数据通信系统的实时性要求，分组交换技术较好地解决了这些矛盾。
主要体现在：1、向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端之间能够相互通信的灵活的通信环境。
2、在网络轻负载情况下，信息的传输时延较小，而且变化范围不大，能够较好满足计算机交互业务的要求。
3、实现线路动态统计服用，通信线路（包括中继线路和用户环路）的利用率很高，在一条物理线路上可以同时提供多条信息通路。
4、可靠性高。
5、经济性好。
1.6( 1）采用固定长度的ATM信元异步转移复用方式。
2）ATM采用面向连接并预约传输资源的方式工作。
3）在ATM网络内部取消差错控制和流量控制，而将这些工作推到网络的边缘设备上进行。
4）ATM信元头部功能降低。
2.1 1) 因为在同步时分复用信道中，根据信号在时间轴上的位置，便可知是第几个话路，也就是说它对同步时分复用信号的交换实际是对话路所在位置的交换。
现代交换原理课件
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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虚电路不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连 接。虚电路并不独占电路，在一条物理线路上可以同 时建立多个虚电路，以达到资源共享。
虚电路方式在一次通信过程中具有呼叫建立、数据 传输和释放呼叫三个阶段，有一定的处理开销，但一 旦虚电路建立，数据分组按照已建立的路径通过网络， 分组能按照发送顺序到达终点，在每个中间节点不需 要进行复杂的选路，对数据量较大的通信效率高。但 对故障较为敏感，当传输链路或交换节点发生故障时 可能引起虚电路的中断。
铃装置。其主要功能是完成信令的发送与接收。 转换设备-叉簧，其主要功能是使用户线在通话设
备与振铃设备之间转换，接通或断开用户直流环路。
二）电话机的基本工作原理
按照发出信号的方式，电话机可分为拨号脉冲电话 机和双音多频DTMF电话机。 1、拨号脉冲电话机的工作原理
挂机状态
振铃状态
摘机状态
拨号状态
三
3-9
X1
（ 三 或 3-9
X2
四）
X1=1、3、5、7、9
X2=0、2、4、6、8
x
x
X（或
不存在）
(1) 国际长途呼叫
是指发生在不同国家之间的电话通 信，需要两个或更多的国家通信网的配 合完成。 国际自动拨号程序为： 00＋国家号码＋被叫国的国内有效号码
其中 ‘00’为国际长途字冠，国家号 码采用不等位编号制度，由1-3位组成
分组交换利用存储——转发的方式进行交换。 在分组交换方式中，首先将需传送的信息划分为一 定长度的分组，并以分组为单位进行传输和交换。 在每个分组中都有一个3-10个字节的分组头，在分 组头中包含有分组的地址和控制信息，以控制分组信 息的传输和交换。
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分组交换采用的是统计复用方式，电路的利用率较 高。但统计复用的缺点是可能产生附加的随机时延和 丢失数据的可能。这是由于用户传送数据的时间是随 机的，若多个用户同时发送分组数据，则必然有一部 分分组需要在缓冲区中等待一段时间才能占用电路传 送，若等待的分组超过了缓冲区的容量，就可能发生 部分分组的丢失。
目前，电信网正在向以软交换为核心的下一代网络演进。
1-3 几种主要的交换方式
现代通信网中采用的交换方式主要 有电路交换、分组交换方式。
一.电路交换
电话交换一般采用电路交换方式。电路交换方式 是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路， 在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输， 并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信 方式。
三．交换机的基本组成及工作原理
一）交换机的基本组成 交换机的硬件系统由用户电路、中继器、交换网络、信令设
备和控制系统这几部分组成。
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1． 用户电路：用户电路是交换机与用户话机的接口。 2． 中继器： 中继器是交换机与交换机之间的接口。 3． 交换网络： 交换网络用来完成任意两个用户之
间，任意一个用户与任意一个中继器之间，任意两个 中继器之间的连接。 4． 信令设备： 用来接收和发送信令信息。 5． 控制系统：是交换机的指挥中心，接收各个话路 设备发来的状态信息，确定各个设备应执行的动作， 向各个设备发出驱动命令，协调各设备共同完成呼叫 处理和维护管理任务。
IP网络中交换采用的是数据报方式。
1-4 电话网结构
一．我国电话网的结构和编号计划 1．长途电话网
我国长途电话通信网过去采用四级辐射汇接制的等 级结构，近年已采用两级网的结构。
1）四级长途电话网
长途电话网中各C1间采用网状网形式相连，以下 各级主要是逐级汇接，并且辅以一定数量的直达路由。
2）目前的两级长途网结构
3） 路由选择的一般原则
优先选择直达路由，后选迂回路由，最后选择由 基干路由构成的最终路由。
本地电话网
1）本地电话网的定义 本地电话网是指在同一个长途编号区范围以
内的所有交换设备，传输设备和用户终端设备组成 的电话网络。 2） 本地网网路等级结构
本地网结构一般采用二级网结构。
C3 长途局 独立汇接局
我国目前的两级长途网由省级交换中心DC1和本 地网长途交换中心DC2两级组成。
省级交换中心，用 DC1表示；
汇接本地网长 途终端话务的交换 中心用DC2表示。
（1）一级交换中心（DC1）
DC1为省（自治区、直辖市）长途交换中心， 其职能主要是汇接所在省（自治区、直辖市） 的省际长途来去话务和所在本地网的长途终端 话务。
交换机的基本功能是完成交换，即将不同的用户 连接起来，以便完成通话。
二．电话机的基本组成和工作原理
一）电话机的基本组成及功能 电话机的基本组成部分有通话设备、信令设备和
转换设备。 通话设备，包括送话器、受话器以及必要的接口
电路。其主要功能是完成声电转换和电声转换。 信令设备，包括发号的号盘和接收呼叫指示的振
ATM和帧中继采用的是虚电路方式。
2．数据报
数据报方式是独立地传送每一个数据分组，每一个 数据分组都包含终点地址的信息，每一个节点都要为 每一个分组独立地选择路由，因此一份报文包含的不 同分组可能沿着不同的路径到达终点。
数据报方式在用户通信时不需要呼叫建立和释放阶 段，对短报文传输效率比较高，对网络故障的适应能 力较强，但由于属于同一报文的多个分组独立选路， 接收端收到的分组可能失去顺序。
1-1 电话交换的基本原理
一、电话通信网的基本组成部件 电话通信网的基本组成设备是终端设备、传输设备、
交换设备。 最简单的终端设备是电话机，电话机的基本功能是
完成声电转换和信令功能，将人的话音信号转换为交 变的话音电流信号，并完成简单的信令功能。
传输设备的功能是将电话机和交换机、交换机与 交换机连接起来。常用的传输设备有电缆、光纤等。
号码的结构为： 国家码CC＋移动网号NDC＋HLR识别号H1H2H3 H4＋用户号SN
我国的国家号CC＝86 移动网号NDC用来识别不同的移动网，中国移动的网号为139、 138、137、136、135；联合通信公司的移动网号为130，133。 H1H2H3 H4为归属位置寄存器的识别号，用来识别用户注册登 记的HLR。
另外，在分组交换中普遍采用逐段反馈重发措施， 以保证数据传送是无差错的。所谓逐段反馈重发，是 指数据分组经过的每个节点都对数据分组进行检错， 并在发现错误后要求对方重新发送。
分组交换有虚电路（面向连接）和数据报（无连 接）这两种方式。
1． 虚电路
虚电路方式是指两个用户在进行通信之前要通过网 络建立逻辑上的连接。
பைடு நூலகம்
二）本局呼叫处理的基本过程
1.用户呼出阶段 2 .数字接收及分析阶段 3.通话建立阶段 4．通话阶段 5．呼叫释放阶段
从以上呼叫处理的过程可看出，可将呼叫的全过程 划分为若干个稳定状态，交换机每次对呼叫的处理， 总是使呼叫由一个稳定状态转移到另一个稳定状态。
1-2
电话交换机的几种类型
交换机的几种类型：人工电话交换机、机电制交换机、模拟程控交 换机和数字程控交换机。现在又出现了软交换机和IP电话。
《现代交换原理》
主讲人
第一章 电信交换基础
（一）本章的基本要求
1．了解电话交换机的几种类型。 2． 掌握电话机的基本组成及电话机的基本工作原理。 3．了解交换机的基本组成部件。 4． 掌握电路交换和分组交换方式的主要特点 5．了解我国电话网的结构及路由选择原则。 6．了解本地电话网的定义及结构。 7．了解电话网的编号方案。
人工电话交换机是由话务员完成转接的。
机电制电话交换机主要有步进制交换机和纵横制交换机。
程控交换机可分为模拟程控交换机和数字程控交换机。
模拟程控交换机的控制部分采用计算机控制，而话路部分传送和 交换的仍然是模拟的话音信号。
数字程控交换机的控制部分采用计算机，话路部分交换的是经过 脉冲编码调制（PCM；Pulse Code Modulation）后的数字化的话 音信号，数字交换机的交换网络是数字交换网络，用户话机发出 的模拟话音信号在数字交换机的用户电路上要转换为PCM信号。
DC1之间以基干路由网状相连。
DC1设置在省会（自治区、直辖市）城市， 如果在有高话务量要求的前提下，可以在同一 城市设置两个甚至多个DC1。地（市）本地网 的DC2与本省（自治区）所属的DC1均以直达路 由相连。
（2）二级交换中心（DC2）
DC2是本地网的长途终端交换中心，其职能主要是 汇接所在本地网的长途终端话务。
DC2与本省的DC1之间设置直达电路，根据话务流量 流向，二级交换中心DC2也可与非从属一级交换中心 DC1建立直达电路群。同一省的DC2之间以不完全网状 连接。当话务量较大时，相邻省之间的DC2之间也可设 置直达电路。
DC2一般设置在地（市）本地网的中心城市。长途话 务量较大的省会城市也可设置DC2。有高话务量要求时， 同一城市可以设置两个以上的DC2。
数字程控交换机是数字通信技术、计算机技术与大规模集成电 路相结合的产物。
传统的电路交换机将传送交换硬件、呼叫控制和交换以及 业务和应用功能结合进单个昂贵的交换机设备内，是一种垂 直集成的、封闭和单厂家专用的系统结构，新业务的开发也 是以专用设备和专用软件为载体，导致开发成本高、时间长、 无法适应今天快速变化的市场环境和多样化的用户需求。
首位号码分配
首位号码按如下原则分配： ·‘0’为国内长途全自动呼叫字冠号； ·‘00’为国际长途全自动字冠号； ·‘1’为特种业务、新业务及网间互通的
首位号码； ·‘2’～‘9’为本地电话首位号码，
其中200，300，600，700，800为新业务 (智能业务)号码。
移动电话网的编号计划
1）移动用户的ISDN号码(MSISDN) 此号码是指主叫用户呼叫数字公用陆地蜂窝移动用户时拨的号码。