程控交换技术.ppt

二、交换技术的引入
通信的目的是实现信息的传递。自1876年贝尔发明电 话以来，一个通信系统至少应由终端和传输媒介组成。
电信号
电信号
信息
终端
传输媒介
终端
信息
点对点的通信系统
当存在多个终端时，人们希望其中任意两个终端之间 都可以进行点对点通信。无交换的多个终端要实现相互间 通信，必须以全互连的方式两两相连。
①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起 转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网 络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适 合传送实时或交互式业务的数据。
线路利用率低。由于电路交换预分配带宽并独享通信资源的方式，
话路接通后，即使某一时刻无信息传输，也不能给其它用户使用，因此信 道利用率很低。
传输速率单一。 存在呼叫损失。在通信之前建立连接时，如果没有空闲的电路，呼
叫就不能建立而遭受损失，因此交换机应配备足够的连接电路。
无差错控制。在传送信息期间，网络不对用户信息进行误码校正等处
一、通信网的基本概念
1、通信网定义：
通信网就是在一定范围内以终端设备和交换设备 为点，以传输设备为线，按一定顺序，点线相连 形成的有机组合的系统，它可以完成多个对多个 用户间的通信。
2、通信网组成：
终端设备、传输设备和交换设备（核心）
3、交换设备：
基本功能：交换、控制、管理、执行 交换功能：根据终端要求与传输链路的转接能力，完成 信源与信宿之间的接续转换； 控制与管理功能：交换机能依据通信流量的状态，有效 地选择路由、进行通信流量控制和差错恢复等； 执行功能：进行各种业务的通信与交换。
交换处理简单，交换 速度较高。因为交换机对
用户数据不处理，不需要添加 额外控制信息，因此交换效率 较高。
电路交换:也称线路交换。电路交换是在通信之前先建立连接，通信过 程中固定分配带宽、独占信道的实时交换，适用于语音、图像等实时 性要求高的业务，是目前电话网的基本交换方式。
电路交换的基本过程包括 呼叫连接建立、通话阶段和释放拆除三个阶段。
四、程控交换机
程控交换机是利用计算机技术，完成控制、接续等工作的交换机。 程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机， 它将各种控制功能，方法编成程序，存入存储器，利用对外部状态的 扫描数据和存储程序来控制，管理整个交换系统的工作。
1.程控交换机分类 （1）按交换方式分
电路交换、报文交换和分组交换三种方式。
理，没有任何差错控制措施，不利于可靠性要求高的数据业务。
电路交换主要适用 于语音和视频这类 实时性强的业务。
为了克服电路交换中通信电路利用率低以及有损等方面wenku.baidu.com 缺点，提出来报文交换的思想。
报文交换：是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地 址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式。
这种方式不要求在两个通信结点之间建立专用通路。 工作过程：结点把要发送的信息组织成数据包——报文，该报文中含有 目标结点的地址。
第一阶段：人工电话交换机
1878年出现了第一步磁石式人 工电话交换机。(磁石式电话又 称手摇电话机,是需自备两节干 电池做电源，并带有磁石式手 摇发电机的电话机）
随着电话用户的增加，磁石式交 换机不能适应需要，在1891年 又出现了共电式电话交换机。 （共电式电话交换机由电话局 集中向电话用户提供通话电源 的一种人工电话交换机）
由纵横接线器和集中控制装置 构成 纵横接线器由纵线（入线）和 横线(出线)组成。平时，纵线同 横线互相隔离，但在每个交叉 点处有一组接点。根据需要使 一组接点闭合，就能使某一纵 线与某一横线接通。
第四阶段：电子式交换机 在控制系统中用电子器件代替了许多电磁器件
第五阶段：程控数字交换 无论在控制方式还是交换接续方式上都有很 大的变革，成为交换的业务由电话业务向综合业务方向发展的重要支柱
全互连方式
缺点： 1.线路利用率低 2.使用不方便 3.安装维护困难
通过引入交换节点完成用户间的接续
引入交换节点
特点： 1.能完成任意两个用户之间 的通话接续，即具有任意性。 2.在同一时间内，能使若干 对用户同时通话且互不干扰。
三、交换技术的发展
交换技术的发展经历了五个阶 段，下面我们以电话交换机为 例，简单了解一下这五个阶段：
面向连接（在通信前要通过呼叫在主叫和被叫用 户之间建立一条物理连接），不会出现信息拥塞。
交换中心根据信令建立连接，连 接一旦建立，不论通信的双方是 否有信息传递，通信链路及有关 的系统资源都一直被通信双方占 用，不会出现拥塞。
实时交换，时延较小。
因为在通信前先建立了连接， 在通信过程中独占一个信道， 所以这种交换方式的信息传 送时延非常小。
每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网 络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点，完整的报文在网络中 一站一站地向前传送。经过多次的存储——转发，最后到达目标。其中 的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的长 报文。
交换结点对各个方向上收到的报文排队，找到下一个转结点， 然后再转发出去，这些都带来了排队等待延迟。
①报文交换不需要通信双方预先建立专用线路，因此不存在连接 建立时延。
②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点： a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还 具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一 条路径传输数据，提高了传输的可靠性； b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不 同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间 进行通信； c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在 电路交换中是很难实现的； d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。 ③通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段 地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。
第二阶段：步进制电话交换机
步进制电话交换机是由选择器和 继电器组成的一种自动电话交换机。它 以机械动作代替人工电话交换机话务员 的接线动作。
当用户拨号时，交换机内相应的 选择器就随着拨号时发出的脉冲电流一 步一步地改变接续位置，将主叫和被叫 用户间的电话线路自动接通。
第三阶段：纵横制电话交换机