《现代交换技术(机工社)》教学课件—第3章 分组交换技术-2局域网交换技术
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《现代交换技术(机工社)》教学课件—第2章 电路交换技术-2程控数字交换机的结构
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2020/9/27
《现代交换技术》
16
16
话路系统
数字中继接口主要功能
提取
2020/9/27
《现代交换技术》
17
话路系统 2.3 程控交换机的硬件结构
远端用户级
数 四、信号部件
数字中继
字
也叫信令设备.
数字中继线
数字中继
交
功能：接收和
换
发送接续所需
模拟中继线
(对端) 30/32路E1信号
30路话音信号（本局） 分解 合成
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13
PCM30/32帧结构
1复帧 =16帧 ( 2ms)
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
TS0 TS1 TS2
1帧 (125 us)
2020/9/27
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5
话路系统 模拟用户电路功能
B（Battery feed）馈电 O（Over-voltage protection）过压保护 R（Ringing control）振铃控制 S（Supervision）状态监视 C（Codec & filters）编译码和滤波 H（Hybrid circuit）混合电路 T（Test）测试
一帧(一个PCM基群)速率：6432=2.048Mb/s
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………
话路 16~30
TS31
14
14
PCM基群系统
常用PCM基群复用系统有二种： T1: PCM 24路 （北美、日本） E1： PCM 30/32路 (我国采用)
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第2章 电路交换技术-6基本话务理论
2020/9/27
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3
一、话务量的概念
话务量是表达电话网内机线设备负荷数量 的一种量值，所以也称为电话负荷。 丹麦人A.K.Erlang首先提出了话务量 的计算方法。
2020/9/27
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4
一、话务量的概念
在时间T内发生的呼叫次数和呼叫平均占用时长的乘积。 A = CT * t；
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14
二、呼叫处理能力 BHCA
BHCA实质：忙时呼叫次数。
◦ C = A/t
C:包括各种情况占用处理机的次数。
◦ 主叫与被叫用户接通，实现通话； ◦ 呼叫遇被叫用户忙； ◦ 被叫用户久不应答； ◦ 由于主叫用户原因，不再继续呼叫，即主叫中途挂机； ◦ 由于电信局不能提供用于该呼叫通话的接续设备而不能与被叫用户接通；
呼叫开始 时间 9:04 9:28 9:38 10:01 10:18 10:25 10:30 11:13 2:02 2:35 3:43 4:10 4:41
呼叫结束 时间 9:08 9:36 9:43 10:09 10:24 10:29 11:08 11:18 2:12 2:47 3:48 4:15 4:51
2020/9/27
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8
话务量的定义
实例 2
一条用户线，在2小时内发生了4次呼叫，各次 呼叫时间分别为10分钟、4分钟、1分钟和25分 钟，则该用户线在这2小时内的话务量是多少？
解： 平均每次呼叫时长为： （ 10+4+1+25）/ 4=10分钟
A=C*t=4*10/60=0.67 Erl
2020/9/27
一天中话务量的变化
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第3章 分组交换技术-6MPLS
◦ 通过现有的IP路由协议获得标签，实现IP地址和标签之 间的映射
❖什么是标签？如何分配标签？如何实现标签交换？
2020/9/27
《现代交换技术》
12
二、MPLS基本概念和原理
如何从A地到B地？
◦ 每个路口问路——————逐跳寻址 （IP） tax
标记#1 直走
标记#2 向右转
A
标记#1
标记#2
标记#3
快 5 / 53 Layer 2 数据、话音、视频 Yes 昂贵，少
《现代交换技术》
IP
无连接 软件查表/硬件转发
慢
20 / X Layer 3
数据 No 便宜，广
5
一、MPLS的由来
PACKET ROUTING
HYBRID
IP
MPLS
+IP
•MPLS + IP 综合了IP和电路交换的双方优点 •兼容目前主流网络协议
2020/9/27
《现代交换技术》
CIRCUIT
SWITCHING
ATM
6
一、MPLS产生背景
产生于90年代中后期的ATM与IP融合大讨论；
◦ 叠加模型：IPOA，LANE，MPOA
◦ 集成模型：
◦ Ipsilon公司
IP Switching
◦ Cisco公司
NetFlow；Tag Switching
Routing lookup
基于目的地址的路由查询每一跳都要独立进行
三层交换速度慢
路由器路由表数量巨大
2020/9/27
《现代交换技术》
Routing lookup
4
ATM VS IP
比较项
面向连接 交换原理 转发速度 分组长度 协议层数 适合业务
❖什么是标签？如何分配标签？如何实现标签交换？
2020/9/27
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12
二、MPLS基本概念和原理
如何从A地到B地？
◦ 每个路口问路——————逐跳寻址 （IP） tax
标记#1 直走
标记#2 向右转
A
标记#1
标记#2
标记#3
快 5 / 53 Layer 2 数据、话音、视频 Yes 昂贵，少
《现代交换技术》
IP
无连接 软件查表/硬件转发
慢
20 / X Layer 3
数据 No 便宜，广
5
一、MPLS的由来
PACKET ROUTING
HYBRID
IP
MPLS
+IP
•MPLS + IP 综合了IP和电路交换的双方优点 •兼容目前主流网络协议
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CIRCUIT
SWITCHING
ATM
6
一、MPLS产生背景
产生于90年代中后期的ATM与IP融合大讨论；
◦ 叠加模型：IPOA，LANE，MPOA
◦ 集成模型：
◦ Ipsilon公司
IP Switching
◦ Cisco公司
NetFlow；Tag Switching
Routing lookup
基于目的地址的路由查询每一跳都要独立进行
三层交换速度慢
路由器路由表数量巨大
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Routing lookup
4
ATM VS IP
比较项
面向连接 交换原理 转发速度 分组长度 协议层数 适合业务
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第2章 电路交换技术-3电话通信网
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特服台
汇接局
分机 PABX
市话局
公用电话 普通用户 普通用户
2020/9/27
《现代交换技术》
长途电路
长话局B 长话局A
长途网
15
15
长途电话网的网络结构
1999年之前： 我国长途网采用四级汇接辐射式结构 目前： 两级汇接辐射式长途网
2020/9/27
《现代交换技术》
16
16
C1局 - 大区中心局
2020/9/27
《现代交换技术》
13
13
2.5.1 电话网结构
一、 电话网基本结构 二、 本地网的网络结构 三、 长途网的网络结构 四、 国际电话网的结构
2020/9/27
《现代交换技术》
14
14
长途网概述
长途电话网
• 组成：由各市长途交换局、长市中继线和长 途电路组成。长途交换局之间的电路即为长 途电路。
C5 可端局靠性差.
19
19
我国两级长途网结构
长途电话网
至国际出入口局
DC1：一级交换中心设在省会
省
（自治区，直辖市）城市的
际
长途中心，汇接所在省的省
平 面
际长话业务。由原来的C1、 C2两级合并。DC1之间采用网
状网连接。
省
内
平
面
A省 B省
DC2：二级交换中心设在各地 市的长途中心，汇接所在本
局。
2020/9/27
《现代交换技术》
18
18
四级汇接辐射式结构
长途电话网
长途网 本地网
2020/9/27
Tm
《现代交换技术》
1.C1之间网状 C1 大连区接中，心C局1-
特服台
汇接局
分机 PABX
市话局
公用电话 普通用户 普通用户
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长途电路
长话局B 长话局A
长途网
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长途电话网的网络结构
1999年之前： 我国长途网采用四级汇接辐射式结构 目前： 两级汇接辐射式长途网
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C1局 - 大区中心局
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2.5.1 电话网结构
一、 电话网基本结构 二、 本地网的网络结构 三、 长途网的网络结构 四、 国际电话网的结构
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长途网概述
长途电话网
• 组成：由各市长途交换局、长市中继线和长 途电路组成。长途交换局之间的电路即为长 途电路。
C5 可端局靠性差.
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我国两级长途网结构
长途电话网
至国际出入口局
DC1：一级交换中心设在省会
省
（自治区，直辖市）城市的
际
长途中心，汇接所在省的省
平 面
际长话业务。由原来的C1、 C2两级合并。DC1之间采用网
状网连接。
省
内
平
面
A省 B省
DC2：二级交换中心设在各地 市的长途中心，汇接所在本
局。
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四级汇接辐射式结构
长途电话网
长途网 本地网
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Tm
《现代交换技术》
1.C1之间网状 C1 大连区接中，心C局1-
现代交换技术--分组交换技术 ppt课件
X．25数据链路层采用高级数据链路控制规程HDLC 的子集一一平衡型链路接入协议(LAPB，Link Access Procedures Balanced)作为数据链路的控制规程。
一）链路层的主要功能
链路层的主要功能有： 11. 将D信道上传送的信息按照一定的格式组装成帧，能进行帧的定
界并采取一定的措施来保证信息的透明传输。 22. 能够进行顺序控制，保持数据链路上各帧的发送和接收顺序。 3、能够检测出在数据链路上出现的传输错误、格式错误和操作错误。 4、用重发的方法来纠正检测到的传输错误。 5．流量控制 6、识别并向高层协议报告规程性错误。
一．虚电路方式
虚电路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
在建立连接时，主叫用户发送“呼叫请求”分组，在该 分组中，包括被叫用户的地址及为该呼叫在出通路上分配 的虚电路标识，网络中的每一个节点都根据被叫地址选择 出通路，为该呼叫在出通路上分配虚电路标识，并在节点 中建立入通路上的虚电路标识与出通路上虚电路标识之间 的对应关系，向下一节点发送“呼叫请求”分组。
被叫用户如同意建立虚电路，可发送“呼叫连接”分 组到主叫用户。当主叫用户收到该分组时，表示主叫用户 和被叫用户之间的虚电路已建立，可进入数据传输阶段。
在呼叫建立阶段，在虚电路经过的各个分组交换机中建 立虚电路标示之间的对应关系。
虚电路方式完成交换的示意图
分组交换机4的连接分表 组交换机5的连接表
交换虚电路和永久虚电路
当然，网络出了差错不去处理而让两端的主机来处理肯定会 延误一些时间，但技术的进步（光纤的出错的概率远小于电缆传 输）传输使得网络出错的概率已越来越小，因而让主机负责端到 端的可靠性不但不会给主机增加更多的负担，反而能够使更多的 应用在这种简单的网络上运行。因特网能够发展到今天这样的规 模，充分说明了在网络层提供数据报服务是非常成功的。
一）链路层的主要功能
链路层的主要功能有： 11. 将D信道上传送的信息按照一定的格式组装成帧，能进行帧的定
界并采取一定的措施来保证信息的透明传输。 22. 能够进行顺序控制，保持数据链路上各帧的发送和接收顺序。 3、能够检测出在数据链路上出现的传输错误、格式错误和操作错误。 4、用重发的方法来纠正检测到的传输错误。 5．流量控制 6、识别并向高层协议报告规程性错误。
一．虚电路方式
虚电路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
在建立连接时，主叫用户发送“呼叫请求”分组，在该 分组中，包括被叫用户的地址及为该呼叫在出通路上分配 的虚电路标识，网络中的每一个节点都根据被叫地址选择 出通路，为该呼叫在出通路上分配虚电路标识，并在节点 中建立入通路上的虚电路标识与出通路上虚电路标识之间 的对应关系，向下一节点发送“呼叫请求”分组。
被叫用户如同意建立虚电路，可发送“呼叫连接”分 组到主叫用户。当主叫用户收到该分组时，表示主叫用户 和被叫用户之间的虚电路已建立，可进入数据传输阶段。
在呼叫建立阶段，在虚电路经过的各个分组交换机中建 立虚电路标示之间的对应关系。
虚电路方式完成交换的示意图
分组交换机4的连接分表 组交换机5的连接表
交换虚电路和永久虚电路
当然，网络出了差错不去处理而让两端的主机来处理肯定会 延误一些时间，但技术的进步（光纤的出错的概率远小于电缆传 输）传输使得网络出错的概率已越来越小，因而让主机负责端到 端的可靠性不但不会给主机增加更多的负担，反而能够使更多的 应用在这种简单的网络上运行。因特网能够发展到今天这样的规 模，充分说明了在网络层提供数据报服务是非常成功的。
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第2章 电路交换技术-1数字交换原理
B
2020/9/27
数字 交换 网络
《现代交换技术》
TS31
B
PCM0
TS12
A
PCM1
S接线器
13
不同PCM线上不同时隙交换
复用线1 TS1（用户a） 复用线2 TS2（用户c）
复用线8 TS2（用户b） 复用线1 TS31（用户d）
TS31 TS30 TS2 TS1 TS0
1 输
a
a
数
字
入2 线
《现代交换技术》
7
7
TDM时分复用
TS2（a）
: :
用户2
A/D
TS31（b)
2
1
2
.
.
.
31
用户31
1
2 .
: :
. .
31
31
D/A
5
b
a
… TS31
TS2
TS0
TDM Frame TDM Frame
DSN
TS0
… TS2
TS31
a
b
2020/9/27
《现代交换技术》
8
第2章 电路交换技术
2.1&2.2 PCM与数字交换原理 2.3 程控交换机硬件结构 2.4 程控交换机软件结构 2.5 电话通信网 2.6 信令系统
2020/9/27
《现代交换技术》
3
3
复习---PCM
2020/9/27
《现代交换技术》
4
语音的PCM数字化编码
Sampling
◦ Read the amplitude 8,000 times per second.
Quantization
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数字 交换 网络
《现代交换技术》
TS31
B
PCM0
TS12
A
PCM1
S接线器
13
不同PCM线上不同时隙交换
复用线1 TS1（用户a） 复用线2 TS2（用户c）
复用线8 TS2（用户b） 复用线1 TS31（用户d）
TS31 TS30 TS2 TS1 TS0
1 输
a
a
数
字
入2 线
《现代交换技术》
7
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TDM时分复用
TS2（a）
: :
用户2
A/D
TS31（b)
2
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用户31
1
2 .
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. .
31
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D/A
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… TS31
TS2
TS0
TDM Frame TDM Frame
DSN
TS0
… TS2
TS31
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《现代交换技术》
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第2章 电路交换技术
2.1&2.2 PCM与数字交换原理 2.3 程控交换机硬件结构 2.4 程控交换机软件结构 2.5 电话通信网 2.6 信令系统
2020/9/27
《现代交换技术》
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3
复习---PCM
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4
语音的PCM数字化编码
Sampling
◦ Read the amplitude 8,000 times per second.
Quantization
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第4章 移动交换技术-2移动通信网主要信令
正常位置更新
当MS移动过程中发现广播LAI与SIM卡存储不一致，主支发起位置更新过 程，同时修改网络位置信息。 ◦ 相同VLR：VLR内部更新。 ◦ 不同VLR：新VLR添加记录，旧VLR删除记录，HLR更新。
周期性位置更新
为防MS非正常关机、失去信号等情况, MSC周期性向所有MS发送位置登 记请求,使网络时刻保持与MS的联系。
◦ HLR：当前MSC/VLR号 ◦ VLR：当前LAI ◦ MS SIM卡 ：LAI
位置更新
◦ 移动台跨越位置区时，需要向系统登记其位置的变化，这个 过程称为位置更新。
2020/9/27
《现代交换技术》
7
位置更新的不同情况
➢ 情况①：相同MSC/VLR ➢ 情况②：不同MSC/VLR
BSC
MSC1 LA1
《现代交换技术》
2
移动通信要解决的关键问题
1. 众多的基站中，手机如何判断它位于哪个基站 下？如何知道基站的相关信息？
2. 网络如何知道不断移动的手机身在何处？ 3. 通话过程中，手机可能从一个基站的覆盖范围
移动到另一个基站的覆盖范围，怎样才能保持 通话的不中断？ 4. 如何保证无线系统的安全性（号码不被盗、通 话不被窃听）？
固定连接
PSTN
南京市御道街标营用户…
2020/9/27
《现代交换技术》
我在哪个基站下？
4
问题二：网络如何发现手机？
发“寻人启事”
“全网发布” VS “局部发布”
基本思路：
√
--全网划分若干“位置区”，并通过广播告知手机
Xx，你在哪？
--手机发现位置区变化，上报网络新的位置区，
网络记载在数据库（位置寄存器）中。
当MS移动过程中发现广播LAI与SIM卡存储不一致，主支发起位置更新过 程，同时修改网络位置信息。 ◦ 相同VLR：VLR内部更新。 ◦ 不同VLR：新VLR添加记录，旧VLR删除记录，HLR更新。
周期性位置更新
为防MS非正常关机、失去信号等情况, MSC周期性向所有MS发送位置登 记请求,使网络时刻保持与MS的联系。
◦ HLR：当前MSC/VLR号 ◦ VLR：当前LAI ◦ MS SIM卡 ：LAI
位置更新
◦ 移动台跨越位置区时，需要向系统登记其位置的变化，这个 过程称为位置更新。
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《现代交换技术》
7
位置更新的不同情况
➢ 情况①：相同MSC/VLR ➢ 情况②：不同MSC/VLR
BSC
MSC1 LA1
《现代交换技术》
2
移动通信要解决的关键问题
1. 众多的基站中，手机如何判断它位于哪个基站 下？如何知道基站的相关信息？
2. 网络如何知道不断移动的手机身在何处？ 3. 通话过程中，手机可能从一个基站的覆盖范围
移动到另一个基站的覆盖范围，怎样才能保持 通话的不中断？ 4. 如何保证无线系统的安全性（号码不被盗、通 话不被窃听）？
固定连接
PSTN
南京市御道街标营用户…
2020/9/27
《现代交换技术》
我在哪个基站下？
4
问题二：网络如何发现手机？
发“寻人启事”
“全网发布” VS “局部发布”
基本思路：
√
--全网划分若干“位置区”，并通过广播告知手机
Xx，你在哪？
--手机发现位置区变化，上报网络新的位置区，
网络记载在数据库（位置寄存器）中。
现代交换技术-2
0 1 2 0 1 2
入线
M-1
出线
N-1
控制端 状态端
介绍5个定义：
出、入线集合 连接----------【一个推论：点到点连接， 点到多点连接】 连接集合 忙闲状态 连接函数
定义1
把一个交换单元的一组入线0，1，…M1和一组出线0,1,…N-1各看作一个集合， 并记为：T={0,1,2,…,M-1} R={0,1,2,…,N-1} 则称T为入线集合，R为出线集合。
思考：
同步时分复用，每帧的长度相等吗？时隙相等吗？
分组交换中的统计复用信号使用的分组长度相等吗？ ATM交换中的统计复用信号使用的信元相等吗？ 使用同步时分复用信号的电路交换和使用统计时分 复用信号的分组交换和ATM交换，哪一种交换的子 信道时隙是相等的？哪一种交换的子信道速率是相 等的？
2.2 交换单元
125s 125s 125s 125s
帧
时 隙
帧
时 隙
帧
时 隙
帧 2 1
时 隙
N …… 2 1 N ……
2 1 N …… 2 1 N ……
由于每一个时隙的信息中没有标记信号， 因此，要根据信息在时间轴上的位置， 来判定是第几个话路的，因此称同步时 分复用。所有帧中编号相同的时隙成为 一个子信道。
例：
0 1 2 3 4 5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
入线集合T={0,1,2,3,4,5}
出线集合R={0.1.2.3.4.5.6.7.8.9}
t=1是T 的一个元， 出线为Rt＝{0，3，6，8}, 显
然 Rt R, r=3是Rt 的一个元……。 c={t, Rt }={1,
{0,3,6,8}}是一个连接
如N=8时，连接函数为：
入线
M-1
出线
N-1
控制端 状态端
介绍5个定义：
出、入线集合 连接----------【一个推论：点到点连接， 点到多点连接】 连接集合 忙闲状态 连接函数
定义1
把一个交换单元的一组入线0，1，…M1和一组出线0,1,…N-1各看作一个集合， 并记为：T={0,1,2,…,M-1} R={0,1,2,…,N-1} 则称T为入线集合，R为出线集合。
思考：
同步时分复用，每帧的长度相等吗？时隙相等吗？
分组交换中的统计复用信号使用的分组长度相等吗？ ATM交换中的统计复用信号使用的信元相等吗？ 使用同步时分复用信号的电路交换和使用统计时分 复用信号的分组交换和ATM交换，哪一种交换的子 信道时隙是相等的？哪一种交换的子信道速率是相 等的？
2.2 交换单元
125s 125s 125s 125s
帧
时 隙
帧
时 隙
帧
时 隙
帧 2 1
时 隙
N …… 2 1 N ……
2 1 N …… 2 1 N ……
由于每一个时隙的信息中没有标记信号， 因此，要根据信息在时间轴上的位置， 来判定是第几个话路的，因此称同步时 分复用。所有帧中编号相同的时隙成为 一个子信道。
例：
0 1 2 3 4 5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
入线集合T={0,1,2,3,4,5}
出线集合R={0.1.2.3.4.5.6.7.8.9}
t=1是T 的一个元， 出线为Rt＝{0，3，6，8}, 显
然 Rt R, r=3是Rt 的一个元……。 c={t, Rt }={1,
{0,3,6,8}}是一个连接
如N=8时，连接函数为：
《现代交换技术》第03章分组交换技术
汇接中心采用全网状结构，其它节点采用不 完全网状结构。
3.7.2 我国公用分组数据交换网提供 的业务功能
基本业务功能
交换型虚电路(SVC) 永久型虚电路(PVC)
用户任选业务功能
主要有闭和用户群、反向计费、网络用户识别、 呼叫转移、虚拟专用网、广播服务、帧中继等 业务。
3.7.3 进入公用分组数据交换网的用 户终端种类及入网方式
3.5.2 光分组交换网络的分类
时隙网络
分组长度是固定的，并在时隙中传输。时隙的长 度应大于分组的时限，以便在分组的前后设置保 护间隔。
非时隙网络
分组的大小是可变的，而且在交换之前，不需要 排列，异步的，自由地交换每一个分组。
3.5.3 光分组交换技术的特点
大容量、数据率和格式的透明性、可配置性等特 点，支持未来不同类型数据
3.2 分组交换技术的基本概念
分组交换的概念类似于邮寄信件。 人们把写好的信放入信封，就如同划分分组；
在信封上写上地址，就如同在分组头里放入路 由信息；
投入邮筒，就如同交换机进行交换，再发往目 的地；
接到信件后打开阅读，就仿佛拆包后取出信息 一样。
3.2.1 分组交换技术
分组交换技术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。
第三章 分组交换技术
分组(Packet)交换亦称包交换，是为 了适应计算机通信的需要而发展起来 的，是数据通信的重要手段之一。
3.1 数据通信网的交换方式
数据通信网的交换方式经历了电路交换、报 文交换和分组交换的发展过程
电路交换
是一种实时交换，在整个通信过程中自始至终 使用该条线路进行信息传输，其它计算机不能共 享链路。
能提供端到端的光通道或者无连接的传输 带宽利用效率高，能提供各种服务，满足客户的
3.7.2 我国公用分组数据交换网提供 的业务功能
基本业务功能
交换型虚电路(SVC) 永久型虚电路(PVC)
用户任选业务功能
主要有闭和用户群、反向计费、网络用户识别、 呼叫转移、虚拟专用网、广播服务、帧中继等 业务。
3.7.3 进入公用分组数据交换网的用 户终端种类及入网方式
3.5.2 光分组交换网络的分类
时隙网络
分组长度是固定的，并在时隙中传输。时隙的长 度应大于分组的时限，以便在分组的前后设置保 护间隔。
非时隙网络
分组的大小是可变的，而且在交换之前，不需要 排列，异步的，自由地交换每一个分组。
3.5.3 光分组交换技术的特点
大容量、数据率和格式的透明性、可配置性等特 点，支持未来不同类型数据
3.2 分组交换技术的基本概念
分组交换的概念类似于邮寄信件。 人们把写好的信放入信封，就如同划分分组；
在信封上写上地址，就如同在分组头里放入路 由信息；
投入邮筒，就如同交换机进行交换，再发往目 的地；
接到信件后打开阅读，就仿佛拆包后取出信息 一样。
3.2.1 分组交换技术
分组交换技术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。
第三章 分组交换技术
分组(Packet)交换亦称包交换，是为 了适应计算机通信的需要而发展起来 的，是数据通信的重要手段之一。
3.1 数据通信网的交换方式
数据通信网的交换方式经历了电路交换、报 文交换和分组交换的发展过程
电路交换
是一种实时交换，在整个通信过程中自始至终 使用该条线路进行信息传输，其它计算机不能共 享链路。
能提供端到端的光通道或者无连接的传输 带宽利用效率高，能提供各种服务，满足客户的
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第2章 电路交换技术-5共路信令
2020/9/27
《现代交换技术》
22
22
N0.7 信令分层结构
第四级（L4)
信令点A
用户级
MTP（L3) 信令网功能级
MTP（L2) 信令链路功能级
信令点B
保证信令消息在信 令网任意两个信令 点之间正确传输
保证信令帧在相邻信 令点之间正确传输
用户级
信令网功能级
信令链路功能级
MTP（L1) 信令数据链路级
2020/9/27
《现代交换技术》
17
17
信令消息处理过程
思考：与因特网的哪个协议层类型功能类似？
MAP
消息鉴别:根据DPC,OPC判断该信令消息是在本信令点落地还是转接
消息选路:根据DPC和SLS选择路由
消息分配:根据SIO将消息送往相应的用户部分
2020/9/27
《现代交换技术》
18
18
信令网管理
TCAP：TC是通信网中分散的一系列应用在相互通信时采用的一 组规约和功能。 TCAP是无链接环境下提供的一种方法，以代INAP、 MAP和OMAP在一个节点调用另一个节点的程序。
◦ TCAP分为两个子层：成分子层完成TC用户之间对远端操作的 请求及响应数据的传送；事务处理子层为用户提供端到端的连接。
主要功能： ➢业务管理– 控制消息选路，信令点拥塞时的流量控制 ➢链路管理– 控制信令链路的接通、恢复、断开和分配 ➢路由管理—在信令点间交换信令路由状态信息，闭塞或解除信令 路由
2020/9/27
《现代交换技术》
19
19
UP-用户功能级（第四级）
由各种不同的用户部分组成，每个用户部分规定了与该类用户业务相关 的信令功能和过程。
《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 》
电子信息工程学院
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）。
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
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。
《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
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第4章 移动交换技术-1移动通信网络
2020/9/27
《现代交换技术》
5
二、移动通信的特点
1. 用户的移动性 2. 电波传播环境复杂 3. 噪声和干扰严重 4. 系统和网络结构复杂 5. 频率资源有限
2020/9/27
《现代交换技术》
6
三、移动通信的分类
按工作方式 分类：单工，双工（FDD,TDD），半双工 按信号方式 分类：模拟网，数字网 按业务类型 分类：电话网，数据网, 综合业务网, 多媒体 按服务特性 分类：专用网，公用网 按使用环境 分类：陆地通信，海上通信，空中通信 按使用对象 分类：民用系统，军用系统， 按多址方式 分类：FDMA，TDMA，CDMA等
网络与交换子系统NSS ◦ MSC/VLR ◦ HLR/Auc
{ E接口} B接口、C接口、D接口
空中接口 Um
基站子系统BSS ◦ BSC/ RNC ◦ BTS/Node B
移动台MS ◦ TE+SIMຫໍສະໝຸດ Abis接口接口以GSM为例
2020/9/27
《现代交换技术》
28
4.1 移动通信网络
4.1.1 移动通信概述 4.1.2 共用移动通信网络结构 4.1.3 主要网络接口 4.1.4 网络区域划分 4.1.5 编号计划
2020/9/27
《现代交换技术》
26
GSM移动网络接口
VLR
Um
MS
BTS
A
B C
D
BSC
MSC
HLR
Abis
E
MSC
O
OMC
PSTN ISDN
AuC
2020/9/27
《现代交换技术》
27
PLMN功能实体及接口
O接口 A接口
《现代交换技术(机工社)》教学课件—第2章 电路交换技术-4信令系统的基本概念
《现代交换技术》
24
24
线路信令的含义
占用：使中继设备状态由空闲变为占用状态的一种前向信令。 应答：被叫摘机后发送的后向信令。 挂机：被叫挂机后发送的后向信令。 拆线：全程拆线时发出的前向信令。 重复拆线：发端局发送拆线信令后，在3~5秒内收不到对端局送来的 拆线证实信令,再次发送前向拆线信令。 闭塞：终端局设备不正常时，后向通知发端局的信令。 ……
❖公共信道信令（CCS:Common Channel Signaling） 将话音信道和信令信道分开，话音信道只传话音信号
2020/9/27
《现代交换技术》
18
18
随路信令CAS
❖ 由话路本身（或与之有固定联系的信号通道）来传递信 令，各话路传送的信令为本话路服务。
2020/9/27
《现代交换技术》
27
27
数字型线路信令编码含义
▪af：发话局主叫状态。0-摘机占用，1-挂机拆线； ▪bf：发话局状态。0-正常，1-故障； ▪cf：话务员再振铃或强拆。0-进行，1-未进行；
▪ab：受话局被叫状态。0-摘机，1-挂机； ▪bb：受话局状态。0-示闲，1-占用或闭塞； ▪cb：话务员回振铃。0-回振铃操作，1-未回振；
KB
KB:被叫用户的忙闲状态
《现代交换技术》
36
36
2020/9/27
《现代交换技术》
33
多频互控信令（MFC）
多频：由多个频率组成的编码信号，分前向和后 向两类信令。我国前向信令采用六中取二的方式, 共有15种信令；后向信令采用四中取二方式，共 有6种信令.
互控：前向和后向信令传送时是互相配合来完成 的。即收端局每收到一个前向信令，都要回送一 个后向信令。按四拍工作。
2019年-现代通信网技术第三章 分组交换-精选文档-PPT精选文档
交换机A
至其他DTE 交换机B
DTE
呼叫请求分组
呼叫请求分组
入呼叫分组
呼叫连接分组
呼叫接受分组
呼叫接受分组
② 所谓占用某条逻辑信道，实质上是指占
用了该段物理信道上节点分配的分组缓冲器。
③ 不同的逻辑信道在节点内部通过逻辑信
道号加以区分，各条逻辑信道异步时复用同 一条物理信道。
3.2.3 虚电路
一个分组从发送终端传送到接收终端， 必须沿一定的路径经过分组交换网络。
目前有两种方法实现：
• 数据报方式（Datagram）
复用，适用于突发性业务。
10
11
分组传送方式（资源共享方式）
图7-2 两种时分复用的比较
分组传送采用的是统计时分复用（STDM）的方式。
二、统计时分复用特点
• 动态分配或按需分配资源，线路利用率高。 • 适用于突发性业务。
13
3.2.2 逻辑信道
一、概念 在统计时分复用方式下，虽然每个用
户的信息不在固定信道中传送，但是通过 对数据分组进行编号，可以区分各个用户 的数据，就好像线路被分成许多信道，每 个信道用相应的号码表示，这种信道就被 称为逻辑信道。每个分组中含有区分不同 起点、终点的编号，称为逻辑信道号LCN。 逻辑信道用逻辑信道号来标识。
3
一、定义
• 分组交换PS也称包交换。分组是把线路上
传输的数据按一定长度分成若干个数据块， 每一个数据块附加一个数据头，这种带有 数据头的数据块就叫做分组(packet)。发送 端把这些“分组”分别发送出去；到达目 的地后，目的交换机将一个个“分组”按 顺序装好，还原成原文件发送给收端用户， 这一过程称为分组交换。进行分组交换的 通信网称为分组交换网。
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3.2.1 局域网体系结构 3.2.2 共享式以太网 3.2.3 交换式以太网 3.2.4 STP 3.2.5 VLAN
《现代交换技术》
3
3.2.1 局域网体系结构
局域网最主要的特点是：网络往往为一个单位所拥有和使用，且地理范 围和站点数目均有限
常见的局域网技术：广播信道媒体访问方式分类
◦ 以太网：Ethernet ----IEEE 802.3 ◦ 令牌环：Token Ring 802.5 ◦ 分布式光纤数据接口:FDDI
《现代交换技术》
4
广播信道的介质接入方式
广播信道可以用一个链路连接多台计算机，低成本，介质共享 包含无线和有线
总线网
树形网
环形网
广播信道上连接的主机很多，问题？ ——信道访问控制协议
•谁发送？谁接收？ •共享信道协议来协调数据发送
介质接入控制协议
《现代交换技术》
5
IEEE 802委员会
802.10 局域网安全
《现代交换技术》
16
CSMA/CD协议
某站点想要发送数据，它必须
“有礼貌的避让，减少冲突”
（1）首先侦听信道；
（2）如果信道空闲，立即发送数据并进行冲突检测；
（3）如果信道忙，继续侦听信道，直到信道变为空闲，立即发送 数据并进行冲突检测；
（4）如果在发送数据过程中检测到冲突，立即停止发送数据，并 等待一随机长的时间，重新回到（1）
IP 数据报 46 ~ 1500
数据
7 字节
1 字节
10101010101010 … 10101010101010101011
前同步码
帧开始 定界符
《现代交换技术》
IP 层 4 FCS MAC 层
物理层
14
CSMA/CD 协议
最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这 样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。
以太网发展历史
ALOHA —University of Hawaii （1968）Norm Abramson
2.94M—Xerox （1973） Bob Metcalfe & Boggs
10M —DIX （1980 V1；1982 V2 ） (DEC-Intel-Xerox)
10M —IEEE 802.3 （1985） 10BaseT
现代交换技术
Modern Switching Technology
第3章 分组交换技术
《现代交换技术》
1
第3章 分组交换技术
3.1 分组交换原理 3.2 局域网交换技术 3.3 IP路由与交换技术 3.4 ATM交换技术 3.5 宽带IP网络 3.6 MPLS
《现代交换技术》
2
3.2 局域网交换技术
802.1A
管
802.3
802.4
理
CSMA/CD 令牌总线
MAC
MAC
物理层
物理层
IEEE 802
ISO/OSI
802.1B 综述及体系结构
网络层
802.2 逻辑链路控制LLC
802.5 令牌环
MAC 物理层
802.6 MAN MAC 物理层
802.11 无线局域
网
802.15 无线个域
网
802.16 宽带无线
《现代交换技术》
12
适配器检查 MAC 地址
适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址.
◦ 如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。 ◦ 否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。
“发往本站的帧”包括以下三种帧：
◦ 单播(unicast)帧（一对一）
◦ 广播(broadcast)帧（一对全体，全1地址）
1000G ？？
《现代交换技术》
11
以太网的MAC地址
在媒体访问控制机制中用MAC 地址来标识数据的接收者。 这里的“地址”严格地讲应当是每一个站的标识符。 由于固化在适配器的ROM中， MAC 地址又称为硬件地址， 或物理地址。 局域网MAC地址为48位， 由IEEE 的注册管理机构管理
◦ 如Cisco是00-00-0c-xx-xx-xx， IBM是 08-00-5A-xx-xx-xx
◦ 多播(multicast)帧（一对多，组地址）
《现代交换技术》
13
以太网的帧格式
在帧的前面插入的 8 字节中的第一个字段共 7 个字节， 是前同步码，用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。 第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。
字节 6
6
目的地址 源地址
插入
8 字节
2 类型
MAC 帧
接入
数据 链路层
物理层
802.7 宽带技术
802.8 光纤技术
《现代交换技术》
6
OSI/RM与IEEE 802
OSI/RM的数据链路层：相邻节点间可靠地传输数据帧！
80年代初期，IEEE成立专门制订局域网和城域网标准的机构— —IEEE802委员会
ISO/OSI
应用层
表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
-以太网
100M—IEEE 802.3u （1995）100BaseT/Tx/FX
-快速以太网
1G—IEEE 802.3z/ab （1999）1000BaseX/ 1000BaseT -吉比特以太网
10G—IEEE 802.3ae （2002） 10GBaseT/CX4/LR
-10GE
40G/100G— IEEE802.3ba （2010年6月17日）
只有 D 接受 B 发送的数据
A 不接受
B向B D 发送数据
C 不接受D 接受Fra bibliotekE 不接受
♪利用分组中的地址在广播信 若两台主机同时在传输数据
道上实现点对点的通信
会发生什么？
《现代交换技术》
15
CSMA/CD 协议
多个站同时发送数据，则发送碰撞（冲突） 碰撞
A
B
C
B向 D
发送数据
D
E
E向A
发送数据
怎么办？如何避免冲突？
IEEE802 LAN参考模型
无连接LLC：点对点、多点和
逻辑链路控制(LLC)层 广播通信；面向连接LLC：具 有流量控制的可靠传输
媒体接入控制(MAC)层
实现对不同拓扑结构、不同传 输媒质的接入控制
物理层
《现代交换技术》
7
3.2 局域网交换技术
3.2.1 局域网体系结构 3.2.2 共享式以太网 3.2.3 交换式以太网 3.2.4 STP 3.2.5 VLAN
《现代交换技术》
8
2 共享式以太网
以太网是目前为止最流行的有线局域网技术 IEEE在Ethernet V2基础上制定了802.3 标准，它们之间差别很小， 也简称为“以太网”。 广泛使用的还是Ethernet V2 标准的局域网
《现代交换技术》
9
Bob Metcalfe 手稿
《现代交换技术》
10
《现代交换技术》
3
3.2.1 局域网体系结构
局域网最主要的特点是：网络往往为一个单位所拥有和使用，且地理范 围和站点数目均有限
常见的局域网技术：广播信道媒体访问方式分类
◦ 以太网：Ethernet ----IEEE 802.3 ◦ 令牌环：Token Ring 802.5 ◦ 分布式光纤数据接口:FDDI
《现代交换技术》
4
广播信道的介质接入方式
广播信道可以用一个链路连接多台计算机，低成本，介质共享 包含无线和有线
总线网
树形网
环形网
广播信道上连接的主机很多，问题？ ——信道访问控制协议
•谁发送？谁接收？ •共享信道协议来协调数据发送
介质接入控制协议
《现代交换技术》
5
IEEE 802委员会
802.10 局域网安全
《现代交换技术》
16
CSMA/CD协议
某站点想要发送数据，它必须
“有礼貌的避让，减少冲突”
（1）首先侦听信道；
（2）如果信道空闲，立即发送数据并进行冲突检测；
（3）如果信道忙，继续侦听信道，直到信道变为空闲，立即发送 数据并进行冲突检测；
（4）如果在发送数据过程中检测到冲突，立即停止发送数据，并 等待一随机长的时间，重新回到（1）
IP 数据报 46 ~ 1500
数据
7 字节
1 字节
10101010101010 … 10101010101010101011
前同步码
帧开始 定界符
《现代交换技术》
IP 层 4 FCS MAC 层
物理层
14
CSMA/CD 协议
最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这 样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。
以太网发展历史
ALOHA —University of Hawaii （1968）Norm Abramson
2.94M—Xerox （1973） Bob Metcalfe & Boggs
10M —DIX （1980 V1；1982 V2 ） (DEC-Intel-Xerox)
10M —IEEE 802.3 （1985） 10BaseT
现代交换技术
Modern Switching Technology
第3章 分组交换技术
《现代交换技术》
1
第3章 分组交换技术
3.1 分组交换原理 3.2 局域网交换技术 3.3 IP路由与交换技术 3.4 ATM交换技术 3.5 宽带IP网络 3.6 MPLS
《现代交换技术》
2
3.2 局域网交换技术
802.1A
管
802.3
802.4
理
CSMA/CD 令牌总线
MAC
MAC
物理层
物理层
IEEE 802
ISO/OSI
802.1B 综述及体系结构
网络层
802.2 逻辑链路控制LLC
802.5 令牌环
MAC 物理层
802.6 MAN MAC 物理层
802.11 无线局域
网
802.15 无线个域
网
802.16 宽带无线
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12
适配器检查 MAC 地址
适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址.
◦ 如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。 ◦ 否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。
“发往本站的帧”包括以下三种帧：
◦ 单播(unicast)帧（一对一）
◦ 广播(broadcast)帧（一对全体，全1地址）
1000G ？？
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11
以太网的MAC地址
在媒体访问控制机制中用MAC 地址来标识数据的接收者。 这里的“地址”严格地讲应当是每一个站的标识符。 由于固化在适配器的ROM中， MAC 地址又称为硬件地址， 或物理地址。 局域网MAC地址为48位， 由IEEE 的注册管理机构管理
◦ 如Cisco是00-00-0c-xx-xx-xx， IBM是 08-00-5A-xx-xx-xx
◦ 多播(multicast)帧（一对多，组地址）
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以太网的帧格式
在帧的前面插入的 8 字节中的第一个字段共 7 个字节， 是前同步码，用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。 第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。
字节 6
6
目的地址 源地址
插入
8 字节
2 类型
MAC 帧
接入
数据 链路层
物理层
802.7 宽带技术
802.8 光纤技术
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6
OSI/RM与IEEE 802
OSI/RM的数据链路层：相邻节点间可靠地传输数据帧！
80年代初期，IEEE成立专门制订局域网和城域网标准的机构— —IEEE802委员会
ISO/OSI
应用层
表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
-以太网
100M—IEEE 802.3u （1995）100BaseT/Tx/FX
-快速以太网
1G—IEEE 802.3z/ab （1999）1000BaseX/ 1000BaseT -吉比特以太网
10G—IEEE 802.3ae （2002） 10GBaseT/CX4/LR
-10GE
40G/100G— IEEE802.3ba （2010年6月17日）
只有 D 接受 B 发送的数据
A 不接受
B向B D 发送数据
C 不接受D 接受Fra bibliotekE 不接受
♪利用分组中的地址在广播信 若两台主机同时在传输数据
道上实现点对点的通信
会发生什么？
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15
CSMA/CD 协议
多个站同时发送数据，则发送碰撞（冲突） 碰撞
A
B
C
B向 D
发送数据
D
E
E向A
发送数据
怎么办？如何避免冲突？
IEEE802 LAN参考模型
无连接LLC：点对点、多点和
逻辑链路控制(LLC)层 广播通信；面向连接LLC：具 有流量控制的可靠传输
媒体接入控制(MAC)层
实现对不同拓扑结构、不同传 输媒质的接入控制
物理层
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3.2 局域网交换技术
3.2.1 局域网体系结构 3.2.2 共享式以太网 3.2.3 交换式以太网 3.2.4 STP 3.2.5 VLAN
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2 共享式以太网
以太网是目前为止最流行的有线局域网技术 IEEE在Ethernet V2基础上制定了802.3 标准，它们之间差别很小， 也简称为“以太网”。 广泛使用的还是Ethernet V2 标准的局域网
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9
Bob Metcalfe 手稿
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