交换机系统原理 PPT

1.3.3 ATM，美国开通了世界上第一台程控交换机，20世
纪70年代开始出现了数字程控交换机。
数字程控交换机的主要优点是： ① 能灵活地向用户提供多种新服务功能 ② 便于采用共路信令系统 ③ 体积小、重量轻、功耗低、可靠性高 ④ 操作维护管理的自动化
1.2.1电话交换机的发展过程及分类
（3）电子交换电话交换机
随着半导体元器件和计算机科学技术的诞生及迅猛 发展, 传统的机电式交换机结构遭受着猛烈地冲击,使之 逐步走向电子化。美国贝尔系统经过艰苦努力于1965 年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正式步入 了电子时代,使交换机技术发生巨大的变革。
分组交换每个分组都要加上源、目的地址和分组编号 等相关信息，使其传送的信息量大约增大5%～10%， 一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使 控制复杂，时延增加。
当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失 或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号 进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务， 虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释 放三个过程。
数据报方式是独立地传送每一个数据分组。
分组交换的优点：
加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输， 可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操 作并行。这种流水线式传输方式减少了传输时间。
简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲 区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被 简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。
（4）程控交换机分类
按其用途可分为： 市话电话交换机； 长话电话交换机； 用户电话交换机。
按其接续方式可分为： 空分电话交换机； 时分电话交换机。
按信息传送方式可分为： 模拟电话交换机； 数字电话交换机。
1.3 主要的交换方式
1.3.1 电路交换 电路交换是以电路连接为目的的交换方式。它的特点是： ① 在通信开始时要首先建立连接； ② 一个连接在通信期间始终占用该电路 ③ 交换机对传输的信息不作处理 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。
（2）机电交换电话交换机
1893年发明了步进制交换机，标志着交换技术从 人工时代迈入机电交换时代。这种交换机属于“直接 控制”方式，即用户可以通过话机拨号脉冲直接控制 步进接续器做升降和旋转动作，从而自动完成用户间 的接续。但是步进制交换机虽然实现了自动接续，却 存在着速度慢、效率低、杂音大与机械磨损严重等缺 点。
分组交换（Packet Switching）是数据通信的一种交 换方式。它是以信息分发为目的，把从输入端进来的数据 分组，根据其标志的地址域和控制域，把数据包分发到各 个目的地。它利用存储—转发的方式进行交换。
⑴虚电路方式
所谓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。
⑵数据报方式
⑵电话机的基本工作原理 ①拨号脉冲电话机的工作原理
图1-1 拨号脉冲电话机的原理图
②双音多频（DTMF）电话机的工作原理 DTMF信号用高、低两个不同的频率代表一个拨号数字。
1.1.3 交换机的基本组成及其工作原理 ⑴交换机的基本组成及功能
图1-2 交换机的基本组成
⑵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
电路交换的优点： 由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以
传输数据的时延非常小。 通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通
信，实时性强。 双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题 电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字
信号。 电路交换的交换的交换设备及控制均较简单。
电路交换的缺点：
电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说稍长。
电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使 通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用 率低。
电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速 率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行 差错控制。
1.3.2 分组交换
自1876年美国贝尔发明电话以来，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 迅速的变革和发展之中。按照其发展历程可划分为三个 阶段：
1）人工交换电话交换机； 2）机电交换电话交换机； 3）电子交换电话交换机。
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（1）人工交换电话交换机
1878年就出现了人工交换机，它是借助话务员进行 人工话务接续，显然其效率是很低的。
减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出 错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少， 这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。
由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时 传送一些紧急数据。因此对于计算机之间的突发式的 数据通信，分组交换显然更为合适些。
分组交换的缺点：
分组交换仍存在存储转发时延。
交换机系统原理
第一章 电信交换基础 1.1 电话交换的基本原理 1.2 电话交换机的类型及发展 1.3 主要的交换方式
1.1 电话交换的基本原理
1.1.1 电话通信网的基本组成及功能 电话通信网的基本组成设备包括终端设备、传输设
备和交换设备。
1.1.2 电话机的基本组成及工作原理 ⑴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。
直到1938年发明了纵横制(cross bar)交换机，这才 部分解决了上述问题 。跟步进制交换机相比，纵横制 交换机有两个优点：
利用由继电器控制的压接触接线阵列代替大幅度动作 的步进接线器，从而减少磨损和杂音，提高可靠性和 接续速度。
由直接控制过渡到间接控制方式。用户的拨号脉冲不 再直接控制接线器动作,而是先由记发器接收、存储,然 后通过标志器驱动接线器,以完成用户间接续。这种间 接控制方式将控制部分与话路部分分开,提高了灵活性 和控制效率,加快了速度。