华北电力大学通信第讲义一篇交换技术
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华北电力大学通信第一篇交换技术
精品jing
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
电信交换基础 电路交换技术 分组交换技术 ATM交换技术 多协议标记交换MPLS 软交换技术
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 1.4 我国电话通信网的结构和编号计划
步进制选择器
步进制交换机
从横接线器
纵 横 制 交 换 机
程控交换机
第一个自动电话局
第一个研究发明自动电话的人是美国堪萨斯城一个殡仪馆的老 板阿尔蒙· B· 史端乔。1892年11月3日，用史端乔发明的接线器制 成的"步进制自动电话交换机"在美国印第安纳州的拉波特城投入使 用，这便是世界上第一个自动电话局。
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。 2．数据报方式
数据报方式是独立地传送每一个数据分组。
时隙
标志码
头 信道１ 头 信道２ 头 信道１头 信道３头 信道２
异 步 时 Βιβλιοθήκη Baidu 复 接
图11 异步时分复接
1.3.3 ATM交换
ATM（Asynchronous Transfer Mode ）即异步传送模式，又叫异步转移模式 。它是宽带ISDN中的一种基本交换方式 。
号码形式
环路脉冲
每一位号码均由一串脉冲组成，其号码值与一串脉冲的个数 相一致。图7是号码“23”的号码形式。
断续
位间隔
图7 号码形式
参数
一、脉冲速度
每秒的脉冲数
二、脉冲断续比
每个脉冲的断续时间之比
三、位间隔
两串脉冲间的间隔
1209
697
1
770
4
1336 2 5
1477 3 6
1633 A B
1.4.2 本地电话网 本地电话网指由同一个长途编号区范围内的所
有交换设备、传输设备和用户终端设备组成的电话 网络。
根据本地网的规模大小和端局数量，本地网网 路等级结构可分为网状网结构和二级网结构。
（1）网状网结构 （2）二级网结构
852
7
8
9
C
841 *
0
#
D
图8 双音多频选号
1.1.3 交换机的基本组成及其工作原理
1．交换机的基本组成及功能
图9 交换机的基本组成
2．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
1.2 电话交换机的类型及发展
1)人工交换机 线路的接续和拆除由人完成 磁石式 供电式
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。
时隙 帧信号 信道1 信道2
帧
信道n 帧信号信道1 信道2
信道ｎ
同 步 时 分 复 接
图10 同步时分复接
1.3.2 分组交换
分组交换（Packet Switching）是数据通信的一种交 换方式。基于异步时分复用。它利用存储—转发的方式进 行交换。 1．虚电路方式
5 10 100 1000
局间中继
Trunks
Exchange
Exchange Exchange
交换机的作用
完成需要通信的用户间的信息转接
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
终端设备、传输设备、交换设备。
交换机
用户接口 用户环线
图4 由一台交换机组成的通信网
通信网
第一个大型纵横制电话局
1929年，瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局， 拥有3500个用户。
第一部开通使用的程控电话交换机
1965年5月，美国贝尔系统的1号电子交换机问世，它是世 界上第一部开通使用的程控电话交换机。这是所谓的"空分"交换 机。空分就是用户在打电话时要占用一对线路，也就是要占用一 个空间位置，直到打完电话为止。
第一部程控数字交换机
1970年，第一部程控数字交换机在法国投入商用试验，采 用时分复用技术和大规模集成电路，解决了数字电话信号的交换 问题。这标志着数字电话的全面实用和数字通信新时代的到来。
1.3 主要的交换方式
1.3.1 电路交换
电路交换的特点是：基于同步时分复接，其要点 是面向连接。(电路交换每次呼叫包括三个主要阶段： 建立连接；保持连接；拆线)。
2)自动交换机 由机器本身的自动装置完成话路接续。
a)布线逻辑控制交换机
交换机的控制功能由硬件完成 步进制
纵横制
模
b)程控交换机
拟 交
交换机的控制功能由硬件和软件共同完成
换
按话路系统分 空间分隔式
机
时间分隔式 PAM
PCM ΔM
数字交换机
按控制系统分 集中控制 分布控制 按功能分布 按等级分布 按空间分布
1.1 电话交换的基本原理
消 息终 端
传 输 媒 介 终 端消 息
图1 点到点通信
N x (N-1) / 2
图2 多用户全互联通信
用户数
5 10 100 1000
电缆数
10 45 4950 50万
Exchange 人工交换 交换机
图3 用户通过交换机连接
用户数
5 10 100 1000
电缆数
汇接交换机 市话交换机
用户交换机 中继线 用户线
图5 多台交换机组成的通信网
1.1.2 电话机的基本组成及工作原理 1．电话机的基本组成及功能
电话机的基本组成部分： 通话设备、信令设备、转换设备
2．电话机的基本工作原理 （1）拨号脉冲电话机的工作原理
图6 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。
B
321
2
3
321
321
A
1
321
321
6
C
4
5
图12 面向连接网络的传送原理
2 21
321
A
1
3 4
B
21 3
21
213
6
C
3
3
5
图13 无连接网络的信息传送过程
1.4 我国电话通信网的结构和编号计划
我国的电话通信网采用分级网结构，包括长途电话 网和本地电话网两大部分。
1.4.1 长途电话网
长途电话二级网的等级结构及网路组织示意图如图 14所示。
图14 长途电话二级网等级结构及网路组织示意
（1）一级交换中心
一级交换中心（DC1）为省（自治区、直辖 市）长途交换中心，其功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。
（2）二级交换中心
二级交换中心（DC2）是本地网的长途交换 中心，其主要职能为汇接所在本地网的长途终端 话务。
精品jing
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
电信交换基础 电路交换技术 分组交换技术 ATM交换技术 多协议标记交换MPLS 软交换技术
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 1.4 我国电话通信网的结构和编号计划
步进制选择器
步进制交换机
从横接线器
纵 横 制 交 换 机
程控交换机
第一个自动电话局
第一个研究发明自动电话的人是美国堪萨斯城一个殡仪馆的老 板阿尔蒙· B· 史端乔。1892年11月3日，用史端乔发明的接线器制 成的"步进制自动电话交换机"在美国印第安纳州的拉波特城投入使 用，这便是世界上第一个自动电话局。
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。 2．数据报方式
数据报方式是独立地传送每一个数据分组。
时隙
标志码
头 信道１ 头 信道２ 头 信道１头 信道３头 信道２
异 步 时 Βιβλιοθήκη Baidu 复 接
图11 异步时分复接
1.3.3 ATM交换
ATM（Asynchronous Transfer Mode ）即异步传送模式，又叫异步转移模式 。它是宽带ISDN中的一种基本交换方式 。
号码形式
环路脉冲
每一位号码均由一串脉冲组成，其号码值与一串脉冲的个数 相一致。图7是号码“23”的号码形式。
断续
位间隔
图7 号码形式
参数
一、脉冲速度
每秒的脉冲数
二、脉冲断续比
每个脉冲的断续时间之比
三、位间隔
两串脉冲间的间隔
1209
697
1
770
4
1336 2 5
1477 3 6
1633 A B
1.4.2 本地电话网 本地电话网指由同一个长途编号区范围内的所
有交换设备、传输设备和用户终端设备组成的电话 网络。
根据本地网的规模大小和端局数量，本地网网 路等级结构可分为网状网结构和二级网结构。
（1）网状网结构 （2）二级网结构
852
7
8
9
C
841 *
0
#
D
图8 双音多频选号
1.1.3 交换机的基本组成及其工作原理
1．交换机的基本组成及功能
图9 交换机的基本组成
2．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
1.2 电话交换机的类型及发展
1)人工交换机 线路的接续和拆除由人完成 磁石式 供电式
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。
时隙 帧信号 信道1 信道2
帧
信道n 帧信号信道1 信道2
信道ｎ
同 步 时 分 复 接
图10 同步时分复接
1.3.2 分组交换
分组交换（Packet Switching）是数据通信的一种交 换方式。基于异步时分复用。它利用存储—转发的方式进 行交换。 1．虚电路方式
5 10 100 1000
局间中继
Trunks
Exchange
Exchange Exchange
交换机的作用
完成需要通信的用户间的信息转接
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
终端设备、传输设备、交换设备。
交换机
用户接口 用户环线
图4 由一台交换机组成的通信网
通信网
第一个大型纵横制电话局
1929年，瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局， 拥有3500个用户。
第一部开通使用的程控电话交换机
1965年5月，美国贝尔系统的1号电子交换机问世，它是世 界上第一部开通使用的程控电话交换机。这是所谓的"空分"交换 机。空分就是用户在打电话时要占用一对线路，也就是要占用一 个空间位置，直到打完电话为止。
第一部程控数字交换机
1970年，第一部程控数字交换机在法国投入商用试验，采 用时分复用技术和大规模集成电路，解决了数字电话信号的交换 问题。这标志着数字电话的全面实用和数字通信新时代的到来。
1.3 主要的交换方式
1.3.1 电路交换
电路交换的特点是：基于同步时分复接，其要点 是面向连接。(电路交换每次呼叫包括三个主要阶段： 建立连接；保持连接；拆线)。
2)自动交换机 由机器本身的自动装置完成话路接续。
a)布线逻辑控制交换机
交换机的控制功能由硬件完成 步进制
纵横制
模
b)程控交换机
拟 交
交换机的控制功能由硬件和软件共同完成
换
按话路系统分 空间分隔式
机
时间分隔式 PAM
PCM ΔM
数字交换机
按控制系统分 集中控制 分布控制 按功能分布 按等级分布 按空间分布
1.1 电话交换的基本原理
消 息终 端
传 输 媒 介 终 端消 息
图1 点到点通信
N x (N-1) / 2
图2 多用户全互联通信
用户数
5 10 100 1000
电缆数
10 45 4950 50万
Exchange 人工交换 交换机
图3 用户通过交换机连接
用户数
5 10 100 1000
电缆数
汇接交换机 市话交换机
用户交换机 中继线 用户线
图5 多台交换机组成的通信网
1.1.2 电话机的基本组成及工作原理 1．电话机的基本组成及功能
电话机的基本组成部分： 通话设备、信令设备、转换设备
2．电话机的基本工作原理 （1）拨号脉冲电话机的工作原理
图6 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。
B
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图12 面向连接网络的传送原理
2 21
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A
1
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B
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6
C
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图13 无连接网络的信息传送过程
1.4 我国电话通信网的结构和编号计划
我国的电话通信网采用分级网结构，包括长途电话 网和本地电话网两大部分。
1.4.1 长途电话网
长途电话二级网的等级结构及网路组织示意图如图 14所示。
图14 长途电话二级网等级结构及网路组织示意
（1）一级交换中心
一级交换中心（DC1）为省（自治区、直辖 市）长途交换中心，其功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。
（2）二级交换中心
二级交换中心（DC2）是本地网的长途交换 中心，其主要职能为汇接所在本地网的长途终端 话务。