第1章数字交换技术

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图1全互连方式示意图
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图2交换方式示意图
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这些问题将随着用户数量增加而增加，这 是多终端通信的N2问题。
为解决这个问题，可以设想，在用户分布 密集曲中心安装一个设备。把每个用户的 终端设备都用各自专用的线路连接在这个 设备上，这就是交换设备，如图2所示。
第1章数字交换技术
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教学内容
概论−交换的产生、定义和形式 交换单元与交换网络−交换的基本结构 电路交换技术−语音电话交换的技术 分组交换与帧中继技术−数据交换的技术 信令系统−交换的控制系统 ATM交换技术−宽带通信业务交换技术 IP交换技术−基于IP的宽带交换技术 光交换技术−光通信的交换 软交换技术−向NGN演进的交换
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电路交换的主要优点：
(1)信息的传输时延小，对一次接续而言，传 输时延固定不变；
(2)信息以数字信号形式在数据通路中“透明” 传输，交换机对用户的数据信息不存储、 分析和处理，交换机在处理方面的开销比 较小，对用户的数据信息也不需要附加许 多用于控制的信息，信息的传输效率比较 高。
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人工电话交换机的交换过程体现了交换的 基本过程。
如图3所示。每个用户的话机通过用户线接到交换 机的用户塞孔上，每个用户塞孔上都装置一个信 号灯。在交换机上还配备了一定数量的塞绳和插 塞，用来连接用户塞孔，这种塞绳和插塞称为绳 路，在绳路上连有通话机键、话终信号机键和送 铃流的机键。在人工电话交换机中，通话的接续 由话务员完成。话务员通过耳、目、口来接受用 户的呼叫信息，经过大脑的思维活动进行分析判 断，再通过人的神经系统控制“手”去进行接续操 作。
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1.1.2交换的基本过程
1837年发明了电报，它是以数字信号的形式 传递信息。
1876年贝尔发明了电话，它是将语音变成模 拟的电信号进行传输，从而实现了双方在 两地之间的对话。随着电话用户的增加， 就发明了交换机。
1878年出现了磁石式人工电话交换机。
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(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。
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教科书
现代交换原理（第三版）金惠文 陈建亚 纪红 电子工业出版社 2011.2
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参考书
程控数字交换与交换网（第二版） 叶敏 北京邮电大学出版社 2源自文库03
ATM 交换技术 陈锡生 人民邮电出版社 2000.4
全光网络 张宝富等编著 人民邮电出版社 2001.12
20世纪80年代后期，逐步出现了新的电信业务， 随之出现了新的交换技术。
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1. 2 电路交换
世界上第一代电话交换机采用的是空分电 路交换方式，利用接点等开关元件构成电 路交换网络。随着数字通信与PCM技术的 迅速发展，采用PCM方式的数字交换网络 得到广泛的应用。
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多协议标记交换技术 冯径等 人民邮电出版 社 2002.1
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本课程的教学
讲授交换技术的基本概念 讲授现代交换技术的基本原理 讲授现代交换技术的系统结构
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第1章 概论
交换技术是通信网技术的重要组成部分， 交换技术的发展与通信网的发展是分不开 的。
通信网主要包括交换节点、传输线路与终 端设备。
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可以看出，为了完成交换功能，交换机必须具有 用户间通话的话路系统，这就是用户线、绳路、 塞孔、信号灯等设备。除此之外，还必须有相当 于控制系统进行接续的话务员。
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图3 人工交换机
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1.1.3交换机的发展过程最早的自动电话交
换机是在1892年由美国人史端乔创造的步进制自 动电话交换机。 德国西门子发明了由用户话机的拨号脉冲直接控 制交换机的接线器动作直接控制方式自动交换机。 以后又出现了旋转制和升降制的交换机。它们是 以“记发器”为标志的间接控制方式的交换机。 1919瑞典工程师比图兰得(Betulander)和帕尔默格林 (Palmgren)发明了纵横制自动电话交换机，这种接 线器将过去的滑动摩擦方式的接点改成了压接触， 从而减少了磨损，提高了寿命。
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1946年第一台存储程序控制的电子计算机的诞生， 对现代科学技术起到了划时代的作用，震撼着各 个领域。这一新技术也使得人们有可能在电子交 换技术中引入“存储程序控制”这一概念。
20世纪60年代初期以来，脉冲编码调制(PCM)技术 成功地应用在传输系统中，各国都开始了研制 PCM信息的交换系统。1970年法国首先在拉尼翁 开通了第一台数字交换系统E10，开始了数字程控 交换的新时期。
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全互连式存在下列一些缺点：
(1)当存在N个终端时需用线对数为N(N—1)／ 2，即线对数量随终端数的平方增加。
(2)当这些终端分别位于相距很远的两地时， 两地间需要大量的长途线路。
(3)每个终端都有N-1对线与其他终端相接，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。
即交换技术与终端业务、传输技术必须相 适应。
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1.1交换的概念与交换基本过程
1.1.1交换的概念
通信的目的是实现信息的传递。
当存在多个终端，且希望它们中的任何两 个都可以进行点对点通信时，最直接的方 法是把所有终端两两相连，如图1所示。这 样的一种连接方式称为全互连式。
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交换设备可以在需要时，将这两个用户的 通信线路连通。当两个用户通信完毕，将 两个用户间的连线就断开。
有了交换设备，对N个用户只需要N对线就
可以满足要求。使线路的投资费用大大降 低，尽管增加了交换设备的费用，但它的 利用率很高，相比之下、总的投资费用将 下降。
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根据电子和电气工程师协会(IEEE)的定义： 交换机应能在任意选定的两条用户线之间 建立和(而后)释放—条通信链路。换句话说， 任一终端均可请求交换机在本用户线和所 需用户线之间建立一条通信链路，并能随 时令交换机释放该链路。