程控交換技術(shù)課件

《數(shù)字程控交換技術(shù)》

授課教師：狄衛(wèi)國電話：郵箱：參考書目《現(xiàn)代交換技術(shù)》張繼榮等編著西安電子科技大學(xué)出版社《現(xiàn)代交換原理》金惠文電子工業(yè)出版社《現(xiàn)代交換原理》桂海源人民郵電出版社《程控?cái)?shù)字交換與現(xiàn)代通信網(wǎng)》葉敏北京郵電大學(xué)出版社

第1章緒論1.1交換與通信網(wǎng)1.2交換原理1.3交換技術(shù)分類1.4交換技術(shù)演進(jìn)思考題 電話的出現(xiàn)： 把聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，利用金屬導(dǎo)線作媒介

振動膜片電磁鐵助聽筒助聲筒傳送線貝爾第一部話機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖電話：是用電信號來傳送人類語言信息的一種通信設(shè)備。這種通信方式稱為電話通信。

終端傳輸媒介終端電信號電信號信息信息點(diǎn)對點(diǎn)通信

一個通信系統(tǒng)至少應(yīng)由終端和傳輸媒介組成。在通信系統(tǒng)中，只有兩個終端的通信稱為點(diǎn)對點(diǎn)通信。語音通信與數(shù)據(jù)通信的異同語音通信：對象為人，協(xié)議簡單；容錯能力強(qiáng)；數(shù)據(jù)量少；對延時(shí)敏感。數(shù)據(jù)通信：對象為機(jī)器，協(xié)議復(fù)雜；對傳輸可靠性要求高；數(shù)據(jù)量大；對延時(shí)不敏感。無交換的多個終端要實(shí)現(xiàn)相互間通信，必須以全互連的方式兩兩相連。缺點(diǎn):

(1)若終端數(shù)為n，則線對數(shù)為C2n=n(n-1)/2無交換的多個終端的通信(終端=5、線對數(shù)=10)

缺點(diǎn)：

(2)當(dāng)這些終端分別位于相距很遠(yuǎn)的兩地時(shí)，兩地間需要大量的長線路。(3)每個終端都有N-l對線與其它終端相接，因而每個終端需要N-1個線路接口。(4)增加第N+1個終端時(shí)，必須增設(shè)N對線路。當(dāng)N較大時(shí)，無法實(shí)用化。(5)由于每個用戶處的出線過多，因此維護(hù)工作量較大。無交換的多個終端的通信用戶間通過交換設(shè)備連接用戶環(huán)線交換設(shè)備引入交換的終端間的通信多個交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)引入交換的終端間的通信中繼線引入交換設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)：（1）N個用戶只需要N對線就可以滿足要求。（2）線路的投資費(fèi)用大大降低。（3）用戶線的維護(hù)變得簡單容易。？討論：中央交換機(jī)應(yīng)該解決哪些問題（必須的功能）？

1.1.2通信網(wǎng)一臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)多臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)網(wǎng)中直接連接電話機(jī)或終端的交換機(jī)稱為本地交換機(jī)或市話交換機(jī)，相應(yīng)的交換局稱為端局或市話局；僅與各交換機(jī)連接的交換機(jī)稱為匯接交換機(jī)，相應(yīng)的交換局稱為匯接局。當(dāng)通信距離很遠(yuǎn)，通信網(wǎng)覆蓋多個省市乃至全國范圍時(shí)，匯接交換機(jī)常稱為長途交換機(jī)。交換機(jī)之間的線路稱為中繼線?，F(xiàn)代交換原理網(wǎng)狀網(wǎng)星型網(wǎng)樹型網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)交換機(jī)與交換機(jī)的連接復(fù)合網(wǎng)幾個名詞交換通信網(wǎng)交換設(shè)備傳輸設(shè)備終端設(shè)備用戶線中繼線出局呼叫入局呼叫本局呼叫轉(zhuǎn)接呼叫主叫被叫主叫局被叫局端局匯接局1.1.3面向連接網(wǎng)絡(luò)和無連接網(wǎng)絡(luò)面向連接CO(ConnectionOriented)無連接CL(Connectionless)。

面向連接網(wǎng)絡(luò)建立的連接有兩種:實(shí)連接和虛連接。實(shí)連接：用戶通信時(shí)，如果建立的連接由一條接一條的專用電路資源連接而成，無論是否有用戶信息傳遞，這條專用連接始終存在，且每一段占用恒定的電路資源；虛連接：如果電路的分配是隨機(jī)的，用戶有信息傳送時(shí)才占用電路資源，無信息傳送就不占用電路資源。2.無連接網(wǎng)絡(luò)無連接網(wǎng)絡(luò)的信息傳送過程OSI的分層模型

各層的主要功能如下：1)物理層物理層與通信媒介直接相連，其功能是提供用于建立、保持和斷開物理接口的條件，以保證比特流的透明傳輸。比特流的透明傳輸：表示經(jīng)實(shí)際電路傳送后的比特流沒有發(fā)生變換，對傳送比特流來說，這個電路好像不存在一樣。物理層傳送的基本單位是比特，又稱位。

2)數(shù)據(jù)鏈路層它主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和拆除，并在兩個相鄰節(jié)點(diǎn)的線路上，無差錯的傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)，每一幀包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息。在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，若接收節(jié)點(diǎn)檢測到所接收數(shù)據(jù)中有差錯，就要求發(fā)端重發(fā)，直至該幀被正確接收。數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)幕締挝皇菐?/p>

3)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層又叫通信子網(wǎng)層，主要用于控制子網(wǎng)的運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)層選擇合適的路由和交換節(jié)點(diǎn)，使發(fā)端用戶的運(yùn)輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確無誤地按照地址傳送到目的用戶的運(yùn)輸層。網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)是路由選擇、數(shù)據(jù)包的分段和重組以及擁塞控制等。網(wǎng)絡(luò)層所傳送的信息的基本單位叫做分組或者包。

4)運(yùn)輸層銜接通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)(包含會話層、表示層及應(yīng)用層)的橋梁，起到了承上啟下的作用。運(yùn)輸層的任務(wù)是會話層提供了一個可靠的端到端的服務(wù)。運(yùn)輸層傳送的信息的基本單位是分段報(bào)文。

5)會話層會話層又稱會晤層，其任務(wù)就是提供一種有效的方法，以組織和協(xié)商兩個表示層進(jìn)程之間的會話，并管理它們之間的數(shù)據(jù)交換。會話是指兩個用戶(表示層進(jìn)程)之間的連接。會話層傳送的信息的基本單位也叫報(bào)文，但它與運(yùn)輸層的報(bào)文有本質(zhì)的不同。

6)表示層表示層主要解決用戶信息的語法表示問題，它向上對應(yīng)用層提供服務(wù)。表示層傳送的信息也是以報(bào)文為單位的。

7)應(yīng)用層應(yīng)用層是OSI體系結(jié)構(gòu)的最高層，它直接面向用戶，以滿足用戶不同的需求，是惟一向應(yīng)用程序直接提供服務(wù)的層。功能包括：提供網(wǎng)絡(luò)完整透明性，用戶資源的配置，應(yīng)用管理和系統(tǒng)管理，分布式信息服務(wù)及分布式數(shù)據(jù)庫管理等。應(yīng)用層傳送的是用戶數(shù)據(jù)報(bào)文。

2.分層結(jié)構(gòu)中使用的術(shù)語OSI定義了請求、指示、響應(yīng)、證實(shí)四種類型的原語。“請求”原語請求下層服務(wù)者提供服務(wù)，促成某項(xiàng)工作，如建立連接。服務(wù)提供者收到這一請求后，通知接收方對等服務(wù)提供者(對等層)，收方服務(wù)提供者用“指示”原語通知上層用戶，有人想要與它建立連接。如果收方同意建立連接，可以向自己的服務(wù)提供者回發(fā)一個“響應(yīng)”原語，收方將此信息傳到發(fā)方，發(fā)方服務(wù)提供者再以“證實(shí)”原語通知當(dāng)初曾發(fā)出“連接請求”原語的用戶，連接任務(wù)完成。在一次服務(wù)中，如果發(fā)方提出請求，收方給以確認(rèn)(使用四類原語)，這類服務(wù)稱為有證實(shí)的服務(wù)，它可以保證信息的可靠傳送；如果對服務(wù)結(jié)果不確認(rèn)(只使用請求和指示原語)，則稱為非證實(shí)的服務(wù)，這類服務(wù)不能保證信息的可靠傳送。

對等層間的通信對等層間交換的信息單元稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU，ProtocolDataUnit）。應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（APDU）運(yùn)輸層協(xié)議數(shù)據(jù)單元——段（Segment）網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元——分組或包（Packet）鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)單元——幀（Frame）物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元——比特流（Bit）。主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用進(jìn)程將請求數(shù)據(jù)下傳到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層PDU對等層間的通信WEB瀏覽請求5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層PDU再下傳到運(yùn)輸層加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層報(bào)文再下傳到網(wǎng)絡(luò)層加上首部，成為IP數(shù)據(jù)報(bào)（分組）主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2IP數(shù)據(jù)報(bào)再下傳到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為幀主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2數(shù)據(jù)幀再下傳到物理層物理層把比特流傳送到物理媒體主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信應(yīng)用層(applicationlayer)5432154321物理傳輸媒體計(jì)算機(jī)

1AP2AP1電信號（或光信號）通過物理媒體從發(fā)端物理層傳到收端物理層計(jì)算機(jī)

2主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2物理層收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢臀膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞浚〕鰬?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2收到AP1發(fā)來的瀏覽主頁請求！主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H5101比特流110101110101主機(jī)1在層間的封裝過程應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2101比特流110101110101主機(jī)2物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢臀膊亢蟀褦?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后將分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后將報(bào)文數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)DU首部后將應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)1向主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)對等層間的通信5432154321計(jì)算機(jī)

1AP2AP1計(jì)算機(jī)

2收到了AP1發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！對等層間的通信1.1.5信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳送方式信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳送方式稱為傳送模式，包括信息的復(fù)用、傳輸和交換方式。同步傳送模式STM(SynchronousTransferMode)異步傳送模式ATM(AsynchronousTransferMode)。

1.同步傳送模式

STM采用同步時(shí)分復(fù)用STDM(SynchronousTimeDivisionMultiplexing)、傳輸和同步時(shí)分交換STDS(SynchronousTimeDivisionSwitch)技術(shù)。時(shí)分復(fù)用:采用時(shí)間分割的方法，把一條高速數(shù)字信道分成若干條低速數(shù)字信道，構(gòu)成同時(shí)傳輸多個低速信號的信道。

同步時(shí)分復(fù)用是指將時(shí)間劃分為基本時(shí)間單位，一幀時(shí)長是固定的(常見的為125μs)。每幀分成若干個時(shí)隙，并按順序編號，所有幀中編號相同的時(shí)隙成為一個子信道，一個子信道傳遞一路信息。

對同步時(shí)分復(fù)用信號的交換實(shí)際上是對信息所在位置的交換，即時(shí)隙的內(nèi)容在時(shí)間軸上的移動，稱為同步時(shí)分交換。STM的優(yōu)點(diǎn)：一旦建立連接，該連接的服務(wù)質(zhì)量便不會受網(wǎng)絡(luò)中其它用戶的影響。缺點(diǎn)：為了保證連接所需帶寬，必須按信息最大速率分配信道資源。這一點(diǎn)對恒定比特率業(yè)務(wù)沒有影響，但對可變比特率業(yè)務(wù)會有影響，它會降低信道利用率。

2.異步傳送模式ATM采用異步時(shí)分復(fù)用ATDM(AsynchronousTimeDivisionMultiplexing)、傳輸和異步時(shí)分交換ATDS(AsynchronousTimeDivisionSwitch)技術(shù)。把需要傳送的信息分成很多小段，稱為分組。每個分組前附加標(biāo)志碼，說明分組要去哪個輸出端。各個分組在復(fù)接時(shí)可以使用任何時(shí)隙(子信道)。將這樣的子信道合成為一個信道的技術(shù)，稱為異步時(shí)分復(fù)用(也叫統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用)。異步時(shí)分交換(也叫存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換)：按照每個分組信息前的路由標(biāo)記，將其分發(fā)到出線的交換方式。異步時(shí)分復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)：能夠統(tǒng)計(jì)地、動態(tài)地占用信道資源。兩種復(fù)用方式比較(a)同步時(shí)分復(fù)用；(b)異步時(shí)分復(fù)用1.2交換原理1.2.1交換節(jié)點(diǎn)的功能結(jié)構(gòu)

通信網(wǎng)由終端、交換機(jī)和傳輸系統(tǒng)組成。終端只是信息產(chǎn)生的源點(diǎn)或接收信息的目的點(diǎn)。傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)傳送信息。交換機(jī)負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜控制。

交換機(jī)，在通信網(wǎng)中均完成如下功能：(1)接入功能：完成用戶業(yè)務(wù)的集中和接入，通常由各類用戶接口和中繼接口完成。(2)交換功能：指信息從通信設(shè)備的一個端口進(jìn)入，從另一個端口輸出。這一功能通常由交換模塊或交換網(wǎng)絡(luò)完成。(3)信令功能：負(fù)責(zé)呼叫控制及連接的建立、監(jiān)視、釋放等。(4)其它控制功能：包括路由信息的更新和維護(hù)、計(jì)費(fèi)、話務(wù)統(tǒng)計(jì)、維護(hù)管理等。實(shí)現(xiàn)交換的基本成分均包含：路由表轉(zhuǎn)發(fā)表交換模塊相關(guān)控制信令交換節(jié)點(diǎn)的功能結(jié)構(gòu)(a)面向連接；(b)無連接

1.路由表路由表：交換節(jié)點(diǎn)中存儲的到網(wǎng)絡(luò)中每一個目的地的路由信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，交換節(jié)點(diǎn)依靠它進(jìn)行尋址選路。

2.轉(zhuǎn)發(fā)表

在無連接網(wǎng)絡(luò)中，由于每一個分組都攜帶目的地網(wǎng)絡(luò)地址，交換節(jié)點(diǎn)只需要根據(jù)路由表就可以完成從入端口到出端口的交換。在面向連接網(wǎng)絡(luò)中，轉(zhuǎn)發(fā)表記錄的是一個交換節(jié)點(diǎn)當(dāng)前維持的連接在該交換節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)交換時(shí)要走的內(nèi)部通道信息。

3.交換模塊

交換模塊，也叫交換網(wǎng)絡(luò)(switchingnetwork)。如果不考慮交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，那么交換網(wǎng)絡(luò)對外的特性是一組入線和一組出線。N條入線和N條出線組成的交換網(wǎng)絡(luò)用N×N表示。交換網(wǎng)絡(luò)的作用是將任意入線的信息交換到指定出線去。交換網(wǎng)絡(luò)的工作原理1111111.2.2基本交換單元

交換網(wǎng)絡(luò)由基本交換單元構(gòu)成?；窘粨Q單元有如下幾種：空分陣列、共享總線型交換單元和共享存儲器型交換單元。1.空分陣列1)一般結(jié)構(gòu)空分陣列由一組入線、一組出線以及連接入線和出線的開關(guān)(交叉點(diǎn))組成，因此也叫開關(guān)陣列?？辗株嚵?/p>

2)主要特點(diǎn)(1)開關(guān)陣列適合構(gòu)成較小的交換單元。（開關(guān)數(shù)反映了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度和成本的高低）。（2）交換單元的性能依賴于所使用的開關(guān)。（3）控制信號簡單(4)開關(guān)陣列很容易實(shí)現(xiàn)多播和廣播功能。

2.共享總線型交換單元

1)一般結(jié)構(gòu)共享總線型交換單元包括入線控制部件、出線控制部件和總線三部分。

共享總線型交換單元的一般結(jié)構(gòu)

2)主要特點(diǎn)

入線控制部件的功能是接收入線信號，將信號的格式進(jìn)行相應(yīng)變換，然后放在緩沖存儲器中，并在分配給該部件的時(shí)隙上把收到的信息送到總線上。

出線控制部件的功能是檢測總線上的信號，并把屬于自己的信息讀入一個緩沖存儲器中，再將信號格式做相反變換，形成出線信號送出。

3.共享存儲器型交換單元

1)一般結(jié)構(gòu)它的核心部件是存儲器，它被分成N個區(qū)域，N個輸入數(shù)字信號分別存入N個不同區(qū)域，再分別讀出以實(shí)現(xiàn)交換。共享存儲器型交換單元的一般結(jié)構(gòu)

2)工作方式(1)入線緩沖。若存儲器中的第1路輸入信號送到第1個存儲區(qū)域(編號為0)，第2路輸入信號送到第2個存儲區(qū)域(編號為1)等，則稱交換單元是入線緩沖的。(2)出線緩沖。若存儲器中的第1個存儲區(qū)域(編號為0)的數(shù)據(jù)作為第1路輸出信號，第2個存儲區(qū)域(編號為1)的數(shù)據(jù)作為第2路輸出信號等，則稱交換單元是出線緩沖的。

1.2.3交換機(jī)的物理結(jié)構(gòu)（接口、交換網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)）電話交換機(jī)的組成框圖1.3交換技術(shù)分類1.3.1業(yè)務(wù)特點(diǎn)1．信息相關(guān)程度不同

數(shù)字信號由二進(jìn)制“0”和“1”的組合編碼表示。一般而言，數(shù)據(jù)通信的比特差錯率必須控制在10-8以下，而話音通信比特差錯率可到10-3。2．時(shí)延要求不同

實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)要求比特流以很小的時(shí)延和時(shí)延抖動到達(dá)對端。典型的例子是64kb/s的語音和可視電話業(yè)務(wù)。

3．信息突發(fā)率不同

突發(fā)率是業(yè)務(wù)峰值比特率與平均比特率的比值。

幾種業(yè)務(wù)的平均比特率和突發(fā)率交換技術(shù)分類1.3.2電路交換(CircuitSwitching)語音通信的特點(diǎn)是差錯率要求不高，但實(shí)時(shí)性要求很高。

針對語音通信的要求，電路交換采用面向連接的、獨(dú)占電路的方式來滿足實(shí)時(shí)性的要求。電路交換的基本過程包括“電路建立階段”、“通話階段”、“電路釋放階段”三個過程。電路建立階段是根據(jù)用戶所撥的被叫號碼，由交換機(jī)負(fù)責(zé)連接起來的一條電路，在通話階段該電路歸該用戶獨(dú)占，即使他們不講話，不傳輸信息，該電路也不能分配給其他用戶使用。交換機(jī)A

交換機(jī)B

交換機(jī)C

通話階段（獨(dú)占鏈路）

建立階段

釋放階段

通話立階段

證實(shí)

呼叫建立

呼叫建立

證實(shí)

釋放請求

釋放請求

釋放證實(shí)

釋放證實(shí)

電路交換過程示意圖

1．電路交換的過程要在通信的用戶間建立專用的物理連接通路。（固定分配帶寬）對傳送的信息無差錯控制措施。對通信信息不作處理(信令除外)，而是原封不動地傳送，用作低速數(shù)據(jù)傳送時(shí)不進(jìn)行速率、碼型的變換。用基于呼叫損失制的方法來處理業(yè)務(wù)流量，過負(fù)荷時(shí)呼損率增加，但不影響已建立的呼叫。信息傳輸時(shí)延小。

電路交換的優(yōu)點(diǎn)

2．電路交換的特點(diǎn)電路交換的缺點(diǎn)：電路的接續(xù)時(shí)間較長。整個通話期間，即使沒有通話信息，電路資源也被通信雙方獨(dú)占，電路利用率低。所分配的帶寬是固定的，造成網(wǎng)絡(luò)資源的利用率降低，不適合突發(fā)業(yè)務(wù)傳送。通信雙方在信息傳輸、編碼格式、同步方式、通信協(xié)議等方面要完全兼容。物理連接的任何部分發(fā)生故障都會引起通信的中斷。存在呼損，即可能出現(xiàn)由于交換網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過重而呼叫不通。

1.3.3分組交換報(bào)文交換（MessageSwitching）為了克服電路交換中各種不同類型和特性的用戶終端之間不能互通，通信電路利用率低以及有呼損等方面的缺點(diǎn)，提出了報(bào)文交換的思想。報(bào)文交換基本原理是“存儲—轉(zhuǎn)發(fā)”，不需要提供通信雙方的物理連接，而是將所接收的報(bào)文暫時(shí)存儲。基本的報(bào)文交換動作是存儲報(bào)文、分析報(bào)文中的收報(bào)人地址和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。有多個報(bào)文送往同一地點(diǎn)時(shí)，要排隊(duì)按順序發(fā)送。報(bào)文傳送中有檢錯和糾錯措施報(bào)文交換基本原理信息的格式是以報(bào)文為基本單位。一份報(bào)文包括三個部分：報(bào)頭或標(biāo)題(發(fā)信站地址、終點(diǎn)收信站地址及其他輔助信息組成)、正文(傳輸用戶信息)和報(bào)尾(報(bào)文的結(jié)束標(biāo)志)。

報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是：(1)線路的利用率高。不需要事先建立連接，并且可采用多路復(fù)用，不獨(dú)占信道。(2)無呼損。用戶不需要叫通對方就可發(fā)送報(bào)文。(3)容易實(shí)現(xiàn)不同類型終端之間的通信，輸入/輸出電路速率及電碼格式可以不同。報(bào)文交換的主要缺點(diǎn)：(1)當(dāng)長報(bào)文通過交換機(jī)存儲并等待發(fā)送時(shí)，會在交換機(jī)中產(chǎn)生較大時(shí)延，不利于實(shí)時(shí)通信。(2)要求交換機(jī)有高速處理能力及大的存儲容量，增加了設(shè)備費(fèi)用。

？討論：針對數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和要求，如何改進(jìn)電路交換和報(bào)文交換方式來滿足數(shù)據(jù)通信的要求？突發(fā)性可靠率高時(shí)延要求不高電路交換不利于實(shí)現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)終端沒備之間的相互通信，而報(bào)文交換信息傳輸時(shí)延又太長，不滿足許多數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求

采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的分組交換與報(bào)文交換的不同在于：分組交換將用戶要傳送的信息分割為若干個分組（packet），每個分組中有一個分組頭，含有可供選路的信息和其他控制信息。分組交換（PS：PacketSwitching）分組頭(標(biāo)題)地址、信息類型、編號標(biāo)志化信道各個包分別獨(dú)立傳輸不定長的數(shù)據(jù)包

報(bào)文交換的時(shí)延分組交換的時(shí)延分組交換和報(bào)文交換比較虛電路(VC：VirtualCircuit)方式（面向連接的分組網(wǎng)絡(luò)）數(shù)據(jù)報(bào)(DG：Datagram)方式（無連接的分組網(wǎng)絡(luò)）分組交換網(wǎng)絡(luò)的兩種方式所謂虛電路方式，就是在用戶數(shù)據(jù)傳送前先要通過發(fā)送呼叫請求分組建立端到端之間的虛電路；一旦虛電路建立后，屬于同一呼叫的數(shù)據(jù)分組均沿著這一虛電路傳送，最后通過呼叫清除分組來拆除虛電路。它不同于電路交換中的物理連接，而是邏輯連接。交換虛電路(SVC：SwitchedVirtualCircuit)

用戶通過發(fā)送呼叫請求分組來建立虛電路的方式。永久虛電路(PVC：PermanentVirtualCircuit)

應(yīng)用戶預(yù)約，由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者為之建立固定的虛電路，而不需在呼叫時(shí)臨時(shí)建立虛電路，可直接進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送階段的方式。虛電路

數(shù)據(jù)報(bào)不需要預(yù)先建立邏輯連接，而是按照每個分組頭中的目的地址對各個分組獨(dú)立進(jìn)行選路。

數(shù)據(jù)報(bào)DG方式的每個分組頭中要包含詳細(xì)的目的地址VC方式由于預(yù)先已建立邏輯連接，分組頭中只要含有對應(yīng)于所建立的VC的邏輯信道標(biāo)識虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較——分組頭VC方式預(yù)先有建立過程，但一旦虛電路建立，在端到端之間所選定的路由上的各個交換節(jié)點(diǎn)都具有映象表，存放出入邏輯信道的對應(yīng)關(guān)系，每個分組到來時(shí)只要查找映象表，而不需要進(jìn)行復(fù)雜的選路。DG方式則不需要有建立過程，但對每個分組都要獨(dú)立地進(jìn)行選路。虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較——選路VC方式中，屬于同一呼叫的各個分組在同一條虛電路上傳送，分組會按原有順序到達(dá)終點(diǎn)，不會產(chǎn)生失序現(xiàn)象。DG方式中，各個分組由于是獨(dú)立選路，可以從不同的路由轉(zhuǎn)送，會引起失序。虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較—分組順序VC方式對故障較為敏感，當(dāng)傳輸鏈路或交換節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)可能引起虛電路的中斷，需要重新建立。DG方式中各個分組可選擇不同路由，對故障的防衛(wèi)能力較強(qiáng)，從而可靠性較高。虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較—故障敏感性VC方式適用于較連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳送，其持續(xù)時(shí)間應(yīng)顯著地大于呼叫建立的時(shí)間，DG方式則適用于面向事務(wù)的詢向／響應(yīng)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較——應(yīng)用

分組交換基于X.25協(xié)議，該協(xié)議包含了3層，第一層物理層，第二層數(shù)據(jù)鏈路層，第三層分組層，對應(yīng)于OSI模型的下三層。分組交換協(xié)議物理層X.25分組層LAPB123物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層RMAMRMRMRMAMAMAMAMAMAM公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)（CHINAPAC）網(wǎng)絡(luò)模型AMAM（AccessModule):接入模塊，連接用戶到網(wǎng)絡(luò)RM(ResourceModule):資源模塊，連接AM到網(wǎng)絡(luò)其他部分銀行提款機(jī)CHINAPAC銀行主機(jī)ATM1ATM2POS1ATMnPOS2POSn銀行提款機(jī)與公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)(CHINAPAC)的鏈接CHINAPAC本地服務(wù)器PCPC路由器本地服務(wù)器PCPC路由器局域網(wǎng)互連使用CHINAPAC實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連接入Internet本地服務(wù)器PCPC路由器CHINAPACInternet使用CHINAPAC接入Internet分組交換的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)不同類型終端間的互相通信信息傳輸時(shí)延小線路利用率高，可靠性高，經(jīng)濟(jì)性好分組交換的缺點(diǎn)：對長報(bào)文通信的傳輸效率較低技術(shù)實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜數(shù)據(jù)傳送階段協(xié)議大為簡化（取消了差錯控制和流量控制）分組交換：X.25協(xié)議-OSI的1、2、3層信息傳送單位：分組幀中繼：協(xié)議-OSI的1、2（核心功能）層信息傳送單位：幀1.3.4幀中繼（FrameRelay）X.25和幀中繼處理流程比較固定長度的信元信元(cell)只有53個字節(jié)(byte)，其中開頭5個字節(jié)稱為信頭(cellheader)，其余48個字節(jié)為信息域，或稱為凈荷(payload)。采用很短的信元可以減少交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的緩沖器容量以及排隊(duì)時(shí)延和時(shí)延抖動。信元的長度固定，則有利于簡化交換控制和緩沖器管理。1.3.5ATM交換-異步傳送模式綜合電路和分組交換的優(yōu)點(diǎn)：定長與異步

定長的數(shù)據(jù)包48Bytes5BytesATM(AsynchronousTransferMode)信頭簡化

ATM信元的信頭功能有限，主要是虛連接的標(biāo)識，還有優(yōu)先級標(biāo)志、信頭的差錯檢驗(yàn)等。面向連接

ATM采用面向連接的方式。即用戶信息傳送前，先要有連接建立過程，在信息傳送結(jié)束后，要拆除連接。它不是物理連接，而是一種虛連接(VC：VirtualConnection)。ATM交換異步時(shí)分交換

同步時(shí)分（時(shí)間位置、物理信道）

(STD：SynchronousTimeDivision)異步時(shí)分（標(biāo)記、物理信道）

(ATD：AsynchronousTimeDivision)ATM交換1.3.6IP交換IP交換是指一類IP與ATM融合的技術(shù)。IPoverATM有兩種模式：疊加模型：IPOA、LANE（局域網(wǎng)仿真）、MPOA(基于ATM的多協(xié)議傳輸）集成模型：IP交換、標(biāo)簽交換Tag、多協(xié)議標(biāo)記交換MPLSIP交換電交換光電光電光電光電電光光電電光光信號光信號光交換光信號光信號1.3.7光交換OSI與節(jié)點(diǎn)交換技術(shù)

電路交換完成的功能相當(dāng)于OSI模型的第1層，即在物理層交換，無需使用協(xié)議。使用X.25協(xié)議的傳統(tǒng)分組交換完成OSI模型的低3層功能，即包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)(分組)層的功能。數(shù)據(jù)鏈路層采用完全的差錯控制(包括對傳送信息的幀定位、差錯檢驗(yàn)、差錯恢復(fù))，交換在第3層實(shí)現(xiàn)。

幀交換完成OSI模型的低2層，即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，并對數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行簡化，只完成數(shù)據(jù)鏈路層的核心功能(對傳送信息的幀定位和差錯檢驗(yàn))，交換在第2層實(shí)現(xiàn)。

ATM協(xié)議完成相當(dāng)于OSI模型的低2層功能，網(wǎng)絡(luò)中的交換節(jié)點(diǎn)不再支持對用戶信息的任何差錯控制，交換在第2層實(shí)現(xiàn)。其節(jié)點(diǎn)復(fù)雜度最低，允許轉(zhuǎn)發(fā)速率最高。

局域網(wǎng)交換也使用OSI模型的低2層，但它的數(shù)據(jù)鏈路層比較復(fù)雜，交換在第2層實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)路由器使用OSI模型的低3層協(xié)議，交換在第3層實(shí)現(xiàn)。交換技術(shù)特點(diǎn)的比較1.4通信網(wǎng)的發(fā)展1.4.1通信網(wǎng)的組成和功能從邏輯上電信網(wǎng)是由節(jié)點(diǎn)（Node）、鏈路（Link）和端點(diǎn)（End）以及信令（協(xié)議）組成的。從物理上完善的電信網(wǎng)則是由交換網(wǎng)、傳輸承載網(wǎng)和終端設(shè)備以及支撐系統(tǒng)（信令網(wǎng)同步網(wǎng)）組成的。

電信網(wǎng)構(gòu)架

接入傳輸交換傳輸交換接入SwitchNetworkTransferNetworkSwitchNetworkAccessNetwork

PSTNAccessNetwork通信網(wǎng)的組成和功能電信網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)網(wǎng)、支撐網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)。信令網(wǎng)同步網(wǎng)電信管理網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)支撐網(wǎng)基礎(chǔ)網(wǎng)電話網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)移動網(wǎng)N-ISDNB-ISDN交換網(wǎng)傳輸網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)介紹接入網(wǎng)有線無線同軸雙絞線光纖頻分多址時(shí)分多址碼分多址正交頻分復(fù)用1有線接入同軸雙絞線

Modem(調(diào)制解調(diào)器)N-ISDN(窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))ADSL(不對稱數(shù)字用戶回路)ADSL2(高速數(shù)字用戶回路)VDSL(特高速數(shù)字用戶回路)xDSL(任意數(shù)字用戶回路)TVCABLE(有線電視)

1有線接入(續(xù))

光纖接入光纖技術(shù)PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接)SDH(同步數(shù)字復(fù)接)WDM(波分復(fù)用)DWDM(密集波分復(fù)用)光纖接入

FTTH(光纖到戶)FTTC(光纖到路)FTTB(光纖到大樓)FTTx(光纖到…)

2無線接入

無線接入技術(shù)

FDMA(頻分多址)TDMA(時(shí)分多址)CDMA(碼分多址)OFDM(正交頻分復(fù)用)

綜合接入示意圖網(wǎng)關(guān)接入用戶InternetPSTNPhoneFaxCamera

PC/VideoMicrophone10/100/1000M-TX無線E1/E3/…xDSL…ISDNoptics傳輸網(wǎng)MicrowaveTransfer(微波傳輸)FiberTransfer(光纖傳輸)FreeSpaceOptical(自由光傳輸)通信網(wǎng)的組成和功能保證傳輸快速準(zhǔn)確

完成數(shù)據(jù)和話路的交換控制傳輸信令的通道

保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時(shí)鐘同步提供大量的智能業(yè)務(wù)整個電信網(wǎng)絡(luò)的控制管理手機(jī)電視車載電視..….IPTV、VOD、..….IP電信業(yè)務(wù)廣播業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)固網(wǎng)業(yè)務(wù)移動業(yè)務(wù)IMEMAIL網(wǎng)絡(luò)游戲..….三網(wǎng)業(yè)務(wù)融合是發(fā)展趨勢業(yè)務(wù)模式是融合研究的關(guān)鍵1.4.2網(wǎng)絡(luò)融合三網(wǎng)融合是指原先獨(dú)立設(shè)計(jì)和運(yùn)營的電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)融為一體，使廣播電視、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)與業(yè)務(wù)互相滲透、融合，提高網(wǎng)絡(luò)利用率和傳輸速率，避免重復(fù)投資和浪費(fèi)。

所謂三網(wǎng)融合目前主要指高層業(yè)務(wù)應(yīng)用的融合，表現(xiàn)為技術(shù)上趨向一致，網(wǎng)絡(luò)層上可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；業(yè)務(wù)層上互相滲透和交叉，都趨向全業(yè)務(wù)；應(yīng)用層上使用統(tǒng)一的IP通信協(xié)議；最終導(dǎo)致行業(yè)監(jiān)管政策和組織架構(gòu)上的融合。

終端簡單語音業(yè)務(wù)為主多媒體業(yè)務(wù)/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主終端智能化ATM網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)固定網(wǎng)絡(luò)移動網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)IP承載網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)寬帶接入網(wǎng)傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)IMS網(wǎng)絡(luò)（IP多媒體系統(tǒng)）

業(yè)務(wù)的多樣化業(yè)務(wù)的開放性終端的智能化終端的融合性終端的多樣性網(wǎng)絡(luò)的歸一化網(wǎng)絡(luò)的簡單化網(wǎng)絡(luò)的融合性NGN的廣義概念

不同于這一代，以數(shù)據(jù)為中心、基于開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供包括語音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)體系。數(shù)據(jù)應(yīng)用多媒體應(yīng)用語音應(yīng)用PSTN寬帶城域網(wǎng)視頻網(wǎng)NGN下一代網(wǎng)絡(luò)NGN基于軟交換技術(shù)的NGN概念

基于軟交換技術(shù)的下一代網(wǎng)是業(yè)務(wù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，通過呼叫控制、媒體交換及承載的分離，實(shí)現(xiàn)了開放的分層架構(gòu)，各層次網(wǎng)絡(luò)單元通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議互通，可以各自獨(dú)立演進(jìn)，以適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展?！?.4.3終端設(shè)備固定電話終端移動電話終端計(jì)算機(jī)終端固定電話終端電話機(jī)分類電話機(jī)編號規(guī)則電話機(jī)基本組成電話機(jī)分類普通話機(jī)磁石話機(jī)共電話機(jī)號盤話機(jī)脈沖話機(jī)脈沖按鍵話機(jī)雙音頻話機(jī)特種話機(jī)投幣話機(jī)磁卡話機(jī)、IC卡話機(jī)無繩電話機(jī)可視會議話機(jī)、錄音話機(jī)數(shù)字話機(jī)、IP話機(jī)電話機(jī)編號規(guī)則品種類別產(chǎn)品序號外型型號功能符號意義符號意義符號意義HC磁石式818

上海中訊

羅馬數(shù)字加括號廠家自定P脈沖HG共電式T雙音頻HB撥號盤式868

惠州TCL

D免提HA按鍵式S存貯HL錄音2188

東科

P/T脈沖音頻兼容HW無繩式HT投幣式

L加鎖HK磁卡式

HE光卡式

HS可視

HCD來電顯示

HZ特種

各部分的含義1）品種類別：由兩位漢語拼音字母組成第一位固定為H，表示話機(jī)； 第二位取話機(jī)品種名稱的首位漢語拼音。HCHGHB ----淘汰 HAHLHWHCD----常用 HTHKHE ----特殊話機(jī)各部分的含義（續(xù)）2）產(chǎn)品序號：由2-4位阿拉伯?dāng)?shù)字組成，表示生產(chǎn)廠家 （原則上為進(jìn)網(wǎng)登記的順序登記