《現(xiàn)代電信交換上》課件

現(xiàn)代電信交換現(xiàn)代電信交換技術是通信網(wǎng)絡的核心，它負責連接各種通信設備，實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻等信息的傳輸和交換。現(xiàn)代電信交換系統(tǒng)具有高容量、高可靠性、高效率和靈活可擴展性等特點，并隨著技術的不斷發(fā)展，不斷演進。1.課程概述11課程概述提供對現(xiàn)代電信交換的全面介紹，涵蓋從基本概念到最新技術發(fā)展。22學生將了解電路交換、數(shù)字交換、程控交換、移動通信交換等不同交換技術。33課程還將探討交換系統(tǒng)的性能指標、未來發(fā)展趨勢，以及5G交換網(wǎng)絡、軟件定義交換等前沿技術。1.1課程目標培養(yǎng)專業(yè)知識深入理解現(xiàn)代電信交換的基本原理、關鍵技術和應用場景，為學生在電信領域的工作奠定堅實基礎。提升實踐能力通過案例分析、實驗操作和項目設計，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，將理論知識應用到實際工程中。拓寬視野了解電信交換技術的發(fā)展趨勢，掌握最新技術成果，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，為未來發(fā)展做好準備。1.2課程大綱第一部分：電信網(wǎng)絡概述介紹電信網(wǎng)絡的基本概念、結構和分類，為后續(xù)學習打下基礎。主要內(nèi)容包括：電信網(wǎng)絡的定義、發(fā)展史、基本結構、關鍵技術、分類和應用等。第二部分：交換技術詳細講解電路交換、數(shù)字交換、程控交換等傳統(tǒng)交換技術，以及它們在現(xiàn)代電信網(wǎng)絡中的應用。包括交換技術的原理、實現(xiàn)方法、性能指標、發(fā)展趨勢等，為理解現(xiàn)代電信交換系統(tǒng)的基礎。第三部分：現(xiàn)代交換系統(tǒng)重點介紹現(xiàn)代電信交換系統(tǒng)的結構、功能特點、性能指標、關鍵技術等，以及各種新型交換技術的應用。包括移動交換、分組交換、多媒體交換等，以及未來發(fā)展趨勢，如軟件定義交換、云交換等。第四部分：交換系統(tǒng)應用探討各種交換系統(tǒng)在不同通信場景中的應用，并分析各種應用場景的技術特點和需求。包括固定電話網(wǎng)絡、移動通信網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信等，以及未來交換系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)、智能城市等方面的應用。電信網(wǎng)絡概述電信網(wǎng)絡是現(xiàn)代社會信息傳遞的基礎設施，連接了世界各地的人們。它包含各種通信設備和線路，提供語音、數(shù)據(jù)和視頻等多種服務。2.1電信網(wǎng)絡的基本結構電信網(wǎng)絡是一個復雜的系統(tǒng)，由多個子系統(tǒng)組成。這些子系統(tǒng)協(xié)同工作，以提供語音、數(shù)據(jù)和視頻等各種通信服務。電信網(wǎng)絡的基本結構包括以下幾個部分：接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和傳輸網(wǎng)。接入網(wǎng)負責連接用戶終端到核心網(wǎng)，如家庭寬帶接入網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡。核心網(wǎng)負責提供各種通信服務，如語音呼叫、數(shù)據(jù)傳輸和視頻會議。傳輸網(wǎng)負責傳輸數(shù)據(jù)，連接核心網(wǎng)的不同部分。2.2電信網(wǎng)絡的分類公用電話網(wǎng)絡公用電話網(wǎng)絡主要為公眾提供語音和數(shù)據(jù)通信服務，例如中國電信、中國移動等。企業(yè)專用網(wǎng)絡企業(yè)專用網(wǎng)絡主要用于企業(yè)內(nèi)部的通信和數(shù)據(jù)交換，例如企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)。專網(wǎng)專網(wǎng)主要用于特定領域的通信，例如政府、軍隊、電力等?；ヂ?lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)是一個全球性的網(wǎng)絡，主要用于提供各種互聯(lián)網(wǎng)服務，例如電子郵件、網(wǎng)頁瀏覽、視頻通話等。3.電路交換電路交換是傳統(tǒng)的通信方式，它在通信之前先建立一條專用物理通路，如同打電話時先撥號接通對方。電路交換技術在通信過程中持續(xù)占用通信線路，適用于語音通話等實時性強的業(yè)務。3.1電路交換技術原理1建立連接電路交換在通信開始前建立專用物理線路。2持續(xù)連接通信期間保持連接，即使無數(shù)據(jù)傳輸。3釋放連接通信結束后釋放連接。電路交換類似電話線，需要先撥號建立連接，通話期間持續(xù)占用線路，通話結束后釋放線路。這種方式適用于實時通信，但效率較低，資源利用率不高。3.2電路交換網(wǎng)絡結構電路交換網(wǎng)絡結構通常由多個交換機組成，每個交換機連接到其他交換機，形成一個復雜的網(wǎng)絡。這種結構可以根據(jù)用戶數(shù)量和業(yè)務需求進行擴展，滿足不同規(guī)模的通信需求。電路交換網(wǎng)絡中的交換機使用專用電路連接用戶，每個連接都占用固定帶寬，用戶在通話過程中始終占有該帶寬。這使得電路交換能夠提供高通話質(zhì)量，但同時也會導致資源浪費，尤其在用戶數(shù)量較少或通話時間較短的情況下。3.3電路交換系統(tǒng)性能指標指標描述呼叫建立時間從用戶發(fā)起呼叫到通話連接的時長，反映了系統(tǒng)響應速度。呼叫阻塞率用戶呼叫無法接通的概率，衡量系統(tǒng)容量和負載能力。信令傳輸速率控制信令在網(wǎng)絡中的傳輸速度，影響呼叫建立和釋放效率。系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)正常運行的時間比例，反映了系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。4.數(shù)字交換技術數(shù)字交換技術是現(xiàn)代電信網(wǎng)絡的核心技術之一，它將模擬信號轉換成數(shù)字信號進行傳輸和交換。數(shù)字交換技術具有許多優(yōu)點，例如抗噪聲能力強，傳輸效率高，以及易于實現(xiàn)各種新功能等。4.1數(shù)字交換技術基礎數(shù)字信號處理數(shù)字交換系統(tǒng)以數(shù)字信號處理技術為基礎，對語音、數(shù)據(jù)等進行數(shù)字化處理。存儲轉發(fā)數(shù)字交換系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲在緩存器中，并在合適的時機轉發(fā)給接收方。時分復用數(shù)字交換系統(tǒng)通過時分復用技術，將多個用戶的信號在同一信道上傳輸。控制與管理數(shù)字交換系統(tǒng)采用計算機控制，實現(xiàn)對系統(tǒng)功能的管理和調(diào)度。4.2PCM編碼與解碼1模擬信號數(shù)字化將連續(xù)變化的模擬信號轉換成離散的數(shù)字信號，這是數(shù)字交換技術的關鍵步驟。2脈沖編碼調(diào)制利用PCM技術對模擬信號進行采樣、量化和編碼，實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉換。3解碼與還原在接收端進行解碼操作，將數(shù)字信號還原成原始的模擬信號，實現(xiàn)信號的傳輸和還原。4.3時分交換技術11.分時復用時分交換利用時隙分配，在一個時間段內(nèi)輪流分配給不同的用戶。22.幀結構幀結構將時隙劃分為不同的時間段，每個時間段對應不同的用戶。33.數(shù)字化信息時分交換采用數(shù)字信號傳輸，提高傳輸效率和抗干擾能力。44.交換機功能時分交換機通過控制時隙分配，實現(xiàn)用戶之間的信息交換。5.程控交換系統(tǒng)程控交換系統(tǒng)(StoredProgramControlExchangeSystem)是現(xiàn)代電信交換的核心技術。它利用計算機技術實現(xiàn)交換功能，取代了傳統(tǒng)的機械式交換機。5.1程控交換網(wǎng)絡結構程控交換網(wǎng)絡結構是現(xiàn)代電信交換系統(tǒng)的核心。程控交換系統(tǒng)由交換機、傳輸設備、信令設備和控制設備等組成。交換機是網(wǎng)絡的核心，負責連接用戶和網(wǎng)絡，并完成呼叫處理、路由選擇等功能。傳輸設備負責數(shù)據(jù)傳輸，連接交換機和用戶，信令設備負責控制呼叫的建立和釋放，控制設備負責管理交換機的運行和控制整個網(wǎng)絡的運作。5.2程控交換系統(tǒng)功能特點集中控制程控交換系統(tǒng)采用計算機控制，實現(xiàn)集中控制功能，提高了交換效率和可靠性。數(shù)字信號處理程控交換系統(tǒng)利用數(shù)字信號處理技術，實現(xiàn)了語音信號的數(shù)字化處理，提高了傳輸質(zhì)量。靈活配置程控交換系統(tǒng)支持靈活的配置，能夠根據(jù)實際需求進行功能擴展和調(diào)整。網(wǎng)絡管理程控交換系統(tǒng)提供完善的網(wǎng)絡管理功能，方便用戶進行網(wǎng)絡監(jiān)控和維護。通信信號交換通信信號交換是指在電信網(wǎng)絡中，用于控制和管理各種通信服務的信號傳輸過程。信令系統(tǒng)是電信網(wǎng)絡中不可或缺的一部分，它負責在交換機之間傳遞各種控制信息，例如呼叫建立、呼叫釋放、用戶身份驗證等。6.1信令系統(tǒng)概述控制通信信令系統(tǒng)用于控制通信鏈路建立、釋放、呼叫處理和用戶接入等功能。交換網(wǎng)絡管理信令系統(tǒng)提供交換機之間、交換機與終端之間以及不同網(wǎng)絡之間的信息交換。信息傳遞信令系統(tǒng)通過特定的信令協(xié)議在網(wǎng)絡節(jié)點之間傳遞信息。6.2信令系統(tǒng)7號國際標準化信令系統(tǒng)7號是國際電信聯(lián)盟（ITU-T）制定的國際標準，它實現(xiàn)了不同廠商的交換機之間互通，提高了網(wǎng)絡互操作性。功能強大信令系統(tǒng)7號能夠支持多種業(yè)務，如電話、數(shù)據(jù)、傳真等，并能夠支持多種網(wǎng)絡類型，如公用電話網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等。6.3ISDN信令ISDN信令系統(tǒng)ISDN信令系統(tǒng)用于控制和管理ISDN網(wǎng)絡中的各種功能，例如呼叫建立、呼叫釋放、呼叫路由和用戶身份驗證等。信令類型ISDN信令系統(tǒng)使用兩種信令類型：用戶信令（用于用戶之間通信）和網(wǎng)絡信令（用于網(wǎng)絡控制和管理）。信令協(xié)議ISDN信令系統(tǒng)采用Q.931協(xié)議，它定義了ISDN信令消息的格式和內(nèi)容。7.移動通信交換移動通信交換是移動通信網(wǎng)絡的核心部分，負責處理移動用戶之間的呼叫和數(shù)據(jù)傳輸。它通過移動交換中心（MSC）實現(xiàn)，為移動用戶提供語音、數(shù)據(jù)、短信等各種通信服務。7.1移動通信網(wǎng)絡架構移動通信網(wǎng)絡架構由核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和用戶終端組成。核心網(wǎng)負責處理用戶數(shù)據(jù)、呼叫控制等功能，無線接入網(wǎng)負責用戶終端與核心網(wǎng)之間的連接。移動通信網(wǎng)絡采用分層架構，提高了網(wǎng)絡的靈活性和可擴展性。7.2移動交換中心功能1呼叫控制移動交換中心負責處理用戶的電話呼叫，分配資源并建立連接。2移動性管理提供用戶移動性的支持，允許用戶在不同地點漫游時保持通信。3數(shù)據(jù)處理管理用戶的短消息服務、數(shù)據(jù)業(yè)務和其他增值服務。4網(wǎng)絡管理監(jiān)控網(wǎng)絡狀態(tài)，管理網(wǎng)絡資源，并提供故障診斷和修復。7.3移動交換技術發(fā)展移動交換技術從模擬到數(shù)字，從電路交換到分組交換，移動交換技術不斷演進，更加高效、靈活、智能。5G網(wǎng)絡5G技術帶來了更高的帶寬、更低的延遲和更高的連接密度，為移動交換技術的發(fā)展提供了新的機遇。云計算云計算技術可以提供更強大的計算能力和存儲能力，支持移動交換系統(tǒng)的規(guī)?；挽`活部署。人工智能人工智能技術可以應用于移動交換系統(tǒng)中，實現(xiàn)更智能的網(wǎng)絡管理和資源優(yōu)化。交換系統(tǒng)性能指標交換系統(tǒng)性能指標用于評估交換系統(tǒng)的效率和可靠性。主要指標包括質(zhì)量指標和經(jīng)濟指標，反映交換系統(tǒng)的通信質(zhì)量、穩(wěn)定性以及成本效益。8.1質(zhì)量指標通話成功率通話質(zhì)量呼叫接通率丟包率時延抖動交換系統(tǒng)質(zhì)量指標主要包括通話成功率、通話質(zhì)量、呼叫接通率、丟包率、時延、抖動等。這些指標反映了交換系統(tǒng)對用戶體驗的影響。8.2經(jīng)濟指標經(jīng)濟指標主要衡量交換系統(tǒng)的成本效益和運營效率。這包括投資回報率、運營成本、每用戶成本以及設備利用率等。10%投資回報率投資回報率衡量交換系統(tǒng)在一定時間內(nèi)的收益與投資成本的比率。$100K運營成本運營成本包括維護、能源和人工等方面的費用，可通過優(yōu)化系統(tǒng)設計和運營流程來降低。10每用戶成本每用戶成本反映了服務提供商為每個用戶提供的服務所需的平均成本，可通過降低運營成本和提高用戶數(shù)量來降低。80%設備利用率設備利用率衡量交換系統(tǒng)的有效利用程度，可通過提高系統(tǒng)負載和優(yōu)化資源分配來提高。交換系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢隨著科技的快速發(fā)展，交換系統(tǒng)面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。下一代交換系統(tǒng)需要更加智能化、高效化和可擴展性。9.15G交換網(wǎng)絡超高速率5G網(wǎng)絡具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，為交換網(wǎng)絡帶來了新的挑戰(zhàn)和機遇。低延遲5G網(wǎng)絡的低延遲特性對交換網(wǎng)絡的實時處理能力提出了更高的要求。大連接5G網(wǎng)絡支持海量設備連接，對交換網(wǎng)絡的容量和擴展性