现代交换原理与技术.doc

通信网是由一定数量的节点和连接节点的传输系统有机地组织在一起，按照约定的规则或协议完成用户间信息交换的通信体系。电路交换和分组交换区别 电路交换以电路连接为目的。信息传送时与交换系统无关。分组交换以信息分发为目的。交换机对分组逐个加工处理（差错控制、流量控制等），并根据分组头中的地址和控制域，将分组分发到出端口。电路交换是一种“粗放”的交换方式，只管连接而不管传送的信息。分组交换比较“精细”，对传送的信息进行管理。GSM采用电路交换，主要提供话音业务，而Internet采用分组交换，提供丰富的信息服务。ATM交换特点：1、采用固定长度的信元2、面向连接3、异步时分交换交换单元：是构成交换网络的最基本的部件。性能指标：1容量。2接口。3质量典型交换单元：1、开关阵列：控制开关的闭合就能建立任意入线和任意出线之间的连接。2、总线型交换单元：输入缓冲，总线控制，输出检测，输出缓冲。3、共享存储器型交换单元：输入缓冲、输出缓冲。交换网络：将若干个交换单元按一定的拓扑结构和控制方式构成。内部阻塞：由于网络内部链路不通而使呼叫损失的情况。可以通过增加链路数来降低内部阻塞概率。话务量：是表达电话网内机线设备负荷数量的一种量值。在时间T内发生的呼叫次数和平均占用时长t的乘积。A=Ct呼损：表明线群服务质量的指标。交换机硬件结构：话路系统：由用户级、选组级各种中继接口、信号部件等组成。1、 本地用户级：由用户电路和集线器组成。功能：用户接口、模数转换、话务集中。2、 远端用户级：部署在距离电话局较远的用户点上，其基本功能与局内用户级相似，包括用户电路和话务集中器。数字中继接口：主要功能：码型变换、时钟提取、帧定位、帧和复帧同步、信令提取和插入、告警处理等功能。信号部件：信号音发生器：用于产生各种信号音，如拨号音、忙音等。双音多频（DTMF）接收器：用于接收用户的DTMF信号。多频信号发送和接收器：用于发送和接收局间的多频信号。7号信令终端：完成7号信令。数字程控交换机中用户电路的功能：馈电、过压保护、振铃控制、监视、编译码和滤波、混合电路、测试。时隙交换：如果PCM输入复用线上任一时隙的信息可以在PCM输出复用线上任一时隙输出，称为时隙交换。基本功能：时间接线器：同一复用线上任一时隙的信息的交换。空间接线器：不同复用线上同一时隙的信息的交换。T-S-T网络：工作方式：两侧时间接线器工作方式必须相反。中间时隙的确定：反相法。如选定一个方向的时隙为X，则另一个方向中间时隙为 x + n/2。交换机软件：1、运行软件：交换机工作时运行在各处理机中，对交换机各种业务进行处理的软件的总和。2、支援软件：一个计算机辅助开发、生产和维护软件的系统，用于开发和生成交换局的软件和数据以及开通时的测试等。3、数据库：实现应用程序、数据结构和存取方法的相对独立，便于软件的模块化设计。特点：规模大、实时性强、多重处理、高可靠性、维护要求高。摘、挂机识别：挂机时，用户环路为断开，假定扫描点输出为1。摘机时，环路闭合，扫描点输出为0。用户摘、挂机的扫描周期100-200ms。收号识别：DTMF收号器对收到的双音频信号按位进行识别。模拟法：将接收到的频率信号经窄带滤波器分拣出其频率成分。数字法：利用数字滤波器直接从数字音频信号中识别其频率成分。程序的分级：故障级、周期级、基本级。任务调度程序：控制周期级中的高（H）级控制程序、低(L)、基本级(B)。信令：在通信设备之间相互交换的控制信息。信令系统：实现和配合各种信令协议与信令方式而需具有的所有软硬件设施。信令方式：中国1号和中国7号信令。随路信令：信令与用户信息在同一信道上传送或信令信道与相关的用户信息传送信道一一对应。局间信令采用随路信令时，从功能上分为线路信令和记发器信令。线路信令在线路设备之间传送，包括占用、应答、挂机、拆线、重复拆线、释放监护、闭塞、再振铃、强拆、回振铃信令。方式： 直流型线路信令、交流型线路信令、数字型线路信令。记发器信令是随路信令的另一种类型，在交换机记发器之间传送，是交换机控制接续的依据。主要包括路由选择信令和管理、维护电话网所需的操作信令。共路信令：将局间中继线上若干条话路的信令集中在一条公共的数据链路上传送。七号信令的应用：电话网局间信令、电路交换数据网局间信令、ISDN的局间信令、智能网应用、陆地移动通信网、网络的操作、维护与管理。结构第一级:信令数据链路功能级：定义信令数据链路物理、电气、功能特性以及链路接入方法。第二级：信令链路功能级：定义信令消息沿信令数据链路传送的功能和过程。功能：定界和定位，差错控制、流量控制、处理机故障、信令链路流量控制、信令链路差错监视等。第三级：信令网功能级：定义关于信令网操作和管理的功能和过程。第四级：用户部分：由不同的用户部分组成，每个部分定义与某一类用户业务相关的信令功能和过程。电话用户部分、ISDN用户部分、数据用户部分、移动用户部分、智能网应用部分。7号信令单元：消息信令单元：由第三或第四级产生并接收，用于传送用户部分的消息、信令网管理消息及信令网测试和维护消息；链路状态信令单元：由第二级产生并接收，用于提供链路状态信息，以便完成信令链路的接通、恢复等控制；填充信令单元：由第二级产生并接收，当没有信令单元传送时，周期地向对方发送，以告知对方本端第二级运行正常。信令网：逻辑上独立于通信网、专门用于传送信令的网络。由信令点、信令转接点和互连他们的信令链路组成。7号信令网结构：第一级：高级信令转接点（HSTP）；第二级：低级信令转接点（LSTP）；第三级：信令点（SP）。ATM技术特点：（1）ATM是统计时分复用技术（2）ATM分组（信元）长度固定、短小（3）ATM支持多业务传输（4）ATM是面向连接的传输技术。ATM信元长度为53B，5B的信头包含表征信元去向的逻辑地址、优先级等，48B装载来自不同用户不同业务的信息。ATM连接类型：虚通路连接VP、虚信道连接VC。ATM协议模型：用户平面：用户数据交换、高层解析。控制平面：信令协议、高层解析。管理平面：层管理和面管理、逐层解析。物理层：信元编码及透明传输。ATM层：接收/发送，信元的复用和分路、交换机内部路由、信元地址翻译、信元头的处理、流量的控制。ATM适配层：AAL层实际上是增强ATM的数据传输能力，以适应各种通信业务的要求。ATM交换机组成：输入处理、输出处理、ATM交换结构和ATM管理控制单元。智能网是一种用于产生和提供新业务的体系概念。目标：建立一种可以快速、灵活地引入新业务，并将其安全地加载到现有网络环境中。结构：传输层：交换设备和传输设备：业务交换点 (SSP)、中继线路, 智能外设 (IP) 。智能层：业务控制点（SCP）、业务管理系统 (SMS）、业务生成环境（SCE）。连接：公共信道信令网络（七号信令信令网）。业务交换点：SSP是PSTN/ISDN与智能网的连接点，提供接入智能网的功能。功能：1、控制呼叫连接的建立和释放2、检测智能业务呼叫3、与SCP的信息交互4、操作维护管理功能。业务控制点：SCP是智能网的核心部件，存储用户数据和业务逻辑。功能：1、接受SSP的查询请求并检索数据库，进行译码2、根据SSP上报的呼叫事件启动相应的业务逻辑，再向SSP下达控制指令。路由器：用于互连不同类型网络的通用连接设备，工作在OSI参考模型第三层。路由选择的目的：找到从源节点到目的节点之间信息传输的路径通道。路由算法的设计原则：最优性、简单和低开销、强壮性和稳定性、快速收敛、灵活性路由协议：内部网关协议（包括RIP、IGRP、EIGRP、IS-IS、OSPF）、外部网关协议（EGP、BGP）。自治系统是处于一个管理机构控制下的路由器和网络群组。RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。 周期：30秒。OSPF：基于链路状态的路由协议，在同一层的区域内与其它所有路由器交换链路状态公告信息。特性：协议开放和基于最短路径算法。三层交换和二层交换区别：1、不会把广播包扩散2、没有拆解和封装数据包的工作，经过它的数据包不会被修改并以二层交换的速度转发到目的地在第三层IP层也交换。MPLS：将路由控制和分组转发分离，用标签来识别和标记IP分组，并把标签封装后的报文转发到已升级改善过的交换机或路由器，由它们在第二层进行标签交换，转发分组；通过现有的IP路由协议获得标签，实现IP地址和标签之间的映射。MPLS位于传统的第二层与第三层协议之间，其上层协议与下层协议可以是当前网络中存在的各种协议。实现信令方式：LDP/CR-LDP和RSVP。优点：转发简单、采用等价转发类FEC、支持基于QoS路由、具有流量管理功能、简化网络管理、与ATM或帧中继相结合、支持标记合并技术。缺点：对短流，信令开比例大、操作复杂、技术不成熟，对组播业务支持不灵活。四层交换就是利用第四层（TCP/UDP）协议提供的附加信息进一步改进路由和交换功能，以增强网络灵活性，提高服务性能。具有业务感知能力，可对网络资源进行最优分配，提高服务质量，实现负载均衡和安全控制等。综合业务模型IntServ的中心思想是：资源预留。三种业务：保证服务、负载可控服务、尽力而为的服务。模型构成（功能）：(1) 资源预留协议 RSVP，它是 IntServ 的信令协议。(2) 接纳控制，用来决定是否同意对某一资源的请求。(3) 分类器，用来将进入路由器的分组进行分类，并根据分类的结果将不同类别的分组放入特定的队列。(4) 队列调度器，根据服务质量要求决定分组发送的前后顺序。区分业务模型：思路是对网络层和运输层只做相对较小的改动，在网络的边缘对分组进行分类和管制。由于综合服务 IntServ 和资源预留协议 RSVP 都较复杂，很难在大规模的网络中实现。软交换设备：窄带接入：利用软交换机、网关等替代先有的电话长途、汇接局和端局。宽带接入：利用软交换等设备为综合接入、智能终端提供业务。媒体网关：完成媒体流格式转换处理。有接入网关、中继网关和无线网关。信令网关：是在IP网和7号信令网的边界接收或发送7号信令的设备。实质是实现PSTN与软交换设备之间的7号信令互通，实现信令的TDM承载与IP承载之间的转换功能。承载协议：BICC协议、SIGTRAN协议。H.323协议：是ITU为在局域网上开展多媒体通信制定的。包括终端、网关、网守、多点控制单元。移动通信是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式。特点：用户的移动性、电波传播环境复杂、噪声和干扰严重、系统和网络结构复杂、有限的频率资源。GSM组成：网络子系统NSS（移动业务交换中心MSC、归属用户位置寄存器HLR、访问用户位置寄存器VLR、鉴权中心AUC、设备识别寄存器EIR）。基站子系统BSS（基站控制器BSC、基站收发信机BTS）。操作维护子系统OSS（操作维护中心OMC）。移动台子系统MS。移动通信系统的组成：组成：移动台MS、基站BS、移动业务交换中心MSC、HLR、VLR等。MSDN移动用户号码、IMSI国际移动用户识别码、IMEI国际移动设备识别码、MSRN移动台漫游号码越区切换：在通话过程中，为保证通话不中断而由原基站的业务信道转换到新基站的业务信道的过程。定位：根据MS向BSC发送的及BTS测得的有关信号强度和信号质量的信息，BSC对周围小