《现代通信技术基础》第3章-交换技术(精)

1、信叔磴昱、越第二I ix (J fj nw第3章电信交换本章学习目标:理解电信业务网的分类与电话通信网结构;:理解电路交换、分组交换的原理；* 了解数字程控交换机的的基本组成； 了解综合业务数字网的主要特点；内容简介:3.1电J言业务网扌既述:3.2交换技术基础:3.3常用交换方式:3.4数字程控交换 了解智能网及其业务的概念。3.5综合业务数字网内容简介3.1电信业务网概述3.1电信业务网分类3.1.2电话通信网内容简介:3.2交换技术基础321电信交换的作斥322基本交换原理内容简介内容简介心3.3常用交换方式3.3电路交换3.3.2分组交换3.3.3帧中继内容简介:3.4数字程控交换3.

2、4.1数字交换网络3.4.2数字程扌空交换机的组成343信令系统内容简介内容简介:*3.5综合业务数字网3.5窄带综合业务数字网（N-ISDN）3.5.2宽带综合业务数字网（B-ISDN）内容简介:*3.6智能网361智能网概述362智能网业务内容简介3.1电信业_:电信业务网是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图 像等各种业务的网络，包括电话网、数据网、智能网、移动 网、IP网等。交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端 （用户）与其所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选 择的连接。3.1.1电信业务网分类1电话网（PSTN）2移动通信网3.数据通信网4智能网（IN）5.窄

3、带综合业务数字网6.宽带综合业务数字网交换设备是构成业务网的核心要素,其基本功能是完成接入电话通信网2.电话通信网基本构成(1)用户终端(电话机):是电话通信网构成的基本要素，为通信用户所有者。(2)交换机电话通信网构成的核心部件，为通信服务部门所拥有。(3 )通信信道:电话通信网构成的主要部分，通信服务部门所拥有。(4)路由器及附属设备为电话通信网功能扩充或性能提高而配置。亠电话通信网3.电话通信网结构(1 )本地电话网(本地网):在同一编号区范围内，由若干个端局(或由若干个端局和汇 接局)及局间中继线、用户线和话机终端等组成的电话网。(2)长途电话网(长途网)(3 )用户接入网:本地交换机

4、与用户终端间所实施的系统。-亠电话通信网4.电话通信网的性能指标(1)话务量:电信业务流量的简称，表示电信设备承受的负载量，也表示 用户对电信需求的程度。(2)呼损率:是指损失的话务量与流入话务量之比。呼损率越小，成功话 务量越大。电话通信网5.电话通信系统固定电话系统框图如皿1所示。3.2交换技术 _通信的目的是实现任意时间、任意地点和任意用户间信息的 传递;当用户数量增加，用户分布范围较广时，需在用户分布 密集的中心安装交换设备，以完成任意两个用户间交扌灸信息 的任务。3.2.1电信交换的作用1.交换的引入:引入交换设备后，交换设备与所连接的用户终端设备以及传输线路一起，构成最简单的通信网

5、。:多个交换设备可构成实用的大型通信网。2.交换的基本功能交换系统的基本功能如图3 2所示。电信交换的作用:信令功能：使不同类型的终端设备、交换节点设备和传输设接口功能:用户接口和中继接口，分别将用户线和中继线终接 到交换网络。连接功能:可实现任意入线和任意出线之间的连接（物理连接 或虚拟连接）。控制功能:实现信息自动交换的保障;分为集中控制和分散控 制方式。备协同运行。基本交换原理:物理连接：指用户通信过程中，无论用户有无信息传送，交 换网络始终按照预先分配的物理带宽资源保持其专用的接续 通路。:逻辑连接：只有在用户有信息传送时，才按需分配物理带宽 资源，提供接续通路，因此逻辑连接也称为虚连

6、接。基本交换原理(2)通信接口交换系统的通信接口一般分为用户接口和中继接口两类，通信接口技术主要由硬件来实现，不同类型的交换系统具有不 同的通信接口。基本交换原理(3 )信令单元电信交换必须利用信令实现任意用户之间的呼叫接续，完成交换功能。(4)控制单元交换系统在控制单元的控制下完成各种接续连接，目前控制系统主要采用计算机存储程序控制。基本交换原理2.2.交换节点中传送的信号(1 )同步时分复用信号同步时分复用是指将时间划分为基本时间单位，1帧占用时长 为125/So每帧分成若干个时隙，并按顺序编号，所有帧中编 号相同的时隙将成为一个恒定速率的子信道，传递一个话路 的信息。该信道也称为位置化信

7、道，根据其在时间轴上的位 置，可以区分不同的话路。基本交换原理(2)统计时分复用(异步时分复用)信号:分组：把需要传送的信息分成很多小段。:路由标记：每个分组前附加标志码，以标志所分发的输出端:统计复用：将上述子信道合成为一个信道的复用器，并有一 个存储器把接收到的信息按先后顺序分组发送。3.3.1电路交换1.电路交换的基本过程:从完成一次通话的连续过程来看，电话通信分为三个阶段:呼叫建立、通话、呼叫拆除。电路交换2.电路交换的特点:面向连接的工作方式（物理连接）:同步时分复用（固定分配带宽）时隙是信息传送的最小单位信息传送无差错控制信息具有透明性电路交换的基本过程与电话通信的过程相同，也包括

8、连接建 立、信息传送和连接拆除三个阶段，如图3 6所示。基于呼叫损失制的流量控制1.分组交换的基本过程 分组交换的思想来源于报文交换。两种交换过程的本质都是 存储转发，但最小信息单位有所不同：分组交换为分组，而 报文交换则是一个报文。由于以较小的分组为单位进行传输 和交换，所以分组交换比报文交换的速度快。报文交换主要 应用于公用电扌艮网中。分组交换的基本过程如图所示。分组交换2.分组交换工作方式虚电路采用面向连接的工作方式，其通信过程与电路交换相 似，具有连接建立、数据传送和连接拆除三个阶段：在用户 数据传送前先建立端到端的虚连接；一旦虚连接建立后，属 于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚连接传送

9、；通信结束时 拆除该虚连接。虚连接也称为虚电路，即逻辑连接，其不同 于电路交换中实际的物理连接，而是通过通信连接上的所有 交换节点保存选路结果和路由连接关系来实现连接，因此是 逻辑的连接。%、分组交换心虚电路分为交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）:交换虚电路（SVC）:数据终端通信设备之间具有呼叫建立、 数据传输和呼叫连接释放三个阶段的虚电路。:永久虚电路（PVC）:由用户向电信管理部门申请，维护管 理人员通过操作平台设置；在数据终端设备之间没有呼叫建 立和释放两个阶段，可直接进入数据传输阶段，其效果如同 网络向用户提供了一条专线。分组交换(2)数据报方式数据报的处理过程与报文处理类似

10、，采用无连接工作方式，在呼叫前不需要事先建立连接，而是边传送信息边选路，并 且各个分组依据分组头中的目的地址独立地进行选路，每一 个分组都当作独立的报文来处理。分组交换:数据报方式的特点为：不需要建立源到目的之间的连接而直接发送分组;分组沿不同路径传送；发送分组与接收分组顺序不一致。分组交换3.面向连接和无连接方式的比较(1 )面向连接方式的特点:通信过程都可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连接 拆除。 一旦连接建立，通信的所有信息均沿着该连接路径传送，且保证发送信息顺序与接收信息顺序一致。信息传送的时延比无连接工作方式的时延小。:对网络故障敏感，一旦建立的连接出现故障，信息传送就分组交换(

11、2)无连接方式的特点:无连接方式中同时选路与传送信息，没有连接建立过程。属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径无法 预知，信息发送与接收顺序不一致。:采用存储一转发方式，引入了较大时延，信息传送的时延比面向连接方式大。对网络故障不敏感。分组交换分组交换4.分组交换的特点分组是信息传送的最小单位。面向连按（逻辑连按）和无连接两种工作方式。:采用动态统计时分复用，按需动态分配带宽。信息传送有差错控制。:信息传送不具有透明性。基于呼叫延迟制的流量控制。/亠I3.3.3帧中继:帧中继（Frame Relay, FR ）是一种新型的传送网络，采用动 态分配传输带宽和可变长的帧的快速分组技术，可

12、处理突发 性信息和可变长度帧的信息，非常适用于局域网互联。数据信号在网络上的传输或交换都基于OSI网络模型的第二层（即数据链路层或帧层），故称为帧中继。与分组交换不同，帧中继的信息传送最小单位为帧，信息与信令传送信息则是分离的。帧中继:在帧中继通信中，局域网（LAN）分组通过路由器接入公共 通信网。帧中继通过分组节点间的重发、流量控制来纠正差错和防止 拥塞，将分组交换网内的处理移到网外端系统中来实现，从 而简化了节点的处理过程，缩短了处理时间，有效地利用了 高速数字传输信道。:帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，具有吞吐量 高、延迟低和适于突发性业务等特点。-7 I33.4 ATM交换1

13、. ATM的基本概念ATM采用异步时分复用方式，实现了动态分配带宽，可适应 任意速率的业务；固定长度的信元和简化的信头，使快速交 换和简化协议处理成为可能，极大地提高了网络的传输处理 能力，使实时业务应用成为可能。ATM可以实现高速、 高吞 吐量和高服务质量的信息交换， 提供灵活的带宽分配，适应 从低速率到高速率的宽带业务的交换要求，具有高效的网络ATM交换2. ATM交换的技术特点固定长度的信元和简化的信头采用了异步时分复用方式（汝口图3弋所示）采用了面向连接的工作方式技术复杂交换技术的发亶_2.光交换:基于光信号的交换。在整个光交换过程中，信号始终以光的 形式存在，在进、出交换机时不需要进行光/电转换或者电 /光转换，从而大大地提高了网络信息的传送和处理能力。交换技术的发展3.软交换广义的NGN泛指大量采用新技术，不同于目前一代的支持语 音、数据和多媒体业务的融合网络。:狭义的NGN特指以软交换为核心、光传送网为基础，多网融 合的开放体系架构。现阶段所述的NGN通常是指狭义的基于 软交换的N GNo交换技术的发展软交换是下一代网络的控制功能实体，其独立于传送网络， 主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计 费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换