复习提纲-现代交换技术_图文

1、通信的目的:实现信息的传递与处理。通信系统组成1终端。2传输媒介。3信息转接设备。1.1 1.1 通信网与交换通信网与交换 交换机一般都具有用户接口和中继接口,分别对应用户线和中继线。主要作用:1一方面将来自终端或其它交换机的各种传输信号转换成统一的交换机内部工作信号,并按信号的性质分别将予以规范化的信令传送给控制模块,将用户消息传送给互连网络,以便控制模块或互连网络进行处理或接续2另一方面是将来自于交换机的信令或用户消息转换成适合用户线或中继线传输的信号并通过这些线路发送出去。针对处理的信号性质、不同类型的交换机所具有的接口技术也不完全相同。一、接口技术1.2 1.2 通信交换的基本技术通信

2、交换的基本技术交换机一般都具有互连网络(或称交换网络,任务是实现任一入线与任一出线之间信号的接续互连。互连技术主要包括:(1拓扑结构交换网络都具有一定的拓扑结构。对于不同的交换机,其交换网络的拓扑结构要依据交换方式、服务质量等因素来确定。拓扑结构可分为时分结构、空分结构、时空分混合结构等。(2选路策略对于具有多级空分拓扑结构的交换网络,一入端和一出端之间在该网络内部可能存在多条并行通路,所以也需要为一个呼叫请求选择一条合适的通路。二、互连技术1.2 1.2 通信交换的基本技术通信交换的基本技术(3控制机理控制机理是泛指完成选路完成后还必须对交换网络进行的一些控制,以使交换网络能正常而有效的工作

3、。(4阻塞特性阻塞特性反映了在呼叫建立或用户信息传送时,由于交换网络的拥塞而遭受损失的现象。不同角度划分:1连接阻塞和传送阻塞.2有阻塞与无阻塞其中,无阻塞交换网络又可分为严格无阻塞、可重排无阻塞及广义无阻塞三种网络。二、互连技术1.2 1.2 通信交换的基本技术通信交换的基本技术任何通信网的正常通信都必须有信令来控制。在交换式通信网络中,要使终端、交换机和传输系统协同运行,要实现任意用户之间的呼叫连接并完成交换功能,以及要维持网络本身的正常运行,都必须在信令的控制下有条不紊地进行。信令过程是予以规范化的一系列协议。针对各种不同的具体通信系统,可以有不同的信令过程及信令方式。不同角度划分:1用

4、户信令与局间信令2随路信令与共路信令3监视信令、地址信令和维护管理信令三、信令技术1.2 1.2 通信交换的基本技术通信交换的基本技术主要负责处理信令,按信令的要求控制交换网络完成呼叫接续,通过接口发送必要的信令,协调整机工作以及参与管理整个通信网等。互连功能、接口功能及信令功能都与控制功能有着密切关系。对于不同类型的交换机,其各有主要的控制技术。处理机是交换机控制系统的重要组成成分。控制技术的实现与处理机的控制结构密切相关。对于处理机控制结构,需要考虑的一个重要因素是控制方式。集中控制和分散控制是两种基本的控制方式。四、控制技术1.2 1.2 通信交换的基本技术通信交换的基本技术在通信网领域

5、中出现了诸多交换技术概念,可从不同角度进行分类:(1交换机所接续的信号特点角度1模拟交换2数字交换(2交换机所接续信息的承载信号角度1电子交换2光交换(3传输通路角度1有线交换2移动交换1.3 1.3 交换技术分类交换技术分类(4交换机内的信号接续角度1时分交换2空分交换3频分/波分交换4混合交换(5交换机控制方式角度人工控制交换 自动控制交换。其中,自动控制交换方式又经历从机电式自动交换向程控式自动交换发展的过程。机电式自动交换还可进一步大致细分为四个先后发展阶段:步进式自动交换机机动制自动交换机全继电器自动交换机纵横制自动交换机。程控式自动交换又可分为模拟程控交换和数字程控交换。1.3 1

6、.3 交换技术分类交换技术分类(1频分复用将来自于不同源端的信息调制在不同频率的载波上,形成要发送的信号,然后将各信号合在一起并通过一条高带宽的链路进行传输。主要用于模拟电信号,其使用的载波是电信号,对应的链路是电缆等电信号传输介质。(2波分复用将来自于不同源端的信息调制在不同波长的载波上,形成要发送的信号,然后将各信号合在一起并通过一条高带宽的链路进行传输。主要用于光信号,其使用的载波是光信号,对应的链路是光纤传输介质。 2.1 2.1 信号复用方式信号复用方式(3码分复用将来自于不同源端的信息分别用不同的伪随机码进行信息编码,形成要发送的信号,然后将各信号合在一起并通过一条高带宽的链路进行

7、传输。在码分复用系统中,接收端必须用同样的伪随机码才能正确解码。主要用于数字电信号和光信号。(4时分复用采用时间分割的方法,将一条高速数字通道在时间轴分成若干个时隙间隔,来自于不同源端的信号在该通道的不同时隙间隔上传输。主要用于主要用于数字电信号和光信号。时分复用又可分为同步时分复用和统计时分复用。2.1 2.1 信号复用方式信号复用方式上图实际上也是任一交换网络的示意图。该类交换单元主要通过时隙互换来实现输入线与输出线上的复用信号交换,其本质思想是改变信号的时隙位置。这种交换单元主要由信号缓存或延迟器件及控制信号器件组成。根据控制信号,缓存或延迟器件执行相应操作,从而实现信号时隙位置的改变,

8、达到交换目的。下面,针对时分复用电信号,介绍几种典型的基于时分结构的交换单元。一、基于时分结构的典型交换单元2.2 2.2 交换控制单元交换控制单元 工作原理:可以采用两种控制方式之一进行交换工作,即:1输入控制。用户信息存储器采用控制写入和顺序读出,即在输入端,各路输入信号根据控制要求写入用户信息存储器的相应区域,而在输出端,该存储器的信息从第一个区域到最后一个区域顺序读出。2输出控制。用户信息存储器采用顺序写入和控制读出,即在输入端,各路输入信号顺序写入用户信息存储器的第一个区域到最后一个区域,而在输出端,根据控制要求读出该存储器中相应区域的信息。共享存储器型交换单元可用于同步时分复用信号

9、、统计时分复用信号,其具体实现方式不同。下面介绍一种典型的针对同步时分复用信号交换的共享存储器型交换单元时间交换单元。一、基于时分结构的典型交换单元1、共享存储器型交换单元2.2 2.2 交换控制单元交换控制单元时间交换单元(T交换单元或T接线器。主要应用于同步时分复用信号的交换。由用户信息存储器、控制存储器和计数器组成。用户信息存储器用于存储用户数据;控制存储器用于存储用户信息存储器的控制写入或控制读出的地址;计数器用于控制用户信息存储器和控制存储器的读写操作,为了保证同步操作,要求计数器的时钟频率与时隙频率相等。采用输入控制和输出控制两种方式之一进行工作。一、基于时分结构的典型交换单元2、

10、时间交换单元2.2 2.2 交换控制单元交换控制单元 工作原理工作原理:总线按一定规则给各入线控制部件分配时隙,各入线控制部件以同步或统计时分复用方式使用总线。当信号到达一入线控制部件的输入端时,该部件进行信号接收,对收到的信号进行格式转换且将转换后的信息放到输入缓冲存储器中,然后在总线分配给该部件的时隙上将缓冲信息发送到总线上去。与此同时,各出线控制部件处于监视总线上信息的状态,当一出线控制部件检测到总线上有属于自己的信息时,该部件就提取这一信息并将其存入输出缓冲存储器中,然后对该缓冲信息进行格式转换并从出线发送出去。通常,最常使用的总线时隙分配规则是按顺序把时隙分给各入线控制部件,而不考虑

11、各入线控制部件是否有等待发送的信息。此分配规则简单,但效率较低。为提高效率,可制定只在入线控制部件有待发送的信息时才给其分配时隙的规则。这样可以有效利用总线资源,但由于其可能存在多个入线控制部件竞争总线资源等问题,所以其控制比较复杂。一、基于时分结构的典型交换单元3、共享总线型交换单元2.2 2.2 交换控制单元交换控制单元主要用来实现多个输入线与多个输出线之间信号的空间交换,而不改变原信号的时隙位置。这种交换单元主要由交叉点阵列及控制信号器件组成。控制信号控制交叉点阵列的操作动作。交叉点阵列具有开关操作功能,根据控制信号实现输入和输出线之间的信号转接。交叉点阵列的硬件实现有很多种形式,如继电

12、器开关阵列、模拟电子开关阵列、数选器阵列等数字电子开关阵列等。下面,针对时分复用电信号,介绍一种典型的基于空分结构的交换单元空间交换单元。二、基于空分结构的交换单元2.2 2.2 交换控制单元交换控制单元主要用来实现多个输入复用线与多个输出复用线之间的同步时分复用信号的空间交换,而不改变信号的时隙位置。由交叉点矩阵和控制存储器构成。交叉点实现入线与出线之间的接续;控制存储器中存储所选择的输入或输出线的标号,其用于控制交叉点的接续。采用输入控制和输出控制两种方式之一进行工作。二、基于空分结构的交换单元2.2 2.2 交换控制单元交换控制单元3.1 3.1 信令系统概述信令系统概述一、信令系统传送

13、用于建立和拆除通信通道的信号,如此信号即为信令。此外,还要传送通信网维护、管理和统计等方面的信息,这些信息也属于信令。信令的传递和处理必须遵守一定的规约,以便发/收方都能够理解并执行,这些规约统称为信令方式。完成信令方式所规定的传递和处理任务的功能实体称为信令设备,其是通信网络中信息转接设备的重要组成部分。信令方式与信令设备构成了通信网络的信令系统。信令系统的设计涉及到信令的定义、信令的编码、信令的传输、信令的处理四大方面。3.1 3.1 信令系统概述信令系统概述二、信令定义根据实际应用确定所需的信令条目,并给出它们准确的含义和功能。根据实际应用环境,信令系统需要定义一个合适的信令集合,该集合

14、内的信令应满足通信设备接续和拆除,以及信令网维护管理的需求。通信网信令可以从多个角度来划分。(1根据信令作用区域,信令可分为用户信令与局间信令,局间信令又可进一步分为随路信令与共路信令。(2根据信令功能,信令可划分为监视信令、地址信令和维护管理信令。在此,我们从信令作用区域角度,简要介绍一下用户信令和局间信令的定义。3.1 3.1 信令系统概述信令系统概述二、信令定义1.用户信令一般只具有最基本的呼叫接续和拆除功能。通常,其包含下述一些信令条目。(1请求。由终端发出给交换机的信息。(2地址。由终端发出的被叫终端的标志信息。(3释放。由通信中的任何一方终端发出的信息。(4来电提示。由交换机发给终

15、端的信息,如“振铃”信号。(5应答。作为对来电提示的响应,由被叫终端发出的信息,如“摘机”信号。(6进程提示。由交换系统发出的信息。在电话网通信中,进程提示信号包含“忙音”、“拨号音”、“回铃音”等。(7请求、撤消、查询某种新业务是否已经可以使用等信号。3.1 3.1 信令系统概述信令系统概述二、信令定义2.局间信令局间信令除应包括终端所需的各种接续信令外,还需包含能够实现网络管理等方面功能的信令。下面主要介绍一些局间信令集合中所特有的信令条目。(1路由。在网络发生局部故障或拥塞的情况下,可以利用路由信令知相关交换局,使其暂时修改原定的路由方案。(2管理。用于传送网络状态信息。(3用户类型。用

16、于指示用户的类别、权限等。3.1 3.1 信令系统概述信令系统概述二、信令定义2.局间信令(4业务类型。用于说明呼叫本身的特点,一般反映呼叫所需涉及的通信设备。(5维护。用于维护网络的正常运行。这类信号通常包括试验信号、试验呼叫指示信号、故障报警信号以及诊断/维护命令等。(6计费。用于在交换局间传送一些有关计费的信息。3.1 3.1 信令系统概述信令系统概述三、信令编码信令编码即是根据传输系统的特性,确定各条信令的信号形式及格式。在对信令条目进行定义后,为了传输和处理的目的,各信令还要加以编码,以便易于发送和接收识别。(1信令编码与传输系统特性、信令处理设备的信令处理方式等有密切关系。(2信令

17、编码必须与传输系统相适应。由于传输系统有模拟和数字之分,所以信令也相应存在模拟编码和数字编码两种方式。(3信令编码也与信令设备的信令处理方式有关。 3.2 73.2 7号信令号信令四、信令消息单元基本格式在7号信令分层协议结构中,信令消息在发送端从上层向下层依次分层组装(组装后的消息称为信号单元,在接收端从下层向上层依次分层拆装,各层处理信令消息中与其对应的相关字段信息。7号信令具有三种可变长信号单元格式:(1消息信号单元(MSU用于传输用户/应用级的信令消息和网络管理消息。(2链路状态信号单元(LSSU用于传输来自于MTP-2级的信令链路状态信息。(3填充信号单元(FISU用于传输来自于MT

18、P-2级的结点间没有消息发送时为了维持信令链路通信状态的空信号。基本电路交换一般过程:1呼叫建立阶段。2信息传送阶段。3连接释放阶段。4.1 4.1 电路交换电路交换一、基本电路交换基本电路交换具有如下一些典型特点:1对呼叫请求采用呼损处理方式。2在通信开始之前预先建立的专用通信链路。3专用通信链路带宽固定,并且要求各呼叫采用相同的传输速率且在数字通信系统中采用同步时分复用传输方式。4存在通信时延,但时延主要集中在呼叫连接建立阶段,信息传输阶段的时延相对来说要小的多。5除信令信息外,对其它通信信息采用透明方式传送,在传送途中不对这些信息做任何处理。另外,对信息的传送也不进行差错控制。4.1 4

19、.1 电路交换电路交换一、基本电路交换多速率电路交换是与基本电路交换基本原理和工作机理类似,主要不同是,为了适应于若干种不同恒定速率的业务通信,多速率电路交换方式采取了下述机制:首先给定一个基本速率,并且同步时分复用中每帧中时隙按基本速率进行划分;然后一个业务根据其速率是基本速率的多少倍,来决定并占用每帧中的时隙个数,当倍数是小数时,时隙个数取最接近于该小数的正整数,同样,对于同一个业务,其在每帧中占用的时隙位置相同,但是在一帧中所占用的时隙位置不一定相邻。4.1 4.1 电路交换电路交换二、多速率电路交换多速率电路交换速率具有如下一些典型特点:1适用于多个具有不同恒定速率的业务类型,每种业务

20、类型都分配固定带宽。因此,不适合于变比特率业务。2基本速率较难确定。3除了上述独有特点外,多速率电路交换还和基本电路交换拥有一些共性特点,例如,信息透明传送、通信链路专用、使用呼损制等特点。4.1 4.1 电路交换电路交换二、多速率电路交换基本原理是,根据呼叫要求预先建立一条非物理连接的逻辑电路(即虚电路,该电路只有在该呼叫有信息传送时才被快速占用,当没有信息传送时,其可以被别的呼叫连接用于信息传输,因此,该电路不是一个呼叫所独占的,这也是虚电路概念的含义。4.1 4.1 电路交换电路交换三、快速电路交换快速电路交换速率具有如下一些典型特点:1由于一条虚电路可以被多个呼叫复用,因此可以提高链路

21、带宽资源的利用率。2各相关交换节点在呼叫需要有信息传送时,能够具有快速建立物理连接的能力。3可能会产生信息丢失或者排队,还会产生额外的用于建立物理连接的时延。总体来说,这种交换方式的时延和呼损要比前两种电路交换方式的大。4控制比前两种电路交换方式要更复杂。4.1 4.1 电路交换电路交换三、快速电路交换 4.2 4.2 数字程控交换数字程控交换二、程控交换系统硬件组成2、交换系统接口从面向线路的角度来看,程控交换系统的接口可以划分为用户接口和中继接口两大类,前者对应交换系统与用户间的用户线路,而后者对应交换系统间的中继线路。从面向信号的角度来看,程控交换系统的接口可划分为模拟接口和数字接口两大

22、类,前者从线路接收和向线路发送模拟信号,而后者接收和发送的数字信号。基于上述划分,数字程控交换系统的接口主要包含四种,即,模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口和数字中继接口。4.2 4.2 数字程控交换数字程控交换三、程控交换系统硬件组成3、处理机结构(1控制方式对于程控交换系统的控制部件,有两种控制方式可以采用:集中控制方式和分散控制方式。1集中控制方式,是针对单处理机结构,一台处理机承担对所有资源负荷及所有功能的全部控制任务。2分散控制方式,是针对多处理机结构,各台处理机协同工作,每台处理机只承担一部分资源负荷或者一部分功能的控制任务。对于前者情况,称为负荷分担控制方式;对于后者情况,

23、称为功能分担控制方式。对于分散控制方式,在实际实现方面,多台处理机通常采用两种连接布置方式:分级分散控制结构和分布分散控制结构。4.2 4.2 数字程控交换数字程控交换三、程控交换系统硬件组成3、处理机结构(2冗余备份机制存在三种典型的机制。1同步机制。2负荷分担机制。3主/备用机制四、软件组成1、运行软件2、支援软件4.2 4.2 数字程控交换数字程控交换四、软件组成4、呼叫处理(2呼叫处理过程及其状态表示和SDL-GR描述一个呼叫处理过程是依次执行输入处理、内部分析处理和输出处理三种任务,并对这一过程循环往复执行下去。1输入处理是信息采集部分,监视、识别和接收外部输入信号(例如:用户线状态

24、、拨号号码等等以及其它相关信号。2内部分析处理是内部数据分析处理部分,根据所接收的输入信号以及当前所处的状态进行分析识别,并基于分析识别结果决定下一步要执行什么任务。去话分析、号码分析(又称数字分析、路由选择、通路选择、来话分析、状态分析等软件都属于内部分析处理程序。3输出处理是输出命令部分,基于分析识别结果,向内部某些任务或者外部硬件发布相应的控制命令,以便启动另一个内部处理程序或者驱动外部相应硬件。接通或释放交换网络中的通信通路、为执行振铃/送信号等功能而启动或释放某话路设备中的继电器或者改变控制电位等软件都属于输出处理。4.2 4.2 数字程控交换数字程控交换四、软件组成4、呼叫处理(3一些主要的呼叫处理软件技术1用户线扫描与监视2数字分析数字分析可以采用查表法来实现。通常表格有两种表示方法,即塔形结构和线性结构。3路由选择在程控交换系统中,路由选择通常采用查表方法来实现。4通路选择通路选择的任务就是在上述已经确定的交换网络的入端口和出端口之间选择一条空闲通路,该工作主要依据于存储器中所存储的各级链路的忙闲状态的网络映像。第5章分组交换与帧中继交换技术包括“1电路交换2报文交换3分组交换5.1 5.1 分组交换分组交换5.2 5.2 帧中继帧中继5.1 5.1 分组交换