通信交换技术

1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术通信交换技术通信交换技术u第第1章章 交换技术基础交换技术基础 u第第2章章 程控数字交换技术程控数字交换技术 u第第3章章 No.7信令技术信令技术 u第第4章章 分组交换与帧中继技术分组交换与帧中继技术 u第第5章章 ATM交换技术交换技术 u第第6章章 IP交换技术交换技术 u第第7章章 多协议标签交换多协议标签交换(MPLS)技术技术 u第第8章章 软交换技术软交换技术 u第第9章章 光交换技术光交换技术 u第第10章章 C&C08数字程控交换机数字程控交换机 u第第11章章 ZXJ10数字

2、程控交换机数字程控交换机普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术第第1章章 交换技术基础交换技术基础u1.1 交换的概念交换的概念 u1.2 交换技术的分类交换技术的分类u1.3 交换技术的发展交换技术的发展u1.4 话务理论话务理论普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术1.1 交换的概念交换的概念u电话是人们使用最多、最为普及的通信工具，它电话是人们使用最多、最为普及的通信工具，它已经成为人们工作、生活中密不可分的伙伴。电已经成为人们工作、生活中密不可分的伙伴。电话之间能进行正常通信是由放置在电信运营商的话之间能进行正常通信是由放置在电信运营商的交换设备来控制完成的。交换设

3、备来控制完成的。u通信的目的是在信息的源和目的之间传送信息，通信的目的是在信息的源和目的之间传送信息，这个源和目的对应的就是各种通信终端。这个源和目的对应的就是各种通信终端。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u两个人要想通话，最简单的就是各自拿一个话机，两个人要想通话，最简单的就是各自拿一个话机，用一条通信线路连接起来就可实现通话；同样，用一条通信线路连接起来就可实现通话；同样，两个人要想传送文件，可各自使用一台计算机，两个人要想传送文件，可各自使用一台计算机，通过计算机接口连接起来，从而完成计算机与计通过计算机接口连接起来，从而完成计算机与计算机之间的数据通信。算机之间的数据

4、通信。 语音数据电话电话计算机计算机普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u当有多个终端要完成它们之间的相互通信，例如当有多个终端要完成它们之间的相互通信，例如5个电话终端，若采用上述的点到点的方式则每个电话终端，若采用上述的点到点的方式则每个用户就要用个用户就要用4条通信线路，共需要条通信线路，共需要10条通信线条通信线路。路。u当当n个终端要实现两两之间的通信，需要的线路个终端要实现两两之间的通信，需要的线路数为数为m=n(n-1)/2。当终端数。当终端数n=100时，则线路数时，则线路数m=100(100-1)/2=4950(条条) 电话电话电话电话电话普通高等教育“十一五”国

5、家级规划教材通信交换技术u如果采用终端之间两两互连的方法实现多个用户如果采用终端之间两两互连的方法实现多个用户的通信是不现实的，会造成线路浪费。的通信是不现实的，会造成线路浪费。u在实际的通信中，各用户的通信终端不是两两互在实际的通信中，各用户的通信终端不是两两互连，而是各自都分别连到交换机上，在两个终端连，而是各自都分别连到交换机上，在两个终端需要通信时通过交换机来实现两个用户终端之间需要通信时通过交换机来实现两个用户终端之间的通信连接。的通信连接。 电话电话电话电话电话交换机电话普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u通信网是信息社会的基础设施，随着通信技术的通信网是信息社会的基

6、础设施，随着通信技术的发展、通信业务的增加，通信网的类型和结构也发展、通信业务的增加，通信网的类型和结构也在发生变化。目前，我国通信网的数字化进程已在发生变化。目前，我国通信网的数字化进程已基本完成，初步建立了一个现代通信网，现代通基本完成，初步建立了一个现代通信网，现代通信网络正在向综合化、宽带化、智能化、个人化信网络正在向综合化、宽带化、智能化、个人化方向发展。方向发展。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术1通信网的类型通信网的类型u公用网与专用网公用网与专用网u长途网与本地网长途网与本地网u电话通信网与数据通信网电话通信网与数据通信网u业务网、传送网与支撑网业务网、传送网与支

7、撑网普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术2通信网的基本构成通信网的基本构成 u通信网的基本结构形式主要有网型网、星型网、通信网的基本结构形式主要有网型网、星型网、复合型网、总线型网、环型网和树型网复合型网、总线型网、环型网和树型网 。u基本结构基本结构普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术2通信网的基本构成通信网的基本构成u通信网的构成要素通信网的构成要素通信网的构成要素包括交换系统、传输系统、终端设备以及实通信网的构成要素包括交换系统、传输系统、终端设备以及实现互连互通的信令协议。即一个完整的通信网包括它的硬件和现互连互通的信令协议。即一个完整的通信网包括它的硬件和软件

8、。通信网的硬件一般由交换设备、传输设备、通信线路、软件。通信网的硬件一般由交换设备、传输设备、通信线路、终端设备组成，它是构成通信网的物理实体。终端设备组成，它是构成通信网的物理实体。l交换设备：是通信网的核心，它的基本功能是完成接入交换节点链交换设备：是通信网的核心，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、呼叫接续和分配。路的汇集、呼叫接续和分配。l传输系统：是信息传递的通道。它将用户终端设备与转接交换系统传输系统：是信息传递的通道。它将用户终端设备与转接交换系统(节点节点)及转接交换系统相互之间连接起来，形成网络。及转接交换系统相互之间连接起来，形成网络。l终端设备：通信网最外围的设备。

9、终端设备：通信网最外围的设备。 l通信网的软件是指通信网为能很好地完成信息的传送和交换所必需通信网的软件是指通信网为能很好地完成信息的传送和交换所必需的一整套协议、标准，包括通信网的网络结构、网内信令、协议和的一整套协议、标准，包括通信网的网络结构、网内信令、协议和接口以及技术体制、技术标准等接口以及技术体制、技术标准等 。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术2通信网的基本构成通信网的基本构成u交换节点的概念交换节点的概念在实际的电信网络中，不可能就只有一台电话交换机在实际的电信网络中，不可能就只有一台电话交换机来负责全市、全省和全国的电话接入的。它是由许多来负责全市、全省和全国

10、的电话接入的。它是由许多电话交换机相互冗余连接组成的交换网络，在交换网电话交换机相互冗余连接组成的交换网络，在交换网络中的这些交换机称之为交换节点。络中的这些交换机称之为交换节点。 交换节点有交换节点有4种接续类型：本局接续、出局接续、入局种接续类型：本局接续、出局接续、入局接续和转接接续。接续和转接接续。l本局接续完成一个交换节点内的两个终端设备之间的接续。本局接续完成一个交换节点内的两个终端设备之间的接续。 l出局接续是本交换节点的终端设备需要出局连接到另外交换节出局接续是本交换节点的终端设备需要出局连接到另外交换节点的终端设备的接续。点的终端设备的接续。l入局接续与出局接续的意思相反入局

11、接续与出局接续的意思相反 。l转接接续是指两个终端设备都不在自己的交换节点上，通过本转接接续是指两个终端设备都不在自己的交换节点上，通过本交换节点完成其他交换节点内的两个终端设备之间的接续。交换节点完成其他交换节点内的两个终端设备之间的接续。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术2通信网的基本构成通信网的基本构成u交换节点的功能交换节点的功能能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号；能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号；能正确接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号；能正确接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号；能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号能按目

12、的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号能控制连接的建立；能控制连接的建立；能按照所收到的释放信号拆除连接。能按照所收到的释放信号拆除连接。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u1固定电话网固定电话网固定电话网是目前覆盖范围最广、业务量最大的通信固定电话网是目前覆盖范围最广、业务量最大的通信网络，分为本地电话网和长途电话网。网络，分为本地电话网和长途电话网。l本地电话网是指在同一长途编号区内的网络，本地电话网中的本地电话网是指在同一长途编号区内的网络，本地电话网中的汇接局负责汇接本汇接区的本地话务。本地电话网由端局、汇汇接局负责汇接本汇接区的本地话务。本地电话网由端局、汇接局、中

13、继线、用户线和话机组成。接局、中继线、用户线和话机组成。l长途电话网电话网分为长途电话网电话网分为5级，即由级，即由C1、C2、C3、C4(长途汇接长途汇接局局)和和C5(本地网端局本地网端局)组成，目前的电话网分为组成，目前的电话网分为3级：级：DC1(C1、C2合并合并)，DC2(C3、C4合并合并)，DC3(C5)为端局。为端局。l 普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u我国固定长话网结构我国固定长话网结构 普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u2移动电话网移动电话网移动电话网目前已是完全数字化的通信网络。移动电移动电话网目前已是完全数字化的通信网络。移动电话网分

14、为话网分为GSM移动网和移动网和CDMA移动网。移动网。我 国 移 动 电 话 网 分 为 三 级 ， 即 由 一 级 汇 接 中 心我 国 移 动 电 话 网 分 为 三 级 ， 即 由 一 级 汇 接 中 心(TMSC1)、二级汇接中心、二级汇接中心(TMSC2)和和MSC组成。一级组成。一级汇接中心之间为网状网。汇接中心之间为网状网。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u3IP电话网电话网IP电话是指在基于电话是指在基于IP协议的协议的IP网上通过网上通过TCP/IP协议实协议实时传送语音信息的通信业务。时传送语音信息的通信业务。 IP电话网中主要采用两种技术：话音压缩技术；

15、话音电话网中主要采用两种技术：话音压缩技术；话音分组交换技术。分组交换技术。 IP电话网由网关、网守电话网由网关、网守(也称关守也称关守)、支持系统和终端、支持系统和终端等组成。等组成。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u3IP电话网电话网网关是网关是Internet与其它网络与其它网络(PSTN、ISDN)之间的接口之间的接口设备。设备。 网守是网关的管理者，控制网关完成呼叫接续过程。网守是网关的管理者，控制网关完成呼叫接续过程。网守完成用户数据管理，计费数据收集、传送，服务网守完成用户数据管理，计费数据收集、传送，服务质量控制等。质量控制等。 支持系统包括认证中心、计费中心、

16、网管中心和业务支持系统包括认证中心、计费中心、网管中心和业务中心。认证中心负责用户的身份验证及授权；计费中中心。认证中心负责用户的身份验证及授权；计费中心负责计费信息采集和处理，产生话单；网管中心负心负责计费信息采集和处理，产生话单；网管中心负责设备的监控和维护；业务中心负责业务管理。责设备的监控和维护；业务中心负责业务管理。 IP电话终端可以是普通电话、电话终端可以是普通电话、ISDN终端、终端、PC机及多媒机及多媒体终端。体终端。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u3IP电话网电话网普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术1.2 交换技术的发展交换技术的发展普通高等教

17、育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u人工交换时代发展了两种交换机人工交换时代发展了两种交换机 磁石式电话交换机与共磁石式电话交换机与共电式电话交换机。人工交换机是由话务员的人工操作来完电式电话交换机。人工交换机是由话务员的人工操作来完成接线和拆线工作。成接线和拆线工作。磁石电话交换机磁石电话交换机l在磁石交换系统中，用户话机自带一个手摇发电机。用户要话务员转在磁石交换系统中，用户话机自带一个手摇发电机。用户要话务员转接电话时，摇动发电机，交换机面板上能显示出该用户的呼叫信号。接电话时，摇动发电机，交换机面板上能显示出该用户的呼叫信号。话务员的眼晴经常在扫视交换机面板上有无用户呼叫信号出现，

18、当出话务员的眼晴经常在扫视交换机面板上有无用户呼叫信号出现，当出现呼叫信号后，该话务员立即将一副绳路的一端插入该用户塞孔并通现呼叫信号后，该话务员立即将一副绳路的一端插入该用户塞孔并通过话机询问该用户所要的被叫号码。当话务员得知被叫号码后，即将过话机询问该用户所要的被叫号码。当话务员得知被叫号码后，即将该绳路的另一端插入被叫塞孔，并向被叫振铃，当被叫闻铃响摘机后，该绳路的另一端插入被叫塞孔，并向被叫振铃，当被叫闻铃响摘机后，主被叫双方即可通话。在该对用户通话期间，话务员可为其他用户的主被叫双方即可通话。在该对用户通话期间，话务员可为其他用户的呼叫服务，并监视正在通话的用户是否已经通话完毕挂机，

19、若发现已呼叫服务，并监视正在通话的用户是否已经通话完毕挂机，若发现已挂机就立即拆线挂机就立即拆线(将原来的绳路拔出将原来的绳路拔出)。以上就是一个简单的人工交换。以上就是一个简单的人工交换过程，这种交换机也叫过程，这种交换机也叫“人工交换机人工交换机”。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术共电式交换机共电式交换机l共电式交换机取消了磁石交换系统中的自备电池和手摇发电机，共电式交换机取消了磁石交换系统中的自备电池和手摇发电机，由交换机统一馈送铃流和直流电。共电交换机主要为装有共电由交换机统一馈送铃流和直流电。共电交换机主要为装有共电式电话机的用户服务，用户电话机的直流供电电源由交换机

20、集式电话机的用户服务，用户电话机的直流供电电源由交换机集中供给，而用户利用摘机或挂机所产生的直流信号来表示呼叫中供给，而用户利用摘机或挂机所产生的直流信号来表示呼叫或要求拆线。这里所说的直流信号是指或要求拆线。这里所说的直流信号是指 当用户话机处于挂机当用户话机处于挂机状态时，共电交换机向用户馈送的馈电由于没有形成直流回路，状态时，共电交换机向用户馈送的馈电由于没有形成直流回路，也就没有电流的产生。也就没有电流的产生。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u人工交换机的基本功能人工交换机的基本功能 检测出主叫用户呼叫；检测出主叫用户呼叫；建立电话交换机到主叫用户的临时通道，通过此通

21、路建立电话交换机到主叫用户的临时通道，通过此通路获得被叫用户信息；获得被叫用户信息；通过振铃呼出被叫用户；通过振铃呼出被叫用户；为主、被叫建立通话通路；为主、被叫建立通话通路；检测话终释放通路。检测话终释放通路。u话务员的工作内容话务员的工作内容 进行主叫检测后，判断该主叫是否有呼出权限；进行主叫检测后，判断该主叫是否有呼出权限；向被叫振铃前，判断该被叫是否正与其他用户通话；向被叫振铃前，判断该被叫是否正与其他用户通话；建立通路前，判断是否通路已经被全部占用等。建立通路前，判断是否通路已经被全部占用等。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u步进制交换机步进制交换机 由上升旋转选择

22、器由上升旋转选择器(步进器步进器) 完成电话交换。完成电话交换。u纵横制交换机纵横制交换机 由纵横连接器完成电话交换。由纵横连接器完成电话交换。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u程控交换机的发展可以归纳为以下四个方面：程控交换机的发展可以归纳为以下四个方面：程控交换机中话路网的发展：早期的程控交换机，其话路网按空程控交换机中话路网的发展：早期的程控交换机，其话路网按空分方式组成，称为空分程控交换机。分方式组成，称为空分程控交换机。程控交换机中控制方式的发展：程控交换机发展的初期，一般采程控交换机中控制方式的发展：程控交换机发展的初期，一般采用中央集中控制方式，即控制任务集中在一

23、台大型或巨型专用计用中央集中控制方式，即控制任务集中在一台大型或巨型专用计算机上。算机上。程序软件的发展：因为电话通信的实时性很强，所以早期均采用程序软件的发展：因为电话通信的实时性很强，所以早期均采用汇编语言编制运行软件。现在多采用高级语言和汇编语言混合编汇编语言编制运行软件。现在多采用高级语言和汇编语言混合编程，或全部采用高级语言编程的办法。程，或全部采用高级语言编程的办法。接入业务的发展：在当今时代，电信网、有线电视网、计算机网接入业务的发展：在当今时代，电信网、有线电视网、计算机网三网合一已成必然趋势，当前，主要是通过三网合一已成必然趋势，当前，主要是通过PSTN(公众电话网公众电话网

24、)或或CATV(有线电视网有线电视网)进行进行Internet(因特网因特网)接入，从而给人们提供以接入，从而给人们提供以宽带技术为核心的综合信息服务。宽带技术为核心的综合信息服务。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术u1程控交换机的特点程控交换机的特点体积小，重量轻，功耗低。体积小，重量轻，功耗低。能灵活的向用户提供众多的新服务功能。能灵活的向用户提供众多的新服务功能。工作稳定可靠，维护方便。工作稳定可靠，维护方便。便于采用新型共路信号方式便于采用新型共路信号方式 。易于与数字终端，数字传输系统联接易于与数字终端，数字传输系统联接 。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技

25、术u2. 程控交换技术的发展动向和趋势程控交换技术的发展动向和趋势研制新型专用大规模集成电路，提高硬件集成度和模块化水平，研制新型专用大规模集成电路，提高硬件集成度和模块化水平，以进一步减少体积，降低成本，增强功能及提高可靠性。以进一步减少体积，降低成本，增强功能及提高可靠性。 提高控制的分散，灵活程度和可靠性，逐步采用全分散方式。提高控制的分散，灵活程度和可靠性，逐步采用全分散方式。 采用采用CCITT(ITU)建议的高级语言建议的高级语言(如如CHILL、SDL、MML)，提高，提高软件水平和模块化速度。加强支援系统的开发，建立强大的软件软件水平和模块化速度。加强支援系统的开发，建立强大的

26、软件生成系统。生成系统。积极推行共路信号系统。积极推行共路信号系统。 逐步引入非话业务，如数据、图文传真、可视数据逐步引入非话业务，如数据、图文传真、可视数据(Videotex)及及图象信息等。构成综合信息交换系统。图象信息等。构成综合信息交换系统。增强程控交换系统与其它类型通信网增强程控交换系统与其它类型通信网(如传真网，分组交换网或公如传真网，分组交换网或公用数据网，计算机局域网等用数据网，计算机局域网等)的接口联接与组网能力。的接口联接与组网能力。为适应高速信息业务日益增长的需求和光纤通信的发展，开展各为适应高速信息业务日益增长的需求和光纤通信的发展，开展各类交换新技术的研究。类交换新技

27、术的研究。普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术1.3 交换的分类交换的分类 控制方式控制方式 ：布线逻辑控制、存储程序控制：布线逻辑控制、存储程序控制 用途：市话、长话和用户交换机。用途：市话、长话和用户交换机。接续方式：空分和时分交换机。接续方式：空分和时分交换机。信息传送方式：模拟交换机和数字交换机。信息传送方式：模拟交换机和数字交换机。 电路交换电路交换(CircuitSwitching) 报文交换报文交换(MessageSwitching) 分组交换分组交换 普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术1.3 交换的分类交换的分类电路交换电路交换 l以电路连接为目的的交

28、换方式是电路交换方式。以电路连接为目的的交换方式是电路交换方式。l电路交换具有严格的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆电路交换具有严格的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除。除。 l电路交换具有以下的特点：电路交换具有以下的特点： 要在通信的用户间建立专用的物理连接通路。要在通信的用户间建立专用的物理连接通路。 对传送的信息无差错控制措施。对传送的信息无差错控制措施。 对通信信息不作处理对通信信息不作处理(信令除外信令除外)，而是原封不动地传送，而是原封不动地传送，用于低速数据传送时不进行速率、码型的变换。用于低速数据传送时不进行速率、码型的变换。 用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过

29、负荷时呼损用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过负荷时呼损率增加，但不影响已建立的呼叫。率增加，但不影响已建立的呼叫。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术1.3 交换的分类交换的分类报文交换报文交换 l报文交换又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需报文交换又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。 l报文交换的过程报文交换的过程 存储报文、分析报文中的收报人地址和报文转发。存储报文、分析报文中的收报人地址和报文转发。 有多个报文送往同一地点时，要排队按顺序发送。有多个报文送往同一地点时，要排队按顺序发送。 报文传送中有检错和纠错措施报文传送中有检错和纠错措施普通高等教育“十一五”国家级规划教材通信交换技术1.3 交换的分类交换的分类分组交换分组交换l分组交换的思想是从报文交换而来的，采用存储转发分组交换的思想是从报文交换而来的，采用存储转发(storeandforward)方式的分组交换方式的分组交换(PS：PacketSwitching)与报文交换的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分割为与报文交换的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组若干个分组(packet)，每个分组中有一个分组头