现代交换原理部分重点总结

1、1.2.1 1.2.1 电话交换网的一般结构电话交换网的一般结构 专门用来传送各交换机之间通信操作和维护信令的数据通信的分组交换网络。用户环路，常以模拟方式传送300-3400Hz话音信号。采用PCM时分复用，每个用户占用64kbit/s带宽，常以2Mbit/s或更高速率的复用群传送话音/数据。1.2.4 电路交换机的基本工作原理 交换节点A交换节点B交换节点C建立传送释放电路交换的基本过程P.7 （1）（2）（3）（4） OSI各层功能 物理层：在物理媒体上传输原始数据的比特流 数据链路层：通过校验，确认和反馈重发等手段将原始的，肯定会出错的物理连接改造成为差错的数据链路 网络层：关心的是通

2、信子网的运行控制，主要任务是把网络协议数据单元从源短传送到目的端 会话层：允许一个端到端的连接，为上层用户提供端到端的，透明优化的数据传输服务 表示层：为上层用户提供共同需要的数据或信息的语法表示变换 应用层：开放系统互联环境的最高层，它直接面向网络的应用程序，不同的应用层为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段 P.94 2.164级结构与OSI协议并存结构 提供可靠的信令消息传递功能，信令消息传送到目的信令点的特定用户部分，故障时采取措施保证正确传送。 信令连接控制部分，与MTP-3共同完成网络层功能，提供更强的路由和寻址能力，能在全球范围传送与电路无关的端到端消息。 中间服务部分，用

3、来完成面向连接应用时的46层功能。 事务处理能力应用部分，用于与网络数据库相关的业务，支持在信令点之间交换与电路无关的消息。 4级结构与OSI协议并存结构 电话用户部分，规定电话呼叫的连接建立和释放信令顺序、消息和消息编码，支持部分用户补充业务。 数据用户部分，规定电路交换式数据通信的连接建立和释放信令顺序、消息和消息编码。ISDN）用户部分，在TUP基础上扩展而成，提供综合业务数字网的信令功能，支持基本承载业务和附加承载业务。 4 4级结构与级结构与OSIOSI协议并存结构协议并存结构 智能网应用部分，在智能网各功能实体间传送消息流，以便各功能实体协同完成智能业务。移动应用部分，在数字网各功

4、能实体间交换与电路无关的数据和指令，支持用户漫游、频道切换和用户鉴权等功能。运行维护管理应用部分，传送网络管理系统之间管理消息和命令。交换技术的比较 电路交换 报文交换 数据报交换 虚电路交换 设A、B、C、D四个结点，每个结点的距离为600km，总距离为1800km，数据传输速率为64Kbit/s（注意：1K=1024,1k=1000），报文长度为4KB（1B=8bit），数据在信道上的传播速度为200000km/s，设结点处理时间为0.01s，求各种交换所需的总的时间。 解：（1）总的传输时延时间T1=1800km/200000km/s=0.009s 600km的传输时延时间=T1/3=0

5、.003s （2）全报文发送时间为T2=4KB*1024*8/64*1024=0.5s 1个分组的发送时间为T2/4=0.125s电路交换所需的总的时间=3*0.003+2*0.01+0.009+0.5+2*0.009=0.556s报文交换总时间为=3*0.5+2*0.01+3*0.003=1.529s数据报交换总时间为=6*0.125+3*0.003+2*0.01=0.78s虚电路交换总时间为=数据报交换总时间+6*0.003+4*0.01+0.009=0.85s 一个含有六个节点的分组交换网，如下图1所示，每个节点的路由表如下表1、表2、表3、表4、表5、表6所示。路由表中“入”部分的两项

6、表示某一路由进入本节点前的节点号和虚电路号，“出”部分的两项表示某一路由经过本节点的下一节点号和虚电路号。设网内同时有六条虚电路在工作，这六条虚电路分别为、， 它们分别标注在路由表的备注栏内。 （1）求每一条虚电路所经过的节点。 （2）当一个分组从H1向H6发送时，在H1发送给A时，虚电路号为多少？ （3）当一个分组从H1向H6发送时，写出虚电路号的变化情况。 ABDEFCH1H3H5H2H6H4图1入 出 备注 节点号 虚电路号 下一节点号 虚电路号 H1 0B 0 H1 1B 1 H1 2B 2 H1 3C0 表1：节点A的路由表入 出 备注 节点号 虚电路号 下一节点号 虚电路号 A 0

7、E0A 1D0H20D1 A 2C0表：节点B的路由表入 出 备注 节点号 虚电路号 下一节点号 虚电路号 H3 0E0 B0E1A0F0表：节点C的路由表入 出 备注 节点号 虚电路号 下一节点号 虚电路号 B0H4 0B1E0E0H4 1表：节点D的路由表入 出 备注 节点号 虚电路号 下一节点号 虚电路号 B0H5 0D0H5 1C0D0C1H5 2表：节点E的路由表入 出 备注 节点号 虚电路号 下一节点号 虚电路号 C0H6 0表：节点F的路由表 答：（1）虚电路所经过的节点：ABE 虚电路所经过的节点：ABD 虚电路所经过的节点：BDE 虚电路所经过的节点：CED 虚电路所经过的节

8、点：ABCE 虚电路所经过的节点：ACF （2）当一个分组从H1向H6发送时，在H1发送给A时，虚电路号为3 （3）当一个分组从H1向H6发送时，虚电路号的变化情况为：30007.3 ATM交换的基本原理 通信前利用呼叫通信前利用呼叫建立信令为每个建立信令为每个呼叫分配逻辑信呼叫分配逻辑信道，指定信头值道，指定信头值为为x、y、z等，等，以及用户所在链以及用户所在链路号存入路由表，路号存入路由表，同时将输出链路同时将输出链路和分配的信头值和分配的信头值存入对应表项。存入对应表项。通信中，每个信通信中，每个信元头部完全抵达元头部完全抵达后，检查无误则后，检查无误则依据链路号和信依据链路号和信头值

9、通过硬件检头值通过硬件检索路由表，获得索路由表，获得输出链路及新的输出链路及新的信头值，控制交信头值，控制交换机构将信元转换机构将信元转交对应链路排队，交对应链路排队，插入新信头值后插入新信头值后传送给下一站。传送给下一站。7.3.1 ATM交换的基本原理 ATM交换采用面向连接方式，数据传送前，先通过信令建立到目的点的虚电路，交换机为虚电路的每段虚信道分配VPI/VCI，虚电路建成后即可沿该虚通路传数据。 数据传输过程，每个ATM信元只要头部完全抵达并检测无误，即可通过硬件检索路由表项获取输出链路和新的VPI/VCI值，随后将输入信元连接输出链路排队传输即可，操作速度快，效率高。 ATM采用

10、异步转移模式，某一时刻会有多个信元要从同一输出链路传送，引起资源竞争，通常需在每个输出链路上设置排队缓存器。3. VC交换与VP交换VP交换交换，交换机将一条VP上所有的VC链路上的ATM信元全部转送到另一条VP，交换过程中不改变VCI值。VC交换交换，交换机在不同的虚通道VP和虚通路VC质检进行ATM信元交换，所有VPI/VCI在交换后都改为新值。VP交换 VC交换 7.2.4 ATM的连接 ATM是面向连接的，传送信息前要先建立虚连接，可建立虚通路VP和虚信道VC两个层次的连接，并在信头中用VPI/VCI标识信元属哪个连接。其概念如下图所示。2. ATM虚连接建立的方式ATM采用双向虚连接

11、，两个方向上的VPI/VCI被赋予相同的值，并且VPI/VCI值只在一段直连信道上有效。在虚电路中，两相邻交换点之间VPI/VCI值保持不变，构成一条VC链路，源端到目的端的虚电路由多段VC链路串连组成。ATM网络可建立虚信道连接（VCC）或虚通路连接（VPC。 虚电路的建立方式有两种：半永久/永久虚连接，通过网管平台配置建立。 交换虚电路连接SVC，通过呼叫信令动态建立。 ATM的虚连接过程 ATM信元传送处理的基本原则 ? 1信息发送顺序 .从字节1起始，8bit的字节以增序方式 发送；对于各域而言，首发比特是最高 有 效 位 （ the Most Significant Bit， MSB

12、）。 2误码处理方法 .在传送ATM信元的网络（简称ATM 网络）中，通过对信头部分的信头差错 控制（HEC）字节进行检验，可以纠正 信头的一位错码（因光纤传输误码主要 是单比特误码）和发现多位错码，对无 法纠正的信元予以丢弃。 3信元定界方法 .由于信元之间没有使用特别的分割符， 信元的定界也借助于HEC字节实现。 4空闲信元和信道填充 . 具 有 特 定 信 头 值 （ 不 包 括 HEC 域 ） 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001的信元被定义为空闲信元。 5面向连接方式 .在ATM系统中，用户通信采用面向连 接的方式，经一个由系统分配给自己的

13、虚电路进行传送。6虚通路和虚信道 .ATM 系 统 中 的 虚 电 路 有 虚 通 路 （Virtual Path，VP）和虚信道（Virtual Channel，VC）两种。 软交换系统的主要功能软交换系统的主要功能 呼叫控制和处理功能呼叫控制和处理功能，为基本呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检测和资源控制等。 协议功能协议功能 ，软交换是一个开放的、多协议实体，实体间采用标准协议通信，包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI、PARLY、INAP、M

14、AP等协议。软交换系统的主要功能软交换系统的主要功能 业务供给功能业务供给功能 ，提供PSTN/ISDN交换机提供的业务，包括基本业务和补充业务；智能网业务；与第三方合作的多种增值和智能业务。软交换的功能软交换的功能 业务交换功能业务交换功能，业务交换功能与呼叫控制功能相结合提供呼叫控制和业务控制之间的通信功能。主要包括： 业务控制触发的识别，业务控制间的通信。 管理呼叫控制和业务控制功能间的信令。 按要求修改呼叫/连接处理，在业务控制功能的控制下处理IN业务请求。 业务交互作用管理。 软交换的功能软交换的功能 互通功能互通功能，通过信令网关实现分组网与现有七号信令网、智能网的互通，为用户提供

15、多种智能业务。通过互通模块，与现有H.323、SIP网体系的IP电话网以及其它软交换设备间的互通。 资源管理功能资源管理功能，提供资源管理功能，对系统中的各种资源进行集中管理，如资源的分配、释放和控制等。 软交换的功能软交换的功能 计费功能计费功能，具有详细话单及复式计次功能，并将话单传送到相应的计费中心，记帐卡应用时，具备实时断线功能。 认证与授权功能认证与授权功能，与认证中心连接，将媒体网关信息送往认证中心进行认证和授权，以防止非法用户/设备的接入。 地址解析功能地址解析功能，完成E.164与IP地址、别名地址的转换功能，可完成重定向的功能。 语音处理功能语音处理功能，控制媒体网关是否采用

16、语言压缩以及选择压缩算法G.729、G.723等。软交换的呼叫控制模式业务应用层软交换电路交换网分组交换网无线网络业务应用API第三方业务应第三方业务应用软件开发商用软件开发商业务提供商业务提供商网络运营商网络运营商二、基于软交换的二、基于软交换的NGN体系结构体系结构 基于软交换的基于软交换的NGN体系结构体系结构接入接入/媒体层媒体层，将各类用户接至网络，集中用户业务并送至目的地，提供各种接入手段，完成媒体格式相互转换。功能实体包括信令网关SG、媒体网关MG、网络接入服务器NAS、以及各类接入网关。核心传输层核心传输层，透明传送业务信息，可采用ATM技术，目前共识是采用基于IP协议、光纤传

17、输的分组网络。基于软交换的基于软交换的NGN体系结构体系结构 控制层控制层，主要功能是完成业务呼叫的智能控制，依据业务呼叫请求控制低层网络元素对业务流处理，并向业务层设备提供业务能力或特殊资源支持。 业务业务/应用层应用层，主要功能是创建、执行、管理软交换网络的增值业务，其主要设备是应用服务器，还包括其它一些功能服务器，如鉴权服务器、策略服务器等，也可以连接智能网的SCP。Um接口协议分层结构 第一层是物理层第二层是信令链路层第三层是应用层第一层是物理层，该层为无线接口最低层，物理层提供无线链路的传输通道，为高层提供不同功能的逻辑信道，包括业务信道TCH和控制信道，业务信道TCH主要用于传送编码语音和数据，控制信道主要传送用于电路交换的信令信息及移动管理和接