现代交换原理—交换概论

1、现代交换原理交换概论1课程内容交换概论 第一章交换单元与交换网络 第二章电路交换技术 第三、四章分组交换技术 第五章信令系统 第六章ATM交换技术 第七章IP交换技术 第八章光交换技术 第九章软交换技术 第十章一、交换概论3本章主要内容电信交换的基本概念各种交换方式电信交换系统的基本结构1、电信交换的基本概念在电信系统中，只有两个终端的通信称为点对点通信。点对点通信终端传输媒介终端电信号电信号信息信息点对点通信举例话音数据用拨号吗？讨论：多个用户如何通信？称连接两个话机的这一对线为一条线路。这种概念现在仍然使用。(终端=5、线对数=10)无交换的多个终端的通信无交换的多个终端要实现相互间通信，

2、必须以全互连的方式两两相连。 用户数增多时：用户线数急剧增多；若终端数为n，则线对数为 n(n-1)/2（当终端n=100时，线对数=100X(100-1)/2=4950）每个用户如何确定与其他用户通话的问题；每新增加一个用户的处理问题。优点：可靠性高缺点：引入交换的终端间的通信用户间通过交换机连接交换机用户线出现交换机，完成各个用户之间的接续当任意两个用户要通话时，由交换机将它们连通，通话完毕将线路拆除，供其他用户使用。100条；变为5000条)1(21-nnn交换概念交换：在通信的源和目的终端之间建立通信信道，实现信息传递的过程。交换机：能在任意选定的两条用户线之间建立和（而后）释放一条通

3、信链路。？讨论：如何扩大范围？引入交换的终端间的通信多个交换节点组成的通信网中继线市话交换机汇接交换机用户交换机几个概念交换设备：即交换机，完成交换的功能。终端设备：完成用户消息与电信号的转换，以及电信号的发送和接收。用户线：用户终端设备与交换机之间的线路。中继线：交换机之间的线路。传输设备：完成信号的远距离传输，由用户线、中继线及其他相关传输系统设备构成。通信网：通信网是一种使用交换设备，传输设备，将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统。 通信网三要素：交换设备、传输设备和用户终端设备。交换设备是现代通信网的核心，起着关键性的作用。2、各种交换方式电路交换报文交换分组交换帧

4、中继ATM交换IP交换光交换交换方式的发展是随着通信网的发展而发展，不同业务的通信有不同的特点，其交换方式也不同。各种交换方式CTM-Circuit Transfer Mode(电路传送模式)PTM-Packet Transfer Mode(分组传送模式)ATM-Asynchronous Transfer Mode(异步传送模式)IP交换、光交换、软交换多速率电路交换快速电路交换ATM交换帧中继报文交换电路交换分组交换PTMCTM语音业务与数据业务区别语音业务电话网电话通信电路交换数据业务数据网数据通信分组交换等通信方式通信对象实时性可靠性持续时间电话通信人高低5分钟数据通信计算机低高1-50

5、秒电路交换 (Circuit Switching)主要用于电话通信网中，完成电话交换电话通信过程打电话过程三个阶段 建立连接信息传递拆除连接连接：交换机根据被叫号码在主、被叫之间建立的一条专用物理通道。电路交换N1N3N2N5N4用户A用户B面向物理连接面向物理连接：要在通信的用户间建立专用的物理连接通路。（固定分配带宽） 信道专用 透明传输：对通信信息不作处理(信令除外)，而是原封不动地传送，用作低速数据传送时不进行速率、码型的变换。无差错控制呼损制：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。 电路交换的特点报文交换（Message Switching）

6、报文：报文交换中信息传递的基本单位 公用电信网的电报自动交换是报文交换的典型应用，有的专用数据网也采用报文交换方式。源地址目的地址用户信息结束标志)！注意：将用户所有信息打包成一个报文报文交换基本原理：存储转发无连接N1N3N2N5N4用户A用户B报文交换的特点无连接信道共享无呼损实时性差？讨论：针对数据通信的特点和要求，如何改进电路交换和报文交换方式来满足数据通信的要求？数据通信特点：突发性可靠率高时延要求不高电路交换信道利用率低，而报文交换实时性差，不满足许多数据通信系统的实时性要求。分组交换（PS：Packet Switching）分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组（packet

7、），每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。分组头(标题)地址、信息类型、编号各个包分别独立传输不定长的数据包分组长度可选分组交换的两种工作方式数据报(DG：Datagram)方式虚电路(VC：Virtual Circuit)方式数据报数据报不需要预先建立逻辑连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选路。用户AN1N3N2N5N4用户B无连接虚电路 虚电路方式，就是在用户数据传送前先建立端到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送，呼叫结束后拆除虚电路。注意：虚电路不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。面向虚（逻辑）连接用

8、户AN1N3N2N5N4用户BDG方式的每个分组头中要包含详细的目的地址VC方式由于预先已建立逻辑连接，分组头中只要含有对应于所建立的VC的逻辑信道标识虚电路与数据报的比较分组头VC方式预先有建立过程，但一旦虚电路建立，在端到端之间所选定的路由上的各个交换节点都具有映象表，存放出入逻辑信道的对应关系，每个分组到来时只要查找映象表，而不需要进行复杂的选路。DG方式则不需要有建立过程，但对每个分组都要独立地进行选路。虚电路与数据报的比较选路VC方式中，属于同一呼叫的各个分组在同一条虚电路上传送，分组会按原有顺序到达终点，不会产生失序现象。DG方式中，各个分组由于是独立选路，可以从不同的路由转送，会

9、引起失序。虚电路与数据报的比较分组顺序VC方式对故障较为敏感，当传输链路或交换节点发生故障时可能引起虚电路的中断，需要重新建立。 （有些分组网具有再连接功能，出现故障时可自动建立新的虚电路，并做到不丢失用户数据）DG方式中各个分组可选择不同路由，对故障的防卫能力较强，从而可靠性较高。虚电路与数据报的比较故障敏感性VC方式适用于较连续的数据流传送，其持续时间应显著地大于呼叫建立的时间，如文件传送、传真业务等。DG方式则适用于面向事务的询向响应型数据业务。虚电路与数据报的比较应用分组交换网采用虚电路方式。Internet采用的是数据报方式。数据传送阶段协议大为简化分组交换：协议-OSI的1、2、3

10、层 信息传送单位：分组帧中继：协议-OSI的1、2（核心功能）层 信息传送单位：帧帧中继（Frame Relay）固定长度的信元 信元(cell)只有53个字节(byte)，其中开头5个字节称为信头(cell header)，其余48个字节为信息域，或称为净荷(pay load)。采用很短的信元可以减少交换节点内部的缓冲器容量以及排队时延和时延抖动。信元的长度固定，则有利于简化交换控制和缓冲器管理。ATM交换-异步传送模式IP over ATM有两种模式：叠加模型：CIP、LANE、MPOA集成模型：IP交换、Tag交换、MPLSIP交换电交换光 电光 电光 电光 电电 光光 电电 光光信号光

11、信号光交换光信号光信号光交换交换网络控制系统接口接口用户线中继线3、电信交换系统的基本结构接口接口信息传送子系统控制子系统交换节点可控制的接续类型：本局接续:只在本局用户之间建立的接续，即通信的主、被叫都在一个交换局。出局接续:主叫用户线与出中继线之间建立的接续，即通信的主叫在本交换局，而被叫在另一个交换局。入局接续:被叫用户线与入中继线之间建立的接续，即通信的被叫在本交换局，而主叫在另一个交换局。转接(汇接)接续:入中继线与出中继线之间建立的接续，即通信的主、被叫都不在本交换局。交换节点的基本功能交换节点接续类型图示本局接续:交换机A的两个用户A和B之间建立的接续。出局接续:交换机A的用户A

12、与交换机B的用户C之间建立的 接续，对交换机A是出局接续。入局接续:接续对于交换机B是入局接续。转接接续:交换机B的用户D与交换机A的用户B之间建立的 接续,对于交换机C是转接接续。交换机C交换机A交换机B用户D用户A用户B用户C交换节点的基本功能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控制连接的建立与拆除交换节点必须具备的基本功能：能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号、地址信号交换设备终端设备传输设备通信网的组成4、现代通信网技术综述通信网的分层结构骨干传送网接入网传送网应用层SN1业务网1SNn业务网n业务网CPE/CPN支撑网电信网通信业务主要特点电话通信网（PSTN）模拟电话、中低速率（ 56kbit/s ）应用广泛分组交换网（X.25）中低速数据（ 64kbit/s ）应用广泛可靠性高综合业务数字网（N-ISDN）电话、传真、数据等综合业务（642048kbit/s）灵活方便节省开支帧中继网（FRN）中高速数据（642048kbit/s）传输速率高灵活、价格低数字数据网（DDN）中高速数据（642048kbit/s）应用广泛传输速度高价格高业务网的种类（1）业务网的种类（2）电信网通信业务主要特点数字移动通信网（GSM、CDMA） （GPRS） （