程控交换第1章

程控交换原理教师：办公室：Email：10/14/20231考核方法、课程安排及要求作业－作业雷同者以0分记理论课、实验课必须按时上课，有事不能上课者必须提前请假。上课期间不允许聊天，看报纸，手机不能出响声影响老师讲课及他人上课。实验－实验结果50％，实验报告50％，实验报告雷同者以0分记。期末考试70％，平时成绩20％(作业＋实验)，考勤10％。学时：48个学时（理论+实验）10/14/20232它是以预先编好的程序来控制交换机的接续动作，是目前广泛使用的交换机。功能：用户线接入，中继接续，计费，设备管理。什么是程控交换机，作用又是什么呢？10/14/20233通过本课程的学习，你能够：1.掌握和理解交换(Switch)及程控交换中的基本概念2.程控交换的基本原理3.其它交换技术10/14/20234我为什么要学习这门课？必修课，不学习这门课，就不能毕业！交换是通信系统三要素之一(终端、传输、交换)。对于那些想致力于在通信行业内发展的人们来说，不懂得交换，会遭到同行们的耻笑。10/14/20235这门课该怎么学？兴趣是最好的老师着重掌握理解基本概念，而不是要拘泥于细节多看杂志，多上网浏览相关信息，多了解行业发展动态。中国通信资源网：通信人家园：china通信网：特点：理解记忆>计算10/14/20236什么是“交换”？什么是“程控交换”？政治经济：商品在交换中才能体现其价值通信：信息在交换中才能体现其价值一个从来不和外界交流的人，即使他懂得客观世界的所有规律，那他所懂得的这些“信息”有用吗？程控交换，顾名思义，是使用程序来控制实现的一种交换方式。10/14/20237当你拿起话筒时，听到“嘟----”的声音，这种声音意味着什么?这种声音的名字是什么？电话号码由一串数字组成，你知道这些数字当中所蕴含的信息吗？你给你女朋友打的电话，为什么不会被你的男同学接到？你给你女朋友发的email，同样为什么不会被他人收到？你能试着回答下列问题吗？10/14/2023810/14/2023信息学院通信教研室9知识结构交换技术概述数字交换和数字交换网络程控交换机的信令系统程控交换机的硬件系统程控交换机的软件系统电话通信网10/14/20239如果唐僧师徒4人实现任意两人之间通话，该怎么办呢？唐僧悟空八戒沙僧需要N(N-1)/2条线路进行连接；终端需要N-1个接口。唐僧先和悟空通话10/14/202310唐僧悟空八戒沙僧需要N条线路进行连接；终端需要1个接口。另一种连接方式：10/14/202311点对点(PointtoPoint)通信系统，需要交换机(Switch)吗？当从PtoP通信系统升级到网络系统之后，必须要引入交换机。否则，整个系统将会异常复杂，变得难以管理和实现。早期的程控交换机是针对语音信息进行交换处理的。现代交换机可以处理所有的通信业务(语音、数据、图像等)。该课程主要以电话交换为主。交换的引入10/14/202312是不是中国所有的电话用户都连接在一个交换机上？在中国难道只有一个交换机存在吗？答案是显然的，不可能只有一个交换机。对于范围更大的交换，应该设置多个交换机(交换节点SwitchingNode)，不同的用户连接在不同的交换机上，各个交换节点之间通过中继线连接，相应的，用户到交换机之间的线路称为用户线。不同的交换机可以设置不同的级别，便于组网和管理。中国，最高级别的交换机位于8个城市：上海、北京、广州、南京、沈阳、西安、成都、武汉。多个交换节点可以个个相连，或者汇接在一个交换节点。10/14/20231310/14/2023信息学院通信教研室14采用多个交换节点10/14/20231410/14/2023信息学院通信教研室15采用汇接交换节点10/14/202315电话交换机(交换节点)能完成如下接续一个概念：电话通信时，必须首先建立物理连接，之后才能进行通话，称为面向连接的通信方式。本局接续：本局用户线之间的连接。出局接续：在用户线和出中继线之间的连接。入局接续：在入中继线和用户线之间的连接。转接接续：在入中继线和出中继线之间的连接。10/14/202316交换节点应该具备以下功能：接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号(由电话号码生成)接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号按目的地址(被叫号码)正确的进行选路以及在中继线上转发信号控制连接的建立按照所收到的释放信号拆除连接。10/14/20231710/14/2023信息学院通信教研室18交换技术怎么分类？按照传输信号的方式分类：模拟交换和数字交换按照接续控制的方式分类：布控交换和程控交换按照传输信道的占用方式分类：电路交换和分组交换按照传输带宽的分配方式分类：窄带交换和宽带交换10/14/20231810/14/2023信息学院通信教研室19模拟交换和数字交换连续消息：消息的状态是连续变化的离散消息：消息的状态是可数的或者是离散的模拟信号：指代表消息的信号及其参数随着消息连续变化的信号数字信号：指信号幅度并不随时间作连续的变化，而是取有限个离散值的信号。通常用“0”和“1”来表示二进制数字信号。模拟通信：以模拟信号来传送消息的通信方式。优点：传输信号的频谱比较窄，信道利用率较高；缺点：抗干扰能力弱，保密性差，设备不易大规模集成，不适应计算机通信飞速发展的需要。数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。优缺点和模拟通信相反。模拟交换：以模拟信号为交换对象的交换。传输和交换的信号是模拟信号的交换机是模拟交换机。其交换网络的交换功能是通过交叉节点矩阵提供的，通过交叉节点的闭合来完成输入线和输出线的连接。数字交换：以数字信号为交换对象的交换。传输和交换的信号是数字信号的交换机是数字交换机。其话路部分交换的是PCM数字化信号，交换网络采用的是数字交换网络。10/14/20231910/14/2023信息学院通信教研室20布控交换和程控交换布控：布线逻辑控制（WLC：WiredLogicControl）程控：存储程序控制（SPC：StoredProgramControl）布控交换：利用逻辑电路进行控制的一种交换方式。步进制、机动制、纵横制等机电制交换机都是布控交换机。程控交换：利用计算机软件进行控制的一种交换方式。包括模拟程控交换（控制部分采用存储程序控制方式的模拟交换）和数字程控交换（采用存储程序控制方式的数字交换）。窄带交换：低速率的数据业务交换。业务速率限定在n×64kbit/s（n<30）宽带交换：高速率的数据业务交换。窄带交换和宽带交换10/14/202320电路交换CS(CircuitSwitching)传统方式(早期)：固定分配带宽，连接建立后，即使无信息传送也要占用电路。是一种实时交换，当用户呼叫时，应立即在两用户之间建立电路连接，如果没有空闲的电路，呼叫不能建立而遭受损失(呼损率)。基本过程包括三个阶段：呼叫建立、信息传送(通话)，连接释放。特点：固定分配带宽(64kbit/s)，电路利用率低(为什么？)；预先建立连接，有连接建立时延，连接建立后实时传输信息，传输时延可忽略(为什么？)；无差错控制措施，可靠性低。应用范围：电话交换（语音业务）、文件传输、高速传真；不适合突发业务和对差错敏感的数据业务。10/14/202321电路交换的基本过程10/14/20232210/14/2023信息学院通信教研室23多速率电路交换MRCS(Multi-RateCircuitSwitching):可以针对不同的业务提供不同的带宽。包括基本速率及其整数倍。实现方法：采用多个不同速率的交换网络；采用统一的多速率交换网络。特点：基本速率难确定；速率类型不能太多（难以实现），灵活性差；固定带宽分配，不适合突发业务；控制较复杂。快速电路交换FCS(FastCircuitSwitching):为了克服传统电路交换中固定分配带宽和灵活性差的缺点而提出的。基本思想：只有信息传送时才分配带宽，并快速建立连接，无信息传输时则立即释放连接。具体过程：呼叫建立时，用户请求一个带宽为基本速率整数倍的连接，有关交换节点为其寻找一条通道，但并不建立连接和分配资源，而是将所需带宽、路由编号填入交换机中，从而记忆所分配带宽和去向，建立一个逻辑连接。当发送信息时，通过呼叫标识查到所需带宽和去向，激活虚电路，建立物理连接。缺点：不为呼叫保留带宽，故不一定能激活，易引起信息丢失或排队时延。10/14/202323报文交换为了克服电路交换的通信电路利用率低以及有呼损的缺点，提出了报文交换的思想。区别？基本原理：存储－转发。报文交换技术将信息分成一个个单元，称为报文，报文中除了正文信息之外，还有信息的源地址和目的地址以及误码检测信息。通信之前，双方不需要建立连接。缺点：时延大，需要大量的存储器（为什么？）。10/14/202324分组交换PS(PacketSwitching)类似报文交换。将报文进一步分小(为什么？)，一个报文被分成若干个分组(Packet)，分组中携带源地址和目的地址信息以及校验信息。报文交换和分组交换的比较分组的形成：报文分成多个分组，分组头包含所分配的逻辑信道号和其他控制信息。分组的交换：分组交换是将报文分成多个分组来独立传送，收到一个分组即可以发送，减少了存储的时间，因而分组交换的时延小于报文交换。分组长度的选择（时延和开销）。10/14/202325交织传输：在预分配复用方式下，每个用户传输的数据都在特定的子信道中流动，接收端很容易把它们区分开来。动态分配方式下，数据在通信线路上交织传输。标记（终端号或者子信道号）。交织传输的方式：比特交织、字节或字符交织、分组交织。特性比较：时延和传输效率。分组交换中的相关概念通信线路的资源共享：分组交换的最基本思想就是实现通信资源的共享。多路复用（组合多个低速数据终端共同使用一个高速线路）：预分配资源法和动态分配资源法。10/14/202326优点：第一，为用户提供了在不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的终端之间能够相互通信的灵活的通信环境；第二，采用逐段链路的差错控制和流量控制，出现差错可以重发，提高了传送质量和可靠性；第三，利用线路动态分配，使得在一条物理线路可以同时提供多条信息通路。缺点：信息传送时延大，不利于实时的通信业务。分组交换的特点10/14/202327数据报：不需要预先建立连接，对每个分组独立的选路，可以沿着不同的路径达到目的节点，因此分组到达目的节点的次序可能与离开源节点的次序不同，需要在目的节点重新排序。虚电路：在信息发送之前，先通过发送呼叫，在源节点和目的节点之间建立一个逻辑连接，属于同一呼叫的所有分组均沿这个逻