《现代通信技术与网络应用》课件第4章：现代交换技术

本章内容14.1基本概念4.2时隙交换4.3分组交换4.4ATM与软交换4.5数字程控交换机4.6其他交换机4.1交换机的基本概念一、交换机组成二、交换网络三、控制系统交换机组成

交换机，具体是指电话交换机，通常由交换网络、接口、控制系统三部分组成。3一、交换机组成交换机组成

接口的作用是将来自电话机或其他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信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络。交换网络口的作用是实现各入线与出线上信号的传递或接续。控制系统则负责处理信令，按信令的要求控制交换网络以完成接续，通过接口发送必要的信令，协调整个交换机的工作。4一、交换机组成模拟与数字

模拟交换机：不对话音进行模数转换，交换模拟信号。用户电路简单，成本低。数字交换机：传送交换PCM数字信号，可与数字传输设备配合工作，优势更明显。5二、交换网络每一个用户在纵横接线架上都有一个固定的空间位置。在完成接续工作时只要在纵横接线架上选通这个位置就行了，而被用来进行交换的信号一直是没经任何处理的模拟话音信号。主叫说出来的模拟话音经模数转换后调制成数字信号，这个数字信号被交换到被叫用户端口，再经被叫用户端口的数模转换又被解调成模拟的话音信号。空分与时分

6二、交换网络空分的全称是空间分割（spacedivision）时分的全称是时间分割（timedivision）：模拟的语音信号经过脉码调制变成PCM信号，再对PCM信号进行时隙交换。电交换与光交换

电交换与光交换反映交换的信息载体两种不同的形式。电交换是指对电信号进行的交换，即交换的信息载体是电流或电压形式的电信号。光交换是对光信号直接进行的交换，它不需将光缆送来的光信号先变成电信号，经过交换后再复原为光信号。7二、交换网络光纤布控与程控

布控和程控是交换设备控制部分两种不同的实现方法。布控是布线逻辑控制的简称，程控是存储程序控制的简称。8布控：是指将交换机各控制部件按逻辑要求设计好，并用电路板布线的方法将各元器件固定连接好，交换机的各项功能即能实现的一种控制方法。这种交换机的控制部件做成后不好修改，灵活性很小。程控：是指将对交换机的控制功能先按一定的逻辑要求设计成软件形式，存放在计算机(内存)中，然后由这台计算机来控制交换机的各项工作。若要改变交换机功能，增加交换机的新业务，只需要修改程序就可实现。三、控制系统集中控制与分散控制

布控和程控是交换设备控制部分两种不同的实现方法。布控是布线逻辑控制的简称，程控是存储程序控制的简称。9集中控制：设某一台交换机的控制部分由n台处理机组成，它实现f项功能，每一项功能由一个程序来提供，系统有r个资源，如果在这个系统中，每一台处理机均能控制全部资源，也能执行所有功能。则这个控制系统就叫做集中控制系统。三、控制系统集中控制的特点

10三、控制系统分散控制

分散控制：如果每台处理机只能控制部分资源，只能执行交换系统的部分功能，则这个控制系统就是分散控制系统。。11三、控制系统4.2时隙交换一、概念二、复用器与分路器三、时间接线器（T接线器）四、空间接线器（S接线器）五、数字交换网络时隙交换

任一条PCM复用线的任一个话路时隙的8bit编码信息，通过交换网络交换到其他PCM复用线或本复用线的任一时隙中去。

13一、概念复路器与分路器

复用器又称并路器：将多路串行PCM信号经串并变换成并行信号。

14二、复用器与分路器复用器的功能：在码速率提高不是太高的情况下，提高复用度，如图中s-p变换和8：1变换后时隙由TS32提高到TS256，而码速率没有改变，当时隙为TS1024时，码速率只提高到时8.192Mb/s。复路器与分路器

复用后虽然码速率没变化，但每路信号的内容与输入端是不同的。

15二、复用器与分路器时间接线器

又称时分接线器或T接线器三、时间接线器（T接线器）16其功能是完成同一条PCM复用线上各时隙间信息的交换。时间接线器主要由信息存储器IM和控制存储器CM组成。三、空间接线器（S接线器）17空间接线器：又称空分接线器或S接线器其功能是完成不同PCM复用线上各时隙间信息的交换。空间接线器主要由交叉接点矩阵和控制存储器CM组成。五、数字交换网络18数字交换网络：接续网络

数字交换网络有各种不同的结构，最简单的只有单级T接线器，对于大型网络可以是多级T接线器或与S型接线器相结合构成TST、TSST、TSSST、STS、SSTSS等结构。基本原理

分组交换是在传统的存储转发式报文交换的基础上发展起来的一种新型的数据交换技术。4.3分组交换19基本原理

分组交换是在传统的存储转发式报文交换的基础上发展起来的一种新型的数据交换技术。4.3分组交换20分组的复用：统计时分复用（STDM）

采用时分多路复用方式把分组信号动态地分配给传输信道，使多个终端共用一条通信线路，这就是统计时分复用。4.3分组交换21分组的格式

每个分组长度通常为128个字节，也可根据通信线路的质量选用256、512或1024个字节。分组头为3个字节。4.3分组交换22分组的传输：虚电路和数据报

4.3分组交换23虚电路分组交换技术的特点：在分组发送之前，必须在发送方与接收方之间建立一条专用的逻辑连接（虚电路）；一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。分组到达目的节点时不会出现丢失、重复与乱序的现象；分组通过虚电路上的每个中间节点时，中间节点只需要做差错检测，而不需要做路径选择；分组的传输：虚电路和数据报

4.3分组交换24数据报分组交换技术的特点：同一报文的不同分组可以由不同的传输路径；同一报文的不同分组到达目的节点时可能会出现乱序、重复和丢失现象；每个分组在传输过程中都必须带有目的地址和源地址用于中间结点的路由工作，即每个分组在中间节点各自选路转发；数据报方式传输延迟较大，适用于突发性的通信，不适用于长报文、会话式的通信。分组交换的特点：

4.3分组交换25传输质量高。差错控制与有错误发端重发；可靠性高。自动选择避开故障点，进行迂回路由传送；可实现不同种类终端之间的通信。存储转发，能够实现通信速率、编码方式、同步方式以及传输控制规程不同终端之间的通信。；分组多路通信。由于分组含有用户地址信息，能同时与多台终端进行报文消息的发送和接收。

技术实现复杂。对“分组”进行分析处理，为其提供路由，为用户提供速率、代码和规程的变换，为网络的维护管理提供必要的报告信息等，要求交换机具有较高的处理能力。分组交换的特点：与电路交换相比较

4.3分组交换26概念：

ATM将信息流分割成固定长度的信元，这些固定长度的信元在信道上以统计复用的方式进行传输和交换，并采用硬件电路高速地对信头进行识别和交换处理。因此，ATM交换技术融合了电路交换技术和分组交换技术的优点。

4.4ATM交换27虚信道与虚路径：

虚信道(VC，VirtualChannel)是在两个或多个端点之间运送ATM信元的通信通路，由信头中的虚信道标识符(VCI)来区分不同的虚信道。虚路径(VP，VirtualPath)是一种链路端点之间虚信道的逻辑联系。虚信道在传输过程中将组合在一起构成虚路径。

4.4ATM交换28虚信道连接VCC与虚路径连接VPC：VCC指虚信道的一个或多个连接，以便在网络上提供点至点或一点至多点的信元转移。VCC由多段VC链路组成，每段VC链路有各自的VCI。VPC每条VC链路和其他与其同路的VC链路一起，组成了一个虚路径连接VPC。这个VPC可以由多段VP链路连接而成，每当VP被交换时，VPI就要改变，但是整个VPC中的全部VC链路都不改变自己的VCI值。4.4ATM交换29VP和VC交换：VP交换是将一条VP上所有的VC链路全部转送到另一条VP上去，而这些VC链路的VCI值都不改变。VC交换要和VP交换同时进行。当一条VC链路终止时，VPC也就终止了。这个VPC上的VC链路可以各奔东西，加入到不同方向的新的VPC中去。4.4ATM交换30ATM交换的基本原理4.4ATM交换31ATM交换的基本任务就是将任一入线上的任一逻辑信道中的信元，交换到所需的任一出线上的任一逻辑信道上去。交换包含了两方面的功能：一是空间交换，即将信元从一条传输线改送到另一条传输线上去，这个功能又叫做路由选择；另一个功能是时间交换，即将信元从一个时隙改换到另一时隙。信元排队方式4.4ATM交换32输入排队输出排中间排队输入/输出排队重环回排队信元排队方式4.4ATM交换33输入排队输出排中间排队输入/输出排队重环回排队概念4.4软交换34未来的网络将是分层，主要分为业务层、控制层、传输层和接入层，其中控制层的核心功能实体是软交换。主要包括软交换设备、媒体网关、信令网关和各种服务器等。网络结构与功能4.4软交换354.6数字程控交换机一、硬件组成二、软件组成三、控制原理数字程控交换机的硬件组成：话务系统和控制系统一、硬件组成话务系统用户级远端用户级选组级中继接口信号部件37用户级：BORSCHT七大功能一、硬件组成B(Batteryfeed)：馈电；O(Over-voltageprotection)：过压保护；R(Ringingcontrol)：振铃控制；S(Supervision)：监视；C(Codec&filters)：编译码和滤波；H(Hybridcircuit)：混合电路；T(Test)：测试。38中继接口：模拟中继一、硬件组成39模拟中继接口又称C接口，用于模拟交换机之间的连接。在数字交换机中与用户接口有许多功能相似。中继接口：数字中继一、硬件组成40数字中继接口又称E1/2M接口，用于数字交换机或数字交换机与传输设备之间的连接。完成码型变换、帧同步定位、信令插入提取、告警处理等许多功能。程控交换机软件：系统软件和应用软件二、软件组成41系统软件相当于通用的计算机操作系统。程控交换机软件：系统软件和应用软件二、软件组成42应用软件：呼叫处理程序程控交换机软件：系统软件和应用软件二、软件组成43应用软件：维护运行程序呼叫接续过程三、控制原理44状态迁移与呼叫处理程序的结构三、控制原理45呼叫处理基本原理三、控制原理46呼叫处理程序包括：输入处理、内部分析、输出处理。分析程序的基本性能IP交换：即三层交换是将