《电路交换控制》课件

电路交换控制电路交换控制是一种传统的通信方式，它为每个通信会话建立一条专用电路。电路交换控制在语音电话网络中广泛应用，但随着数据网络的兴起，其使用率正在下降。11课程概述概述本课程介绍电路交换控制技术，讨论电路交换网络工作原理、组成、连接过程、信令系统、拓扑结构、性能分析和控制方式。学习目标学习电路交换的基本概念、工作原理、优缺点、应用场景和发展趋势。内容提纲本课程涵盖电路交换网络的基本概念、工作原理、连接建立和拆除、信令系统、拓扑结构、性能分析、控制方式和发展趋势。电路交换网络的基本概念电路交换电路交换是一种通信方式，在通信开始之前，需要在发送方和接收方之间建立一条专用线路，在通信期间独占该线路。电路交换网络电路交换网络是由多个交换机和连接这些交换机的线路组成的网络。电路交换网络的特点电路交换网络的特点是通信线路独占，通信质量高，但线路利用率低。电路交换的工作原理1建立连接用户发起呼叫时，建立一条物理线路。2数据传输数据在整个连接过程中通过物理线路传输。3释放连接呼叫结束后，物理线路断开。电路交换使用物理线路连接通信双方，建立一条专用的通信路径。在整个通信过程中，数据通过这条线路传输，确保数据的可靠性和实时性。电路交换的特点连接效率高电路交换建立连接后，在整个传输过程中保持通话路径，数据传输效率高，可以保证实时性。可靠性高电路交换在连接建立后，数据传输过程中不会出现丢包或乱序，确保数据传输的可靠性。电路交换网络的组成1交换机交换机负责建立、维护和释放电路连接。2传输线路传输线路用于连接交换机和用户终端。3信令系统信令系统用于控制电路交换网络的建立、维护和释放。4控制中心控制中心负责管理和控制整个电路交换网络。电路交换连接过程呼叫发起用户发起呼叫请求，向交换机发送呼叫信号。路径选择交换机根据呼叫信息，选择合适的路径，连接到目的用户。电路建立交换机沿选择的路径，为呼叫分配一条物理电路。连接建立物理电路建立完毕，用户开始通话，数据在物理电路上传输。连接释放通话结束后，用户挂断电话，交换机释放物理电路，连接结束。电路交换连接建立电路交换连接建立是电路交换网络中重要的一个环节，它通过信令交互完成连接的建立，为用户提供通话服务。1呼叫请求用户发起通话请求，发送信令。2交换机处理交换机接收信令，查找目的地号码。3资源分配交换机分配空闲电路，建立连接路径。4连接确认交换机向用户发送连接确认信令。电路交换呼叫建立的步骤1呼叫发起用户发起呼叫，并拨打目标号码。2接入网络呼叫信号通过交换机网络传输到目标用户的交换机。3连接建立交换机找到目标用户，并建立一条物理连接。4呼叫接通目标用户接听电话，呼叫成功建立。电路交换中的信令控制信息信令是指在电路交换网络中用于控制和管理通信连接的信息。连接建立信令用于建立、维护和释放通信连接，协调用户之间的通信。资源分配信令用于分配网络资源，如电路、带宽和信道，确保通信质量。电路交换信令系统的分类按功能分类信令系统主要分为呼叫控制信令和维护信令。呼叫控制信令用于建立、释放和控制呼叫。维护信令用于维护网络，例如故障诊断和网络管理。按信令方式分类信令方式主要分为通道关联信令和共用信道信令。通道关联信令是指信令通道与用户通道绑定，例如R2信令。共用信道信令是指信令通道独立于用户通道，例如SS7信令。按信令协议分类信令协议主要分为电路交换信令协议和分组交换信令协议。电路交换信令协议用于电路交换网络，例如SS7信令。分组交换信令协议用于分组交换网络，例如X.25信令。常见的电路交换信令系统CCITTNo.7信令系统CCITTNo.7信令系统是国际电信联盟(ITU-T)制定的一个重要的信令系统标准，它被广泛应用于现代电路交换网络，例如PSTN（公用电话交换网）。ISDN信令系统ISDN（综合业务数字网）信令系统是为了支持语音和数据等多种业务而设计的信令系统。它具有更高的带宽和更快的响应速度，可以为用户提供更丰富的通信功能。移动通信信令系统移动通信信令系统是为移动通信网络设计的信令系统，它负责处理手机的移动性管理，例如呼叫转移、漫游等功能。电路交换网络的拓扑结构电路交换网络的拓扑结构是指网络中各交换机、终端设备以及通信线路的相互连接方式。常见的电路交换网络拓扑结构有星型、环型、总线型、树型、网状型等。不同拓扑结构的网络具有不同的特点，例如星型结构的网络集中控制，容易管理，但可靠性较低；环型结构的网络可靠性高，但扩展性较差；总线型结构的网络成本低，但传输效率低；树型结构的网络层次结构清晰，但扩展性有限；网状结构的网络可靠性高，扩展性强，但管理复杂。集中型电路交换网络集中型电路交换网络是一种集中控制的交换网络，所有交换控制功能都集中在单个交换机或节点上。这使得网络的管理和维护更加容易，但也导致了网络的单点故障风险。这种网络结构通常适用于小型网络或需要集中控制的应用场景，例如小型企业局域网。分布式电路交换网络分散控制控制功能分布在多个节点上，每个节点管理本地资源和连接。高可用性节点之间相互备份，提高网络的可靠性和容错能力。灵活扩展可以根据需要添加或删除节点，灵活扩展网络规模。适应性强适用于大规模、复杂的网络环境，满足不同的应用需求。电路交换网络的链路利用率链路利用率定义计算方式平均链路利用率电路交换网络中链路被占用的时间比例平均呼叫持续时间/平均呼叫间隔瞬时链路利用率某一时刻链路被占用的时间比例当前呼叫持续时间/当前呼叫间隔链路利用率是指电路交换网络中链路被占用的时间比例，它反映了链路的利用效率。平均链路利用率是指一段时间内链路被占用的时间比例，而瞬时链路利用率则是指某一时刻链路被占用的时间比例。电路交换网络的阻塞概率电路交换网络的阻塞概率是指用户请求建立连接时，由于网络资源不足而无法建立连接的概率。阻塞概率是衡量电路交换网络性能的重要指标之一。0.01%理想理想的阻塞概率应该小于0.01%。0.1%可接受实际应用中，可接受的阻塞概率一般在0.1%左右。1%不可接受当阻塞概率超过1%时，网络性能就会严重下降。10%不可用如果阻塞概率超过10%，网络将变得不可用。电路交换网络的容量规划电路交换网络的容量规划是指根据网络的业务需求和技术指标，确定网络的设备容量、传输容量和控制容量。容量规划的目的是保证网络在满足用户需求的同时，能够有效地利用资源，降低运营成本。容量规划需要考虑多种因素，包括网络的规模、用户数量、业务类型、传输速率、设备性能、网络拓扑结构等。此外，还需考虑未来业务发展趋势和技术演进方向。容量规划是一个复杂的工程，需要根据具体情况进行分析和设计。一个合理的容量规划能够有效地保证网络的稳定运行，满足用户的需求，降低运营成本。电路交换网络的性能分析电路交换网络的性能分析对于优化网络设计和管理至关重要，以确保网络效率和可靠性。评估指标包括呼叫阻塞概率、链路利用率、连接建立时间和传输延迟等。0.1%阻塞率表示无法建立连接的概率。90%链路利用率表示链路带宽的利用程度。100ms连接建立时间表示从呼叫请求到连接建立的时间。50ms传输延迟表示数据从源点到目的地的传输时间。电路交换的控制方式集中式控制所有控制功能集中在一个控制中心。控制中心负责呼叫建立、连接管理、信令处理等。分布式控制控制功能分布在多个节点上。每个节点负责控制其连接的线路。时分电路交换控制11.概述时分电路交换控制，将一条物理线路划分为多个时间片，分配给不同的用户使用。22.优点提高线路利用率，减少空闲时间，但需要精准的时钟同步。33.缺点需要额外的时钟同步设备，且对数据延迟敏感，不适用于实时应用。44.应用场景适用于传输速率较低且对实时性要求不高的应用，如电话语音通信。空分电路交换控制空间划分空分电路交换控制通过物理设备来划分电路。每个电路拥有独立的传输信道和设备。独立连接每个电路连接独立运行，互不干扰，保证数据传输的稳定性。设备需求这种控制方式需要大量的物理设备，例如交换机、路由器等。码分电路交换控制码分多址码分多址(CDMA)技术利用不同的码字来区分不同的用户，允许多个用户同时共享同一频段。正交码每个用户使用唯一的码字，这些码字彼此正交，即相互之间不产生干扰。扩频技术将用户信号的带宽扩展，使其覆盖更宽的频谱，从而降低了信号之间的干扰。异步通信用户之间可以异步通信，即用户可以在不同的时间段进行通信，无需进行同步。组合电路交换控制组合电路交换控制的基本原理组合电路交换控制是一种将时分、空分、码分等多种电路交换控制方式结合在一起的控制方法。通过综合利用不同的控制方式，组合电路交换控制可以更好地利用网络资源，提高网络效率。组合电路交换控制的优势组合电路交换控制可以灵活地适应不同的网络环境和应用需求，具有更高的效率和灵活性。此外，组合电路交换控制还能提高网络的可靠性和安全性。组合电路交换控制的应用组合电路交换控制已广泛应用于现代通信网络中，例如移动通信网络、互联网等。电路交换控制的发展趋势1融合电路交换控制正在与其他网络技术融合，例如IP网络和光网络。2智能化人工智能和机器学习技术正在应用于电路交换控制，提高效率和可靠性。3软件定义软件定义网络（SDN）技术正在改变电路交换网络的控制方式，使其更加灵活和可编程。4云化云计算技术正在应用于电路交换控制，为用户提供更灵活、更经济的服务。小结电路交换概述电路交换是一种传统的通