《电路交换系统软》课件

电路交换系统电路交换系统是一种古老但仍然广泛应用的通信技术。它为两个通信设备建立了一条专用物理连接，并确保数据以可靠的方式直接传递。在电路交换系统中，数据传输效率高，且具有低延迟、高可靠性的特点。引言通信技术的重要组成部分电路交换系统是现代通信网络的核心，它为语音、数据和视频等服务提供可靠、高效的传输通道。历史悠久，应用广泛电路交换技术起源于20世纪初，随着技术的不断发展，它在现代通信系统中仍然扮演着重要角色。发展趋势随着互联网和移动通信技术的快速发展，电路交换系统也面临着新的挑战和机遇。课程大纲11.引言介绍电路交换系统的基本概念和应用场景。22.工作原理深入探讨电路交换系统的工作原理，包括呼叫建立、连接维护和呼叫释放过程。33.系统组成介绍电路交换系统的核心组件，如交换机、传输网络和信令系统。44.发展趋势展望电路交换系统的未来发展方向，包括新技术、应用场景和挑战。电路交换简介电路交换是通信网络中的一种核心技术，它在连接两个用户之间建立一条独占的物理通路。在电路交换网络中，呼叫者和被呼叫者通过建立一条物理连接来进行通信，这类似于两个人使用电话线直接通话。电路交换系统的基本概念电路建立在数据传输前，需要建立一条专用的物理连接，类似于传统的电话线路。专线连接一旦建立连接，整个传输过程中，数据将始终通过这条专线，确保数据传输的可靠性和安全性。带宽预留在连接建立时，系统会为该连接预留固定的带宽，保证数据传输的稳定性和高效性。数据传输数据传输是通过预留的物理连接进行的，数据以连续的信号流的方式进行传输。电路交换系统的组成交换机电路交换系统的核心，负责建立、维护和释放电路，进行信号处理和路由控制。线路连接交换机和其他设备的物理线路，传输语音、数据或视频信号，线路的质量直接影响通信的质量。控制系统负责管理和控制整个系统的运行，包括呼叫处理、信令传输、线路分配等。用户设备用户使用的电话机、终端等，用于发送和接收信号。电路交换系统的工作原理1建立连接用户发起呼叫，系统建立端到端连接。2数据传输数据通过专用线路双向传输。3释放连接呼叫结束，连接被释放。电路交换系统建立连接后，数据通过物理线路直接传输，无需排队等待。这保证了实时性，但资源利用率低，且建立连接需要时间。电路交换系统的分类按交换方式分类主要分为空间分隔交换和时分交换两种类型。空间分隔交换，每个连接占用独立的物理线路，时分交换，多个连接共享同一物理线路。按交换网络规模分类主要分为集中式交换和分布式交换两种类型。集中式交换，所有的交换功能集中在一个设备上，分布式交换，将交换功能分散到多个设备上。按应用场景分类主要分为公共交换网络和专用交换网络两种类型。公共交换网络，为公众提供服务，专用交换网络，为特定用户提供服务。电路交换系统的信令信令的作用信令用于控制电路交换系统的建立、维护和释放。信令系统传输信息，包括呼叫请求、线路状态和呼叫控制信息。信令种类常见的信令类型包括：通道关联信令，用于控制和管理通信路径；用户线路信令，用于用户电话与交换机的交互；网络管理信令，用于管理和监控网络。电路交换系统呼叫过程1呼叫发起用户拿起电话，拨号2呼叫建立交换机连接线路，建立连接3数据传输双方开始通话，交换数据4呼叫释放一方挂断电话，释放连接电路交换系统呼叫过程包含呼叫发起、呼叫建立、数据传输和呼叫释放四个步骤。电路交换系统的呼叫建立过程1呼叫发起用户拿起电话机，拨号呼叫目标用户。2呼叫寻址交换机根据拨号号码查找目标用户的线路。3建立连接交换机分配一条空闲线路，并向目标用户线路发送振铃信号。4呼叫接听目标用户接听电话，交换机建立两端用户的通话连接。电路交换系统的呼叫释放过程释放请求通话一方发起呼叫释放请求，例如挂断电话。释放信号释放请求通过信令网络传送到另一方，告知其结束通话。电路断开接收方收到释放信号后，断开连接，释放占用的电路资源。释放确认发起方收到释放确认信号，表示呼叫已成功释放。电路交换系统的路由控制路径选择路由控制系统根据呼叫的目的地和网络状态选择最佳路径，确保高效的数据传输。流量管理路由控制系统管理网络流量，优化资源分配，提高网络效率。故障处理路由控制系统监测网络故障，进行路径调整，保障网络连通性。安全控制路由控制系统实施安全策略，防止非法访问和数据泄露。电路交换系统的网络结构电路交换系统中的网络结构通常采用星型、环型或网状结构。星型结构以中央交换机为中心，所有用户设备连接到中央交换机。环型结构中，所有用户设备连接到一个闭环链路。网状结构中，用户设备通过多个交换机连接到其他设备，形成复杂的网络结构。不同结构各有优缺点，具体选择取决于系统规模、性能要求等因素。电路交换系统的网络性能指标电路交换系统性能指标是衡量其效率和可靠性的关键指标。这些指标直接影响网络服务的质量和用户体验。100M吞吐量每秒传输的数据量。1ms延迟数据传输的时延。99.99%可用性系统正常运行的时间比例。100可靠性系统稳定性和抗故障能力。电路交换系统的质量保障1可靠性保证系统稳定运行，提供持续的通信服务，最大限度地减少故障和错误。2安全性保护用户数据安全，防止非法访问和恶意攻击，确保通信过程的安全可靠。3性能满足用户对通信质量的要求，包括传输速度、延迟、误码率等指标。4可扩展性根据用户的需求，能够灵活调整系统规模，以满足不断增长的通信需求。电路交换系统的接入技术模拟用户线接入传统电话网络使用模拟信号，用户线通过模拟调制解调器连接到交换机。数字用户线接入数字用户线（DSL）使用数字信号，提供更高的带宽和数据传输速度。无线接入移动电话、卫星电话等使用无线网络技术，通过无线电波进行通信。光纤接入光纤接入使用光信号，提供极高的带宽和传输速率，适合高容量数据传输。电路交换系统的中继传输数字中继数字中继用于在电路交换系统中传输数字信号，可以提供更高质量的语音和数据传输，提高传输效率和可靠性。光纤中继光纤中继利用光纤进行传输，具有更高的带宽和更低的传输损耗，可以满足现代通信网络的需求。微波中继微波中继利用微波频率进行传输，可以实现长距离、大容量的通信，通常用于连接不同地区的通信网络。电路交换系统的传输速率类型传输速率语音64kbps视频1.5Mbps-10Mbps数据10Mbps-100Gbps电路交换系统传输速率是指在电路建立后，数据在电路上传输的速率。传输速率受多种因素影响，包括信道带宽、数据压缩技术、网络拥塞等。电路交换系统的同步技术同步时钟同步时钟保证各个网络节点的时间一致性。系统通过同步时钟来协调网络设备的操作，以实现正常的数据传输和通信。网络同步同步技术确保网络中不同设备之间的时钟一致性。这有助于维持网络的稳定性和可靠性，并提高数据传输的准确性和效率。电路交换系统的信令技术信令功能信令负责建立、维护和释放电路连接。它提供呼叫控制、路由选择和状态管理等功能。信令类型常见信令类型包括CCS（公共信令通道）和ISDN信令。CCS提供更强大的呼叫控制功能，而ISDN信令支持数字通信。信令协议信令协议定义了信令消息的格式和交互规则，确保不同设备之间能够进行有效的通信。信令传输信令信息通过专门的信令通道传输，通常使用独立于语音通道的专用线路。电路交换系统的可靠性11.高可用性电路交换系统需要确保连续的通信服务，即使在部分设备故障的情况下也能保证正常运行。22.故障恢复具备快速故障检测和恢复机制，将故障对通信的影响降到最低。33.数据完整性保证数据在传输过程中不被篡改或丢失，确保信息传递的准确性。44.冗余设计通过硬件和软件冗余设计，提高系统的容错能力，提升可靠性。电路交换系统的安全性数据加密电路交换系统使用加密技术来保护通信内容，防止数据被窃取或篡改。安全协议采用安全协议，例如TLS/SSL，确保通信过程的安全性。身份验证使用用户名和密码等身份验证机制，确保用户身份的真实性。访问控制通过访问控制策略，限制对系统资源的访问权限，防止恶意访问。电路交换系统的发展趋势光纤传输技术光纤传输技术在电路交换系统中得到广泛应用，提高了传输速率和抗干扰能力。移动通信技术移动通信技术与电路交换系统相结合，推动了无线通信的发展，例如GSM和CDMA。网络虚拟化技术网络虚拟化技术可以将电路交换系统的硬件和软件资源虚拟化，提高了资源利用率和灵活性。云计算技术云计算技术可以提供灵活的电路交换系统服务，满足不同用户需求，降低了运营成本。案例分析本部分将介绍几个电路交换系统的实际应用案例，例如，电话网络，移动通信网络，以及一些专用的数据传输网络。通过分析这些案例，可以更深入地理解电路交换系统的特点、优势和局限性，以及它在现代通信网络中的应用。总结电路交换系统电路交换系统是一种传统而重要的通信技术，它在现代通信网络中仍然发挥着重要作用。优势与劣势它具有连接可靠、带宽保证等优势，但同时存在灵活性较低、资源利用率不高等不足。未来展望随着技术发展，电路交换系统将与其他网络技术相融合，继续发挥其重要作用。思考和讨论本课程介绍了电路交换系统的基本原理、工作机制以及应用场景。通过学习，我们了解了电路交换系统的优点和局限性，以及其在现代通信网络中的地位。在讨论环节，同学们可