《现代电信交换上》课件

现代电信交换现代电信交换技术是通信网络的核心，它负责连接各种通信设备，实现语音、数据、视频等信息的传输和交换。现代电信交换系统具有高容量、高可靠性、高效率和灵活可扩展性等特点，并随着技术的不断发展，不断演进。1.课程概述11课程概述提供对现代电信交换的全面介绍，涵盖从基本概念到最新技术发展。22学生将了解电路交换、数字交换、程控交换、移动通信交换等不同交换技术。33课程还将探讨交换系统的性能指标、未来发展趋势，以及5G交换网络、软件定义交换等前沿技术。1.1课程目标培养专业知识深入理解现代电信交换的基本原理、关键技术和应用场景，为学生在电信领域的工作奠定坚实基础。提升实践能力通过案例分析、实验操作和项目设计，培养学生分析问题、解决问题的能力，将理论知识应用到实际工程中。拓宽视野了解电信交换技术的发展趋势，掌握最新技术成果，培养学生的创新意识，为未来发展做好准备。1.2课程大纲第一部分：电信网络概述介绍电信网络的基本概念、结构和分类，为后续学习打下基础。主要内容包括：电信网络的定义、发展史、基本结构、关键技术、分类和应用等。第二部分：交换技术详细讲解电路交换、数字交换、程控交换等传统交换技术，以及它们在现代电信网络中的应用。包括交换技术的原理、实现方法、性能指标、发展趋势等，为理解现代电信交换系统的基础。第三部分：现代交换系统重点介绍现代电信交换系统的结构、功能特点、性能指标、关键技术等，以及各种新型交换技术的应用。包括移动交换、分组交换、多媒体交换等，以及未来发展趋势，如软件定义交换、云交换等。第四部分：交换系统应用探讨各种交换系统在不同通信场景中的应用，并分析各种应用场景的技术特点和需求。包括固定电话网络、移动通信网络、互联网、数据通信等，以及未来交换系统在物联网、智能城市等方面的应用。电信网络概述电信网络是现代社会信息传递的基础设施，连接了世界各地的人们。它包含各种通信设备和线路，提供语音、数据和视频等多种服务。2.1电信网络的基本结构电信网络是一个复杂的系统，由多个子系统组成。这些子系统协同工作，以提供语音、数据和视频等各种通信服务。电信网络的基本结构包括以下几个部分：接入网、核心网和传输网。接入网负责连接用户终端到核心网，如家庭宽带接入网和移动通信网络。核心网负责提供各种通信服务，如语音呼叫、数据传输和视频会议。传输网负责传输数据，连接核心网的不同部分。2.2电信网络的分类公用电话网络公用电话网络主要为公众提供语音和数据通信服务，例如中国电信、中国移动等。企业专用网络企业专用网络主要用于企业内部的通信和数据交换，例如企业内部网。专网专网主要用于特定领域的通信，例如政府、军队、电力等。互联网互联网是一个全球性的网络，主要用于提供各种互联网服务，例如电子邮件、网页浏览、视频通话等。3.电路交换电路交换是传统的通信方式，它在通信之前先建立一条专用物理通路，如同打电话时先拨号接通对方。电路交换技术在通信过程中持续占用通信线路，适用于语音通话等实时性强的业务。3.1电路交换技术原理1建立连接电路交换在通信开始前建立专用物理线路。2持续连接通信期间保持连接，即使无数据传输。3释放连接通信结束后释放连接。电路交换类似电话线，需要先拨号建立连接，通话期间持续占用线路，通话结束后释放线路。这种方式适用于实时通信，但效率较低，资源利用率不高。3.2电路交换网络结构电路交换网络结构通常由多个交换机组成，每个交换机连接到其他交换机，形成一个复杂的网络。这种结构可以根据用户数量和业务需求进行扩展，满足不同规模的通信需求。电路交换网络中的交换机使用专用电路连接用户，每个连接都占用固定带宽，用户在通话过程中始终占有该带宽。这使得电路交换能够提供高通话质量，但同时也会导致资源浪费，尤其在用户数量较少或通话时间较短的情况下。3.3电路交换系统性能指标指标描述呼叫建立时间从用户发起呼叫到通话连接的时长，反映了系统响应速度。呼叫阻塞率用户呼叫无法接通的概率，衡量系统容量和负载能力。信令传输速率控制信令在网络中的传输速度，影响呼叫建立和释放效率。系统可靠性系统正常运行的时间比例，反映了系统稳定性和安全性。4.数字交换技术数字交换技术是现代电信网络的核心技术之一，它将模拟信号转换成数字信号进行传输和交换。数字交换技术具有许多优点，例如抗噪声能力强，传输效率高，以及易于实现各种新功能等。4.1数字交换技术基础数字信号处理数字交换系统以数字信号处理技术为基础，对语音、数据等进行数字化处理。存储转发数字交换系统将数据存储在缓存器中，并在合适的时机转发给接收方。时分复用数字交换系统通过时分复用技术，将多个用户的信号在同一信道上传输。控制与管理数字交换系统采用计算机控制，实现对系统功能的管理和调度。4.2PCM编码与解码1模拟信号数字化将连续变化的模拟信号转换成离散的数字信号，这是数字交换技术的关键步骤。2脉冲编码调制利用PCM技术对模拟信号进行采样、量化和编码，实现模拟信号到数字信号的转换。3解码与还原在接收端进行解码操作，将数字信号还原成原始的模拟信号，实现信号的传输和还原。4.3时分交换技术11.分时复用时分交换利用时隙分配，在一个时间段内轮流分配给不同的用户。22.帧结构帧结构将时隙划分为不同的时间段，每个时间段对应不同的用户。33.数字化信息时分交换采用数字信号传输，提高传输效率和抗干扰能力。44.交换机功能时分交换机通过控制时隙分配，实现用户之间的信息交换。5.程控交换系统程控交换系统(StoredProgramControlExchangeSystem)是现代电信交换的核心技术。它利用计算机技术实现交换功能，取代了传统的机械式交换机。5.1程控交换网络结构程控交换网络结构是现代电信交换系统的核心。程控交换系统由交换机、传输设备、信令设备和控制设备等组成。交换机是网络的核心，负责连接用户和网络，并完成呼叫处理、路由选择等功能。传输设备负责数据传输，连接交换机和用户，信令设备负责控制呼叫的建立和释放，控制设备负责管理交换机的运行和控制整个网络的运作。5.2程控交换系统功能特点集中控制程控交换系统采用计算机控制，实现集中控制功能，提高了交换效率和可靠性。数字信号处理程控交换系统利用数字信号处理技术，实现了语音信号的数字化处理，提高了传输质量。灵活配置程控交换系统支持灵活的配置，能够根据实际需求进行功能扩展和调整。网络管理程控交换系统提供完善的网络管理功能，方便用户进行网络监控和维护。通信信号交换通信信号交换是指在电信网络中，用于控制和管理各种通信服务的信号传输过程。信令系统是电信网络中不可或缺的一部分，它负责在交换机之间传递各种控制信息，例如呼叫建立、呼叫释放、用户身份验证等。6.1信令系统概述控制通信信令系统用于控制通信链路建立、释放、呼叫处理和用户接入等功能。交换网络管理信令系统提供交换机之间、交换机与终端之间以及不同网络之间的信息交换。信息传递信令系统通过特定的信令协议在网络节点之间传递信息。6.2信令系统7号国际标准化信令系统7号是国际电信联盟（ITU-T）制定的国际标准，它实现了不同厂商的交换机之间互通，提高了网络互操作性。功能强大信令系统7号能够支持多种业务，如电话、数据、传真等，并能够支持多种网络类型，如公用电话网、移动通信网等。6.3ISDN信令ISDN信令系统ISDN信令系统用于控制和管理ISDN网络中的各种功能，例如呼叫建立、呼叫释放、呼叫路由和用户身份验证等。信令类型ISDN信令系统使用两种信令类型：用户信令（用于用户之间通信）和网络信令（用于网络控制和管理）。信令协议ISDN信令系统采用Q.931协议，它定义了ISDN信令消息的格式和内容。7.移动通信交换移动通信交换是移动通信网络的核心部分，负责处理移动用户之间的呼叫和数据传输。它通过移动交换中心（MSC）实现，为移动用户提供语音、数据、短信等各种通信服务。7.1移动通信网络架构移动通信网络架构由核心网、无线接入网和用户终端组成。核心网负责处理用户数据、呼叫控制等功能，无线接入网负责用户终端与核心网之间的连接。移动通信网络采用分层架构，提高了网络的灵活性和可扩展性。7.2移动交换中心功能1呼叫控制移动交换中心负责处理用户的电话呼叫，分配资源并建立连接。2移动性管理提供用户移动性的支持，允许用户在不同地点漫游时保持通信。3数据处理管理用户的短消息服务、数据业务和其他增值服务。4网络管理监控网络状态，管理网络资源，并提供故障诊断和修复。7.3移动交换技术发展移动交换技术从模拟到数字，从电路交换到分组交换，移动交换技术不断演进，更加高效、灵活、智能。5G网络5G技术带来了更高的带宽、更低的延迟和更高的连接密度，为移动交换技术的发展提供了新的机遇。云计算云计算技术可以提供更强大的计算能力和存储能力，支持移动交换系统的规模化和灵活部署。人工智能人工智能技术可以应用于移动交换系统中，实现更智能的网络管理和资源优化。交换系统性能指标交换系统性能指标用于评估交换系统的效率和可靠性。主要指标包括质量指标和经济指标，反映交换系统的通信质量、稳定性以及成本效益。8.1质量指标通话成功率通话质量呼叫接通率丢包率时延抖动交换系统质量指标主要包括通话成功率、通话质量、呼叫接通率、丢包率、时延、抖动等。这些指标反映了交换系统对用户体验的影响。8.2经济指标经济指标主要衡量交换系统的成本效益和运营效率。这包括投资回报率、运营成本、每用户成本以及设备利用率等。10%投资回报率投资回报率衡量交换系统在一定时间内的收益与投资成本的比率。$100K运营成本运营成本包括维护、能源和人工等方面的费用，可通过优化系统设计和运营流程来降低。10每用户成本每用户成本反映了服务提供商为每个用户提供的服务所需的平均成本，可通过降低运营成本和提高用户数量来降低。80%设备利用率设备利用率衡量交换系统的有效利用程度，可通过提高系统负载和优化资源分配来提高。交换系统未来发展趋势随着科技的快速发展，交换系统面临着新的挑战和机遇。下一代交换系统需要更加智能化、高效化和可扩展性。9.15G交换网络超高速率5G网络具有更高的数据传输速率，为交换网络带来了新的挑战和机遇。低延迟5G网络的低延迟特性对交换网络的实时处理能力提出了更高的要求。大连接5G网络支持海量设备连接，对交换网络的容量和扩展性