《电话交换网》课件

《电话交换网》课程介绍课程目标掌握基本概念深入理解电话交换网的基本原理、结构和工作机制。熟悉相关技术掌握模拟交换、数字交换、信令系统等关键技术。了解行业应用分析电话交换网在通信领域中的应用场景和发展趋势。课程大纲概述1引言电话交换网的定义和应用场景2电话交换网的演进从模拟交换到数字交换的历程3电话交换网的架构核心网络、接入网和传输网4电话交换网的技术信号系统、路由选择和传输技术5电话交换网的应用语音通信、数据传输和增值业务6总结与展望电话交换网未来的发展趋势电话交换网的概念和作用电话交换网是指由通信设备和线路组成的网络，用于连接电话用户，实现电话通信。它通过交换机将不同的电话线路相互连接，使电话用户能够相互通话。电话交换网在现代社会扮演着至关重要的角色，它为人们提供了一个方便、快捷、可靠的通信方式，促进了社会发展和人们生活水平的提高。电话交换网的发展历程早期手动交换最早的电话交换系统需要人工连接线路，效率低下且容量有限。机电交换系统机电交换系统利用机械和电子元件实现自动交换，提高了效率和容量。电子交换系统电子交换系统使用电子器件实现交换，进一步提高了交换效率和容量。数字交换系统数字交换系统使用数字信号处理技术，实现了更高速率、更可靠的交换服务。现代网络交换现代交换网融合了多种技术，提供更丰富的语音和数据服务。电话交换网的基本原理1连接用户电话交换网通过交换机将不同用户连接起来，实现电话通话。2建立连接交换机在用户呼叫时建立连接，并将通话信号传递给对方。3释放连接通话结束后，交换机释放连接，以便其他用户使用。电话交换网的主要构成交换机交换机是电话交换网的核心设备，负责连接用户线路并完成呼叫的连接和路由。用户线路用户线路连接用户电话机与交换机，负责传输用户语音信号。传输线路传输线路用于连接不同交换机，负责传输语音信号和控制信号。信令系统信令系统负责交换机之间的通信，控制呼叫建立、释放和路由选择。电话号码的分配和管理号码规划每个地区都有一套完整的号码规划体系，确保电话号码的唯一性。例如，中国大陆的固定电话号码通常由区号、交换机号码和用户号码组成。号码分配电话号码由电信运营商分配给用户，并进行管理。分配过程要考虑用户需求、网络容量等因素。号码管理电信运营商负责电话号码的登记、变更、注销等管理工作。确保号码资源的有效利用，防止号码重复分配或滥用。电话呼叫的处理过程1呼叫终止用户挂机2连接建立连接成功3寻址路由查找目标号码4呼叫发起用户拨号模拟交换和数字交换的原理模拟交换模拟交换是通过模拟信号进行传输和交换的。它将语音信号转化为连续的模拟波形进行传输。数字交换数字交换是通过数字信号进行传输和交换的。它将语音信号数字化后，以数字形式进行传输和处理。模拟交换网的主要设备转盘式电话机通过旋转拨盘拨号，将音频信号转换为脉冲信号，用于呼叫连接。交叉开关用于建立和断开电话线路，并通过机械控制完成呼叫连接。继电器作为电信号的控制元件，通过电磁感应控制线路的连接和断开。数字交换网的主要设备数字交换机数字交换机是数字交换网的核心设备，负责处理数字信号的交换和路由。数字线路卡数字线路卡用于连接数字线路，例如数字用户线(ISDN)或数字传输线路。数字信号处理器数字信号处理器负责处理数字信号的编码、解码和处理，例如语音压缩和加密。网络管理系统网络管理系统用于监控和管理数字交换网的运行状态，例如故障诊断和性能优化。信号系统在交换网中的作用控制和管理信号系统负责控制交换网络中不同设备之间的通信，例如呼叫建立、连接管理和释放。路由选择信号系统为电话呼叫选择最佳路径，并确保呼叫能够顺利地从发起者传递到接收者。用户服务信号系统支持各种增值服务，例如呼叫转移、呼叫保持和会议电话。信令系统SS7的基本结构功能说明用户部分负责与用户设备的通信网络部分负责网络节点之间的通信信令点代码用于识别每个网络节点信令链路连接不同网络节点信令数据包含呼叫控制信息电话交换网中的信令传输1信令传输交换网络中的信令是通过专门的信令通道传输的2信令通道信令通道可以是独立的线路，也可以利用话音通道的空闲时隙3信令协议信令传输使用专门的信令协议，例如SS7协议信令传输在电话交换网中至关重要，它确保了交换机之间能够正确地通信，并实现呼叫的建立、连接和释放。电话交换网中的路由选择1源地址路由器根据呼叫的源地址和目的地址，选择最优路径来完成连接。2目的地址路由器会查阅路由表，找到指向目的地址的最佳路由，并将呼叫发送到该路径。3路径选择路由选择算法根据网络条件和呼叫类型，例如优先级、带宽等因素，动态地调整路由路径。电话交换网的接入技术模拟电话接入传统模拟电话线，使用PSTN网络接入交换网。数字用户线接入利用数字用户线（DSL）技术，提供高速数据传输和语音接入。无线接入技术包括GSM、CDMA、Wi-Fi等，提供移动用户接入交换网。电话交换网的传输技术光纤传输光纤传输技术具有高带宽、低损耗、抗干扰性强等优势，是现代电话交换网传输的主要方式。微波传输微波传输技术利用微波频段进行信号传输，适用于长距离、高容量的传输。卫星传输卫星传输技术可以覆盖广阔的区域，适用于跨国或跨洲的通信。电缆传输电缆传输技术利用同轴电缆进行信号传输，适用于短距离、高带宽的传输。电话交换网的交换技术空间交换利用物理连接进行交换，效率低、成本高，已基本淘汰。时分交换将时间分割成多个时间片，在同一线路上传输多个信号，提高线路利用率。频分交换将频谱分割成多个频带，分配给不同的用户，实现多个用户共享一条线路。分组交换将数据分割成数据包，通过网络节点传递，提高数据传输效率和灵活性。电话交换网的业务增值技术语音邮件允许用户接收和发送语音邮件，方便用户错时沟通。呼叫转移将呼叫转接到另一个电话号码，提高用户可达性和效率。呼叫等待当用户正在通话时，可以将新的呼叫挂起，用户可选择是否接听。三方通话允许用户与多方进行通话，方便多人协商或会议。电话交换网的语音编码技术1脉冲编码调制(PCM)PCM是一种将模拟语音信号转换为数字信号的常见技术，它将语音信号采样并量化为离散值。2线性预测编码(LPC)LPC是一种更先进的编码技术，它通过分析语音信号的频谱特征来预测其未来的值，从而实现更高的压缩率。3自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)ADPCM是一种利用语音信号的时域相关性来提高压缩效率的技术，它将相邻样本之间的差异进行编码。电话交换网的质量保证措施性能测试评估交换网络的性能，包括呼叫建立时间、通话质量、吞吐量等。安全测试评估交换网络的安全性，包括入侵检测、病毒防护、数据泄露等。维护管理定期维护和更新交换网络设备，确保其正常运行和安全性。电话交换网的能源管理节能降耗采用节能设备、优化运行模式，降低能耗。电源备份提供可靠的电源供应，确保网络稳定运行。能源监控实时监控能源使用情况，及时发现问题。电话交换网的维护管理定期维护确保设备正常运行，预防故障发生。故障排除及时解决设备故障，恢复正常服务。性能监测监控网络性能，优化网络配置。电话交换网的网络安全防护入侵检测监测网络流量，识别潜在的恶意活动，防止黑客入侵。数据加密对敏感数据进行加密，确保数据安全传输。身份验证通过用户身份验证，控制对系统和数据的访问权限。电话交换网的发展趋势云化电话交换网将逐渐向云端迁移，实现虚拟化和按需服务。移动化随着移动设备的普及，电话交换网将更加注重移动性，提供便捷的移动通信服务。智能化电话交换网将融合人工智能技术，实现智能化的呼叫管理、语音识别和网络优化。电话交换网的应用案例分析电话交换网广泛应用于各种场景，例如:企业通信网络:提供语音、数据、视频等多种通信服务，提升工作效率和沟通协作能力。政府机关通信网络:确保政府部门之间以及与公众之间的有效沟通，提高行政效率和服务质量。公共服务网络:为市民提供便捷的电话服务，例如公共交通查询、医疗预约等。金融机构通信网络:确保金融交易安全可靠，保障金融机构之间的实时联络。电话交换网的行业发展前景5G技术的融合5G技术将为电话交换网带来更高的带宽和更低的延迟，为用户提供更优质的语音和数据服务。云计算的应用云计算将为电话交换网提供更灵活的部署方式和更低廉的运营成本，推动电话交换网向云端迁移。物联网的兴起物联网的兴起将为电话交换网带来新的业务机会，例如智能家居、智能城市等。电话交换网的行业标准及规范国家标准中国通信行业标准制定机构发布了大量的