《电路交换技术》课件

电路交换技术课程概述课程目标深入理解电路交换技术的原理、特点、结构和应用。课程内容从电路交换技术的定义、历史、特点等方面入手，深入探讨电路交换系统的组成、工作原理以及常见的电路交换网络。学习方式课堂讲解、案例分析、实验操作等多种方式，帮助学生掌握电路交换技术的理论知识和实践技能。电路交换技术的定义电路交换电路交换是一种通信技术，它在通信双方之间建立一条专用的物理连接。物理连接这条连接就像一条电话线，在通信过程中一直保持连接，直到通信结束才断开。电路交换技术的历史演进1现代网络互联网和移动网络2数字电路交换ISDN、ATM网络3模拟电路交换传统电话网络4早期电报网络点对点连接电路交换技术的特点1专用线路在通话过程中，建立一条专用的物理线路，用于连接两个通信设备，确保数据传输的可靠性和安全性。2实时性强电路交换技术保证了数据的实时传输，无需等待数据包的处理和转发，适用于语音和视频通话等实时应用。3带宽固定在连接建立后，分配的带宽始终保持不变，确保数据传输速度稳定，适用于带宽需求确定的应用。4资源利用率低一旦连接建立，即使没有数据传输，也占用线路资源，导致资源利用率较低，对于流量较低的应用来说，成本较高。电路交换系统的组成交换机连接各个用户线路并进行电路连接。用户线路连接用户终端设备到交换机的物理线路。信令系统负责控制电路的建立、释放和维护。交换机的工作原理1接收数据帧交换机接收来自连接的设备的数据帧。2分析数据帧交换机分析数据帧的目标MAC地址。3查找目标端口交换机查找与目标MAC地址对应的端口。4转发数据帧交换机将数据帧转发到相应的端口。交换机的主要功能连接网络设备交换机连接各种网络设备，如计算机、服务器和路由器，形成一个网络。数据转发交换机根据数据包的目标地址进行转发，将数据传递到正确的接收设备。网络安全交换机可以提供网络安全功能，如访问控制、流量过滤和端口安全，保护网络安全。电路交换过程的信号流动呼叫建立用户发起呼叫时，信号沿着线路传递到交换机。路径选择交换机根据目标号码选择合适的路径，连接到目标用户。电路连接交换机建立连接，信号开始沿着这条线路流动。数据传输用户开始通话，信号在连接的电路中传递。呼叫结束用户挂断电话时，信号断开连接。电路交换过程的时序1呼叫建立用户发起呼叫，拨号并接通线路。2连接建立交换机分配专用线路，建立端到端的物理连接。3数据传输用户进行语音或数据传输，信息实时传递。4连接释放一方挂断电话，释放连接，线路恢复空闲。交换网络的拓扑结构交换网络的拓扑结构是指交换机之间的连接方式。常见的拓扑结构包括星型、环型、总线型、树型和网状型。星型拓扑结构以中央交换机为中心，所有其他交换机都连接到中央交换机。环型拓扑结构中，所有交换机都连接成一个闭合环。总线型拓扑结构中，所有交换机都连接到一条公共总线上。树型拓扑结构由多层交换机构成，层级关系类似树状结构。网状型拓扑结构中，交换机之间有多条连接路径，可以实现冗余连接。常见的电路交换网络电话网络传统电话网络采用电路交换技术，实现语音通话。ISDN网络综合业务数字网络，支持语音、数据和视频等多种业务。ATM网络异步传输模式网络，以高带宽和低延迟的特点，支持高速数据传输。SDH网络同步数字体系网络，提供高质量的数字传输服务，适用于骨干网。电话网络电话网络是世界上最大的通信网络，利用电路交换技术建立通话连接。它通过电话线、交换机和卫星等基础设施实现语音和数据传输。传统的电话网络主要用于语音通话，近年来随着技术的进步，它也开始支持数据和多媒体服务。ISDN网络综合业务数字网（ISDN）是建立在数字交换技术基础上的，为用户提供各种语音、数据、图像等综合业务的数字通信网络。ISDN网络使用数字信道传输语音和数据，并提供多种数据速率选择，例如基本速率接口（BRI）和主要速率接口（PRI）。ISDN网络具有以下优点：数字传输、多业务集成、数据传输速率灵活、可靠性和安全性更高。ATM网络异步传输模式ATM网络是一种基于异步传输模式(ATM)技术的宽带网络，它能够支持各种类型的通信服务，包括语音、数据和视频。高带宽ATM网络具有很高的带宽和低延迟，可以满足现代通信对高速数据传输的需求。灵活性和可扩展性ATM网络具有很高的灵活性和可扩展性，可以适应各种网络应用场景。PDH网络PDH（脉冲编码调制-数字分层传输）网络是一种传统的数字传输系统，它使用同步时分复用技术来传输数字信号。PDH网络主要用于话音、数据和视频等信息的传输，在互联网普及之前，它是主要的数字传输方式。PDH网络的带宽范围从2Mbit/s到140Mbit/s，适用于中长距离的通信。SDH网络同步数字体系(SDH)是一种数字传输技术，它使用同步传输模式，提供高带宽、高可靠性和高灵活性的传输能力。SDH网络在传输速率、可靠性和安全性方面都优于PDH网络，被广泛应用于核心网络和骨干网，以及一些关键的业务传输。电路交换技术的优缺点优点实时性高，传输延迟小，适合实时通信和传输大量数据。优点传输质量稳定，数据传输误差率低，保证信息完整性。缺点资源利用率低，一旦建立连接，即使没有数据传输，也要占用线路资源。缺点灵活性差，无法处理突发性流量，难以适应网络需求的快速变化。电路交换技术的应用领域传统电话网络电路交换是传统电话网络的核心技术，为语音通话提供了稳定的连接，支持高质量的实时通信。数据传输电路交换可用于数据传输，例如ISDN网络中的数据传输，提供可靠性和稳定性。专用网络在某些特殊场景，如金融交易或军事通信，电路交换可提供高安全性、可靠性和带宽保证。电路交换与分组交换的比较电路交换建立连接后才能传输数据，数据以连续流的形式传输，传输速度快，但效率低，资源利用率低。分组交换数据以分组形式传输，可利用网络资源，传输效率高，但速度慢，适用于数据量大的应用。电路交换技术的发展趋势融合与协同电路交换技术正与分组交换、光传输等技术不断融合，形成更加灵活和高效的网络架构。软件定义网络（SDN）SDN技术为电路交换带来了新的发展机遇，可以实现更灵活的资源控制和网络管理。云计算云计算技术的兴起，为电路交换技术提供了新的应用场景，例如虚拟专线和云数据中心互联。电路交换技术在未来网络中的角色专用网络电路交换技术在未来网络中将继续发挥重要作用，特别是在需要高可靠性和低延迟的专用网络中