2016现代交换技术第一章分析PPT课件
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现代交换技术
现代交换技术现代交换技术第一章绪论1.1 交换与通信网1.面向连接网络和无连接网络的主要区别：P4（1）面向连接网络用户的通信总要经过建立连接、信息传送、释放连接三个阶段；而无连接网络不为用户的通信过程建立和拆除连接。
（2）面向连接网络中的每一个节点为每一个呼叫选路，节点中需要有维持连接的状态表；而无连接网络中的每一个节点为每一个传送的信息选路，节点中不需要维持连接的状态表。
（3）用户信息较长时，采用面向连接的通信方式的效率高；反之，使用无连接的方式要好一些。
1.2 交换原理P91.无论何种交换机，在通信网中均完成如下功能：（1）接入功能（2）交换功能（3）信令功能（4）其它控制功能第二章7号信令系统2.1 信令系统概述1、所谓信令，就是指在通信网上为完成某一通信业务，节点之间要相互交换的控制信息（包括终端、交换节点、业务控制节点）。
2、信令编码方式：（1）模拟编码方式：使用最多的是多频编码方式。
比如中国1号记发器信令的前向信令就设置了6种频率，每次取出两个同时发出，表示一种信令，共有15种编码。
（2）二进制编码方式：典型的代表是数字型线路信令，它使用4比特二进制编码来表示线路了的状态信息。
（3）信令单元方式：代表7号信令系统3、7号信令系统的特点：（1）局间的7号信令链路由两端的信令终端设备和塔门之间的数据链路组成，数据链路是一个工作于双向方式的数据信道，目前使用的速率为64kb/s（2）7号信令系统的本质是一个高速分组交换系统，信令系统之间通过局间的专用信令链路以分组的形式交换各类业务控制信息（3）一条信令链路可以传送若干条话路的信令，理论上话路群得最大容量为4096条（4）由于话路与信令信道分离，有些时候信令通畅，并不一定话路也通畅，因此，必要时要对话路进行单独的导通检验7号信令的上述特点使它与随路信令系统相比具有以下优点：（1）信令系统更加灵活（2）信令在信令链路上以信号单元方式传送，传送速率快，呼叫简历时间大约缩短，不仅提高了服务质量，而且提高了传输设备和交换设备的使用效率（3）信令编码容量大，采用不等长信令单元编码方式，便于增加新的网络管理信号和维护信号，以满足各种新业务的要求（4）信令以统一格式的信号单元传送，实现了局间信令传送形式的高度统一（5）信令与话音分开通道传送，分开交换，因而在通话期间可以随意处理信令，便于以后支持复杂的交互式业务（6）信令设备经济合理2.37号信令网1、国际信令网的编码为14位，编码容量为2的14次方=16384.2、编码采用三级编号结构：大区识别、区域网识别、信令点识别NML为3比特的大区识别，为第一级，用于识别全球的编号大区；K-D为8比特的区域网识别，为第二级，用于识别每个编号大区内的区域网，我国被分配在4-120，即第四世界大区，区域编码120，前两部分合起来又称为信令区域网编码（SANC）3、全国7号信令网的信令点采用统一的24位编码方案：主信令区编码、分信令去编码、信令点编码。
现代交换技术第章PPT课件
.
26
静合接点
2
1
用户外线 3
5
4 6
动合接点 线圈
RJ
振铃 继电器
用户内线
铃 流
振铃电路
处
理
振铃驱动器
机
振铃控制
.
27
用户外线
用户内线
RJ
振
理
振铃驱动器
机
振铃控制
.
28
用户外线
用户内线
RJ
振铃 继电器
铃 流
振铃电路
处
理
振铃驱动器
机
振铃控制
.
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监视（S）
监视就是对用户分机的摘挂机状态 和拨号脉冲信号进行监视。
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三、数字用户电路
是数字用户终端设备与程控数字交换机之间的 接口电路。如数字话机、个人计算机、数字传真机 及数字图像设备等。
1、S接口：数字终端信息采用四线制方式时使用。 ►S接口的帧结构在250μs内要传送48bit，传送
速率为192kbit/s。 ►在目前的电话网中，用户线大都是二线制， 故
用户电路 用户电路
集
用线 户器
出话局路接系续 统
数 字
用户处理机
交
用户电路
远集 端线
数字中继
数字中继
换
用户电路
用器 户
模拟中继线
模拟中继
网
数字中继线 用户处理机
数字中继
络
信号部件
用户测试台
维护操作系统 系统监测台
输入/输出处理机
.
维护处理机 中央处理机
存储器
程序 数据
控制系统 6
用户电路 用户电路
振铃控制就是在处理机控制下，给 被叫用户送符合规定的振铃信号，以便 提示被叫用户有电话呼叫到来。
现代交换原理与技术第1章 交换技术及通信网概述
A
传输 1.交换2.发送 呼叫信号
传输
D
发送呼叫信号
1.作出反应 2.发送回应信号
2018/1/16
15 计算机与通信工程学院
1.2.1电路交换：交换机的分类
(1) 按信息表示形式分：模拟和数字交换机
交换机构对模拟信号进行交换，包括 人工交换台、步进制、纵横制、脉幅 调制等交换机。
交换机构对数字信号进行交换，包括用 于固定电话、移动电话语音交换的程控 数字交换机。
现代交换原理与技术
9
1.2 交换技术
ATM(Asynchronous Transfer Mode)
电 路 交 换
多 速 率 电 路 交 换
快 速 电 路 交 换
交 换
IP交换 软交换 IMS
ATM
帧 中 继
帧 交 换
分 组 交 换
报 文 交 换
PTM(Packet Transfer Mode) 光交换
2018/1/16 11 计算机与通信工程学院
1.2.1电路交换：技术演进
1876年贝尔发明电话。
最早的电话交换机，1878年英国人设计了磁石电话
交换机，采用Ring-Donw方式。 15年后步进制交换机问世，通过号盘话机拨号使直 流通断直接控制接续选择。 1919年后，纵横制交换机，采用记发器集中收号， 通过标志器驱动纵横接线器动作完成自动接续。
1.1.3 通信网的组成
交换设备
传输设备
终端设备
多个交换结点组成的通信网
2018/1/16 7 计算机与通信工程学院
1.1.3 构成通信网的三要素
通信网：由终端设备、交换设备、传输设备，结合信令过程、 协议和支撑运行系统组成的网络。
《现代交换技术》课件
探讨数据中心网络交换技术的未来发展方向。
3
云计算中的数据中心网络交换技术应用
讲解云计算环境下数据中心网络交换技术的应用。
网络安全与交换技术
1 交换技术对网络安全的影响
探讨交换技术对网络安全的挑战和机遇。
2 交换技术在网络安全中的应用
介绍交换技术在网络安全领域中的具体应用。
3 新一代交换技术在网络安全中的作用
数据包交换技术
解释数据包交换技术的重要性和优势。
IP交换技术
探讨IP交换技术在现代网络中的应用。
以太网交换பைடு நூலகம்术
介绍以太网交换技术以及其在网络中的作用。
虚拟化交换技术
讨论虚拟化交换技术如何提高网络资源利用率。
数据中心网络交换技术
1
数据中心网络交换技术基础
介绍数据中心网络交换技术的基本知识和原理。
2
数据中心网络交换技术发展趋势
分析新一代交换技术在加强网络安全方面的作用。
结论
现代交换技术的发展 趋势
探索现代交换技术未来的发展 趋势和前景。
现代交换技术的优缺 点和应用前景
评估现代交换技术的优势和劣 势，以及其广泛应用的前景。
总结和展望
总结本课程内容，并展望未来 交换技术的发展。
《现代交换技术》PPT课件
导言
本节课程将介绍现代交换技术的重要性和目标，以及交换技术在不同场景中 的发展历程。
传统交换技术
电路交换技术
介绍传统电路交换技术的原 理和应用。
路由器交换技术
介绍传统路由器交换技术的 基本概念和工作原理。
ATM交换技术
介绍传统ATM交换技术的特 点和应用场景。
现代交换技术
现代交换技术课件(第一章 概述2)
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现代交换技术
分组交换
分组交换（Packet Switching）是数据通 信的一种交换方式。它利用存储—转发的方式 进行交换。基于异步时分复接。 分组交换也包括三个主要工作：接收分组； 存储分组；转发分组 分组交换工作方式 数据报方式（无连接） 虚电路方式（面向连接：虚连接）
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现代交换技术
14
现代交换技术
软件
呼叫处理程序：用于处理用户的呼叫，完成接续
过程中的各项功能要求。 执行管理程序： 执行管理程序：用于安排，调度各程序的执行时 间。 障碍处理及诊断程序： 障碍处理及诊断程序：用于查找及处理硬件发生 的故障。 运转管理程序： 运转管理程序：用于日常的维护管理工作。
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现代交换技术
模 拟 交 换 机
交换机的控制功能由硬件和软件共同完成
PAM PCM ∆M 交换 机
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现代交换技术
按控制系统分 集中控制 分布控制 按功能分布 按等级分布 按空间分布
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现代交换技术
二、按交换方式分类
电路交换
基于同步时分复接，其要点是面向连接。 (电路交换每次呼叫包括三个主要阶段：建立连接；保持 连接；拆线)
现代交换技术23电路交换分组交换面向连接atm交换分组交换无连接复用方式同步复用统计复用统计复用统计复用统计复用带宽分配固定带宽动态带宽动态带宽动态带宽动态带宽最小较大不定连接方式面向连接面向连接面向连接面向连接无连接差错控制信息单元长度固定可变可变固定可变最佳应用话音批量数据lan互连多媒体短数据交换技术特点的比较
3
现代交பைடு நூலகம்技术
图1.9 电路交换呼叫接续过程
4
现代交换技术
1.2.3
现代交换原理(全套课件488P)
…… 9
现代交换原理
第1章 概论
1.2 通信交换的基本技术
三、信令技术
任何通信网的正常通信都必须有信令来控制。在交换式通信网 络中，要使终端、交换机和传输系统协同运行，要实现任意用户之 间的呼叫连接并完成交换功能，以及要维持网络本身的正常运行， 都必须在信令的控制下有条不紊地进行。 信令过程是予以规范化的一系列协议。 针对各种不同的具体通信系统，可以有不同的信令过程及信令 方式。 不同角度划分： 1）用户信令与局间信令 2）随路信令与共路信令 3）监视信令、地址信令和维护管理信令
本书将主要介绍一些典型或先进的交换技术，具体包括：电路 交换、数字程控交换、分组交换和帧中继、ATM交换、多层交换以及 光交换。考虑到软交换作为下一代网络的核心技术，也将介绍软件 换技术。另外，鉴于交换网络及信令技术是交换技术的核心组成， 也将以独立章节专门介绍该两方面的内容。
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现代交换原理
第1章 概论
6
现代交换原理
第1章 概论
1.2 通信交换的基本技术
一、接口技术
交换机一般都具有用户接口和中继接口，分别对应用户线和中 继线。 主要作用： 1）一方面将来自终端或其它交换机的各种传输信号转换成统一的 交换机内部工作信号，并按信号的性质分别将予以规范化的信令传 送给控制模块，将用户消息传送给互连网络，以便控制模块或互连 网络进行处理或接续 2）另一方面是将来自于交换机的信令或用户消息转换成适合用户 线或中继线传输的信号并通过这些线路发送出去。 针对处理的信号性质、不同类型的交换机所具有的接口技术也不完 全相同。
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现代交换原理
第1章 概论
1.2 通信交换的基本技术
二、互连技术
交换机一般都具有互连网络（或称交换网络），任务是实现任 一入线与任一出线之间信号的接续互连 。 互连技术主要包括： （1）拓扑结构 交换网络都具有一定的拓扑结构。对于不同的交换机，其交换 网络的拓扑结构要依据交换方式、服务质量等因素来确定。拓扑结 构可分为时分结构、空分结构、时空分混合结构等。 （2）选路策略 对于具有多级空分拓扑结构的交换网络，一入端和一出端之间 在该网络内部可能存在多条并行通路，所以也需要为一个呼叫请求 选择一条合适的通路。
(金惠文-现代交换原理课件)第一讲绪论-PPT精品文档
NGN的体系结构
控制层，主要完成信令处理，包括信令 网关、软交换等设备。信令网关完成 PSTN/No.7信令到NGN标准信令的转换， 软交换处理各种呼叫控制信令并控制媒 体网关完成呼叫接续，提供标准API接口。 网络业务层，处理业务逻辑，包括IN业 务逻辑、认证、授权、记账和地址解析 等，提供业务生成环境。
1.5 软交换解决方案
传统电路交换模式 SS7网络 控制器 帐单系统 网关控制协议 TDM ATM－异步转移模式 IP－因特网协议 SCP－业务控制点 SS7－信令系统7 TDM－时分复用 IP ATM 接入/中继 媒体网关 IP/ATM 骨干网 IP ATM 接入/中继 媒体网关 软交换技术 管理系统 软交换模式 新业务 SCP SS7网络
NGN的主要特点
多媒体：语音、数据、视频及其他媒体 流可在下一代网络中以IP方式进行资源 共享，并满足实时传送要求。 低成本：与目前的PSTN相比，通信费用 将大大降低。
1.3.2 NGN的功能
NGN通常和软交换联系在一起，是下一代网络 的核心。 呼叫功能：涉及呼叫建立、保持和释放的过程， 包括会议、授权、资源分配、监控等功能； 协议功能：负责各类协议间的互通； 接入功能：用户通过网关接入到NGN； 业务功能：能提供PSTN/ISDN、IN的所有业务， 并提供呼叫与控制之间的通信功能；
NGN的功能
互通功能：提供分组交换网与No.7、IN、 IP电话网、ATM网、SIP网等之间的互通； 资源管理功能：提供资源的分配、释放 和控制等功能； 计费功能： 认证功能：用户鉴权，阻止非法用户， 提供安全保证；
NGN的功能
地址解析功能：完成E.164、别名、IP、 ULR等地址方案的解释和重定向； 语音处理功能：提供语音编解码、噪音 抑制、话音识别、回声抵消等功能； 操作维护功能：包括系统的监控、配置、 修改、测试、统计、告警处理以及故障 诊断排除等功能。
现代交换技术章 (1)
第1章 绪 论
2) 数据链路层
数据链路层是OSI的第二层，简称链路层。它主要负责数据 链路的建立、维持和拆除，并在两个相邻节点的线路上，将网络 层送下来的信息(分组)组成帧传送，每一帧包括一定数量的数据 和一些必要的控制信息。为了保证数据帧的可靠传输，数据链路 层应具有差错控制功能。在传送数据时，若接收节点检测到所接 收数据中有差错，就要求发端重发，直至该帧被正确接收。同时， 数据链路层还应具备简单的流量控制功能，以防止接收缓存器容 量不够而产生溢出。这样，链路层就把一条有可能出错的实际物 理链路转变成让网络层向下看起来好像是一条不出差错的链路， 实现了在不可靠的物理链路上进行可靠的数据传输的功能。
由此可见，交换机在通信网中起着非常重要的作用，它就 像公路中的立交桥，可以使路上的车辆(信息)安全、快捷地通往 任何一个道口(交换机输出端口)。
第1章 绪 论
1.1.3 面向连接网络和无连接网络
信息在通信网中由发端至终端逐节点传递时，网络有两种 工作方式：面向连接CO(Connection Oriented)和无连接 CL(Connectionless)。某种程度上，这两种工作方式可以比作铁 路和公路。铁路是面向连接的，例如从北京到广州，只要铁路 信号往沿路各站一送，道岔一合(类似交换的概念)，火车就可以 从北京直达广州，一路畅通，保证运输质量。而公路则不然， 卡车从北京到广州一路要经过许多岔路口，在每个岔路口都要 进行选路，遇见道路拥塞时还要考虑如何绕道走，要是拥塞情 况较多时就会影响运输，或者延误时间，或者货物受到影响， 质量得不到保证。这就是无连接的情况。
第1章 绪 论
4) 运输层
运输层位于开放系统互连模型的第四层，它是衔接通信子网 (由物理层、数据链路层及网络层构成)和资源子网(包含会话层、 表示层及应用层)的桥梁，起到了承上启下的作用。运输层对高 层用户起到了屏蔽作用，使高层用户的同等实体在交互过程中不 会受到下层数据通信技术细节的影响。
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2. 《软件定义网络: SDN与OpenFlow解析 》
Thomas D. Nadeau，Ken Gray, 毕军 译，
2020年9月人28日民邮电出版社，2014.05
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考试：
➢ 考试方式：闭卷考试
➢ 成绩比例
平时成绩（30％）
• 实验（16学时，15％）
• 平时作业（15％）
试卷成绩（70％）
现代交换技术
任课老师：蒲秀娟
2020年9月28日
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个人简介：
➢ 2009年：工学博士
➢ 2011年6月-2013年6月：江苏扬州广 陵产业园博士后
➢2014年5月-2015年7月：美国宾夕法 尼亚州立大学访问学者
➢MAIL：
2020年9月28日
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课程介绍：
➢ 数字程控交换机是公用电话网、移动 电话网、综合业务数字网中的关键设备， 在电信网中起着非常重要的作用
2020年9月28日
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1.1.2 交换节点的基本功能
三、交换节点的基本功能
2、交换机基本功能
（1）接收和分析从用户线或中继线来的呼叫信号 （2）接收和分析从用户线或中继线来的地址信号 （3）按目的地址进行选路和中继线上转发信号 （4）能控制连接的建立 （5）能按照所收到的释放信号拆除连接
2020年9月28日
1.1.1 交换的引入
主叫用户
2020年9月28日
被叫用户
1100
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
N对连接线? N
2020年9月28日
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1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
如果所有用户 都两两相连，互 连线数会很大：
N×（N-1） ÷ 2
例：N=10000 连线数=50000000对
➢ 掌握程控交换机的基本原理，理解宽 带交换技术及其相关概念，对从事通信 工程的技术人员来说是十分必要的
2020年9月28日
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教材及参考书：
➢ 教材：《现代交换技术》(第三版)，张中荃， 人民邮电出版社，2013.08
➢ 参考书：
1. 《计算机网络》（第6版），谢希仁， 电
子工业出版社，2013.06
2020年9月28日
1122
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。
引入了一种交换设备。
电话 交换机
2020年9月28日
1133
1.1.1 交换的引入
一、什么是交换
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
► 模拟通信：以模拟信号来传送消息的通信方式。
信息源
调制器
（发信机）
基带信号
已调信号
传输媒质 噪音源
解调器
受信者
（收信机）
已调信号 基带信号
模拟通信系统模型图 模拟信道
主要缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成
2020年9月28日
2244
1.2.1 模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信
二、交换节点的连接方式
2、汇接方式
多个交换节点之 间不能做到个个 相连，而是引入 汇接交换节点， 实现各交换节点 之间的间接相连。
汇接交换机
2020年9月28日
1177
1.1.2 交换节点的基本功能
三、交换节点的基本功能
1、交换接续功能 （1）本局接续：本交换机内部用户线之间接续 （2）出局接续：用户线与出中继线之间的接续 （3）入局接续：入中继线与用户线之间的接续 （4）转接接续：入中继线与出中继线之间的接续
1199
1.2 交换技术分类
按传输信号形式分：模拟交换与数字交换 按接续控制方式分：布控交换与程控交换 按信道占用方式分：电路交换与分组交换 按带宽分配方式分：窄带交换与宽带交换
2020年9月28日
2200
1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号
► 连续消息：消息的状态随时间是连续变化 的, 如强弱连续变化的语音等。（模拟消息） ► 离散消息：消息的状态是可数的或离散的, 如符号、文字和数据等。（数字消息）
► 数字信号：对应于数字消息的电信号形式。 是指信号幅度不随时间作连续的变化，只能 取有限个离散值的信号。
u 01010011
2020年9月28日
例如：
“0”“1”表示进制数字信号
五位“0”“1”用于电报通信
t 七位“0”“1”用于计算机通 信
2233
1.2.1 模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信
2020年9月28日
55
教学内容
第1章 交换技术概述
第2章 数字交换与数字交换网络
第3章 程控交换机的硬件系统
第4章 程控交换机的软件系统
第5章 移动交换系统简介
第6章 ATM交换技术
第7章 MPLS交换技术
第8章 软交换技术
第9章 2020年9月28日 交换新技术
66
第一章 交换技术概述
2020年9月28日
三、模拟交换与数字交换
►模拟交换：以模拟信号为对象的交换方式。 传输和交换的信号是模拟信号的交换机称为 模拟交换机。（模拟交叉接点）
电话 交换机
2020年9月28日
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1.1.1 交换的引入
传输系统
2020年9月28日
C1
各级交 换系统
C2
C3
C4 1155
1.1.1 交换的引入
二、交换节点的连接方式
1、全互联方式 设置多个交换节 点，每个交换节 点之间用中继线 两两相连。
2020年9月28日
1166
1.1.1 交换的引入
77
第一章 交换技术概述
本章内容：1.1 交换的基本概念 1.2 交换技术分类 1.3 交换技术的发展 1.4 电话交换信令方式
本章重点：理解各相关概念 本章难点：局间信令
2020年9月28日
88
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
被叫用户
主叫用户
2020年9月28日
99
1.1 交换的基本概念
2020年9月28日
2211
1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号
► 模拟信号：对应于模拟消息的电信号形式。 是指代表消息的信号及其参数（幅度、频率 或相位）随着时间连续变化的信号。
u
2020年9月28日
也包含“模仿” 的意思。
t
2222
1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号
► 数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。
信息源
信源编码器 信道编码器
调制器
模拟信号
数字信号 已调信号 传输媒质
受信者
信源译码器 信道译码器
解调器
噪音源 数字信道
数字通信系统模型
主要优点：抗干扰性强、保密性好、设备易于集成化、
2020年9月28日 便于计算机处理
2255
1.2.1 模拟交换与数字交换