华北电力大学通信第一篇交换技术

第一篇第一篇 交换技术交换技术华北电力大学电信系华北电力大学电信系通信教研室通信教研室鲍慧鲍慧20122012年年4 4月月目录目录第一章第一章 电信交换基础电信交换基础第二章第二章 电路交换技术电路交换技术第三章第三章 分组交换技术分组交换技术第四章第四章 ATMATM交换技术交换技术第五章第五章 多协议标记交换多协议标记交换MPLSMPLS第六章 软交换技术软交换技术1.1 电话交换的基本原理电话交换的基本原理 电话交换机的类型及发展电话交换机的类型及发展 主要的交换方式主要的交换方式 我国电话通信网的结构和编号计划我国电话通信网的结构和编号计划第一章第一章 电信交换基础电信交换基础1.1 电话交换的基本原理电话交换的基本原理 图1 点到点通信 终端传输媒介终端消息消息图图2 多用户全互联通信多用户全互联通信图图3 用户通过交换机连接用户通过交换机连接交换机的作用交换机的作用 完成需要通信的用户间的信息转接完成需要通信的用户间的信息转接1.1.1 电话通信网的基本组成及功能电话通信网的基本组成及功能 电话通信网的基本组成设备电话通信网的基本组成设备终端设备、传输设备、交换设备。终端设备、传输设备、交换设备。交换机用户接口用户环线图图4 由一台交换机组成的通信网由一台交换机组成的通信网通信网汇接交换机市话交换机用户交换机中继线用户线图图5 多台交换机组成的通信网多台交换机组成的通信网1.1.2 电话机的基本组成及工作原理电话机的基本组成及工作原理1电话机的基本组成及功能电话机的基本组成及功能 电话机的基本组成部分：电话机的基本组成部分：通话设备、信令设备、转换设备通话设备、信令设备、转换设备图图6 拨号脉冲电话机的原理图拨号脉冲电话机的原理图2电话机的基本工作原理电话机的基本工作原理（1）拨号脉冲电话机的工作原理）拨号脉冲电话机的工作原理（2）双音多频（）双音多频（DTMF）电话机的工作原理）电话机的工作原理DTMF信号用高、低两个不同的频率代表一个拨号数字。信号用高、低两个不同的频率代表一个拨号数字。号码形式号码形式环路脉冲环路脉冲每一位号码均由一串脉冲组成，其号码值与一串脉冲的个数每一位号码均由一串脉冲组成，其号码值与一串脉冲的个数相一致。图相一致。图7 7是号码是号码“23”23”的号码形式。的号码形式。断断续续位间隔位间隔图7 号码形式参数参数 一、脉冲速度一、脉冲速度 每秒的脉冲数每秒的脉冲数 二、脉冲断续比二、脉冲断续比 每个脉冲的断续时间之比每个脉冲的断续时间之比 三、位间隔三、位间隔 两串脉冲间的间隔两串脉冲间的间隔 1209 1336 1477 1633 6977708528411234567908ABDC#*图图8 双音多频选号双音多频选号1.1.3 1.1.3 交换机的基本组成及其工作原理交换机的基本组成及其工作原理 1交换机的基本组成及功能交换机的基本组成及功能图图9 交换机的基本组成交换机的基本组成2呼叫处理的基本过程呼叫处理的基本过程（1）用户呼出阶段）用户呼出阶段 （2）数字接收及分析阶段）数字接收及分析阶段 （3）通话建立阶段）通话建立阶段 （4）通话阶段）通话阶段 （5）呼叫释放阶段）呼叫释放阶段 1)人工交换机人工交换机 线路的接续和拆除由人完成线路的接续和拆除由人完成 磁石式磁石式 供电式供电式 2)自动交换机自动交换机 由机器本身的自动装置完成话路接续。由机器本身的自动装置完成话路接续。1.2 电话交换机的类型及发展电话交换机的类型及发展a)布线逻辑控制交换机布线逻辑控制交换机 交换机的控制功能由硬件完成交换机的控制功能由硬件完成 步进制步进制 纵横制纵横制b)程控交换机程控交换机 交换机的控制功能由硬件和软件共同完成交换机的控制功能由硬件和软件共同完成按话路系统分按话路系统分 空间分隔式空间分隔式 时间分隔式时间分隔式 PAM PCM M模拟交换机模拟交换机数字交换机数字交换机按控制系统分按控制系统分 集中控制集中控制 分布控制分布控制 按功能分布按功能分布 按等级分布按等级分布 按空间分布按空间分布 步进制选择器步进制选择器 步进制交换机步进制交换机从横接线器从横接线器纵纵横横制制交交换换机机程控交换机第一个自动电话局第一个自动电话局第一个研究发明自动电话的人是美国堪萨斯城一个殡仪馆的老第一个研究发明自动电话的人是美国堪萨斯城一个殡仪馆的老板阿尔蒙板阿尔蒙B史端乔。史端乔。1892年年11月月3日，用史端乔发明的接线器制日，用史端乔发明的接线器制成的成的步进制自动电话交换机步进制自动电话交换机在美国印第安纳州的拉波特城投入使在美国印第安纳州的拉波特城投入使用，这便是世界上第一个自动电话局。用，这便是世界上第一个自动电话局。第一个大型纵横制电话局第一个大型纵横制电话局 1929年，瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局，年，瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局，拥有拥有3500个用户。个用户。第一部程控数字交换机第一部程控数字交换机1970年，第一部程控数字交换机在法国投入商用试验，采年，第一部程控数字交换机在法国投入商用试验，采用时分复用技术和大规模集成电路，解决了数字电话信号的交换用时分复用技术和大规模集成电路，解决了数字电话信号的交换问题。这标志着数字电话的全面实用和数字通信新时代的到来。问题。这标志着数字电话的全面实用和数字通信新时代的到来。第一部开通使用的程控电话交换机第一部开通使用的程控电话交换机 1965年年5月，美国贝尔系统的月，美国贝尔系统的1号电子交换机问世，它是世号电子交换机问世，它是世界上第一部开通使用的程控电话交换机。这是所谓的界上第一部开通使用的程控电话交换机。这是所谓的空分空分交换交换机。空分就是用户在打电话时要占用一对线路，也就是要占用一机。空分就是用户在打电话时要占用一对线路，也就是要占用一个空间位置，直到打完电话为止。个空间位置，直到打完电话为止。1.3 1.3 主要的交换方式主要的交换方式1.3.1 电路交换电路交换 电路交换的特点是：电路交换的特点是：基于同步时分复接，其要点基于同步时分复接，其要点是面向连接。是面向连接。(电路交换每次呼叫包括三个主要阶段：电路交换每次呼叫包括三个主要阶段：建立连接；保持连接；拆线建立连接；保持连接；拆线)。在通信开始时要首先建立连接；在通信开始时要首先建立连接；一个连接在通信期间始终占用该电路一个连接在通信期间始终占用该电路 交换机对传输的信息不作处理交换机对传输的信息不作处理 一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延 基本上是一个恒定值。基本上是一个恒定值。帧信号帧信号 信道信道1信道信道2信道信道n信道信道信道信道2信道信道1帧信号帧信号时隙时隙同同步步时时分分复复接接图图10 同步时分复接同步时分复接帧1.3.2 分组交换分组交换 分组交换（分组交换（Packet Switching）是数据通信的一种交）是数据通信的一种交换方式。换方式。基于异步时分复用。基于异步时分复用。它利用存储它利用存储转发的方式进转发的方式进行交换。行交换。1虚电路方式虚电路方式 所谓虚电路是指两个用户在进行通信之前要通过网络所谓虚电路是指两个用户在进行通信之前要通过网络建立逻辑上的连接。建立逻辑上的连接。2数据报方式数据报方式 数据报方式是独立地传送每一个数据分组。数据报方式是独立地传送每一个数据分组。头信道头信道头信道头信道头信道异步时分复接图11 异步时分复接时隙标志码1.3.3 ATM交换交换 ATM（Asynchronous Transfer Mode）即异步传送模式，又叫异步转移模式）即异步传送模式，又叫异步转移模式。它是宽带。它是宽带ISDN中的一种基本交换方式中的一种基本交换方式。图12 面向连接网络的传送原理ABC123456123123123123123图13 无连接网络的信息传送过程AB123456123123123123C123 1.4 1.4 我国电话通信网的结构和编号计划我国电话通信网的结构和编号计划 我国的电话通信网采用分级网结构，包括长途电话我国的电话通信网采用分级网结构，包括长途电话网和本地电话网两大部分。网和本地电话网两大部分。1.4.1 1.4.1 长途电话网长途电话网 长途电话二级网的等级结构及网路组织示意图如图长途电话二级网的等级结构及网路组织示意图如图14所示。所示。图图14 长途电话二级网等级结构及网路组织示意长途电话二级网等级结构及网路组织示意（1）一级交换中心）一级交换中心 一级交换中心（一级交换中心（DC1）为省（自治区、直辖）为省（自治区、直辖市）长途交换中心，其功能主要是汇接所在省（市）长途交换中心，其功能主要是汇接所在省（自治区、直辖市）的省际长途来去话务和所在本自治区、直辖市）的省际长途来去话务和所在本地网的长途终端话务。地网的长途终端话务。（2）二级交换中心）二级交换中心 二级交换中心（二级交换中心（DC2）是本地网的长途交换）是本地网的长途交换中心，其主要职能为汇接所在本地网的长途终端中心，其主要职能为汇接所在本地网的长途终端话务。话务。1.4.2 本地电话网本地电话网 本地电话网指由同一个长途编号区范围内的所本地电话网指由同一个长途编号区范围内的所有交换设备、传输设备和用户终端设备组成的电话有交换设备、传输设备和用户终端设备组成的电话网络。网络。根据本地网的规模大小和端局数量，本地网网根据本地网的规模大小和端局数量，本地网网路等级结构可分为网状网结构和二级网结构。路等级结构可分为网状网结构和二级网结构。（1）网状网结构）网状网结构（2）二级网结构）二级网结构1.4.3 编号计划编号计划1编号方式编号方式（1）本地电话号码）本地电话号码 同一本地网范围内的用户之间相互同一本地网范围内的用户之间相互呼叫时拨打同一本地用户号码，号码结呼叫时拨打同一本地用户号码，号码结构为：构为：局号局内用户号局号局内用户号（2）国内长途呼叫）国内长途呼叫 需在对方电话号码前加拨国内长途字冠需在对方电话号码前加拨国内长途字冠0和长途和长途区号，号码方案为区号，号码方案为0 0长途区号对方电话号码长途区号对方电话号码 如果呼叫的是异地移动网用户，则应在移动电话如果呼叫的是异地移动网用户，则应在移动电话号码前加拨号码前加拨0，即号码为，即号码为0 0移动网的接入码移动网的用户号码移动网的接入码移动网的用户号码（3）国际长途呼叫）国际长途呼叫国际自动拨号程序为国际自动拨号程序为0000国家号码被叫国的国内有效号码国家号码被叫国的国内有效号码2首位号码分配首位号码分配 0为国内长途全自动呼叫字冠号；为国内长途全自动呼叫字冠号；00为国际长途全自动字冠号；为国际长途全自动字冠号；1为特种业务、新业务及网间互通的首位号码；为特种业务、新业务及网间互通的首位号码；29为本地电话首位号码，其中为本地电话首位号码，其中200，300，400，500，600，700，800为新业务（智能业务）号码。为新业务（智能业务）号码。3首位为首位为1的号码安排的号码安排4新业务接入码编号新业务接入码编号