现代交换技术基础课件

二、交换技术基础1整体概述THEFIRSTPARTOFTHEOVERALLOVERVIEW,P L E A S E S U M M A R I Z E T H E C O N T E N T第一部分1.电信交换基本技术2.交换单元与交换网络q交换单元的基本概念q交换网络q网络阻塞与clos网q同步时分交换网络3.基本话务理论主要内容32.1电信交换基本技术交换网络控制系统接口接口接口接口用户线中继线4接口技术模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口、数字中继接口信令技术用户信令、局间信令控制技术控制系统的结构方式、处理机间的通信方式、多处理机结构互连技术交换网络的拓扑结构、选路策略、控制机理、多播方式、阻塞特性、故障防卫1、电信交换的基本技术5 交换的基本功能是在任意的入线和出线之间建立连接。在交换系统中完成这一基本功能的部件就是交换网络，它是交换系统的核心。交换网络是由若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成的。交换单元是构成交换网络的最基本的部件。交换网络有：空分、时分 数字、模拟2.2交换单元与交换网络62.2交换单元与交换网络q2.2.1交换单元的基本概念q2.2.2交换网络q2.2.3网络阻塞与clos网q2.2.4同步时分交换网络72.2.1交换单元的基本概念入线出线控制端 状态端M X N的交换单元00 11M-1N-18入线出线00 11442323同步时分复用信号的交换两种信号的交换9入线出线001221异步时分复用信号的交换0210001222两种信号的交换10交换单元按使用需要的不同可分为：入线0M-1出线0 N-1入线0M-1出线0 N-1出线0 N-1入线0M-1集中型（MN）扩散型（MN）连接型（M=N）11交换单元按信息流向分为：q有向交换单元：当信息经过交换单元时只能从入线 进出线出，具有唯一确定的方向。q无向交换单元：交换单元的每条线即可入也可出，其入线数必等于出线数。出线0 N-1入线0M-1M X N有向交换单元入线/出线0N-1N无向交换单元.12交换单元的性能q 容量：交换单元所有入线可以同时送入的总的信息量q 接口：交换单元需要规定自己的信号接口标准，即信号形式、速率及信息流方向q 质量：完成交换动作的速度、任何情况下是否能完成指定连接、信息经过交换单元是否有损伤（时间、语义）13几种典型的交换单元开关阵列在交换单元内部，要建立任意入线和任意出线之间的连接，就在每条入线和每条出线之间都各自接上一个开关，所有开关就构成了交换单元内部的开关阵列。14M X N有向交换单元01N-101M-1入线出线M X N有向矩形开关阵列开关阵列的工作原理出线0 N-1入线0M-1.15全连接交换单元和部分连接交换单元0 01 1N-1N-10 01 1N-1N-1入线出线0 01 1N-1N-10 01 1N-1N-1入线出线1601M-1入线出线入线0M-1出线入线0N-1出线0 01 1N-1N-1入线出线多路选择器一行入线开关复接等效1选n分配器一列出线开关复接等效m选1选择器17开关阵列的特性q开关控制简单，从入线到出线具有均匀的单位延迟时间。q开关阵列适合于构成较小的交换单元（开关数反映了实现的复杂度和成本的高低）。q交换单元的性能依赖于所使用的开关。q控制信号简单q容易实现同发和广播功能18继电器：其构成的交换单元是无向的，可交换模拟和数字信息，干扰和噪声大、动作慢（msms级）、体积大（cmcm级）。模拟电子开关：一般利用半导体材料制成。如：MC142100MC142100、MC145100MC145100（4 x 44 x 4开关阵列）只能单向传送，且衰耗和时延较大。数字电子开关：由简单的逻辑门构成，用于数字信号的交 换，开关动作极快且无信号损失。实际的开关阵列19几种典型的交换单元共享总线型交换单元20入线控制部件的功能：接收入线信号，进行相应的格式变换，放在缓冲存储器中，并在分配给该部件的时隙上把收到的信息送到总线上。出线控制部件的功能：检测总线上的信号，并把属于自己的信息读入一个缓冲存储器中，进行格式变换，放在缓冲存储器中，由出线送出，形成出线信号。共享总线型交换单元21总线：一般包括多条数据线和控制线。数据线用于在入线控制部件和出线控制部件传送信号；控制线用于控制各入线控制部件获得时隙和发送信息，以及出线控制部件读取属于自己的信息。总线按时隙轮流分配给各个入线控制部件和出线控制部件使用，其时隙的分配有一定的规则。共享总线型交换单元22几种典型的交换单元共享存储器型的交换单元01N-1输入信号输出信号共享存储器型交换单元的一般结构工作方式：入线缓冲、出线缓冲232.2.2交换网络交换网络是由若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络。交换网络的三个基本要素是：交换单元、不同交换单元间的拓扑连接和控制方式。24交换网络的一般结构控制单元出线入线交换单元交换单元交换单元交换单元交换网络25单级交换网络和多级交换网络交换网络按拓扑连接方式可分为：单级交换网络 多级交换网络出线0 N-1入线0M-1单级交换网络交换单元26单级交换网络和多级交换网络 如果一个交换网络中的交换单元可以分为N级，顺序命名为第1,2,N级，并且满足：所有入线都只与第1级交换单元连接；所有第1级交换单元都只与入线和第2级交换单元连接；所有第2级交换单元都只与第1级和第3级交换单元连接；依此类推，所有第N级交换单元都只与第N-1级和出线连接；则称这样的交换网络为多级交换网络，或N级交换网络。27多级交换网络的拓扑结构可用三个参数来说明：每个交换单元的容量 交换单元的级数 交换单元间的连接通路（链路）单级交换网络和多级交换网络28多级交换网络(nm x nm两级交换网络)O1n-1O1n-1O1n-1O1m-1O1m-1O1m-1OO11m-1n-1 1级2级292.2.3多级交换网络的内部阻塞 若出、入线空闲，但因交换网络级间链路被占用而无法接通的现象，称为多级交换网络的内部阻塞。严格无阻塞网络：不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网络中建立一个连接，只要这个连接的起点、终点是空闲的，而不会影响网络中已建立起来的连接。30可重排无阻塞网络：不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网络中直接或对已有的连接重选路由来建立一个连接，只要这个连接的起点、终点是空闲的，而不会影响网络中已建立起来的连接。广义无阻塞网络：指一个给定的网络存在着固有的阻塞可能，但又可能存在着一种精巧的选路方法，使得所有的阻塞均可避免，而不必重新安排网络中已建立起来的连接。多级交换网络的内部阻塞311 13 34 42 21 13 34 42 2C1C1C2C21，2，3，44，2，1，3 可重排无阻塞网络入线出线321 13 34 42 21 13 34 42 2C1C1cc2cc2可重排无阻塞网络33CLOS网络 为了减少交叉点总数而同时具有严格的无阻塞特性，CLOS C.很早就提出一种多级结构，推出了严格无阻塞的条件，这就是著名的CLOS网络。1 1n n1 1n n1 1n n1 1n n1 11 1m m 1 1r r1 11 1 r rm mm mm mm m1 11 11 11 11 11 11 11 1r rr rr rr r3级CLOS网络34在最坏情况下，中间级会有（n-1）X 2个交换单元被占用，因此中间级至少要有（n-1）X 2+1=2n-1个交换单元，即m2n-1时，可确保无阻塞（严格无阻塞）。CLOS网络35 时间交换单元也称为时间接线器（Time Time SwitchSwitch），简称为T T单元或T T接线器，用来实现时隙交换功能。所谓时隙交换是指入线上各个时隙的内容要按照交换连接的需要，分别在出线上的不同时隙位置输出。1.时间交换单元2.2.4同步时分交换网络36T T接线器主要由话音存储器（SM:Speech SM:Speech MemoryMemory）和控制存储器(CM:Control memory)CM:Control memory)构成。SMSM用来暂存话音的数字编码信息，故每个单元至少应为8 8比特。SMSM的容量等于输入复用线上每帧的时隙数。CMCM的容量等于SMSM的容量；设CMCM每个单元的比特数为n n，SMSM的单元数为N N，则有2 2n n=N=N，N N也就是复用线上的时隙数。时间交换单元的基本结构37时间交换单元的控制方式38 空间交换单元也称为空间接线器（Space Space SwitchSwitch），简称为S S单元或S S接线器，用来实现多个输入复用线与多个输出复用线之间的空间交换，而不改变其时隙位置。2.空间交换单元39S S接线器的构成：交叉点矩阵、控制存储器交叉点矩阵：开关阵列控制存储器（CM-Control MemoryCM-Control Memory）：q S S接线器所含CMCM数量等于入（出）线数q 每个CMCM的所含有的存储单元个数等于入（出）线上的复用时隙数q 每个存储单元为n n位bit,bit,且满足N2N2n n,其中N N 为入（出）线上数 空间交换单元的基本结构40空间交换单元的控制方式0 1 20 1 20 1 2TS12 TS8TS12 TS808121272TS8TS8输入控制方式1TS12TS122041空间交换单元的控制方式0 1 20 1 20 1 2TS12 TS8TS12 TS808122TS8TS8输出控制方式0TS12TS1220127423.TST网络TST网络是在电路交换系统中经常使用的一种交换网络，它是三级交换网络，两侧为T接线器，中间一级为S接线器，S级的出入线数决定于两侧T接线器的数量。第1级T接线器：负责输入母线的时隙交换。S接线器：负责母线之间的空间交换交换。第2级T接线器：负责输出母线的时隙交换。431 2 31 2 31 2 3TS2TS310723313TS2TS31S(输入控制)TS7TS231031272031312323 2231731CMACMASMASMASMBSMBCMBCMBTS23TS7T(输出控制)T(输入控制)用户ABAB44关于T-S组合网络T-S(n)-TT-S-T网络：AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS等T-S-S-T网络：NEAX61T-S-S-S-T网络：EWSDT-S-S-S-S-T网络：4ESS(长途)S-T(n)-S452.3 基本话务理论 话务量 话务量反映了电话负荷的大小，与呼叫强度和呼叫保持时间有关。呼叫强度是单位时间内发生的呼叫次数，呼叫保持时间也就是占用时间。单位时间内的话务量等于使用相同时间单位的呼叫强度与呼叫保持时间之乘积，其单位为爱尔兰（Erlang）。例：呼叫强度=1800次/小时 呼叫保持时间=（1/60）小时/次 话务量=1800次/小时 X（1/60）小时/次=30 Erl 46设：n=时间T内，单个用户终端发出的平均呼叫数 h=由用户终端发出的呼叫的平均占用时间 N=用户数的总和 Y=单位时间内流过所有用户终端的话务量则：Y=N*(n/T)*h 话务量呼叫强度呼叫保持时间47实际计算时应注意以下问题：话务量总是针对一段时间而言，如：一天或一小时。呼叫强度和呼叫保持时间都是平均值。要区分流入话务量与完成话务量。流入话务量=完成话务量+损失话务量 损失话务量=流入话务量 X 呼叫损失率（呼损率）话务量48BHCA（Busy Hour Call Attempts）BHCA（忙时试呼次数）计算公式系统开销：处理机时间资源的占用率。固有开销：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销。非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销。单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为：t=a+bNt：系统开销 a：固有开销 b：处理一次呼叫的平均开销（非固有开销）N：单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）49提问与解答环节Questionsandanswers结束语感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边感谢观看Theusercandemonstrateonaprojectororcomputer,orprintthepresentationandmakeitintoafilm