交换技术交换与通信网

,现代通信技术,*,现代通信技术,*,交换技术,现代通信技术,*,现代通信技术,*,复习,通信业务与通信终端,一、,交换与通信网,二、,通信网的种类及发展,三、,交换技术的种类及发展,四、,交换设备的组成,本节内容：交换技术1,重点及难点,交换技术与通信网的理解,教学要求,掌握交换技术的种类与发展,掌握通信网的种类及发展,了解交换设备的组成,“交换”,信息传输：解决如何利用媒介传输信息。,信息交换：解决处于同一通信网中的用户如何交换信息。,一、,交换与通信网,组成通信网的三个基本要素：,终端,：,传输线路,：,交换设备,：,将消息（话音、图像、数据）转换成媒介能够接受的电信号形式，同时将来自传输媒介的电信号还原成原始消息。如：电话机、传真机、计算机,或称传输媒介，信息的传输通道。如：电缆、光缆、无线电波。,负责在任意的两条用户之间建立和（而后）释放一条通信链路。如：交换机、路由器。,图1,.,1 用户间互连构,成通信网,用户间通过交换设备构成通信网,图1,.,2,说明：,在图1.2中，任意两个终端需要通信（交换信息），可由交换设备控制相应的开关接点接通，为两者提供一条通信链路，当通信结束，则相应的开关接点断开，释放通信链路。,比较：,互连式通信网可靠，不会出现通信阻塞，但成本高（需 n(n-1)/2根线）。,通过交换设备构成的通信网有可能出现阻塞（不是一定会阻塞），成本低。,通信网越大，后者的优点越明显。,如N=100时，,交换式通信网需100根线,互连式通信网需100992=4950根线,终端,用户小交换机,市话交换机,汇接交换机,中继线,用户线,图1.3,大型通信网,结 论,交换设备,是通信网的重要组成部分，交换设备的好坏决定了通信网的好坏。,二、,通信网的种类及发展,现有的通信网：,电话网、电报网、传真网、计算机数据网、有线电视网CATV、移动通信网,、,微波通信网,、,无线寻呼网、综合业务数字网ISDN。,电话网,主要业务为电话、图文传真、低速数据、慢速图像。,电报网,主要业务为电报和低速数据（电子信箱）,传真网,主要利用电话网进行图文传真。,计算机数据网,主要业务为计算机数据、分组话音、图像。计算机数据网有各种类型，现存的计算机网如：公用分组交换数据网、公用数字数据网、Internet、金融网、教育科研网以及各种局域网。,有线电视网CATV,主要业务为视频（电视）信号及话音、数据。,综合业务数字网,在一网中实现话音、数据、电报、视频多种业务，而且象可视电话、图文电视、视频点播传输的是多媒体信息，即一种业务同时传输话音、图像、视频、文本的多媒体信息。,此外还有,移动通信网,、,微波通信网,、,无线寻呼网,等。,通信网的发展趋势：,电话网,各种单一业务通信网,综合业务数字网ISDN（Integrated Services Digital Network）,NGN下一代网络,在计算机网络中，,“这一代”网络是以IPv4为基础的互联网，,“,下一代,”,网络是以高带宽以及IPv6为基础的NGI（下一代互联网）。,在传输网络中，,“这一代”网络是以TDM为基础，以SDH以及WDM为代表的传输网络，,“,下一代,”,网络是以ASON（自动交换光网络）以及GFP（通用帧协议）为基础的网络。,在移动通信网络中，,“这一代”网络是以GSM为代表的网络，,“,下一代,”,网络是以3G（主要是WCDMA和CDMA2000）为代表的网络。,在电话网中，,“这一代”网络是以TDM时隙交换为基础的程控交换机组成的电话网络，,“,下一代,”,网络是指以分组交换和软交换为基础的电话网络。,从业务开展角度来看，,“这一代”网络主要开展基于话音、文字或图像的单一媒体业务，,“,下一代,”,网络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。,从电信网络层以下所采用的核心技术来看，,“这一代”网络是以TDM电路交换为基础的网络，,“,下一代,”,网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。,总体来说，我们认为广义上的下一代网络是指以软交换为代表，IMS为核心框架，能够为公众灵活提供大规模视讯话音数据等多种通信业务，以分组交换为业务统一承载平台，传输层适应数据业务特征及带宽需求，与通信运营商相关，可运营、维护、管理的通信网络。,三、,交换技术的发展及种类,交换技术的发展可以从两个方面看：,交换的控制方式,是随着电子技术的发展而发展（设备方面）。,交换方式,的发展是随着通信网的发展而发展，不同业务的通信有不同的特点，其交换方式也不同（理论方面）。,控制方式的发展：,交换方式的发展：,人工交换,机电式,电子式,自动交换,电路交换,报文交换,分组交换,快速电路交换,ATM交换,帧中继,多协议标记交换MPLS,三种基本交换方式,宽带交换方式,软交换,单一业务网,宽带综合业务网,下一代网络,1,、电话网中的交换方式,-,电路交换（circuit switching）,主叫方通过拨号的方式通知网络被叫方的电话号码，网络根据被叫方的号码在主叫与被叫之间建立一条通路,特点：,通信之前先建立通路，通信时通路独占，通信结束，通路释放。实时性好，线路利用率差。,将整个报文信息（报文+目的地址+源地址）在网络的每个节点处（交换局）都是先存储，等输出线路空闲再转发，直至送达目的地。,特点：,无需建立通路（无连接），实时性差，线路利用率好（可在非高峰时期传送）,2,、电报网的交换方式,报文交换 message switching,3,、计算机网的交换方式分组交换,packet switching,将报文分成若干个报文组（packet)，每个报文组要加上地址、编号、校验码，然后以报文组为存储转发单位逐节点转发，到达目的地再按编号组装成原报文。,分组交换有两种工作模式：,数据报、虚电路方式。,数据报方式：,以分组为基本单位逐节点转发，且不同分组可,沿不同的路径传输，类似报文交换。,虚电路方式：,首先网络在通信两端建立逻辑连接，然后用户,数据以分组为单位沿该路径顺序传送到达终点,（逐节点转发）。类似于电路交换，但通路不,是一直占用。,X.25分组交换网,采用虚电路方式。,Internet,采用的是数据报方式。,分组交换的特点：,实时性较好，线路利用率高。,三种基本交换方式的比较,4,、异步转移模式 ATM Asynchronous Transfer Mode,ATM,是ITU-T建议在宽带综合业务数字网B-ISDN中信息复用、传输、交换的方式。ATM可以看成是分组交换和电路交换的结合，兼具两者的优点。,ATM,是将消息分成固定长度的信元进行存储转发，采用统计时分复用方式，即不同的业务根据信息速率的不同决定信元的发送频率，以适应综合业务的需要。,5,、多协议标记交换MPLS,Internet已取得了巨大成功，但随着用户量的急剧增加，由多层路由器构成的网络已趋于饱和，网络经常阻塞，用户的业务质量得不到保证，为此需用ATM技术对传统的Internet网络进行改进。,IP交换和标记交换就是ATM技术与IP路由技术结合的两个产物，最后这两种产物技术统一成一个标准,多协议标记交换MPLS。,6,、软交换Soft Switch,软交换技术是能够将现存网络融合成以IP为中心同时可以支持语音、数据和多媒体业务的下一代网络NGN的关键技术。,软交换的核心思想是通过软件的方式实现原来电路交换机的控制、接续、业务处理等功能。,SCP,策略服务器,AAA服务器,HRL,应用服务器,软交换设备,软交换设备,SG,MG,AG,IPPBX,IAD,H。323终端,MGCP终端,H。248终端,SIP终端等,WAG,SS7网,PSTN/,ISDN,无线网,综合接入,IP/ATM 网 络,接入层,控制层,业务层,传输层,软交换网络的体系结构图,7,、光交换技术,光技术在信息的传输中已得到广泛应用，特别是在B-ISDN中几乎所有的传输都采用光纤传输，而目前的交换机都是电交换机，采用光交换已是迫切需要。光交换技术处在研发阶段。,光电,光电,电光,电光,电 交 换,光电,光电,电光,电光,电 交 换,光信号,光信号,光 交 换,光信号,采用光交换的优点：,减少了光电转换的损伤。光信号的抗干扰能力远远高于电信号。,提高了交换速度。电交换的速度受电子器件的速度限制。,用户电路,用户电路,交换网络,出中继,入中继,收号器,扫描与驱动电路,中央处理器,I/O设备,存储器,话路部分,控制部分,1,、程控交换机的基本结构,四、交换设备的组成,程控交换机的组成,中继线,用户电路,交换机与用户线之 间的接口，向用户话机提供通话电流，向处理机提供用户状态等。,出入中继,交换机之间的接口，或交换机与中继线之间的接口。,收号器,接收用户所拨的电话号码。,扫描驱动电路,对话路设备的状态进行扫 描，以便送入CPU进行分析处理，CPU发出的指令经驱动电路控制话路设备动作。,I/O设备,键盘，显示器，打印机等。,交换网络,外围接口电路,用户电路,模拟用户电路,数字用户电路,中继单元,模拟中继单元,数字中继单元,操作管理和维护接口,控制系统：实现交换的控制和系统的维护管理,。,信令系统：在交换系统各部件之间、用户与交换机之间、,交换机与交换机之间传送专用,的控制联络信号,(信令)的发送接收设,备。,网络连接设备：与其它网络(数据网，移动通信网)互,连的接,口设备。,其它辅助设备：电源，配线架,二 目前程控交换机的组成,小 结,交换设备是通信网的重要组成部分。交换设备负责用户间路由的接续和释放。,常用的交换方式有：电路交换、报文交换、分组交换、帧中继（局域网中使用）、异步转移模式ATM、多协议标记交换MPLS。,本课程即是介绍交换设备的组成、各种交换方式的原理和方法。,作 业,1 组成通信网的基本要素有哪些？各有什么作用？,2 介绍电路交换、报文交换、分组交换的特点，并比较三种基本交换的性能。,3 程控交换机由那些部件组成？,预习,交换网络,