现代交换技术概论.

现代交换技术之交换技术概论主讲教师：李新颖电话呼叫接续过程交换机说a听a说b听b用户A用户B用户A的话音信号“a”如何与用户B的话音信号“b”进行交换呢？通过交换机可以完成交换功能。图1电话交换系统的组成用户终端123456789*8#123456789*8#用户线用户终端用户接口中继接口交换网络电话局（交换节点）控制设备中继接口交换网络控制设备用户终端用户线中继线用户接口电话局（交换节点）一、配线架配线架作为综合布线系统的核心产品，起着传输信号的灵活转接、灵活分配以及综合统一管理。二、交换机图片S1240数字交换系统是由上海贝尔电话设备制造有限公司生产的一种用于公众电话网的程控数字交换系统。S1240数字交换系统可用于作市话局、汇接局、长话局、国际局及远端用户单元，并适用于综合业务数字网（ISDN）。其容量可从128用户线至10万用户线，中继线可从120条到6万条，业务量最大可达25000爱尔兰，呼叫处理能力量大可达75万BHCA。该系统具有多种用户类别和用户服务性能。局间信令采用随路信令方式，也可采用共信道信令方式。S1240数字交换系统的基本结构S1240数字交换系统的基本结构有数字交换网络（DSN）、各种终端模块（TM）和辅助控制单元（ACE）所组成。模块与数字交换网络的关系如图所示：程控交换机的组成程控交换机硬件软件程序——按照指令完成交换机所需要的控制逻辑数据——软件执行时期所需要的各种参数控制设备信号设备——接收/发送信号音话路设备存储器——存储临时数据I/O接口——处理机与交换机内部设备之间的连接处理机——完成逻辑处理中继接口——连接其它交换机用户接口——连接用户交换网络——话路接续程控交换机的硬件结构模拟用户电路ASL数字交换网络DSN123456789*8#数字用户电路DSL远端用户单元RSU模拟中继AT数字中继DT信令系统处理机CPU存储器I/O接口接其它模拟交换机接其它数字交换机公共信道远端交换模块RSM123456789*8#话路设备控制设备12测试T过压保护O振铃R馈电B监视S混合H滤波C模拟用户线二线数字交换网络四线B——馈电；O——过压保护；R——振铃；S——监视；C——编译码和滤波；H——混合电路(2/4线转换)；T——测试。模拟用户接口电路主要有七大功能数字中继接口电路主要有七大功能•作用：数字中继线接口电路简称数字中继器，用于数字交换机与数字交换机之间的连接，或用于远端模块与数字交换机的连接。•类型：数字中继接口有“A”接口和“B接口”两种类型。•A接口——速率为2048kbit/s的数字中继接口；•B接口——PCM二次群接口，其接口速率为8448kbit/s。交换技术基本概念–、交换的引入通信的目的是实现信息的传递。自从1876年Bell.A.G发明电话以来，一个电信系统至少应由终端和传输媒介组成。电话的发明开启了语声实时通信的时代！用户终端123456789*8#123456789*8#用户终端传输媒介1.点对点通信点对点通信举例数据话音2.多用户全互连在许多场合下，有若干设备需要相互通信……=(n2-n)/2Cn2用户数用户线51010451004950100050万3.多用户通过交换节点相连123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789交换节点将若干设备需要相互通信设备引入同一地点，在该点设立交换设备……n个用户仅需要n条用户线（大大降低了用户线路的投资）二、引人交换的通信网1.一台交换机组成的通信网123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#交换机用户接口用户线2.多台交换机组成的通信网123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#用户线123456789*8#123456789*8#123456789*8#123456789*8#中继线汇接交换机本地交换机用户交换机通信网123456789*8#三、通信网的发展历史通信网的发展经历了四个阶段：电话交换网时代程控交换和数字传输时代数据网络和分组交换时代综合业务数字网移动通信时代始于19世纪末始于20世纪60年代始于20世纪70年代始于20世纪80年代四、通信网的概念通信网：是由终端设备、传输设备、交换设备及相应的软件组成的系统。通信网硬件三要素终端设备交换设备传输设备通信协议：通信双方共同的约定称为通信协议，这种约定包括对同步方式、传送速度、传送步骤及检纠错方式定义等问题做出统一规定。通信协议是通信网重要内容。思考题1.在通信网中，引入交换机的目的是什么？（选择题）A节省交换设备的费用B降低用户线路的投资C降低中继线的投资D节省用户终端的费用2.多用户全互联方式中线路用量太多，N个用户需要N（N-1）/2条线对。（判断题）3.最早的通信网主要是用于话音通信，称为（？）网。（填空题）思考题答案1.在通信网中，引入交换机的目的是什么？（B）A节省交换设备的费用B降低用户线的投资C降低中继线的投资D节省用户终端的费用2.多用户全互联方式中线路用量太多，N个用户需要N（N-1）/2条线对。（对）3.最早的通信网主要是用于话音通信，称为（电话）网。交换技术的分类与发展不同的通信业务具有不同的特点，在通信网络发展的过程中，不同的网络使用不同的交换方式。目前从电信网使用的交换技术和计算机网使用的交换技术归纳的分类如下图所示。电路交换LAN交换机LAN面向连接面向连接无连接电信业计算机业分组交换N-ISDN程控交换模拟交换X.25B-ISDN/ATMFR网桥WAN路由器高速路由器路由器IP交换MPLS软交换光交换无连接1.电路交换电路交换CS是最早出现的一种交换方式，包括早期的人工电话在内的电话交换都普遍采用电路交换方式。在电路交换方式中，交换中心处理每一个呼叫都要经过连接的建立、保持和拆除三个阶段。电路交换经历了模拟交换、程控交换、N-ISDN的发展历程。电路交换在呼叫处理方面有如下5项基本要求：（1）能随时发现呼叫的到来；（2）能接收并保存主叫发送的被叫号码；（3）能检测被叫的忙闲状态以及是否存在空闲通路；（4）能向空闲的被叫用户振铃，并在被叫应答时与主叫建立通话通路；（5）能随时发现任何一方用户挂机。2.分组交换分组交换PS的思想是从报文交换而来的，报文交换又称为存储转发交换。采用存储转发方式的分组交换与报文交换的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。分组交换经历了X.25、FR和B-ISDN/ATM的发展历程。•存储转发方式–报文交换–分组交换•报文交换–Message(消息)–目的地址寻址–链路利用率高、延时大–典型应用：公众电报、用户电报（telex）、智能用户电报（teletex）网•分组交换–packet(分组)–X.25•服务方式–数据报（Datagram）–虚电路（VC:VirtualCircuit）•虚电路实际上是数据报交换和电路交换的一种折衷方案，是双方通信之前建立的一种端到端的逻辑连接；有SVC和PVC之分。面向连接•数据报不需要预先建立逻辑连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组进行独立选路。无连接电路交换、报文交换、分组交换比较3.ATM交换异步转移模式ATM是B-ISDN传送交换模式的标准。ATM包括信息复用、交换和传输的技术。它以固定长度的分组（信元）为基本单位进行信息传输。很好地综合了电路交换和分组交换的优点，并克服了电路交换和分组交换的缺点。4.IP交换IP交换也称为第三层交换技术、多层交换技术、高速路由技术等。IP交换机可看作是IP路由器和ATM交换机的组合，其中ATM交换机去除了ATM信令和协议，并受IP路由器控制。计算机网络通信主要用到IP协议。5.MPLS多协议标记交换MPLS是一种将ATM交换技术和IP路由技术综合在一起的IP骨干网技术，它将IP的网络层路由和ATM的链路层交换融合在了一起，以十分简洁的方式完成信息的传送。6、软交换•下一代网络•软交换•程控交换机的贡献–解决了软件对交换的控制•现实问题–新业务功能开发复杂–新业务标准统一困难–新业务实施灵活性差–扩展接入能力局限性大虚拟专用网800300神州行预付费PSTNISDNGSMCDMAInternetATM业务传输/交换与业务处理分开---集中提供业务业务生成与业务处理分开---快速提供业务上网呼叫等待移动智能网（从业务结点演变而来的概念……）呼叫控制与业务处理分离=智能网LAN(TCP/IP)业务生成环境SCE业务管理系统SMS数据网信令网LAN(TCP/IP)业务管理接入点SMAP业务控制点SCP独立智能外设IP典型的智能网结构业务交换点SSP（特殊的交换机）用户业务需求促使网络在业务层面融合NGN下一代网络广义的NGN下一代传送网智能光网络下一代互联网NGI，IPv6下一代移动网3G，后3G下一代交换网软交换网络SIP终端MGCP终端H.323终端集成接入设备电话IP网媒体控制器MGC网守GateKeeper软交换系统统一接入各种终端网守是对网络终端（如电话）网关等呼叫和管理功能，它是Voip网络系统的重要组成部分。功能有用户认证、地址解析、带宽管理、路由管理、安全性管理、区域管理NGN网络模型结论：NGN：并不是一个全新的网络，而是对现有各种网络的融合。一次纯NGN的端到端的呼叫处理过程SoftSwitch分组核心网IADAMG（1）用户A摘机拨号，呼叫用户B（2）AMG收号，向SoftSwitch发起呼叫（3）SoftSwitch对用户A进行认证鉴权，对用户B进行认证鉴权，通过鉴权后，查找用户B归属网关IP地址（4）IAD检测用户线路状态，是否空闲（5）IAD向软交换上报用户B状态（6）如果用户B空闲，SoftSwitch将IADIP地址通知AMG，（7）AMG找到IAD，AMG/IAD之间进行协商（8）协商成功后，用户B摘机，用户A、用户B之间建立媒体流(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)用户A用户B通过这样一个简单的呼叫处理过程，大家可以发现，在呼叫处理的原理上，软交换模型只有在呼叫建立和断开时，两个用户之间才通过信令和协议与软交换发生交互，而其他时间，两个用户之间的语音、视频或者其他媒体流，并不经过软交换机。媒体网关（MG）媒体网关（MG）信令网关（SG）IP/ATM网络媒体网关控制器（MGC）信令网关（SG）软交换是提供呼叫控制功能的软件实体。其主要思想就是将呼叫控制、业务承载、业务逻辑相分离，各功能实体之间采用标准的通信协议进行连接和通信，以软件来实现交换与呼叫控制管理。软交换技术以IP网作为核心承载网，采用开放式应用程序接口，简化了信令结构和控制复杂性，具有对网络业务、接入技术和智能业务的开放性，克服了传统电路交换技术在业务提供方面的不足。电话交换技术的发展概况一.电话的发明1837年，莫尔斯发明了电报，它是以数字信号的形式传递信息的。西方联盟1856年创建，主要注重电报技术。1860年，菲利普·里斯发现可以把电加在电线上来传送声音。他在电线的一端绑了一个用香肠皮包裹着的软木塞（一个原始麦克风），然后把电线缠到编织针上，并在软木塞和编织针之间装上电池。当他把编织针放在小提琴的琴弦上时，每次敲打软木塞，琴弦就会振动。反之，如果拨动小提琴的弦，软木塞也会发出声音。1876年，贝尔进一步发展了电报技术。他发现消息不仅能被转换为电信号，而且声音也能直接被转换为电信号，然后由一条电压连续变化的导线传输出去。在导线的另一端，电信号被重新转换为声音。贝尔为他的一项发明“电报的改进”申请了专利并被誉为