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通信的目的实现信息的传递。一个通信系统至少应由终端和传输媒介组成。当终端数目很多，且分布在相距很远的地方时，需要用交换机组成通信网络才能完成通信。电话机的发展历史：电磁式电话机、共电式电话机、拨盘式电话机、按键式电话机电话交换技术的发展经历了三个阶段：人工交换阶段、机电式自动交换阶段、电子式自动交换阶段虚电路（VC）：面向连接，其通信过程与电路交换相似，但建立的是逻辑连接，而不是实际的物理连接，不独占。数据报（DG）：无连接，边传送信息边选路，每个分组依照分组头中的地址独立选路。面向连接工作方式的特点：不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通信过程可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连接拆除。一旦连接建立，该通信的所有信息均沿着这个连接路径传送，且保证信息的有序性（发送信息顺序与接收信息顺序一致）信息传送的时延相比无连接工作方式要小。一旦所建立的连接出现故障，信息传送就要中断，必须重新建立连接，因此对故障敏感。无连接工作方式的特点：没有连接建立过程，一边选路、一边传送信息。属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先无法预知，无法保证信息的有序性（发送信息顺序与接收信息顺序不一致）。信息传送的时延相比面向连接工作方式要大。对网络故障不敏感。为什么要引入交换实现通信网络中任意节点之间的信息交互，同时避免全互联网络的复杂性。电信交换系统主要由信息传送子系统和控制子系统组成。交换网络：交换就是信息（话音、数据等）从某个接口进入交换系统经交换网络的交换从某个接口出去。基本功能就是实现任意入线与出线的互连，它是交换系统的核心部件。接口：将进入交换系统的信号转变为交换系统内部信号，或相反的过程。包括信号码型、速率等变换。分两大类：用户接口和中继接口，用户接口是交换机连接用户线的接口，中继接口是交换机连接中继线的接口。控制子系统是由处理机及其运行的系统软件、应用软件和OAM软件所组成的。信令是通信网中规范化的控制命令，它的作用是控制通信网中各种通信连接的建立和拆除，并维护通信网的正常运行。基本接续类型主要有4种：本局接续、出局接续、入局接续和转接（汇接）接续。交换系统必须具备的最基本的功能是：能正确识别和接收从用户线或中继线发来的通信发起信号能正确接收和分析从用户线或中继线发来的通信地址信号能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号能控制连接的建立与拆除能控制资源的分配与释放通信网的分类（1）根据通信网支持业务的不同进行分类：电话通信网、电报通信网、数据通信网、综合业务数字网（ISDN）等（2）根据通信网采用的传送模式的不同进行分类：电路传送网：PSTN、ISDN、分组传送网：(分组交换网)PSPDN、(帧中继网)FRN、异步传送网：B-ISDN（3）根据通信网采用传输媒介的不同进行分类：有线通信网：传输媒介为架空明线、电缆、光缆。无线通信网：通过电磁波在自由空间的传播来传输信号。（4）根据通信网使用场合的不同进行分类：公用通信网：向公众开放使用的通信网，如公用电话网、公用数据网等。专用通信网：没有向公众开放而由某个部门或单位使用的通信网，如专用电话网等。（5）根据通信网传输和交换采用信号的不同进行分类：数字通信网：抗干扰能力强，有较好的保密性和可靠性，目前已得到广泛应用。模拟通信网：早期通信网，目前已很少应用。通信网的组网结构星型网：这种网络结构简单，节省线路，但中心交换节点的处理能力和可靠性会影响整个网络，因而全网的安全性较差，网络覆盖范围较小，适于网径较小的网络。环型网的结构简单,容易实现，但可靠性较差。网状网中所有交换节点两两互联，网络结构复杂，线路投资大，但可靠性高。树型网也叫分级网，网络结构的复杂性、线路投资的大小以及可靠性介于星型网和网状网之间在总线型网中，所有交换节点都连接在总线上，这种网络线路投资经济，组网简单，但网络覆盖范围较小，可靠性不高。复合型网是上述几种结构的混合形式，是根据具体应用情况的不同采用不同的网络结构组合而成。通信网的质量要求：应能保证网内任意用户之间相互通信、应能保证满意的通信质量、具有较高的可靠性、投资和维护费用合理、能不断适应通信新业务和通信新技术的发展交换单元是交换网络的最基本部件,完成交换的基本功能(在任意的入线和出线之间建立连接)。数字交换的分类：1.集中型、连接型、扩散型2.按信息流向有向交换单元：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3、按照交换单元的所有入线与所有出线之间是否共享单一的通路，可以把交换单元分为时分交换单元与空分交换单元。连接特性是交换单元的基本特性，它反映了交换单元入线到出线的连接能力。交换单元连接特性的描述方式：集合描述方式、函数描述方式、图形、二进制函数常用交换单元的连接方式：直接连接、交叉连接、蝶式连接、均匀洗牌连接空分交换单元交换单元由空间上分离的多个小的交换部件或开关部件按一定的规律连接构成。入线与出线之间存在多条通道，所有这些通路可以并行地传送消息。开关阵列和空间接线器开关阵列（有向开关与无向开关）开关阵列的特性：1、容易实现同发与广播功/2、信息从入线到出线具有均匀单位延迟时间3、开关阵列的控制简单4、开关阵列适合于构成较小规模的交换单元5、开关阵列的性能依赖于所使用的开关。三种开关阵列继电器（一般构成小型的交换单元，所构成的交换单元是无向的，可交换模拟和数字信息，其缺点是干扰和噪声大、动作慢（ms级）、体积大（cm级）。）模拟电子开关（一般由半导体材料制成，只能单向传送信息，且衰耗和时延较大。动作比继电器快得多，构成的交换单元体积小，一般用来代替继电器构成小型的交换单元。）数字电子开关（数字电子开关由简单的逻辑门构成，开关动作极快且无信号损失，用于完成数字信号的交换，目前得到广泛应用。）空间接线器（S接线器）：开关矩阵与一组控制存储器构成。控制方式：输入控制、输出控制只完成空间交换，不进行时隙的交换。即完成输入复用线与输出复用线相同时隙内信息的空间交换。空间接线器按时分方式工作。空间交换单元的输入线和输出线都是时分复用线，交叉点矩阵的各个开关均按照复用时隙而高速接通和闭合，因而我们说它按照时分方式工作。时分交换单元：时分交换单元的内部只存在一条唯一的通路，该通路由输入复用线上的各个子信道分时共享，从入线上来的各个子信道的信息都必须通过这个唯一的通路才能完成交换。可分为两种类型：共享存储器型交换单元与共享总线型交换单元。共享存储器型交换单元输入缓冲方式是指存储器中N个区域是与N路输入信号一一对应的。并在适当时候输出到目的输出信道上去。输出缓冲方式是指存储器中N个区域是与N路输出信号一一对应的。从不同输入信道来的信息如果要交换到输出信道中，那么就把信息放在这个输出信道所对应的存储器的相应区域中，当输出时刻到来时输出信息。时间接线器（T单元）话音存储器SM：用来暂存话音的数字编码信息，由随机存储器RAM构成。每个话路时隙有8位二进制编码，因此SM的每个单元至少具有8比特。SM的容量，即存储单元数应等于输入复用线上每帧的时隙数。控制存储器CM：用来存储控制话音存储器的写入或读出的地址信息，也是由随机存储器RAM构成。CM每个单元所存储的内容存放的是SM的地址码，是由处理机控制写入的，以实现所需的时隙交换。按照CM对SM的控制关系，T单元有两种控制方式：输出控制与输入控制。（1）输出控制方式在输出控制方式下：话音存储器SM：顺序写入、控制读出，即在时钟信号控制下写入，在控制存储器内容的控制下读出。（2）输入控制方式在输出控制方式下：话音存储器SM：控制写入、顺序读出，即在控制存储器CM内容的控制写入，在时钟信号控制下读出。时间接线器特性：是由控制单元写入数据的，CM信息交换的交换控制表，写入不同的控制信息，实现不同时隙间信息交换。话音存储器需要在一个时内完成一次读操作与一次写操作，控制存储器也要在一个时隙内至少完成一次读操作。时间接线器交换存在时延，最好情况是第i个时隙的信息要交换到第i个时隙，最坏情况是第i个时隙要交换到第i-1个时隙，其时延为n-1个时隙交换网络的分类1、单级交换网络与多级交换网络2、有阻塞交换网络与无阻塞交换网络交换网络的阻塞是指从交换网络不同输入端来的信息在交换网络中交换时发生了对同一公共资源争抢的情况，这时在竞争资源中失败的信息就会被阻塞，直到这个公共资源被释放。无阻塞交换网络严格无阻塞交换网络：在这种交换网络中，只要连接的起点与终点是空闲的，则任何时候都可以在交换网络中建立一个连接。可重排无阻塞交换网络：任何时候都可以在交换网络中直接地或间接地对已有的连接重新选路来建立一个连接，只要这个连接的起点或终点处于空闲状态。广义无阻塞交换网络：如果在顺序建立各个连接时遵循一定的规则来选择路径，从而在任何时候都可以在交换网络中建立一个连接，只要这个连接的起点与终点处于空闲状态。3、单通路交换网络与多通路交换网络在单通路交换网络中，任一条入线与出线之间只存在唯一的一条通路。在多通路交换网络中，任一条入线与出线之间存在着多条通路。如果信息要从一个输入端口交换到一个输出端口，可以选择这多条通路中的一条来进行交换。4、时分交换网络与空分交换网络时分结构的基本特征是所有的输入与输出端口分时共享单一的通信通路，具有时隙交换功能；空分结构的基本特征是可以在多对输入端口与输出端口间同时并行地传送信息，具有空间交换的功能，如CLOS网络与banyan网络等。在电话交换系统中广泛应用的是时空结合的交换网络，即既能完成时隙交换也能完成空间交换，如TST网络和DSN网络。CLOS网络CLOS可为严格严格无阻塞条件：m≥2n–1对称3级CLOS网络可重排无阻塞的条件是m≥n假设CLOS交换网络的交换单元为开关阵列结构，设3级CLOS交换网络所需要的交叉点数目为C3=2×N×m+m（N/n）2假设CLOS网络为严格无阻塞交换网络，那么m=2n-1，就有C3=2×N×（2n-1）+（2n-1）（N/n）2引入TST网络的意义S接线器只能实现空间交换，不能实现时隙交换。T接线器在某个时刻只能实现一对入线与出线之间的时隙交换，不能支持多对入线与出线。内部时隙的选择一般采用“反相法”。banyan网络一般特指由2×2的交换单元构成的矩形banyan网络，它是多级、空分、单通路的交换网络。它适于统计时分复用信号和异步时分复用信号的交换。2×2交换单元构成的3级banyan网络。从图中可以看出，banyan网络的第1级交换单元与第2级交换单元采用蝶式连接，第2级交换单元与第3级交换单元为子洗牌连接。Banyan网络特性1、banyan网络的级数k=log2N，每级有N/2个交换单元/2、banyan网络具有唯一路径特性/3、banyan网络的构成具有一定的规律/4、banyan网络具有树形结构/5、banyan网络具有自选路由的特性/6、banyan网络内部竞争特性数字程控交换机的基本结构是由话路子系统和控制子系统构成的，话路子系统又是由交换网络和接口设备组成的。(1)控制子系统：控制子系统是交换机的“指挥系统”，交换机的所有动作都是在控制系统的控制下完成的。(2)话路子系统：话路子系统是由中央级（选组级）交换网络和用户级交换网络以及各种接口设备组成的。接口设备是数字程控交换机与外围环境的接口，其功能主要是完成外部信号与交换机内部信号的转换。程控数字交换机的接口设备主要有用户电路、中继电路和信令收发设备。用户电路是用户终端设备与交换机的接口，用户终端通过用户线连接到交换机，因而每条用户线对应一套用户电路中继电路是连接中继线的接口，它一般是交换机和交换机之间的接口。A接口：PCM一次群接口，速率为2048kbit/s。B接口：PCM二次群接口，速率为8448kbit/s。用户电路是程控交换机通过用户线与用户终端相连的接口电路模拟用户电路的功能可归纳为以下BORSCHT七个功能：B（Batteryfeeding）馈电在电话通信中，交换机通过用户线向用户终端提供通信的电源，这