首页，盛悦娱乐平台。第三章 交换技术3. 1 交换概述3. 2 程控交换原理3. 3 电路交换技术3. 4 分组交换技术3. 5 交换新技术 3.1 交换概述通信网中的交换技术由交换设备（交换机） 实现。电话通信网中的交换机是电话交换机。电话交换机的功能： 选路和连接。选路： 指交换机的处理机根据被叫用户号码选择输出话路。连接： 指在交换机处理机的控制下， 由接线 交换的基本概念什么是交换？交换即转接， 是电话通信网实现数据传输的必不可少的技术。什么是电信交换？即指各个终端之间通过公共网（交换节点） 传输语言、 文本、 数据及图...

　　第三章 交换技术3. 1 交换概述3. 2 程控交换原理3. 3 电路交换技术3. 4 分组交换技术3. 5 交换新技术 3.1 交换概述通信网中的交换技术由交换设备（交换机） 实现。电话通信网中的交换机是电话交换机。电话交换机的功能： 选路和连接。选路： 指交换机的处理机根据被叫用户号码选择输出话路。连接： 指在交换机处理机的控制下， 由接线 交换的基本概念什么是交换？交换即转接， 是电话通信网实现数据传输的必不可少的技术。什么是电信交换？即指各个终端之间通过公共网（交换节点） 传输语言、 文本、 数据及图像等业务。 任何一个主叫信息都可通过交换节点发送给所需的一个或多个被叫用户。  交换网络的节点形成图3-1 交换网络节点形成示意图无交换交换节点汇接节点3.1.1 交换的基本概念 常用的交换技术有电路交换、 分组交换、 帧交换及ATM交换等， 如下图所示：电路交换、 多速率电路交换和快速电路交换等属于电路传送模式（CTM） 或同步传送模式（STM） 。 分组交换、 帧交换和快速分组交换等属于分组传送模式（PTM） 。 ATM是电路交换和分组交换的结合， 称为异步传送模式。3.1.2 交换技术分类 1. 电路交换电路交换是最早实现的一种交换方式， 它要求输入线与输出线建立一条专用的物理通道， 其原理是直接利用要切换的物理通信线路连接通信双方。目前公用电话网广泛使用电路交换， 经由电路交换的通信包括3个阶段：电路建立信息传输电路拆除3.1.2 交换技术分类 报文交换又称存储－转发交换。与电路交换不同的是报文交换不需要事先提供通信双方的物理通道， 而是以收到报文之后进行暂时存储，然后交换节点对报文进行分析， 找出目的地址和选择路由， 在选择的路由上排队， 路由空闲时发到下一个交换节点， 最后找到目的地址。 其报文内容包含相关的源地址、 目的地址等。3.1.2 交换技术分类4. 报文交换 分组交换也采用存储－转发方式， 但与报文交换不同的是， 它将用户要传送的信息分割成若干小的分组，以减少存储时间， 降低对存储器容量的要求。分组交换的时延小于报文交换， 这样可以使传送加快。但由于电路增加， 编程量增加， 故开销也会变大。分组交换属于“存储/转发” 交换， 采用X. 25协议，分组交换的实现按又具体分为数据报传输分组交换和虚电路传输分组交换。3.1.2 交换技术分类5. 分组交换 快速分组交换可以理解为尽量简化协议， 只具有核心网络功能， 这种交换方式可以提供高速、 高吞吐量和低时延的服务。 快速分组交换包括帧中继和信元中继两种交换方式。帧中继与帧交换相比， 进一步简化了协议， 同样不涉及第三层， 第二层也只保留链路层的核心功能， 如帧的定界、 同步、 透明性及帧的传输差错控制检测。 帧中继只进行差错检查， 并将错误信息丢掉， 不再重发； 而分组交换出错可以重发， 质量和可靠性有保证。3.1.2 交换技术分类7． 快速分组交换 ATM是ITU-T确定用于宽带综合业务数字网（B-ISDN）的复用、 传输和交换模式技术。 ATM在综合了电路交换和分组交换优点的同时， 克服了电路交换方式中网络资源利用率低、 分组交换方式信息时延大和抖动的缺点， 可以把语音、 数据、 图像和视频等各种信息进行一元化的处理、加工、 传输和交换， 大大提高了网络的效率。ATM提供高速、 高服务质量的信息交换， 灵活的带宽分配及适应从很低速率到很高速率的带宽业务。 它的传输过程分为建立连接、 数据传输和连接终止三个阶段。3.1.2 交换技术分类8. ATM交换 3. 2 程控交换原理1、 人工电线、 电子式交换机标志着电话交换从机电时代进入电子时代。5、 数字程控交换机标志着交换技术从传统的模拟交换进入数字交换时代。理解何为“程控” ？3. 2. 1 交换机的发展 3.2.2 程控交换机的组成1. 程控数字交换机的硬件组成程控数字交换机包括连接、 信令、 终端接口和控制四个基本功能， 如图3-3所示。图3-3 程控数字交换机的基本功能结构 控制 信令 终端接口 连接 终端接口 用户线 中继线 从系统组成上看， 程控数字交换机由硬件系统和软件系统两大部分组成的。 从设备功能上， 一般可分为线路接口设备、 数字交换网络、 公共控制设备、 输入/输出设备及其它设备， 简单来说主要有终端电路、 数字交换网络、 处理机等。硬件系统采用的控制方式又分分级功能控制方式和全分布控制方式两种结构， 如图3-4所示。硬件系统的组成可划分为话路系统和控制系统两大部分。3.2.2 程控交换机的组成3.2.2 程控交换机的组成1. 程控数字交换机的硬件组成1. 程控数字交换机的硬件组成 图3-34(a) 分级功能控制方式 数 字 交 换 网 络 用户电路 模 拟 用户线 用户级 数 字 中继线 数字中继电路 信令设备 数 字 用户线 ISDN用户电路 VDU 光盘 Disk 磁带 内存 处理机 I/O 接口 话路系统 控制系统 输入输出系统 图3-34(b) 全分布控制方式 ACE 辅助控制单元数字 交换 网络 TC TCE 终端模块1 ACE 辅助控制单元TC TCE 终端模块n TC:终端电路 TCE:终端控制单元 ACE:辅助控制单元 （1） 终端电路主要有模拟用户终端电路(简称用户电路)、 数字用户终端电路(简称ISDN用户电路)、 数字中继器、 信令设备等。① 用户电路用户电路是用户通过用户线与程控数字交换机连接的接口电路， 分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路。模拟用户电路基本功能可归纳为BORSCHT七大功能。用户电路的功能框图如图3-5所示。 P953.2.2 程控交换机的组成3.2.2 程控交换机的组成1. 程控数字交换机的硬件组成1. 程控数字交换机的硬件组成 B:馈电。 为用户线提供通话和监视电流， 程控数字交换机的额定电压为-48V直流， 用户线mA。O:过压保护。 程控数字交换机一般采用两级保护： 第一级保护是总配线架保护； 第二级保护是用户电路， 通过热敏电阻和双向二极管实现。R:振铃。 由被叫侧的用户模块向被叫用户话机馈送铃流信号， 铃流信号规定为(253)Hz， (7515)V正弦波， 分初次振铃和断续振铃， 断续振铃为5秒断续， 即1秒续， 4秒断。S:监视。 通过扫描点监视用户回路通、 断状态， 以检测用户摘机、 挂机、 拨号脉冲、 过电流等用户线.程控数字交换机的硬件组成（1） 终端电路① 用户电路 C:编译码。 通过编译码器及相应的滤波器， 完成模拟语音信号的A/D和D/A变换， 可由硬件选择A律或律。H:混合电路(2/4线线的模拟用户线线的PCM传输线之间的转换。T:测试。 通过软件控制用户电路中的测试转换开关，对用户可进行局内侧和外线侧测试。除此之外， 用户电路还具有增益控制， a、 b线kHz计次脉冲发送等其它功能。1.程控数字交换机的硬件组成（1） 终端电路① 用户电路 中继器是数字程控交换机与其它交换机的接口。 可分成模拟中继器和数字中继器两大类。数字中继器是程控交换机和局间数字中继线的接口电路， 数字中继器的主要功能有： 码型变换和反变换。 时钟提取 帧同步复帧同步 信令的提取和插入1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成（1） 终端电路（1） 终端电路（1） 终端电路②中继器 信令设备的主要功能是接收和发送信令。 程控数字交换机中主要的信令设备有：信号音发生器DTMF接收器（又称为收号器）多频信号发生器和多频信号接收器7号信令终端③信令设备1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成（1） 终端电路（1） 终端电路（1） 终端电路 程控数字交换机的根本任务是要通过数字交换实现大量用户之间的通话连接， 数字交换网络是完成这一任务的核心部件。数字交换网络分为用户级(入口级)和选组级， 主要作用是完成各条PCM链路各个时隙的数字信息交换, 包括空分交换和时分交换。 数字交换原理如图3-6。TS3 输 入 数字交换网络 PCM0 PCM2 PCMn PCM0 PCM2 PCM输 出 a b TS5 a TS7 b TS18 1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成（2） 数字交换网络（2） 数字交换网络图3-6 数字交换原理示意图 数字交换以数字帧结构形式进行， 每个呼叫建立都分配了相应的时隙（TS） ， 即分配了固定速率的信道(CH） ， 标准速率为64Kbit/s。程控数字交换机采用的数字交换网络主要有两种典型结构： 一种是由数字交换单元(DSE)固定连接构成的数字交换网络； 另一种是由时间接线器(T接线器)和空间接线器(S接线器)构成的数字交换网络。1.程控数字交换机的硬件组成（2） 数字交换网络 ① 程控数字交换机的控制系统控制方式主要是指控制系统中处理机的配置方式。1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成（3） 处理机（3） 处理机(3) a.程控数字交换机对控制系统有如下要求：a. 具有足够大的呼叫处理能力， 用BHCA值来衡量；b. 具有高度的可靠性， 要求控制系统可靠地长期连续不间断地工作， 系统中断累计时间在20年内不得超过1h；c. 能适应新业务和新技术发展的要求；d. 经济合理。集中控制方式分散控制方式分级功能控制全分布控制控制方式 为了保证系统的可靠性， 一般情况下， 处理机采取冗余配置措施。1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成（3） 处理机（3） 处理机（3） 处理机②处理机的冗余配置②处理机的冗余配置冗余配置方式双机冗余N + n冗余： N + 1备用方式主/备用方式话务分担方式 话 路 设 备 处理机 A 处理机 B 图3-7 负荷分担方式 话 路 设 备 处理机 A 处理机 B 图3-8 主/备用方式②处理机的冗余配置1.程控数字交换机的硬件组成（3） 处理机 系统或设备的可靠性是指在某一使用状态下， 在使用所希望的时间里满意地完成规定任务的性能。 可用性(可靠性) 的反面是不可用性。 可用性用A表示， 不可用性用U表示：MTBF A = MTBF + MTTR MTTR MTTRU = 1 - A = MTBF + MTTR MTBF其中， MTTR是平均修复时间， MTBF是平均故障间隔时间。③处理机的可靠性描述③处理机的可靠性描述1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成1.程控数字交换机的硬件组成（3） 处理机（3） 处理机（3） 处理机 【例3-1】 设处理机的MTBF=1000h， MTTR=2h， 试计算单处理机配置和双处理机配置时的不可用性。解：MTTR2U单 = = 2×10-3MTBF即20年中有350h故障。10002 MTTR2 2×22U双 = = 8×10-6即20年中有1. 4h故障。MTBF2 10002③处理机的可靠性描述1.程控数字交换机的硬件组成（3） 处理机 程控数字交换机软件系统包括程序和数据两类软件。处理机使用的软件由程序和数据组成， 软件程序按功能和任务执行内容分为模块、 单元、 程序段等层次结构。(1) 程序程控数字交换机的程序按功能分类如下：呼叫处理程序 执行管理程序 故障处理程序 维护管理程序(小部分) 维护管理程序(大部分) 故障诊断程序 测试程序 脱机程序 支援程序 常驻程序 非常驻程序 联机程序 程序 3.2.2 程控交换机的组成3.2.2 程控交换机的组成2. 程控数字交换机的软件组成2. 程控数字交换机的软件组成 (2)数据程控数字交换机的数据可分为系统数据、 局数据和用户数据。①系统数据。 系统数据对某种程控数字交换机而言是所有交换机公用的数据。 主要指各类软件模块所固有的数据和各类硬件配置数据， 一般是固定不变的。②局数据。 各交换局的局数据， 反映本交换局在交换网中的地位或级别， 本交换局与其它交换局的中继关系。 局数据对某个交换局的交换机而言是半固定的数据， 开局调试好后， 设备运行中保持相对稳定， 必要时可用人机命令修改，例如字冠数据， 中继数据， 计费数据， 信令数据等。3.2.2 程控交换机的组成3.2.2 程控交换机的组成2. 程控数字交换机的软件组成2. 程控数字交换机的软件组成 ③用户数据。 用户数据是市话局或者长市合一局的交换机所具有的数据， 包括每个用户线类别、 电话号码、设备码、 话机类型、 计费类型、 用户新业务、 话务负荷、优先级别等。 国际局和长线) 程序语言程控数字交换机的软件程序文件是用各种程序语言编写的。 一般交换机中软件程序的编程语言有3种:a. 汇编语言b. CHILL语言c. 专用语言3.2.2 程控交换机的组成2. 程控数字交换机的软件组成(2)数据 3. 2. 3 数字程控交换原理数字交换网络处于程控数字交换机的中心， 是程控数字交换机的内部网络， 它联系着交换机的各个部分。程控数字交换机采用四线交换， 它区别于模拟交换网的步进制交换机和纵横制交换机的二线交换， 各程控数字交换机之间采用PCM四线传输。电话交换机的核心是数字交换网络数字交换网络的核心部件是基本交换单元。基本交换单元的功能就是交换的基本功能， 即在任意的入线和出线之间建立连接， 或者说是将入线上的信息分发到出线) T接线器时间接线器简称T接线器， 其作用是完成一条时分复用线上的时隙交换功能。 T接线器主要由话音存储器(SM)和控制存储器(CM)组成， 如图3-9所示。话音存储器SM用来暂存话音数字编码信息， 每个...