现代交换技术大纲

《现代交换技术》课程教学大纲

一、课程性质和任务

本课程是电子信息工程专业课程。交换系统是通信网的重要组成部分,它实质上是一个以计算机为基础，在实时多任务操作系统的控制管理下，完成信息处理的应用系统。

通过本课程学习,使学生掌握交换系统原理和技术的基本知识, 了解现代交换技术的基本理论和方法。

本课程的教学目的是培养高职高专应用性专门人才。使学生掌握程控交换系统原理和技术的同时，了解各类交换技术的特点和工作原理，为从事程控交换等现代通信系统和计算机通信系统与电话网接口的开发、使用和维护打下必要的基础。

二、教学基本要求

本课程学习以应用为目的，内容以“必需、够用”为尺度，突出基本概念，掌握关键技术。主要教学要求为：

1、理解各类交换技术的特点

2、理解话务量基本概念和话音信号数字化基本原理

3、掌握7号信令系统的基本结构及各部分功能，理解7号信令系统的工作原理

4、理解程控操作系统及呼叫处理程序的基本原理

5、掌握程控交换系统的硬件结构及数字交换的基本原理

6、了解程控交换系统的软件结构及软件技术

7、了解分组交换、ISDN和ATM技术的应用

三、课程教学要求的层次

1、掌握

要求学生能够掌握所学内容，并能够用其分析解决实际应用问题。

2、理解

要求学生能够较好地理解，并且能够进行简单分析和判断。

3、了解

要求学生能够一般地了解所学内容。

四、教学时数及学时分配建议

序号章节教学内容

学时分配

备注理

论

实操

合

计

1第1部分绪论22 2第2部分交换技术基础22 3第3部分信令方式448

4第4部分呼叫处理的基

本原理

448

5第5部分数字交换原理

与数字交换网

络

64

1

6第6部分程控数字交换

系统的接口和

控制设备

448

7第7部分程控交换机软

件概况

448

8第8部分分组交换技术44 9第9部分ISDN技术22

10第10部分ATM异步传送

方式

22

合计

3

420

5

4

五、理论教学内容及要求

第一部分绪论

教学内容：本章讲述了交换机的基本组成，几种主要交换方式的特点。

教学要求：理解交换的概念；理解电路交换、分组交换和A TM交换的特点；了解程控交换机的整体结构和数字程控交换机的实质。

第二部分交换技术基础

教学内容：本章讲述话务基础知识；电话网的基本结构；语音信号的数字化以及多路复用的概念。

教学要求：

了解话务量和爱尔兰的概念；了解我国电话通信网的结构；掌握语音信号的PCM编码及其帧结构。

第三部分信令方式

教学内容：

本章主要介绍信令和信令系统的分类；7号信令系统的功能、信令的产生和形成过程。

教学要求：

了解信令的概念、功能及分类；理解随路信令和公共信道信令的概念；掌握7号信令系统的功能；理解信令的产生和形成过程。

第四部分呼叫处理的基本原理

教学内容：

本章主要介绍呼叫处理的状态迁移过程及其SDL描述。重点讲述输入处理的摘挂机识别、拨号识别和位间隔识别；内部处理的去话分析、号码分析、来话分析和状态分析。

教学要求：

了解状态迁移概念；掌握摘挂机识别、拨号识别和位间隔识别的逻辑判别；了解内部处理的去话分析、号码分析、来话分析和状态分析过程。

第五部分数字交换原理和数字交换网络

教学内容：

本章介绍数字交换的基本概念；时分接线器和空分接线器的工作原理；复用器、分路器的作用以及数字交换网络的组成。

教学要求：

掌握时隙交换原理；

掌握时分接线器和空分接线器的工作原理；

掌握TST接线器的工作原理；

了解串/并变换、并/串变换和复用器与分路器的工作原理；

了解交换网络内部阻塞的概念。

第六部分程控数字交换系统的接口和控制设备

教学内容：

本章讲述了程控交换系统的接口；控制设备；以及衡量交换系统设计能力和服务能力的重要指标—呼叫

处理能力。

教学要求：

了解程控交换系统的接口的分类及功能；了解程控交换机的控制方式和处理机间的通信方式；了解BHCA的计算和测量。

第七部分程控交换机软件概况

教学内容：

本章讲述了运行软件的构成和特点，以及程序执行管理的方法。

教学要求：

理解数字程控交换机运行软件的构成和特点；了解程序的执行级别和各级程序调用的基本原则；掌握时间表的管理方式；了解程控交换机软件所用语言。

第八部分分组交换技术

教学内容：

本章讲述数据通信网的几种交换方式；分析电路交换、报文交换和分组交换的特点及发展趋势。

教学要求：

理解电路交换、分组交换和ATM交换的特点和相互比较；理解分组交换技术的原理和应用。

第九部分ISDN技术

教学内容：

本章重点介绍ISDN的基本概念、ISDN技术和ISDN的发展。

教学要求：

了解N-ISDN的主要特性；理解N-ISDN的用户/网络接口结构。

第十部分ATM异步传送方式

教学内容：

本章讲述了ATM的基本概念；ATM交换系统；A TM在B-ISDN、计算机局域网、城域网和广域网、局域网互联和虚拟局域网中的应用。

教学要求：

理解ATM技术特点；理解A TM交换机的功能；A TM网与现有网络的互连；了解A TM应用。

六、实训教学方法

实训一交换系统组成与结构

实训目的：

1、认识交换机系统总体结构。

2、实验系统各模块的功能。

3、初步建立交换的概念和交换的实现。

实训内容：

1、工作状态设置。

2、通话实验。

实训二用户接口模块（主被叫）实验

实训目的：

1、了解用户接口电路功能。

2、摘机信号识别。

实训内容：

1、熟悉PBL38710用户接口电路，明确TP301、TP30

2、TP03位置。

2、用示波器分别观测TP301、TP302、TP03在摘机时的波形。

实训三信令信号的产生与观测

1、了解常用的几种信令信号的波形。

2、了解常用的几种信令信号的产生和发送过程。

实训内容：

1、分别在TP05 TP06 TP10 TP11用示波器观测波形。

2、在呼叫过程的不同阶段，用示波器观测用户端的波形。

实训四时分交换网络基本原理

实训目的：

1、掌握程控交换的基本原理。

2、理解时分交换网络的工作过程。

实训内容：

1、了解MT8980工作原理。

2、观测MT8980交换功能。

实训五局内数字交换实验

实训目的：

1、加深对时分复用、时隙搬移、时分交换的理解。

2、加深对局内交换处理过程中的硬件电路的理解。

3、体验局内交换处理过程中的软件流程。

实训内容：

1、呼叫接续实验。

2、测量PCM编码输出(TP307) (TP308), PCM译码输入(TP508) (TP508).比较交换前后波形的不同。实训六时分交换与计算机接口通信

实训目的：

1、熟悉RS-232通信接口的原理和方法。

2、熟悉时分交换芯片MT8980的使用。

实训内容：

1、编制固定路由的时分交换程序（甲二和乙一的接续）。

2、下载程序。

3、验证程序。

实训七管理控制模块EPM7128 CPLD可编程器件

实训目的：

1、了解EPM 7128管理控制模块的特性。

2、熟悉EPM 7128模块的输出波形。

实训内容：

1、熟悉EPM 7128模块的结构、特性。

2、观察EPM 7128模块的各种输出信号的波形。

实训八话路PCM CODEC的编译码

实训目的：

1、熟悉编译码器在程控交换机中的作用。

2、熟悉TP3057的使用方法。

实训内容：

1、测量TP304 TP305/TP307 TP308各点波形。

2、分析PCM编译码波形。

实训九呼叫处理与线路信号的传输过程

1、了解信号交换流程及传输特性。

2、熟悉一次正常呼叫的信号流程。

实训内容：

1、根据一次正常呼叫的信号流程测量各点波形。

2、分析信号交换过程的传输特性。

实训十数字时分接线器编程方法

实训目的：

1、了解数字时分接线器编程方法。

2、掌握数字时分接线器的工作原理。

实训内容：

1、时分交换实验，观测TP607、TP608的波形。

2、时分中继实验，观测TP202、TP203的波形。

七、教学方法

以理论教学为主,以学生实训作业为辅，理论与实践相结合，指导学生在应用中加深理解和掌握课堂上所学知识。

八、考核方式

以期末考核成绩为主，平时考核成绩为辅。期末考核成绩占70%。平时考核成绩占30%。期末考核方法为闭卷笔试，平时考核由平时测验、课堂作业、实验报告等综合评定。

九、使用教材及参考资料

1、尤克.《现代交换技术》北京：机械工业出版社，2004

2、陈显治.《现代通信技术》北京：电子工业出版社，2001

3、陈锡生.《现代电信交换》北京：北京邮电大学出版社，1999

4、朱世华.《程控数字交换原理与应用》西安：西安交通大学出版社，1993

5、桂海源.《现代交换原理》北京：人民邮电出版社，2002

6、乐正友.《程控数字交换机硬件软件及应用》.北京：清华大学出版社，1991

7、叶敏.《程控数字交换与交换网》北京：北京邮电大学出版社，1993

8、张文冬.《程控数字交换技术原理》北京：北京邮电大学出版社，1995

9、秦瑞新.《现代通信概论》北京：国防工业出版社，1999

教学大纲

一、课程编号：010373

二、课程类型：必修课

课程学时/学分：48/3（其中，理论教学学时/学分40/2.5，实践教学学时/学分8/0.5）

适用专业：通信工程、电子信息、电子信息科学与技术、信息工程

先修课程：数字脉冲电路、数字通信技术、微机原理与应用

三、课程性质与任务

交换是整个通信网络的核心，因此本课程是通信大类专业必修的专业基础课，主要讨论交换技术基础知识，交换的作用和地位、交换的基本思想，具体分析电路交换、分组交换、ATM交换、IP交换基本

原理以及光交换等新技术。

通过本课程的学习，掌握交换技术的基础知识，了解交换技术的发展过程、背景，交换的基本思想和原理，交换方式的种类；掌握电路交换机的硬件、软件结构以及程序控制中呼叫处理的基本原理；掌握数字电话网结构、信令基础知识和NO.7信令系统；了解话务理论的基本知识；掌握分组交换的基本原理；了解A TM交换原理、IP交换原理以及当今电话通信发展的新技术，为今后各种专业技术课的学习和从事通信技术工作奠定基础。

四、教学主要内容及学时分配

五、教学基本要求：

（一）通信技术概论

1. 了解交换技术的发展概况

2. 掌握电话网通信的基本原理、通话接续过程

3. 了解电话交换机的基本组成以及各部分主要的功能

4. 掌握电话机的基本组成、原理及功能

5. 掌握电话机与交换机的接口及信号方式

6. 掌握话务理论基本概念

（二）交换单元及网络

1. 掌握数字交换网络的基本组成及其控制方式

2. 掌握T型、S型、共享总线型交换单元结构及其工作原理

3. 了解多级交换网络的构成方法和特性

4. 掌握T-S-T三级数字网的时隙交换原理

5. 了解交换网络的阻塞特性

（三）电路交换硬件原理

1. 掌握用户级、数字中继器接口的基本组成以及各电路功能

2. 了解信号音的产生、发送与接收原理

3. 掌握双处理机工作原理以及处理机之间的通信

4. 了解对控制系统的技术要求

（四）电路交换软件原理

1. 掌握程控交换机的软件特点以及程控软件的基本组成

2. 了解局数据、用户数据以及各数据之间的关系

3. 了解操作系统的功能

4. 掌握程序的执行管理原则与时间表调度原理

5. 了解常用的数据结构库类型

6. 掌握呼叫处理程序的基本原理

7. 了解输入处理、分析处理、输出处理基本概念

（五）通信网与信令系统

1. 掌握我国通信网络的结构

2. 掌握本地网、长途网的组网方式

3. 了解编号计划

4. 掌握信令系统的基本概念和作用

5. 了解中国NO.1号信令结构

（六）七号信令系统

1. 了解NO.7信令的优点、原理

2. 掌握NO.7信令的分层结构

3. 掌握NO.7信令TUP部分的消息格式

4. 掌握正常通话流程下NO.7信令局间信令流程

5. 了解NO.7信令系统中SCCP和TCAP部分的功能、业务和消息格式（七）分组交换原理

1. 掌握分组交换基本思想、基本原理、基本方法

2. 了解分组交换网的构成、编号

3. 理解OSI分层模型及其基本思想

4. 了解流量控制与路由选择的方法

（八）ATM与IP交换

1. 掌握ATM协议参考模型、分层结构、接口类型

2. 理解ATM交换的基本思想

3. 了解宽带交换技术的体系结构和交换方式

4. 了解ATM接口类型，信元格式，交换类别，网络信令

5. 理解V oIP交换的基本思想

6. 掌握IP交换的基本概念和方式

7. 了解IP交换中涉及的协议

8. 了解目前IP交换中存在的主要问题

（九）NGN与软交换、光交换技术

1. 了解NGN的含义、目标

2. 掌握NGN的重要特点和分层结构

3. 了解NGN中各个功能实体之间的协议

4. 掌握软交换的基本思想

5. 掌握软交换的控制原理

6. 了解光交换的基本原理

六、课程内容的重点和深广度要求

重点：交换技术的发展过程、交换在通信网中的作用和地位、交换的本质、交换的基本原理；

各种交换方式的异同、发展背景；

电路交换的实质、基本原理、实现方法；

分组交换的实质、基本原理；

ATM交换的实质、基本原理；

IP交换的实质、基本原理、实现方法；

软交换的实质、特点、基本原理、实现方法

信令基本概念、No.7信令的作用、功能级、TUP常用消息和呼叫流程。

深广度：深度上加强交换技术的具体的实现手段和方式。

广度上加强多种交换方式和交换技术的了解，拓宽知识面。了解交换技术在其他各种通信技术中的具体应用。

七、对学生课外作业的要求

每章有1-3道作业题，重点章节的习题要多于其他章节。

八、本课程与后续课程的关系

本课程是后续专业技术课程的基础原理课程，掌握了本课程，才有理解现代通信中各种技术的基础。

九、对学生能力培养的要求

注重学生自学能力的培养，重点加强分析问题、解决问题以及技术设计能力的培养和训练。

十、教材及主要参考书

教材：《现代交换原理》李天蓉编著科学技术文献出版社

参考书：

1. 《现代电信交换基础》雷振明编著人民邮电出版社1995

2. 《程控数字交换与交换网》叶敏编著北京邮电出版社

3. 《程控交换原理》林康琴等编著北京邮电大学出版社

4. 《七号共路信令系统》糜正琨等编著人民邮电出版社

5. 《通信新技术》丁炜编著北京邮电出版社1993

十一、教学方法和教学媒体的使用

采用讲授、研讨、自学、课外阅读等多种方式进行。

授课过程中采用多媒体教学手段。

十二、学习方法与建议

1. 通过自学预习，上课重在听讲，跟着老师的思路进行思考。

2. 多阅读通信技术杂志，多利用生活中的通信现象分析问题。

本课程是后续专业技术课程的基础原理课程，掌握了本课程，才有理解现代通信中各种技术的基础。

教学内容

一、课程内容体系结构

《现代交换原理》的课程内容分成四个部分：

交换技术基础：主要包含交换技术概论和交换单元及网络等内容，其中交换技术概论主要介绍交换的基本概念、交换的发展历史、交换方式及话务理论等；交换单元及网络主要介绍基本交换单元及多级交换网络。

电路交换技术：主要是电路交换技术，包括电路交换硬件原理、电路交换软件原理、通信网的信令系统、七号信号等。

分组交换技术：主要介绍分组交换的原理、基本原理及相关协议。

交换新技术：主要介绍了交换、软交换等新交换技术。

二、教学内容

三、课程重点难点及解决办法

■课程的重点:

理论部分：对交换技术在通信网络中作用的整体认识，交换的基本思想和原理，交换方式的种类，电路交换机的硬件、软件结构的基本原理，信令基础知识和NO.7信令系统，分组交换的基本原理，A TM、IP及软交换等交换技术原理。

实践部分：如何驱动交换网络，分组交换虚电路方式、数据报方式，A TM信元交换路由表，MPLS交换，信令配合方式等。

■课程的难点:

交换的基本思想和原理，七号信令系统，分组交换原理，MPLS交换技术，信令配合方式。

■解决办法:

改善教学方法：以问题主导式教学方法，引导学生主动思考，讨论分析，，还原获得知识的原始过程，培养举一反三，融会贯通的能力。

加强实践引导：通过“DIY”式的实践模式，利用自主开发的原理级实验平台与大型商用设备相结合的实验条件，引导学生消化难点问题。自主开发的原理级实验平台能够将交换与通信内部的工作流程开放出来，使学生直观地理解交换的内部流程，通过DIY的方式使学生能够将所学的各个知识点有机结合起来综合运用。商用大型设备解决学生对信令配合方式、对交换机组网的理解。通过两级实验系统，使学生从原理到设备到应用形成完整的交换知识框架结构。

突出专业应用：结合生活中的实际通信案例进行分析，将各个知识点应用到实际案例中进行分析，从应用中理解和消化知识重点和难点。