第五讲 信号的交换技术讲义-删节版
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《现代通信网技术》课件第五章 分组交换(jj)
P 100
P 010
F 000
F 110
F 001
4、数据链路建立与拆除 通信区全过程
收发网络层分组（封在 I中）用S对I差控流控
三 X.25虚电路
1、两个DTE之间的虚电路：2个LCN，LCN短，只有本地意义，两个不同 的（DTE—DCE）的链路可用相同的LCN； 2、DTE—DCE之间的物理链路上可建立多条至不同目的地的虚电路； 3、通信全过程
帧的表示方法
帧类 别 命令 响应 1
II
0
RR RR 1 S RNR RNR 1
REJ REJ 1
SABM
1
DISC
1
U
DM 1
UA 1
FRMR 1
编 234
N（S） 000 010 001 111 100 111 100 110
码 5 678
P/F
N（R）
P/F
N（R）
P/F
N（R）
P/F
N（R）
R2路由表
目的主机 下一跳R 距离 网络号 20.0.0 30.0.0 10.0.0 40.0.0
R3路由表
目的主机 下一跳R 距离 网络号 30.0.0 40.0.0 20.0.0 10.0.0
3、分组类型与功能
分组类型
第三字节
DTE—DCE
DCE—DTE
87 6 5 4 3
呼叫请求 呼叫接受 清除请求
2、虚电路建立
A？ ？20 ？C ？78
2、分组转发
１、三层虚信道三层复用 ２、随路信令 呼叫建立与用户数据同一 虚信道
84
七 流量控制
作用：1、网络过载引起吞吐量下降、拥塞、延时增加； 2、网络锁死、网络与用户速率匹配。
现代通信中的光交换技术.ppt
32
现代通信中的光交换技术
（4）多维光交换系统
33
现代通信中的光交换技术 五、光分组交换(OPS)与光子IP路由
1. OPS
交换方式: • 固定分组长度同步方式 (时隙型)
• 可变分组长度异步方式 (非时隙型)
34
光分组交换与光子IP路由
OPS节点结构
35
光分组交换与光子IP路由 • 空分分组交换型 • 分组波长广播－选择型 • 波长路由型 • Tb/s级混合型 • 环形网结构
54
现代通信中的光交换技术
55
现代通信中的光交换技术
56
现代通信中的光交换技术
57
现代通信中的光交换技术
58
现代通信中的光交换技术
59
现代通信中的光交换技术
60
现代通信中的光交换技术
4. MEMS光交换
特点： 以集成回路形式在石英基片上建立多层、三维结构 低损耗、低串扰、高质量、高容量光交换
18
现代通信中的光交换技术
（5）特点 优点：所需互连不用物理接触 无信号干扰和串音 有效利用空间维数 能以低速交换宽带信号 分辨率高 缺点：光机械封装技术困难 交换控制复杂
19
现代通信中的光交换技术
4. 波/频分光交换
（1）定义
波长/频率分割：—— 建立不同的波长子通道 按照信息交换的要求，改变其信息传输的波长子通道。
2. OXC 节点及其技术
功能：光通道的交叉连结、本地上/下路 （配置/恢复/监测光信号）
OXC的性能评价
1. 是否支持波长通道（WP）和虚波长通道（VWP） 2. 阻塞特性 3. 链路模块性 4. 波长模块性 5. 广播发送能力 6. 成本
45
现代通信中的光交换技术
（4）多维光交换系统
33
现代通信中的光交换技术 五、光分组交换(OPS)与光子IP路由
1. OPS
交换方式: • 固定分组长度同步方式 (时隙型)
• 可变分组长度异步方式 (非时隙型)
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光分组交换与光子IP路由
OPS节点结构
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光分组交换与光子IP路由 • 空分分组交换型 • 分组波长广播－选择型 • 波长路由型 • Tb/s级混合型 • 环形网结构
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现代通信中的光交换技术
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现代通信中的光交换技术
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现代通信中的光交换技术
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现代通信中的光交换技术
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现代通信中的光交换技术
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现代通信中的光交换技术
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现代通信中的光交换技术
4. MEMS光交换
特点： 以集成回路形式在石英基片上建立多层、三维结构 低损耗、低串扰、高质量、高容量光交换
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现代通信中的光交换技术
（5）特点 优点：所需互连不用物理接触 无信号干扰和串音 有效利用空间维数 能以低速交换宽带信号 分辨率高 缺点：光机械封装技术困难 交换控制复杂
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现代通信中的光交换技术
4. 波/频分光交换
（1）定义
波长/频率分割：—— 建立不同的波长子通道 按照信息交换的要求，改变其信息传输的波长子通道。
2. OXC 节点及其技术
功能：光通道的交叉连结、本地上/下路 （配置/恢复/监测光信号）
OXC的性能评价
1. 是否支持波长通道（WP）和虚波长通道（VWP） 2. 阻塞特性 3. 链路模块性 4. 波长模块性 5. 广播发送能力 6. 成本
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现代交换原理概论PPT课件
（二）交换式通信网
1
6
2
1
6
2
5
开关
3
5
设备
3
4 4
N2问题变成了N条用户线，由交换机组成的交换式通
信网容易组成大型网络。
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
1.1交换与通信网
（二）交换式通信网
用户交换机
市话交换机
汇接交换机
用户线
中继线
交换式通信网组网示意图
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
1.1交换与通信网
（四）通信网的结构 用户驻地网、接入网和核心网
接入网 SNI
UNI
核心网
SNI 接入网
UNI
驻地网
公用设施
驻地网
用户设备
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
（四）通信网的结构
用户驻地网CPN
Customer Premises Network CPN是用户自有网络，指用户终端至业务集中点之间所 包含的传输及线路等相关设施。小至终端，大至局域网。 实现用户和业务的集中，信息的变换与适配、复用与交 换、寻址与选路等功能。
(1) 实现独立于交换节点的控制逻辑。 (2) 实现对交换节点业务控制。 (3) 提供智能化、个性化、差异化服务。
基本业务的呼叫建立、执行控制在交换节点实现，但很 多新的电信业务则转移到业务节点中。
《现代交换原理 》
电子信息工程学院
1.1.2 通信网的定义与构成
（三）通信网的类型
按信号方式划分：模拟通信网和数字通信网。
电子信息工程学院
1.1交换与通信网
1.1.1 从点到点通信到通信网
（一）点到点通信
交换技术 课件
测试（T）：用于及时发现用户终端、用户线路
和用户线接口电路可能发生的混线、断线、接地、
与电力线碰接以及元器件损坏等各种故障，以便
及时修复和排除。
42
数字接口
V接口：
V1：64kb/s，可为2B+D或30B+D的终端
V2：连接数字远端模块的接口 V3：连接数字PABX的接口，属30B+D的接口 V4：可接多个2B+D的终端，支持ISDN的接入 V5：支持n X E1的接入网，包括V5.1和V5.2接口
18
移动号码分配
19
3、话务理论
话务量是用来描述用户使用电话繁忙程度的量
爱尔兰是衡量话务量大小的一个指标
话务量反映了电话负荷的大小，与呼叫强度和呼 叫保持时间有关。呼叫强度是单位时间内发生的 呼叫次数，呼叫保持时间也就是占用时间
20
话务量的计算
A=C x t，A是话务量，单位为erl（爱尔兰），C
编号计划应具有相对的稳定性
12
固话网的编号方案
首位号码的分配：
00 为国际长途全自动字冠
0 为国内长途全自动字冠 1 为长途、本地特种业务号码首位 2-9 为本地电话号码的首位 200至800为新业务号码。
13
本地网用户编号方法
长途电话用户编号方法
局号+用户号
14
本地网号码编号方案
本地电话网用户号码由局号和用户号组成，即局
号PQR（S）+用户号码ABCD
特种业务编号是1XX，或95XXX等，全国统一
新业务功能码以#或*开头
15
交换技术课件
分组交换技术的应用场景
互联网接入
分组交换技术广泛应 用于互联网接入，提 供高速、可靠的上网
服务。
局域网互连
通过分组交换网实现 不同局域网之间的互 连互通，促进信息共
享和业务协同。
移动通信
分组交换技术用于移 动通信网络中，支持 数据业务的传输和控
制。
专网建设
利用分组交换技术构 建专用网络，满足政 府、企业等不同行业
开放性
软交换技术采用开放式体 系架构，可以与其他网络 设备和系统进行互操作和 集成。
软交换技术的应用场景
移动通信网络
固定电话网络
软交换技术可以用于构建移动通信网络的 核心网络部分，支持移动用户之间的通信 和移动用户与固定用户之间的通信。
软交换技术可以用于构建固定电话网络的 核心网络部分，支持固定用户之间的通信 和固定用户与移动用户之间的通信。
的特殊需求。
分组交换技术的发展趋势
高效性能
随着通信技术的发展，分组交换技术 将不断提升传输速率和处理能力，以
满足更高的通信需求。
安全保障
加强分组交换网络安全保障机制的研 究和应用，提高网络的安全性和可靠
性。
融合发展
分组交换技术将与电路交换、卫星通 信等技术相互融合，形成更加灵活和 多样化的通信解决方案。
稳定性。
数据通信和多媒体通信场景
02
分组交换技术更为合适，因为它可以更好地处理大量数据和多
媒体内容。
需要高度可编程和可定制的场景
03
软交换技术是最佳选择，因为它可以通过软件实现高度灵活的
通信控制和管理。
06
交换技术的应用与发展趋势
ห้องสมุดไป่ตู้ 当前应用中的交换技术
《交换技术》课程教学大纲
《交换技术》课程教学大纲课程代码：ABJD0628课程中文名称:交换技术课程英文名称：TeIeCOmInterchangeTechnique课程性质：选修课程学分数：2.5学分课程学时数：40学时(32+8)授课对象：电子信息工程本课程的前导课程：信号与系统、通信原理一、课程简介随着通信网现代化进程的加快，新技术、新设备和新的标准不断出现，交换系统从单一的链路接续变为集信息交换、信息处理和信息数据可为一体的大型复杂系统。
自80年代以来，各类交换设备层出不穷，如程控数字电路交换设备、存储转发的报文交换和分组交换设备、为适应宽带业务需求的帧中继和异步转移模式的交换设备、适应基于TCP/IP的网络的路由交换设备及处于初级阶段的光交换设备等。
因此，学习和掌握各类交换技术已经成为相应专业在校学生的迫切需要。
本课程的学习要求学生建立各类交换系统的基本概念和工作原理，熟练掌握交换的定义、各类交换技术的特点及其发展过程、交换网络设计的基础理论和实现方法、数字程控交换系统的工作原理和各类接口电路的租用、交换系统的存储程序控制、呼叫处理过程、交换的软件系统和数据库、信令的基础知识和NO.7信令系统、ATM交换技术的基础知识、ATM交换的呼叫控制所涉及的协议过程和实现的机理、IP交换技术的工作原理及实现技术以及光交换元件、光交换技术及发展前景。
通过该课程的学习，使学生对现代交换技术有一个较全面系统的认识，对交换技术的发展有所了解，为参加实际工作打下理论基础。
二、教学基本内容和要求(-)绪论教学内容：交换技术基本概念；交换技术分类；交换技术发展概况。
教学要求：理解电信网络和计算机网络使用的交换技术；了解交换技术发展概况。
重点：交换技术分类和交换技术的发展。
难点：步进制和纵横制交换机工作原理。
(二)电路交换教学内容：电路交换核心；电路交换接口；电路交换机的软件控制系统。
教学要求：了解交换网络的功能和工作原理；掌握电路交换软件组成和特点，呼叫处理程序和程序的执行管理的工作原理。
《交换技术基础》PPT课件
入线上发生呼叫时，能接续到指定路由的一条空闲出线上去 任意一对输入-输出线上只允许有一个呼叫。
10 精选PPT
线束按以下标准分为两类： 线束容量M——输出线数量 利用度D——每条输入线能达到的输出线范围 1、全利用度线束
线束中的任意一条出线能被任一条入线所达到，M=D， 只要有空闲出线即可接续，数字交换机采用。
20 精选PPT
7.3 控制部件的呼叫处理能力－－BHCA
评价一台程控交换机的话务能力一般有两个基本参数： 话务量：通过交换网络可以同时连接的路由数 BHCA(Busy Hour Call Attempts)：忙时试呼次数，单位时间内 控制设备能够处理的呼叫数，表明控制部件对呼叫的处理能力。
按ITU-T建议，我国电话网全程(发端-收端交换机)呼损： 数字长途电话网≤0.098；数字市内电话网≤0.027。
16 精选PPT
7.2 交换网络的内部阻塞
前面讨论的呼损仅仅是由于出线全忙而引起的。 实际上，交换机的交换网络往往由若干级组成。 在入线和出线间还有内部各级之间的链路。 内部阻塞：当交换网络内部级间链路全忙时，由于入线找不到 空闲链路而不能达到空闲出线，导致呼叫损失的情况。
可见中间链路数增加一倍，使网络的内部时隙数为输入/输出 时隙数的2倍时(本例中链路数=32，内部时隙数=512)，网络内部 阻塞概率很低，近似为0。 输入端AB级扩散，输出端BC级集中，以增加设备、提高成本 为代价。交换网络在整个交换机的成本中所占的比重不大。对于 采用体积小、功耗小的大规模集成电路构成的数字交换网络来说 是可行的。
明显损失制中，Ac=Ao(1-B)=Ao-AoB 其中， B——呼损，正常情况下很小，如规定1％或5‰，因此 通常在工程中不严格区分Ac或Ao；但设备超负荷时较大。 等待制中，Ac=Ao
10 精选PPT
线束按以下标准分为两类： 线束容量M——输出线数量 利用度D——每条输入线能达到的输出线范围 1、全利用度线束
线束中的任意一条出线能被任一条入线所达到，M=D， 只要有空闲出线即可接续，数字交换机采用。
20 精选PPT
7.3 控制部件的呼叫处理能力－－BHCA
评价一台程控交换机的话务能力一般有两个基本参数： 话务量：通过交换网络可以同时连接的路由数 BHCA(Busy Hour Call Attempts)：忙时试呼次数，单位时间内 控制设备能够处理的呼叫数，表明控制部件对呼叫的处理能力。
按ITU-T建议，我国电话网全程(发端-收端交换机)呼损： 数字长途电话网≤0.098；数字市内电话网≤0.027。
16 精选PPT
7.2 交换网络的内部阻塞
前面讨论的呼损仅仅是由于出线全忙而引起的。 实际上，交换机的交换网络往往由若干级组成。 在入线和出线间还有内部各级之间的链路。 内部阻塞：当交换网络内部级间链路全忙时，由于入线找不到 空闲链路而不能达到空闲出线，导致呼叫损失的情况。
可见中间链路数增加一倍，使网络的内部时隙数为输入/输出 时隙数的2倍时(本例中链路数=32，内部时隙数=512)，网络内部 阻塞概率很低，近似为0。 输入端AB级扩散，输出端BC级集中，以增加设备、提高成本 为代价。交换网络在整个交换机的成本中所占的比重不大。对于 采用体积小、功耗小的大规模集成电路构成的数字交换网络来说 是可行的。
明显损失制中，Ac=Ao(1-B)=Ao-AoB 其中， B——呼损，正常情况下很小，如规定1％或5‰，因此 通常在工程中不严格区分Ac或Ao；但设备超负荷时较大。 等待制中，Ac=Ao
现代无线通信原理第五章资料
利用信源编码后的残留冗余度进行联合优化 利用信道译码的软输出进行联合优化
5.6.4 联合编码总结
无线视频传输中存在的主要问题 ➢错误在空间上的传播 ➢错误在时间上的传播 ➢同步信息和头信息的丢失
可能的解决方法 ➢减小错误空间传播 ➢减小错误的时间传播 ➢增强不等长译码的鲁棒性 ➢不均等差错保护的方法 ➢差错隐藏方法
5.5.7 均衡器算法分类（续2）
二、 最小均方算法 调整抽头系数，使信道和均衡器综合输出的
期望值和实际值之间的均方误差最小。 特点：是一种最简单的均衡算法。算法的稳定 性好。 缺点：收敛速度不高，均衡能力有限。 在无线中适用于较慢的、不太深的衰落。
5.5.7 均衡器算法分类（续3）
三、 递归最小二乘算法 调整抽头系数，使信道和均衡器综合输出的
5.1 衰落信道的抗干扰技术概述
5.1.1 衰落信道的主要干扰
一、多径干扰 二、多用户干扰
5.1.2 衰落信道的主要抗干扰技术
发端进行—进行预防 收端进行—进行补救 分为三类： 一、冗余法—包括分集技术、纠错技术和 重发技术 二、均衡法—包括信道均衡和信源适应 三、干扰抵消法—是基于数学中求解联立 方程的迭代算法。 另：信号的传输方式如调制方式对抗干扰 有很大贡献。
加权系数可以根据不同的准则，如：最大功率准则、 最大信噪比准则，等。
5.4 交织技术
原理：在无线通信中由于发生深衰落或遇到 突发干扰，误码的分布就不是平稳、纯随机的， 而是存在随机误码和突发误码。采用交织可以 减少突发误码的影响。
交织不增加额外开销。 交织可以保护信源编码中的特殊比特。 交织与纠错编码同时使用，进一步提高传输 质量。 交织器二种类型：分组交织、卷积交织。 交织器会引入时延（对语音不能超过40ms）。
5.6.4 联合编码总结
无线视频传输中存在的主要问题 ➢错误在空间上的传播 ➢错误在时间上的传播 ➢同步信息和头信息的丢失
可能的解决方法 ➢减小错误空间传播 ➢减小错误的时间传播 ➢增强不等长译码的鲁棒性 ➢不均等差错保护的方法 ➢差错隐藏方法
5.5.7 均衡器算法分类（续2）
二、 最小均方算法 调整抽头系数，使信道和均衡器综合输出的
期望值和实际值之间的均方误差最小。 特点：是一种最简单的均衡算法。算法的稳定 性好。 缺点：收敛速度不高，均衡能力有限。 在无线中适用于较慢的、不太深的衰落。
5.5.7 均衡器算法分类（续3）
三、 递归最小二乘算法 调整抽头系数，使信道和均衡器综合输出的
5.1 衰落信道的抗干扰技术概述
5.1.1 衰落信道的主要干扰
一、多径干扰 二、多用户干扰
5.1.2 衰落信道的主要抗干扰技术
发端进行—进行预防 收端进行—进行补救 分为三类： 一、冗余法—包括分集技术、纠错技术和 重发技术 二、均衡法—包括信道均衡和信源适应 三、干扰抵消法—是基于数学中求解联立 方程的迭代算法。 另：信号的传输方式如调制方式对抗干扰 有很大贡献。
加权系数可以根据不同的准则，如：最大功率准则、 最大信噪比准则，等。
5.4 交织技术
原理：在无线通信中由于发生深衰落或遇到 突发干扰，误码的分布就不是平稳、纯随机的， 而是存在随机误码和突发误码。采用交织可以 减少突发误码的影响。
交织不增加额外开销。 交织可以保护信源编码中的特殊比特。 交织与纠错编码同时使用，进一步提高传输 质量。 交织器二种类型：分组交织、卷积交织。 交织器会引入时延（对语音不能超过40ms）。