第1章交换技术概论
第一章概论习题及答案
第⼀章概论习题及答案1、⼀条狗携带3盒8毫⽶的磁带以18km/h 的速度奔跑，每盒磁带容量是7GB 。
试问在什么距离范围内狗的数据传输率会超过⼀条速率为150Mbps 的传输线？在以下情况下：（1）狗的速度加倍（2）每盒磁带容量增加（3）传输线路的速录加倍，上述结果的变化。
解：150Mbps 传输线传输7*3=21GB 的时间为：21GB/150Mbps=1202秒（21GB=21*1024*1024*1024*8bit,150Mbps=150*1000*1000bit ）狗奔跑的最长距离：1202*18km/h=6010⽶即在6010⽶之内狗的传输速率更快。
第⼀种情况下，狗奔跑的最长距离：12020⽶；第⼆种情况下，狗奔跑的最长距离增长；第三种情况下，狗奔跑的最长距离为：3005⽶2、LAN 的⼀个替代⽅案是简单采⽤⼀个⼤型分时系统，通过终端为⽤户提供服务。
试着给出使⽤LAN 的客户机—服务器系统的两个好处。
答：分时系统共享硬件，单⼀线路⼀经损坏就⽆法⼯作；LAN 能更好的发挥计算机性能。
（分时是指多个⽤户分享使⽤同⼀台计算机。
多个程序分时共享硬件和软件资源。
分时操作系统是指在⼀台主机上连接多个带有显⽰器和键盘的终端，同时允许多个⽤户通过主机的终端，以交互⽅式使⽤计算机，共享主机中的资源。
分时操作系统是⼀个多⽤户交互式操作系统。
）3、客户机—服务器系统的性能受到两个⽹络因素的严重影响：⽹络的带宽（即⽹络每秒可以传输多少数据）和延迟（即第⼀个数据位从客户端传送到服务器端需要多少时间）。
举例：具有⾼带宽和⾼延迟的例⼦；具有低带宽和低延迟的例⼦。
答：远距离光纤（如⼤陆间的光纤）可以搭载很多数据，但距离遥远，延迟⾼。
电话拨号上⽹只有56kbps ，带宽也⽐较低。
4、除了带宽和延外，⽹络若要为下列流量提供更好的服务质量，试问还要哪个参数？（1）数字语⾳服务（2）视频流量（3）⾦融业务服务答：为提供数字语⾳流量和视频流量，需要统⼀的投递时间。
《现代交换原理》PPT课件
19
分组交换（PS：Packet Switching）
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（packet），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。
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20
分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
分组交换的时延
接口
网
接口
中
继
接口
线
控制系统
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48
电信交换的基本技术
互连技术
交换网络的拓扑结构、选路策略、控制机理、多播方 式、阻塞特性、故障防卫
接口技术
模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口、数字 中继接口
信令技术 用户信令、局间信令
控制技术
控制系统的结构方式、处理机间的通信方式、多处理
机结构
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11
交换节点的基本功能
交换节点可控制的接续类型： 本局接续、出局接续、入局接续、转接接续
交换节点必须具备的基本功能： 能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫
信号、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
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12
交换节点接续类型图示
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29
分组交换协议
分组交换基于X.25协议，该协议包含了3层，第一层 物理层，第二层数据链路层，第三层分组层，对应于OSI 模型的下三层。
X.25分组层 网络层
3
LAPB 数据链路层 2
物理层
物理层
1
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30
分组交换协议
X.25
《现代交换技术》本科课程教学大纲.doc
5. 9《现代交换技术》本科课程教学大纲一、课程基本信息课程名称(中、英文)：现代交换技术(Modern Switching Technology) 课程号(代码):30333330课程类别：专业核心课总学时：48 实验学时：4学分：3二、教学目的及要求：1、通过该课程的教学，应使学生了解下述内容：(1)交换在通信网的地位和作用(2)各种交换方式(3)交换技术的发展2、通过该课程的教学，应使学生熟悉下述内容：(1)数字程控交换的基本原理(2)电话通信网(3)分组交换的基本原理(4)ISDN的基本概念(5)ATM交换的基本原理(6)IP交换的基本概念3、通过该课程的教学，应使学生掌握下述内容：(1)交换单元的构成(2)各种交换网络(3)数字程控交换机的系统结构(4)No. 7信令系统(5)ATM交换技术三、教学内容：1交换概论(4学时)1.1交换的引入1.2各种交换方式1. 3,交换系统1. 4.以交换为核心的通信网 2交换网络（6学时）2.1交换单元2.2交换网络3数字程控电话交换与电话通信网（6学时）3.1概述3.2数字程控交换机的系统结构3. 3接口设备3. 4话路建立3. 5控制子系统3.6程控交换软件技术3. 7电话通信网4信令系统（4学时）4.1信令系统概述4. 2 7号信令系统4. 3 7号信令网5分组交换与分组交换网（6学时）5.1分组交换技术的产生和发展5. 2.分组交换的基本原理5. 3.分组交换协议——Xo 25协议5, 4.分组交换机5. 5分组交换网5.6帧中继技术6ISDN交换与综合业务数字网（4学时）6. 1 ISDN技术的发展6. 2 ISDN的基本概念6. 3 ISDN交换技术6.4综合业务数字网7ATM交换技术与宽带综合业务数字网（6学时）7. 1 ATM交换技术与宽带综合业务数字网的产生和发展7. 2 ATM基本原理7. 3 ATM交换技术7.4宽带综合业务数字网8IP交换技术（6学时）8.1概述8. 2 IP交换8.3标签交换8.4多协议标记交换9交换新技术（2学时）9.1软交换技术9.2光交换技术四、教材：《现代交换原理与通信网技术》，卞佳丽编著，北京邮电大学出版社，2005五、主要参考资料：《现代电信交换》，陈锡生等编著，北京邮电大学出版社，1999年第一版《现代交换原理》，金蕙文等编著，电子工业出版社，2000年第一版《现代交换技术》，张继荣等编著，西安电子科技大学出版社，2004年1 月第一版六、成绩评定：期末70%,平时：习题10%；出勤10%,实验10%。
通信原理第1章
1.5.1 数字通信系统有效性指标的具体表述
*码元传输速率通常又可称为码元速率、数 码率、传码率、码率、信号速率或波形速率。
码元速率：指单位时间(每秒钟)内传输码
元的数目，用符号RB来表示。
➢码元速率：RB － 波特(B) 码元速率RB与信号的进制数无关，只与 码元宽度Tb有关：
RB
1 Tb
通常在给出系统码元速率时，有必要说 明码元的进制，多进制(N)码元速率RBN与二 进制码元速率RB2之间，在保证系统信息速率 不变的情况下，相互可转换，转换关系式为 :
象等 6. 按收信者是否运动分:固定与移动 7. 按信号复用方式分：TDM、FDM、CDM
1.3.2 通信方式
1. 按消息传送的方向与时间分
A
信道
B
(a)
A
信道
B
(b)
A
信道
B
(c)
(a) 单工方式； (b) 半双工方式； (c) 全双工方式
2. 按数字信号排序分
101
发 送 设 备
接 收 设 备
解： 信源输出的信息序列中，A出现23次，B出现14次， C出现13次，D出现7次，共有57个。
该信息源总的信息量为 ：
1.5 通信系统的主要性能指标
有效性和可靠性的关系（速度～质量） 模拟通信系统性能指标：
有效性指标：单位时间内传送的信息量 可靠性指标：均方误差 数字通信系统性能指标： 有效性指标：传输速率 可靠性指标：差错率
一种前所未有、方便快捷的通信手段。
(10)因特网。因特网的出现意味着信息时代的到 来，地球变成“地球村”。
通信发展现状和趋势
1)融合趋势：PSTN、CATV、计算机网络三网业务 融合；语音和数据融合；电域与光域融合；移动与 WLAN融合
移动通信
2．集群移动通信系统 ．
集群移动通信系统属于调度性专业网， 集群移动通信系统属于调度性专业网，将各种业务部门所需 调度性专业网 的基站及控制设备集中建站、统一管理、统一使用， 的基站及控制设备集中建站、统一管理、统一使用，每个部门只 需建立各自的调度中心台，做到共享频率资源、共享通信设施、 需建立各自的调度中心台，做到共享频率资源、共享通信设施 、 共享通信业务、共同分担费用， 共享通信业务、共同分担费用，是一种高效而又廉价的移动通信 系统。 系统。
3．无中心选址个人通信系统 ．
无中心选址个人通信系统的体制与蜂窝网和集群网的体制不 将中心集中控制转为电台分散控制， 同，它将中心集中控制转为电台分散控制，通话所需的信道由主 呼台选择，经被呼台确认后双方在该信道上进行通话， 呼台选择，经被呼台确认后双方在该信道上进行通话，这样频率 利用率高。 利用率高。
第1章 概论
我国移动通信发展
1、1980年在上海建立并试用了公用移动通信系统。 、 年在上海建立并试用了公用移动通信系统。 年在上海建立并试用了公用移动通信系统 2、1987年在广州、上海率先开通了模拟蜂窝移动电话业 、 年在广州、 年在广州 采用900MHZ，TACS标准。 标准。 务。采用 ， 标准 3、1993年在浙江嘉兴地区引入第二代数字移动蜂窝网 、 年在浙江嘉兴地区引入第二代数字移动蜂窝网 GSM系统，开始试运转。94年建网，95年推广到 个省， 系统， 年建网， 年推广到 个省， 年推广到15个省 系统 开始试运转。 年建网 96年扩展到全国。 年扩展到全国。 年扩展到全国 4、2000年模拟蜂窝网封网，将频段让给数字网。 、 年模拟蜂窝网封网， 年模拟蜂窝网封网 将频段让给数字网。 5、2002年中国移动在全国正式投入 、 年中国移动在全国正式投入GPRS（通用分组无 年中国移动在全国正式投入 （ 线业务）。 线业务）。
移动通信交换概论
名词解释
2.4移动通信交换主流厂家简介
华为技术有限公司
华为技术有限公司是一家总部位于中国广东深圳市的生产销售电信 设备的员工持股的民营科技公司，于1988年成立于中国深圳。华为的主 要营业范围是交换，传输，无线和数据通信类电信产品，在电信领域为 世界各地的客户提供网络设备、服务和解决方案。华为产品和解决方案 涵盖移动（HSDPA/WCDMA/EDGE/GPRS/GSM, CDMA2000 1xEVDO/CDMA2000 1X, TD-SCDMA和WiMAX）、核心网（IMS, Mobile Softswitch, NGN）、网络（FTTx, xDSL, 光网络, 路由器和LAN Switch）、 电信增值业务（IN, mobile data service, BOSS）和终端（UMTS/CDMA） 等领域。。
Байду номын сангаас
2.3主流运营商的网络
中国移动
中国移动目前的主要网络为GSM网。中国移动GSM网网络采用二级 网和三级网的混合结构。每个省设置一级汇接中心(TMSC1)负责省际话 务接续；省内设置二级汇接中心(TMSC2)，负责省内话务接续。
以福建移动为例：福建移动在福州和厦门各设置了一个一级汇接中 心(TMSC1)，与其他省市的一级汇接中心直连，负责福建移动与其它省 之间的省际话务接续。福州、厦门、泉州、漳州各设置1个二级汇接中 心TMSC2（福州B、厦门B、泉州B、漳州B），负责省内移动业务的汇接。 全省分福泉、厦漳两个汇接区，福州、泉州、莆田、宁德、南平，由福 州B、泉州B完成汇接功能，厦门、漳州、龙岩、三明，由厦门B、漳州B 完成汇接功能。
第1章 交换概论
1-3
1.1 交换的引入
为什么需要交换
通信的目的： 在任意终端对之间实现信息的传递 电信号 电信号
终端
信息
终端
传输媒介
信息
话音
数据
1-4
用户数增多时：
C 10
2 5
• 用户线急剧增大；
• 每个用户如何确定与其他用 户通话的问题；
n 10000 时，
2 n
1 C n( n 1) 5000 万条 2 • 每新增加一个的处理问题。
用户要浏览网页，首先要建立TCP 连接，发送包含地址信息的请求 服务器通过HTTP响应用户的要求， 返回需要的文件
关闭TCP 连接，离线浏览
1-24
三、分组交换
？讨论：如何改进报文交换方式来满足数据通信的 要求？
借鉴流水线工作。
1-25
三、分组交换（X.25）主要为数据通信设计
分组头(标题) 地址、信息类型、编号
1-17
电路交换的缺点
电路的接续时间较长。整个通话期间，即使没有通话信息， 电路资源也被通信双方独占，电路利用率低。 通信双方在信息传输、编码格式、同步方式、通信协议等 方面要完全兼容。 物理连接的任何部分发生故障都会引起通信的中断。 存在呼损，即可能出现由于交换网络负载过重而呼叫不通。
1.3.2通信网的组网结构
通信网的基本组网结构主要有星型网、环型网、网状网、 树型网、总线型网和复合型网等。 1、网状网
„
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。
交换节点
交换节点
„ „
交换节点
交换节点
„
网状网
1-46
程控交换复习
复习第一章电信交换概论1、通信三要素：交换、传输和终端2、（电信）交换的概念：在通信网上，负责在通信的源和目的终端之间建立通信信道传送通信信息的机制，也就是根据目的地，在源和目的终端之间传送通信信息。
3、交换节点的接续类型：本局接续：指在本局范围内各用户线之间的接续。
出局接续：指用户线与出中继线之间的接续。
入局接续：指中继线与用户线之间的接续。
转接接续：指入中继线与出中继线之间的接续。
4、交换节点必须具备的功能：能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号、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。
5、各交换方式可分三种传送模式：电路传送模式、分组传送模式、异步传送模式6、电路交换的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除7、报文交换、分组交换：本质----存储转发交换报文交换（Message Switching ）又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。
报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址。
公用电信网的电报自动交换是报文交换的典型应用，有的专用数据网也采用报文交换方式。
分组交换的思想是从报文交换而来的，采用存储转发（store and forward）方式的分组交换（PS：Packet Switching）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（packet），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。
8、分组交换的两种连接方式：虚电路（永久虚电路、交换虚电路）、数据报虚电路：在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端到端之间的虚连接；一旦虚连接建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚连接传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚连接。
它不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接虚电路的两种方式：交换虚电路(SVC：Switched Virtual Circuit)：用户通过发送呼叫请求分组来建立虚电路的方式。
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1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号
第1章交换技术概论
► 连续消息：消息的状态随时间是连续变化 的, 如强弱连续变化的语音等。（模拟消息） ► 离散消息：消息的状态是可数的或离散的, 如符号、文字和数据等。（数字消息）
1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号
第1章交换技术概论
1.2.3 电路交换与分组交换
电路交换 分组交换
传统的电路交换 第1章交换技术概论 多速率电路交换 快速电路交换
传统的分组交换 帧交换 快速分组交换
（一）电路交换
1、传统的电路交换
是指固定分配带宽（传送第1章通交换路技术概）论 ，连接建立后，即 使无信息传送也占用电路的一种交换方式。
主要特点： ►采用固定分配带宽，电路利用率低。 ►要预先建立连接，有一定的连接建立时延。 ►无差错控制措施。 ►用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过负
u
例如：
01010011
“0”“1”表示进制数字信号
五位“0”“1”用于电报通信
t 七位“0”“1”用于计算机通 信
1.2.1 模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信
第1章交换技术概论
► 模拟通信：以模拟信号来传送消息的通信方式。
信息源
调制器
（发信机）
基带信号
已调信号
传输媒质 噪音源
解调器
受信者
（收信机）
已调信号 基带信号
模拟通信系统模型图 模拟信道
主要缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成
1.2.1 模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信
第1章交换技术概论
► 数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。
信息源
信源编码器 信道编码器
调制器
模拟信号
数字信号 已调信号 传输媒质
受信者
►数字交换：以数字信号为对象的交换方式。
传输和交换的信号是数字信号的交换机称为 数字交换机。（数字交换网络）
1.2.2 布控交换与程控交换
►布控交换：是利用布线逻辑电路进行控制 第1章交换技术概论
的一种交换方式。 步进制、机动制和纵横制等机电制交换机都 是布控交换机。
►程控交换：是利用计算机软件进行控制（即 存储程序控制）的一种交换方式。 程控交换包括模拟程控交换和数字程控交换。
荷时呼损率增加。 不适于突发业务和对差错敏感的数据业务。
（一）电路交换
基本工作过程分为三阶段：
呼叫建立、信第1息章交换传技术送概论、连接释放。
交换节点A
交换节点B
交换节点C
建立
传送 释放
（一）电路交换
2、多速率电路交换
其基本思路是：在传统电第1章路交换交技术概换论 基础上，对不同的 业务提供不同的带宽（基本速率的整数倍）。
汇接交换机
1.1.2 交换节点的基本功能
1、交换接续功能
第1章交换技术概论
（1）本局接续：本交换机内部用户线之间接续
（2）出局接续：用户线与出中继线之间的接续
（3）入局接续：入中继线与用户线之间的接续
（4）转接接续：入中继线与出中继线之间的接续
1.1.2 交换节点的基本功能
2、交换机基本功能
第1章交换技术概论
（1）接收和分析从用户线或中继线来的呼叫信号
（2）接收和分析从用户线或中继线来的地址信号
（3）按目的地址进行选路和中继线上转发信号
（4）能控制连接的建立
（5）能按照所收到的释放信号拆除连接
1.2 交换技术分类
按传输信号形式分：第模1章交拟换技术交概论 换与数字交换 按接续控制方式分：布控交换与程控交换 按信道占用方式分：电路交换与分组交换 按带宽分配方式分：窄带交换与宽带交换
主要特点（缺点）： ►基本速率较难确定。 ►速率类型不能太多。 ►固定带宽分配，不适应突发业务的要求。 ►控制较复杂等。
1.1.1 交换的引入
第1章交换技术概论
N对连接线? N
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
如果所有用户 都两两相连，互 连线数会很大：
第1章交换技术概论
N×（N-1） ÷ 2
例：N=10000
连线数=50000000 对
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
第1章交换技术概论
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。
引入了一种交换设备。
电话 交换机
1.1.1 交换的引入
一、什么是交换
第1章交换技术概论
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
电话 交换机
1.1.1 交换的引入
传输系统Biblioteka 第1章交换技术概论C1
各级交 换系统
C2
C3 C4
信源译码器 信道译码器
解调器
噪音源 数字信道
数字通信系统模型
主要优点：抗干扰性强、保密性好、设备易于集成化、
便于计算机处理
1.2.1 模拟交换与数字交换
三、模拟交换与数字交换
第1章交换技术概论
►模拟交换：以模拟信号为对象的交换方式。 传输和交换的信号是模拟信号的交换机称为 模拟交换机。（模拟交叉接点）
现代交换技术 第1章交换技术概论
学时安排:
总学时 48， 理论 36， 实验 第1章交换技术概论 12
参考书：
《程控数字交换与交换网（第二版）》 ， 北京邮电大学出版社，叶敏编著。
《程控交换技术与设备（第二版）》，电 子工业出版社，劳文薇主编。
第一章 第1章交换技术概论 交换技术概述
第一章 交换技术概述
本章内容：交换的基第1章本交换概技术概念论 交换技术分类 交换技术的发展 电话交换信令方式
本章重点：理解各相关概念 本章难点：局间信令
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
第1章交换技术概论
被叫用户
主叫用户
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
第1章交换技术概论
主叫用户
被叫用户
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
三、交换节点的连接方式
第1章交换技术概论
1、全互联方式 设置多个交换节 点，每个交换节 点之间用中继线 两两相连。
1.1.1 交换的引入
三、交换节点的连接方式
第1章交换技术概论
2、汇接方式
多个交换节点之 间不能做到个个 相连，而是引入 汇接交换节点， 实现各交换节点 之间的间接相连。
► 模拟信号：对应于模拟消息的电信号形式。 是指代表消息的信号及其参数（幅度、频率或 相位）随着时间连续变化的信号。
u
也包含“模仿” 的意思。
t
1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号
第1章交换技术概论
► 数字信号：对应于数字消息的电信号形式。 是指信号幅度不随时间作连续的变化，只能取 有限个离散值的信号。