电路交换技术及接口电路
现代通信网技术第二章电路交换
专用通信网
01
专用通信网是指为特定行业或企 业提供的内部通信网络，如银行 、证券、保险等金融机构的专用 通信网络。
02
专用通信网通常需要高可靠性和 安全性，因此电路交换技术在此 领域具有广泛应用，可以提供稳 定的语音和数据传输服务。
随着多媒体通信的普及，用户对 通信的实时性要求越来越高，电 路交换技术需要进一步提高传输
速度和降低延迟。
高效压缩技术
为了满足多媒体通信的数据量需求， 需要发展更高效的音视频压缩技术， 以减小传输带宽和存储空间占用。
适应性传输
针对不同网络环境和通信需求，电 路交换技术需要具备自适应传输能 力，以实现高质量的多媒体通信。
随着数字信号处理技术的发展，数字 电路交换技术逐渐取代了模拟电路交 换技术。
电路交换技术的特点
稳定性
可靠性
实时性
电路交换技术能够提供 稳定、可靠的通信服务，
通信质量较高。
在电路交换中，通信双 方之间的连接是固定的， 因此可以保证数据的可
靠传输。
电路交换技术适用于需 要实时通信的场景，如 语音通话、视频通话等。
数字电路交换
采用数字信号传输，具有抗干扰 能力强、传输质量稳定、可复用 等优点，是现代通信网的主流交 换方式。
频分多址电路交换与时分多址电路交换
频分多址电路交换
将通信频带分成若干个小的频带，每 个用户占用一个特定的频带进行通信 ，可以实现多路通信。
时分多址电路交换
将时间分割成若干个小的时隙，每个 用户占用一个特定的时隙进行通信， 可以实现动态分配通信资源。
第五章 电路交换技术(2015)
•
当该通路需要经过多个交换中心时，交换机要在所有可能的路由中选择一条最优的路 由进行接续，即进行路由选择。
– 它负责将呼叫从源接续到宿，是任何一个网络的体系、规划和运营的核心部分。 要确保信息传输质量和信令信息的可靠传输。 有明确的规律性，确保路由选择中不会出现死循环。 一个呼叫连接中串接的段数应尽量少。
• 空间接线器的功能是完成“空间交换”，即在许多根入线中选择一 根接通出线，但是要在入线和出线的某一时隙内接通。 • 空间接线器是以时分的方式工作的。 • 由n*n的交叉节点矩阵和n个控制存储器构成 ，按照控制输入线上交 叉接点的闭合分为
• • 输出控制方式 输入控制方式
9
输出控制方式
• 8入8出 8×8 • 8个控制存储器控制同号 输出端的所有交叉点 • 按顺序读出控制存储器 的控制内容以控制不同 时隙交叉点的闭合
• • 当一机产生故障，可由另一机承担全部负荷。 双机应具有互通信息的链路。
双机冗余配置方式
– –
主备倒换：一台联机运行，另一台作为备用，分为冷备和热备。 有时也采用N+m冗余配置方式。 处理机的分级：将处理机按功能分担划分为若干个级别，必然有一级承担主要任务。 系统划分为多个相对独立的模块，每个模块的自主处理能力增强，中央处理功能在很大程度上弱化。
4.
面向连接的电路交换方式是最适合于话音通信的，因此，电话网又叫做电路 交换网，它是电路交换网的典型例子。
21
电话网的等级结构
• 网络的等级结构是指对网中各交换中心的一种安排。从等级上考虑，电话网的基本结构形式分为等 级网和无级网两种。
– – 等级网中，每个交换中心被赋以一定的等级，不同等级的交换中心采用不同的连接方式，低等级的交换中心 一般要连接到高等级的交换中心。 在无级网中，每个交换中心都处于相同的等级，完全平等，各交换中心采用网状网或不完全网状网相连。 低等级的交换局与管辖它的高等级的交换局相连、形成多级汇接辐射网即星形网。 而最高等级的交换局间则直接互连，形成网形网。 等级结构的电话网一般是复合形网，可以将各区域的话务流量逐级汇集，既保证通信质量又充分利用电路。 全网的服务质量，例如接通率、接续时延、传输质量、可靠性等。 全网的经济性，即网的总费用问题。另外还应考虑各地区的地理状况，政治、经济条件以及地区之间的联系 程度等因素。
第二章 电路交换技术(二)
息，如图 *.1(b)所示。由于是顺序读出，故在第j时隙读出话
音存储器第j单元的内容，同样完成了第i 个输入时隙与第j个 输出时隙的交换。
19
第2章 电路交换技术 举例：话音信息在TS50，要将其交换到TS450。 • 采用输出控制方式。如图*.2（a)。 1)定时脉冲到，在SM中顺序将话音写入50单元。 2)CPU在CM中450号单元写入50。 3)定时脉冲到，从CM的TS450读出内容50作为SM地址到 SM50 中取内容，实现TS50内容交换到TS450。 • 采用输入控制方式。如图*.2（b）。 1)CPU在CM的50号单元写入450。 2)CM在定时脉冲下，顺序读出，当TS50时，读出内容450。 3)450作为SM的写入地址，将输入端TS50的话音写入到450单 元中。 4)定时脉冲下，SM 顺序读出，TS450时，读出TS50的内容， 实现交换。
16套 PCM16套 PCM 的 TS0 的 TS1 … …
16套 PCM 的 TS31
第 1套 PCM 串 行 码 ， 2 Mb/s
TS0 TS1
…
…
TS0 TS1 b1 串 /并 变 换 后 , 复 b2 用 前 , PCM 并 行 码 , 256 Mb/s b8
…
复用后 4 Mb/s
256Kb/s
处理机接口
这是一个控制写入、顺序 控制存储器读出方式交换单元结构， (CM) 话音存储器的写入地址由 控制存储器提供，话音数 据读出采用时钟顺序计数 方式。 24
图2.13 控制写入、顺序读出方式共享存储器型时分交换单元电路组织结构
… … …
第2章 电路交换技术
2. 空分型交换单元
1) 空分接线器组成(阵列交换单元)
现代交换技术重点整理
第1章：绪论交换的基本概念，通信网的三要素：终端设备传输系统交换系统数据通信和话音通信的区别：1，通信对象不同，数据通信实现的是计算机和计算机之间，以及人与计算机之间的通信，而话音通信实现的是人与人之间的通信。
2，传输可靠性不同，数据通信要求更高，话音相对较小3，通信的平均持续时间和通信建立响应不同，数据通信持续时间要短，建立连接的时间也短。
话音通信过程相反。
4，通信过程中信息业务量特性不同电路交换和分组交换的优缺点电路交换的主要优点：1，信息传输时延小，对一次连续而言，传输时延固定不变。
2，信息的传输效率比较高3，信息的编码方法和信息格式有通信双方协调，不受网络的限制缺点：1，电路的连续时间较长，当传输较短信息时，通信通道建立的时间可能大于通信时间，网络利用率低2，电路利用低3，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，限制了各种不同速率，不同代码格式，不同通信协议的用户终端的互通4，有呼损，可能出现由于对方用户终端设备忙或交换网负载过重而呼叫不通第2章：交换单元与交换网络1）连接的三种表示形式（函数表示形式，排列表示形式，图像表示形式）及它们间的相互转换2）T、S接线器及TST网络的工作原理3）Clos无阻塞网络基本结构和条件Clos网络结构：两边各有r个对称的m*n矩形交换单元，中间是m个r*r 的正方型交换单元。
每个交换单元都与下一级的各个交换单元有连接且仅有一条连接。
m,n,r是整数决定了交换单元的容量，称为网络参数记作C（m,n,r）三级clos网络无阻塞的条件：m>=2n-1.4）Banyan网的构成方法、自由选路的概念以及阻塞情况判断第3章：电路交换技术及接口电路电路交换呼叫接续过程：三个阶段：1，呼叫建立2，消息传输3，话终释放电路交换系统的基本功能：连接、信令、终端接口、控制功能。
模拟用户接口的七大功能：能对7个基本功能做简单解释。
1、馈电：所有连接在交换机上的电话分机用户，都由交换机向其馈电。
电路交换技术四
灵活性
分组交换具有较强的灵活性，能够动态调整数据 传输的带宽和速度，而电路交换则较为固定。
05 电路交换技术的发展趋势 与展望
5G网络中的电路交换技术
5G网络中的电路交换技术将进 一步优化和改进，以满足更高的 数据传输速率和更低的延迟需求。
人工智能技术可以与电路交换技术进行深度融合，实现更加智能化的网络管理和调 度，提高网络资源的利用率。
人工智能技术在电路交换中的应用前景广阔，未来将有更多的研究和应用成果涌现， 推动电路交换技术的不断发展和创新。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
。
03 电路交换的关键技术
呼叫建立与释放技术
呼叫建立
在电路交换中，当用户需要进行通信时，需要通过一系列的信令交互来建立通 信链路。这个过程包括主叫和被叫之间的互相寻址、鉴权、以及资源分配等步 骤。
呼叫释放
当通信结束后，需要通过信令交互来释放已建立的通信链路，以便于其他用户 使用。这个过程包括拆线、资源回收等步骤。
5G网络中的电路交换技术将更 加灵活和智能化，能够根据不同 的业务需求进行动态调整和优化。
5G网络中的电路交换技术将与 云计算、大数据等新兴技术进行 深度融合，实现更高效、智能的
数据处理和传输。
软件定义网络（SDN）与电路交换的结合
1
SDN技术将为电路交换提供更加灵活和可编程的 控制平面，实现更加智能化的网络管理和调度。
电路交换技术四
目录
• 电路交换技术概述 • 电路交换的基本原理 • 电路交换的关键技术 • 电路交换的优缺点分析 • 电路交换技术的发展趋势与展望
四种交换技术概述
四种交换技术从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和异步传输模式等发展过程。
一、电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，交换机进行转接并为双方建立连接，独占一条物理线路进行通信，等一方挂机后，交换机就把双方的线路断开，为双方各自开始一次新的通话做好准备。
电路交换的动作，就是在通信时建立(即连接)电路，通信完毕时拆除(即断开)电路，至于在通信过程中双方传送信息的内容，与交换系统无关。
它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
二、报文交换报文交换不要求在两个通信结点之间建立专用通路。
发送端把要发送的信息组织成一个数据包——报文，该报文中含有目标结点的地址，完整的报文在网络中逐点向前传送。
每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。
经过多次的存储——转发，最后到达目标，因而这样的网络叫存储——转发网络。
—1—其中的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的长报文。
交换结点对各个方向上收到的报文排队，逐个找出下一个转发结点，然后再转发出去，这些都带来了排队等待延迟。
报文交换的优点是不建立专用链路，线路利用率较高，这是由通信中的等待时延换来的。
三、分组交换分组交换也称包交换，它是将用户传送的数据划分成多个更小的等长部分，每个部分叫做一个数据段。
在每个数据段的前面加上一些必要的控制信息组成的首部，就构成了一个分组。
首部用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，这一过程称为分组交换。
进行分组交换的通信网称为分组交换网。
分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换主要有两种方式：数据报方式和虚电路方式。
电路交换技术
电路交换技术随着计算机和网络技术的快速发展，电路交换技术也逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
电路交换技术是指建立起一条专用通信线路，以传送数字或模拟信号的一种通信技术。
这种通信方式可用于电话、传真等通信领域。
电路交换技术在通信中具有不可替代的优势。
首先，它与无线电通信相比，信号质量更加稳定，无干扰且保证通信可靠。
其次，电路交换技术的通信速度和连接速度都比其他技术更快，可以快速建立和撤销连接。
最后，它能够提供高保密性的通信，确保通信内容和通信方的隐私不被泄漏。
电路交换技术的实现主要通过成对的接续器来实现，它们被称为开关机，分别连接着不同的通信线路。
当一方主动呼叫另一方时，开关机便可将两个线路连接在一起，建立起一条专用通信线路。
在通信结束后，开关机会自动分离两条线路，回到待机状态。
在应用方面，电路交换技术在许多领域都有广泛的应用。
在电话通讯领域，它是唯一的通信技术，能够保证电话通信的可靠性和质量。
在传真通讯领域，也常用到电路交换技术，以确保传真内容的清晰度和正确性。
此外，电路交换技术在安防系统、工业自动化和数据传输等领域也有着广泛的应用。
不过，应该注意的是，电路交换技术相比于其他通信技术，在建立连接时需要较长的时间，且费用较高。
同时，在连接建立后，双方的对话也必须持续下去，直到通信结束。
因此，电路交换技术应用时需根据需要和情况进行选择。
总的来说，电路交换技术是一种传统的通信技术，但它在通信质量、连接稳定性以及保密性方面具备其他技术无法替代的优势。
在实际应用中，我们需要根据情况和需要，选择合适的通信技术，以实现高效、便捷和可靠的通信。
第3章、电路交换技术详解
功能。
每一个模拟用户均要经模拟用户接口电路连接交换网络，因 此这种接口电路占的比例最大，对它的组成和功能有一个基本要 求，归纳起来为BORSCHT，如图3.2所示。
第三章 电路交换技术
带通 滤波器 平衡 网络 低通 滤波器 编译 码器C
T,R
O
B,S
H
测试振铃
扫描
图3.2 实现BORSCHT功能的用户电路
第三章 电路交换技术 根据上述特点，电路交换机使用了如下控制技术： 利用呼叫处理完成交换网络入端口到出端口之间内部通道的 预占；使用局间信令完成中继线上带宽资源的预占。 由于呼叫建立阶段已获得了全部的通信资源，通信阶段无需 缓存和差错控制机制，因此采用同步时分交换就可以满足要求。
第三章 电路交换技术 3.1.2 电路交换机的分类 从不同的角度可以对电路交换机进行分类。 1．模拟交换机和数字交换机 送入交换机的信号可以是模拟信号，也可以是编码后的数字 信号。按交换网络传送的信号形式，可以将电路交换机分为模拟
第三章 电路交换技术 5．数字中继接口 数字中继DT(Digital Trunk)接口是数字交换系统与数字中继 线之间的接口电路，可适配PCM一次群或高次群的数字中继线。
数字中继具有码型变换、时钟提取、帧同步和复帧同步、帧
定位、信令插入和提取、告警检测等功能，见图3.5。
如果交换局间的传输采用同步数字序列SDH(Synchronous
理，而话音信号是模拟信号，因此，在模拟用户电路中需要用编
码器把模拟话音信号转换成数字话音信号，然后送到交换网络进 行交换。 反之，通过解码器把从交换网络输出的数字话音转换成模拟 话音送给用户。
第三章 电路交换技术 H(Hybrid)：混合电路。数字交换网络完成4线交换(接收和发 送各1对线)，而用户传输线路上用2线双向传送信号。 因此，在用户话机和编/解码器之间应进行2/4线转换，把2线 双向信号转换成收、发分开的4线单向信号，而相反方向需进行 4/2线转换； 同时可根据每一用户线路阻抗的大小调节平衡网络，达到最
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电路交换技术及接口电路
电路交换技术
电路交换技术包括电子域的线路交换、时隙交 换和光域的波长交换、分时突发交换等。
✓ 线路交换完成两用户间的实线连接，如人工共电交 换台、步进交换机、纵横制交换机等。
✓ 时隙交换是指利用PCM时分复用方式完成用户信息 传送和接续连接的交换方式，通常称作数字程控交 换机。
电路交换技术及接口电路
1.集中控制方式
特点
✓处理机掌握着整个系统的状态，可达系统中所 有资源。
优点
✓某项功能改变只需修改软件即可
缺点
✓软件体系庞大、复杂，且容易受到破坏。
集中控制结构如图3.5-3.7。小系统可采用 单处理机，大系统通常采用双机控制，有 负荷分担形式和主备用方式。
电路交换技术及接口电路
交换系统的功能结在构控制功能管理下，按
10
需求提供连接通路。
用户线
123 456 789 * 8#
终端接口功能
适配外部线路传输 特性，信号格式转 换，协同信令功能
收发信令。
连接 功能
控制功能
信令功能
终端接口功能 中继线
到其他交换机
依照呼叫用户的需求， 并结合交换设备的性能 指标、资源状态完成相 应的接续操作，维持设
1
Chapter 3 –电路交换技术及接口 电路
电路交换技术及接口电路
Key Points
2
本章将要讲述的内容:
电路交换技术的发展与分类 电路交换系统的基本功能 控制系统 接口系统 数字信号音的实现、发送与接收
电路交换技术及接口电路
3.1 电路交换技术
电路交换模式定义：在用户通过呼叫信令 通知本地交换机为其建立通信连接并获得 电路接续后，通信双方终止该通信连接之 前，无论通信双方是否有信息经该通路流 过网络，他们都将始终独占着同一条电路。
两种控制方式：布控（硬件控制）与程控 （软件控制）
电路交换技术及接口电路
程控交换机控制系统的电路结构
其他交换机
用户终端 计费系统 维护管理
交换机 中继接口
接口系统
交换网络
…
用户接口 计费接口 维护接口
维计 护费 I/O I/O
监测 振铃 /O
监测 信令 I/O
多频 信令 I/O
共路 信令 I/O
电路交换技术及接口电路
3.终端接口功能
终端，电路交换机的外围终端由普通电话机、数 字电话机、维护计费计算机、其他交换机等。
终端接口，就是提供交换机设备与外部连接的部 件。包括普通电话接口电路、数字电话接口电路、 中继接口电路、计算机接口电路等。
终端接口的功能，就是为了实现信息的接入和传 送，并且方便交换机的通路接续工作，使得外围 终端的各项特性能与交换机的内部操作机制相互 匹配的设施。
存储器
CPU
图3.4 电路交换系统的电路结构
电路交换技术及接口电路
接续 控制 I/O
总线
控制系统
3.2.3 控制系统结构
16
控制系统中处理机的配置方式(按照处理机与话 路设备的关系划分)
✓ 集中控制
• 配备一对(也可为若干台)中央处理机，交换机的全部控制 工作都由中央处理机来承担。
✓ 分散控制
• 在系统给定的状态下，每台处理机只能达到一部分资源和 只能执行一部分功能。
✓ 光域的波长交换是利用波长变换器实现WDM技术的 波长路由交换
✓ 分时突发交换是将波长路由细分成突发时段来实现 大块数据交换。
电路交换技术及接口电路
电路交换系统的发展
5
电路交换技术的发展： ✓人工交换； ✓机电交换； 1891，步进制交换机：直接控制方式 1938，纵横制交换机：间接控制方式 ✓电子交换； ✓程控交换。 1965，美国，第一台空分程控交换机 1970，法国拉尼翁，第一台数字程控交换机
摘机 拨号音 号码 回铃音
交换机
通话
振铃 摘机 通话
挂机
催挂音
电路交换技术及接口电路
挂机
被叫话机
电路交换呼叫接续过程
任何呼叫接续都经历3个阶段：
✓ 呼叫建立阶段，主叫摘机向交换机发出连接请求， 交换机回送信号音予以证实，主叫拨送所需被叫号 码，交换机查找被叫并检查状态，空闲则对被叫振 铃，给主叫送回铃音。
✓ 分为中继侧接口和用户侧接口两大类
电路交换技术及接口电路
4.控制功能
交换机的作用，就是根据用户的请求，按照 其所发出的目的码为其建立和保持通信通路， 通信结束时释放相关资源。
控制功能，就是在分析信令消息的基础上， 查询目的端状态和当前资源情况，在允许条 件下控制交换网络执行通路连接。分析过程 属于高层功能，状态查询、信令接收和连接 驱动等属于低层功能。
电路交换技术及接口电路
电路交换系统的分类
6
信息传递方式 (对应话路网络设备)
✓模拟交换系统 ✓数字交换系统
控制方式 (对应控制系统)
✓布线逻辑控制 ✓存储程序控制
电路交换技术及接口电路
3.2 电路交换系统的基本功能 3.2.1 电路交换呼叫接续过程
主叫话机 呼叫(阶段) 消息传输 释放 (阶段)
备正常运行。
图3.2 电路交换系统的基本功能模块结构及相接互收关的系终端状态及信 令消息转换成适合控 制功能处理的消息格 式，或相反过程。
电路交换技术及接口电路
1.连接功能
a
数字交
b
2
TS2 PCM1入
换网络
TS2
PCM1出
甲
b PCM1出
2
TS2
b
a
30
TS30 PCM2入
TS30
乙
a PCM2出
30
TS30
PCM2出
图2.8 数字交换系统的交换过程
电路交换技术及接口电路
2.信令功能
状态监视，用户呼叫和应答状态监视； 号码接收，包括DP和DTMF信号接收； 通知提示，通知音包括拨号音、忙音、回铃音等，
振铃信号提示被叫有来话到达。 局间信令，交换机之间互通命令，包含呼叫状态、
号码、类型、路由、信道分配等信息，有中国1# 和No.7信令系统两类。
✓ 消息传送阶段，被叫摘机，停铃和停回铃音，通路 接续，双方通话。
✓ 话终释放阶段，任一方挂机表示请求终止该次接续， 交换机对未挂一方送忙音，双方挂机则释放全部资 源，本次呼叫接续过程结束。
电路交换技术及接口电路
3.2.2 电路交换的基本功能
能随时发现呼叫的到来； 能接受和保存主叫发送的被叫号码； 能检测被叫忙闲状态及是否有空闲通路； 能向被叫发出来话通知----振铃； 能发送多种通知音，忙音、回令音等； 能为通话双方建立通话通路； 能发现话终挂机状态。