交换技术的发展概述
简述软交换技术的发展趋势
简述软交换技术的发展趋势
软交换技术是一种基于软件的通信交换技术，它逐渐取代了传统的硬件交换设备。
随着技术的发展，软交换技术的发展趋势如下：
1. 虚拟化技术：软交换技术采用虚拟化的方式实现，将交换功能从硬件设备转移到软件中。
虚拟化技术的发展趋势是将更多的网络功能转移到软件中，实现网络功能的灵活配置和部署。
2. 云化发展：软交换技术在云计算环境中的应用越来越广泛。
未来的发展趋势是将软交换技术与云计算相结合，实现交换功能的弹性扩展和资源的共享。
3. SDN和NFV技术：软交换技术与软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）技术相结合，可以实现网络的动态配置和管理，提高网络的灵活性和可扩展性。
4. 高可用性和容错性：软交换技术的发展趋势是提高系统的可用性和容错性，通过冗余设计、自动容错和故障转移等技术，实现交换功能的持续可靠运行。
5. 多媒体和实时性支持：随着通信应用的多样化和实时性要求的增加，软交换技术需要支持更多的多媒体通信功能和实时性需求，如视频会议、实时语音传输等。
总之，软交换技术的发展趋势是向着虚拟化、云化、智能化、高可用性和容错性、多媒体和实时性支持等方向发展。
这些趋势将进一步推动软交换技术的应用和发展，提高通信网络的性能和灵活性。
交换技术发展趋势
交换技术发展趋势引言在信息技术快速发展的时代，交换技术作为通信领域的核心技术，也在不断进步和演变。
本文将从网络交换技术的发展历程、当前的技术趋势以及未来的发展方向等方面进行探讨，希望能够对读者对交换技术的了解和认识有所帮助。
交换技术的发展历程早期的交换技术早期的交换技术主要是电路交换，在电话通信中得到广泛应用。
电路交换的原理是在通信建立之前，通过物理电路将通信双方进行连接，使其能够直接相互传递信息。
然而，电路交换存在资源浪费、通信效率低等问题，无法满足日益增长的通信需求。
随着计算机网络的普及和互联网的发展，交换技术也逐渐演进为分组交换。
分组交换通过将信息数据按照一定的字节大小进行分组，每个数据包都附带目的地址等信息，通过网络传输到目的地后再进行拆包，将数据重新组装。
这种方式更加灵活、高效，可以适应不同应用的需求。
分组交换的一个重要技术是以太网交换。
以太网交换使用MAC地址来唯一标识设备，通过交换机将数据包从源设备转发到目的设备，而不是广播到整个网络。
这样可以大大提高网络的带宽利用率和传输效率。
软件定义网络（SDN）软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）是当前交换技术的热门趋势之一。
SDN将网络控制平面与数据转发平面进行解耦，通过集中式的控制器对网络进行灵活的管理和控制。
SDN可以根据应用需求实时调整网络规模、流量分配和策略等，提高网络的灵活性和可编程性。
数据中心网络随着云计算和大数据等技术的发展，数据中心网络成为了交换技术的重要应用场景。
数据中心网络需要满足低延迟、高带宽和高可靠性的要求。
为了提高数据中心网络的性能，研究者们提出了一系列创新技术，如数据中心网络拓扑优化、多路径路由算法、可编程数据平面等。
IPv6随着互联网的发展和IPv4地址资源枯竭的临近，IPv6作为下一代互联网协议得到了广泛的关注。
IPv6拥有更大的地址空间、更好的安全性和更强的可扩展性。
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。
现代交换技术发展与趋势
现代交换技术的发展趋势摘要随着信息技术的发展，信息交流的日益频繁，移动通信网络与各种通信技术在社会生产与生活中扮演着越来越重要的角色。
这种情况下，交换技术作为一种可以实现数据的瞬间储存与转发的重要通信技术，也取得了很大的发展成就，但同时，为了适应这种日益暴增的信息传输，交换技术的未来发展方向又在何方？这是一个值得我们深思的问题。
一、交换技术的发展历史交换技术发展大致可以分为三个阶段：1.1）人工交换发展阶段：第一部磁石式人工交换机。
1.2）自动交换机发展阶段：机电式交换机。
1.3）电子式自动交换阶段：现如今的数字程控式交换机。
二、历史使用的典型交换技术每段历史的发展，都伴随着不断的探索与研究，一次次的改进，一次次的失败，才换来了如今先进的科学技术。
所以，我认为，当前的交换技术，也需要经历我们艰苦不懈的探究，才能得到发展。
2.1）电路交换技术电路交换技术是电信网络交换技术发展的最初形式与第一阶段。
该阶段的典型移动网络代表为GSM与CDMA，其原理是通过一条具备一定宽度的线路保证双方的通信。
通信的过程中，该线路的资源将无法再做他用，直到此次通信完成才能释放。
这种电路交换技术的最主要的应用特点是在稳定的有一定宽度的线路的基础上能够有效的保证双方的通信质量，并且操作简单，支撑成本低。
但同时也存在一定的缺陷，即每一次通信线路只能为当时的信双方提供服务，不利于网络资源的有效利用。
2.2）分组交换技术随着科学技术的发展，人们通信需求量的增加，原有的电路交换技术已经不能满足人们的通信需求了。
同时，传统电路交换技术所提供的单一语音业务也无法适应移动数据业务的变化，于是分组交换技术应运而生。
分组交换技术的主要原理是，在数据传输前，先根据情况对其进行分割，并在新的分段的始端添加不同的字段。
在这个过程中，不仅能完成数据的校验工作，还能实现有效的数据分组。
同以往的电路交换技术相比较，新的分组交换技术的应用优势是通过识别数据开头的字段完成发送任务，不仅免去了连接环节，还在发送中实现了对带宽的合理分配。
交换技术的发展综述
超高速、大容量交换技术
总结词
随着互联网流量的爆炸式增长，超高速、大容量交换技术成为未来的发展趋势。
详细描述
随着云计算、大数据、物联网等技术的快速发展，网络流量呈指数级增长，传统 的交换机已无法满足需求。超高速、大容量交换机能够提供更高的数据传输速率 和更大的吞吐量，支持更多的并发连接，满足不断增长的网络需求。
未来交换技术的发展方向与挑战
未来交换技术的发展方向包括软件定义网 络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、 光交换等。
未来交换技术面临的挑战包括如何进一 步提高交换速度、降低功耗、提升可靠 性和安全性等方面的问题。
光交换利用光信号的高速传输特性，实 现了高速、大容量的数据交换，是未来 数据中心和云计算的重要支撑技术。
电路交换技术具有实时性强的优点，适用于对通信质量要求较高的场合，如电话通 信。
但电路交换技术也存在资源利用率不高的缺点，因为通信链路在建立后通常保持固 定状态，即使通信双方没有数据传输任务。
基于分组交换技术
分组交换技术是一种动态分配通信链路资源的方 式，通过将数据分割成多个分组进行传输。
分组交换技术具有灵活性高、资源利用率高的优 点，适用于数据通信和互联网应用。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
交换技术的发展综述
目录
CONTENTS
• 引言 • 交换技术分类 • 交换技术的演进 • 交换技术的应用场景 • 未来交换技术的发展趋势 • 结论
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
引言
交换技术的定义与重要性
REPORT
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
交换技术交换技术是现代通信领域的重要技术之一。
它通过将信息或资源从一个实体转移至另一个实体，实现了信息和资源的共享和传输。
交换技术在我们的日常生活中无处不在，无论是电话通讯、互联网连接还是金融交易，都离不开交换技术的支持。
本文将探讨交换技术的起源、发展和应用，并分析其对现代社会的影响。
交换技术可以追溯到人类社会发展的早期阶段。
在古代，人们通过物物交换的方式获取所需的资源，例如粮食、布匹和工艺品等。
这种形式的交换技术主要依赖于人们之间的互动和合作，但由于信息传递的限制，其效率和范围有限。
随着人类社会的不断演进和科技的进步，交换技术逐渐得到改进和完善。
在工业革命时期，随着机械化的出现，商品的生产和交换规模大幅增加，人们开始使用现金作为媒介进行交换。
这种方式大大提高了交换的效率，但在面对大规模交换需求时仍然存在局限性。
直到20世纪，随着电子技术和通信技术的快速发展，新的交换技术开始崭露头角。
电话系统的出现使人们可以实时进行语音交流，极大地缩短了沟通的距离。
而随着电信网络的建设和互联网的普及，人们可以随时随地通过电子邮件、即时通信和社交媒体等工具进行交流和信息分享。
交换技术在商业领域也发挥着重要作用。
金融交易的实现依赖于现代化的交换技术，例如证券交易所和电子支付系统。
这些系统通过将买卖双方的需求进行匹配和比对，实现了交易的自动化和高效率。
交换技术的应用不仅提高了交易的速度和效率，还降低了交易的成本，促进了商业的发展。
交换技术的进步也对现代社会产生了广泛的影响。
首先，它促进了信息的传播和共享。
借助交换技术，人们可以在很短的时间内获取所需的信息，无论是新闻、娱乐还是学术研究。
这种信息的流动性使得社会更加开放和包容，促进了知识经济的发展。
其次，交换技术的发展改变了人们的生活方式。
例如，随着智能手机的普及，人们可以通过移动设备随时随地进行交流和获取信息。
而通过在线购物、远程办公等服务，人们的生活越来越依赖于交换技术的支持。
交换技术的发展历程
交换技术的发展历程
交换技术的发展历程可以追溯到20世纪初的电报交换系统。
在这个时期，交换系统主要依赖人工操作，需要操作员通过插入插头或拨动开关来实现电话线路的连接与断开。
随着电信技术的进一步发展，自动交换机的概念出现了。
第一个自动交换机于1892年在美国纽约安装并投入使用。
这种自动交换机通过机械方式实现了电话线路的接通与转接，其中使用了旋转选择器等机械元件。
20世纪中叶，电子交换机开始出现。
电子交换机利用电子元器件和电子开关实现电话线路的连接与断开。
早期的电子交换机主要采用电子换接矩阵和电子开关矩阵，通过多路复用和分时技术来提高线路的利用率。
在20世纪70年代，数字交换机开始投入使用。
数字交换机将语音信号转换为数字信号，并采用存储转发的方式进行数据传输。
这种交换技术大大提高了电话网络的容量和质量，并为后续的增值业务（如传真、数据传输等）提供了基础。
随着互联网的迅速发展，IP交换技术也应运而生。
IP交换技术将语音、视频和数据等不同类型的信息都转换为数据包，并利用互联网协议进行传输。
这种交换技术实现了不同网络之间的互联互通，为全球范围内的多媒体通信提供了基础。
随着技术的不断进步，交换技术也在不断演进。
现代交换技术不仅可以实现高容量、高质量的语音通信，还可以支持视频通
话、群组通信、实时多媒体传输等多种应用。
同时，交换技术也逐渐融入到移动通信、云计算和物联网等领域，为人们的日常生活和工作提供了更加便利和智能的通信服务。
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虚拟信道标识符VCI 识别逻辑信道
无连接数据业务
信头仅含目标地址
面向连接的电路交换数据 信头指定通信链路
路漫漫其悠远
电路交换、分组交换到ATM交换
✓ ATM交换优点： 信元头功能简化，信元头处理速度加快 采用固定长度的信元，信息域长度相对分组交换中的分 组较短，能降低ATM交换节点内部缓冲器的容量，减 少信息在缓冲器中的排队时延和时延抖动
机械交换器（机械交点）
用机械的方式让两条线的交点连通
如：磁石人工交换机 、步进式和纵横式的自动控制的交换器
电子交换器（电子交点）
通过一个有源固体器件（如晶体管、晶闸管等）的导通 和截止来实现交点的通断
数字交换器
不采用交点闭合方式。参考计算机总线技术，首先将输 入的数字信号存储在一个固定的缓存器中，然后在控制 系统的控制下读出，再经过总线送到指定的输出端。 注：交换与控制是两个相对独立的概念，模拟交换同样可 以是程控的，如至今仍可看到的程控纵横式模拟交换机
路漫漫其悠远
从人工交换到程控交换－控制方法
SPC技术的优点：
➢ 通过软件程序的修改，可方便地更改交换机的组成结构 和工作性能等。
➢ 极大地改善交换机的话务处理能力 1、提高用户的呼叫能力 2、提高用户的应答能力 3、提高通话组交换到ATM交换
✓电路交换
当一个用户呼叫另一用户时，交换机要立即在这两个用 户之间建立起电路连接，并且这条连接通路在用户通话 期间必须始终保持畅通，直到通话结束了才被释放，中 间不能再被其它呼叫使用。 优点： 实时交换，适合延迟要求高的交互式话音通信 缺点： 通信链路必须在通话前准备就绪，通话期间不能再被其 它用户使用，链路的利用率低 ，不适用于数据通信；存 在呼损现象。
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从人工交换到程控交换－控制方法
✓ 人工交换机
大部分控制功能由人工完成
✓ 自动交换机
第一个自动交换机产生 1889年，美国人史端乔
机电制和布控制控制系统 只能进行基本的呼叫接续处理 存储程序控制（SPC）系统 依靠预先存储在存储器中的程序和数据来引导微机对各 种信令进行处理，并对交换网络和各种接口进行必要的 控制，以完成呼叫处理功能和OAM功能的。
交换技术的发展概述
路漫漫其悠远 2020/4/14
本节课内容
• 模拟交换与数字交换 • 从人工交换到程控交换 • 电路交换、分组交换到ATM交换 • 软交换
路漫漫其悠远
交换技术发展历程简单回顾
✓ 1878年，第一台交换机出现
交换机的发展主要集中在控制交换器接续的控制技术的 发展上。
✓ 交换技术从自动电话交换机开始发展
STM缺点： 时隙的动态分配非常困难，对帧结构的设计以及组帧技
术提出了很高的要求。
路漫漫其悠远
电路交换、分组交换到ATM交换
✓ ATM交换
异步传输模式（ATM）： 没有像STM一样的周期帧的概念，用被称作“信元”的固 定长度的块来传输数据，按信元进行统计复用，在时间 上没有固定的复用位置。
信头 地址和控制信息
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电路交换、分组交换到ATM交换
✓ 电路交换、分组交换和ATM交换比较
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软交换
✓ 下一代网络NGN 对网络业务需求急剧增长：语音、数据、视频业务、实 时多媒体流等；更高的安全性、可靠性和高性能。 运营商、业务提供商、网络用户，均希望网络能够在现 有高度异构的通信基础设施上提供开放、稳定、高性能 、可重用、可编程的服务； NGN:能屏蔽底层通信基础设施的多样性；能提供一种 统一开放的、可伸缩的、安全稳定和高性能的融合服务 平台；能快速灵活地开发、定制和部署新业务。 NGN通常和软交换联系在一起，它是一个以软交换为 核心、光网络为基础、采用分组型传送技术的开放式融 合网。
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电路交换、分组交换到ATM交换
✓消息交换
消息前添加报头 存储－计算路由－确定出线－等空闲再发送 优点： 不要求两个终端间的线路和交换机同时空闲 中继线的利用率得到了大大的提高 缺点： 要求系统要有足够大的存储器，以保证数据不被丢失 交换时延大，不适合于交互式的实时通信 将整个文件打包成一条报文，也不适用于文件长度差异 很大的计算机通信。
市话交换机数字化 （d）
用户环线数字化
（e）
(综合数字通信网IDN)
多种业务 终端综合化
市话 交换机
汇接 交换机
模数或数模转换器
市话 交换机
综合业务数字网
窄带ISDN和宽带ISDN－－2Mbit/s速率门限
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模拟电话机
数字电话机 数字计算机 数字传真机
模拟交换与数字交换－接续技术
✓ 交点通断的实现技术发展
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电路交换、分组交换到ATM交换
✓分组交换
把消息交换中的消息划分成许多较短的、具有统一格式 的“分组”，每个分组都加上地址和控制信息，再对各 分组执行存储转发过程 优点： 分组相对比较小，所要求的交换机的存储容量以及每个 分组的传输延时都比消息交换小，可能用于实时性要求 较高的交互式通信。传输可靠性较高。 缺点： 数据包分得越小，对于整条消息来说增加的额外开销就 越多，有用信息的相对传输延时增大，一般来说只用于 非实时的数据通信
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电路交换、分组交换到ATM交换
✓电路交换、消息交换和分组交换总体比较
电路交换
消息交换 分组交换
虚拟电路分组交换
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电路交换、分组交换到ATM交换
✓虚电路与电路交换的区别
虚电路不同于电路交换中的物理连接，它是一种逻辑连 接（没有做物理的连通），发起呼叫的用户并不独占给 它分配的线路，只在有分组要传输时，呼叫时指定的线 路才连通并被该分组占用。
1892 步进制
机电式 直接控制
1938 纵横制
机电式 间接控制
1965 存储程序控制 电子式 程控交换机应用新阶段
1970 程控数字电话交换系统 PCM信号交换 数字交换
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模拟交换与数字交换－接续技术
✓ 接续信号的发展变化
用户环线
通信网
用户环线
全模拟电话网
（a）
中继系统数字化
（b）
汇接交换机数字化 （c）
一条物理线路上可同时建立多个虚电路 虚拟电路分组交换，属于“面向连接”的交换方式
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电路交换、分组交换到ATM交换
✓ ATM交换
同步传输模式（STM）： 周期性地以帧的格式发送数据，每帧由若干个时隙组成 ，每个时隙在通信过程中分配给一个特定的用户，不同 用户的信息通过固定的时间复用位置进行标识。