电路交换和数字程控交换
交换技术的发展综述
从人工交换到程控交换－控制方法
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自动交换机
人工交换机
从人工交换到程控交换－控制方法
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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、提高通话能力
第二讲 交换技术的发展
添加副标题
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
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交换技术发展历程简单回顾
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模拟交换与数字交换－接续技术
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接续信号的发展变化 全模拟电话网 中继系统数字化 汇接交换机数字化 市话交换机数字化 用户环线数字化 (综合数字通信网IDN) 多种业务 终端综合化 综合业务数字网 窄带ISDN和宽带ISDN－－2Mbit/s速率门限
软交换
软交换
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软交换
呼叫控制 承载控制 地址翻译 路由 网关控制 计费数据收集等 是NGN的控制中心
分层的体 系结构
软交换
由各类业务服务应用平台构成，向用户提供各种增值业务，存放业务逻辑和业务数据，并可通过应用服务器提供应用编程接口（API）
软交换
软交换
由软交换机设备构成，完成各种呼叫控制，并负责相应业务处理信息传送。
软交换
软交换
是基于IP协议或ATM技术的分组化的光传送网，为业务媒体流和控制信息流提供统一的、保证QoS的高速分组传送平台。软交换软交换来自本章小结*/25
交换的概念 交换式通信网，呼叫、信令、业务、ISDN 交换机结构：交换网络、接口、控制系统 交换技术的发展： 模拟 — 数字 人工 — 程控 电路 — 分组 — ATM — 软交换
交换技术
摘要:交换技术有电路交换和分组交换这两种不同的方式，文章简要回顾了交换技术的发展，并着重介绍了两者的结合——ＡＴＭ交换技术。
关键字:交换分组交换快速分组交换ＡＴＭ交换英文摘要:Ａｂｒｉｅｆｏｖｅｒｖｉｅｗｉｓｇｉｖｅｎｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｃｏｖｅｒｉｎｇｔｗｏｄｉｆｆｅｒ-ｅｎｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｓ，ｃｉｒｃｕｉｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇａｎｄｐａｃｋｅｔｓｗｉｔｃｈ-ｉｎｇ．Ｅｍｐｈａｓｉｓｉｓｐｌａｃｅｄｏｎｔｈｅｉｎ-ｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏＡＴＭｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｅｃｈ-ｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｂｏｔｈｍｏｄｅｓ．英文关键字:ＣｉｒｃｕｉｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇＰａｃｋｅｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇＦａｓｔｐａｃｋｅｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇＡＴＭｓｗｉｔｃｈｉｎｇ■交换技术首先应用于电话通信领域，电话机的发明促进了交换技术的萌芽和发展。
从１８９２年开通世界上第１部步进制史端乔式电话交换机算起，自动交换技术的发展已超过１００年。
如今，交换技术已广泛应用于公用电信网、各种专用网和计算机通信网，交换系统已成为通信和信息领域不可缺少的重要设施。
１００年来，陆续出现了多种交换方式。
图１所示的各种交换方式分布在一条连续线上。
最左端为电路交换（ＣＳ），也可称为电路传递模式（ＣＴＭ）或同步传递模式（ＳＴＭ）。
最右端为分组交换（ＰＳ），也可称为分组传递模式（ＰＴＭ）。
电路交换与分组交换是两种截然不同的交换方式，代表两大范畴的传递模式，因此处于连续线的两个端点。
依次从左到右，多速率电路交换（ＭＲＣＳ）、快速电路交换（ＦＣＳ）属于电路传递模式的范畴；依次从右到左，帧交换（ＦＳ）、帧中继（ＦＲ）属于分组传递模式的范畴。
从两端向中间靠拢，表明两种交换方式特性的接近。
处于连续线中央的ＡＴＭ交换属于异步传递模式，可以看成是分组交换与电路交换的结合，兼具两者的交换特点。
交换技术(2)
控制读出：在CM控制信息的控制下进行。
存储器的容量 存储单元个数=输入复用线上的时隙数
2、输入控制T
输入控制方式
话音存储器
由CPU控制，
在控制存储器的50
号单元写入“450”，
然后按顺序读出，
即在TS50时读出
“450”，作为话音 控制写入
模拟用户线
模拟用户 接口
模拟用 户 线 模拟用户
接口
用户级
远端模块
数字用户线
数字用户 接口
数字中继线
模拟中继线
话路子系统 控制子系统
存储器
用户级
数字中
数字中
数
继接口
继接口
字
交
换
数字中继
网
接口
络 模拟中继
接口
信令设备
远端接口 处理机
打印机
外存
维护终端
数字交换系统的硬件功能结构
五、电路交换的实现
A(TS1) B(TS2)
存储器的写入地址， 话音存储器按序读
450 话音
出，在TS450读出话
音信息，即完成了
由TS50至TS450的时
隙交换。
顺序读出
控制存储器
控 制 写 入
50 450
TS50
顺序读出
TS450
输入控制T工作原理
存储器的工作方式 控制存储器（CM）：控制写入；顺序读出
控制写入：CPU控制随机写入。 顺序读出：定时脉冲控制，按照时隙号读
7号信令的基本功能结构
用 户 部 分 UP
消息传递部分 MTP
用 户 部 分 UP
7号信令的基本功能结构
现代交换原理
现代交换原理1.3 主要的交换方式现代通信网中采用的交换方式主要有电路交换、分组交换方式。
1.3.1 电路交换电话交换一般采用电路交换方式。
电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输，并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。
电路交换属于电路资源预分配系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管电路上是否有数据传输，电路一直被占用着，直到通信双方要求拆除电路连接为止。
电路交换的特点①在通信开始时要首先建立连接，在通信结束时要释放连接；②一个连接在通信期间始终占用该电路，即使该连接在某个时刻没有信息传送，该电路也不能被其它连接使用，电路利用率低。
③交换机对传输的信息不作处理，对交换机的处理要求简单，但对传输中出现的错误不能纠正。
④一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值。
电路交换适合传输信息量较大且传输速率恒定的业务，如电话通信业务，但不适合突发性要求高和对差错敏感的数据业务。
1.3.2分组交换分组交换原来是为完成数据通信业务发展起来的一种交换方式，由于分组交换技术的迅速发展，现在利用分组交换技术不仅可以用来完成数据通信业务，也可以用来完成话音和视频通信。
分组交换利用存储——转发的方式进行交换。
在分组交换方式中，首先将需传送的信息划分为一定长度的分组，并以分组为单位进行传输和交换。
在每个分组中都有一个3-10个字节的分组头，在分组头中包含有分组的地址和控制信息，以控制分组信息的传输和交换。
分组交换采用的是统计复用方式，电路的利用率较高。
但统计复用的缺点是可能产生附加的随机时延和丢失数据的可能。
这是由于用户传送数据的时间是随机的，若多个用户同时发送分组数据，则必然有一部分分组需要在缓冲区中等待一段时间才能占用电路传送，若等待的分组超过了缓冲区的容量，就可能发生部分分组的丢失。
另外，在分组交换中普遍采用逐段反馈重发措施，以保证数据传送是无差错的。
现代交换原理复习整理
现代交换原理复习整理1、电路交换采⽤⾯向物理连接⼯作⽅式。
2、电路交换的特点是基于呼叫损失制的流量控制。
3、报⽂交换适合电⼦邮箱业务。
1、公⽤电话⽹采⽤的交换⽅式是电路交换。
2、报⽂交换中信息传输和交换的单位是报⽂。
3、分组交换中，信息传输和交换的最⼩单位是分组。
4、分组交换中，分组是以存储转发的⽅式通过交换⽹络的。
5、分组交换的两种⼯作⽅式分别是：数据报和虚电路。
6、电路交换包括了建⽴连接、信息传递和拆除连接三个基本阶段。
1、30/32路PCM系统的基群数码率为2.048Mbit/s。
2、30/32路PCM系统帧结构中TS16的作⽤是帧同步时隙。
3、局间中继采⽤PCM传输时，采⽤数字型线路信令。
每个话路的线路信令每秒传送8000次。
4、局间中继采⽤PCM传输时，采⽤数字型线路信令。
每个话路的线路信令要隔125微秒才传送⼀次。
5、在30/32路PCM系统中，第27话路的线路信令在12帧的TS16中传送。
6、在30／32路PCM系统中，第18话路的线路信令在3帧的TS16中传送。
5、当局间采⽤数字型线路信令时，13帧（F13）的TSl6的后四位传送话路28的线路信令。
1、我国采⽤的PCM帧结构，每⼀帧有32个时隙，每⼀时隙传送8个⽐特。
2、PCM32系统中，每路信号的速率为_64_kbit/s。
3、PCM32系统中，每帧时长为_125_µs，⼀复帧时长2ms。
1、在T-S-T交换⽹络中，S接线器交换的时隙是内部时隙。
4、串并转换的作⽤是降低码率。
5、时分接线器的输⼊控制⽅式是时分接线器的SM按控制写⼊，顺序读出⽅式⼯作。
6、T接线器采⽤输出控制⽅式时，如果要将T接线器的输⼊复⽤线时隙121的内容A交换到输出复⽤线的时隙28，则A应写⼊话⾳存储器的121号单元。
8、T接线器采⽤输⼊控制⽅式，输⼊、输出复⽤线的复⽤度为128，如果要将T接线器的输⼊复⽤线时隙34的内容A交换到输出复⽤线的时隙125，则控制存储器的34号单元的内容是125。
程控交换
4.5.2 可靠性和性能维护指标
用MSC图表示的一个呼叫处理过程
CA
Call_HKOF
CB
SendDialTone Number StopDialTone Number Number SendAlertTone Setup SetupAck Called_HKOF Ringing Called_HKOF
通话
用MSC图表示的一个呼叫处理过程
用户话机的摘/挂机状态
用户通话时的环路状态
投币话机的输入信号
用户线扫描监视程序
用户线上各种不同的状态具有的共同的特点： 形成直流回路（续）、断开直流回路（断） 摘机一“续”，挂机一“断”
送脉冲一“断”，脉冲间隔一“续”
周期性监视 用户摘挂机扫描周期——100~200ms 拨号脉冲识别周期——8~10ms
前次扫描结果 这^前 这^前
1 1 1 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 摘机识别
1 1 1
0 1 1 0 0 0 1 0 0
挂机识别
用户摘挂机识别原理
分析处理
分析处理就是对各种信息（当前状态、输入信 息、用户数据、可用资源等）进行分析，以决定下 一步要做什么，它属于基本级程序。具体可分为： 去话分析、号码分析、来话分析、状态分析 去话分析：
时间表调度法
交换技术
3、分组交换
与报文交换类似，只是将报文分 成多个分组，每个分组中包括有目的 地址，源地址校验字节等，是一个个 相对独立的信息单元，每个分组长度 是可变的。
分组交换的两种方式
1、数据报方式
每个分组沿不同的路径到达目的节点， 因而各分组到达的次序不一样，需要重新 排序。
2、虚电路方式
在源节点和目的节点见先建立一条逻 辑通路，分组沿这个逻辑通路传输。
交换 1
VPI=12 VCI=15
交换 2
VPI=16 VCI=08
VPI=2
交换 3
VCI=5
入端口：1；6 出端口：12；15
入端口：12；15 出端口：16；8
入端口：16；8 出端口：2；5
VPI/VCI交换举例
三、交换网络中的信头处理
ATM交换节点的主要任务是： （1） VPI/VCI转换 （2） 将信元从输入口传递到适当的输出口 为了完成上述任务，ATM交换机采用了两种方法： 自路由（self-routing）准则； 表控（table-controlled）准则。
2、报文交换
将信息分成一个单元，称为报文。 各个报文在网络中的传输是相对独立的。 每个报文中除了包含正文信息外， 还包含有一个信息头和一个信息尾，信 息头有源节点地址，目的的节点地址等， 信息尾有误码检测信息
报文交换的特点
1、在通信之前不建立连接所以时延 无法预测，不能支持实时业务通信； 2、各个中转节点要接收完整个报文 后才能进行下一步处理，时延较大； 3、每个中转节点要实现复杂的差错 控制和应答重发功能，速率太慢。
功能： 功能：控制振铃电路向用户振铃
监 视
功能： 功能：通过微处理机检测用户线环路电
流的变化来监视话机的摘挂机状态和拨 号脉冲信号等
《程控交换》课程标准
《程控交换》课程标准一、概述(一)、课程性质《程控交换》是通信专业的一门专业课程，是通信专业其他专业课程的基础，其目标是培养学生具备通信专业知识，以加强对通信技术其他课程的理解。
教学主要围绕通信的基本交换原理展开，掌握程控交换的基本原理，以及程控交换机的原理。
(二)、课程的基本理念本课程标准的总体设计思路：变三段式课程体系为任务引领型课程体系，打破传统的文化基础课、专业基础课、专业课的三段式课程设置模式，紧紧围绕通信的基本原理来选择课程内容，并与实践课程相连系，重点学习与实践有关的内容，打破传统的教学模式，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统知识传授方式的框架，以“工作项目”为主线，为学生技能提高打下坚实的基础，并结合技能训练，创设工作情景，结合职业技能证书考证，培养学生的实践动手能力。
(三)、课程设计思路本课程标准以通信专业学生的就业为导向，根据行业专家对本专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以相应的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合职业资格证书中的“通信终端维修技术”项目，确定本课程的工作模块和课程内容。
本课程以技能训练为主，做学一体化。
按照电子基本技能的训练、常用维修和检测工具的使用、实用技能操作、手机的基本维修等具体实践过程安排学习项目，使学生掌握各项电子技能的操作要领。
为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，以典型设备为载体，通过具体案例，让学生理解电子产品的结构及原理，在此基础上掌握通信产品的安装、维修操作技能，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。
本课程建议课时为64学时。
课时数以课程内容的重要性和容量来确定。
学时分配的建议二、课程目标通过任务引领型的项目活动，掌握通信技能和相关理论知识，能完成本专业相关岗位的工作任务，具有诚实、守信、善于沟通和合作的品质，树立环保、节能、安全意识，为发展职业能力奠定良好的基础。
现代交换原理_思考与练习题答案
第一章1. 电话网提供的电路交换方式的特点是什么？电路交换方式的特点是：两终端使用同一条物理链路和固定时隙，在通信中始终占有该条链路和固定时隙进行通信。
电路交换方式：由主叫、被叫、用户线、交换局、中继线组成一条PCM话音通道；主叫通过拨号通知网络，网络根据拨号进行电路交换，称为呼叫建立过程，主、被叫占用建立的电路进行通话；主、被叫任何一方挂机后，网络释放通话信道。
2. 简述数据通信与话音通信的主要区别。
（1）对象不同：数据通信实现计算机之间以及人与计算机间通信，电话通信是人和人间通信。
数据通信过程需要严格的通信协议和标准；（2）传输可靠性不同：数据通信码组中，一个比特在传输过程发生错误，接收端会产生不同含义，因此比特差错率控制在10-8以下，而话音比特差错率在10-3；（3）信息业务量特性不同：电话通信一般不会出现长时间没有信息传输，PCM话音信号平均速率在32KB/S，数据通信数据传输速率在30B/S ~ 1MB/S之间；（4）通信平均持续时间和建立请求响应不同：数据用户通信时间大多数在50S以内，电话通信平均时间在5MIN，数据通信信道建立时间应在1.5S，而电话则在15S。
所以数据通信必须使用专用高速网络。
3. 为什么分组交换是数据通信的较好的方式？因为电路交换不利于实现不同类型的数据终端之间的相互通信，而报文交换信息传输时延又太长，不满足许多数据通信系统的实时性要求，分组交换技术较好地解决了这些矛盾。
主要体现在：1、向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端之间能够相互通信的灵活的通信环境。
2、在网络轻负载情况下，信息的传输时延较小，而且变化范围不大，能够较好满足计算机交互业务的要求。
3、实现线路动态统计服用，通信线路（包括中继线路和用户环路）的利用率很高，在一条物理线路上可以同时提供多条信息通路。
4、可靠性高。
5、经济性好。
4. 如何理解ATM交换方式综合了电路交换和分组交换的优点？ATM交换方式具有电路交换处理简单的特点，支持实时业务,网络内不对数据作复杂处理（数据透明传输），采用端到端通信协议。
交换技术-第1章分解
2018/10/21
17
图1.4 各种交换方式的发展关系
2018/10/21 18
(1) 电路交换（CS，Circuit Switching） 电路交换是一种直接的交换方式，它为一对需 要进行通信的站点之间提供一条临时的专用传输通 道，它即可以是物理通道又可以是逻辑通道。这条 通道是由节点内部电路对节点间传输路径通过适当 选择、连接而完成的，由多个节点和多条节点间传 输路径组成的链路。 电路交换的通信包括三个阶段:1.电路建立，2. 信息传输，3.电路拆除。
2018/10/21
7
交换机的基本结构和功能 交换机的基本结构如图1.2所示。图中分为接口部分、交 换网络部分、信令部分和控制部分。
图1.2 程控交换机结构框图
2018/10/21 8
电话局 （交换节点） 用户终端 用户线
1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 8 #
电话局 （交换节点） 用户终端 中继 接口 中继线 中继 接口 交换 网络 用户终端 用户 接口 用户线
2018/10/21 14
5.数字程控交换机 在1970年法国首先在拉尼翁(Lanion)成功的开通 了世界上第一个程控数字交换系统E10, 它标志着 交换技术从传统的模拟交换机进入数字交换时代。 我国是1982年在福州引进了第一台F150，随后 开始研制各种容量的程控交换机，并且从国外引 进了大批程控交换机，在此基础上通过选优和定 点，陆续建立了S-1240（贝尔）、EWSD（西门子 电子全球数字交换系统 ）的多条生产线。八十 年代末我国自行研制成功了HJD04（巨龙） 。基 本上结束了交换机进口的历史。
2018/10/21
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电路交换的接续过程示意图 2018/10/21 20