1现代交换技术综述
现代交换技术
现代交换技术现代交换技术第一章绪论1.1 交换与通信网1.面向连接网络和无连接网络的主要区别：P4（1）面向连接网络用户的通信总要经过建立连接、信息传送、释放连接三个阶段；而无连接网络不为用户的通信过程建立和拆除连接。
（2）面向连接网络中的每一个节点为每一个呼叫选路，节点中需要有维持连接的状态表；而无连接网络中的每一个节点为每一个传送的信息选路，节点中不需要维持连接的状态表。
（3）用户信息较长时，采用面向连接的通信方式的效率高；反之，使用无连接的方式要好一些。
1.2 交换原理P91.无论何种交换机，在通信网中均完成如下功能：（1）接入功能（2）交换功能（3）信令功能（4）其它控制功能第二章7号信令系统2.1 信令系统概述1、所谓信令，就是指在通信网上为完成某一通信业务，节点之间要相互交换的控制信息（包括终端、交换节点、业务控制节点）。
2、信令编码方式：（1）模拟编码方式：使用最多的是多频编码方式。
比如中国1号记发器信令的前向信令就设置了6种频率，每次取出两个同时发出，表示一种信令，共有15种编码。
（2）二进制编码方式：典型的代表是数字型线路信令，它使用4比特二进制编码来表示线路了的状态信息。
（3）信令单元方式：代表7号信令系统3、7号信令系统的特点：（1）局间的7号信令链路由两端的信令终端设备和塔门之间的数据链路组成，数据链路是一个工作于双向方式的数据信道，目前使用的速率为64kb/s（2）7号信令系统的本质是一个高速分组交换系统，信令系统之间通过局间的专用信令链路以分组的形式交换各类业务控制信息（3）一条信令链路可以传送若干条话路的信令，理论上话路群得最大容量为4096条（4）由于话路与信令信道分离，有些时候信令通畅，并不一定话路也通畅，因此，必要时要对话路进行单独的导通检验7号信令的上述特点使它与随路信令系统相比具有以下优点：（1）信令系统更加灵活（2）信令在信令链路上以信号单元方式传送，传送速率快，呼叫简历时间大约缩短，不仅提高了服务质量，而且提高了传输设备和交换设备的使用效率（3）信令编码容量大，采用不等长信令单元编码方式，便于增加新的网络管理信号和维护信号，以满足各种新业务的要求（4）信令以统一格式的信号单元传送，实现了局间信令传送形式的高度统一（5）信令与话音分开通道传送，分开交换，因而在通话期间可以随意处理信令，便于以后支持复杂的交互式业务（6）信令设备经济合理2.37号信令网1、国际信令网的编码为14位，编码容量为2的14次方=16384.2、编码采用三级编号结构：大区识别、区域网识别、信令点识别NML为3比特的大区识别，为第一级，用于识别全球的编号大区；K-D为8比特的区域网识别，为第二级，用于识别每个编号大区内的区域网，我国被分配在4-120，即第四世界大区，区域编码120，前两部分合起来又称为信令区域网编码（SANC）3、全国7号信令网的信令点采用统一的24位编码方案：主信令区编码、分信令去编码、信令点编码。
现代交换技术和无线通信概论
现代交换技术和无线通信概论
现代交换技术和无线通信是现代通信领域的重要组成部分，对于人们的生活和社会的发展起到了重要的推动作用。
现代交换技术主要指的是电话交换技术，它是一种用于电话通信的技术，通过交换设备将电话信号从发送方转发到接收方。
传统的电话交换技术主要是基于电路交换，即建立一条实时的物理连接来进行通信。
而现代交换技术主要采用数据包交换，即将一段通信数据分成多个数据包进行传输，通过各种路由算法进行包的传输和转发。
这种方式不仅提高了通信效率，而且可以同时进行多个通话和数据传输。
无线通信是指利用无线电波进行通信的技术。
它解决了传统有线通信无法覆盖的地理区域或者移动中的通信需求。
无线通信技术广泛应用于移动电话、无线局域网、卫星通信等领域。
其中移动电话是最常见和普及的无线通信方式，通过基站和无线终端设备实现人与人之间的语音和数据传输。
现代交换技术和无线通信不仅提高了通信的效率和可靠性，还为人们提供了更多的通信方式和便利。
随着技术的不断发展，未来还会出现更多创新的交换技术和无线通信方式，进一步改善人们的通信体验。
现代交换技术简介
论
第1章 绪
1.1 交换与通信网 1.2 交换原理 1.3 交换技术分类 1.4 交换技术演进 思考题
论
第1章 绪
论
1.1 交换与通信网
1.1.1 交换机的引入 通信的目的是实现信息的传递。在通信系统中，信息是 以电信号或光信号的形式传输的。一个通信系统至少应由终 端和传输媒介组成，如图1.1所示。终端将含有信息的消息， 如话音、图像、计算机数据等转换成可被传输媒介接受的信 号形式，同时将来自传输媒介的信号还原成原始消息；传输 媒介则把信号从一个地点传送至另一个地点。这样一种仅涉 及两个终端的单向或交互通信方式称为点对点通信。
第1章 绪
论
消息
终终
传传传传
终终
消息
图1.1 点对点通信
第1章 绪
论
当存在多个终端，且希望它们中的任何两个都可以进行点 对点通信时，最直接的方法是把所有终端两两相连，如图1.2所 示。这样的一种连接方式称为全互连式。全互连式连接存在下 列一些缺点： (1) 当存在N个终端时，需用N(N-1)/2条线对，线对数量以终 端数的平方增加。 (2) 当这些终端分别位于相距很远的两地时，两地间需要大 量的长线路。 (3) 每个终端都有N-l对线与其它终端相接，因而每个终端需 要N-1个线路接口。
第1章 绪
论
(4) 增加第N+1个终端时，必须增设N对线路。当N较大时， 无法实用化。 (5) 由于每个用户处的出线过多，因此维护工作量较大。 如果在用户分布密集的中心安装一个设备——交换机 (switch，也叫交换节点)，每个用户的终端设备经各自的专用线 路(叫用户线)连接到交换机上，如图1.3所示，就可以克服全互 连式连接存在的问题。
第1章 绪 2) 数据链路层
现代交换技术-第1章绪论
Syntax of data, Syntax conversion (translate) Structure of data, data compressing, encryption
Session control (establish, manage, terminate) Network service definitions, Error recovery Quality of service, End-to-end integrity Network operations, Switching & routing Network interfaces Line (channel) integrity, Error check Flow control, Link sequencing Timing, Connectors, Encoding Electrical & optical specs（规格）
Transport
Session Transport
Network Data link & Physical
Network Data link Physical
Electronic
Engineering
Layered Protocols and Protocol data units (PDUs)
交换节点A 交换节点B 交换节点C
建立
传送
释放
图1-13
电路交换特点
1.
2. 3. 4. 5.
在通信过程中，交换机为通信双方提供物理电 路连接。 整个传输过程不失真、不时延。 由于需要连接过程，建立连接需要时间，故适 合传输大量数据而传输少量数据时效率不高； 连接一旦建立，便可以固定的速率传输数据， 除了传输延迟外，不再有别的延迟； 一旦连接成功，就建立了一条临时专线，即使 不通话，也被占用，他人不可使用。
《现代交换原理与技术》课件第一章
图1-9 树型网
(4) 环型网：结构简单，每一个节点首尾相连，容易实 现，但可靠性较差，如图1-10所示。
图1-10 环型网
(5) 总线型网：所有节点都连接到总线上。这种网络组 网简单，但可靠性不高，网络覆盖范围也受到限制，如图 1-11所示。
图1-11 总线型网
(6) 复合型网：是上述几种结构的混合形式，根据具体 应用情况的不同采用不同的网络结构组合而成。图1-12是由 网状网和星型网复合而成的一种复合型网。
(2) 网状网：网内任意两节点相互连接，这种网络结构 复杂，可靠性高，但线路利用率不高，经济性较差，如图 1-8所示。
图1-8 网状网
(3) 树型网：也称为分级网，可看成是星型拓扑结构的扩 展，节点按层次进行连接，信息交换主要在上下节点之间进 行，主要用于用户接入网中。树型网络结构的复杂度介于星 型网和网状网之间，如图1-9所示。
(4) 能不断适应通信新业务和通信新技术的发展。传统 的通信网是为支持某种业务而设计的，而面向未来的下一代 网络必须适应不断发展的通信技术和满足新业务的需求。未 来的通信网将向宽带化、智能化、个人化方向发展，形成统 一的综合宽带通信网，并逐步演进为由核心骨干层和接入层 组成、业务与网络分离的构架，即下一代网络。
进行分组交换时，发送端先要将传送的信息分割成若干 个规定长度的数据块，再装配成一个个分组。装配过程中要 对各个分组进行编号，并附加上用于控制和选路的有关信息， 这样每个分组都带有一个分组头和校验序列。这些分组以 “存储—转发”的方式在网内传输，即每个交换节点首先对 收到的分组进行暂时存储，分析该分组头中有关选路的信息， 进行路由选择，并在选择的路由上进行排队，等到有空闲信 道时转发给下一个交换节点或用户终端。图1-15示出了某个 报文的多个分组从节点A到节点D的传输过程。
现代交换原理与技术第1章 交换技术及通信网概述
A
传输 1.交换2.发送 呼叫信号
传输
D
发送呼叫信号
1.作出反应 2.发送回应信号
2018/1/16
15 计算机与通信工程学院
1.2.1电路交换：交换机的分类
(1) 按信息表示形式分：模拟和数字交换机
交换机构对模拟信号进行交换，包括 人工交换台、步进制、纵横制、脉幅 调制等交换机。
交换机构对数字信号进行交换，包括用 于固定电话、移动电话语音交换的程控 数字交换机。
现代交换原理与技术
9
1.2 交换技术
ATM(Asynchronous Transfer Mode)
电 路 交 换
多 速 率 电 路 交 换
快 速 电 路 交 换
交 换
IP交换 软交换 IMS
ATM
帧 中 继
帧 交 换
分 组 交 换
报 文 交 换
PTM(Packet Transfer Mode) 光交换
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1.2.1电路交换：技术演进
1876年贝尔发明电话。
最早的电话交换机，1878年英国人设计了磁石电话
交换机，采用Ring-Donw方式。 15年后步进制交换机问世，通过号盘话机拨号使直 流通断直接控制接续选择。 1919年后，纵横制交换机，采用记发器集中收号， 通过标志器驱动纵横接线器动作完成自动接续。
1.1.3 通信网的组成
交换设备
传输设备
终端设备
多个交换结点组成的通信网
2018/1/16 7 计算机与通信工程学院
1.1.3 构成通信网的三要素
通信网：由终端设备、交换设备、传输设备，结合信令过程、 协议和支撑运行系统组成的网络。
现代交换技术
第一章1.在通信网中为什么要引入交换的功能？为实现多个终端之间的通信，引入交换节点，各用户终端之间不再是两两互联，而是分别经由一根通信线路连接到交换节点上。
在通信网中，交换就是在通信的源与目的终端之间建立通信信道，实现通信信息传输的过程。
引入交换节点后，用户终端只需要一对线对与交换机相连，节省了线路投资，组网灵活方便。
2.构成通信网的三要素？交换设备，传输设备，用户终端设备3.通信网中的交换方式有哪些？分别属于哪种传送模式？交换方式：电路交换，多速率电路交换，快速电路交换，分组交换，帧交换，帧中继，ATM 交换，IP交换，光交换，软交换电路传送模式：电路交换，多速率电路交换，快速电路交换分组传送模式：分组交换，帧交换，帧中继异步传送模式：ATM交换4.电路传送模式，分组传送模式，异步传送模式的特点是什么？电路传送模式：传送的最小单元是时隙，面向连接的工作方式（物理连接），同步时分复用（固定分配带宽），信息无差错控制，具有信息透明性，采用呼叫损失制的流量控制分组传送模式：传送的最小单位是分组，采用面向连接（逻辑连接）和无连接两种工作方式，异步时分复用（动态分配带宽），信息有差错控制，不具有透明性，采用呼叫延迟制的流量控制异步传送模式：面向连接的工作方式（逻辑连接），异步时分复用，固定长度的信元和简化的信头5.电路交换，分组交换的虚电路方式，ATM交换都采用面向连接的工作方式，有何异同？同：通信过程均为三个阶段：连接建立，信息传送，连接拆除异：电路交换为物理连接，虚电路和ATM交换为逻辑链接6.同步时分复用和异步时分复用的特点？同步时分复用：将时间划分为等长的基本单位，一般称为帧，每个帧再划分为时隙，将在不同帧上的相同标号的时隙组成恒定速率的数字子信道，通过时间位置的不同来识别每路通信异步时分复用：将时间划分为不等长的时间片，长短不同的时间片就是传输不同长度分组的时间，依据分组头中的标志来区分是哪路通信的分组7.面向连接和无连接的工作方式有何特点？面向连接：连接建立，信息传送，连接拆除保证信息的有序性对网络故障敏感无连接：边选路边传送不能保证信息的有序性随网络故障不敏感8.基本接续类型？本局接续：只在本局用户之间建立的连接出局接续：主叫用户线与出局中继线之间建立的连接入局接续：被叫用户线与入局中继线之间建立的连接汇接接续：入中继线与出中继线之间建立的连接9.交换系统或交换节点最基本的功能？能正确的识别和接收用户线和中继线上发来的通信发起信号，能正确接收和分析用户线和中继线上发来的通信地址信号，能按目的地址正确的进行选路和在中继线上转发信号，能控制连接的建立与拆除，能控制资源的分配与释放10.支撑网：传送层，业务层，应用层11.结构分类：星型网，环形网，树形网，网状网，总线型网，混合型网第二章1.交换单元概念：是构成交换网络最基本的部件，若干个交换单元按一定的拓扑结构连接起来就能构成多种多样的交换网络，交换单元是完成交换功能的最基本部件。
现代交换技术简介
程控交换技术与设备（第2版）
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8.1 宽带交换技术 8.1.2 ATM交换原理
1．时分交换结构 常用的时分交换结构包括总线结构和共享存储器结构。 （1）总线结构。
程控交换技术与设备（第2版）
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8.1 宽带交换技术 8.1.2 ATM交换原理
电信号可以改变器件的“透明”程度，使入射的光信号全部通过、部
分通过或全部不通过该器件，以此用做光信号的通断控制。一个光调 制器由二维光控制，并由二维光调制器矩阵构成，它是利用磁光效应 制成的。
程控交换技术与设备（第2版）
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8.2 光交换技术 8.2.6 光交换机的发展
（1）时分复用方法。在时分交换结构中，各路输入信号首先被复用成
一路信号，然后送交换部件。不同输入信号的复用方法不同。 （2）时分交换。在同步时分复用信号中，各单路数字信号由其在时间 上的不同位置予以区别。改变其在时间轴上的相对位置，相当于对各 单路数字信号进行了交换。
1．光空分交换
光空分交换是按空间顺序排列的各路信息进入空分交换网络，网络对
信号的空间位置重新排列后输出，完成交换。 2．光时分交换 在光时分交换中，按时间顺序安排的时分复用各路光信息进入时分交 换网络后，在时间上进行存储或延迟。
程控交换技术与设备（第2版）
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8.2 光交换技术 8.2.3 光交换的基本原理
3．光波分交换 光波分交换中的每个波长代表不同的信道，信息在不同的波长间进行 交换，从而实现波长信道的交换功能。 光波分交换系统具有两大特点： （1）专用波长信道的比特率独立，各种速率的宽带信号能无困难地进行交换。 （2）交换控制电路不必高速运行，传输的低速电子电路可作为控制电路使用。
现代交换技术总结
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XX 12356896XXXX班下一代网络的下一个发展目标。
目前一般认为下一代网络，基于IP，支持多种，能够实现业务与传送分离，功能独立，接口开放，具有服务质量(QoS)保证和支持通用移动性的分组网。
下一代网络（Next Generation Network），又称为次世代网络。
主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的提供多媒体业务，整合现有的市内固定电话、移动电话的基础上（统称FMC），增加多媒体数据服务及其他增值型服务。
其中话音的交换将采用软交换技术，而平台的主要实现方式为IP技术，逐步实现统一通信其中voip将是下一代网络中的一个重点。
为了强调IP技术的重要性，业界的主要公司之一思科公司（Cisco Systems）主张称为IP-NGN在亚历山大·格拉汉姆·贝尔发明了电话机后，电话网，也就是以音声传导为目的的回线交换技术被使用至今。
相对于它，数据通信为主要目的的基于英特网的信息通信，分组交换通信也渐渐被使用。
至2000年为止，第1代以音声为主的网络通信量占有优势。
而现今，因数据通信大量增加的原因，更佳节省费用的并同样可以支持音声传送的分组交换传送通信网络渐渐被使用。
音声通信与数据通信相结合的一元化信息传送的第2代网络被赋予运用。
因特网与电话网相比，简单性与安全性是一个弱点。
于是，集合了ip网络的长处的下一代通信网络NGN出现了。
网路除了以上说的电话网，ip网络以外，也包括播放网。
以NGN为基础的流媒体服务和播放服务也在被标准化，融合了前两者网络的"通信与播放的融合网络"也正 2在被开发中。
xx年，中国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。
传感网标准化工作已经取得积极进展。
传感网在国际上又称为"物联网"，这是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
《现代交换技术》课件
探讨数据中心网络交换技术的未来发展方向。
3
云计算中的数据中心网络交换技术应用
讲解云计算环境下数据中心网络交换技术的应用。
网络安全与交换技术
1 交换技术对网络安全的影响
探讨交换技术对网络安全的挑战和机遇。
2 交换技术在网络安全中的应用
介绍交换技术在网络安全领域中的具体应用。
3 新一代交换技术在网络安全中的作用
数据包交换技术
解释数据包交换技术的重要性和优势。
IP交换技术
探讨IP交换技术在现代网络中的应用。
以太网交换பைடு நூலகம்术
介绍以太网交换技术以及其在网络中的作用。
虚拟化交换技术
讨论虚拟化交换技术如何提高网络资源利用率。
数据中心网络交换技术
1
数据中心网络交换技术基础
介绍数据中心网络交换技术的基本知识和原理。
2
数据中心网络交换技术发展趋势
分析新一代交换技术在加强网络安全方面的作用。
结论
现代交换技术的发展 趋势
探索现代交换技术未来的发展 趋势和前景。
现代交换技术的优缺 点和应用前景
评估现代交换技术的优势和劣 势，以及其广泛应用的前景。
总结和展望
总结本课程内容，并展望未来 交换技术的发展。
《现代交换技术》PPT课件
导言
本节课程将介绍现代交换技术的重要性和目标，以及交换技术在不同场景中 的发展历程。
传统交换技术
电路交换技术
介绍传统电路交换技术的原 理和应用。
路由器交换技术
介绍传统路由器交换技术的 基本概念和工作原理。
ATM交换技术
介绍传统ATM交换技术的特 点和应用场景。
现代交换技术