现代交换原理与技术概论PPT.ppt

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1、第一章 概论,1.1 交换与通信网,问题：什么是通信?,通信是指按约定规则进行的信息传送。Communication,Com.或Comm.。Telecommunication，Telecom.,1.1交换与通信网,信息、消息与信号,信息是消息包含的有效内容。信息是抽象的、本质的，消息是信息的物理形式，消息包含的信息多少可用信息量来度量。消息是信息的载体，消息需调制成信号才能在信道中传输。信号是信息的电磁形式，是消息的物理载体。,1.1交换与通信网,第1章 概 论,1.2交换方式,1.3交换技术的发展,1.4 NGN与软交换,1.1.1 从点到点通信到通信网,（一）点到点通信,1.1交换与通信网

2、,点到点通信系统种类繁多，但还不能称为通信网。如何实现多个用户之间的通信？最简单、最直接的方式就是两两互相连接。,（一）点到点通信,1.1交换与通信网,全互连方式存在什么问题？（1）N2 问题；（2）经济性问题；（3）可操作性问题；（4）控制和管理问题。,在实际应用中，全互连方式仅用于终端数目少、地理位置集中、可靠性要求很高的场合。,（一）点到点通信,1.1交换与通信网,要实现多用户间的通信，需要一个合理的拓扑结构将多个用户有机地连接在一起，并定义标准的通信协议，以使它们能协同工作，这样就形成了一个通信网。,如何实现任意两个用户之间的通信？,（一）点到点通信,1.1交换与通信网,（二）交换式通

3、信网,N2问题变成了N条用户线，由交换机组成的交换式通信网容易组成大型网络。,开关设备,1.1交换与通信网,（二）交换式通信网,交换式通信网组网示意图,1.1交换与通信网,（二）交换式通信网,在交换式通信网中，交换机负责接入用户、建立连接、分配资源、中转信息，以及必要的网络管理与控制功能。由于用户众多、位置分散，因此交换式通信网必须解决编号、寻址、控制、管理、接口标准、可扩充性、服务质量保证等一系列在点到点模型系统中原本不是问题的问题。,1.1交换与通信网,（二）交换式通信网,（1）交换节点的功能,监视功能：发现和判断用户的呼叫请求。信令功能：接收和分析地址信号，按目的地址选路，并转发信号。连

4、接功能：按需实现任意端口之间的信息传送。控制功能：控制连接的建立与释放。,（二）交换式通信网,交换式通信网首先用于电话通信，并采用电路交换方式构成电话通信网络。20世纪60年代以后，个人计算机日益普及，迫切需要数据通信，来共享计算机的计算和存储资源，因此，计算机连网成为现实的需要，这就出现了交换技术的另一个重要分支 数据交换。,（2）电话交换与数据交换,（二）交换式通信网,电话通信和数据通信都是以传送信息为目的，两者之间有什么不同呢？,通信对象不同业务特征不同 持续时间和实时性要求不同 可靠性要求不同,1.1.2 通信网的定义与构成,（一）通信网的定义,通信网是由一定数量的节点和连接这些节点的

5、传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。通信网是由各种软、硬件设施按照一定的规则互连在一起，完成信息传递任务的系统。,1.1交换与通信网,1.1.2 通信网的定义与构成,（二）通信网的构成要素,终端(Terminal)交换节点(Switching Node)传输系统(Transmission System)业务节点(Service Node),1.1.2 通信网的定义与构成,电话、传真、计算机、视频终端等，它们是信息的产生者和使用者。主要功能：1）用户信息的处理 用户信息的发送和接收，并将信息转换成适合传输的信号以及相应的反变换。2）信令信息的处理 产生

6、和识别连接建立、业务管理等控制信息。,终端（Terminal）,1.1.2 通信网的定义与构成,交换节点（Switching Node）,通信网的核心设备，负责集中、转发用户终端信息，但并不产生和使用这些信息。主要功能：(1)接入功能。(2)连接功能。(3)信令功能。(4)其它控制功能。路由信息更新与维护、计费、话统和维护管理等。,1.1.2 通信网的定义与构成,传输系统（Transmission System）,为信息传送提供通道，并实现网络节点的互连。包括线路接口、传输媒介、交叉连接设备等。主要目标：提高物理线路的利用率，采用复用技术，如频分、时分、码分、波分复用等。为保证交换节点正确接收

7、和识别传输的数据流，交换节点必须与传输系统协调一致，保持帧同步和位同步、遵守相同的体制(如SDH、WDM)等。,1.1.2 通信网的定义与构成,业务节点（Service Node）,业务控制点(SCP)、智能外设（IP）、语音信箱（VMS），以及因特网上各种服务器等。由连接在网络边缘的计算机、数据库系统组成。(1)实现独立于交换节点的控制逻辑。(2)实现对交换节点业务控制。(3)提供智能化、个性化、差异化服务。基本业务的呼叫建立、执行控制在交换节点实现，但很多新的电信业务则转移到业务节点中。,1.1.2 通信网的定义与构成,（三）通信网的类型,按信号方式划分：模拟通信网和数字通信网。按服务区域

8、划分：本地/长途或LAN/MAN/WAN。按业务类型划分：电话通信网(PSTN、PLMN)、数据通信网(X.25、FR、Internet)。按服务对象划分：公用通信网和专用通信网。按活动方式划分：固定通信网和移动通信网。,1.1.2 通信网的定义与构成,各类通信网有什么异同?,技术体制不同、承载业务不同；传递方式不同；服务范围不同；组网结构、基本功能和实现原理相似。,1.1.2 通信网的定义与构成,（四）通信网的结构,1.1.2 通信网的定义与构成,（四）通信网的结构,用户驻地网、接入网和核心网,1.1交换与通信网,第1章 概 论,1.2交换方式,1.3交换技术的发展,1.4 NGN与软交换,

9、1.2 交换方式,交换技术概述,主要交换技术,1.2.1 交换技术概述,根据信息传递时是否预先建立端到端的连接，通信网交换技术分为两大类：面向连接型（CO,Connection Oriented）无连接型（CL,Connectionless）,（一）面向连接和无连接,1.2.1 交换技术概述,交换方式电路交换分组交换,目前广域网上使用的交换技术主要包括：电路交换、分组交换、帧中继、ATM技术、IP交换。电路交换和分组交换是通信网最基本的交换技术，帧中继、ATM以及各种IP交换则是基于这两种技术的综合或改进。,1.2.2 主要交换技术,分组交换提供的服务（1）数据报(DG：Datagram)（2

10、）虚电路(VC：Virtual Circuit)交换式虚电路(SVC,Switched Virtual Circuit)永久虚电路(PVC,Permanent Virtual Circuit),（二）分 组 交 换,电路交换以电路连接为目的。信息传送时与交换系统无关。分组交换以信息分发为目的。交换机对分组逐个加工处理（差错控制、流量控制等），并根据分组头中的地址和控制域，将分组分发到出端口。,分组交换与电路交换的比较,（二）分 组 交 换,FPS（Fast Packet Switching）进一步简化协议，只保留核心功能，以提供高速、高吞吐量、低时延的服务。（1）快速分组交换分类 专指ATM交

11、换，但广义的FPS包括帧中继（Frame Relay）信元中继（Cell Relay）。（2）帧中继（Frame Relay）与帧交换相比，进一步简化了协议。,快速分组交换FPS,（3）帧中继产生背景和应用 传输系统：数字化、光纤化 终端系统：智能化 为简化或取消差错和流量控制创造了条件。应用范围：FR采用可变长度帧，适于突发信息传送。局域网（LAN）互连。,快速分组交换FPS,ATM（Asynchronous Transfer Mode）是ITU-T为B-ISDN确定的复用、传输和交换模式，其设计目标是在一个统一的网络平台上用分组交换技术来实现话音、数据、图像等业务的综合传送。（1）固定长度

12、的信元中继（2）信头简化：以减少交换节点处理开销,（三）ATM 交 换,（3）面向连接（CO）为便于控制和管理，ATM虚连接采用等级结构：虚信道连接（VCC:Virtual Channel Connection）虚通路连接（VPC:Virtual Path Connection）,（三）ATM 交 换,1.1交换与通信网,第1章 概 论,1.2交换方式,1.3交换技术的发展,1.4 NGN与软交换,1.3 交换技术的发展,1.3.1 电路交换技术的发展,1.3.2 分组交换技术的发展,1.3.3 宽带交换技术的发展,1.3.1 电路交换的发展,第一阶段是人工交换阶段；第二阶段是机电式自动交换阶

13、段；第三阶段是电子式自动交换阶段。,1.3.1 电路交换技术的发展,机电式电话交换,1.3.2 分组交换技术的发展,1第一代分组交换系统,1.3.2 分组交换技术的发展,2第二代分组交换系统,1.3.2 分组交换技术的发展,3第三代分组交换系统,1.4 NGN与软交换,NGN软交换,习题与思考题,1.1多用户全互连通信有何特点？为什么通信网不直接采用这种方式？1.2 在通信网中引入交换机的目的是什么？1.3 无连接网络和面向连接网络各有什么特点？1.4 已经出现的交换技术有哪些？各有何特点？1.5 比较电路交换、分组交换、ATM交换的异同。1.6 软交换、NGN和IMS的含义是什么？它们之间有什么关系？,