1、 交换 (Switching)：将一条线路(或信道)上的信息转发到另一条或多条线路(或信道)上去，这是由通信网中的节点完成的。 交换机与路由器的区别： 功能与规模 面向连接与无连接型 硬件与软件、速度 新一代交换路由器（或路由交换机） 交换机与数字交叉连接设备的区别：(DXC Digital Cross Connection equipment ) 连接保持时间 连接控制方式 连接阻塞性能 交换对象 其它：交换容量、系统定时 传统窄带交换技术 电路交换 (CIP 与 ATM 结合: 重叠模式： CIPOA (Classical IP over ATM) LANE (LAN Emulation)
2、 MPOA (Multiple Protocol over ATM) 集成模式： IP Switching 、Tag Switching 或其它 MPLS (Multiple Protocol Label Switching) ircuit Switching) 原理：“开关切换” 、同步时分复用 特点：延迟小、线路(资源 )利用率低 应用：语音通信、PSTN 等电信网 报文交换 (Message Switching) 原理：存储-转发、统计复用 特点：延迟长、效率低 应用： (被淘汰) 分组交换 (Packet Switching) 原理：存储-转发、统计复用、数据分组 (packet) 特
3、点：延迟较长、线路（资源）利用率高、简单灵活 应用：数据通信、计算机网络 现代宽带交换技术 帧中继（Frame Relay ） 高速分组交换技术 两层结构、面向连接型 主要用于远程 LAN 互连 ATM 交换 (Asynchronous Transfer Mode) 兼具 CS 和 PS 的优点 信元(cell) 交换、异步复用、面向连接型 可用于 LAN、WAN 和 B-ISDN(支持多业务)。 光交换 (Optical Switching) 商用单波光纤 10 2000 Gbps 电子交换 光交换 全光网络 波分、时分、自由空间、混合光交换 软交换 (Soft Switching) 下一代
4、网络 NGN 的核心技术 以 IP 网作为核心承载网络 在异构网络间提供无缝的互操作功能 业务与呼叫控制、呼叫控制与承载分离 软交换系统 NGN 采用四层结构(业务应用层、控制层、传送层、边缘接入层)。 人工交换 机电交换 电子交换 机电交换：步进制 纵横制 电子交换：布控制 程控制 信号形式：模拟交换 数字交换 业务功能：电话业务 综合业务 电话网的组成： 交换系统（节点）-核心 传输系统（链路） 通信终端（如：电话机） 基本结构形式： 星形、环形、网形、树形、复合形 大多采用等级制树形结构（国际网 3 级，国内大网 4-5 级，小网 1-2 级） 我国电话网的等级结构： 长期为五级结构 过
5、渡为三级结构 路由分类: 基干路由 直达路由(低呼损/高效路由) 迂回路由 (混合型中继路由 ) 路由选择原则： 尽量减少转接次数 “自远而近” 路由选择顺序： 高效直达路由 迂回路由 最终路由(基干路由或低呼损路由)1. 基本概念： 信令（Signaling） 控制信号 信令系统（Signaling System, SS ） 遵循一套完整协议/规范的信令集合及其传输设施。1. 信令的分类：1) 用户线信令/局间信令2) 线路(监视)信令/记发器( 选择 )信令3) 随路信令/共路信令4) 前向信令/后向信令5) 带内信令/带外信令2. 用户线信令1) 用户电话机发出的1. 监视信令：摘/挂机
6、2. 选择信令：电话号码 (P/T)2) 交换机发出的：1. 铃流信号: （提醒音）2. 信号音: （如拨号音、回铃音、忙音、拥塞音、催挂音、等等。 ）3. 语音音乐提示音 (彩铃 )3. 局间信令：1) 不同信令系统：随路/共路2) 原 CCITT 制定的信令系统标准：1. SS1 SS5：随路 SS2. SS6 SS7：共路 SS3) 我国信令系统标准：1. 中国 1 号信令：随路 SS2. 中国 7 号信令：共路 SS1. 线路信令： 反映中继线状态，如示闲、占用、应答、拆线、闭塞等; 三种形式：直流信号、带内单频脉冲信号、数字信号。1. 计发器信令： 地址信号或其它控制信令 前向/后向
7、信令 多频互控(MPC)信号形式 端到端传送/逐段转发No.7 信令系统是一种国际性的、标准化的通用公共信道信令系统，其基本特点是： 最适合综合数字网； 信令传输快速、可靠; 信令容量大、支持多业务、容易扩充； 统一了信令系统，设备利用率高，网络管理和互通方便。1. SS7 的四级结构： 第一级：信令数据链路功能级 第二级：信令链路功能级 第三级：信令网功能级前三级构成 MTP (Message Transfer Part) 第四级：用户部分 ( UP: User Part )（包括：TUP、DUP 、ISUP 等） SS7 的七层结构:原 CCITT 在 1984 年和 1988 年对 SS
8、7 进行了补充,增加了: SCCP (Signaling Connection Control Part) 面向连接型消息传送 全局码翻译 TCAP (Transaction Capabilities Application Part) 远程操作 (请求/响应) 成分子层 节点至节点的消息传送 事务处理子层 应用层 OMAP (Operation Maintenance AP )、 INAP (Intelligent Network AP) MAP (Mobile AP) 信令网的组成：信令点（SP） 、信令转接点(STP)和信令链路 信令点的编号计划 国际网信令点编号 (14 bits)我国
9、国内网信令点编号 (24 bits)消息传递部分 MTP1. MTP-1: 信令数据链路 数字信道：64 Kbps , 2 Mbps 模拟信道：4.8 Kbps2. MTP-2: 信令链路 信令链路起始定位 信令单元定界和位同步 差错控制（差错检测与纠正） 信令链路差错率监视 流量控制 处理机故障控制3. MTP-3: 信令网功能 信令消息处理：1. 消息识别功能2. 消息分配功能3. 消息路由功能 信令网管理1. 信令链路管理2. 信令路由管理3. 信令业务管理电话用户部分 TUP TUP 定义了用于电话接续所需的各类局间信令，它不仅可以支持基本的电话业务，也能支持部分用户补充业务。 初始地
10、址消息：IAM、IAI 后续地址消息：SAM、SAO 一般后向/前向建立消息: GRQ / GSM 地址全消息：ACM 后向建立不成功消息 (UBM)：多个 应答消息：ANC、ANN 前向/后向拆线消息：CLF / CBK 释放监护消息：RLG 主叫挂机消息:CCL信令连接控制部分 SCCP 电信网及其业务发展的需要 传送端到端的消息 消息与电路/呼叫无关 MTP 的不足： 信令点编码不统一; 支持的用户业务有限 (SI 仅有 4 bit); 不支持面向连接型的传送. SCCP 的目标： 增强 MTP 的网络层功能 提供面向连接和无连接型服务SCCP 的基本功能1. 基本功能： 附加的寻址功能
11、 子系统号 SSN 地址翻译功能全局码 GT DPT+SSN 或新 GT1. 提供的业务： 协议类别 0: 基本的无连接类 协议类别 1: 有序的无连接类 协议类别 2: 基本的面向连接类 协议类别 3: 流控型面向连接类事务处理能力应用部分 TCAP TCAP 事务处理能力应用部分（Transaction Capabilities Application Part ）是描述各种应用的通信过程的共同特性的一个抽象模型。 TCAP 为应用业务提供“远程操作”功能，以实现信息请求及响应的会话交互过程。 TCAP 为源/ 目的节点用户提供端到端的信息传输服务； TCAP 是各类应用通信过程的统一管理
12、协议，其信令过程和消息结构都与具体应用无关。 成分子层(CSL)： 成分(component) 是用来传送一个操作请求或应答的基本单元或消息 5 种成分： 调用操作成分 (INV, Invoke) 返回非最后结果成分（RR-NL, Return Result Not Last） 返回最后结果成分（RR-L, Return Result Last） 返回操作错误成分 (RE, Return Error) 拒绝操作成分（RJ, Reject） 事务处理子层 (TSL)：提供上层用户间成分交换能力，从而实现对话；对于结构化对话，为其用户提供端到端的连接（即事务处理） 。 CSL 和 TSL 的对应关
13、系： CSL 的“对话处理原语” 和 TSL 的“事务处理原语” 对应(名称相同)； 结构化对话与事务处理一一对应。 同步数字交换属于电路交换模式，它主要基于两种技术来实现数字信号的交换： 同步时分复用 时隙交换 同步 TDM 时隙的分配是固定的； 时隙的划分（或时隙长度）也是固定的。 电信网 PCM 时分复用标准: 30/32 CH E1 24 CH T1 交换网络的总体设计思路: 话务负载、服务质量 交换网络容量; 交换网络容量 交换网络的结构; 交换网络结构 交换网络的具体实现（T/S 交换单元 ） 。 话务理论 交换网络的结构与性能评估 话务理论：研究电话交换机所承受的话务负载、所要求
14、达到的服务质量等级和必须配备的共享资源的容量等三者的关系。 话务负载 话务量 服务质量 呼损率 共享资源 如：中继线、交换网络、等等。 话务量: 电话呼叫占用时间 单个终端产生的话务量 交换机接收的总话务量 话务量强度(话务流量） 通常也简称为“话务量” 。 呼叫强度(呼叫率) 呼叫产生率（终端） 呼叫到达率（交换机） 话务流量的物理含义： 终端忙或（或单个话路被占用）的概率。 交换机中同时被占用的某类共享资源（如话路）的平均数量； 对于交换机而言，在呼叫平均占用时间 h 内产生(或结束 )呼叫的总平均数目( 即在 h 时间内交换机平均处理的呼叫数 )。 两者比较： 单级网络交换控制简单，无阻
15、塞、速度快；但网络容量有限。 多级网络交换控制复杂，可能会阻塞；但网络容量易于扩充。 单级对称网络：无阻塞 单级非对称网络的阻塞率： 根据爱尔兰公式计算 两级交换网络的阻塞率： B2 = a = A / n 为平均单条内部链路上的话务流量 三级交换网络中一条内部通路的阻塞率： B3= 1 -（1-a）2 = a(2-a) B3B2 降低话务量（不现实） ； 增加级间链路数； 增加网络平面数（并联网络） ； 后面添加聚合级（增加网络内部通路数） 。 分析方法： 画出多级 T/S 网络的等效空分网络，该等效网络的每一条输入线、输出线和级间连接线都代表一个话路（时隙） ，不再是多路复用线。 找出当一
16、条入线要连接到一条出线时，在等效网络内部所有可能的路径。 运用概率论的知识，计算该入线和出线连接失败（阻塞）的概率，即网络的平均阻塞率。 如果网络很复杂、计算困难，或需要结合实际话务量进行精确计算时，可以借助于计算机进行模拟。 程控数字交换机主要包括以下三大部分： 各种接口电路（外围） 交换网络（核心） 控制系统。 模拟用户电路的七大功能可归纳为 BORSCHT B：馈电（Battery feed） O：过压保护（Overvoltage protection） R：振铃控制（Ringing control） S：监视（Supervision ） C：编解码和滤波（CODEC 网络安全控制。 网
17、络功能部件 MSC: Mobile Switching Center HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register AC: Authentication Center EIR: Equipment Identity Register BS: Base Station MS: Mobile Station OMC: Operation and Maintenance Center Um 接口(BS-MS)：空中/ 无线接口 (1)模拟/数字；(2) FDMA、TDMA、CDMA A 接口(BS-MSC)：无线接入接口 B 接
18、口(MSC-VLR)：漫游用户数据访问接口 C 接口(MSC-HLR)：被叫用户数据访问接口 D 接口(VLR-HLR)：用户数据传递接口 E 接口(MSC-MSC)：越局/越区切换接口 F 接口(MSC-EIR) ：主叫移动台核查接口 G 接口(VLR-VLR) : 漫游用户数据传递接口网络部件的物理分布 综合式：(MSC+HLR+VLR) 部分分离方式：(MSC+VLR) , HLR 完全分离方式：MSC, VLR, HLR呼叫处理程序的两个基本特点是： 实时性：功能分割（程序级别） 并发性：呼叫分割（进程）还有一个特点，就是数据驱动： 程序与数据分离 使程序具有通用性和扩充性 现代交换技
19、术的研究与发展趋势 1. 交换宽带/高速化、边缘化 2. 交换技术与路由技术结合 3. 实现业务综合化、应用开放化 光交换技术 光交换元件 (如：半导体光开关、耦合波导开关、硅衬底平面光波导开关、波长转换器、光存储器、空间光调制器等) 光交换网络 (包括：空分、波分、时分、自由空间交换和混合型多维交换网络) 新型光交换技术 (简介) 光交换的应用（如：光分插复用、光互连等） 自动交换光网络(ASON) 基本概念、体系结构、呼叫建立过程、组网无线信道的分类 根据方向分：下行/前向信道 (BS MS)上行/后向信道 (BS MS) 根据信息类别分：业务信道 TCH （数据信道 DCH）控制信道 CCH （信令信道 SCH） 根据服务范围来分：公共信道 （控制信道）专用信道（业务信道、控制/信令信道）
