,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,程控交换原理,主讲：,院系：信息学院通信教研室,302,地点：理论 周,一,6-7,节,A301,；周,三,6-7,节,A301,周,一,8-9,节,A301,；,周三,8-9,节,A301,实验 信息楼,Email,：,11/16/2024,1,课程要求以及考核方式,作业作业雷同者以,0,分记，每个班选一名课代表。课堂练习。,理论课可来、可不来；来了之后可听、可不听；听了之后可记、可不记；记了之后可忘、可不忘。但是考试一定要及格。,实验实验结果,50,，实验报告,50,，实验报告雷同者以,0,分记。报告内容包括：实验目的、实验内容、实验器材、实验原理、实验步骤、实验结果、实验总结。,期末考试平时成绩,(作业实验)考勤721考勤采取点名、课上提问或者是课堂练习的记录等形式。,11/16/2024,2,我为什么要学习这门课？,不学习这门课，我就不能毕业，所以我必须学！,对于那些想致力于在通信行业内开展的人们来说，不懂得交换，会遭到同行的耻笑。,交换是通信系统三要素之一(终端、传输、交换),11/16/2024,3,通过本课程的学习，你能够：,1.掌握和理解交换(Switch)的根本概念,2.程控交换的根本原理,3.,其它交换技术,11/16/2024,4,这门课该怎么学？,兴趣是最好的老师,Attitude is everything!,着重掌握理解根本概念，而不是要拘泥于细节,多看杂志，多上网浏览相关信息，多了解行业开展动态。,中国通信资源网：www ttr,通信人家园：txrjy,china通信网：,光纤在线：,11/16/2024,5,没关系，且听为师慢慢道来,当你拿起 时，听到“嘟嘟的声音，这种声音意味着什么,号码由一串数字组成，你知道这些数字当中所蕴含的信息吗？,你给你女朋友打的 ，为什么不会被你的男同学接到？你给你女朋友发的email，同样为什么不会被他人收到？,汗！我好似都不知道！,你能试着答复以下问题吗？,11/16/2024,6,什么是“交换？什么是“程控交换？,马克思：商品在交换中才能表达其价值,李爱涛：信息在交换中才能表达其价值,一个从来不和外界交流的人，即使他懂得客观世界的所有规律，那他所懂得的这些“信息有用吗？,程控交换，顾名思义，是使用程序来控制实现的一种交换方式。,11/16/2024,7,我是亚当,我是夏娃,Darling,我搞到一头野猪，晚上吃猪肉炖粉条好吗？,哇。好棒哦！,交换机在通信中是必需的吗？,点对点Point to Point通信：仅涉及两个终端的通信。,11/16/2024,8,如果唐僧师徒4人实现任意两人之间通话，该怎么办呢？,唐僧,悟空,八戒,沙僧,全互连方式：需要,N(N-1)/2,条线路进行连接；终端需要,N-1,个接口。,那这种方式有没有缺点？缺点是什么？,缺点：互连线数随终端数的平方增加；终端间距离较远时，需要大量的长途线路。,11/16/2024,9,唐僧,悟空,八戒,沙僧,需要,N,条线路进行连接；终端需要,1,个接口。,另一种连接方式：,11/16/2024,10,现在，谁能为“交换下一个简单的定义？,点对点,(,Point to Point),通信系统，需要交换机,(,Switch),吗？,当从P to P通信系统升级到网络系统之后，必须要引入交换机。否那么，整个系统将会异常复杂，变得难以管理和实现。,早期的程控交换机是针对语音信息进行交换处理的。现代交换机可以处理所有的通信业务(语音、数据、图象)。该课程主要以 交换为主。,11/16/2024,11,是不是中国所有的 用户都连接在一个交换机上？在中国难道只有一个交换机存在吗？,用脚趾头都可以想出来，这个是不可能的。,对于范围更大的交换，应该设置多个交换机,(,交换节点,Switching Node,)，,不同的用户连接在不同的交换机上，各个交换节点之间通过,中继线,连接，相应的，用户到交换机之间的线路称为,用户线,。交换节点之间也不能实现两两相连时，引入,汇接交换节点,。不同的交换机可以设置不同的级别，便于组网和管理。中国，最高级别的交换机位于,8,个城市：上海、北京、广州、南京、沈阳、西安、成都、武汉。,11/16/2024,12,采用多个交换节点,11/16/2024,13,采用汇接交换节点,11/16/2024,14,交换机(交换节点)能完成如下接续,本局接续：本局用户线之间的接续,出局接续：在用户线和出中继线之间的接续,入局接续：在入中继线和用户线之间的接续,转接接续：在入中继线和出中继线之间的接续,11/16/2024,15,交换节点应该具备以下功能：,能正确接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号(由 号码生成),能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号,能按目的地址,(,被叫号码,),正确的进行选路以及在中继线上转发信号,能控制连接的建立,能按照所收到的释放信号撤除连接。,11/16/2024,16,交换技术怎么分类？,按照传输信号的方式分类：模拟交换和数字交换,按照接续控制的方式分类：布控交换和程控交换,按照传输信道的占用方式分类：电路交换和分组交换,按照传输带宽的分配方式分类：窄带交换和宽带交换,11/16/2024,17,模拟交换和数字交换,连续消息：消息的状态是连续变化的,离散消息：消息的状态是可数的或者是离散的,模拟信号：指代表消息的信号及其参数随着消息连续变化的信号,数字信号：指信号幅度并不随时间作连续的变化，而是取有限个离散值的信号。通常用“0和“1来表示二进制数字信号。,模拟通信：以模拟信号来传送消息的通信方式。优点：传输信号的频谱比较窄，信道利用率较高；缺点：抗干扰能力弱，保密性差，设备不易大规模集成，不适应计算机通信飞速开展的需要。,数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。优缺点和模拟通信相反。,模拟交换：以模拟信号为交换对象的交换。传输和交换的信号是模拟信号的交换机是模拟交换机。其交换网络的交换功能是通过交叉接点矩阵提供的，通过交叉接点的闭合来完成输入线和输出线的连接。,数字交换：以数字信号为交换对象的交换。传输和交换的信号是数字信号的交换机是数字交换机。其话路局部交换的是PCM数字化信号，交换网络采用的是数字交换网络。,11/16/2024,18,布控交换和程控交换,布控：布线逻辑控制,程控：存储程序控制,布控交换：利用逻辑电路进行控制的一种交换方式。步进制、机动制、纵横制等机电制交换机都是布控交换机。,程控交换：利用计算机软件进行控制的一种交换方式。包括模拟程控交换控制局部采用存储程序控制方式的模拟交换和数字模拟交换采用存储程序控制方式的数字交换。,窄带交换：低速率的数据业务交换。业务速率限定在n64kbit/sn30,宽带交换：高速率的数据业务交换。,窄带交换和宽带交换,11/16/2024,19,电路交换CS(Circuit Switching),传统方式(早期)：固定分配带宽，连接建立后，即使无信息传送也要占用电路。是一种实时交换，当用户呼叫时，应立即在两用户之间建立电路连接，如果没有空闲的电路，呼叫不能建立而遭受损失(呼损率)。,根本过程包括三个阶段：呼叫建立、信息传送(通话)，连接释放。,特点：固定分配带宽(64kbit/s)电路利用率低(为什么？)；预先建立连接，有连接建立时延，连接建立后实时传输信息，传输时延可忽略(为什么？)；无过失控制措施，可靠性低。,应用范围：交换语音业务、文件传输、高速 ；不适合突发业务和对过失敏感的数据业务。,11/16/2024,20,多速率电路交换MRCS(Multi-Rate Circuit Switching):可以针对不同的业务提供不同的带宽。包括根本速率及其整数倍。,实现方法：采用多个不同速率的交换网络；采用统一的多速率交换网络。,特点：根本速率难确定；速率类型不能太多难以实现，灵活性差；固定带宽分配，不适合突发业务；控制较复杂。,快速电路交换FCS(Fast Circuit Switching):为了克服传统电路交换中固定分配带宽和灵活性差的缺点而提出的。,根本思想：只有信息传送时才分配带宽，并快速建立连接，无信息传输时那么释放立连接。,具体过程：呼叫建立时，用户请求一个带宽为根本速率整数倍的连接，有关交换节点为其寻找一条通道，但并不建立连接和分配资源，而是将所需带宽、路由编号填入交换机中，从而记忆所分配带宽和去向，建立一个逻辑连接。当发送信息时，通过呼叫标识查到所需带宽和去向，激活虚电路，建立物理连接。,缺点：不为呼叫保存带宽，故不一定能激活，易引起信息丧失或排队时延。,11/16/2024,21,报文交换,为了克服电路交换中各种不同类型和特征的用户终端之间不能互通，通信电路利用率低以及有呼损的缺点，提出报文交换的思想。,根本原理：存储转发。,报文交换技术将信息分成一个个单元，称为报文，包括报头信息的源地址和目的地址以及误码检测信息、正文正文信息和报尾结束标志，可省略。,通信之前，双发不需要建立连接。,缺点：时延大时延的变化也大，不利于实时通信；需要大量的存储器。,11/16/2024,22,分组交换PS(Packet Switching),类似报文交换。将报文进一步分小(为什么？)，一个报文被分成假设干个分组(Packet)，分组中携带源地址和目的地址信息以及校验信息。报文交换和分组交换的比较,通信线路的资源共享：分组交换的最根本思想就是实现通信资源的共享。多路复用组合多个低速数据终端共同使用一个高速线路：预分配资源法和动态分配资源法。,分组交换中的相关概念,交织传输：在预分配复用方式下，每个用户传输的数据都在特定的子信道中流动，接收端很容易把它们区分开来。动态分配方式下，数据在通信线路上交织传输。标记终端号或者子信道号。交织传输的方式：比特交织、字节或字符交织、分组交织。特性比较：时延和传输效率。,11/16/2024,23,优点：第一，为用户提供了在不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的终端之间能够相互通信的灵活的通信环境；第二，采用逐段链路的过失控制和流量控制，出现过失可以重发，提高了传送质量和可靠性；第三，利用线路动态分配，使得在一条物理线飞可以同时提供多条信息通路。,缺点：信息传送时延大，不利于实时的通信业务。,分组的形成：报文分成多个分组，分组头包含所分配的逻辑信道号和其他控制信息。,分组的交换：分组交换是将报文分成多个分组来独立传送，收到一个分组即可以发送，减少了存储的时间，因而分组交换的时延小于报文交换。分组长度的选择时延和开销。,分组交换的特点,11/16/2024,24,分组交换有两种方式：数据报,DG(,Datagram,),和虚电路,VC(Virtual Circuit),数据报：不需要预先建立连接，每个分组可以沿着不同的路径到达目的节点，因此分组到达目的节点的次序可能与离开源节点的次序不同，需要在目的节点重新排序。,虚电路：在信息发送之前，先通过发送呼叫，在源节点和目的节点之间建立一个逻辑连接，所有的分组沿这个逻辑通道传输，保证到达目的节点的分组次序与离开源节点的次序一致。和电路交换类似，要建立和撤除逻辑连接。不独占线路，多个虚电路可共同占用一条物理线路。分类：交换虚电路和永久虚电路。,分组交换的方式,面向连接的通信方式：通信时，必须首先建立物理连接，之后才能进行通话的通信方式。,无连接通信方式：不需要预先建立连接的通信方式。,11/16/2024,25,数据报和虚电路的比较：,1分组头：DG：每个分组头要包含详细的目的地址；VC：由于预先已建立逻辑连接，分组头中只要含有对应于所建立的虚电路的逻辑信道标识即可。,2选路：DG：每个分组都要独立选路；VC：不用进行复杂的选路。,3分组顺序：DG：会产生失序现象；VC：属于同一呼叫的各个分组在同一条虚电路上传送，分组会按原有顺序到达终点。,4故障敏感性：DG：各个分组选择不同路由，故不敏感，防卫性强，可靠性高；V