一交換概論(3)

1、1現(xiàn)代交換技術(shù)現(xiàn)代交換技術(shù)華北電力大學(xué)通信教研室孫鳳杰 2參考參考書目書目現(xiàn)代交換原理與通信網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)代交換原理與通信網(wǎng)技術(shù) 卞佳麗等著卞佳麗等著 北京郵電大學(xué)出版社北京郵電大學(xué)出版社程控?cái)?shù)字交換網(wǎng)與現(xiàn)代通信網(wǎng)程控?cái)?shù)字交換網(wǎng)與現(xiàn)代通信網(wǎng) 葉敏編著葉敏編著 北京郵電出版社北京郵電出版社現(xiàn)代交換原理（第三版）現(xiàn)代交換原理（第三版） 金惠文等編著金惠文等編著 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社ATM交換技術(shù)交換技術(shù) 陳錫生編著陳錫生編著 人民郵電出版社人民郵電出版社綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) 程時(shí)端編著程時(shí)端編著 人民郵電出版社人民郵電出版社電信交換原理電信交換原理張毅張毅 胡慶等編著胡慶等編著 電子工業(yè)

2、出版社電子工業(yè)出版社3課程內(nèi)容課程內(nèi)容n交換概論交換概論n交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)n程控?cái)?shù)字電話交換與電話通信網(wǎng)程控?cái)?shù)字電話交換與電話通信網(wǎng)n信令系統(tǒng)信令系統(tǒng)n分組交換與分組交換網(wǎng)分組交換與分組交換網(wǎng)nISDNISDN交換技術(shù)與交換技術(shù)與N-ISDNN-ISDNnATMATM交換技術(shù)與交換技術(shù)與B-ISDNB-ISDNnIPIP交換技術(shù)與下一代網(wǎng)絡(luò)（交換技術(shù)與下一代網(wǎng)絡(luò)（NGNNGN）4第一章：交換概論第一章：交換概論5電信交換的基本概念電信交換的基本概念各種交換方式各種交換方式交換系統(tǒng)交換系統(tǒng)以交換為核心的通信網(wǎng)以交換為核心的通信網(wǎng)本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容6信息信息在電信系統(tǒng)中，只有兩個(gè)終端的通信稱

3、為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。在電信系統(tǒng)中，只有兩個(gè)終端的通信稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。通信就是在信息的源和目的之間進(jìn)行信息傳遞的過程。通信就是在信息的源和目的之間進(jìn)行信息傳遞的過程。通信的目的：實(shí)現(xiàn)任意兩地、任意用戶之間的通信聯(lián)系.終端終端傳輸媒介傳輸媒介終端終端電信號(hào)電信號(hào)電信號(hào)電信號(hào)信息信息點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信一、電信交換的基本概念一、電信交換的基本概念7點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信舉例點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信舉例話音話音數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)8無交換的多個(gè)終端要實(shí)現(xiàn)相互間通信，必須以全互連的方式兩無交換的多個(gè)終端要實(shí)現(xiàn)相互間通信，必須以全互連的方式兩兩兩 相連。相連。若終端數(shù)為若終端數(shù)為n，則線對(duì)數(shù)為，則線對(duì)數(shù)為C2n= n(n-1)/2每一個(gè)終端需配置一

4、個(gè)每一個(gè)終端需配置一個(gè)N-1路的選擇開關(guān)路的選擇開關(guān)（當(dāng)終端（當(dāng)終端n=100時(shí)，線對(duì)數(shù)時(shí)，線對(duì)數(shù)=100X(100-1)/2=4950）無交換的多個(gè)終端的通信無交換的多個(gè)終端的通信終端終端=5、線對(duì)數(shù)、線對(duì)數(shù)=10（分散交換方式）（分散交換方式）需要選擇開關(guān)兩兩互連的通信連接方式的特點(diǎn)：兩兩互連的通信連接方式的特點(diǎn)：兩兩互連的通信連接方兩兩互連的通信連接方式的缺點(diǎn)：式的缺點(diǎn)：P29引入交換的終端間的通信引入交換的終端間的通信用戶間通過交換設(shè)備連用戶間通過交換設(shè)備連接接(集中交換方式）集中交換方式）用戶環(huán)線用戶環(huán)線交換設(shè)備交換設(shè)備集中交換方式：每個(gè)終端均經(jīng)由一條通信線路連接到集中的交換節(jié)點(diǎn)的交

5、換機(jī)上。集中交換方式：每個(gè)終端均經(jīng)由一條通信線路連接到集中的交換節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)上。10多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)引入交換的終端間的通信引入交換的終端間的通信中繼線中繼線用戶線用戶線用戶線：用戶終端與交換機(jī)之間的連接線路用戶線：用戶終端與交換機(jī)之間的連接線路中繼線：交換機(jī)與交換機(jī)之間的連接線路中繼線：交換機(jī)與交換機(jī)之間的連接線路通信網(wǎng)的組成（三要素通信網(wǎng)的組成（三要素)：用戶終端設(shè)備：用戶終端設(shè)備+傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備+交換設(shè)備交換設(shè)備交換機(jī)交換機(jī)11所謂電信交換，就是在通信網(wǎng)上，在通信所謂電信交換，就是在通信網(wǎng)上，在通信的源和目的終端之間建立通信信道傳送通信信的源和目的終端之間

6、建立通信信道傳送通信信息的機(jī)制，也就是根據(jù)目的地，在源和目的終息的機(jī)制，也就是根據(jù)目的地，在源和目的終端之間傳送通信信息。端之間傳送通信信息。電信交換的概念電信交換的概念交換：就是在通信的源和目的終端之間建立通交換：就是在通信的源和目的終端之間建立通信信連接連接( (信道），實(shí)現(xiàn)信息傳遞的過程。信道），實(shí)現(xiàn)信息傳遞的過程。12交換節(jié)點(diǎn)接續(xù)類型圖示交換節(jié)點(diǎn)接續(xù)類型圖示本局接續(xù)本局接續(xù)出局接續(xù)出局接續(xù)入局接續(xù)入局接續(xù)轉(zhuǎn)接接續(xù)轉(zhuǎn)接接續(xù)匯接交換局匯接交換局13交換節(jié)點(diǎn)可控制的基本接續(xù)類型交換節(jié)點(diǎn)可控制的基本接續(xù)類型： 本局接續(xù)、出局接續(xù)、入局接續(xù)、轉(zhuǎn)接接續(xù)本局接續(xù)、出局接續(xù)、入局接續(xù)、轉(zhuǎn)接接續(xù)交換節(jié)點(diǎn)

7、的基本功能交換節(jié)點(diǎn)的基本功能q 能按目的地址正確地進(jìn)行選路以及在中繼線上轉(zhuǎn)能按目的地址正確地進(jìn)行選路以及在中繼線上轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)發(fā)信號(hào)q 能控制連接的建立與拆除能控制連接的建立與拆除交換節(jié)點(diǎn)必須具備的基本功能交換節(jié)點(diǎn)必須具備的基本功能：q 能正確接收和分析從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫能正確接收和分析從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫信號(hào)、地址信號(hào)信號(hào)、地址信號(hào)14幾個(gè)概念幾個(gè)概念交換交換通信網(wǎng)通信網(wǎng)交換設(shè)備交換設(shè)備傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備終端設(shè)備終端設(shè)備用戶線用戶線中繼線中繼線出局呼叫出局呼叫入局呼叫入局呼叫本局呼叫本局呼叫轉(zhuǎn)接呼叫轉(zhuǎn)接呼叫主叫主叫被叫被叫主叫局主叫局被叫局被叫局端局端局匯接局匯接局15二、各種交換方

8、式二、各種交換方式q電路交換電路交換q報(bào)文交換報(bào)文交換q分組交換分組交換q幀中繼幀中繼qATM交換交換qIP交換交換q光交換光交換16CTM-Circuit Transfer ModePTM-Packet Transfer ModeATM-Asynchronous Transfer Mode各種交換方式各種交換方式IP交換交換多多速速率率電電路路交交換換快快速速電電路路交交換換ATMATM交交換換幀幀中中繼繼報(bào)報(bào)文文交交換換電電路路交交換換分分組組交交換換光交換光交換PTMCTM17交換節(jié)點(diǎn)交換節(jié)點(diǎn)A交換節(jié)點(diǎn)交換節(jié)點(diǎn)B交換節(jié)點(diǎn)交換節(jié)點(diǎn)C建立建立傳送傳送釋放釋放電路交換的基本過程：電路交換的基本

9、過程：電話通信的三個(gè)階段：呼叫建立、通話、呼叫拆除電話通信的三個(gè)階段：呼叫建立、通話、呼叫拆除電路交換的三個(gè)階段：連接建立、信息傳送、連接拆除電路交換的三個(gè)階段：連接建立、信息傳送、連接拆除1、電路交換、電路交換 (Circuit Switching)電路交換：使用實(shí)電路交換：使用實(shí)際電路進(jìn)行交換，際電路進(jìn)行交換，主要完成電話交換；主要完成電話交換；必須經(jīng)過必須經(jīng)過連接建立、連接建立、信息傳送和連接拆除信息傳送和連接拆除三個(gè)階段。三個(gè)階段。18電路交換電路交換的六個(gè)特點(diǎn)：的六個(gè)特點(diǎn)：信息傳送的最小單位是時(shí)隙信息傳送的最小單位是時(shí)隙面向連接的工作方式（物理連接）面向連接的工作方式（物理連接）同步

10、時(shí)分復(fù)用（固定分配帶寬）同步時(shí)分復(fù)用（固定分配帶寬） 信息傳送無差錯(cuò)控制信息傳送無差錯(cuò)控制 信息具有透明性信息具有透明性基于呼叫損失制的流量控制基于呼叫損失制的流量控制 總之：電路交換適用實(shí)時(shí)性、恒定速率的業(yè)務(wù)，其電路電路交換適用實(shí)時(shí)性、恒定速率的業(yè)務(wù)，其電路的利用率低，不適合突發(fā)性業(yè)務(wù)，可靠性要求不如數(shù)的利用率低，不適合突發(fā)性業(yè)務(wù)，可靠性要求不如數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高。據(jù)業(yè)務(wù)高。電路交換的特點(diǎn)電路交換的特點(diǎn)192、多速率電路交換 (1)將若干固定的基本信道捆綁起來構(gòu)成一個(gè)速率更高的信道，采用同步復(fù)用方式。 （2）設(shè)置多種基本信道速率，其交換網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)不同速率的子交換網(wǎng)絡(luò)疊加而成。（圖1.11）3、快速

11、電路交換 為傳輸和交換突發(fā)性業(yè)務(wù)而產(chǎn)生。 當(dāng)呼叫建立時(shí)，所有交換節(jié)點(diǎn)和通路為其分配所需帶寬，在正式通信前不完成實(shí)際的物理連接，當(dāng)真正傳輸信息時(shí)才按分配的帶寬建立物理連接；無信息傳送時(shí)拆除物理連接。提高帶寬利用率。（圖1.12）20 公用電信網(wǎng)的電報(bào)自動(dòng)交換是報(bào)文交換的典型應(yīng)用，公用電信網(wǎng)的電報(bào)自動(dòng)交換是報(bào)文交換的典型應(yīng)用，有的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)也采用報(bào)文交換方式。有的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)也采用報(bào)文交換方式。報(bào)文交換報(bào)文交換（Message Switching）報(bào)文由報(bào)文頭和報(bào)文內(nèi)容組成，傳送時(shí)全部報(bào)文一報(bào)文由報(bào)文頭和報(bào)文內(nèi)容組成，傳送時(shí)全部報(bào)文一次傳遞和轉(zhuǎn)發(fā)。次傳遞和轉(zhuǎn)發(fā)。基本的報(bào)文交換動(dòng)作是存儲(chǔ)報(bào)文、分析報(bào)文

12、中的收基本的報(bào)文交換動(dòng)作是存儲(chǔ)報(bào)文、分析報(bào)文中的收?qǐng)?bào)人地址和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。報(bào)人地址和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。有多個(gè)報(bào)文送往同一地點(diǎn)時(shí)，要排隊(duì)按順序發(fā)送。有多個(gè)報(bào)文送往同一地點(diǎn)時(shí)，要排隊(duì)按順序發(fā)送。報(bào)文傳送中有檢錯(cuò)和糾錯(cuò)措施報(bào)文傳送中有檢錯(cuò)和糾錯(cuò)措施4、分組交換、分組交換（PS：Packet Switching）2122分組交換分組交換：分組交換將用戶要傳送的信息分割：分組交換將用戶要傳送的信息分割為若干個(gè)分組（為若干個(gè)分組（packet），每個(gè)分組中有一），每個(gè)分組中有一個(gè)分組頭，含有可供選路的信息和其他控制信個(gè)分組頭，含有可供選路的信息和其他控制信息。息。其本質(zhì)也是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。其本質(zhì)也是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。4、分組交換、

13、分組交換（PS：Packet Switching）分組交換與報(bào)文交換的不同：分組交換與報(bào)文交換的不同：分組交換：最小信息單位是分分組交換：最小信息單位是分組組報(bào)文交換：最小信息單位是報(bào)報(bào)文交換：最小信息單位是報(bào)文文分組交換與報(bào)文交換的相同：分組交換與報(bào)文交換的相同：均采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)均采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)23 報(bào)文交換的時(shí)延報(bào)文交換的時(shí)延 分組交換的時(shí)延分組交換的時(shí)延分組交換和報(bào)文交換比較分組交換和報(bào)文交換比較24虛電路虛電路(VC：Virtual Circuit)方式方式（面向連接工作方式）（面向連接工作方式）數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)(DG：Datagram)方式方式（面向無連接工作方式）（面向無連接工作方式） 分

14、組交換的兩種方式分組交換的兩種方式25 所謂虛電路方式（有三個(gè)階段），就是在用戶數(shù)據(jù)傳送前先要通過所謂虛電路方式（有三個(gè)階段），就是在用戶數(shù)據(jù)傳送前先要通過發(fā)送呼叫請(qǐng)求分組建立端到端之間的虛電路；數(shù)據(jù)傳送時(shí)（虛電路建立發(fā)送呼叫請(qǐng)求分組建立端到端之間的虛電路；數(shù)據(jù)傳送時(shí)（虛電路建立后），屬于同一呼叫的數(shù)據(jù)分組均沿著這一虛電路傳送；最后通過呼叫后），屬于同一呼叫的數(shù)據(jù)分組均沿著這一虛電路傳送；最后通過呼叫清除分組來拆除虛電路。清除分組來拆除虛電路。( (按需分配）按需分配） 它不同于電路交換中的物理連接，而是邏輯連接。它不同于電路交換中的物理連接，而是邏輯連接。交換虛電路交換虛電路(SVC：Swi

15、tched Virtual Circuit) 用戶通過發(fā)送呼叫請(qǐng)求分組來建立虛電路的方式。用戶通過發(fā)送呼叫請(qǐng)求分組來建立虛電路的方式。永久虛電路永久虛電路(PVC：Permanent Virtual Circuit) 應(yīng)用戶預(yù)約，由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者為之建立固定的虛電路，而不需在呼叫應(yīng)用戶預(yù)約，由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者為之建立固定的虛電路，而不需在呼叫時(shí)臨時(shí)建立虛電路，可直接進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送階段的方式。時(shí)臨時(shí)建立虛電路，可直接進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送階段的方式。虛電路虛電路26 數(shù)據(jù)報(bào)不需要預(yù)先建立邏輯連接，而是按照數(shù)據(jù)報(bào)不需要預(yù)先建立邏輯連接，而是按照每個(gè)分組頭中的目的地址對(duì)各個(gè)分組獨(dú)立進(jìn)行選每個(gè)分組頭中的目的地址對(duì)各個(gè)分組獨(dú)

16、立進(jìn)行選路。路。 數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)1254327VC方式由于預(yù)先已建立邏輯連接，分組頭中方式由于預(yù)先已建立邏輯連接，分組頭中只要含有對(duì)應(yīng)于所建立的只要含有對(duì)應(yīng)于所建立的VC的邏輯信道標(biāo)識(shí)的邏輯信道標(biāo)識(shí)DG方式的每個(gè)分組頭中要包含詳細(xì)的目的地方式的每個(gè)分組頭中要包含詳細(xì)的目的地址址虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較分組頭分組頭28VC方式預(yù)先有建立過程，但一旦虛電路建立，在端方式預(yù)先有建立過程，但一旦虛電路建立，在端到端之間所選定的路由上的各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)都具有映到端之間所選定的路由上的各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)都具有映象表，存放出入邏輯信道的對(duì)應(yīng)關(guān)系，每個(gè)分組到象表，存放出入邏輯信道的對(duì)應(yīng)關(guān)系，每個(gè)分組到來時(shí)

17、只要查找映象表，而不需要進(jìn)行復(fù)雜的選路。來時(shí)只要查找映象表，而不需要進(jìn)行復(fù)雜的選路。DG方式則不需要有建立過程，但對(duì)每個(gè)分組都要獨(dú)方式則不需要有建立過程，但對(duì)每個(gè)分組都要獨(dú)立地進(jìn)行選路。立地進(jìn)行選路。虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較選路選路29VCVC方式中，屬于同一呼叫的各個(gè)分組在同一條虛電方式中，屬于同一呼叫的各個(gè)分組在同一條虛電路上傳送，分組會(huì)按原有順序到達(dá)終點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生路上傳送，分組會(huì)按原有順序到達(dá)終點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生失序現(xiàn)象。失序現(xiàn)象。DGDG方式中，各個(gè)分組由于是獨(dú)立選路，可以從不同方式中，各個(gè)分組由于是獨(dú)立選路，可以從不同的路由轉(zhuǎn)送，可能會(huì)引起失序。的路由轉(zhuǎn)送，可能會(huì)引起失序。

18、虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較分組順序分組順序30VC方式對(duì)故障較為敏感，當(dāng)傳輸鏈路或交換方式對(duì)故障較為敏感，當(dāng)傳輸鏈路或交換節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)可能引起虛電路的中斷，需節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)可能引起虛電路的中斷，需要重新建立要重新建立路由重建路由重建（Rerouting)。 （有些分組網(wǎng)具有再連接功能，出現(xiàn)故障時(shí)可（有些分組網(wǎng)具有再連接功能，出現(xiàn)故障時(shí)可自動(dòng)建立新的虛電路，并做到不丟失用戶數(shù)據(jù)）自動(dòng)建立新的虛電路，并做到不丟失用戶數(shù)據(jù)）DG方式中各個(gè)分組可選擇不同路由，對(duì)故方式中各個(gè)分組可選擇不同路由，對(duì)故障的防衛(wèi)能力較強(qiáng)，從而可靠性較高，但故障的防衛(wèi)能力較強(qiáng)，從而可靠性較高，但故障時(shí)路由重建的

19、時(shí)延很大。障時(shí)路由重建的時(shí)延很大。虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較故障敏感性故障敏感性31VC方式適用于較連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳送，其持續(xù)時(shí)間應(yīng)顯著地大方式適用于較連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳送，其持續(xù)時(shí)間應(yīng)顯著地大于呼叫建立的時(shí)間，如文件傳送、傳真業(yè)務(wù)等。于呼叫建立的時(shí)間，如文件傳送、傳真業(yè)務(wù)等。DG方式則適用于面向事務(wù)的詢向響應(yīng)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。方式則適用于面向事務(wù)的詢向響應(yīng)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。面向連接工作方式和無連接工作方式的特點(diǎn)：面向連接工作方式和無連接工作方式的特點(diǎn)： （參見（參見P9 圖圖1.14和圖和圖1.15）面向連接工作方式：面向連接工作方式：通信過程必須經(jīng)過連接建立、信息傳送和連接拆除三個(gè)階段。通信過

20、程必須經(jīng)過連接建立、信息傳送和連接拆除三個(gè)階段。所有信息必須在建立的連接通道上有序地傳輸。所有信息必須在建立的連接通道上有序地傳輸。信息傳送的時(shí)延小。信息傳送的時(shí)延小。面向非連接工作方式：面向非連接工作方式：將一個(gè)信息源分成若干信息快。無連接建立過程，一邊選路、一邊傳送信將一個(gè)信息源分成若干信息快。無連接建立過程，一邊選路、一邊傳送信息。息。同一信息源的各信息塊沿不同路徑可無序到達(dá)目的地。同一信息源的各信息塊沿不同路徑可無序到達(dá)目的地。信息傳送的時(shí)延大。信息傳送的時(shí)延大。虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較應(yīng)用應(yīng)用32分組交換的六個(gè)特點(diǎn)n信息傳送的最小單位是分組n面向連接和無連接n統(tǒng)計(jì)時(shí)分

21、復(fù)用（STDM,動(dòng)態(tài)分配帶寬）n信息傳送有差錯(cuò)控制n信息傳送不具有透明性n基于呼叫延遲制的流量控制總之：不適合實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的傳送，適合突發(fā)性業(yè)務(wù)和對(duì)差錯(cuò)敏感的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，有一定的傳輸時(shí)延，帶寬利用率較高。33 分組交換基于分組交換基于X.25協(xié)議，該協(xié)議包含了協(xié)議，該協(xié)議包含了3層，第一層層，第一層物理層，第二層數(shù)據(jù)鏈路層，第三層分組層，對(duì)應(yīng)于物理層，第二層數(shù)據(jù)鏈路層，第三層分組層，對(duì)應(yīng)于OSI模型的下三層。模型的下三層。 分組交換協(xié)議分組交換協(xié)議物理層X.25分組層LAPB123物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層34網(wǎng)絡(luò)本地服務(wù)器PCPC路由器本地服務(wù)器PCPC路由器局域網(wǎng)互連使用CHINAPAC實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互

22、連35接入Internet本地服務(wù)器PCPC路由器網(wǎng)絡(luò)Internet使用CHINAPAC接入Internet36幀交換：一種以幀方式承載業(yè)務(wù)的交換方式。幀交換：一種以幀方式承載業(yè)務(wù)的交換方式。 只有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。只有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。幀中繼：一種對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層功能簡化了的交換方式幀中繼：一種對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層功能簡化了的交換方式 僅保留數(shù)據(jù)鏈路層的核心功能。僅保留數(shù)據(jù)鏈路層的核心功能。數(shù)據(jù)傳送階段協(xié)議大為簡化，數(shù)傳速率提高（技術(shù)特點(diǎn)比較見表數(shù)據(jù)傳送階段協(xié)議大為簡化，數(shù)傳速率提高（技術(shù)特點(diǎn)比較見表1.11.1）分組交換：分組交換：X.25X.25協(xié)議協(xié)議-OSI-OSI的的1 1、

23、2 2、3 3層層 信息傳送單位：分組信息傳送單位：分組幀交換：幀交換：OSIOSI的的1 1、2 2層層 信息傳送單位：幀信息傳送單位：幀幀中繼：幀中繼：OSIOSI的的1 1、2 2（核心功能）層（核心功能）層 信息傳送單位：幀信息傳送單位：幀5 5、幀交換、幀交換（Frame switching）與幀中繼與幀中繼（Frame RelayFrame Relay）37X.25X.25和幀中繼處理流程比較和幀中繼處理流程比較LCN:LCN:邏輯信道號(hào)邏輯信道號(hào)3839 電路交換和分組交換的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：電路交換和分組交換的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 在交換形式上在交換形式上信息

24、集中傳送，有三個(gè)階段且物理連接，是透明同步傳輸；信息集中傳送，有三個(gè)階段且物理連接，是透明同步傳輸；信息分組傳送，采用邏輯連接，是非透明非同步傳輸。信息分組傳送，采用邏輯連接，是非透明非同步傳輸。 在差錯(cuò)控制上在差錯(cuò)控制上無差錯(cuò)控制；有差錯(cuò)控制無差錯(cuò)控制；有差錯(cuò)控制在業(yè)務(wù)應(yīng)用上在業(yè)務(wù)應(yīng)用上傳輸固定速率業(yè)務(wù)；傳送突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸固定速率業(yè)務(wù)；傳送突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 在業(yè)務(wù)流量控制上在業(yè)務(wù)流量控制上呼叫損失制、呼叫延遲制呼叫損失制、呼叫延遲制電路交換與分組交換的比較電路交換與分組交換的比較40在對(duì)信息的損傷方面在對(duì)信息的損傷方面電路交換具有較好的時(shí)間透明性電路交換具有較好的時(shí)間透明性分組交換具有較好

25、的語義透明性分組交換具有較好的語義透明性在支持多種業(yè)務(wù)方面在支持多種業(yè)務(wù)方面分組交換有更大的靈活性，可實(shí)現(xiàn)多速率交換，并允分組交換有更大的靈活性，可實(shí)現(xiàn)多速率交換，并允許多種業(yè)務(wù)共享網(wǎng)絡(luò)資源。許多種業(yè)務(wù)共享網(wǎng)絡(luò)資源。在交換速率方面在交換速率方面電路交換可達(dá)到高速率的交換；而分組交換的交換速電路交換可達(dá)到高速率的交換；而分組交換的交換速率受到了限制。率受到了限制。在設(shè)備的復(fù)雜性方面在設(shè)備的復(fù)雜性方面分組交換需要一套復(fù)雜的隊(duì)列管理機(jī)制，而電路交換分組交換需要一套復(fù)雜的隊(duì)列管理機(jī)制，而電路交換則需要復(fù)雜路由選擇算法。則需要復(fù)雜路由選擇算法。 電路交換與分組交換的比較電路交換與分組交換的比較41是將各

26、種信息的傳輸、復(fù)用和交換均以信元為基本單位的傳送方式是將各種信息的傳輸、復(fù)用和交換均以信元為基本單位的傳送方式。提供一種高速、低延時(shí)、多路復(fù)用和交換的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以支持話音、。提供一種高速、低延時(shí)、多路復(fù)用和交換的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以支持話音、數(shù)據(jù)和視頻等任何類型的應(yīng)用業(yè)務(wù)。允許發(fā)送和接收異步工作，兩邊信數(shù)據(jù)和視頻等任何類型的應(yīng)用業(yè)務(wù)。允許發(fā)送和接收異步工作，兩邊信元速率的差別能夠通過向信息流中插入元速率的差別能夠通過向信息流中插入/ /移去空閑信元組來解決。異步轉(zhuǎn)移去空閑信元組來解決。異步轉(zhuǎn)移模式（移模式（ATMATM）結(jié)合了）結(jié)合了CTMCTM和和PTMPTM的優(yōu)點(diǎn)，是一種快速分組交換技術(shù)，是組的優(yōu)

27、點(diǎn)，是一種快速分組交換技術(shù)，是組建寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（建寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDNB-ISDN）的關(guān)鍵技術(shù)之一。可接入實(shí)時(shí)、非實(shí)）的關(guān)鍵技術(shù)之一?？山尤雽?shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)，固定速率、可變速率，同步、異步型業(yè)務(wù)。時(shí)，固定速率、可變速率，同步、異步型業(yè)務(wù)。 信元信元(cell)(cell)只有只有5353個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)(byte)(byte)，其中開頭，其中開頭5 5個(gè)字節(jié)稱為信頭個(gè)字節(jié)稱為信頭(cell header)(cell header)，其余，其余4848個(gè)字節(jié)為信息域，或稱為凈荷個(gè)字節(jié)為信息域，或稱為凈荷(pay load)(pay load)。q采用較短的信元可以減少交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的緩沖

28、器容量以及排隊(duì)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)。q信元的長度固定，則有利于簡化交換控制和緩沖器管理。6、ATM交換交換-異步傳送模式異步傳送模式 （Asynchronous Transfer Mode）42用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）VPI用于標(biāo)識(shí)靜態(tài)分配的連接，也稱半固定連接；VCI用于標(biāo)識(shí)可動(dòng)態(tài)分配的連接。43VCVCVPVP傳輸介質(zhì)44固定長度的信元和簡化的信頭固定長度的信元和簡化的信頭 ATM信元的信頭功能有限，主要是虛連接的標(biāo)識(shí)，信元的信頭功能有限，主要是虛連接的標(biāo)識(shí)，還有優(yōu)先級(jí)標(biāo)志、有效信息類型、信頭的差錯(cuò)檢驗(yàn)等。減還有優(yōu)先級(jí)標(biāo)志、有效信息類型、信頭的差錯(cuò)檢驗(yàn)等。減少了處理開銷，加

29、快了交換速度。少了處理開銷，加快了交換速度。采用面向連接的工作方式采用面向連接的工作方式 ATM采用面向連接的方式。它不是物理連接，而是采用面向連接的方式。它不是物理連接，而是一種虛連接一種虛連接(VC：Virtual Connection)：虛通道連接（虛通道連接（VPC:virtual path connection)虛信道連接（虛信道連接（VCC:virtual channel connectionATM交換技術(shù)特點(diǎn)交換技術(shù)特點(diǎn)45采用異步時(shí)分復(fù)用方式采用異步時(shí)分復(fù)用方式采用與統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（STDM)相似的動(dòng)態(tài)分配帶寬（帶寬按需分配），但將信息封裝到等長的時(shí)間片-信元之中。 用信元頭中的

30、VPI和VCI標(biāo)識(shí)所使用的虛通路和虛信道。允許發(fā)送和接收異步工作，兩邊信元速率的差別能夠通過向信息流允許發(fā)送和接收異步工作，兩邊信元速率的差別能夠通過向信息流中插入中插入/移去空閑信元組來解決。移去空閑信元組來解決。可接入實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)，固定速率、可變速率，同步、異步型業(yè)務(wù)?？山尤雽?shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)，固定速率、可變速率，同步、異步型業(yè)務(wù)。ATM交換交換46 ATMATM技術(shù)是以分組傳送模式為基礎(chǔ)并融合了技術(shù)是以分組傳送模式為基礎(chǔ)并融合了電路傳送模式的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而成的。采用異步時(shí)分電路傳送模式的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而成的。采用異步時(shí)分復(fù)用方式，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)分配帶寬，可適應(yīng)任意速復(fù)用方式，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)分配帶寬，可適應(yīng)任意速

31、率的業(yè)務(wù)；使用固定長度的信元和簡化了的信元率的業(yè)務(wù)；使用固定長度的信元和簡化了的信元頭，簡化了分組通信中的協(xié)議，交換節(jié)點(diǎn)不再對(duì)頭，簡化了分組通信中的協(xié)議，交換節(jié)點(diǎn)不再對(duì)信息進(jìn)行流量控制和差錯(cuò)控制，從而極大地提高信息進(jìn)行流量控制和差錯(cuò)控制，從而極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸處理能力，使接入實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)成為可了網(wǎng)絡(luò)的傳輸處理能力，使接入實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)成為可能。能。ATM交換交換47IP over ATM有兩種模式：有兩種模式：疊加模型：疊加模型：IP層運(yùn)行于層運(yùn)行于ATM層之上，要完層之上，要完成成ATM地址和地址和IP地址兩種選路協(xié)議和地址兩種選路協(xié)議和IP地地址到址到ATM地址的映射。主要有地址的映射。主要有C

32、IP、LANE、MPOA三種技術(shù)（協(xié)議）。三種技術(shù)（協(xié)議）。集成模型：僅需要知道集成模型：僅需要知道IP地址、執(zhí)行地址、執(zhí)行IP選選路協(xié)議，但需專用控制協(xié)議完成路協(xié)議，但需專用控制協(xié)議完成3層選路到層選路到2層直通交換機(jī)構(gòu)的映射。主要有層直通交換機(jī)構(gòu)的映射。主要有IP交換、交換、Tag交換、交換、MPLS三種技術(shù)（協(xié)議）。三種技術(shù)（協(xié)議）。7、IP交換交換 管 理 面 面 控 制 面 用 戶 面 層 管 高 層 高 層 管 理 ATM 適 配 層 理 ATM 層 物 理 層本書特指本書特指IP與與ATM相融合的技術(shù)相融合的技術(shù)ATM適配層：業(yè)務(wù)特定、公共部分、分段和重組。ATM層： 通用流量控

33、制、信元首標(biāo)產(chǎn)生和提取、VPI/VCI的翻譯、信元多路復(fù)用和分路。物理層：信元速率解藕、信元定界HEC序列產(chǎn)生和校驗(yàn)、傳輸幀產(chǎn)生和提取、傳輸幀自適應(yīng)、比特定時(shí)、物理媒體。 48電交換光 電光 電光 電光 電電 光光 電電 光光信號(hào)光信號(hào)光交換光信號(hào)光信號(hào)8、光交換、光交換電交換方式不僅設(shè)備環(huán)節(jié)多，且受到電子器件工作速率“瓶頸”的限制，其交換容量受限。光交換容量理論上不受限制。499、軟交換為了將現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)及其業(yè)務(wù)（PSTN、無線通信、幀中繼、ATM、X.25、Internet等IP業(yè)務(wù)）均能在一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行交換，以支持話音、視頻、數(shù)據(jù)和各種以IP為協(xié)議的增值業(yè)務(wù)，需將上述各種業(yè)務(wù)及網(wǎng)

34、絡(luò)集成為一個(gè)統(tǒng)一的下一代網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。對(duì)于上述目標(biāo)，目前將傳輸與呼叫控制結(jié)合在一起的“硬交換”技術(shù)顯然已經(jīng)無能為力。 為了能夠?qū)鞣N網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和業(yè)務(wù)的龐大的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中進(jìn)行交換，需要將呼叫控制功能與負(fù)責(zé)傳輸?shù)拿襟w網(wǎng)關(guān)相分離，將交換功能軟件化、模塊化，因此設(shè)計(jì)了軟交換技術(shù)。軟交換技術(shù)是下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN：next generration network)的核心 。 軟交換的核心思想：業(yè)務(wù)軟交換的核心思想：業(yè)務(wù)/控制與傳送控制與傳送/接入相分離接入相分離，其特點(diǎn)有四：p1450三、交換系統(tǒng)三、交換系統(tǒng)用戶線交換網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)接口接口接口接口中繼線1、電信交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、電信交換系統(tǒng)的基本

35、結(jié)構(gòu)信息傳送子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)51交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)任意入線與出線的互連。涉及交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選路策實(shí)現(xiàn)任意入線與出線的互連。涉及交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選路策略、控制機(jī)理、多播方式、阻塞特性、可靠性等。有空分、時(shí)分，單略、控制機(jī)理、多播方式、阻塞特性、可靠性等。有空分、時(shí)分，單級(jí)、多級(jí)，模擬、數(shù)字，有阻塞、無阻塞等方式。級(jí)、多級(jí)，模擬、數(shù)字，有阻塞、無阻塞等方式。接口技術(shù)接口技術(shù)模擬用戶接口、數(shù)字用戶接口、模擬中繼接口、數(shù)字中繼接口模擬用戶接口、數(shù)字用戶接口、模擬中繼接口、數(shù)字中繼接口（2 2）控制子系統(tǒng)）控制子系統(tǒng)控制技術(shù)控制技術(shù) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式（集中、分散）、處理機(jī)間的通信方式、控制

36、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式（集中、分散）、處理機(jī)間的通信方式、多處理機(jī)結(jié)構(gòu)多處理機(jī)結(jié)構(gòu) 信令技術(shù)：控制通信網(wǎng)中用戶與交換機(jī)間及交換機(jī)與交換機(jī)信令技術(shù)：控制通信網(wǎng)中用戶與交換機(jī)間及交換機(jī)與交換機(jī)間通信連接的建立與拆除。分為用戶信令、局間信令。間通信連接的建立與拆除。分為用戶信令、局間信令。（1）信息傳送子系統(tǒng)）信息傳送子系統(tǒng)522、交換系統(tǒng)的基本功能n本局接續(xù)n出局接續(xù)n入局接續(xù)n轉(zhuǎn)接（匯接）接續(xù)交換系統(tǒng)必須具備的五個(gè)基本功能：n能正確接收和識(shí)別從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫信號(hào)n能正確分析從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫地址信號(hào)n能按目的地址正確地進(jìn)行選路及在中繼線上轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)n能控制連接的建立與拆除n能控制資源的分

37、配與釋放53四、以交換為核心的通信網(wǎng)四、以交換為核心的通信網(wǎng)交換設(shè)備交換設(shè)備終端設(shè)備終端設(shè)備傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備通信網(wǎng)的組成通信網(wǎng)的組成1、通信網(wǎng)的分類主要有五種分類方法：按支持業(yè)務(wù)：電話通信網(wǎng)、電報(bào)通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等按傳送模式：電路傳送網(wǎng)（PSTN、ISDN）、分組傳送網(wǎng)、異步傳送網(wǎng)（B-ISDN）按傳輸媒介：有線通信網(wǎng)、無線通信網(wǎng)按應(yīng)用：公用通信網(wǎng)、專用通信網(wǎng)按信號(hào)方式：模擬通信網(wǎng)、數(shù)字通信網(wǎng)542、通信網(wǎng)的分層體系結(jié)構(gòu)、通信網(wǎng)的分層體系結(jié)構(gòu)骨干傳送網(wǎng)骨干傳送網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)傳送層傳送層應(yīng)用層應(yīng)用層SN1SN1業(yè)務(wù)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)1 1SNnSNn業(yè)務(wù)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)n n業(yè)務(wù)層業(yè)務(wù)層CPE/CPNCPE/CPN支撐網(wǎng)支撐網(wǎng) 隨著信息科學(xué)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，通信新技術(shù)層出不窮，通信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，需引入網(wǎng)絡(luò)分層的概念。 通信網(wǎng)分為應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、傳輸層。 應(yīng)用層涉及各種具體應(yīng)用業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)層是支持各種業(yè)務(wù)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，采用相應(yīng)的交換技術(shù)；傳送層是支持業(yè)務(wù)層的各種接入和傳輸，由接入網(wǎng)和骨干網(wǎng)組成；支撐網(wǎng)支持應(yīng)用層