第一章交換技術(shù)

寬帶通信網(wǎng)與交換技術(shù)蘭州交通大學(xué)電信學(xué)院20072第一章交換技術(shù)概述

通信網(wǎng)是由用戶終端設(shè)備、傳輸設(shè)備和交換設(shè)備組成。它由交換設(shè)備完成接續(xù)，使網(wǎng)內(nèi)任一用戶可與其他用戶通信（故交換設(shè)備是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心）。31.1交換的基本概念1.2

電話交換技術(shù)的發(fā)展概況

1.3交換技術(shù)的分類(lèi)與發(fā)展4本章重點(diǎn)：交換技術(shù)分類(lèi)和交換技術(shù)的發(fā)展。本章難點(diǎn)：步進(jìn)制和縱橫制交換機(jī)工作原理。本章課時(shí)：學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)本章達(dá)到的目的和要求：1．了解通信網(wǎng)的組成與分類(lèi)，理解引入交換的原因、通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和通信網(wǎng)的分類(lèi)；了解交換節(jié)點(diǎn)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的基本功能和接續(xù)類(lèi)型。2．了解電信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的交換技術(shù)。3．了解交換技術(shù)發(fā)展概況。掌握步進(jìn)制、縱橫制、程控交換機(jī)的特點(diǎn)。51.1交換的基本概念

1.1.1通信網(wǎng)的組成與分類(lèi)

、交換的引入

通信的目的是實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。自從1876年Bell.A.G發(fā)明電話以來(lái)，一個(gè)電信系統(tǒng)至少應(yīng)由終端和傳輸媒介組成，如圖1.1所示。6點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信7點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信舉例數(shù)據(jù)話音82.多用戶全互連若終端數(shù)為n，則線對(duì)數(shù)為C=n(n-1)/2終端=5、線對(duì)數(shù)=5X4/2=10終端n=100，線對(duì)數(shù)=100X(100-1)/2=4950終端n=1000，線對(duì)數(shù)=1000X(1000-1)/2=499500(近50萬(wàn)對(duì))103.多用戶通過(guò)交換節(jié)點(diǎn)相連多用戶通過(guò)交換節(jié)點(diǎn)相連11二、引入交換的通信網(wǎng)一臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)122.多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)13

綜上所述，在多用戶通信時(shí)，為了降低用戶線路的投資，在通信網(wǎng)中就要引入交換機(jī)進(jìn)行交換。交換機(jī)在通信網(wǎng)中起著非常重要的作用。由此可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)通信必須要有三個(gè)要素，即終端、傳輸和交換。14三、通信網(wǎng)類(lèi)型

最早的通信網(wǎng)主要是用于話音通信，稱(chēng)為電話網(wǎng)。后來(lái)隨著計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展，由于數(shù)據(jù)、圖像和話音等多媒體通信的需求，通信網(wǎng)的范圍不斷擴(kuò)大，目前的通信網(wǎng)已發(fā)展成現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)。凡是能夠傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)都是信息網(wǎng)絡(luò)。下面從各個(gè)不同的角度對(duì)現(xiàn)代信息網(wǎng)進(jìn)行分類(lèi)。15從大的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)劃分，有電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)等；從網(wǎng)絡(luò)層次劃分，有核心網(wǎng)、骨干網(wǎng)、本地網(wǎng)、局域網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)等；從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方式劃分，有星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、樹(shù)型網(wǎng)和總線網(wǎng)等；從網(wǎng)絡(luò)分布劃分，有長(zhǎng)途網(wǎng)、本地網(wǎng)、中繼網(wǎng)、接入網(wǎng)等；16從網(wǎng)絡(luò)功能劃分，有傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)、接入網(wǎng)（用戶駐地網(wǎng)）、支撐網(wǎng)（包括同步網(wǎng)、信令網(wǎng)和管理網(wǎng)）、智能網(wǎng)、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VPN(VirtualPrivateNetwork)、廣播電視網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、微波通信網(wǎng)等；從網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介劃分，分為有線網(wǎng)（固定網(wǎng)）和無(wú)線網(wǎng)（移動(dòng)網(wǎng)）；17從網(wǎng)絡(luò)傳送的業(yè)務(wù)劃分，有電話網(wǎng)PSTN((PublicSwitchedTelephoneNetwork)、電報(bào)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)N-ISDN(Narrowband-IntegratedServicesDigitalNetwork)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN(Broadband--IntegratedServicesDigitalNetwork)、全光網(wǎng)絡(luò)等；從網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)上劃分，有電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、異步轉(zhuǎn)移模式ATM(AsynchronousTransferMode)交換網(wǎng)、多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS(MultiProtocolLabelSwitching)、軟交換網(wǎng)絡(luò)和光交換網(wǎng)絡(luò)等；18從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)角度劃分，有公網(wǎng)和專(zhuān)網(wǎng)之分；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展上分，有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)、下一代網(wǎng)絡(luò)NGN(NextGenerationNetwork)、全光網(wǎng)絡(luò)等；計(jì)算機(jī)網(wǎng)又可劃分為：局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)、城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)、廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)，LAN有以太網(wǎng)、令牌環(huán)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI(FiberDistributed-DataInterface)幾種類(lèi)型；19數(shù)據(jù)網(wǎng)又有X.25、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN(DigitalDataNetwork))、幀中繼FR(FrameRelay)、異步轉(zhuǎn)移模式ATM(AsynchronousTransferMode)網(wǎng)等；移動(dòng)網(wǎng)又有全球通GSM(GlobalSystemforMobilecommunication)、碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)、小靈通PHS(PersonalHandyphoneSystem)、大靈通CDMA450、集群系統(tǒng)等。201.2

電話交換技術(shù)的發(fā)展概況電話的發(fā)明1837年發(fā)明了電報(bào)，它是以數(shù)字信號(hào)的形式傳遞信息的。1856年創(chuàng)建西方聯(lián)盟，主要注重電報(bào)技術(shù)。

1860年，菲利普·里斯（PhilipReis）發(fā)現(xiàn)可以把電加在電線上來(lái)傳送聲音。他在電線的一端綁了一個(gè)用香腸皮包裹著的軟木塞（一個(gè)原始麥克風(fēng)），然后把電線纏到編織針上，并在軟木塞和編織針之間裝上電池。當(dāng)他把編織針?lè)旁谛√崆俚那傧疑蠒r(shí)，每次敲打軟木塞，琴弦就會(huì)振動(dòng)。反之，如果撥動(dòng)小提琴的弦，軟木塞也會(huì)發(fā)出聲音。21l876年，亞歷山大·格雷厄姆·貝爾（AlexanderGrahamBell）為他的一項(xiàng)發(fā)明申請(qǐng)了專(zhuān)利，這個(gè)專(zhuān)利被他命名為“電報(bào)的改進(jìn)”。這是一個(gè)小盒子，并沒(méi)有多少功能，它主要通過(guò)麥克風(fēng)傳送聲音。僅在幾小時(shí)后，西方電子公司的共同創(chuàng)始人以利沙·戈瑞（ElishaGray）也為他發(fā)明的電話機(jī)申請(qǐng)專(zhuān)利，他甚至可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示。不幸的是，貝爾已經(jīng)申請(qǐng)到了專(zhuān)利，并被譽(yù)為電話發(fā)明家。貝爾的發(fā)明只有一個(gè)接收器，而沒(méi)有麥克風(fēng)。后來(lái)，在1877年，他又為一個(gè)把接收器和麥克風(fēng)裝在一起的設(shè)備申請(qǐng)了專(zhuān)利。他的第一個(gè)專(zhuān)利需要兩個(gè)分離的設(shè)備。

22二

電話交換機(jī)的發(fā)明1人工交換機(jī)因?yàn)閮蓚€(gè)電話通信需要一對(duì)線，當(dāng)一個(gè)用戶要和多個(gè)用戶打電話時(shí)，就需要和多個(gè)用戶拉多條線，顯然很不方便，因此就發(fā)明了人工交換機(jī)。人工交換機(jī)主要由用戶線、用戶塞孔、繩路（塞繩和插塞）和信號(hào)燈等設(shè)備及話務(wù)員組成。用戶線、用戶塞孔、繩路（塞繩和插塞）起連接線作用，即為話路系統(tǒng)；話務(wù)員起控制接續(xù)作用，即為控制系統(tǒng)。每個(gè)用戶的話機(jī)通過(guò)用戶線接到交換機(jī)的用戶塞孔上，用戶要打電話，先與話務(wù)員通信，告訴話務(wù)員要找誰(shuí)，然后由話務(wù)員用繩路將兩個(gè)通話的用戶線連通。為適應(yīng)多個(gè)用戶之間電話交換的要求，1878年出現(xiàn)了第一部人工磁石電話交換機(jī)。

232步進(jìn)制交換機(jī)

第一部自動(dòng)電話交換機(jī)于1891年由一個(gè)名叫史端喬的殯儀業(yè)者發(fā)明。因?yàn)樵撴?zhèn)的電話接線員不給史端喬的業(yè)務(wù)接線（電話員的堂兄也開(kāi)了一家殯儀館），史端喬很生氣，發(fā)誓一定要擺脫公共接線員的永久控制。他在他的車(chē)庫(kù)里制作了第一臺(tái)步進(jìn)制電話交換機(jī)。但直到1921年，他的發(fā)明才被安裝在一家電話機(jī)房里。由于這個(gè)機(jī)器還有很多問(wèn)題，所以被送往歐洲一家公司進(jìn)一步改造。該設(shè)備改進(jìn)后，在貝爾公司的電話機(jī)房中應(yīng)用。步進(jìn)制交換機(jī)工作很可靠，以至于至今還有許多地方在使用（但僅僅是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)）。許多私有企業(yè)為專(zhuān)用交換安裝了步進(jìn)制交換機(jī)。洛杉磯的許多豪華旅館都安裝了自己的交換機(jī)。241896年，史端喬發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式撥號(hào)盤(pán)，它使用戶可以直接通過(guò)撥號(hào)進(jìn)行呼叫，而不需要接線員人工接線。但是，在長(zhǎng)途通信中，人工接線仍在使用，直到1951年，才完全廢除人工接線。用戶通過(guò)電話機(jī)的撥號(hào)盤(pán)控制電話局中的電磁繼電器與接線器的動(dòng)作，可以完成電話的自動(dòng)接續(xù)。從此，電話交換開(kāi)始由人工時(shí)代邁入自動(dòng)化的時(shí)代。史端喬自動(dòng)交換機(jī)經(jīng)改進(jìn)后產(chǎn)生了德國(guó)西門(mén)子式自動(dòng)交換機(jī)，雖然在接線器結(jié)構(gòu)和電路性能等方面有所改進(jìn)，僅共同的特點(diǎn)仍然是由用戶話機(jī)所發(fā)出的號(hào)盤(pán)脈沖直接控制交換機(jī)的接線器動(dòng)作，故統(tǒng)稱(chēng)為步進(jìn)制，屬于直接控制方式。

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步進(jìn)制交換機(jī)主要由自動(dòng)選擇器代替話務(wù)員進(jìn)行接續(xù)控制。自動(dòng)選擇器由線弧、弧刷和上升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。線弧、弧刷各為三組，分別連接出abc三組出入線。自動(dòng)選擇器有兩種結(jié)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)型和上升旋轉(zhuǎn)型。

線圈通電，電磁鐵產(chǎn)生吸力，帶動(dòng)弧刷轉(zhuǎn)動(dòng)，每動(dòng)一步，連接一組出入線。用戶的撥號(hào)脈沖控制選擇器旋轉(zhuǎn)、上升運(yùn)動(dòng)，使弧刷與線弧接點(diǎn)接觸構(gòu)成通路。

26步進(jìn)制交換機(jī)接續(xù)示意圖

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每個(gè)步進(jìn)制交換機(jī)都有預(yù)選器、選組器和終接器組成。

預(yù)選器：采用旋轉(zhuǎn)型選擇器，用于選擇一個(gè)空閑的出路。

選組器：采用上升旋轉(zhuǎn)型選擇器，用于擴(kuò)大交換機(jī)的容量。

終接器：采用上升旋轉(zhuǎn)型選擇器，用于連接終端。步進(jìn)制交換機(jī)特點(diǎn)：直接由用戶撥號(hào)脈沖控制接續(xù)（直接控制）；各級(jí)都有控制，為全分散控制。缺點(diǎn)：接點(diǎn)為滑動(dòng)式，可靠性差；動(dòng)作慢、機(jī)構(gòu)復(fù)雜、占地大，易損壞。

283縱橫制交換機(jī)的發(fā)明

19l9年瑞典工程師比圖蘭德(Eetulander)和帕爾默格林(Palm)發(fā)明了一種“縱橫接線器”的新型選擇器并申請(qǐng)專(zhuān)利，這種接線器將過(guò)去滑動(dòng)摩擦方式的接點(diǎn)改成了壓觸式，從而減少了磨損，提高了壽命。1926年世界上第一個(gè)大型的縱橫制自動(dòng)電話交換局首先在瑞典使用，l938年美國(guó)引進(jìn)了1號(hào)縱橫交換系統(tǒng)，接著法國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)也相繼生產(chǎn)縱橫制交換機(jī)。從此縱橫制自動(dòng)電話交換機(jī)開(kāi)始廣泛使用。50年代初，縱橫制交換技術(shù)已達(dá)到比較完善和成熟的階段。

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縱橫制交換機(jī)把話路部分和控制部分分離，話路部分由縱橫接線器和繩路組成；控制部分由記發(fā)器和標(biāo)志器組成。

縱橫接線器：由縱棒和橫棒組成，連接用戶出入線；

繩路：完成出入線的連接；

記發(fā)器：接收存儲(chǔ)被叫號(hào)碼；

標(biāo)志器：控制縱橫接線器，使出入線的交叉點(diǎn)閉合，進(jìn)行接續(xù)。

30縱橫制交換機(jī)接續(xù)示意圖

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縱橫制交換機(jī)特點(diǎn)：間接控制（用戶撥號(hào)先通過(guò)記發(fā)器接收存儲(chǔ)，記發(fā)器再送給標(biāo)志器，然后由標(biāo)志器來(lái)控制接續(xù)）；集中控制（集中由標(biāo)志器進(jìn)行控制）；接點(diǎn)為壓觸式，可靠性比步進(jìn)制高。缺點(diǎn)：體積大，數(shù)量多，工作復(fù)雜，維護(hù)困難。324電子交換機(jī)的發(fā)明隨著電子技術(shù)，尤其是半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，在交換機(jī)內(nèi)引入電子技術(shù)，并首先應(yīng)用于控制設(shè)備中，稱(chēng)作電子交換機(jī)。由于當(dāng)時(shí)電子元件的落差系數(shù)（斷路和通路電阻比）達(dá)不到通話回路中交叉點(diǎn)的要求，所以通話回路的接續(xù)仍使用機(jī)械接點(diǎn)。因而出現(xiàn)了“半電子交換機(jī)”、“準(zhǔn)電子交換機(jī)”。只有在微電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以后，才開(kāi)始了全電子交換機(jī)的迅速發(fā)展。1946年第一臺(tái)存儲(chǔ)程序控制的電子計(jì)算機(jī)的誕生，對(duì)交換技術(shù)的發(fā)展起了巨大的影響。早期的程控交換機(jī)是“空分”的，它的話路部分往往采用機(jī)械接點(diǎn)，例如1965年美國(guó)投產(chǎn)的第一臺(tái)程控交換機(jī)No．1系統(tǒng)就是一臺(tái)空分交換機(jī)。

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半電子交換機(jī)——接續(xù)部分使用縱橫接線器，控制部分使用電子元件；準(zhǔn)電子交換機(jī)——接續(xù)部分使用比縱橫集線器體積小、速度快的干簧接線器和?；山泳€器，控制部分使用電子元件；全電子交換機(jī)——接續(xù)部分和控制部分均使用電子元件。

5程控交換機(jī)程控交換機(jī)是存儲(chǔ)程序控制SPC(StoredProgramControl)的簡(jiǎn)稱(chēng)。它將用戶信息和交換機(jī)的控制、維護(hù)管理功能預(yù)先編成程序，存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)。當(dāng)交換機(jī)工作時(shí)，控制部分自動(dòng)監(jiān)視用戶的狀態(tài)變化和所撥號(hào)碼，并根據(jù)要求執(zhí)行程序，從而完成各種功能。

1946年，第一臺(tái)存儲(chǔ)程序控制電子計(jì)算機(jī)的誕生，對(duì)交換技術(shù)發(fā)展起到了巨大的影響；1965年，美國(guó)貝爾系統(tǒng)生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)商用存儲(chǔ)程序控制的電子交換機(jī)No.1ESS；1970年，法國(guó)開(kāi)通了世界上第一個(gè)程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)E10，標(biāo)志著交換技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬交換進(jìn)入數(shù)字交換時(shí)代。

355程控交換機(jī)（1)發(fā)展階段：第一階段：六十年代中至七十年代初，采用大型計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中控制的空分模擬式程控交換機(jī)，話路交換網(wǎng)是采用金屬接點(diǎn)交換網(wǎng)。代表產(chǎn)品：美國(guó)貝爾系統(tǒng)1號(hào)No1ESS(ElectronicSwitchingSystem)，日本D10。特點(diǎn)：體積大、軟件復(fù)雜、耗電大、故障影響面大。第二階段：七十年代中期，采用小型機(jī)或微型機(jī)進(jìn)行分散兩級(jí)控制（用戶級(jí)和選組級(jí)）的程控交換機(jī),話路交換網(wǎng)是采用電子接點(diǎn)交換網(wǎng)。代表產(chǎn)品：加拿大SL-1，日本NEAX22。特點(diǎn)：體積小、耗電省、組網(wǎng)方便。36第三階段：八十年代初，采用微機(jī)進(jìn)行全分散式控制的時(shí)分?jǐn)?shù)字交換機(jī)，話路交換網(wǎng)采用的是存儲(chǔ)器式的數(shù)字交換網(wǎng)。代表產(chǎn)品：日本

F-150，比利時(shí)ITT1240（中國(guó)稱(chēng)為S-1240）。特點(diǎn)：模塊化設(shè)備可靠性高，直接與脈沖編碼調(diào)制PCM(PulseCodeModulation）設(shè)備配合可傳輸話音、電報(bào)、傳真、圖象信號(hào)。第四階段：八十年代中期，在程控交換機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展窄帶ISDN交換機(jī)。數(shù)字傳輸和數(shù)字交換構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)IDN(IntegratedDigitalNetwork),向綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork)發(fā)展。特點(diǎn)：端到端數(shù)字連接，綜合業(yè)務(wù)（話音與數(shù)據(jù)），標(biāo)準(zhǔn)接口。為用戶提供2B+D數(shù)字接口(一個(gè)話音通道、一個(gè)數(shù)據(jù)或傳真通道、一個(gè)信令通道)。此外還具備X.25分組交換接口(X.25為分組交換格式)，可進(jìn)行話音和非話業(yè)務(wù)通信，開(kāi)展寬帶非話業(yè)務(wù)、傳輸活動(dòng)圖象和電視電話，可組成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)(ISDN)。N－ISDN技術(shù)在第四章介紹。

37（2)

程控交換技術(shù)的發(fā)展過(guò)程話路交換網(wǎng)：金屬接點(diǎn)→電子接點(diǎn)→大規(guī)模集成電路傳輸話音信息：模擬信號(hào)→時(shí)分?jǐn)?shù)字信號(hào)控制方式：集中控制→分散控制控制設(shè)備：專(zhuān)用大型機(jī)→小型機(jī)→微機(jī)交換方式：?jiǎn)我浑娐方粨Q→電路交換與分組交換組合38（3)我國(guó)程控交換機(jī)的發(fā)展概況我國(guó)從1982年開(kāi)始在福州引進(jìn)了日本富士通的F-150數(shù)字程控交換機(jī)，而后各省市、地縣相繼引入“七國(guó)八制”的數(shù)字程控交換機(jī)，極大的促進(jìn)了我國(guó)電信網(wǎng)的數(shù)字化改造，鐵路專(zhuān)線、軍線等也逐步進(jìn)行了程控?cái)?shù)字化的改造。1985年，上海貝爾公司引進(jìn)比利時(shí)的生產(chǎn)線，并組裝第一批S-1240程控交換機(jī)。但不同國(guó)家的不同制式的設(shè)備給我國(guó)電信局網(wǎng)絡(luò)管理帶來(lái)了很多困難。到2000年，全國(guó)數(shù)字交換機(jī)容量達(dá)1.7億萬(wàn)門(mén)，電話普及率達(dá)8～9%。國(guó)產(chǎn)程控交換機(jī)1997年價(jià)格為600～750元人民幣/線，而進(jìn)口程控交換機(jī)為150～250美元，計(jì)1200～2000元人民幣/線，高出近一倍。國(guó)產(chǎn)程控交換機(jī)的研制起點(diǎn)高，在博采各家之長(zhǎng)后設(shè)計(jì)，使用高性能的處理機(jī)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，容易安裝開(kāi)通，采用全中文屏幕，操作方便，售后服務(wù)令人放心。

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二十世紀(jì)九十年代初中期時(shí)，國(guó)產(chǎn)局用交換機(jī)“五朵金花”：

HJD-04—巨龍通信公司，1991年推向市場(chǎng)，年生產(chǎn)能力600萬(wàn)線；

C—C08—深圳華為公司，1994年推向市場(chǎng)，年生產(chǎn)能力200萬(wàn)線；

ZXJ10—深圳中興公司，1994年推向市場(chǎng)，年生產(chǎn)能力100萬(wàn)線；

SP30—西安大塘公司，1995年推向市場(chǎng)，年生產(chǎn)能力50萬(wàn)線；

EIM-601—北京華科公司，1995年推向市場(chǎng)，年生產(chǎn)能力200萬(wàn)線。由于北京華科公司沒(méi)有打開(kāi)市場(chǎng)，二十世紀(jì)九十年代后期就成了“巨大中華”(巨龍、大唐、中興、華為，實(shí)際知名度基本是逆順序)。另外，還有濰坊華光JSN-1，聯(lián)想LEX-5000，深圳桑達(dá)HJD-1000也是二十世紀(jì)九十年代中后期發(fā)展起來(lái)的國(guó)產(chǎn)化程控交換機(jī)。

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合資公司生產(chǎn)的局用程控交換機(jī)有：S-1240—上海貝爾，鐵道部北京通號(hào)公司，年生產(chǎn)能力500～600萬(wàn)線；北京國(guó)際交換系統(tǒng)，年生產(chǎn)能力250～300萬(wàn)線；天津日電公司，年生產(chǎn)能力200～300萬(wàn)線；AT&T—美國(guó)與青島，年生產(chǎn)能力100萬(wàn)線；加拿大北方電訊與廣東順德，年生產(chǎn)能力100萬(wàn)線；F-150—日本富士通與蘇州F-150，年生產(chǎn)能力50萬(wàn)線；AXE-10—瑞典愛(ài)立信與南京，年生產(chǎn)能力50萬(wàn)線；程控交換機(jī)的工作原理在第2章介紹。

411.3交換技術(shù)的分類(lèi)與發(fā)展

不同的通信業(yè)務(wù)具有不同的特點(diǎn)，在通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過(guò)程中，不同的網(wǎng)絡(luò)使用不同的交換方式。目前從電信網(wǎng)使用的交換技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)使用的交換技術(shù)歸納的分類(lèi)如下圖所示。4243一.電路交換

電路交換CS（CircuitSwitching）是最早出現(xiàn)的一種交換方式，包括早期的人工電話在內(nèi)的電話交換都普遍采用電路交換方式。在電路交換方式中，交換中心處理每一個(gè)呼叫都要經(jīng)過(guò)連接的建立、保持和拆除三個(gè)階段。

電路交換的要點(diǎn)是面向連接，在通信時(shí)需要先建立連接，在通信過(guò)程中獨(dú)占一個(gè)信道，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性高，時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)都較??；缺點(diǎn)是信道利用率低，且傳輸速率單一。電路交換主要適用于話音和視頻這類(lèi)實(shí)時(shí)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)。

電路交換經(jīng)歷了模擬交換、程控交換、N-ISDN的發(fā)展歷程。

電路交換基本工作原理在第2章介紹。

44二.分組交換

報(bào)文交換（MessageSwitching）又稱(chēng)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換，它與電路交換的原理不同，不需要提供通信雙方的物理連接，而是將所接收的報(bào)文暫時(shí)存儲(chǔ)。報(bào)文中除了用戶要傳送的信息以外，還有目的地址和源地址。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(zhuān)用數(shù)據(jù)網(wǎng)也采用報(bào)文交換方式。

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分組交換PS（PacketSwitching）的思想是從報(bào)文交換而來(lái)的，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的分組交換與報(bào)文交換的不同在于：分組交換將用戶要傳送的信息分割為若干個(gè)分組（packet），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息。

分組交換的要點(diǎn)是信息分組，優(yōu)點(diǎn)是傳輸靈活，信道利用率高；缺點(diǎn)是協(xié)議和設(shè)備非常復(fù)雜，由此產(chǎn)生的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)很大。分組交換主要用于數(shù)據(jù)傳輸。

分組交換經(jīng)歷了X.25、FR和B-ISDN/ATM的發(fā)展歷程。

分組交換在第3章介紹。46三.ATM交換

二十世紀(jì)九十年代后開(kāi)始研究異步轉(zhuǎn)移模式ATM(AsynchronousTransferMode),要在以電話網(wǎng)為主體演變而來(lái)的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)和以計(jì)算機(jī)網(wǎng)為主體演變而來(lái)的Internet綜合網(wǎng)的基礎(chǔ)上建成高速信息網(wǎng)絡(luò)或稱(chēng)信息高速公路，正規(guī)名稱(chēng)為國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施NII(NationalInformationInfrastructure)。ATM是國(guó)際電信聯(lián)盟ITU作為B-ISDN的傳送交換模式標(biāo)準(zhǔn)。ATM是以信元為基礎(chǔ)的快速分組交換，可以傳送語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖片、視像等各種形式的信息。ATM信元可裝入SDH的凈荷中傳輸。ATM是NII中的關(guān)鍵部分。作為節(jié)點(diǎn)，ATM與SDH系統(tǒng)共同組成NII基干網(wǎng)。ATM工作原理在第4章介紹。

47四.IP交換IP交換也稱(chēng)為第三層交換技術(shù)、多層交換技術(shù)、高速路由技術(shù)等。IP交換機(jī)可看作是IP路由器和ATM交換機(jī)的組合，其中ATM交換機(jī)去除了ATM信令和協(xié)議，并受IP路由器控制。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信主要用到IP協(xié)議。有關(guān)IP交換技術(shù)在第5章介紹。48五.MPLS（多協(xié)議標(biāo)記交換）

MPLS是一種將ATM交換技術(shù)和IP路由技術(shù)綜合在一起的IP骨干網(wǎng)技術(shù)，它將IP的網(wǎng)絡(luò)層路由和ATM的鏈路層交換融合在了一起，以十分簡(jiǎn)潔的方式完成信息的傳送。MPLS技術(shù)在第6章介紹。49六.

軟交換軟交換的基本含義是把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來(lái)，通過(guò)服務(wù)器或網(wǎng)元上的軟件實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能，包含呼叫選路、管理控制、連接控制、信令互通。軟交換是一種功能實(shí)體，為下一代網(wǎng)絡(luò)NGN（NextGenerationNetwork）提供具有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)的呼叫控制和連接控制功能，是NGN呼叫與控制的核心。

軟交換在第7章介紹。

50七.移動(dòng)交換

移動(dòng)通信是指通信雙方至少有一方是在移動(dòng)中進(jìn)行信息交換，也是固定通信的延伸。移動(dòng)通信是現(xiàn)代信息網(wǎng)中用戶增長(zhǎng)最快的網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)代信息網(wǎng)的重要組成部分。移動(dòng)通信已完成了模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)變，目前正向個(gè)人通信發(fā)展，移動(dòng)業(yè)務(wù)也由單一的語(yǔ)音通信向集數(shù)據(jù)、圖像等為一體的綜合業(yè)務(wù)發(fā)展。

隨著軟交換技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信也正從基于電路交換的移動(dòng)交換向基于軟交換的移動(dòng)交換發(fā)展。

移動(dòng)交換技術(shù)在第8章介紹。51八.光交換

光交換是指不經(jīng)過(guò)任何光/電轉(zhuǎn)換，在光域直接將輸入光信號(hào)交換到不同輸出端。在通信網(wǎng)普遍采用光纖進(jìn)行傳輸時(shí)，進(jìn)一步發(fā)展就是與光傳輸配合實(shí)現(xiàn)光交換。未來(lái)的通信網(wǎng)可以直接在光域?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的復(fù)用、傳輸、交換、路由選擇、監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不再承受光/電轉(zhuǎn)換的障礙，實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)。

下一代進(jìn)一步發(fā)展是與光通信配合實(shí)現(xiàn)光交換。光交換技術(shù)正在研究之中。光交換技術(shù)在第9章介紹。52521.3.2分組交換技術(shù)發(fā)展概況一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

1961年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的克蘭羅克博士發(fā)表了分組交換技術(shù)的論文；1964年，歐洲的帕爾巴冉提出了語(yǔ)音“分組”傳輸與交換的思想；1966年，英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的達(dá)衛(wèi)斯提出“分組(packet)”這一術(shù)語(yǔ)；1969年，美國(guó)國(guó)防部開(kāi)發(fā)計(jì)劃“ARPANET”；53531971年，美國(guó)的湯姆林森開(kāi)發(fā)出了電子郵件；1975年，美國(guó)的Telenet分組交換網(wǎng)投入運(yùn)營(yíng)，這是第一個(gè)公用的分組交換網(wǎng)。此后相繼出現(xiàn)加拿大、法國(guó)、英國(guó)、中國(guó)等分組交換網(wǎng)；1976年，ITU-T推出X.25建議，使分組交換網(wǎng)的接口標(biāo)準(zhǔn)化；1983年，ARPANET宣布將過(guò)去的通信協(xié)議“網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議”向新協(xié)議TCP/IP過(guò)渡；1991年，歐洲的伯納斯李開(kāi)發(fā)了萬(wàn)維網(wǎng)(WorldWideWeb)；1993年，美國(guó)安德里森等人開(kāi)發(fā)出了瀏覽器NetscapeNavigator。此后Internet開(kāi)始以爆炸性普及。

5454

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展：第一階段：20世紀(jì)50年代，面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合起來(lái)；第二階段：20世紀(jì)60年代，形成分組交換網(wǎng)絡(luò)；第三階段：20世紀(jì)70年代，形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生著名的TCP/IP協(xié)議；第四階段：20世紀(jì)80年代，建立了Internet的基礎(chǔ)NSFNET；第五階段：20世紀(jì)90年代，Internet開(kāi)始商業(yè)化。5555二、LAN的發(fā)展

1972年發(fā)明同軸電纜，這是以太網(wǎng)最初的基礎(chǔ)；1979年提出DIX版（指DEC、Intel和施樂(lè)Xerox三家公司公布的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)）；1983年，IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)提出傳統(tǒng)以太網(wǎng)用網(wǎng)橋來(lái)分割主機(jī)，用路由器連接網(wǎng)段；1993年，出現(xiàn)LAN交換設(shè)備；1994年，國(guó)內(nèi)掀起LAN交換技術(shù)的熱潮。5656三、X.25分組交換發(fā)展

1976年，ITU-T首次通過(guò)X.25協(xié)議，并于1980年、1984年、1988年、1992年和1996年多次作了修改。X.25建議是在通信網(wǎng)以模擬通信為主的時(shí)代背景下提出的，當(dāng)時(shí)可提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺来蠖鄶?shù)是頻分制電話信道，信道帶寬為300～3400Hz，這種信道的數(shù)據(jù)傳輸速率一般不超過(guò)9600bit/s，誤碼率為10-4～10-5。這樣的信道無(wú)法滿足數(shù)據(jù)通信的要求。通過(guò)X.25建議的控制，實(shí)現(xiàn)了信道的多路復(fù)用，而且把誤碼率提高到小于10-11，可以滿足當(dāng)時(shí)大多數(shù)數(shù)據(jù)通信的要求，因此X.25建議在20世紀(jì)80年代發(fā)揮了巨大的作用。

5757四、幀中繼發(fā)展

1986年，美國(guó)AT&T首先在其關(guān)于ISDN的技術(shù)規(guī)范中提出幀中繼業(yè)務(wù)；1988年，ITU-T公布第一個(gè)有關(guān)幀中繼業(yè)務(wù)框架的標(biāo)準(zhǔn)I.122；1989年，美國(guó)ANSI開(kāi)始幀中繼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作。1990年，幀中繼產(chǎn)品生產(chǎn)廠家聯(lián)合創(chuàng)建幀中繼委員會(huì)；1991年，幀中繼委員會(huì)改名為幀中繼論壇，并開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)制定工作，以保證不同廠家產(chǎn)品的相互兼容；1992年，ITU-T和ANSI有關(guān)幀中繼的標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)，并公布有關(guān)幀中繼UNI和NNI協(xié)議；1993年FR論壇公布了相應(yīng)的幀中繼標(biāo)準(zhǔn)系列；1994-1995年幀中繼技術(shù)更加成熟。58581.3.3寬帶交換技術(shù)發(fā)展概況一、ATM的發(fā)展