通信第一篇交換技術(shù)課件

第一篇交換技術(shù)華北電力大學(xué)電信系通信教研室鮑慧2012年4月第一篇交換技術(shù)華北電力大學(xué)電信系1目錄第一章電信交換基礎(chǔ)第二章電路交換技術(shù)第三章分組交換技術(shù)第四章ATM交換技術(shù)第五章多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS第六章軟交換技術(shù)目錄第一章電信交換基礎(chǔ)21.1電話交換的基本原理1.2電話交換機(jī)的類型及發(fā)展1.3

主要的交換方式1.4

我國電話通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和編號計劃第一章電信交換基礎(chǔ)1.1電話交換的基本原理第一章電信交換基礎(chǔ)31.1電話交換的基本原理1.1電話交換的基本原理4

圖1點到點通信圖1點到點通信5Nx(N-1)/2用戶數(shù)電纜數(shù)5 1010 45100 49501000 50萬圖2多用戶全互聯(lián)通信Nx(N-1)/2用戶數(shù)電纜數(shù)圖2多用戶全互6用戶數(shù)電纜數(shù)5 510 10100 1001000 1000人工交換Exchange交換機(jī)圖3用戶通過交換機(jī)連接用戶數(shù)電纜數(shù)人工交換Exchange交換機(jī)圖3用戶7ExchangeExchangeExchange局間中繼TrunksExchangeExchangeExchange局間中繼8交換機(jī)的作用

完成需要通信的用戶間的信息轉(zhuǎn)接交換機(jī)的作用91.1.1電話通信網(wǎng)的基本組成及功能

電話通信網(wǎng)的基本組成設(shè)備終端設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備。1.1.1電話通信網(wǎng)的基本組成及功能10圖4由一臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)圖4由一臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)11圖5多臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)圖5多臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)121.1.2電話機(jī)的基本組成及工作原理1．電話機(jī)的基本組成及功能

電話機(jī)的基本組成部分：通話設(shè)備、信令設(shè)備、轉(zhuǎn)換設(shè)備1.1.2電話機(jī)的基本組成及工作原理13圖6撥號脈沖電話機(jī)的原理圖2．電話機(jī)的基本工作原理（1）撥號脈沖電話機(jī)的工作原理（2）雙音多頻（DTMF）電話機(jī)的工作原理DTMF信號用高、低兩個不同的頻率代表一個撥號數(shù)字。圖6撥號脈沖電話機(jī)的原理圖2．電話機(jī)的基本工作原理（2）14

號碼形式環(huán)路脈沖每一位號碼均由一串脈沖組成，其號碼值與一串脈沖的個數(shù)相一致。圖7是號碼“23”的號碼形式。斷續(xù)位間隔圖7號碼形式號碼形式斷續(xù)位間隔圖7號碼形式15參數(shù)

一、脈沖速度

每秒的脈沖數(shù)

二、脈沖斷續(xù)比每個脈沖的斷續(xù)時間之比三、位間隔兩串脈沖間的間隔

參數(shù)1612091336147716336977708528411234567908ABDC#*圖8雙音多頻選號120913361477171.1.3交換機(jī)的基本組成及其工作原理

1．交換機(jī)的基本組成及功能圖9交換機(jī)的基本組成1.1.3交換機(jī)的基本組成及其工作原理圖9交換機(jī)182．呼叫處理的基本過程（1）用戶呼出階段（2）數(shù)字接收及分析階段

（3）通話建立階段（4）通話階段（5）呼叫釋放階段2．呼叫處理的基本過程19

1)人工交換機(jī)線路的接續(xù)和拆除由人完成磁石式供電式2)自動交換機(jī)由機(jī)器本身的自動裝置完成話路接續(xù)。

1.2電話交換機(jī)的類型及發(fā)展1.2電話交換機(jī)的類型及發(fā)展20a)布線邏輯控制交換機(jī)交換機(jī)的控制功能由硬件完成步進(jìn)制縱橫制b)程控交換機(jī)交換機(jī)的控制功能由硬件和軟件共同完成按話路系統(tǒng)分空間分隔式時間分隔式PAMPCM

ΔM模擬交換機(jī)數(shù)字交換機(jī)a)布線邏輯控制交換機(jī)模擬交換機(jī)數(shù)字交換機(jī)21按控制系統(tǒng)分集中控制分布控制按功能分布按等級分布按空間分布

按控制系統(tǒng)分集中控制22步進(jìn)制選擇器步進(jìn)制選擇器23步進(jìn)制交換機(jī)步進(jìn)制交換機(jī)24從橫接線器從橫接線器25縱橫制交換機(jī)縱橫制交換機(jī)26程控交換機(jī)程控交換機(jī)27第一個自動電話局

第一個研究發(fā)明自動電話的人是美國堪薩斯城一個殯儀館的老板阿爾蒙·B·史端喬。1892年11月3日，用史端喬發(fā)明的接線器制成的"步進(jìn)制自動電話交換機(jī)"在美國印第安納州的拉波特城投入使用，這便是世界上第一個自動電話局。

第一個大型縱橫制電話局

1929年，瑞典松茲瓦爾市建成了世界上第一個大型縱橫制電話局，擁有3500個用戶。第一個自動電話局

第一個大型縱橫制電話局

28第一部程控數(shù)字交換機(jī)

1970年，第一部程控數(shù)字交換機(jī)在法國投入商用試驗，采用時分復(fù)用技術(shù)和大規(guī)模集成電路，解決了數(shù)字電話信號的交換問題。這標(biāo)志著數(shù)字電話的全面實用和數(shù)字通信新時代的到來。

第一部開通使用的程控電話交換機(jī)

1965年5月，美國貝爾系統(tǒng)的1號電子交換機(jī)問世，它是世界上第一部開通使用的程控電話交換機(jī)。這是所謂的"空分"交換機(jī)?？辗志褪怯脩粼诖螂娫挄r要占用一對線路，也就是要占用一個空間位置，直到打完電話為止。

第一部程控數(shù)字交換機(jī)第一部開通使用的程控電話交換機(jī)

291.3主要的交換方式1.3.1電路交換電路交換的特點是：基于同步時分復(fù)接，其要點是面向連接。(電路交換每次呼叫包括三個主要階段：建立連接；保持連接；拆線)。①在通信開始時要首先建立連接；②

一個連接在通信期間始終占用該電路

③

交換機(jī)對傳輸?shù)男畔⒉蛔魈幚?/p>

④

一旦連接建立以后，信息在系統(tǒng)中的傳輸時延基本上是一個恒定值。

1.3主要的交換方式30幀信號信道1信道2信道n信道ｎ信道2信道1幀信號時隙同步時分復(fù)接圖10同步時分復(fù)接幀幀信號信道1信道2信道n信道ｎ信道2信道1幀信號時隙同步時分311.3.2分組交換分組交換（PacketSwitching）是數(shù)據(jù)通信的一種交換方式?；诋惒綍r分復(fù)用。它利用存儲—轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行交換。

1．虛電路方式所謂虛電路是指兩個用戶在進(jìn)行通信之前要通過網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接。

2．?dāng)?shù)據(jù)報方式數(shù)據(jù)報方式是獨立地傳送每一個數(shù)據(jù)分組。

1.3.2分組交換32頭信道１頭信道３頭信道１頭信道２頭信道２異步時分復(fù)接圖11異步時分復(fù)接時隙標(biāo)志碼頭信道１頭信道３頭信道１頭信道２頭信道２異步時分復(fù)331.3.3ATM交換

ATM（AsynchronousTransferMode）即異步傳送模式，又叫異步轉(zhuǎn)移模式。它是寬帶ISDN中的一種基本交換方式。1.3.3ATM交換34圖12面向連接網(wǎng)絡(luò)的傳送原理ABC123456123123123123123圖12面向連接網(wǎng)絡(luò)的傳送原理ABC1234561231235圖13無連接網(wǎng)絡(luò)的信息傳送過程AB123456123123123123C123圖13無連接網(wǎng)絡(luò)的信息傳送過程AB1234561231236

1.4我國電話通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和編號計劃我國的電話通信網(wǎng)采用分級網(wǎng)結(jié)構(gòu)，包括長途電話網(wǎng)和本地電話網(wǎng)兩大部分。1.4.1長途電話網(wǎng)長途電話二級網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)及網(wǎng)路組織示意圖如圖14所示。1.4我國電話通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和編號計劃37圖14長途電話二級網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)及網(wǎng)路組織示意圖14長途電話二級網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)及網(wǎng)路組織示意38（1）一級交換中心一級交換中心（DC1）為?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）長途交換中心，其功能主要是匯接所在?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的省際長途來去話務(wù)和所在本地網(wǎng)的長途終端話務(wù)。（2）二級交換中心二級交換中心（DC2）是本地網(wǎng)的長途交換中心，其主要職能為匯接所在本地網(wǎng)的長途終端話務(wù)。（1）一級交換中心391.4.2本地電話網(wǎng)本地電話網(wǎng)指由同一個長途編號區(qū)范圍內(nèi)的所有交換設(shè)備、傳輸設(shè)備和用戶終端設(shè)備組成的電話網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本地網(wǎng)的規(guī)模大小和端局?jǐn)?shù)量，本地網(wǎng)網(wǎng)路等級結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)和二級網(wǎng)結(jié)構(gòu)。（1）網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)（2）二級網(wǎng)結(jié)構(gòu)1.4.2本地電話網(wǎng)401.4.3編號計劃1．編號方式（1）本地電話號碼同一本地網(wǎng)范圍內(nèi)的用戶之間相互呼叫時撥打同一本地用戶號碼，號碼結(jié)構(gòu)為：局號＋局內(nèi)用戶號

1.4.3編號計劃41（2）國內(nèi)長途呼叫需在對方電話號碼前加撥國內(nèi)長途字冠0和長途區(qū)號，號碼方案為0＋長途區(qū)號＋對方電話號碼如果呼叫的是異地移動網(wǎng)用戶，則應(yīng)在移動電話號碼前加撥0，即號碼為0＋移動網(wǎng)的接入碼＋移動網(wǎng)的用戶號碼（2）國內(nèi)長途呼叫42（3）國際長途呼叫國際自動撥號程序為00＋國家號碼＋被叫國的國內(nèi)有效號碼（3）國際長途呼叫432．首位號碼分配0為國內(nèi)長途全自動呼叫字冠號；00為國際長途全自動字冠號；1為特種業(yè)務(wù)、新業(yè)務(wù)及網(wǎng)間互通的首位號碼；2~9為本地電話首位號碼，其中200，300，400，500，600，700，800為新業(yè)務(wù)（智能業(yè)務(wù)）號碼。3．首位為1的號碼安排4．新業(yè)務(wù)接入碼編號2．首位號碼分配44第一篇交換技術(shù)華北電力大學(xué)電信系通信教研室鮑慧2012年4月第一篇交換技術(shù)華北電力大學(xué)電信系45目錄第一章電信交換基礎(chǔ)第二章電路交換技術(shù)第三章分組交換技術(shù)第四章ATM交換技術(shù)第五章多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS第六章軟交換技術(shù)目錄第一章電信交換基礎(chǔ)461.1電話交換的基本原理1.2電話交換機(jī)的類型及發(fā)展1.3

主要的交換方式1.4

我國電話通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和編號計劃第一章電信交換基礎(chǔ)1.1電話交換的基本原理第一章電信交換基礎(chǔ)471.1電話交換的基本原理1.1電話交換的基本原理48

圖1點到點通信圖1點到點通信49Nx(N-1)/2用戶數(shù)電纜數(shù)5 1010 45100 49501000 50萬圖2多用戶全互聯(lián)通信Nx(N-1)/2用戶數(shù)電纜數(shù)圖2多用戶全互50用戶數(shù)電纜數(shù)5 510 10100 1001000 1000人工交換Exchange交換機(jī)圖3用戶通過交換機(jī)連接用戶數(shù)電纜數(shù)人工交換Exchange交換機(jī)圖3用戶51ExchangeExchangeExchange局間中繼TrunksExchangeExchangeExchange局間中繼52交換機(jī)的作用

完成需要通信的用戶間的信息轉(zhuǎn)接交換機(jī)的作用531.1.1電話通信網(wǎng)的基本組成及功能

電話通信網(wǎng)的基本組成設(shè)備終端設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備。1.1.1電話通信網(wǎng)的基本組成及功能54圖4由一臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)圖4由一臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)55圖5多臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)圖5多臺交換機(jī)組成的通信網(wǎng)561.1.2電話機(jī)的基本組成及工作原理1．電話機(jī)的基本組成及功能

電話機(jī)的基本組成部分：通話設(shè)備、信令設(shè)備、轉(zhuǎn)換設(shè)備1.1.2電話機(jī)的基本組成及工作原理57圖6撥號脈沖電話機(jī)的原理圖2．電話機(jī)的基本工作原理（1）撥號脈沖電話機(jī)的工作原理（2）雙音多頻（DTMF）電話機(jī)的工作原理DTMF信號用高、低兩個不同的頻率代表一個撥號數(shù)字。圖6撥號脈沖電話機(jī)的原理圖2．電話機(jī)的基本工作原理（2）58

號碼形式環(huán)路脈沖每一位號碼均由一串脈沖組成，其號碼值與一串脈沖的個數(shù)相一致。圖7是號碼“23”的號碼形式。斷續(xù)位間隔圖7號碼形式號碼形式斷續(xù)位間隔圖7號碼形式59參數(shù)

一、脈沖速度

每秒的脈沖數(shù)

二、脈沖斷續(xù)比每個脈沖的斷續(xù)時間之比三、位間隔兩串脈沖間的間隔

參數(shù)6012091336147716336977708528411234567908ABDC#*圖8雙音多頻選號120913361477611.1.3交換機(jī)的基本組成及其工作原理

1．交換機(jī)的基本組成及功能圖9交換機(jī)的基本組成1.1.3交換機(jī)的基本組成及其工作原理圖9交換機(jī)622．呼叫處理的基本過程（1）用戶呼出階段（2）數(shù)字接收及分析階段

（3）通話建立階段（4）通話階段（5）呼叫釋放階段2．呼叫處理的基本過程63

1)人工交換機(jī)線路的接續(xù)和拆除由人完成磁石式供電式2)自動交換機(jī)由機(jī)器本身的自動裝置完成話路接續(xù)。

1.2電話交換機(jī)的類型及發(fā)展1.2電話交換機(jī)的類型及發(fā)展64a)布線邏輯控制交換機(jī)交換機(jī)的控制功能由硬件完成步進(jìn)制縱橫制b)程控交換機(jī)交換機(jī)的控制功能由硬件和軟件共同完成按話路系統(tǒng)分空間分隔式時間分隔式PAMPCM

ΔM模擬交換機(jī)數(shù)字交換機(jī)a)布線邏輯控制交換機(jī)模擬交換機(jī)數(shù)字交換機(jī)65按控制系統(tǒng)分集中控制分布控制按功能分布按等級分布按空間分布

按控制系統(tǒng)分集中控制66步進(jìn)制選擇器步進(jìn)制選擇器67步進(jìn)制交換機(jī)步進(jìn)制交換機(jī)68從橫接線器從橫接線器69縱橫制交換機(jī)縱橫制交換機(jī)70程控交換機(jī)程控交換機(jī)71第一個自動電話局

第一個研究發(fā)明自動電話的人是美國堪薩斯城一個殯儀館的老板阿爾蒙·B·史端喬。1892年11月3日，用史端喬發(fā)明的接線器制成的"步進(jìn)制自動電話交換機(jī)"在美國印第安納州的拉波特城投入使用，這便是世界上第一個自動電話局。

第一個大型縱橫制電話局

1929年，瑞典松茲瓦爾市建成了世界上第一個大型縱橫制電話局，擁有3500個用戶。第一個自動電話局

第一個大型縱橫制電話局

72第一部程控數(shù)字交換機(jī)

1970年，第一部程控數(shù)字交換機(jī)在法國投入商用試驗，采用時分復(fù)用技術(shù)和大規(guī)模集成電路，解決了數(shù)字電話信號的交換問題。這標(biāo)志著數(shù)字電話的全面實用和數(shù)字通信新時代的到來。

第一部開通使用的程控電話交換機(jī)

1965年5月，美國貝爾系統(tǒng)的1號電子交換機(jī)問世，它是世界上第一部開通使用的程控電話交換機(jī)。這是所謂的"空分"交換機(jī)?？辗志褪怯脩粼诖螂娫挄r要占用一對線路，也就是要占用一個空間位置，直到打完電話為止。

第一部程控數(shù)字交換機(jī)第一部開通使用的程控電話交換機(jī)

731.3主要的交換方式1.3.1電路交換電路交換的特點是：基于同步時分復(fù)接，其要點是面向連接。(電路交換每次呼叫包括三個主要階段：建立連接；保持連接；拆線)。①在通信開始時要首先建立連接；②

一個連接在通信期間始終占用該電路

③

交換機(jī)對傳輸?shù)男畔⒉蛔魈幚?/p>

④

一旦連接建立以后，信息在系統(tǒng)中的傳輸時延基本上是一個恒定值。

1.3主要的交換方式74幀信號信道1信道2信道n信道ｎ信道2信道1幀信號時隙同步時分復(fù)接圖10同步時分復(fù)接幀幀信號信道1信道2信道n信道ｎ信道2信道1幀信號時隙同步時分751.3.2分組交換分組交換（PacketSwitching）是數(shù)據(jù)通信的一種交換方式?；诋惒綍r分復(fù)用。它利用存儲—轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行交換。

1．虛電路方式所謂虛電路是指兩個用戶在進(jìn)行通信之前要通過網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接。

2．?dāng)?shù)據(jù)報方式數(shù)據(jù)報方式是獨立地傳送每一個數(shù)據(jù)分組。

1.3.2分組交換76頭信道１頭信道３頭信道１頭信道２頭信道２異步時分復(fù)接圖11異步時分復(fù)接時隙標(biāo)志碼頭信道１頭信道３頭信道１頭信道２頭信道２異步時分復(fù)771.3.3ATM交換

ATM（AsynchronousTransferMode）即異步傳送模式，又叫異步轉(zhuǎn)移模式。它是寬帶ISDN中的一種基本交換方式。1.3.3ATM交換78圖12面向連接網(wǎng)絡(luò)的傳送原理ABC123456123123123123123圖12面向連接網(wǎng)絡(luò)的傳送原理ABC1234561231279圖13無連接網(wǎng)絡(luò)的信息傳送過程AB123456123123123123C123圖13無連接網(wǎng)絡(luò)的信息傳送過程AB1234561231280

1.4我國電話通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和編號計劃我國的電話