通信工程《現(xiàn)代交換原理》課件

通信工程《現(xiàn)代交換原理》課件CATALOGUE目錄引言電路交換原理報文交換原理分組交換原理軟交換原理現(xiàn)代交換技術(shù)比較及發(fā)展趨勢01引言交換系統(tǒng)是通信網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分，主要負(fù)責(zé)實現(xiàn)用戶之間、用戶與網(wǎng)絡(luò)之間通信連接的建立、保持和拆除。交換系統(tǒng)定義交換系統(tǒng)是實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，可以提供電話、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體通信業(yè)務(wù)，同時負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)，確保網(wǎng)絡(luò)的可靠性和性能。交換系統(tǒng)的作用交換系統(tǒng)的定義與作用程控交換技術(shù)隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，程控交換技術(shù)逐漸得到廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)了控制和處理的數(shù)字化、集成化和智能化。傳統(tǒng)交換技術(shù)早期的交換技術(shù)以機(jī)械式和電子式交換機(jī)為代表，主要基于硬件實現(xiàn)，功能較為單一，容量較小，逐漸被淘汰。軟交換技術(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)融合的需求，軟交換技術(shù)逐漸發(fā)展起來，實現(xiàn)了控制與承載的分離、業(yè)務(wù)與呼叫的分離，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴(kuò)展性。交換技術(shù)的發(fā)展歷程交換技術(shù)的分類按照發(fā)展歷程和實現(xiàn)技術(shù)，交換技術(shù)可以分為機(jī)械式交換機(jī)、電子式交換機(jī)、程控交換機(jī)、軟交換機(jī)等。交換系統(tǒng)的基本功能交換系統(tǒng)應(yīng)具備建立、保持和拆除通信連接的功能，同時還應(yīng)支持各種業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)功能。具體包括呼叫處理、連接控制、信令處理、資源管理、計費管理等。交換技術(shù)的分類及基本功能02電路交換原理電路交換的基本概念電路交換是一種在通信過程中保持通信鏈路狀態(tài)不變的交換方式，即通信雙方一旦建立連接，通信鏈路將保持不變，直到通信結(jié)束。在電路交換中，通信雙方通過占用固定的通信鏈路進(jìn)行通信，不存在鏈路的動態(tài)分配。電路交換具有實時性和穩(wěn)定性，適用于對實時性要求較高的通信應(yīng)用。電路交換的流程包括建立連接、通信和釋放連接三個階段。在建立連接階段，通信雙方通過信令交互協(xié)商建立通信鏈路，并分配資源。在通信階段，通信雙方通過已建立的通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在釋放連接階段，通信雙方釋放已建立的通信鏈路，并回收資源。電路交換的原理基于時分復(fù)用（TDM）技術(shù)，將通信鏈路劃分為若干個時隙，每個時隙傳輸一位或一個字符，通過交叉連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。電路交換的流程及原理0102030405電路交換的缺點是資源利用率較低，因為通信鏈路在未使用期間不能被其他用戶共享。此外，電路交換對于突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸和多媒體傳輸?shù)闹С帜芰^弱。電路交換的特點及優(yōu)缺點電路交換的特點是具有實時性和穩(wěn)定性，能夠提供高質(zhì)量的語音和數(shù)據(jù)傳輸。電路交換的優(yōu)點是能夠提供穩(wěn)定的通信質(zhì)量，適用于對實時性要求較高的通信應(yīng)用，如語音通信、實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?3報文交換原理報文交換的基本概念報文交換的基本組成報文交換主要由終端節(jié)點、中間節(jié)點和傳輸鏈路組成。報文交換的特點報文交換適用于大量數(shù)據(jù)的傳輸，且對于錯誤數(shù)據(jù)的恢復(fù)具有較強的能力。報文交換的定義報文交換是一種基于存儲-轉(zhuǎn)發(fā)原理的通信方式，通過在中間節(jié)點對報文進(jìn)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。報文交換的流程1.發(fā)送端將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)封裝成報文；2.發(fā)送端將報文發(fā)送到傳輸鏈路；3.中間節(jié)點對報文進(jìn)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)；4.接收端從中間節(jié)點接收到報文并對其進(jìn)行解封裝。報文交換的原理：報文交換通過利用中間節(jié)點的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝院涂煽啃?。報文交換的流程及原理報文交換的特點及優(yōu)缺點報文交換的特點1.適用于大量數(shù)據(jù)的傳輸；2.對于錯誤數(shù)據(jù)的恢復(fù)具有較強的能力；3.通信質(zhì)量較高。報文交換的優(yōu)點1.數(shù)據(jù)傳輸效率較高；報文交換的特點及優(yōu)缺點2.數(shù)據(jù)傳輸可靠性較高；3.能夠支持不同速度的終端之間的通信。報文交換的缺點報文交換的特點及優(yōu)缺點033.中間節(jié)點的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)能力有限，可能會成為傳輸瓶頸。報文交換的特點及優(yōu)缺點011.傳輸延遲較大；022.對于實時性要求較高的通信不太適用；04分組交換原理分組交換的基本概念分組交換是一種高速、高效的數(shù)據(jù)交換方式，它將數(shù)據(jù)分組，并采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)進(jìn)行傳輸。分組交換網(wǎng)絡(luò)由多個節(jié)點組成，每個節(jié)點具有存儲、轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇功能。數(shù)據(jù)在發(fā)送端被分割成多個分組，每個分組包含數(shù)據(jù)的一部分，然后在網(wǎng)絡(luò)中通過節(jié)點間的傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)接收端。分組交換的流程及原理數(shù)據(jù)在發(fā)送端被分割成多個分組，每個分組包含數(shù)據(jù)的一部分。接收端從網(wǎng)絡(luò)中接收到所有分組后，按照順序重新組合成原始數(shù)據(jù)。發(fā)送端將分組逐個發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點根據(jù)路由選擇算法選擇下一個節(jié)點，并將分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點。分組交換采用統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)，多個用戶的數(shù)據(jù)可以共享一條物理通道，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。分組交換的特點及優(yōu)缺點分組交換具有高速、高效、統(tǒng)計復(fù)用和靈活性等特點。分組交換能夠適應(yīng)不同速率和不同類型的數(shù)據(jù)傳輸需求。與電路交換相比，分組交換具有更高的傳輸效率和更好的服務(wù)質(zhì)量。分組交換的缺點是可能會出現(xiàn)延遲和丟包現(xiàn)象，需要采用相應(yīng)的差錯控制機(jī)制來保證數(shù)據(jù)的完整性。05軟交換原理軟交換是一種基于軟件的交換技術(shù)，通過將呼叫控制功能與媒體網(wǎng)關(guān)分離，實現(xiàn)呼叫控制與媒體傳輸?shù)莫毩⑿?。軟交換的基本概念軟交換的定義軟交換主要負(fù)責(zé)將各種網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行集中管理和調(diào)度，實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能，包括語音、數(shù)據(jù)、視頻等多媒體交換。軟交換的功能軟交換技術(shù)的出現(xiàn)，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加靈活、可擴(kuò)展，能夠快速部署新業(yè)務(wù)，降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和成本。軟交換的意義軟交換體系結(jié)構(gòu)01軟交換體系結(jié)構(gòu)包括接入層、控制層、業(yè)務(wù)層和網(wǎng)絡(luò)管理層。軟交換的體系結(jié)構(gòu)及工作原理工作原理02在軟交換體系結(jié)構(gòu)中，各種設(shè)備之間通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通信和交互，實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能。軟交換的交互流程03用戶通過接入層設(shè)備（如終端設(shè)備、媒體網(wǎng)關(guān)等）接入網(wǎng)絡(luò)，通過控制層設(shè)備（如軟交換機(jī)）進(jìn)行呼叫控制和媒體傳輸，業(yè)務(wù)層設(shè)備根據(jù)用戶需求提供各種業(yè)務(wù)功能。優(yōu)勢軟交換能夠?qū)崿F(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能，包括語音、數(shù)據(jù)、視頻等多媒體交換，同時能夠提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率和降低網(wǎng)絡(luò)成本。應(yīng)用場景軟交換在電信網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特點軟交換具有靈活性、可擴(kuò)展性、高效性、低成本等特點。軟交換的特點及優(yōu)勢06現(xiàn)代交換技術(shù)比較及發(fā)展趨勢ATM交換ATM交換采用定長信元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有高速、可靠、靈活的特點，能夠提供多媒體業(yè)務(wù)。不同交換技術(shù)的比較電路交換電路交換是最早的交換方式，其基本原理是電話交換，為每個呼叫分配一條物理線路，占用資源較多，但可靠性和實時性較好。分組交換分組交換采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，將數(shù)據(jù)分割成多個數(shù)據(jù)包，以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行交換，靈活性較高，但存在傳輸延遲。幀中繼幀中繼是一種基于分組交換的技術(shù)，采用虛電路和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，能夠提供更高速的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于大量數(shù)據(jù)傳輸。1現(xiàn)代交換技術(shù)的發(fā)展趨勢和研究方向23軟交換采用軟件實現(xiàn)交換和控制功能，具有靈活性、可擴(kuò)展性和可靠性等優(yōu)點，是未來交換技術(shù)的發(fā)展方向。軟交換智能交換采用智能化技術(shù)，能夠自動識別用戶需求并優(yōu)化資源分配，提高網(wǎng)絡(luò)運行效率和服務(wù)質(zhì)量。智能交換光交換采用光信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有高速、大容量、長距離傳輸?shù)葍?yōu)點，是未來網(wǎng)絡(luò)