《現(xiàn)代電信交換上》課件

現(xiàn)代電信交換現(xiàn)代電信交換技術(shù)是通信網(wǎng)絡(luò)的核心，它負(fù)責(zé)連接各種通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻等信息的傳輸和交換?，F(xiàn)代電信交換系統(tǒng)具有高容量、高可靠性、高效率和靈活可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，并隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷演進(jìn)。1.課程概述11課程概述提供對(duì)現(xiàn)代電信交換的全面介紹，涵蓋從基本概念到最新技術(shù)發(fā)展。22學(xué)生將了解電路交換、數(shù)字交換、程控交換、移動(dòng)通信交換等不同交換技術(shù)。33課程還將探討交換系統(tǒng)的性能指標(biāo)、未來發(fā)展趨勢(shì)，以及5G交換網(wǎng)絡(luò)、軟件定義交換等前沿技術(shù)。1.1課程目標(biāo)培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)深入理解現(xiàn)代電信交換的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景，為學(xué)生在電信領(lǐng)域的工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。提升實(shí)踐能力通過案例分析、實(shí)驗(yàn)操作和項(xiàng)目設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工程中。拓寬視野了解電信交換技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，掌握最新技術(shù)成果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，為未來發(fā)展做好準(zhǔn)備。1.2課程大綱第一部分：電信網(wǎng)絡(luò)概述介紹電信網(wǎng)絡(luò)的基本概念、結(jié)構(gòu)和分類，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：電信網(wǎng)絡(luò)的定義、發(fā)展史、基本結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、分類和應(yīng)用等。第二部分：交換技術(shù)詳細(xì)講解電路交換、數(shù)字交換、程控交換等傳統(tǒng)交換技術(shù)，以及它們?cè)诂F(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。包括交換技術(shù)的原理、實(shí)現(xiàn)方法、性能指標(biāo)、發(fā)展趨勢(shì)等，為理解現(xiàn)代電信交換系統(tǒng)的基礎(chǔ)。第三部分：現(xiàn)代交換系統(tǒng)重點(diǎn)介紹現(xiàn)代電信交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)、性能指標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)等，以及各種新型交換技術(shù)的應(yīng)用。包括移動(dòng)交換、分組交換、多媒體交換等，以及未來發(fā)展趨勢(shì)，如軟件定義交換、云交換等。第四部分：交換系統(tǒng)應(yīng)用探討各種交換系統(tǒng)在不同通信場(chǎng)景中的應(yīng)用，并分析各種應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)特點(diǎn)和需求。包括固定電話網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信等，以及未來交換系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)、智能城市等方面的應(yīng)用。電信網(wǎng)絡(luò)概述電信網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代社會(huì)信息傳遞的基礎(chǔ)設(shè)施，連接了世界各地的人們。它包含各種通信設(shè)備和線路，提供語音、數(shù)據(jù)和視頻等多種服務(wù)。2.1電信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)電信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，由多個(gè)子系統(tǒng)組成。這些子系統(tǒng)協(xié)同工作，以提供語音、數(shù)據(jù)和視頻等各種通信服務(wù)。電信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)包括以下幾個(gè)部分：接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和傳輸網(wǎng)。接入網(wǎng)負(fù)責(zé)連接用戶終端到核心網(wǎng)，如家庭寬帶接入網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。核心網(wǎng)負(fù)責(zé)提供各種通信服務(wù)，如語音呼叫、數(shù)據(jù)傳輸和視頻會(huì)議。傳輸網(wǎng)負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，連接核心網(wǎng)的不同部分。2.2電信網(wǎng)絡(luò)的分類公用電話網(wǎng)絡(luò)公用電話網(wǎng)絡(luò)主要為公眾提供語音和數(shù)據(jù)通信服務(wù)，例如中國電信、中國移動(dòng)等。企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)主要用于企業(yè)內(nèi)部的通信和數(shù)據(jù)交換，例如企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)。專網(wǎng)專網(wǎng)主要用于特定領(lǐng)域的通信，例如政府、軍隊(duì)、電力等?；ヂ?lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)全球性的網(wǎng)絡(luò)，主要用于提供各種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，例如電子郵件、網(wǎng)頁瀏覽、視頻通話等。3.電路交換電路交換是傳統(tǒng)的通信方式，它在通信之前先建立一條專用物理通路，如同打電話時(shí)先撥號(hào)接通對(duì)方。電路交換技術(shù)在通信過程中持續(xù)占用通信線路，適用于語音通話等實(shí)時(shí)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)。3.1電路交換技術(shù)原理1建立連接電路交換在通信開始前建立專用物理線路。2持續(xù)連接通信期間保持連接，即使無數(shù)據(jù)傳輸。3釋放連接通信結(jié)束后釋放連接。電路交換類似電話線，需要先撥號(hào)建立連接，通話期間持續(xù)占用線路，通話結(jié)束后釋放線路。這種方式適用于實(shí)時(shí)通信，但效率較低，資源利用率不高。3.2電路交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電路交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常由多個(gè)交換機(jī)組成，每個(gè)交換機(jī)連接到其他交換機(jī)，形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。這種結(jié)構(gòu)可以根據(jù)用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行擴(kuò)展，滿足不同規(guī)模的通信需求。電路交換網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)使用專用電路連接用戶，每個(gè)連接都占用固定帶寬，用戶在通話過程中始終占有該帶寬。這使得電路交換能夠提供高通話質(zhì)量，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，尤其在用戶數(shù)量較少或通話時(shí)間較短的情況下。3.3電路交換系統(tǒng)性能指標(biāo)指標(biāo)描述呼叫建立時(shí)間從用戶發(fā)起呼叫到通話連接的時(shí)長，反映了系統(tǒng)響應(yīng)速度。呼叫阻塞率用戶呼叫無法接通的概率，衡量系統(tǒng)容量和負(fù)載能力。信令傳輸速率控制信令在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速度，影響呼叫建立和釋放效率。系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)正常運(yùn)行的時(shí)間比例，反映了系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。4.數(shù)字交換技術(shù)數(shù)字交換技術(shù)是現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一，它將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸和交換。數(shù)字交換技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如抗噪聲能力強(qiáng)，傳輸效率高，以及易于實(shí)現(xiàn)各種新功能等。4.1數(shù)字交換技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字信號(hào)處理數(shù)字交換系統(tǒng)以數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)語音、數(shù)據(jù)等進(jìn)行數(shù)字化處理。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)字交換系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩存器中，并在合適的時(shí)機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給接收方。時(shí)分復(fù)用數(shù)字交換系統(tǒng)通過時(shí)分復(fù)用技術(shù)，將多個(gè)用戶的信號(hào)在同一信道上傳輸?？刂婆c管理數(shù)字交換系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)功能的管理和調(diào)度。4.2PCM編碼與解碼1模擬信號(hào)數(shù)字化將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號(hào)，這是數(shù)字交換技術(shù)的關(guān)鍵步驟。2脈沖編碼調(diào)制利用PCM技術(shù)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化和編碼，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。3解碼與還原在接收端進(jìn)行解碼操作，將數(shù)字信號(hào)還原成原始的模擬信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸和還原。4.3時(shí)分交換技術(shù)11.分時(shí)復(fù)用時(shí)分交換利用時(shí)隙分配，在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)輪流分配給不同的用戶。22.幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)將時(shí)隙劃分為不同的時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)不同的用戶。33.數(shù)字化信息時(shí)分交換采用數(shù)字信號(hào)傳輸，提高傳輸效率和抗干擾能力。44.交換機(jī)功能時(shí)分交換機(jī)通過控制時(shí)隙分配，實(shí)現(xiàn)用戶之間的信息交換。5.程控交換系統(tǒng)程控交換系統(tǒng)(StoredProgramControlExchangeSystem)是現(xiàn)代電信交換的核心技術(shù)。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)交換功能，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械式交換機(jī)。5.1程控交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)程控交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代電信交換系統(tǒng)的核心。程控交換系統(tǒng)由交換機(jī)、傳輸設(shè)備、信令設(shè)備和控制設(shè)備等組成。交換機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)連接用戶和網(wǎng)絡(luò)，并完成呼叫處理、路由選擇等功能。傳輸設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，連接交換機(jī)和用戶，信令設(shè)備負(fù)責(zé)控制呼叫的建立和釋放，控制設(shè)備負(fù)責(zé)管理交換機(jī)的運(yùn)行和控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作。5.2程控交換系統(tǒng)功能特點(diǎn)集中控制程控交換系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)集中控制功能，提高了交換效率和可靠性。數(shù)字信號(hào)處理程控交換系統(tǒng)利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了語音信號(hào)的數(shù)字化處理，提高了傳輸質(zhì)量。靈活配置程控交換系統(tǒng)支持靈活的配置，能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行功能擴(kuò)展和調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)管理程控交換系統(tǒng)提供完善的網(wǎng)絡(luò)管理功能，方便用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和維護(hù)。通信信號(hào)交換通信信號(hào)交換是指在電信網(wǎng)絡(luò)中，用于控制和管理各種通信服務(wù)的信號(hào)傳輸過程。信令系統(tǒng)是電信網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的一部分，它負(fù)責(zé)在交換機(jī)之間傳遞各種控制信息，例如呼叫建立、呼叫釋放、用戶身份驗(yàn)證等。6.1信令系統(tǒng)概述控制通信信令系統(tǒng)用于控制通信鏈路建立、釋放、呼叫處理和用戶接入等功能。交換網(wǎng)絡(luò)管理信令系統(tǒng)提供交換機(jī)之間、交換機(jī)與終端之間以及不同網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換。信息傳遞信令系統(tǒng)通過特定的信令協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳遞信息。6.2信令系統(tǒng)7號(hào)國際標(biāo)準(zhǔn)化信令系統(tǒng)7號(hào)是國際電信聯(lián)盟（ITU-T）制定的國際標(biāo)準(zhǔn)，它實(shí)現(xiàn)了不同廠商的交換機(jī)之間互通，提高了網(wǎng)絡(luò)互操作性。功能強(qiáng)大信令系統(tǒng)7號(hào)能夠支持多種業(yè)務(wù)，如電話、數(shù)據(jù)、傳真等，并能夠支持多種網(wǎng)絡(luò)類型，如公用電話網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等。6.3ISDN信令I(lǐng)SDN信令系統(tǒng)ISDN信令系統(tǒng)用于控制和管理ISDN網(wǎng)絡(luò)中的各種功能，例如呼叫建立、呼叫釋放、呼叫路由和用戶身份驗(yàn)證等。信令類型ISDN信令系統(tǒng)使用兩種信令類型：用戶信令（用于用戶之間通信）和網(wǎng)絡(luò)信令（用于網(wǎng)絡(luò)控制和管理）。信令協(xié)議ISDN信令系統(tǒng)采用Q.931協(xié)議，它定義了ISDN信令消息的格式和內(nèi)容。7.移動(dòng)通信交換移動(dòng)通信交換是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的核心部分，負(fù)責(zé)處理移動(dòng)用戶之間的呼叫和數(shù)據(jù)傳輸。它通過移動(dòng)交換中心（MSC）實(shí)現(xiàn)，為移動(dòng)用戶提供語音、數(shù)據(jù)、短信等各種通信服務(wù)。7.1移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和用戶終端組成。核心網(wǎng)負(fù)責(zé)處理用戶數(shù)據(jù)、呼叫控制等功能，無線接入網(wǎng)負(fù)責(zé)用戶終端與核心網(wǎng)之間的連接。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)采用分層架構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴(kuò)展性。7.2移動(dòng)交換中心功能1呼叫控制移動(dòng)交換中心負(fù)責(zé)處理用戶的電話呼叫，分配資源并建立連接。2移動(dòng)性管理提供用戶移動(dòng)性的支持，允許用戶在不同地點(diǎn)漫游時(shí)保持通信。3數(shù)據(jù)處理管理用戶的短消息服務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和其他增值服務(wù)。4網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，管理網(wǎng)絡(luò)資源，并提供故障診斷和修復(fù)。7.3移動(dòng)交換技術(shù)發(fā)展移動(dòng)交換技術(shù)從模擬到數(shù)字，從電路交換到分組交換，移動(dòng)交換技術(shù)不斷演進(jìn)，更加高效、靈活、智能。5G網(wǎng)絡(luò)5G技術(shù)帶來了更高的帶寬、更低的延遲和更高的連接密度，為移動(dòng)交換技術(shù)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。云計(jì)算云計(jì)算技術(shù)可以提供更強(qiáng)大的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，支持移動(dòng)交換系統(tǒng)的規(guī)?；挽`活部署。人工智能人工智能技術(shù)可以應(yīng)用于移動(dòng)交換系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)更智能的網(wǎng)絡(luò)管理和資源優(yōu)化。交換系統(tǒng)性能指標(biāo)交換系統(tǒng)性能指標(biāo)用于評(píng)估交換系統(tǒng)的效率和可靠性。主要指標(biāo)包括質(zhì)量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，反映交換系統(tǒng)的通信質(zhì)量、穩(wěn)定性以及成本效益。8.1質(zhì)量指標(biāo)通話成功率通話質(zhì)量呼叫接通率丟包率時(shí)延抖動(dòng)交換系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)主要包括通話成功率、通話質(zhì)量、呼叫接通率、丟包率、時(shí)延、抖動(dòng)等。這些指標(biāo)反映了交換系統(tǒng)對(duì)用戶體驗(yàn)的影響。8.2經(jīng)濟(jì)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要衡量交換系統(tǒng)的成本效益和運(yùn)營效率。這包括投資回報(bào)率、運(yùn)營成本、每用戶成本以及設(shè)備利用率等。10%投資回報(bào)率投資回報(bào)率衡量交換系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)的收益與投資成本的比率。$100K運(yùn)營成本運(yùn)營成本包括維護(hù)、能源和人工等方面的費(fèi)用，可通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)營流程來降低。10每用戶成本每用戶成本反映了服務(wù)提供商為每個(gè)用戶提供的服務(wù)所需的平均成本，可通過降低運(yùn)營成本和提高用戶數(shù)量來降低。80%設(shè)備利用率設(shè)備利用率衡量交換系統(tǒng)的有效利用程度，可通過提高系統(tǒng)負(fù)載和優(yōu)化資源分配來提高。交換系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢(shì)隨著科技的快速發(fā)展，交換系統(tǒng)面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。下一代交換系統(tǒng)需要更加智能化、高效化和可擴(kuò)展性。9.15G交換網(wǎng)絡(luò)超高速率5G網(wǎng)絡(luò)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，為交換網(wǎng)絡(luò)帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。低延遲5G網(wǎng)絡(luò)的低延遲特性對(duì)交換網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)處理能力提出了更高的要求。大連接5G網(wǎng)絡(luò)支持海量設(shè)備連接，對(duì)交換網(wǎng)絡(luò)的容量和擴(kuò)展性