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1、现代交换原理,第一讲 绪论 陈建亚,1.1 交换与通信网,通信的目的 就是将人类活动中的相关信息相互交换。 信息类型 模拟和数字信息，包括语音、文字、数据及图像。 信息转送的组织方式 原始模拟信号方式转送，烽火、莫尔斯电报、模拟电话、频分载波等； 数字化转送，包括PCM编码等时复用和分组打包统计复用方式。,1.1 交换与通信网,信息传送复用 模拟信号，采用媒体直传或频分载波传送； 数字信号，等时时分复用或统计复用传送。 交换设备的作用及分类 作用：实现多点到多点的信息转移交互； 分类： 模拟信号，采用空分开关 数字时分信号，采用时隙电路交换 数据分组信号，采用分组路由器方式。,1.1 交换与通
2、信网,通信网 由终端设备、传输系统和转接交换设备联合组成的完成信息交互的系统。 终端设备 是通信的源点和终点，完成信息的变换和反变换，例如电话机、计算机等。 传输系统 是网络节点间的连接媒体，提供信息传送通路，如电缆、光缆、空间电磁波及相关协议和信号方式等。 转接交换设备 是通信网的核心，完成接入信号的汇集、转接和分配。如程控交换机、路由器等。,1.2 传统电话交换网络的体系结构,传统电话交换网络的体系结构,传统电话交换网络的体系结构,电话网分为本地网和长途网，本地网为同一区号内的网络，不同区号之间的网络为长途网。 电话交换局为电话网的核心，采用数字程控交换设备，每个话路占用64kbit/s带
3、宽，为一个时隙，交换设备完成时隙交换。 我国现在采用三级网路结构，DC1为省、直辖市交换中心，网状互连，DC2为省区内汇接中心，C5为端局，上接DC2，下接电话机。,电话交换网的特点,用户到端局采用模拟信号传输； 交换局到交换局之间采用PCM时分复用方式相互连接； 每个用户在通话之前要利用信令通知交换机为其建立通话通路； 每条通路固定占用64kbit/s带宽，实时性和通话质量有保证，但无话音传送时将浪费带宽资源； 网络结构由交换技术决定，拓扑不灵活，扩展新业务较困难。,1.3 下一代网络的体系结构,1.3.1 什么是下一代网络 下一代网络（NGN），从广义上讲，它表征一种具有宽带化、光纤化、大
4、容量、分组交换、数据化、层次化、呼叫与承载分离、能快速开发和部署新业务等特征的理想网络。 下一代网络，可向用户提供PSTN话音业务、无线话音业务、基础数据业务、多媒体数据业务等。,NGN的主要特点,开放式系统：NGN是一个有机整体，不同模块可独立发展，运营商可按需求选择优势产品，各模块接口按标准协议互联。 业务与呼叫控制分离：使业务从网络中分离出来，可有效缩短新业务开发周期。 多用户：使模拟用户、移动用户、ADSL用户、ISDN用户、IP用户以及卫星接入用户都可在下一代网络中相互建立呼叫。,NGN的主要特点,多媒体：语音、数据、视频及其他媒体流可在下一代网络中以IP方式进行资源共享，并满足实时
5、传送要求。 低成本：与目前的PSTN相比，通信费用将大大降低。,1.3.2 NGN的功能,NGN通常和软交换联系在一起，是下一代网络的核心。 呼叫功能：涉及呼叫建立、保持和释放的过程，包括会议、授权、资源分配、监控等功能； 协议功能：负责各类协议间的互通； 接入功能：用户通过网关接入到NGN； 业务功能：能提供PSTN/ISDN、IN的所有业务，并提供呼叫与控制之间的通信功能；,NGN的功能,互通功能：提供分组交换网与No.7、IN、IP电话网、ATM网、SIP网等之间的互通； 资源管理功能：提供资源的分配、释放和控制等功能； 计费功能： 认证功能：用户鉴权，阻止非法用户，提供安全保证；,NG
6、N的功能,地址解析功能：完成E.164、别名、IP、ULR等地址方案的解释和重定向； 语音处理功能：提供语音编解码、噪音抑制、话音识别、回声抵消等功能； 操作维护功能：包括系统的监控、配置、修改、测试、统计、告警处理以及故障诊断排除等功能。,NGN的体系结构,NGN的体系结构,现有电话交换网是以交换机为核心，交换机负责业务接入、媒体处理、呼叫控制和业务管理等全部功能。 NGN是以IP为基础，采用开放式架构，将业务接入、媒体处理、呼叫控制和业务处理分开，并在它们之间采用标准协议进行通信。,NGN的体系结构,接入层，解决业务接入问题，接入可以是一个完整的业务网络，如PSTN、GSM、局域网、ADS
7、L、PON、CableMODEM等。 媒体层，处理由接入层送来的媒体流，主要完成媒体类型的转换和传送，包括网管和统计功能。其硬件实体是媒体网关和核心网，实现编解码算法选择、呼叫建立、资源分配和释放等功能。,NGN的体系结构,控制层，主要完成信令处理，包括信令网关、软交换等设备。信令网关完成PSTN/No.7信令到NGN标准信令的转换，软交换处理各种呼叫控制信令并控制媒体网关完成呼叫接续，提供标准API接口。 网络业务层，处理业务逻辑，包括IN业务逻辑、认证、授权、记账和地址解析等，提供业务生成环境。,下一代网络的体系结构,下一代网络的体系结构,从网络角度看，通过软交换结合媒体网关和信令网关，跨
8、接和互连电路交换网与分组化网，以实现业务层的基本融合，可提供统一管理，并加快新业务部署。 软交换技术的切入点，可先从长途局和汇接局开始，再端局和接入局，然后扩展到多媒体应用和3G网络。,1.4 交换技术的发展,原始通信 烽火，消息树 初始通信 1876年贝尔发明电话，点到点 连接，人工接续 自动交换通信 1889年发明步进制交换机 1932年出现纵横制交换机 网络自动化 二战后，长途网络实现了自 动化,交换技术的发展,程控交换 1965年AT&T推出第一台程控 交换机，空分开关模拟交换。 数字传输 脉冲编码调制PCM的产生。 程控数字交换 1970年首先在法国拉尼翁开通第一台数字程控交换机。开
9、创了数字化语音网络新时期。,交换技术的发展,数据网络和分组交换，始于20世纪70年代。 CCITT建立了一个称作X.25的标准协议。 ISO通过了OSI七层框架协议，为世界上任何计算机与其他计算机通信提供了条件。 Internet,路由器，IP技术，现已成为NGN的技术基础。,交换技术的发展,宽带交换技术，主要用来交换大块数据业务和视频业务。 快速电路交换和帧中继，解决数据分组交换的节点处理速度问题。 ATM交换，将数据组装成定长的短分组，利用电路交换机制实现高速数据交换。 多协议标记交换(MPLS)，是IP技术和ATM交换相结合的产物。,交换技术的发展,光交换技术，随着光器件和波分复用技术的发展和不断成熟，光交换机技术成为实现NGN的一个核心技术，当前有空分机制的光路交换(ODX)、时空结合的光突发交换(OBS), 只完成光层交换。 软交换技术，将呼叫控制和业务处理分离，采用开放式结构，方便新业务的开发和部署。软交换也称作呼叫代理、媒体网关控制器，是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体。,1.5 软交换解决方案,软交换解决方案,软交换解决方案,1.6 本课程的主要内容,电路交换硬件 电路交换软件 信令系统，加强 分组交换，包括IP、ATM、MPLS 光交换 软交换，包括媒体网关、信令网关和呼叫处理流程,