1L411050交换系统

1L411050交换系统1L411051交换系统分类及特点传输系统是通信网络的神经系统，交换系统则是各个神经的中枢，它在通信网络中担负着建立信源和信宿之间信息连接桥梁的作用，其核心设备是交换机。为了使通信网络资源得到合理利用，为了能够给信源和信宿间提供经济、快速、灵活、可靠的连接，根据信源和信宿之间传输信息的种类不同，交换系统主要分为电路交换、报文交换和分组交换系统。一、电路交换(一）工作原理电路交换是在通信网中任意两个或多个用户终端之间建立电路暂时连接的交换方式，暂时连接独占一条电路并保持到连接释放为止。利用电路交换进行数据通信或电话通信必须经历建立电路阶段、传送数据或语音阶段和拆除电路阶段三个阶段，因此电路交换属于电路资源预分配系统。电路交换系统有空分交换和时分交换两种交换方式。1L411000通信与广电工程专业技术451.空分交换，是入线在空间位置上选择出线并建立连接的交换。最直观的例子就是人工交换机话务员将塞绳的一端连接到入线塞孔，并根据主叫的要求把塞绳的另一端连接到被叫的出线塞孔上。空分交换基本原理可归纳为以n条入线通过以nXm接点矩阵选择到m条出线或某一指定出线，但接点在同一时间只能为一次呼叫利用，直到通信结束才释放。2.时分交换，是把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不词的子信道，通过时隙交换网络完成语音的时隙搬移，从而实现入线和出线间信息交换的一种交换方式。它是时分多路复用（TDM)技术在交换网络中的具体应用。(二）电路交换的特点电路交换的特点是可提供一次性无间断信道。当电路接通以后，用户终端面对的是类似于专线电路，交换机的控制电路不再干预信息的传输，也就是给用户提供了完全“透明”的信号通路。显然，在利用电路交换进行通信时，存在着两个限制条件：首先，在进行信息传送时，通信双方必须处于同时激活可用状态；其次，两个站之间的通信资源必须可用，而且必须专用。另外，电路交换还有其他一些特点：1.呼叫建立时间长，并且存在呼损。在通信双方所在的两节点之间（中间可能有若干个节点）建立一条专用信道所花的时间称为呼叫建立时间。在电路建立过程中，若由于交换网繁忙等原因而使建立失败，对于交换网则要拆除已建立的部分电路，用户需要挂断重拨，这叫呼损。过负荷时呼损率增加，但不影响接通的用户。2.对传送的信息不进行差错控制。电路连通后提供给用户的是“透明通道”，即交换网对用户信息的编码方法、信息格式以及传输控制程序等都不加以限制，但对通信双方来说，必须做到双方的收发速度、编码方法、信息格式以及传输控制等完全一致才能完成通信。3.对通信信息不做任何处理，原封不动地传送（信令除外）。一旦电路建立后，数据以固定的速率传输。除通过传输通道形成的传播延迟以外，没有其他延迟。在每个节点上的延迟很小，因此延迟完全可以忽略。它适用于实时、大批量、连续地数据传输。4.线路利用率低。从电路建立到进行数据传输，直至通信链路拆除，通道都是专用的，再加上通信建立时间、拆除时间和呼损，其线路利用率较低。5.通信用户间必须建立专用的物理连接通路。通信前建立的连接过程只要不释放，物理连接就永远保持。物理连接的任一部分出现问题，都会引起通信中断。只有建立、释放时间短，才能体现高效率。6.实时性较好。每一个终端发起呼叫或出现其他动作，系统都能够及时发现并做出相应的处理。二'报文交换(一）报文交换的原理报文交换又称为存储转发交换。与电路交换的原理不同，报文交换不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址。交换节点要分析目的地址和选择路由，并在该路由上排队，等待有空闲电路时才发送到下一交换节点。报文交换可以进行速率、码型的变换，具有差错控制措施，可以发送多目的地址的报文，过负荷时则会导致时延的增加。(二）报文交换的特点报文交换是交换机对报文进行存储一转发，它适合于电报和电子函件业务。461L410000通信与广电工程技术1.报文交换过程中，没有电路的接续过程，也不会把一条电路固定分配给一对用户使用。一条链路可进行多路复用，从而大大提高了链路的利用率。2.交换机以“存储一转发”方式传输数据信息，不但可以起到匹配输入输出传输速率的作用，易于实现各种不同类型终端之间的互通，而且还能起到防止呼叫阻塞、平滑通信业务量峰值的作用。3.不需要收、发两端同时处于激活状态。发端将报文全部发送至交换机存储起来，伺机转发出去，这就不存在呼损现象。而且也便于对报文实现多种功能服务，包括优先级处理、差错控制、信号恢复以及进行同报文通信等（同报文通信是指同一报文经交换机复制转发到不同的接收端的一种通信方式)。4.传送信息通过交换网的时延较长，时延变化也大，不利于交互型实时业务。5.对设备要求较高。交换机必须具有大容量存储、高速处理和分析报文的能力。三、分组交换(一）分组交换原理分组交换的思想是从报文交换而来的，它采用了报文交换的“存储一转发”技术。不同之处在于：分组交换是将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。分组交换节点对所收到的各个分组分别处理，按其中的选路信息选择去向，以发送到能到达目的地的下一个交换节点。(二）分组交换方式为适应不同业务的要求，分组交换可提供虚电路方式与数据报方式两种服务方式。1.虚电路方式虚电路方式是面向连接的方式，即在用户数据传送前，先通过发送呼叫请求分组建立端到端的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚电路。虚电路的连接方式有以下特点：(1)虚电路不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。虚电路并不独占线路，在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路，以达到资源共享。虚电路有两种：通过用户发送呼叫请求分组来建立虚电路的方式成为交换虚电路；应用户预约，由网络运营者为之建立固定的虚电路，不需要在呼叫时临时建立虚电路而可直接进入数据传送阶段，称之为永久虚电路。(2)虚电路方式的每个分组头中含有对应于所建立的逻辑信道标识，不需进行复杂的选路；传送时，属于同一呼叫的各分组在同一条虚电路上传送，按原有的顺序到达终点，不会产生失序现象。虚电路方式对故障较为敏感，当传输链路或交换节点发生故障时，可能引起虚电路的中断，需要重新建立。(3)虚电路方式适用于较连续的数据流传送，如文件传送、传真业务等。2.数据报(1)数据报不需要预先建立逻辑连接，称为无连接方式。(2)数据报方式的每个分组头中含有详细的目的地址，各个分组独立地进行选路;传送时，属于同一呼叫的各分组可从不同的路由转送，会引起失序。由于各个分组可选择不同的路由，对故障的防卫能力较强，从而可靠性较高。(3)数据报方式适用于面向事物的询问/响应型数据业务。(三）分组交换的特点1L411000通信与广电工程专业技术471.分组交换的主要优点(1)信息的传输时延较小，而且变化不大，能较好地满交互型通信的实时性要求。(2)易于实现链路的统计，时分多路复用提高了链路的利用率。(3)容易建立灵活的通信环境，便于在传输速率、信息格式、编码类型、词步方式以及通信规程等方面都不相同的数据终端之间实现互通。(4)可靠性高。分组作为独立的传输实体，便于实现差错控制，从而大大地降低了数据信息在分组交换网中的传输误码率，一般可达10-10以下。(5)经济性好。信息以“分组”为单位在交换机中进行存储和处理，节省了交换机的存储容量，提高了利用率，降低了通信的费用。2.分组交换的主要缺点(1)由于网络附加的信息较多，影响了分组交换的传输效率。(2)实现技术复杂。交换机要对各种类型的分组进行分析处理，这就要求交换机具有较强的处理功能。(四）软交换（分组交换的应用之一）这里之所以要提到软交换这一技术，是因为从字面上看，它容易与交换系统分类混淆起来，实际上从交换系统的分类与软交换的定义来看，软交换只是分组交换系统的一个应用（正如程控交换只是电路交换的一个应用一样），而不能作为交换系统的一个分类。软交换是一种提供呼叫控制功能的软件实体，是在IP电话基础上由电路交换向分组交换演进的过程中逐步完善的，它采用分组交换作为其业务统一承载平台。作为分组交换网络与传统PSTN网络融合的全新解决方案，它支持所有现有的电话功能及新型会话式多媒体业务，它采用标准协议，如SIP、H.323、MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN等，它提供了不同厂商设备间的互操作能力，它与一种或多种组件配套使用，如媒体网关、信令网关、特性服务器、应用服务器、媒体服务器、收费/计费接口等。软交换技术是NGN中语音部分即下一代电话业务网（包括固定网、移动网）中的核心技术，它在NGN网络结构中的位置如图1L411051所示。%|SCP||Database||aa服务器||应用服务器||策，服务器图1L411051软交换在NGN网络结构中的位置SS7——PSTN/ISDN宽带接入无线接入用户用户用户用户用户用户用户控制层接入层481L410000通信与广电工程技术1L4H052电路交换设备的功能及构成一、电话交换机的任务、功能及组成(一）电话交换机的任务及功能电话交换机的基本任务是完成任意两个电话用户之间的通话接续。为了完成这一任务，交换机必须具有下列功能：呼叫检出、接收被叫号码、对被叫进行忙闲测试、向被叫振铃、向主叫送回铃音、被叫应答，接通话路、双方通话，及时发现话终、进行拆线，使话路复原。(二）电话交换机系统构成交换机系统由进行通话的话路系统和连接话路的控制系统构成。1.话路系统包括用户电路、设备、交换网络、出中继器、入中继器、绳路及具有监视功能的信号。话路系统的构成方式有空分方式和时分方式两种。空分方式传送模拟信号，时分方式传送数字信号。2.控制系统包括译码、忙闲测试、路由选择、链路选试、驱动控制、计费等设备。控制系统的控制方式有布线逻辑控制方式（简称布控方式）和存储程序控制方式（简称程控方式)。布控方式的控制电路很复杂，专用性较强，要想增加新的功能，开放新的业务，就必须改变电路，增加设备。程控方式是用预先存储在计算机中的程序来控制和处理交换接续，要改变交换系统功能，增加新业务，往往只要通过修改程序或数据就能实现。二、程控数字交换机功能程控数字交换机的特点是将程控、时分、数字技术融合在一起，因此，时分程控数字交换机比其他制式的交换机有更多的优点，得到广泛的应用。(一）程控数字交换原理程控数字交换机是直接交换数字化的语音信号。欲实现数字信号交换的目的，必须做到在不同话路时隙发送和接收信号。只有这两个方向的交换同时建立起来，才能完成数字语音信号的交换。实现这个功能要依靠数字交换设备。数字交换实质上就是把PCM系统有关的时隙内容在时间位置上进行搬移，因此也叫做时隙交换。数字交换网络由时间（T)接线器和空间（S)接线器组成，能够将任何输人PCM复用线上的任一时隙交换到任何输出PCM复用线上的任一时隙中去。采用时间（T)型接线器，可以在同一条PCM总线的不同时隙之间进行交换；采用空间（S)型接线器，可以在不同PCM总线的同一时隙之间进行交换；采用TST或STS型交换网络，可以在不同PCM总线的不同时隙之间进行交换。(二）程控数字交换机的基本功能程控数字交换机系统所具有的基本功能包含检测终端状态、收集终端信息和向终端传送信息的信令与终端接口功能，交换接续功能和控制功能。1.信令与终端接口功能交换机的终端有用户话机、计算机、话务台，以及与其他交换机相连接的模拟中继线和数字中继线。这些终端设备与交换机相连接时，必须具有相应的接口电路及信号方式。1L411000通信与广电工程专业技术49对于数字交换系统来讲，进人交换网络的必须是数字信号。这就要求接口电路应具有模/数（A/D)转换功能和数/模（D/A)转换功能。对于各种不同的外围环境要有不同的接口。如终端是模拟用户话机，就应有模拟用户接口。在模拟用户接口电路中应具有二/四线转换功能以及A/D和D/A的转换功能。若外围环境是连接的模拟中继线，就应有模拟中继接口。若终端是数字用