电话 交换机
1.1.1 交换的引入
一、什么是交换
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
电话 交换机
1.1.1 交换的引入
传输系统
C1
各级交 换系统
C2 C3 C4
1.1.1 交换的引入
三、交换节点的连接方式
1、全互联方式 设置多个交换节 点，每个交换节 点之间用中继线 两两相连。
特点： ►路由选择与网络的拓扑结构无关，可靠性高。 ►无效传输量很大，网络额外开销大，时延大。
（二）分组交换
（2）查表路由法 ►每个节点中使用路由表，选择从该节点到网络中所 需终点的路径； ►路由选择按照第1、2、3 ……的顺序进行； ►分组到达节点之后按照路由表规定的路径前进； ►路由表是根据网络拓扑结构、链路容量、业务量等 因素和某些准则来建立。
1.2.1 模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信
► 模拟通信：以模拟信号来传送消息的通信方式。
信息源
调制器
（发信机）
基带信号
已调信号
传输媒质 噪音源
解调器
受信者
（收信机）
已调信号 基带信号
模拟通信系统模型图 模拟信道
主要缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成
1.2.1 模拟交换与数字交换
u
也包含“模仿” 的意思。
t
1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号
► 数字信号：对应于数字消息的电信号形式。 是指信号幅度不随时间作连续的变化，只能 取有限个离散值的信号。
u 01010011
例如： “0”“1”表示进制数字信号 五位“0”“1”用于电报通信 t 七位“0”“1”用于计算机通 信
（二）分组交换
2、虚电路和数据报
（1）虚电路方式：在用户数据传送前，先要通过发 送呼叫请求分组建立端到端之间的虚电路；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；最后通过的呼叫分组来拆除虚电路。
特点：►虚电路是一种逻辑连接。 ►虚电路不独占线路，在一条物理线路上可 以同时建立多个虚电路。 ►是一种面向连接的方式。
►第三层传送的数据单元称为分组，第二层传送的 数据单元称为帧（frame）。帧方式是将用户信息 流以帧为单位在网络内传送。
特点：
►帧交换是在第二层（链路层）进行复用和传送， 而不是在分组层；
►帧交换将用户面与控制面分离，而通常的分组交 换则未分离。
（四）快速分组交换
►进一步简化了协议，非但不涉及第三层，第二层 也只保留了链路层的核心功能，如帧的定界、同 步、透明性以及帧传输差错检测等。
主要有：比特交织、字节交织、分组交织。
（二）分组交换
1、相关概念
（1）通信线路的资源共享 （2）交织传输 （3）分组的形成
►将数据按一定长度进行分割（分组）
►每一个组都加上一个分组头（包含逻辑信道号和
其他控制信息）
（二）分组交换
1、相关概念
（1）通信线路的资源共享 （2）交织传输 （3）分组的形成 （4）分组的交换
1.1.1 交换的引入
N对连接线? N
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
如果所有用户 都两两相连，互 连线数会很大： N×（N-1） ÷ 2
例：N=10000 连线数=50000000对
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。
引入了一种交换设备。
主要特点： ►在呼叫建立时，寻找一条适合的通道。 ►将带宽、路由编号填入相关交换机中，不建立实
际连接和分配资源，只是“虚电路”。
►当用户发送信息时，通过呼叫标识激活虚电路，
迅速建立物理连接。
►会引起信息丢失或排队时延。（二）分组交换采用报文交换的“存储-转发”方式，把用户所 要传送的信息（报文）分割为若干个较短的、被规 格化了的“分组” 进行交换与传输。
根据各组数据的分组头信息，各自独立传送，按要 求正确到达相应的目的地。
（二）分组交换
交换节点 A
交换节点 B
交换节点 C
交换节点 A
交换节点 B
交换节点 C
分组1 分组2 分组3 分组4 分组5
分组1 分组2 分组3 分组4 分组5
传输时延 存储时延 处理与排 队时延
报文
传输时延 存储时延 处理与排
主要特点： ►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）。
►分组交换节点对各个分组分别处理。 ►根据选路信息选择去向，转发分组。
（二）分组交换
1、相关概念
（1）通信线路的资源共享
组合多个低速数据终端共同使用一条高速的线路 （即多路复用），以便经济有效地使用通信线路。
多路复用方法 ： ►预分配资源法（预分配复用或固定分配） ►动态分配资源法（统计时分复用）
►模拟交换：以模拟信号为对象的交换方式。 传输和交换的信号是模拟信号的交换机称为 模拟交换机。（模拟交叉接点） ►数字交换：以数字信号为对象的交换方式。 传输和交换的信号是数字信号的交换机称为 数字交换机。（数字交换网络）
1.2.2 布控交换与程控交换
►布控交换：是利用布线逻辑电路进行控制的 一种交换方式。 步进制、机动制和纵横制等机电制交换机都 是布控交换机。
1.1.1 交换的引入
三、交换节点的连接方式
2、汇接方式
多个交换节点之 间不能做到个个 相连，而是引入 汇接交换节点， 实现各交换节点 之间的间接相连。
汇接交换机
1.1.2 交换节点的基本功能
1、交换接续功能 （1）本局接续：本交换机内部用户线之间接续 （2）出局接续：用户线与出中继线之间的接续 （3）入局接续：入中继线与用户线之间的接续 （4）转接接续：入中继线与出中继线之间的接续
第一章 交换技术概述
第一章 交换技术概述
本章内容：交换的基本概念 交换技术分类 交换技术的发展 电话交换信令方式
本章重点：理解各相关概念 本章难点：局间信令
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
被叫用户
主叫用户
1.1 交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
主叫用户
被叫用户
1.1 交换的基本概念
1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号
► 连续消息：消息的状态随时间是连续变化 的, 如强弱连续变化的语音等。（模拟消息） ► 离散消息：消息的状态是可数的或离散的, 如符号、文字和数据等。（数字消息）
1.2.1 模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号 ► 模拟信号：对应于模拟消息的电信号形式。 是指代表消息的信号及其参数（幅度、频率 或相位）随着时间连续变化的信号。
►程控交换：是利用计算机软件进行控制（即 存储程序控制）的一种交换方式。 程控交换包括模拟程控交换和数字程控交换。
1.2.3 电路交换与分组交换
电路交换 分组交换
传统的电路交换 多速率电路交换 快速电路交换
传统的分组交换 帧交换 快速分组交换
（一）电路交换
1、传统的电路交换
是指固定分配带宽（传送通路），连接建立后，即 使无信息传送也占用电路的一种交换方式。
主要特点： ►采用固定分配带宽，电路利用率低。 ►要预先建立连接，有一定的连接建立时延。 ►无差错控制措施。 ►用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过负
荷时呼损率增加。 不适于突发业务和对差错敏感的数据业务。
（一）电路交换
基本工作过程分为三阶段：
呼叫建立、信息传送、连接释放。
交换节点A
交换节点B
二、模拟通信与数字通信
► 数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。
信息源
信源编码器 信道编码器
调制器
模拟信号
数字信号 已调信号 传输媒质
受信者
信源译码器 信道译码器
解调器
噪音源 数字信道
数字通信系统模型
主要优点：抗干扰性强、保密性好、设备易于集成化、
便于计算机处理
1.2.1 模拟交换与数字交换
三、模拟交换与数字交换
查表路由法 虚电路路由表法
（二）分组交换
（1）扩散式路由法 ►分组从原始节点发往它的每个相邻节点； ►接收该分组的节点检查它是否已经收到； ►该节点把分组再发往其所有相邻的节点； ►最先到达终点的分组拷贝保留，后续到达的该分组 拷贝被抛弃。
A
B
（二）分组交换
（1）扩散式路由法 ►分组从原始节点发往它的每个相邻节点； ►接收该分组的节点检查它是否已经收到； ►该节点把分组再发往其所有相邻的节点； ►最先到达终点的分组拷贝保留，后续到达的该分组 拷贝被抛弃。
（二）分组交换
如何进行虚电路的重连接？ ►一旦节点检测到故障，将向源节点和终节点发送清 除指示分组（包含原因和诊断码）； ►源节点收到后，就会发送新的呼叫请求分组； ►选择新的替换路由与终点节点建立新的连接； ►所有未被证实的分组将沿新的虚电路重新发送。
（三）帧交换
►帧交换是以一种帧方式来承载业务，在数据链路 层以上简化的方式来传送和交换数据单元。
队时延
报文
图1.10 分组交换的时延
图1.11 报文交换的时延
（二）分组交换
2、虚电路和数据报
（1）虚电路方式：在用户数据传送前，先要通过发 送呼叫请求分组建立端到端之间的虚电路；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；最后通过的呼叫分组来拆除虚电路。
呼叫建立时，有关交换节点在相应路由上寻找一 条适合的通道；此时并不建立连接和分配资源， 而是将通信所需的带宽、所选的路由编号填入相 关交换机中，从而“记忆”所分配的带宽和去向， 实际上只是建立了“虚电路” 。