程控交換技術(shù)課件

程控交換技一、通信網(wǎng)的基本概念1、通信網(wǎng)定義：通信網(wǎng)就是在一定范圍內(nèi)以終端設(shè)備和交換設(shè)備為點，以傳輸設(shè)備為線，按一定順序，點線相連形成的有機組合的系統(tǒng)，它可以完成多個對多個用戶間的通信。2、通信網(wǎng)組成：

終端設(shè)備、傳輸設(shè)備和交換設(shè)備（核心）3、交換設(shè)備：

基本功能：交換、控制、管理、執(zhí)行

交換功能：根據(jù)終端要求與傳輸鏈路的轉(zhuǎn)接能力，完成信源與信宿之間的接續(xù)轉(zhuǎn)換；

控制與管理功能：交換機能依據(jù)通信流量的狀態(tài)，有效地選擇路由、進行通信流量控制和差錯恢復(fù)等；

執(zhí)行功能：進行各種業(yè)務(wù)的通信與交換。二、交換技術(shù)的引入通信的目的是實現(xiàn)信息的傳遞。自1876年貝爾發(fā)明電話以來，一個通信系統(tǒng)至少應(yīng)由終端和傳輸媒介組成。傳輸媒介終端終端信息信息電信號電信號點對點的通信系統(tǒng)當存在多個終端時，人們希望其中任意兩個終端之間都可以進行點對點通信。無交換的多個終端要實現(xiàn)相互間通信，必須以全互連的方式兩兩相連。全互連方式缺點：1.線路利用率低2.使用不方便3.安裝維護困難

通過引入交換節(jié)點完成用戶間的接續(xù)引入交換節(jié)點特點：1.能完成任意兩個用戶之間的通話接續(xù)，即具有任意性。2.在同一時間內(nèi)，能使若干對用戶同時通話且互不干擾。三、交換技術(shù)的發(fā)展交換技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了五個階段，下面我們以電話交換機為例，簡單了解一下這五個階段：第一階段：人工電話交換機

1878年出現(xiàn)了第一步磁石式人工電話交換機。(磁石式電話又稱手搖電話機,是需自備兩節(jié)干電池做電源，并帶有磁石式手搖發(fā)電機的電話機）隨著電話用戶的增加，磁石式交換機不能適應(yīng)需要，在1891年又出現(xiàn)了共電式電話交換機。（共電式電話交換機由電話局集中向電話用戶提供通話電源的一種人工電話交換機）磁石式人工電話交換機共電式人工電話交換機1990年北京電話局人工交換機第二階段：步進制電話交換機步進制電話交換機是由選擇器和繼電器組成的一種自動電話交換機。它以機械動作代替人工電話交換機話務(wù)員的接線動作。當用戶撥號時，交換機內(nèi)相應(yīng)的選擇器就隨著撥號時發(fā)出的脈沖電流一步一步地改變接續(xù)位置，將主叫和被叫用戶間的電話線路自動接通。第三階段：縱橫制電話交換機由縱橫接線器和集中控制裝置構(gòu)成縱橫接線器由縱線（入線）和橫線(出線)組成。平時，縱線同橫線互相隔離，但在每個交叉點處有一組接點。根據(jù)需要使一組接點閉合，就能使某一縱線與某一橫線接通。

第四階段：電子式交換機在控制系統(tǒng)中用電子器件代替了許多電磁器件第五階段：程控數(shù)字交換無論在控制方式還是交換接續(xù)方式上都有很大的變革，成為交換的業(yè)務(wù)由電話業(yè)務(wù)向綜合業(yè)務(wù)方向發(fā)展的重要支柱四、程控交換機

程控交換機是利用計算機技術(shù)，完成控制、接續(xù)等工作的交換機。程控交換機實質(zhì)上是采用計算機進行“存儲程序控制”的交換機，它將各種控制功能，方法編成程序，存入存儲器，利用對外部狀態(tài)的掃描數(shù)據(jù)和存儲程序來控制，管理整個交換系統(tǒng)的工作。1.程控交換機分類（1）按交換方式分電路交換、報文交換和分組交換三種方式。面向連接（在通信前要通過呼叫在主叫和被叫用戶之間建立一條物理連接），不會出現(xiàn)信息擁塞。電路交換特點優(yōu)點：交換中心根據(jù)信令建立連接，連接一旦建立，不論通信的雙方是否有信息傳遞，通信鏈路及有關(guān)的系統(tǒng)資源都一直被通信雙方占用，不會出現(xiàn)擁塞。

實時交換，時延較小。因為在通信前先建立了連接，在通信過程中獨占一個信道，所以這種交換方式的信息傳送時延非常小。交換處理簡單，交換速度較高。因為交換機對用戶數(shù)據(jù)不處理，不需要添加額外控制信息，因此交換效率較高。電路交換:也稱線路交換。電路交換是在通信之前先建立連接，通信過程中固定分配帶寬、獨占信道的實時交換，適用于語音、圖像等實時性要求高的業(yè)務(wù)，是目前電話網(wǎng)的基本交換方式。電路交換的基本過程包括呼叫連接建立、通話階段和釋放拆除三個階段。線路利用率低。由于電路交換預(yù)分配帶寬并獨享通信資源的方式，話路接通后，即使某一時刻無信息傳輸，也不能給其它用戶使用，因此信道利用率很低。傳輸速率單一。存在呼叫損失。在通信之前建立連接時，如果沒有空閑的電路，呼叫就不能建立而遭受損失，因此交換機應(yīng)配備足夠的連接電路。無差錯控制。在傳送信息期間，網(wǎng)絡(luò)不對用戶信息進行誤碼校正等處理，沒有任何差錯控制措施，不利于可靠性要求高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。缺點：電路交換主要適用于語音和視頻這類實時性強的業(yè)務(wù)。為了克服電路交換中通信電路利用率低以及有損等方面的缺點，提出來報文交換的思想。報文交換：是以報文為數(shù)據(jù)交換的單位，報文攜帶有目標地址、源地址等信息，在交換結(jié)點采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式。這種方式不要求在兩個通信結(jié)點之間建立專用通路。工作過程：結(jié)點把要發(fā)送的信息組織成數(shù)據(jù)包——報文，該報文中含有目標結(jié)點的地址。每一個結(jié)點接收整個報文，檢查目標結(jié)點地址，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的交通情況在適當?shù)臅r候轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點，完整的報文在網(wǎng)絡(luò)中一站一站地向前傳送。經(jīng)過多次的存儲——轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達目標。其中的交換結(jié)點要有足夠大的存儲空間（一般是磁盤），用以緩沖收到的長報文。交換結(jié)點對各個方向上收到的報文排隊，找到下一個轉(zhuǎn)結(jié)點，然后再轉(zhuǎn)發(fā)出去，這些都帶來了排隊等待延遲。

①報文交換不需要通信雙方預(yù)先建立專用線路，因此不存在連接建立時延。

②由于采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式，使之具有下列優(yōu)點：a.在報文交換中便于設(shè)置代碼檢驗和數(shù)據(jù)重發(fā)設(shè)施，加之交換結(jié)點還具有路徑選擇，就可以做到某條傳輸路徑發(fā)生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸數(shù)據(jù)，提高了傳輸?shù)目煽啃裕籦.在存儲轉(zhuǎn)發(fā)中容易實現(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換和速率匹配，甚至收發(fā)雙方可以不同時處于可用狀態(tài)。這樣就便于類型、規(guī)格和速度不同的計算機之間進行通信；c.提供多目標服務(wù)，即一個報文可以同時發(fā)送到多個目的地址，這在電路交換中是很難實現(xiàn)的；d.允許建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級，使優(yōu)先級高的報文優(yōu)先轉(zhuǎn)換。

③通信雙方不是固定占有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。

優(yōu)點：報文交換技術(shù)的特點

①由于數(shù)據(jù)進入交換結(jié)點后要經(jīng)歷存儲、轉(zhuǎn)發(fā)這一過程，從而引起轉(zhuǎn)發(fā)時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發(fā)送時間等），而且網(wǎng)絡(luò)的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或交互式業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)。

②報文交換只適用于數(shù)字信號。

③由于報文長度沒有限制，而每個中間結(jié)點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉(zhuǎn)發(fā)，要求網(wǎng)絡(luò)中每個結(jié)點有較大的緩沖區(qū)。為了降低成本，減少結(jié)點的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉(zhuǎn)發(fā)的報文存在磁盤上，進一步增加了傳送時延。缺點：電子郵件系統(tǒng)（E-mail）適合采用報文交換方式。分組交換技術(shù)是將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組，通過傳輸分組的方式傳輸信息的一種技術(shù)。分組交換網(wǎng)是繼電路交換網(wǎng)和報文交換網(wǎng)之后一種新型交換網(wǎng)絡(luò)，它主要用于數(shù)據(jù)通信。分組交換是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)的交換方式，它將用戶的報文劃分成一定長度的分組，以分組為存儲轉(zhuǎn)發(fā)，因此，它比電路交換的利用率高，比報文交換的時延要小，而具有實時通信的能力。(1)分組交換具有多邏輯信道，故電路的利用率高；(2)分組交換網(wǎng)上的不同碼型、速率和規(guī)程的終端可以互通，實現(xiàn)不同種類的終端相互通信；(3)由于分組交換具有差錯檢測和糾正的能力，故電路傳送的誤碼率極小，信息傳輸?shù)目煽啃愿撸?4)分組交換技術(shù)克服了報文交換時延大這一缺陷，分組交換技術(shù)時延小。分組交換技術(shù)特點（2）按控制方式分

集中控制方式分級控制方式全分散控制方式集中控制方式：交換機的全部控制工作均由一臺處理機（中央處理機）來承擔(dān)。優(yōu)點：處理機對整個交換機的工作狀態(tài)有全面的了解，程序是一個整體，修改調(diào)試較容易缺點：系統(tǒng)龐大，所有處理工作都由一臺處理機完成，故處理機負擔(dān)太重，系統(tǒng)比較脆弱分級控制方式：程控交換機中配備若干個區(qū)域處理機，中央處理機僅負責(zé)智能化程度較高的工作。優(yōu)點：由于區(qū)域處理機的設(shè)立而減少了中央處理機的工作量，使得中央處理機可以采用微處理機，系統(tǒng)可靠性比集中控制式高全分散控制方式：在程控交換機中取消了中央處理機，在終端設(shè)備的接口部分配置微處理機來