教材:《现代交换原理与技术》罗國明、沈庆国、张曙光等编著.电子工业出版社(第二版),2010 参考书:

1《程控交换与宽带交换》张中荃. 人民邮电出版社,2003

2《现代交换原理与通信网技术》卞佳丽等. 北京邮电大学出版社,2005

六、教学方法和手段建议

该课程可以采用多媒体教学与常规教学相结合的教学手段

本课程期末考试为闭卷笔试。学生的课程总评成绩由平时成绩(占30%)和期末考试成绩(占70%)两部分构成

一、本章的教学目的和要求

介绍交换的基本概念及各类交换技術的原理和发展演进。理解各种交换方式,了解NGN与软交换的基本概念形成交换与通信网的整体认识,为后续章节的进一步学习建好概念框架。

1、交换的概念,通信网的概念,电话通信网,数字同步网,信令方式

2、电路交换、分组交换、快速分组交换、A TM交换、网络交换

3、电路交换技术的發展、分组交换技术的发展、宽带交换技术的发展

第3章数字程控交换(10学时)

一、本章的教学目的和要求

掌握交换机的基本功能、数字交换系統的特点、交换机的硬件结构,掌握数字交换原理、交换机软件系统,熟练呼叫处理程序、程序的执行管理,掌握交换机的相关指标本章安排┅个交换系统组成与结构实验,2学时;一个电话用户接口模块实验,2学时;一个电话用户信令的产生与观测实验,2学时,共6学时的实验。

1、话路系统、控制系统

2、时隙交换的概念、复用器与分路器、数字交换网

3、交换软件组成、交换软件特点

端点间提供临时或专用面向连接嘚会话它的固有特点是，有一条通过多路径网络的预定路径提前定义好一条路径，可以改进性能并且消除了帧和分组对头的需求，從而增加了吞吐率从技术上看，可以通过分组交换网络的物理路径进行改变以避免拥挤和失效线路，但是两个端系统要保持一条连接并根据需要改变路径描述。

逻辑信道： 通过统计复用的方式按需分配信道带宽，只有用户有数据要传送时才为之生成一个分组并复鼡到信道中，从而形成逻辑子信道

9、分组交换网的构成方式是怎样的？相关通信协议是什么

答：分组交换网主要由分组交换机、用户終端设备、分组装拆设备、远程集中器、网络管理中心和传输线路设备；X.75协议、X.25协议 10、简述帧中继和X.25的异同

答：帧中继的数据传输只涉及粅理层和数据链路层二层协议，且二层协议只具有核心的功能:帧透明传输、差错检测和统计复用不在完成纠错、重发等操作，大大简化叻交换节点的协议处理过程降低了通信时延，提高了网络对信息处理的效率

1.简述ISDN的三个基本特征。

答：一、端到端的数字连接：在ISDN中所有语音，数据和图像等信号都以数字形式进行传输和交换二、综合的业务：ISDN提供广泛的业务，包括目前所有的语音和数据业务并提供更多的新应用，主要有传真智能用户电报，可视图文遥测等。三、标准的多用途入网接口：ISDN具有标准的入网接口用户可以根据洎己的需要在用户接口上连接各种通信设备，使不同的业务和终端都可以通过同一个接口接入ISDN 2.ISDN提供的两个UNI接口是什么接口，速率是多少信道构成方式如何？

答：一、基本速率接口：两条64kbit/s双工的B信道用于用户信息传输；一条16kbit/s双工的D信道，用于信令传输基本接口的总速率是144kbit/s，再加上帧定位、同步以及其他控制比特速率可以达到192 kbit/s。二、一次群速率接口：当采用1544 kbit/s的速率时接口的信道结构是23B+D；采用2048 kbit/s的速率時，一次群速率接口的信道结构是30B+D它有32个64 kbit/s的信道，其中的一个信道用来满足帧定位和帧同步等需要；还有一个信道是D信道速率为64kbit/s，用來传输信令；其余的30个信道为B信道用来传输话音和数据。一次群速率接口还可以支持H信道 3.简述B信道和D信道的用途。

答：B信道是一个用戶信道用来传输话音、数据等用户信息，传输速率是64kbit/s. D信道有两个用途：可以传输公共信道信令用来控制B信道呼叫的建立和拆除等；当沒有信令交互的时候可以用来传输分组数据或低速遥测数据等。

5.ISDN 交换系统由哪几部分组成,各部分完成什么功能?

ISDN 包括 话路子系统和控制子系統. 话路子系统包括接口技术和交换网络.接口部分包括用户接口中级接口和信令设备.数字用户接口可以分为线路终端和交换机终端两个功能模块.其中LT负责数字用户线路的传输,包括线路的编码定时同步供电和用户线数字信息传输等功能.ET负责用户线路的接入控制,包括将B信道的用户信息复制用到PCM线路上以接入交换网络,以及对D信道的控制信令进行处理功能. 中继接口包括ISDN交换机中继线的接口,与分组交换机中继线的接口等.PHIΦ继线连接到交换系统外部的提供分组处理功能的设备上由后者提供至公用的分组网交换功能 交换网络又称交换矩阵，提供电路连接和傳递信息的设备控制子系统是有处理机系统构成的，处理机系统和相应的控制程序共同完成ISDN交换系统呼叫连接的建立和释放以及操作维護管理等工作

1，ATM UNI接口的信元与NNI接口的信元结构有什么异同 答：P273 最上面两个图

2，ATM信元头中各个域的含义是什么完成什么功能？

答：GFC：通用流量控制是一个4hit 的字段，用来在UNI接口上提供用户到网络方向上的流量 VPI：虚

VCI：虚通道标志是一个长度为16hit的字段 PT：净荷类型，表示48byte的信息所承载的信息类型3hit的字段可以只是8种ATM信元净荷类型。

3理解ATM面向连接的工作方式。为什么说这种连接是虚连接在B-ISDN网络中存在几种虛连接方式？ 5、AAL1~AAL5所支持的应用是什么

答：AAL1支持对时延敏感的恒定比特率业务，比如话音AAL2支持可变比特率的实时业务，特别是采用压缩技术的视频传输AAL3用来支持面向连接的数据业务，而AAL4用来支持面向无连接的数据业务但是当它们分别单独发展后，这两者之间相同的地方越来越多最后它们被合并成为现在的AAL3/4.AAL5是一种简化的AAL规程，用来支持面向连接的可变比特率的数据业务对信令与数据业务进行适配。6ATM交换结构所要完成的功能是哪些？答：要完成三个基本功能：选路信头翻译与排队。选路就是选择物理端口的过程即信元可以从某個入线端口交换到某个出线端口的过程。信头翻译是指将信元的输入信头值变换为输出信头值的过程排队是指给ATM交换网络设置一定数量嘚缓冲器，用来存储在竞争中的失败信元避免信元的丢失。7ATM交换系统是由哪几个部分构成的?各部分分别完成什么功能？答：（1）ATM交换系统主要是由信元传送子系统与控制子系统两部分构成的其中信元传送子系统又是由交换网络和接口设备组成的，接口设备包括输入侧接口设备和输出侧接口设备（2）信元传送子系统需要完成相应的物理层与ATM层的功能。ATM交换网络主要完成信元的交换功能输入侧接口设備与ATM交换系统的输出线路连接在一起，主要完成物理层功能与ATM层功能而控制子系统主要是由处理机系统及各种控制软件组成，其中包括呼叫控制软件和操作管理维护软件呼叫控制软件主要完成呼叫连接的建立和拆除，包括寻址选路，交换网络的控制功能含UNI和NNI接口的信令处理。OAM软件主要完成对交换系统的操作维护具体包括配置管理，计费管理性能统计，故障处理等功能 11、什么是输入缓冲的HOL现象，有什么办法可以消除它

答：（1）所谓输入缓冲的HOI现象是指发生出线竞争时，各个队列中如果队首信元在竞争中失败那么排在队首信え之后的信元假设其目的端口是空闲的，但是由于不是队首信元所以不能传送而被阻塞。（2）采用窗口方法：在每个输入缓冲器设定一個宽度为W的窗口W意味着在一个时隙内每个输入队列可以有W个信元依次参与出线竞争。一个时隙可划分为竞争仲裁时间与信元传送时间其中竞争仲裁时间可进一步划分为W个子区间。在第一个子区间由所有输入队列的排头信元进行出线竞争，若所有占用的出线则在第二个孓区间进行第二次出线竞争以此类推，直到所有的出线均被占用或者窗口已经用尽

1、交换：是指在用户分布密集地区的中心安装的一種设备，各用户的通信终端通过一对线对连接到该设备

上当其中任意两个用户之间需要通信时，该设备能够根据主叫用户的呼叫请求紦主叫用户和被叫用户的线对接通，在两者之间完成语音、图像、数据等信息的传送

2、时隙：在时分多路复用方式下，把时间分成一些尛的时间段将各路信号分配在不同的时间段上传输，

以达到互相分开互不干扰的目的，把每路信号所占用的时间段称为“路时隙”簡称为“时隙”。

3、信令：是在交换设备之间或交换设备和用户设备之间传送的一种通信语言它可以指导终端用户、交换

系统及传输系統协同工作，在指定的主、被叫用户之间建立或拆除通信链路并维护通信网络本身的正常运行。

4、ATM：是指以ATM信元作为基本传输单位采鼡异步传输模式进行信息交换和传输的

5、群处理：将连接到某交换机上的所有用户分为若干行，每行用户数相当于计算机的字长处理机烸次对

一行用户进行扫描和运算，以识别其中哪些用户摘机或挂机处理机的这种用户摘挂机识别处理方式称为群处理。

6、 IP交换：利用2层茭换来提高IP选路性能的技术和解决方案被统称为IP交换。

7、时隙交换：又称为时分交换是指在数字交换网络中，输入复用线上任一时隙嘚内容可以交换到输出复

用线上任一个时隙输出

8、状态迁移：为了简明的记述一次呼叫处理，可以把一次呼叫接续划分成若干个阶段烸

一个阶段看作一个较长时间内稳定不变的状态，交换机根据接续要求由一个稳定状态转移到另一个稳定状态的过程，称为状态迁移

9、随路信令：是一种在接续的话路中传递各种信令，或在与话路有固定联系的信令通路中

10、共路信令：是在一条专用的公共信道中传送信囹信号的方式这条公共信道与所有的话

路都不相关，是一条独立的信令信道

11、分组交换：是采用存储--转发的方式把若干比较短的、规格化了的分组（或称包）进行

12、标签交换：是Cisco公司提出的一种多层交换技术，是指把网络层的信息与标签关联在一起并使用

标签替换机淛进行分组转发的体系结构、协议和过程。

1.1在通信网中为什么要引入交换的功能?

在通信网中引入交换设备的意义就是在降低成本的前提下保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展，最终达到网络的智能化管理

1.2通信网是由用户终端设备、传输设备和交换设备组成。

1.5電路交换分组交换的虚电路方式以及ATM交换都采用面向连接的工作方式，它们有何异同

电路交换采用面向连接的工作方式是物理连接，汾组交换的虚电路面向连接的工作方式是逻辑连接它不同于电路交换中的实际的物理连接，而是通过通信连接上的所有节点保存选路结果和路由连接关系来实现连接ATM采用面向连接的工作方式与分组交换的虚电路相似，它是逻辑连接而不是物理连接

共同点：它们的通信過程都具有连接建立，数据传送和连接拆除三个阶段

1.1.6同步时分复用和异步时分复用的特点是什么？

答：同步时分复用的基本原理是把时間划分为等长的基本单位称为帧，依据数字信号在每一帧中的时间位置来确定它是第几路子信道通过时间位置来识别每路通信，是固萣分配带宽

异步时分复用是动态分配带宽，即不固定分配时间片各路通信按需使用。将时间划分为等长的时间片用于传送固定长度嘚信元，依据信头中的标志（UPI/UCI）来区分是哪路通信的信元而不是靠时间位置来识别。

1.7面向连接和无连接的工作方式的特点是什么

答：媔向连接：?不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通信过程可分为三个阶段：连接建立传送消息，连接拆除?一旦连接建立，該通信的所有信息均沿着这个连接路径传送且保证信息的有序性。?信息传送的时延比无连接工作方式的时延小④一旦建立的连接出现故障，信息传送就要中断必须重新建立连接，因此对故障敏感

无连接工作方式的特点:?没有连接建立过程，一边选路一边传送信息?属於同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先无法预知无法保证信息的有序性。?信息传送的时延比面向连接工作方式的时延長④对网络故障不敏感。

各种交换方式及特征：1.电路交换：信息传送的最小单位是时隙；面向连接的工作方式；同步时分复用；信息传送无差错控制；信息具有透明性；基于呼叫损失制的流量控制2.多速率电路交换：具有电路交换的主要特点，可以看作是采用电路交换方式为用户提供多种速率的交换方式3.快速电路交换：提高了带宽的利用率，控制复杂4.分组交换：信息传送的最小单位是分组；面向连接囷无连接两种工作方式；统计时分复用；信息传送有差错控制；信息传送差错控制；信息传送不具有透明性；基于呼叫延迟制的流量控制。5帧交换：帧方式的承载业务克服分组交换协议处理复杂的缺点，简化了协议6帧中继：进一步简化了协议。7.ATM交换：固定长度的信元和簡化的信头；采用了异步时分复用方式；采用了面向连接的工作方式8报文交换（Message Switching）又称为存储转发交换，是通过通信子网上的结点采用存储转发的方式来传输数据它不需要在两个站点之间建立一条专用的通信线路

10、图为TST数字交换网络若A用户分配的时隙是3，B用户分配的时隙是31A―B方向的内部时隙是7，

该网络内部时隙总数为128B---A方向采用反向法。答：（1）T接线器用于完成同一条PCM复用线上不同时隙之间信码的茭换。S接线器用于完成不同PCM复用线之间相同时隙的信息交换。

DPC 目的信令点编码DSE 数字交换单元DSL 数字用户线DSN 数字交换网络DTE 数据终端设备DTMF 双音哆频DUP 数据用户部分 EWSD 数字电子交换系统EIA 电子工业协会FCS 帧检查序列FEC 转发等价类FPS 快速分组交换FR 帧中继FRN 帧中继网FS 帧交换FSM 有限状态机FSM 前向建立消息GFC 一般流量控制GPRS 通用分组无线业务GSM 全球移动通信系统 HDB3 三阶高密度双极性码HEC 信头差错控制 HSTP 高等级的信令转接点IN 智能网IP 互连网协议

ISPC 国际信令点编码ITU 國际电信联盟LAMA 本地自动计费方式LAN 以太网

LAP 链路入口协议LAPB 平衡链路接入规程LAPD D信道链路接入规程

LAPF 帧方式承载业务数据链路层LCGN 逻辑信道群号LCN 逻辑信噵号LT 线路终端用户终端MAC 媒体访问控制MAP 移动应用部分MBS 最大突发尺寸MPLS 多协议标记交换MSU 消息信令单元MTP 消息传递部分

NCC 网络控制中心NGN 下一代网络N-ISDN 宽帶综合业务数字网NMC 网络管理中心NNI 网络节点接口NRZ 单极性不归零吗NUI 网络用户识别OC 面向连接方式OPC 目的信令点编码OSPF 开放最短路径优先PABX 用户专用自动尛交换机PBX 专用小交换机，用户小交换机PCM 脉码调制PHI 分组处理器接口

PSPDN 公用分组交换网PSTN 公用电话交换网PVC 永久虚电路QoS 服务质量

RCU 远程集中器 REJ 拒绝否萣，抑制阻碍SCP 业务控制点SCCP 信令连接控制部分SE 交换单元 SLS 信令链路选择SPC 存储程序控制SSP 业务交换点STD 同步时分STDM 统计时分复用STE 信号端接设备STP 信令转接点SVC 交换虚电路TCAP 事务处理能力应用部分TCP 传输控制协议TDM 时分多路复用

T-S-T 时分-空分-时分交换网络TUP 电话用户部分VCC 虚电路连接VP 虚通道，虚路径VPC 虚通道連接VOIP 在IP协议上传输语音

A/D 模拟/数字 AAL ATM适配层ACK 证实信号ARS 地址解析服务器ARP 地址解析协议ATD 异步时分ATM 异步转移模式AU 接入单元BHCA 忙时试呼 B-ISDN 宽带综合业务数字網 BRI 基本速率接口BSN 后向序号B-TE 宽带终端设备

CAS 随路信令CCITT 国家电报电话咨询委员会 CCS 公共信道信令共路信令

CDMA 码分复用多址CF 呼叫转送CFB 遇忙呼叫转送CIC 电蕗识别码CIP ATM上的传统IP技术CLR 信元丢失率CPE 用户驻地设备CR 信元中继CRC 循环冗余校验码CS 电路交换CT 呼叫转移CTM 电路传送模式CW 呼叫等待DCE 数据电路端接设备DLCI 数据鏈路连接标识符DPC 目的信令点编码DSE 数字交换单元DSL 数字用户线DSN 数字交换网络DTE 数据终端设备DTMF 双音多频DUP 数据用户部分 EWSD 数字电子交换系统EIA 电子工业协會FCS 帧检查序列FEC 转发等价类FPS 快速分组交换FR 帧中继FRN 帧中继网FS 帧交换FSM 有限状态机FSM 前向建立消息GFC 一般流量控制GPRS 通用分组无线业务GSM 全球移动通信系统 HDB3 彡阶高密度双极性码HEC 信头差错控制 HSTP 高等级的信令转接点IN 智能网IP 互连网协议

ISPC 国际信令点编码ITU 国际电信联盟LAMA 本地自动计费方式LAN 以太网 LAP 链路入口協议LAPB 平衡链路接入规程LAPD D信道链路接入规程

LAPF 帧方式承载业务数据链路层LCGN 逻辑信道群号LCN 逻辑信道号LT 线路终端，用户终端MAC 媒体访问控制MAP 移动应用蔀分MBS 最大突发尺寸MPLS 多协议标记交换MSU 消息信令单元MTP 消息传递部分

NCC 网络控制中心NGN 下一代网络N-ISDN 宽带综合业务数字网NMC 网络管理中心NNI 网络节点接口NRZ 单極性不归零吗NUI 网络用户识别OC 面向连接方式OPC 目的信令点编码OSPF 开放最短路径优先PABX 用户专用自动小交换机PBX 专用小交换机用户小交换机PCM 脉码调制PHI 汾组处理器接口

PSPDN 公用分组交换网PSTN 公用电话交换网PVC 永久虚电路QoS 服务质量

RCU 远程集中器 REJ 拒绝，否定抑制，阻碍SCP 业务控制点SCCP 信令连接控制部分SE 交換单元 SLS 信令链路选择SPC 存储程序控制SSP 业务交换点STD 同步时分STDM 统计时分复用STE 信号端接设备STP 信令转接点SVC 交换虚电路TCAP 事务处理能力应用部分TCP 传输控制協议TDM 时分多路复用

T-S-T 时分-空分-时分交换网络TUP 电话用户部分VCC 虚电路连接VP 虚通道虚路径VPC 虚通道连接VOIP 在IP协议上传输语音