通信交换技术 第一章要点课件.ppt
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1、程控交换与软交换技术,主讲:,第一章绪论,本章学习目的、要求和内容1.了解交换的引入及分类2.了解下一代网络与软交换3.理解固定电话网向下一代网络的演进过程4.掌握移动电话网向下一代网络的演进过程,1.1交换的引入,通信的目的是快速、有效、可靠地实现信息的传递。自从1876年Bell.A.G发明电话以来,一个电信系统至少应由终端和传输媒介组成,如图1.1所示,当存在多个终端时,人们希望其中任意两个终端之间都可以进行点对点通信。无交换的多个终端要实现相互间通信,必须以全互连的方式两两相连。由此可见,通信网是由用户终端设备、传输设备和交换设备组成。它由交换设备完成接续,使网内任一用户可与其他用户通
2、信。电话交换是电信交换中最基本的一种交换业务。它是指任何一个主叫用户的信息,可以通过通信网中的交换节点发送给所需的任何一个或多个被叫用户。当电话用户分布的区域较广时,就需设置多个交换节点,交换节点之间用中继线相连,如图1.2所示。,A,B,C,乙,甲,1.2 交换技术分类,1.2.1 模拟交换与数字交换1模拟信号和数字信号(1)模拟信号模拟信号是指代表消息的信号及其参数(幅度、频率或相位)随着消息连续变化的信号,如图1.3(a)所示。(2)数字信号数字信号是指信号幅度并不随时间作连续的变化,而是取有限个离散值的信号,如图1.3(b)所示。,2模拟通信和数字通信(1)模拟通信以模拟信号为传输对象
3、的传输方式称为模拟传输, 而以模拟信号来传送消息的通信方式称为模拟通信。(2)数字通信以数字信号为传输对象的传输方式称为数字传输,以数字信号来传送消息的通信方式称为数字通信。数字通信与模拟通信相比,具有抗干扰性强、保密性好、设备易于集成化以及便于使用计算机技术进行处理等优点;其主要缺点是所用的信道频带比模拟通信所用的信道频带宽得多,降低了信道的利用率。,3模拟交换和数字交换(1)模拟交换以模拟信号为交换对象的交换称为模拟交换,传输和交换的信号是模拟信号的交换机称为模拟交换机。(2)数字交换以数字信号为交换对象的交换称为数字交换,传输和交换的信号是数字信号的交换机称为数字交换机。,1.2.2 布
4、控交换与程控交换,布控就是布线逻辑控制(Wired Logic Control,WLC),布控交换是利用逻辑电路进行控制的一种交换方式。程控就是存储程序控制(Stored Program Control,SPC),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。,1.2.3 电路交换与分组交换,1电路交换方式传统的电话网采用的是电路交换方式。电路交换(Circuit Switching,CS)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。电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路,在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输
5、,并且不允许其它计算机或终端共享该链路的通信方式。,电路交换的特点如下:(l)在通信开始时要首先建立连接,在通信结束时要释放连接。(2)一个连接在通信期间始终占用该电路,即使该连接在某个时刻没有信息传送,该电路也不能被其它连接使用,电路利用率低。(3)交换机对传输的信息不作处理,对交换机的处理要求简单,而且对传输中出现的错误不能纠正。(4)一旦连接建立以后,信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值。,2分组交换方式分组交换(Packet Switching)原来是为完成数据通信业务发展起来的一种交换方式,由于分组交换技术的迅速发展,现在利用分组交换技术不仅可以用来完成数据通信业务,也可以用来完
6、成语音和视频通信。分组交换利用存储一转发的方式进行交换。,分组交换的主要优点是:(l)为用户提供了在不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的终端之间能够相互通信的灵活的通信环境;(2)采用逐段链路的差错控制和流量控制,出现差错可以重发,提高了传送质量和可靠性;(3)利用线路动态分配,使得在一条物理线路可以同时提供多条信息通路。分组交换有虚电路(面向连接)和数据报(无连接)这两种方式。(1)虚电路(2)数据报,(1)虚电路定义:是指两个用户在进行通信之前要通过网络建立逻辑上的连接。,被叫用户地址虚电路标识,出,入,出,虚电路通信方式包括3个阶段1.呼叫建立2.数据传输3.释放呼叫,(
7、2)数据报定义:独立地传送每一个数据分组,每一个数据分组都包含终点地址信息、每一个节点都要为每一个分组独立地选择路由,因此一份报文包含的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。,1.3 下一代网络与软交换概述,1.3.1下一代网络的概念及产生的背景1下一代网络的概念下一代网络(Next Generation Network,NGN)是基于分组、业务驱动、开放式综合业务架构、集话音、数据、传真和视频业务于一体的全新的网络。通过业务和呼叫完全分离,呼叫控制和承载完全分离,从而实现相对独立的业务体系,使业务独立于网络。下一代网络(Next Generation Network,NGN)的概念可分为广义和
8、狭义两种。,广义:不同于现有网络,采用新技术,可以提供话音、数据及多媒体业务,能够实现网络终端用户之间的业务互通及共享的融合网络。包括: 传送网 接入网 交换网 互联网,狭义:特指以软交换设备为控制核心,能够实现话音、数据及多媒体业务的开放式分层体系构架。业务控制和呼叫控制的分离呼叫控制与接入和承载的彼此分离功能部件之间采用标准协议进行互通兼容PSTN网、IP网、移动网等技术提供丰富的用户接入手段支持标准协议的业务开发接口采用统一的分组网络进行传送,定义:NGN是基于分组网络,能够提供电信业务;利用有多种宽带能力和服务质量保证的传送技术;其业务相关功能与其传送技术相独立;NGN使用户可以自由接
9、入到不同的业务提供商;NGN支持通用移动性。,2产生的背景近年来,随着我国电信产业界的融合趋势,电话网、计算机网、有线电视网趋于融合。传统网络面临的负荷在不断增大,用户的业务需求也趋于多样化的趋势,而这些新型的多样性业务,是目前PSTN、PLMN网络所难以提供的。在这一发展背景下,基于软交换技术的NGN网络应运而生。NGN(Next Generation Network)又称为下一代网络,是一种综合、开放的网络构架,可以在统一的分组网络上融合通信、信息、电子商务和交易等业务,满足多样化、个性化业务需求,在继承的基础上实现与各种业务网络(PSTN/ISDN、PLMN、IN、Internet)之间
10、的互通,在全网内快速提供新的语音、数据、图像融合业务。,1.3.2软交换的概念及特点,1软交换的概念传统的电路交换机,软交换打破了传统的封闭交换结构,采用完全不同的横向组合的模式,将传输、呼叫控制和业务控制三大功能之间接口打开,采用开放的接口和通用的协议,构成一个开放的、分布的和多厂家应用的系统结构,可以使业务提供者灵活选择最佳和最经济的组合来构建网络,加速新业务和新应用的开发、生成和部署,快速实现低成本广域业务覆盖,推进语音和数据的融合,下一代网络(NGN)将是一个以软交换为核心、光网络和分组型传送技术为基础的开放式融合网。下一代网络应具有以下特点:1)采用开放式体系架构和标准接口;2)呼叫
11、控制与媒体层和业务层分离;3)具有高速的物理层、高速链路层和高速网络层;4)网络层趋向于采用统一的IP协议实现业务融合;5)链路层趋向于采用电信级的分组节点,即高性能核心路由器加边缘路由器以及ATM交换机;6)传送层趋向于实现光联网,可提供巨大而廉价的网络带宽和网络成本,可持续发展网络结构,可透明支持任何业务和信号;7)接入层趋向于采用多元化的宽带无缝接入技术。,2软交换的特点,(1)与电路交换机相比,软交换成本低。(2)可以灵活选择软交换的配置模式,功能块可以分布在整个网络中,也可集中起来,以适合不同的网络需求。(3)软交换采用开放式标准接口,易于和不同网关、交换机、网络节点通信,具有很好的
12、兼容性、互操作性和互通性。(4)利用软交换进行建网,不仅成本低,而且能够很方便地用软交换转移,处理那些对5类交换机来说太复杂的业务;还可以很方便地进行大规模网络升级,运营者可以把新型业务下载到数据网络上,只把话音业务在传统交换机上传输。,1.4 以软交换为中心的下一代网络结构,下一代网络从上往下由网络业务层、控制层、媒体层、接入和传送层等四层组成。如图1.6所示。,1第一层业务/应用层业务/应用层在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务,同时提供业务和网络的管理功能。具体功能如下:(1)存储用户的签约信息,确定用户对业务的使用权限,一般采用专用的用户数据库服务器+AAA服务器或智能网SCP
13、来实现。(2)采用专用的应用服务器和智能网SCP(要求软交换机具备SSP功能)来实现YDN 065-1997邮电部电话交换设备总技术规范书中定义的基本电话业务及其补充服务功能,以及智能网能够提供的电话卡、被叫付费等智能网业务。,(3)采用专用的单个应用服务器或多个应用服务器实现融合语音、数据以及多媒体的业务,灵活地为用户提供各种增值业务和特色业务。(4)软交换网控制层中的软交换机之间是不分级的,当网络中每增加一个软交换机时,其它所有软交换机必须增加相应的局数据;而这对于网络运营来说,将是极为麻烦的,其解决办法是在业务应用层中设置策略服务器来为软交换机提供路由信息。当然,策略服务器的设置方案将直
14、接影响软交换网络的安全可靠性。,2第二层控制层软交换技术将电话交换机的交换模块独立成为一个物理实体,称为软交换机(SS),SS位于控制层,它的主要功能是完成对边缘接入层中的所有媒体网关的业务控制及媒体网关之间通信的控制。这一层的作用是实现呼叫控制,并通过支配网络资源,完成基本实时呼叫控制和连接控制功能,实现各种信令协议的互通和转换。,3第三层传输层这一层的作用是采用分组技术,提供一个高可靠性的、提供QoS保证、大容量的、统一的综合传送平台。传输层实际上就是软交换网的承载网络,其作用和功能就是将边缘接入层中的各种媒体网关、控制层中的软交换机、业务应用层中的各种服务器平台等各个软交换网网元连接起来
15、。由于IP网能够同时承载语音、数据、视频等多种媒体信息,同时具有协议简单、终端设备对协议的支持性好且价格低廉的优势,因此软交换网选择了IP网作为承载网络。软交换网中各网元之间均是将各种控制信息和业务数据信息封装在IP数据包中,通过核心传送层的IP网进行通信。,4第四层接入层该层通过各种形式的接入手段将用户通过接入设备所输入的语音、数据、多媒体转换成能够在分组传送网中传输的数据格式,并且将这些数据通过各种形式的传输途径提交给分组网络。,接入层的设备可细分为以下几类:(1)中继媒体网关(TG) (4)综合接入设备(IAD)(2)信令网关(SG) (5)多媒体业务网关(MSAG)(3)接入网关(AG
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