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浅谈现代交换技术与通信网
付悦 （长安大学信息工程学院，西安７１００６４） 摘要：随着现代通信技术的不断进步，信息的交换更加频繁，更加便捷，信息交换的内容更加复杂，因此需 要采用交换机来处理错综复杂的信息，使信息的传递更为有效，交换机的发展从人工交换机到自动交换机．从步进 制交换机到纵横线交换机，从模拟交换机到数字交换机，一代代交换机的产生，使得现代交换技术在／，－４ｒＪ的生活， 工作，休闲，娱乐领域都实现了巨大的飞跃，本文将首先介绍交换技术的基本概念，交换技术的分类，如分组交换， 报文交换等，阐述程控交换机的原理，然后重点介绍ＮＯ．７信令网的运用。 关键词：现代交换；ＮＯ．７信令系统；程控交换机 中图分类号：ＴＮ９１６．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—７７１２（２０１４）１６一ｏ１１４—０１
一、现代交换的基本概念和原理 （一）交换的基本概念。交换就是在通信双方问建立信 息通道，实现信息传递有效的过程，在电话网中，有本地交 换机，汇接交换机，长途交换机等，通过这些交换机对话音 信息的汇接和转发，加上必要的信令信息，从而实现两个用 户之间的通信，在互联网中，数据交换常常采用分组交换， 基于ＩＰ的软交换，程控交换等，使得世界上各个角落的人们 都能通过互联网实现通信。 （二）交换技术的发展。交换技术的发展分为四个阶段， 第一人工交换阶段，由接线员完成电话的接续和拆线，第二 机电式交换阶段，如纵横式电话交换机，步进制交换机，第 三阶段程控交换阶段，采用计算机存储程序来控制信息的交 换，随着脉冲编码调制（ＰＣＭ调制）技术的发展，传输信号 从模拟信号转向数字信号，第四阶段程控交换软件技术，又 称软交换，常用于ＩＰ网内进行信息交换，未来有望广泛应用 于各大通信网络中。 （三）程控交换机的原理。程控交换机的组成部分包含 话路部分，控制部分，输入输出部分。其中，话路部分主要 用于传送话路信息，监视话路的状态，控制部分完成对话路 设备的控制，接收各路设备的状态，向设备发送命令，协调 各设备共同完成呼叫处理，输入输出部分主要是实现话路维 护和管理。数字程控交换过程是将话音信号通过交换网络转 换为数字信号，通过ＰＣＭ传输复用线输入到数字交换网络， 通过交换网络输出到指定复用线点的某时隙位置，交换网络 可以实现空分交换，时分交换，使输入复用线上的信号可以 交换到任意输出复用线的任意时隙。 二、Ｎ０．７信令系统 （一）ＮＯ．７信令系统的定义。在通信网中，信令系统不 可或缺。通信网的目标就是为用户传递包括话音信息和非话 音信息在内的各种信息提供手段。依照信令传送通路与话路 之间的关系来分别，信令可分为随路信令和公共信道信令两 大类。Ｎ０．７信令是公共信道信令，局间的Ｎ０．７信令链路是 由两端的信令终端设备和它们之间的数据链路组成。 （二）ＮＯ．７信令系统的优点。最适合采用６４ｋｂ／ｓ的数 字信道，可以很好的适用于由数字程控交换机和数字传输设 备所组成的综合数字网，具有很高的可靠性和完备的信令网 管理功能，采用多功能的模块化系统，灵活地为信令网络服 务，信令单元的长度不相等，它有三个信令单元，消息信令 单元ＭＳＵ，链路状态信令单元ＬＳＳＵ，填充信令单元ＦＩＳＵ， 并且以分组传送和明确标记的寻址方式传送信令消息，使得 ＮＯ．７信令广泛运用在电话网，综合业务数字网，网络的运行， 管理与维护中。其中，消息信令单元是用来传送用户部分的 信息，对信令网的调控监管，以及对信令网的维护，对信令 网各个部分的测试等，其中信息是包含在ＳｌＦ和Ｓ１０字段中。 链路状态信令单元用来发送链路状态消息，控制链路的通断， 通过ＳＦ字段可以表征当前链路的状态，填充信令单元中虽然 不包含任何信息，但是当信令链路上没有信息传送时，通过 发送填充信令单元可以用来观察链路是否正常工作。 （三）ＮＯ．７信令系统的结构。我国ＮＯ．７信令网由高级 信令转接点ＨＳＴＰ、低级信令转接点ＬＳＴＰ和信令点ｓＰ三级构 成。第一级ＨＳＴＰ采用两个上下平行的平面，Ａ平面和Ｂ平面， Ａ，Ｂ平面使用负荷分担方式工作，每个平面内采用网状链接 多个ＨＳＴＰ，Ａ平面和Ｂ平面中成对的ＨＳＴＰ对应相连。每个 ＬＳＴＰ对应连接Ａ、Ｂ平面内成对的ＨＳＴＰ，ＬＳＴＰ到Ａ、Ｂ平面 内两个ＨＳＴＰ的信令链组之间采用负荷分担方式工作。每个 ｓＰ至少连至两个ＳＴＰ（ＬＳＴＰ或ＨＳＴＰ）；若连接ＨＳＴＰ时，应 分别连至Ａ、Ｂ平面内成对的ＨＳＴＰ。ＳＰ至两个ＳＴＰ的信令链 路组间采用负荷分担工作方式工作。 三、Ｎ０．７信令网的协议集 Ｎｏ．７信令的基本功能结构由消息传递部分（￣ｒｒＰ）和用户 部分（ｕＰ）组成。ＭＴＰ主要是用来保证信令信息的传输，当网 络发生故障时，仍然可以采取措施来传送信令。ｕＰ定义了通 信网络中各用户的信令编码，通过用户部分我们可以知道正在 处理哪个通信业务，ＳＣＣＰ（信令连接控制部分），可以传递与 电路无关的信息，当综合业务数字网的业务需求不断增加时， 可以加强消息传递的能力，ＴＣＡＰ（事务处理能力应用部分）是 为了给各个独立的业务创造一定的通用性，提供节点之间信息 传递的方法，总而言之，信令连接控制部分（ＳＣＣＰ），事务处 理能力部分（ＴｃＡＰ），ＭＴＰ、ＴＵＰ、ＤＵＰ、ＩＳＵＰ构成了四级结构 七层协议，类比于０ＳＩ系统，是Ｎ０．７信令系统的重要组成部分。 四、结束语 随着现代交换技术的不断发展，信息交换技术是通信技 术中重要的分支，它广泛运用于公用通信网或者专用网，由 于网络如今已然成为人们信息交流的重要场所，人们对网络 的性能，带宽，速率都提出了新的要求，因此对交换技术的 演练和提升是新一代通信技术的重要举措，交换机的更新换 代，是为了满足当下对电子通信技术的产品的更新换代的要 求，使得通信技术应用在更广泛的领域，更加便捷地满足人 们日常生活的需要，另外，中国ＮＯ．７信令系统是电信行业发 展的保证，在我国通信网中举足轻重，在程控交换机中也得 到了广泛使用，为发展综合业务数字网提供了便捷有利的条 件，目前，中国Ｎ０．７信令的管理与维护，网络监测方面的技 术都还需要不断创新，不断优化，使ＮＯ．７信令系统更加完善。 参考文献： ［１】劳文薇．程控交换技术与设备［Ｍ】．北京：电子工业出 版．２００８． ｆ２１吴潜蛟．现代交换原理与技术［Ｍ】．西安：西安电子科 技大学出版社，２０１３． ｆ３１维基百科．七号信令系统【ＯＬ１．自由的百科全书．
第1章 交换概念
1. 在通信网中为什么要引入交换功能?
为实现多个终端之间的通信,引入交换节点.各个用户终端不在是两两互连 , 而是分别精油一条通信线路连接到交换节点上,在通信网中,交换就是通信的源和目的终端之间建立通信信道,实现通信信息传送的过程引入交换节点后, 用户终端只需要一对线与交换机相连,接生线路投资,组网灵活.
2. 构成通信网的三要素是 :交换设备. 传输设备 , 用户终端.
3. 目前通信网中存在的交换方式有哪几种?分别属于哪种传送模式?
电路交换.多速率电路交换.快速电路交换. 分组交换.帧交换. 帧中继.ATM交换.IP交换.光交换.软交换.
电路交换. 多速率电路交换 .快速电路交换. 属于电路传送模式, 分组交换 .帧交换. 帧中继/属于分组传送模式 ATM交换 属于异步传送模式
4.电路传送模式.分组传送模式,和异步传送模式的特点是什么?
(1)信息传送的最小单元是时隙(2)面向连接的工作方式(3)同步时分复用(4)信息传送无差错控制(5)信息具有透明性(6)基于呼叫损失的流量控制 分组 特点: (1)面向连接的工作方式的特点(2)无连接的工作方式特点(3)统计时分复用(4)信息传送有差错控制(5)信息传送不具有透明性(6)基于呼叫延迟的流量控制 异步传送特点: (1)固定长度单元的信元和简化的信头(2)采用了异步时分复用方式(3)采用了面向连接的工作方式
5.电路交换. 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?
相同点:都具有连接建立 数据传送 和链路拆除三个阶段. 不同; 电路交换的面向连接的工作方式是一条物理连接通路.而虚电路方式以及ATM交换方式都属于逻辑连接.
6.同步时分复用和异步时分复用的特点是什么?
同步时分复用的基本原理是把时间划分为等长的基本单位,一般称为帧,没帧再划分为更小单位叫时隙.对每一条同步时分复用的告诉数字信道,采用这种时间分割的方法.依据数字信号在每一帧的时间位置来确定它是第几路子信道.这些子信道又可以称为位置化信道.通过时间位置来识别每路信道 异步时分复用是采用动态分配带宽的,各路通信按需使用. 异步时分复用将时间划分为等长的时间片,用于传送固定长度的信元.异步时分是依据信头标志来区别哪路通信信元，而不是靠时间位置来识别。
对光纤交换技术在通信网中的研究
摘要：电交换中由于电子转移速度的限制成为信息通信的瓶颈，因而由光交换组成的全光通信网将成为今后通信网的主流。本文对光交换元件和光交换技术进行了一定的研究。
关键词：通信网；光通信；光交换技术
1引 言
通信网的两大主要组成部分——传输和交换，随着通信容量和带宽要求的迅速增加都在不断发展，由于光波分复用(WDM)技术的成熟，传输容量的迅速增长带来的对交换系统发展的压力和动力，通信网中交换系统的规模越来越大，运行速率越来越高。但目前的电子交换和信息处理网络的发展已接近电子速率的极限，其固有的CD参数、钟歪、漂移、串话和响应速度等缺点限制了交换速率的提高，为了解决电子瓶颈的限制问题，在交换系统中引入光子技术实现光交换，光交叉连接(OXC)和光分叉复用(OADM)实现全光通信。
全光通信网的优点是：光信号在通过光交换单元时，不需要经过光电、电光转换。因此它不受检测器、调制器等光电器件响应速度的限制，对比特率和调制方式透明，可以大大提高交换单元的信息吞吐量。由于信息传输技术的不断完善，光交换技术成为全光通信网的关键。
2光交换开关
(1)光半导体开关
通常半导体光放大器是用来对输入光信号进行放大，并且通过控制放大器的偏置电流来控制其放大倍数。当偏置电流为零时，输入的光信号将被器件完全吸收，使得器件不输出光信号。因此半导体光放大器也可以用于作光交换中的空分交换开关，通过控制电流来控制光信号的输出选向。
(2)偶合波导开关
半导体光放大器只有一个光输入端和一个光输出端，而耦合波导开关除了一个控制电极外，还有两个光输入端和两个光输出端，可实现平行连接或交义连接。如图1所示。当两个很接近的波导进行适当耦合时，通过这两个波导的光束将发生能量交换，其交换能量的强度随着耦合系数，平行波导的长度而变化。只要所选的参数得当，那么光束将会在两个波导上完成交换，通过控制电极上的
电压，将获得平行连接和交叉连接两种交换状态。
第一章 交换概论
1、电信交换系统的基本结构：信息传送子系统和控制子系统。
·信息传送子系统：（1）交换网络：完成任意入线和出线之间的互连与交换。
（2）接口：完成信号的适配和交换。
·控制子系统：使用信令与用户和其他交换系统（交换节点）进行“协调和沟通”，已完成对交换的控制。
2、支撑网（现代通信网必不可少的必要组成部分）的组成：应用层、业务层、传送层。
（1）应用层：各种信息的应用，它涉及到各种业务。
（2）业务层：支持各种业务应用的业务网。
（3）传送层：支持业务层的各种接入和传送手段的基础设施。
3、通信网的基本组网结构主要有：星型网、环形网、网状网、树型网、总线型网和复合型网等。
习题一
1-2构成通信网的三个必不可少的要素是什么？
答：交换设备、传输设备和终端设备是构成通信网的三个必不可少的要素。
1-4电路传送模式、分组交换模式和异步传送模式的特点是什么？
答：电路传送模式：（1）信息传送的最小单位是时隙
（2）面向连接的工作方式（物理连接）
（3）同步时分复用（固定分配带宽）
（4）信息传送无差错控制
（5）信息具有透明性
（6）基于呼叫损失制的流量控制
分组交换模式：（1）信息传送的最小单位是分组
（2）面向连接（物理连接）和无连接两种工作方式
（3）统计时分复用（动态分配带宽）
（4）信息传送有差错控制
（5）信息具不具有透明性
（6）基于呼叫延迟制的流量控制
