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现代交换原理--教案第一章：现代交换原理概述1.1 教学目标1. 了解现代交换技术的起源和发展历程。
2. 掌握现代交换原理的基本概念和分类。
3. 理解现代交换系统的工作原理和应用场景。
1.2 教学内容1. 现代交换技术的起源和发展历程。
2. 现代交换原理的基本概念和分类。
3. 现代交换系统的工作原理和应用场景。
1.3 教学方法1. 讲授法：讲解现代交换技术的起源和发展历程，现代交换原理的基本概念和分类。
2. 案例分析法：分析现代交换系统的工作原理和应用场景。
1.4 教学活动1. 讲解现代交换技术的起源和发展历程。
2. 讲解现代交换原理的基本概念和分类。
3. 分析现代交换系统的工作原理和应用场景。
第二章：电路交换原理2.1 教学目标1. 掌握电路交换原理的基本概念和工作原理。
2. 理解电路交换的优缺点和应用场景。
3. 了解电路交换技术的最新发展动态。
2.2 教学内容1. 电路交换原理的基本概念和工作原理。
2. 电路交换的优缺点和应用场景。
3. 电路交换技术的最新发展动态。
2.3 教学方法1. 讲授法：讲解电路交换原理的基本概念和工作原理。
2. 案例分析法：分析电路交换的优缺点和应用场景。
3. 文献调研法：了解电路交换技术的最新发展动态。
2.4 教学活动1. 讲解电路交换原理的基本概念和工作原理。
2. 分析电路交换的优缺点和应用场景。
3. 了解电路交换技术的最新发展动态。
第三章：存储交换原理3.1 教学目标1. 掌握存储交换原理的基本概念和工作原理。
2. 理解存储交换的优缺点和应用场景。
3. 了解存储交换技术的最新发展动态。
3.2 教学内容1. 存储交换原理的基本概念和工作原理。
2. 存储交换的优缺点和应用场景。
3. 存储交换技术的最新发展动态。
3.3 教学方法1. 讲授法：讲解存储交换原理的基本概念和工作原理。
2. 案例分析法：分析存储交换的优缺点和应用场景。
3. 文献调研法：了解存储交换技术的最新发展动态。
1、简述什么是VP交换和VC交换答：V P交换：只有VPI的值变换，而VCI的值不改变。
VC交换：VPI值和VCI值都改变的变换。
3、用户网络接口和网络节点接口上的信头结构有何不同答：用户网络接口UNI需要一般流量控制；网络节点接口NNI不需要流量控制。
3、简述A TM的四个特点答：①采用了固定长度的信元，并简化了信元头功能；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；④采用了标准化的A TM协议。
1、在TST交换网络中采用反相计算内部时隙有何优势？答：使两个方向的内部时隙具有一定的对应关系是为了减少选路次数，简化控制，一次选择就可以选择出两个内部时隙，节省时间。
2、简述时间（T）和空间（S）接线器的功能。
答：时间接线器（T）完成同一复用线上，不同时隙交换，空间交换器（S）完成多个输入输出复用线的空间交换。
3、为什么数字程控交换机要采用串并/转换和并/串转换？答：串→并降低码速率，相同交换容量可降低码速率，降低机器性能。
并→串（复用）提高了码速率，提高了交换网上的交换速率。
4、什么叫做多级交换网络的内部阻塞？答：出入线空闲，但因交换网络级间链路被占用而无法连接的现象。
1.模拟用户的接口的BORSHCT的作用。
答：馈电，过压保护，振铃，监视，编译码和滤波器，混合器，测试2.时说明为什么数字中继中需要码型变换和反变换？答：PCM传输线上传输的是HDB3或双极性AMI码，而终端需要采用二进制NR3 3.数字程控交换机的模拟用户接口电路中为什么需要混合电路？答：模拟线与PCM之间的转换1、在采用时间表方法调度时钟级程序时，设时间表有16列24行，时钟中断周期为10ms，试说明该时间表最多能调度几个程序，能提供哪几种不同的周期，并说明不同周期值得程序在时间表对应列中1的设置规律。
2、某一程控交换机用比特型时间表来启动时钟程序，假定每8ms产生一次中断，并使时间计数器加1，每96ms使时间计数器清零，各时钟级程序的启动周期如下(1)迭音控制48ms（2）用户线扫描96ms（3）双音频号码识别16ms 时间表共有8位试画周期表，屏蔽表，时间计数器，程序入口地址表。
现代交换原理复习整理1、电路交换采⽤⾯向物理连接⼯作⽅式。
2、电路交换的特点是基于呼叫损失制的流量控制。
3、报⽂交换适合电⼦邮箱业务。
1、公⽤电话⽹采⽤的交换⽅式是电路交换。
2、报⽂交换中信息传输和交换的单位是报⽂。
3、分组交换中，信息传输和交换的最⼩单位是分组。
4、分组交换中，分组是以存储转发的⽅式通过交换⽹络的。
5、分组交换的两种⼯作⽅式分别是：数据报和虚电路。
6、电路交换包括了建⽴连接、信息传递和拆除连接三个基本阶段。
1、30/32路PCM系统的基群数码率为2.048Mbit/s。
2、30/32路PCM系统帧结构中TS16的作⽤是帧同步时隙。
3、局间中继采⽤PCM传输时，采⽤数字型线路信令。
每个话路的线路信令每秒传送8000次。
4、局间中继采⽤PCM传输时，采⽤数字型线路信令。
每个话路的线路信令要隔125微秒才传送⼀次。
5、在30/32路PCM系统中，第27话路的线路信令在12帧的TS16中传送。
6、在30／32路PCM系统中，第18话路的线路信令在3帧的TS16中传送。
5、当局间采⽤数字型线路信令时，13帧（F13）的TSl6的后四位传送话路28的线路信令。
1、我国采⽤的PCM帧结构，每⼀帧有32个时隙，每⼀时隙传送8个⽐特。
2、PCM32系统中，每路信号的速率为_64_kbit/s。
3、PCM32系统中，每帧时长为_125_µs，⼀复帧时长2ms。
1、在T-S-T交换⽹络中，S接线器交换的时隙是内部时隙。
4、串并转换的作⽤是降低码率。
5、时分接线器的输⼊控制⽅式是时分接线器的SM按控制写⼊，顺序读出⽅式⼯作。
6、T接线器采⽤输出控制⽅式时，如果要将T接线器的输⼊复⽤线时隙121的内容A交换到输出复⽤线的时隙28，则A应写⼊话⾳存储器的121号单元。
8、T接线器采⽤输⼊控制⽅式，输⼊、输出复⽤线的复⽤度为128，如果要将T接线器的输⼊复⽤线时隙34的内容A交换到输出复⽤线的时隙125，则控制存储器的34号单元的内容是125。
《现代交换技术》课程教学大纲课程名称：现代交换技术课程类别：专业选修课适用专业：电子信息工程考核方式：考查总学时、学分:24学时1.5学分一、课程性质、教学目标本课程讲述现代交换技术的基本原理与方法，是一门理论性和实用性很强的课程，通过本课程的讲解，使学生掌握交换、信令、路由等基本概念及话务基本理论，了解当前交换技术、通信网的发展现状及发展趋势，为今后从事程控交换设备的研制、开发、生产和维护打下扎实的理论基础。
该课程主要包括交换和通信网的概念，通信网中常用的交换技术，数字程控交换原理、程控交换设备软硬件结构及工作原理，信令的基本概念和No.7信令系统，分组交换和帧中继基本原理及相关技术，ATM交换原理、TCP/IP协议及多协议标签交换MPLS，下一代网络体系结构及软交换技术等基本内容。
其具体的课程教学目标为：课程教学目标1：理解交换在通信网中的重要作用、通信网中常用的交换技术、数字程控交换原理。
根据技术出现的过程，形成追求卓越的创新精神。
课程教学目标2：理解信令的概念、信令网在通信系统中的作用，掌握七号信令的工作原理。
将理论和实际结合，提高学生的学习兴趣。
课程教学目标3：理解ATM交换原理、TCP/IP协议、NGN以及软交换等基本技术。
形成类比分析的科学研究方法。
课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系(1) 交换与通信网；(2) 交换方式；(3) 交换与路由；(4) 交换技术的发展演进。
2．重、难点提示(1) 重点是交换的各种概念；(2) 难点是各种交换方式及其主要特点。
第二章电路交换（4学时）1．教学内容(1) 交换单元与交换网络；(2) 数字程控交换机硬件结构；(3) 数字交换网络及工作原理；(4) 数字程控交换机软件系统；(5) 呼叫处理原理。
2．重、难点提示(1) 重点是数字程控交换机硬件结构、数字交换网络及工作原理；(2) 难点是数字程控交换机软件系统。
第三章信令系统（4学时）1．教学内容(1) 概述；(2) 随路信令；(3) 公路信令；(4) 电话用户部分；(5) 信令连接控制部分。
第一章1. 电话网提供的电路交换方式的特点是什么？电路交换方式的特点是：两终端使用同一条物理链路和固定时隙，在通信中始终占有该条链路和固定时隙进行通信。
电路交换方式：由主叫、被叫、用户线、交换局、中继线组成一条PCM话音通道；主叫通过拨号通知网络，网络根据拨号进行电路交换，称为呼叫建立过程，主、被叫占用建立的电路进行通话；主、被叫任何一方挂机后，网络释放通话信道。
2. 简述数据通信与话音通信的主要区别。
（1）对象不同：数据通信实现计算机之间以及人与计算机间通信，电话通信是人和人间通信。
数据通信过程需要严格的通信协议和标准；（2）传输可靠性不同：数据通信码组中，一个比特在传输过程发生错误，接收端会产生不同含义，因此比特差错率控制在10-8以下，而话音比特差错率在10-3；（3）信息业务量特性不同：电话通信一般不会出现长时间没有信息传输，PCM话音信号平均速率在32KB/S，数据通信数据传输速率在30B/S ~ 1MB/S之间；（4）通信平均持续时间和建立请求响应不同：数据用户通信时间大多数在50S以内，电话通信平均时间在5MIN，数据通信信道建立时间应在1.5S，而电话则在15S。
所以数据通信必须使用专用高速网络。
3. 为什么分组交换是数据通信的较好的方式？因为电路交换不利于实现不同类型的数据终端之间的相互通信，而报文交换信息传输时延又太长，不满足许多数据通信系统的实时性要求，分组交换技术较好地解决了这些矛盾。
主要体现在：1、向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端之间能够相互通信的灵活的通信环境。
2、在网络轻负载情况下，信息的传输时延较小，而且变化范围不大，能够较好满足计算机交互业务的要求。
3、实现线路动态统计服用，通信线路（包括中继线路和用户环路）的利用率很高，在一条物理线路上可以同时提供多条信息通路。
4、可靠性高。
5、经济性好。
4. 如何理解ATM交换方式综合了电路交换和分组交换的优点？ATM交换方式具有电路交换处理简单的特点，支持实时业务,网络内不对数据作复杂处理（数据透明传输），采用端到端通信协议。
现代交换原理简答题及答案1.通信网由那些部分组成？答：交换设备、终端设备、传输设备。
2.电话网提供的电路交换方式的特点是什么？答：资源独占性。
通信前,必须在欲通信的双方建立一条电路,然后进行通信。
完成通信后，释放该电路。
只有当本次通信过程所占用的相关电路释放后，其它通信过程才可占用这些资源。
3.数据通信与话音通信的主要区别。
答：1通信对象不同：前者是计算机之间或人与计算机之间的通信，需要严格定义通信协议和标准；后者是人和人之间的通信。
2通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同：99.5%的数据通信持续时间短于电话平均通信时间，其信道建立时间也短于电话通信。
3通信过程中信息业务量特性不同：电话量级在32kb/s,而数据从30b/s到1Mb/s。
4.为什么分组交换是数据通信的较好的方式？答：1可向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端间的灵活通信。
2 线路利用率高，动态统计复用。
3 可靠性一般在10-10以下 4较经济5.宽带交换技术主要有哪些？答：快速电路交换、快速分组交换——帧中继、异步传送模式(ATM)、IP交换和标记交换。
6.为什么光交换技术是未来发展的方向？答：1 长途信息传输中，光纤占了绝对优势2用户环路光纤化 3省去了光电变换，减少了光电变换损伤，可提高信号交换的速度。
7、为什么将同步时分复用信道称为位置化信道？而将统计时分复用信道称为标志化信道？答：1 因为在同步时分复用信道中，根据信号在时间轴上的位置，便可知是第几个话路，也就是说它对同步时分复用信号的交换实际是对话路所在位置的交换。
2 因为统计时分复用信道中，把需要传送的信息分成很多小段，称为分组，每个分组前附加标志码，标志要去哪个输出端，即路由标记。
各个分组在输入时使用不同时隙，虽然使用不同时隙，但标志码相同的分组属于一次接续。
所以，把它们所占的信道容量看作一个子信道，这个子信道可以是任何时隙。
这样把一个信道划分成了若干子信道，称为标志化信道。
实验一：数字程控交换系统的组成及数据配置一、实验目的和要求通过对本实验系统的初步使用，对数字程控交换系统的基本构成和工作过程有一个总体而直观的认识。
理解数字程控交换系统的核心——交换网络的工作原理和工作过程，观察从用户摘机到链路拆除整个局内呼叫过程中数字程控交换系统硬件和软件的基本动作。
二、实验原理一个数字程控交换系统通常由交换网络、接口子系统和控制子系统三个部分组成。
其中接口子系统的作用是将来自不同终端（如电话机，计算机等）或其他交换系统的各种传输信号转换成统一的数字程控交换系统内部的工作信号，并按信号的性质分别将信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络。
交换网络的任务是实现输入输出线上的信号的传递或接续。
控制系统则负责处理信令，按信令的要求控制交换网络完成接续，通过接口发送必要的信令，协调整个数字程控交换系统的工作以及配合协调整个电信网的运行等等。
各个模块之间的关系如图1-1所示：图1-1 数字程控交换实验系统各模块关系三、仪器设备1．数字程控交换实验系统2．PC机两台3．电话机两台四、操作方法与实验步骤实验步骤：实验者可根据以上的系统配置数据，确定要拨叫的局内分机号码。
然后根据分机号码打电话，具体步骤如下：（1）首先由实验者摘机，此时可以观察到接在用户线两端的发光二极管变亮，表示该话机已从挂机状态转为摘机状态，然后实验者可以听到拨号音，为连续的450Hz的单频声音。
（2）用户开始拨号，此时拨号音停止，用户所拨的号码在数码管上显示出来，如果所拨的号码为系统允许的合法号码，实验者将听到被叫电话发出振铃声，振铃信号为25Hz，通断比为1秒通、4秒断的低频振荡信号，同时系统将向主叫用户送回铃音，回铃音是频率为450Hz，通断比为1秒通、4秒断的单频信号音。
（3）被叫摘机，被叫的振铃声和主叫的回铃音都将停止，同时这两路电话可以开始进行正常通话。
（4）当某一方挂机后，通话完毕，此时系统将拆除这两路的连接，并向未挂机的一方送出忙音。
1.要素：终端设备、传输设备、交换设备。
2.只要不是两两相连，肯定用到交换技术，用到交换设备。
3. N个终端全互联方式时，需要连接对数为：N（N-1）/2,引入交换设备后，需要N条。
4 通信网的基本机构有：星型网、网状网、树形网、环形网、总线型网、复合型网
5通信网中常用的交换技术有：电路交换、分组交换、ATM交换、帧中继、IP交换、软交
换。
6电路交换的 基本过程：建立连接、信息传送、连接释放
建立连接：建立一条达到被叫方的物理链路，在交换机里占用一条路
信息传送：通信双方独占已经建立的通信电路资源，虽实时性强，但资源利用率低。
连接释放：主动释放，这条路才不被占用。
7程控交换机由硬件系统和软件交换系统组成。
硬件系统：话路部分（交换网路、各种借口设备及信令设备），控制部分（处理器、I/O借
口、程序存储器、数据存储器）
软件系统（用于完成程序控制功能）：程序、数据。
8数字交换的 实质是时隙内容在时间位置上进行搬移。
9数字交换网络由数字接线器组成。分为：时间（T）接线器，空间S接线器。
10T接线器功能：完成一条PCM复用线上各个时隙之间的语音信号的交换，即同一HW上
不同TS的交换。
11 S接线器，功能：完成不同复用总线间同一时隙的交换，即同一TS在不同HW之间的交
换。
组成：电子交叉矩阵、控制存储器CM。
12 有N条入线、N条出线的TST网络，需要2N个T接线器（入端N个，出端N个），交
叉点之间是N*N个S接线器。
TST网络的控制原则：
（1）两级T接线器的工作方式必须不同
（2）中间S级用两种方式（入控。出控均可）
（3）主被叫通话占用的两个内部时隙相互制约。
13 程控数字交换软件系统有3种控制方式，期中1种集中，两种分散。
14 程控交换设备的软件系统主要由系统软件、应用软件和数据构成。
15 在交换机软件程序中，CCITT建议采用3种语言：
规范描述语言：功能与描述语言，用于系统设计和程序设计。
CCITT高级语言：用于软件编程。
人机对话语言：用于操作与维护
16 用SDL图来描述呼叫处理过程时，每一阶段可以用以一个稳定状态来表示。
17 状态转移：由一个稳定状态转移到另一个稳定状态。
结论1：相同输入，不同状态，处理不同。
结论2：同一状态，不同输入，处理不同。
结论3：同一状态，同一输入，情况不同，处理不同。
18 整个呼叫处理过程包括3个处理部分：输入处理、分析处理、输出处理。
25帧中继的特点：吞吐量高，延时小、适合通信距离长、突发性业务。
26 MPLS：多协议标签交换。利用标签规定一个分组通过网络的路径，进行数据转发；具有
多协议性。
27 MPLS的优点：MPLS多协议标签交换技术将二层的ATM交换和三层的IP路由交换技术
优点结合起来。它既有IP的灵活性，又具有ATM的高效性，可以向用户提供不同服务类型
的同时又保证服务质量。
28 MPLS网络的基本构成单元是：标签交换路由器。
29标签
30映射
31NGN，是基于分组技术的下一代网络。
32软交换支持的标准协议：H.323协议、SIP协议。二者完成的是一件事，但占的阵营不一
样。H.323协议是ITU-T制定的标准，具有电信网的 可管理性和集中性。SIP协议是IETF
制定的标准，简单、易于扩展。
33三种交换的原理：
电路交换：交换系统为通信的双方寻找并建立一条物理传输通路。这种传输是双向的，以供
双方传输信息，直到信息交换结束。
分组交换：是一种“存储-转发”的交换方式。其前身是报文交换，是为数据通信而设计的
交换方式。
ATM交换：异步传送模式是一种采用异步时分复用方式、以固定信源长度为单位、面向连
接的信息转移模式。ATM是宽带综合业务数字网B-JSDN的核心技术。
34三种交换技术 的特点：
电路交换的 特点：信息传送的最小单位是时隙；面向连接；实时交换，同步时分复用；静
态复用，预分配带宽，独享通信资源；传送信息期间，无差错控制；透明传送；基于呼叫损
失 的流量控制。
分组交换的特点：信息传送的最小单位是分组；面向连接和无连接两种两种工作方式；统计
时分复用；信息传送有差错控制；控制不具有透明性，基于呼叫延迟的流量控制。
ATM交换的特点：信息传送的最小单位是信元；采用面向连接的传输方式；异步时分复用；
提供2B+D个信道。
35三种复用方式的对比：
TDM（同步时分复用）：将信道的传输时间划分若干个时隙，各路信号轮流在自己的时隙内
独占信道传输。固定分配带宽。
SDM（统计时分复用）：把时隙动态的分配给各个终端，即当终端的数据要传送时，才会分
配到时隙。动态分配带宽。
ATD（异步时分复用）：基本原理与SDM一样，与TDM不一样。
36数据报VS虚电路：（分组交换里）
数据报：面向无连接的不可靠传输。每个分组独立走不同的路。特点：无连接、存在分组失
序现象、分组头复杂、对网络故障的适应能力较强。
虚电路：面向连接 的可靠传输。先找路，沿着这条路传，走的是同一条路。特点：面向连
接、分组按序传送、分组头简单、对故障敏感。
37分组交换中，用来标记虚连接的是LCN而在ATM中，用来标记虚连接的是VPI和VCI。
38电路交换使用的面向连接是真正占用资源，而分组交换使用的面向连接只是指明了一条
路，但不占用资源，二者截然不同。
39ATM信元采用固定格式的信元格式，长度为53字节，其中5字节为信头，48字节为信
元净荷。信元的主要功能是确定虚通道和虚通路，并完成相应的路由控制。
40信头：终端和交换机之间——UNI；交换机和交换机之间——NNI
41VPI：虚通道标识，其中NNI为12比特，UNI为8比特；
VCI：虚通路标识，16比特，标识虚通道内的虚通路。
42ATM 分层体系结构：4层：物理层，ATm层，ATM适配层和高层。3面：管理平面，控
制平面，用户平面。
43电路交换里面的时隙怎么来的？
第一步：抽样
抽样频率 fs=8000Hz
抽样周期 T=125us
第二步：量化
PCM系统中，Q=256，即256个量化级，=8bit
第三步：编码（将量化后的信号转化为二进制数字信号）
单路PCM信号的传输速率：8*8000bit/s=64bit/s
44 PCM30/32路帧结构的位码特性：
语音信号的抽样频率为8000Hz，每1时隙传8bit
PCM30/32路，1时隙传8bit，则1帧传8*32=256bit
PCM30/32路制式码率：256*8000=2.048Mb/s
45 在程控数字交换机中，模拟用户电路的7大基本功能：
B馈电：像所有接在交换机上的电话用户提供通信电源
O过压保护：禁止从总配线架上保安器输出的高压进入交换机的内部
R振铃：提供符合规定的铃流信号，以便像被叫话机振铃，同时还要随时监测被叫用户
的 摘 记应答，即便及时截铃
S监视：监视用户线回路的通断状态，以此来判断用户摘挂机状态和拨号脉冲信号
C编译码：完成模拟信号和数字信号间的交换
H混合电路，二/四线转换：完成二线和四线的转换
T测试：由内线测试继电器，外线测试继电器，完成用户电路的内线，外线测试功能
46 主备用方式：
冷备用：在冷备用方式中，平时备用机不接收电话外设送来的输入数据，不做任何处理，
当收到主机发来的倒换请求信号以后，才开始接收数据，进行处理。
热备用：在热备用方式中，主，备用机公用一个存储器，他们平时都接收并保留电话机
外设送来的数据，但备用机不做处理工作，当备用机收到主用机发来的倒换请求的时，备用
机进入工作状态。
