现代交换原理复习要点.docx

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现代交换原理复习要点

数字中继接口是数字交换系统与数字中继线之间的接口电路，用于交换机之间及其他传输系统之间的数字信号传输连接。

数字中继接口由码型变换、时钟提取、帧同步和复帧同步、帧定位、信令提取和插入、告警处理等模块组成。

（1）码形变换，将单极性码变成双极性码，以适应外部线路传输特性的需要，内部为不归零码，外部可为HDB3/AMI码。

（2）时钟提取，从输入PCM码流中提取2.048MHz时钟信号。

（3）帧同步和复帧同步，帧同步就是确定TS0的位置。

搜索特定码组“x0011011”，连续两次搜索到该码组即可确定TS0位置

复帧同步主要在随路信令应用情形下有效，当采用No.7信令时TS16同于其他话音数据时隙。

随路信令方式时，TS16用作话路状态信令通道，30话路复用，每帧的TS16传2个话路的状态，16帧为一个复帧。

复帧定位利用第0#子帧TS16传送“00001A11”来标识。

（4）告警检测，当时钟或帧同步故障，则强迫进入搜索和再同步状态，并产生告警信息。

（5）内部时钟，两交换机互连，其时钟永远存在差异，不可能做到绝对同步，通常利用弹性缓存器暂存输入PCM码流，用本机时钟读出，使两交换机时隙相位达到相对同步。

（6）信令提取和插入，复帧第1~15帧的TS16传送随路信令的线路状态信令，信令提取时将每帧收到的8比特分成两个4比特送给交换机控制系统，插入时则执行相反过程。

（7）连零控制，由于比特同步和帧同步的需要，不允许PCM链路输出超过4个比特位置连续为0，当出现时则自动插1，接收时再去掉。

主要考查信令。

1.共享存储器型时分交换单元

多个用户的数字话音信号以串行时分复用总线方式接到交换单元，各个用户占用固定的时隙。

交换单元，按一定规律将流入的数据以时隙为单位存放在公共存储器的单元中，随后再按照交换的需要分时从指定单元读出数据，并送给相关用户（时隙）。

电路交换为同步操作模式，各用户数据信号以125us时间间隔周期地被写入和读出。

这是一个顺序写入控制读出结构，时序电路按总线序号将同一时隙各总线上的数据并行写入到相邻的对应存储单元中。

控制存储器内容写入由处理机按照连接需求操作，单元号对应数据接收方时隙序号，内容指示发方时隙序号。

控存读出由时钟顺序控制。

这是一个控制写入、顺序读出方式交换单元结构，话音存储器的写入地址由控制存储器提供，话音数据读出采用时钟顺序计数方式。

用户摘、挂机扫描程序

检测用户线状态变化。

用户摘机时，用户二线环路为闭合状态；用户挂机时为断开状态。

系统每用户线用1bit表示摘、挂机状态。

摘、挂机状态表示用户请求开始或结束一个服务，系统须尽快做出响应。

通常摘、挂机扫描周期定为100ms左右

摘挂机扫描识别算法

设本次扫描值为PR，上次扫描值为LR，0表示环路断开，1表示环路闭合，摘机事件的逻辑运算为

挂机事件的逻辑运算为

No.7信令采用分组消息格式传送电路交换机的接续控制信息，信令终端（SP）是完成交换机控制计算机接续命令的接入设备，信令消息传送属于计算机之间的分组通信过程。

在计算机通信过程中，为了满足多厂商异构设备间的正常通信，规定采用OSI七层模型，No.7信令系统参照OSI模型采用4级结构。

Sccp:

信令连接控制部分，与MTP-3共同完成网络层功能，提供更强的路由和寻址能力，能在全球范围传送与电路无关的端到端消息。

设A、B、C、D四个结点，每个结点的距离为600km，总距离为1800km，数据传输速率为64Kbit/s（注意：

1K=1024,1k=1000），报文长度为4KB（1B=8bit），数据在信道上的传播速度为200000km/s，设结点处理时间为0.01s，求各种交换所需的总的时间。

解：

（1）总的传输时延时间T1=1800km/200000km/s=0.009s

600km的传输时延时间=T1/3=0.003s

（2）全报文发送时间为T2=4KB*1024*8/64*1024=0.5s

1个分组的发送时间为T2/4=0.125s

电路交换所需的总的时间=3*0.003+2*0.01+0.009+0.5+2*0.009=0.556s

报文交换总时间为=3*0.5+2*0.01+3*0.003=1.529s

数据报交换总时间为=6*0.125+3*0.003+2*0.01=0.78s

虚电路交换总时间为=数据报交换总时间+6*0.003+4*0.01+0.009=0.85s

X.25是最早的分组交换技术国际标准，是基于面向连接网络分组终端与分组交换机之间的协议。

全称是“公用数据网络中通过专用电路连接的分组式数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间的接口”。

主要功能是描述如何建立虚电路、传输数据、拆除链路、拆除虚电路,以及差错控制、流量控制、情况统计等，并提供可选业务和配置功能。

帧中继（FR），是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术，仅完成物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给终端完成。

与X.25比较，特点：

只有物理层和链路层，网内节点处理大为简化，处理效率高，网络吞吐量高，通信时延低，用户接入速率在64kbit/s至2Mbit/s，最高可达34Mbit/s。

帧信息长度长，最大可达1600字节/帧。

在链路层完成动态复用、透明传输和差错检测。

网内节点只检错不纠错，出错帧丢弃，无重传机制，额外开销小。

X.25网络是一个面向连接的三层结构网络，终端发送数据前要先建立虚电路，通信完毕要释放虚电路。

网络各层协议，物理层X.21协议，数据链路层LAPB协议，分组层X.25协议。

网络中分组传送采用统计复用、存储转发模式，链路层有严格的差错控制功能，可确保数据通信对误码率的要求。

帧中继是在X.25基础上，基于传输系统质量的提高，简化了链路层和分组层部分功能，网络只检错，无纠错和重传控制，差错由终端高层处理，控制简单，效率高、网络吞吐量大。

VP交换，交换机将一条VP上所有的VC链路上的ATM信元全部转送到另一条VP，交换过程中不改变VCI值。

VC交换，交换机在不同的虚通道VP和虚通路VC质检进行ATM信元交换，所有VPI/VCI在交换后都改为新值。

VP交换，交换机将一条VP上所有的VC链路上的ATM信元全部转送到另一条VP，交换过程中不改变VCI值。

VC交换，交换机在不同的虚通道VP和虚通路VC质检进行ATM信元交换，所有VPI/VCI在交换后都改为新值。

标签栈，标签栈是许多标签按一定顺序排列存放，提供数据流转发检索的缓存区。

大型网络，常将网络划分成多个路由域，域间路由器保存到其他域的路由信息，边界路由器保存完整路由信息，以分级方式分配标签。

多级网络路由形成多层标签，标签栈按照后添加标签先出栈方式工作。

栈顶标签始终是转发分组的标签，依据标签选择下一跳出口。

LSR的主要功能：

执行路由传播协议，提供FEC与下一跳地址的映射。

为每个FEC分配标签。

执行标签分配协议LDP，从其他节点获取标签信息建立标签信息库LIB。

根据输入分组所携带的标签检索标签信息库，完成标签交换。

光交换技术，指不经过任何光/电转换，直接在光域上完成输入到输出端的信息交换。

按照复用方式分类，光交换可分为：

光空分交换技术。

多点间建立光信息传送物理通道的交换技术。

光波分交换技术。

利用光波分复用和波长变换技术，将信息从一个波长转移到另一波长上。

光时分交换技术。

在时间轴上将光波长分成多个时段，互换时间位置来交换承载的信息。

光码分交换技术。

不同用户信号用不同码序列填充，利用码序列转换来交换信息。

信令网关位于No.7信令网和IP网的关口，对信令消息进行中继、翻译或终结处理，主要使用呼叫控制协议。

信令网关分两种：

No.7信令网关，完成No.7信令消息与IP网中信令消息的互通。

用户信令网关，完成ISDN用户信令消息与IP信令消息的互通。

信令网关与软交换之间通信采用Sigtran协议。

信令网关位于No.7信令网和IP网的关口，对信令消息进行中继、翻译或终结处理，主要使用呼叫控制协议。

信令网关分两种：

No.7信令网关，完成No.7信令消息与IP网中信令消息的互通。

用户信令网关，完成ISDN用户信令消息与IP信令消息的互通。

信令网关与软交换之间通信采用Sigtran协议。

完成NO.7信令在IP网络层的封装

支持面向连接的和无连接的NO.7信令应用，解决NO.7信令网与IP网实体相互跨界访问的需要

在IP网的基础上，提供透明的信令消息传送功能

媒体网关的功能是将一种网络中的媒体转换成另一网络所要求的格式。

媒体网关主要使用媒体控制协议，分为两类媒体网关：

中继媒体网关，主要完成传统交换机的汇接接入功能。

综合接入媒体网关（IAD），完成各种用户和接入网的接入。

媒体服务器完成媒体资源功能和媒体控制功能。

应用服务器主要用于提供业务的执行环境。

在软交换设备或应用服务器直接控制下，为来自电路交换或分组交换的媒体会话，提供高级媒体处理能力。

媒体服务器的功能

支持多种编码之间的转换

支持多个应用服务器或MGC的控制

支持多种并发处理能力，包括数字监测、语音通知、语音产生、多媒体录音、语音识别、文本到语音、会议、传真处理、语音活动监测等

应用服务器的概念

位于客户机与服务器之间的一个中间应用层

典型应用：

--基于Web的具有三层结构的应用，一般与Web集成，主要提供Web业务

--软交换网络，Web应用服务器在电信领域的应用

是一个独立的组件，与控制层的软交换无关，实现了业务与呼叫控制的分离。

专为增值业务而引入的，提供增值业务的执行、管理和开发平台，处理与软交换之间的接口信令

负责各种增值业务的逻辑产生和管理，还提供各种开放的API，为第三方业务的开发提供创作平台

信令层（第三层）

第三层是收发和处理信令消息的实体，包括三个功能子层。

①RR（无线资源管理）

其作用是对无线信道进行分配、释放、切换、性能监视和控制，共定义了八个信令过程。

②MM（移动性管理）

定义了移动用户位置更新、定期更新、鉴权、开机接入、关机退出、TMSI重新分配和设备识别等七个过程。

③CM（连接管理）

负责呼叫控制，包括补充业务和短消息SMS的控制。

由于有MM子层的屏蔽，CM子层已感觉不到用户的移动性。

其控制机理继承ISDN，包括去话建立、来话建立、呼叫中改变传输模式、MM连接中断后呼叫重建和DTMF传送等五个信令过程。

移动用户被呼叫处理

（1）PSTN交换机通过号码分析判定被叫是移动用户，将呼叫接至GMSC

（2）GMSC根据MSDN确定被叫所属HLR，向HLR询问被叫当前位置信息。

（3）HLR检索用户数据库，若记录该用户已漫游至其它地区，则向所在的VLR请求漫游号MSRN

（4）VLR动态分配MSRN后回送给HLR

（5）HLR将MSRN转送给GMSC

（6）GMSC根据MSRN选路，将呼叫连接至被叫当前所在的移动交换局VMSC

（7）VMSC查询数据库，向被叫所在位置区的所有小区基站发送寻呼命令

（8）各基站通过寻呼信道发送寻呼消息，消息的主要参数为被叫的IMSI号

（9）被叫收到寻呼消息，发现IMSI与自己相符，即回送寻呼响应消息

（10）基站将寻呼响应消息转发给VMSC

（11）VMSC或基站控制器为被叫分配一条空闲业务信道，并向被叫移动台发送业务信道指配消息

（12）被叫移动台环回SAT或回送响应消息

（13）基站通知VMSC业务信道已接通

（14）VMSC发出振铃指令

（15）被叫移动台收到指令消息后，向用户振铃

（16）被叫取机，通知基站和VMSC，开始通话。

移动用户接入处理

对于MS始发呼叫，不存在用户线扫描、拨号音发送和收号等处理过程，MS接入和发号通过无线接口信令完成，交换机的功能主要是检查MS的合法性及其呼叫权限。

对于MS来话呼叫，则要执行寻呼过程。

（1）按下“发送”键后，占用控制信道，向基站发出“始呼接入”消息。

消息的主要参数是被叫号码和IMSI

（2）基站将移动台试呼消息转送给移动交换机。

（3）移动交换机根据IMSI检索用户数据，检查该移动台是否为合法用户，是否有权进行此类呼叫。

用户数据取自VLR和HLR。

（4）若为合法用户，则为移动台分配一个空闲业务信道。

（5）基站开启该波道射频发射机，并向移动台发送“初始业务信道指配”消息。

（6）移动台收到此消息后，即调谐到指定的波道，并按要求调整发射电平。

（7）基站确认业务信道建立成功后，将此消息通知移动交换机。

（8）移动交换机分析被叫号码，选定路由，建立与PSTN交换局的中继连接。

（9）若被叫空闲，则终端交换局回送后向指示消息，同时经话路返送回铃音。

（10）被叫摘机应答后，即可和移动用户通话。