現代交換原理考試及復習

1考試方式、范圍及題型考試方式：閉卷考試試題范圍：課上所講的《現代交換原理》書中涉及的全部內容，重點在第二、三、四、八章內容，基礎在一、五、六、七章內容。其他章節均有小題考查。平時成績占45%和期末考試成績占55%。2考題類型一、選擇題(共15題，每題2分，共30分)

信道在每幀中固定出現的信道是（）A．標志化信道B．位置化信道C．物理信道D．邏輯信道3考題類型二、填空題（20分，每空1分）

自動交換機有________、_________兩種控制方式。控制設備由完成預定功能的數字邏輯電路組成，也就是由硬件控制，叫______。4考題類型三、簡答題（6小題，每小題5分，共30分）例如：在光時分交換網絡結構中，為什么要用光延遲線或光存儲器？四、分析題（兩大題，每題10分，共20分）5復習模式基于各章節前言和小結，了解本章的重點、要點和相關定義，回看所做過的習題，這些都是考試的要點。第三、四章是重點，第二章、第八章是次重點，是后續各種交換技術參考和實現的基礎。6第1章總結交換與通信網。P1數據通信與話音通信的區別。P3三種基礎交換技術的基本概念和特點。P4-P6寬帶交換技術包括哪些？P15圖1.11信息轉移技術框圖7終端傳輸媒介終端電信號電信號信息信息點對點通信在電信系統中，只有兩個終端的通信稱為點對點通信。交換與通信網8圖1.1用戶間互連構成通信網用戶間通過交換設備構成通信網圖1.2多個終端互連9在圖1.2中，任意兩個終端需要通信（交換信息），可由交換設備控制相應的開關接點接通，為兩者提供一條通信鏈路，當通信結束，則相應的開關接點斷開，釋放通信鏈路。互連式通信網可靠，不會出現通信阻塞，但成本高（需n×(n-1)/2根線）。通過交換設備構成的通信網有可能出現阻塞（不是一定會阻塞），成本低。通信網越大，后者的優點越明顯。如N=100時，交換式通信網需100根線互連式通信網需100×99÷2=4950根線說明10

數據通信和話音通信的區別通信對象不同傳輸可靠性不同通信的平均持續時間和通信建立請求響應不同通信過程中信息業務量特性不同11

控制方式的發展：交換方式的發展：人工交換機電式電子式自動交換電路交換報文交換分組交換快速電路交換ATM交換幀中繼多協議標記交換MPLS三種基本交換方式寬帶交換方式軟交換單一業務網寬帶綜合業務網下一代網絡光交換12電路交換、分組交換

和ATM交換的比較信息轉移技術電路交換分組交換同步時分位置化信道面向連接固定長度分組可變長度分組異步時分標記化信道面向連接異步時分標記化信道13第2章交換單元與交換網絡復用技術：同步時分復用和統計時分復用的概念；位置化信道和標志化信道的概念。P16交換單元：空間接線器（P25）、共享存儲性交換單元（P26）、時間接線器（P27）、數字交換單元DSE（P30）的工作原理和特點。交換網絡：CLOS網絡（P33）、TST網絡（P36）。14

同步時分復用：話音信號的頻率300HZ～3400HZ，取采樣頻率為8KHZ，即采樣周期為125us，采樣值用8位二進制編碼，8位二進制占用的時間相對于125us很少，為了提高傳輸線的利用率，將125us分成若干時隙，不同用戶的采樣值占用不同的時隙進行傳輸。因為子信道在每一幀時間軸上的位置是固定的，所以稱為同步時分復用。同步時分復用信道又稱位置化信道，是通過時間軸上的位置來區分子信道（話路）的。同步時分復用子信道的速率是恒定的。

ＢＸＸＢＢＡＡＡ同步時分復用每個用戶的采樣周期都是125us，都能在接收端正確還原。時間125us125usTS0TS1TSn-1TS0TS1TSn-115一幀周期為125us，分成32個時隙TS0～

TS31。每個時隙傳輸8位二進制碼，一個時隙3.91us。32個時隙中，TS0為幀同步時隙，TS16為標志信號時隙，其余時隙傳送30路的話音信號。每個話路的傳輸碼率：8000HZ×8bit=64kbit/s復用后線路基群的傳輸碼率:

32×64Kbit/s=2048kbit/s=2Mb/s16幀為一復幀，復幀周期為2msPCM30/32幀結構的特點16信息按分組先存儲再發送，每個分組附加標志碼，各個分組占用不同的時隙；但標志相同的分組屬于一個用戶，將它們所占用的信道容量看成一個子信道，這種復用方式稱為統計時分復用。

信息2速度＞信息速度1＞信息速度3因為信道是按時間分割為多個子信道，而子信道的容量需要通過統計才能得到，所以稱為統計時分復用。特點:先存儲再發送，信息速率高的用戶所占的信道容量大，且所占信道容量隨著信息的多少動態變化，取消了幀概念，統計時分復用信道又稱標志化信道，是通過標志來區分各子信道的。統計時分復用17交換單元交換單元是構成交換網絡的最基本單元，可實現任意入出線間的連接，完成同步時分交換或統計復用交換。（a）同步時分復用信號的交換（b）統計復用信號的交換18交換單元的分類按使用需要的不同，交換單元可分為集中型(入線數大于出線數)、分配型(入出線數相等)、擴散型(入線數小于出線數)。按信息流向可分為有向交換單元和無向交換單元。192021共享存儲器型交換單元共享存儲器型交換單元的一般結構如圖所示，N路輸入信號分別送入存儲器的N個不同區域，再分別送出，存儲器的寫入和讀出采用不同的控制，以實現交換。共享存儲器型交換單元可對三種時分復用信號進行交換，但其具體實現有所不同。0???N-122順序寫入、控制讀出的T接線器的結構示意圖A???AAWR8???2???WRSMCM210定時脈沖處理機時鐘TS2TS8在CLK2時刻，A順序寫入到SM的第2號單元在CLK8時刻，CM讀出第8號單元的數據2，2選中SM的第2號單元，A被讀出。以TS2→TS8

的實現介紹T接線器的工作原理。要實現TS2→TS8

的交換，首先要由處理機在CM的8號單元寫入2。23控制寫入、順序讀出的T接線器的結構示意圖???A???AAWR2???8???WRSMCM8定時脈沖處理機時鐘TS2TS8在CLK8時刻，SM第8號單元中的A被順序讀出。在CLK2時刻，CM讀出第2號單元的數據8，8選中SM的第8號單元，A被寫入SM的第8號單元。要實現TS2→TS8

的交換，首先要由處理機在CM的2號單元寫入8。24總線型交換單元一般結構

入線

出線

11

1

2

2

n

n

總線

入線控制

入線控制

入線控制

出線控制

出線控制

出線控制

總線管理

入線控制

總線管理

25端口的內部組成及DSE的工作原理要實現Port3TS10→

Port9TS20的接續，首先要由處理機在Port3的接收部分的端口RAM的10號單元寫入9，信道RAM的10號單元寫入20，以控制交換到Port9和TS20。910端口RAM2010信道RAMS20數據RAMTS0PDCTS20R3T9P—端口Port總線D—數據總線C—信道（時隙）總線以Port3TS10→Port9TS20實現過程進行說明26端口的內部組成及DSE的工作原理TS10到來時刻，話音信號S置入數據總線D，端口RAM10號單元中的端口信息“9”順序讀出置入端口總線P，信道RAM的10號單元中的信道信息20也被順序讀出到信道總線C。910端口RAM2010信道RAMS20數據RAMSTS10PDCSTS20R3T9P—端口Port總線D—數據總線C—信道（時隙）總線S920以Port3TS10→Port9TS20實現過程進行說明27端口的內部組成及DSE的工作原理這時各端口的端口比較器（位于發送部分T），對端口總線上的端口號碼進行識別，這時Port9的發送部分的端口比較器比較端口總線上的數據與本端口一致，允許其它總線（D、C）數據進入本發送部分，控制數據RAM進行寫操作。信道總線上的信道號20作為數據RAM的地址信號選中20號單元，數據總線上的話音信號S經數據RAM的數據輸入線寫入到20號單元。910端口RAM2010信道RAMS20數據RAMSTS10PDCSTS20R3T9P—端口Port總線D—數據總線C—信道（時隙）總線S920以Port3TS10→Port9TS20實現過程進行說明28端口的內部組成及DSE的工作原理在TS20到來時，話音信號S被順序讀出到PCM出線上。910端口RAM2010信道RAMS20數據RAMSTS0PDCSTS20R3T9P—端口Port總線D—數據總線C—信道（時隙）總線以Port3TS10→Port9TS20實現過程進行說明29內部阻塞內部阻塞，當一個交換網絡的某一出線為空閑，但由于交換網絡內部的拓撲連線結構而使某一入線不能和該空閑的出線建立連接時，稱作內部阻塞。單級交換網絡不存在內部阻塞，多級交換網絡可能存在阻塞。

30如何盡量減少，以至最后消除多級交換網絡的內部阻塞。嚴格無阻塞網絡（strictnon-blocking）無論網絡處于何種狀態，任何時候都可以在空閑的入端和出端之間建立連接。可重排無阻塞網絡（rearrangeablenon-blocking）無論網絡處于何種狀態，任何時刻都可以在空閑的入端和出端之間直接或通過對已有的連接重選路由來建立連接。廣義無阻塞交換網絡（widesensenon-blocking）給定網絡存在固有阻塞的可能，但通過精巧的選路方法，所有阻塞均可避免（選路不合理可能會出現阻塞）實用的廣義無阻塞交換網絡很少見。無阻塞交換網絡31單級的空分交換網N×N是無阻塞的，但交叉點數為N2（交叉點數越多，成本越高）CLOS提出一種空分網絡結構，可以使交叉點數盡量減少，同時又可以做到無阻塞，這種結構的網絡就稱為CLOS網絡。CLOS網絡32三級CLOS網絡（空分的）特點：前一級交換單元與后一級的每一交換單元有連接，且只有一條連接，反之亦然。三級CLOS網絡嚴格無阻塞的條件：m≥2n-1三級CLOS網絡可重排無阻塞的條件：m≥n1r1m1r1n1n11mr11mr11rm11rm1n1n33

TST交換網絡是電路交換系統中廣泛使用的交換網絡結構：TST是三級交換網絡，兩側為T接線器，中間一級是S接線器。S級的入線數決定兩側T接線器的數量。TST網絡輸入T級STTTTS級輸出T級34工作原理：下面以第一種TST實現PCM0TS2

PCM31TS51的實現過程講解TST交換網絡的工作原理。(設每根復用線復用了512個時隙)RWSMSMαTS2α72bbTS22PCM0PCM0WSMαTS7αTS51PCM31RSMbTS5126351PCM31要實現PCM0TS2→

PCM31TS51的交換，首先要找到一個空閑的內部時隙，在此時隙上，S接線器的PCM0入線和PCM31出線均空閑。這樣PCM0TS2→PCM31TS51=PCM0TS2→PCM0TS內→PCM31TS內→PCM31TS51假設找到一個空閑的內部時隙TS7在有關的控制存儲器中寫入數據以實現預定交換TS7TS263bTS2632αbb51α517要實現PCM31TS51→PCM0TS2交換，同樣要選擇一個空閑的內部時隙，為方便處理，通常采用反相法獲取第二條通道的空閑內部時隙，即兩個方向的內部時隙相差半幀（最高位取反）7+512/2=26351226335第3章電路交換技術及接口電路電路交換技術的發展。P50電路交換技術的分類。P51電路交換呼叫接續過程：3個階段。P51電路交換的基本功能：4點。P52控制系統的結構。P54電路交換系統的接口電路的類型和功能。P5636電路交換技術的發展1876年貝爾發明電話。1878年英國人設計了磁石電話交換機。15年后步進制交換機問世,標志著交換技術從人工時代邁入機電自動交換時代。1938年，縱橫制交換機。半導體技術發展，出現了半電子交換機，準電子交換機。計算機誕生后，將交換機的接續控制用計算機完成，有了模擬空分交換機。20世紀70年代，PCM技術成熟，產生了數字程控交換機，交換技術進入了數字化時代，可交換數字話音、數據和圖文業務。37電路交換的分類電路交換系統人工交換系統自動交換系統機電交換系統電子交換系統自動交換系統從信息傳遞方式上分為：模擬交換系統：機電式交換系統；空分半電子，空分全電子交換系統和脈幅調制時分式交換系統。數字交換系統：程控數字交換系統，增量調制交換系統自動交換系統從控制方式上分為：布控交換系統：控制部分是用機電元件或電子元件做在一定的印刷板上。程控交換系統：用電子計算機的“存儲程序控制”方式控制的交換系統。38電路交換呼叫接續過程任何呼叫接續都經歷3個階段：呼叫建立階段：主叫摘機向交換機發出通信請求，交換機回送撥號音，主叫撥送所需被叫號碼，交換機查找被叫并檢查狀態，空閑則對被叫振鈴，給主叫送回鈴音。消息傳輸階段：被叫摘機，停鈴和停回鈴音，通路接續，雙方通話。話終釋放階段：任一方掛機表示請求終止該次通信，交換機對未掛一方送忙音，雙方掛機則釋放全部資源，本次呼叫接續過程結束。39電路交換的基本功能

1.連接功能

呼叫處理的目的是在用戶之間建立一條通路，這就是連接功能。連接功能由交換機中交換網絡實現。402.信令功能監視：呼出監視，應答與接收監視；號碼：脈沖接收，音頻信號接收；音信號：撥號音，忙音，回鈴音，振鈴信號。局間信令：交換機之間通過中繼線傳遞的信令，有中國1#和No.7信令系統兩類。終端信令（用戶-網絡信令）：用戶終端和本地交換機之間的信令。413.終端接口功能終端：電路交換機的外圍終端有普通電話機、數字電話機、維護計費計算機、其他交換機等。終端接口：就是交換設備與外部連接的部件。主要劃分為中繼側接口和用戶側接口兩大類。終端接口功能：用戶線和中繼線均通過終端接口接至交換網；終端接口還有一個重要的功能就是與信令的配合。424.控制功能人工交換機由話務員控制；自動交換機有兩種控制方式：布控與程控。布控是由硬件控制，程控是由軟件控制。控制功能：就是在分析信令消息的基礎上，查詢目的端狀態和當前資源情況，在允許條件下控制交換網絡執行通路連接。控制功能分為高層控制和底層控制。分析過程屬于高層控制，掃描和驅動屬于低層控制。43集中控制系統負荷分擔方式：兩臺處理機獨立工作，各自承擔一半話務負荷。當一機產生故障，可由另一機承擔全部負荷。優點：負荷能力強，能適應話務量波動；抗軟件故障，可防止軟件差錯引起的系統阻斷；調試新程序方便，一機工作，另一調試軟件。缺點：雙機互通信息頻繁，軟件較復雜，且不易發現硬件故障。在程序設計中要避免雙機同搶資源。44集中控制系統主備用方式：一機在線運行，另一待命，主用處理機故障時啟動備用機接替工作。優點：硬件和軟件均較簡單。缺點：主備倒換時會丟失當前已建立的連接。45分散控制系統單級多機系統：各臺處理機并行工作，每一臺處理機有專用的存儲器，也可設置公用存儲器，為各處理機共用，作為機間通信。多機之間的工作分為容量分擔和功能分擔兩種方式。46分散控制系統多級處理機系統：將控制功能分級，不同層次的控制功能由不同的處理機完成。用預處理機執行頻繁而簡單的功能，可以減少中央處理機的負荷；用中央處理機執行分析處理等較復雜的功能；用維護管理處理機專門執行維護管理的各種功能。這樣就形成了三級系統。47分散控制系統分布式控制系統在分布式控制中，每個用戶模塊或中級模塊基本上可以獨立自主地進行呼叫處理。例如，S-1240數字程控交換機。48程控交換系統接口類型交換網絡控制系統模擬用戶接口用戶側接口中繼側接口數字用戶接口數字中繼接口模擬中繼接口數字中繼接口操作維護OAMZVABCQ349模擬用戶接口電路模擬用戶接口是交換機連接模擬電話機的Z接口，也常稱為用戶電路（LC），提供BORSCHT七項功能。

50模擬中繼接口模擬中繼接口又稱為C接口，用來和模擬交換機互連，電路結構和模擬用戶接口類似，但沒有振鈴控制，對用戶狀態監視變為對線路信令的監視，完成的功能是BOSCHT。

51數字中繼接口電路數字中繼接口電路又稱為A或B接口，是數字程控交換機之間通過PCM信號互連的接口，它提供GAZPACHO八種功能。52第4章存儲程序控制原理呼叫處理過程。P65用SDL圖來描述呼叫處理過程。P69圖4.3局內呼叫SDL進程圖程控交換控制系統的電路結構。P70呼叫處理軟件。P71輸入處理：掃描與輸入、掃描周期的確定內部處理：數字分析、路由選擇、通路選擇輸出處理：驅動程控交換軟件的特點（4點）和組成。P8153第4章存儲程序控制原理程序級別的劃分。P87故障級時鐘級：時間表調度基本級：調度管理程序；隊列處理。呼叫處理能力分析：BHCA值的估算。P92程序設計語言。P9754呼叫處理過程1）主叫用戶摘機呼叫2）送撥號音，準備收號3）收號4）號碼分析5）接至被叫用戶6）向被叫用戶振鈴7）被叫應答和通話8）主叫先掛機，通話結束9）被叫先掛機，通話結束5556控制系統的一般邏輯結構57控制系統的電路結構58程控交換軟件59掃描與輸入控制系統周期地掃描接口監測信號的輸出電平，每次讀入8位作為作為本次掃描結果存于存儲器PR中。將該數據與存儲在LR中的上一次掃描結果相比較，可得出每個接口監測信號的變化，該變化存儲在狀態變化指示存儲器SR中。每次掃描操作包括兩步：

PR+LR->SR和PR->LR601.用戶呼出掃描周期：

一般為100ms2.脈沖收號掃描周期1）脈沖識別程序掃描周期的確定識別脈沖需要掃描用戶線狀態，為了不漏掉一個脈沖，脈沖識別掃描周期＜最短的脈沖斷、續時間

脈沖速度：每秒鐘送的脈沖個數，規定為：8~20個/秒。

脈沖斷、續比：即脈沖寬度（斷）和間隔寬度（續）之比，規定為：1:1~3:1

取號盤每秒發出的最快脈沖個數：20，續時間最短的斷續比：3:1，即1/4*T，則最短變化周期：1/4*（1000/20）=12.5(ms)即：脈沖識別掃描程序的周期<12.5ms。取掃描間隔為8ms。掃描周期的確定612）撥號脈沖識別原理用戶線狀態8ms掃描這次掃描結果1111000110001111前次掃描結果1111100011000111這+前0000100101001000脈沖110脈沖2變化識別^前=脈沖前沿識別000010000100000062位間隔識別周期T位確定:第一:T位＜1/2最短的位間隔時間=1/2×300ms=150ms第二:T位＞最長的斷或續狀態的持續時間=1秒/8×3/(3+1)=93.75ms若脈沖識別周期為8ms，則T位取96ms若脈沖識別周期為10ms，則T位取100ms若2T位＜最短位間隔時間,就可以避免該情況的發生有變化有變化3.位間隔識別63當數字的音頻信號過來時,收號器上有一個“信號出現位”SP變為高電平,數字音頻信號過后,SP變為低電平。軟件以10ms周期掃描SP位,連續兩次掃描發現SP位由低電平變為高電平，則說明新的數字已到。若(SP⊕LSP)∧LSP=1則讀取收號器的輸出。DTMF脈沖數字的掃描周期64數字分析1.用程序判斷分析用程序判斷分析的步驟如下：（1）預譯處理：即首號分析（1~3位）例如，第一位撥“0”，表明為長途全自動接續；第一位撥“1”，表明為特服接續；若為其他，根據不同局號可能為本局接續，也可能是出局接續。（2）撥號號碼分析處理：對用戶所撥全部號碼進行分析，通過譯碼表進行，分析結果決定下一步要執行的任務。65數字分析2.用查表分析表格的組織方式：（1）塔形結構：用所收到的逐位號碼一次檢索各級表格。（2）線性結構：要收到足夠的位數后才開始查表。

搜索方法：線性查找、對分搜索66任務：確定交換局之間的路由并在相應的路由中選擇一條空閑的中繼線。方法:路由索引RTX由數字分析得出。根據路由索引RTX查路由索引表和空閑鏈路指示表進行路由選擇，路由索引表中每個單元包含中繼群號TGN和下一個迂回路由索引NRTX。CDAB直達路由①高效路由②③A-B路由選擇順序:①②③先直達—再高效—最后選迂回路由選擇67例數字分析得到RTX=6①用RTX=6檢索路由索引表得TGN=4,NRTX=8.②用TGN=4檢索空閑鏈路指示表,其內容為0表示該路由的中繼線全忙. 路由索引表NRTX(8)TGN(4)NRTX(14)TGN(6)068空閑鏈路指示0#104668③用NRTX=8檢索路由索引表(查迂回路由),得TGN=6,NTRX=14.④用TGN檢索,空閑鏈路指示表,得到該路由的一號中繼線空閑,選用.路由選擇69通路選擇任務：根據已定的入端和出端在交換網絡中的位置，選擇一條空閑的通路(各級鏈路均空閑)

選擇方法：根據鏈路忙閑表進行TST交換網絡的通路選擇介紹引出

已知一TST交換網絡有m根入線，m根出線，每條復用了1024個時隙70對于PCMXTSP→

PCMyTSq交換，只要找到一個空閑的內部時隙。(通路選擇的任務)這樣PCMXTSP→PCMXTS內→

PCMYTS內→

PCMyTSq實現交換T1TpTm1Xm(1024)(1024)(1024)T1TqTm(1024)(1024)(1024)1YmTS內TS內71輸出驅動根據任務執行程序編制完成的命令，由輸出處理程序輸出硬件控制命令，控制硬件的接續或釋放。72交換軟件的特點和組成1、交換軟件的特點程控交換機的特點是業務量大，實時性和可靠性要求高，因此對運行軟件也要求有較高的實時效率，能處理大量的呼叫，而且必須保證通信業務的不間斷性。因此運行軟件的特點為：規模大、實時性、多道程序并行處理、可靠性要求732、交換軟件的組成交換軟件運行軟件系統(交換機運行時執行的軟件)支援軟件系統操作系統數據庫系統應用軟件系統軟件開發、生產工具與環境軟件維護工具與環境呼叫處理程序管理程序維護程序74程序級別

程控交換系統中任務按緊急性和實時性的要求不同可分為：故障級：負責故障識別和緊急處理等功能，具有最高優先級。時鐘級：執行實時性要求嚴格的進程或要求定時執行的進程。基本級：由隊列啟動的、實時性要求較低的任務；可等待插空處理。75不同的時鐘程序其啟動周期不同,如何保證在不同的時鐘周期到來時啟動相應的周期程序執行呢?調度方法:通過產生定時時鐘中斷信號的定時器和時間表來控制時鐘級程序的調度.計數器：對定時中斷脈沖計數時間表屏蔽表：反映程序是否處在可執行狀態時間表：規定時鐘級程序的執行周期和執行時間

轉移表：內容是各個程序的入口地址時鐘級調度76時間計數器撥號脈沖識別測試用撥號脈沖識別按鈕號識別位間隔識別用戶群1掃描用戶群2掃描時間計數器清零0001110010110101110000110001110000110001110000110001110000110001111000111000000111101101屏蔽表：反映程序是否處在可執行狀態，為1可執行。調度表：每行表示當時鐘周期到來時是否調出相應的程序執行，為1表示要執行。T0T1T2T3T4T5T6T7T8T9TATB功能程序入口地址表77時間表的設計：定時時間的確定：時基=各程序的啟動周期的最大公約數。調度表的行數：各啟動周期的最小公倍數時基例如設計一時間表調度A，B，C程序的執行，A，B，C的啟動周期分別為2ms，3ms，4ms，字長為8。時基：1ms，即產生定時中斷脈沖的定時周期為1ms調度表的行數：12ms/1ms=12行數=字長=878時間計數器000001000000000100000010000000010000010000000011000000000000000100000110000000010000000010000011時鐘級程序A時鐘級程序B時鐘級程序C…時間計數器清零功能程序入口地址調度表注：對于具有相同啟動周期的程序，應分配在不同的時刻執行，而不要在同一時鐘中斷脈沖到來時執行，使時鐘級程序均勻分配在各時鐘中斷脈沖到來時刻執行，留下足夠的時間給基本級程序。√79基本級調度程序的示意圖基本級調度基本級調度按需執行，由任務激活。80忙時試呼次數BHCA（BusyHourCallAttempts）BHCA計算公式系統開銷t：處理機時間資源的占用率。固有開銷a：與呼叫處理次數（話務量）無關的系統開銷。非固有開銷b：與呼叫處理次數有關的系統開銷。單位時間內處理機用于呼叫處理的時間開銷為：

t=a+bNt：系統開銷a：固有開銷b：處理一次呼叫的平均開銷（非固有開銷）N：單位時間內所處理的呼叫總數，即處理能力值（BHCA）81程序設計語言在程控交換機軟件的開發、運行和維護階段，一般要用到三種類型的語言：

規范描述語言SDL：用于系統設計階段。

各種高級語言和匯編語言：用來編寫軟件程序。

人機對話語言（MML）：用于操作維護終端和交換系統之間的通信，以供維護人員輸入運行維護指令（OAM指令）。82第5章分組交換與幀中繼技術數據通信系統的構成。P100分組交換技術的概念。資源分配：預分配資源技術動態分配資源技術分組頭部格式。P106分組級通信通信過程：虛連接建立、數據傳送、虛電路釋放。P108虛電路和邏輯信道的區別。P110幀中繼：與X.25對比其特點。P12883數據通信系統的構成

84分組交換的基本思想是：把用戶要傳送的信息分成若干個小的數據塊，即分組(packet)，這些分組長度較短，并具有統一的格式，每個分組有一個分組頭，包含用于控制和選路的有關信息。這些分組以“存儲-轉發”的方式在網內傳輸，即每個交換節點首先對收到的分組進行暫時存儲，分析該分組頭中有關選路的信息，進行路由選擇，并在選擇的路由上進行排隊，等到有空閑信道時轉發給下一個交換節點或用戶終端。分組交換技術的概念85資源分配

1、預分配資源技術預分配是根據用戶要求預先把線路的傳輸容量的一部分分配給它。1）時分復用（TDM）2）頻分復用（FDM）86資源分配

2、動態分配資源技術根據用戶實際需要分配線路資源的方法稱為統計時分復用(STDM)。87分組頭的格式如圖所示，它由分組頭和分組數據兩部分組成。分組頭可分為四部分。分組頭格式分組頭格式881、呼叫建立過程89在數據傳輸階段，交換機的主要作用是逐個轉發分組。由于虛電路已經建立，屬于該虛電路的分組將順序沿著這條虛電路進行傳輸，此時分組頭中將不再需要包含目的地的詳細地址，而只需要有邏輯信道號即可。在每個交換節點上，要將分組進行存儲，然后進行轉發。轉發是指根據分組頭中的LCN查相應的轉發表，找到相應的出端口和出端的LCN，用該LCN替換分組頭中的入端口LCN，然后將分組在指定的出端口進行排隊，等到有空閑資源時，將分組傳送至線路上。

2、數據傳輸階段903、虛電路釋放過程91虛電路與邏輯信道的概念虛電路和邏輯信道的聯系和區別：（1）虛電路是在DTE-DTE之間建立的虛連接，存在于端到端之間；邏輯信道是DTE-DCE接口或中繼線上可分配的資源，存在于點到點之間，一條線路上可以存在多個邏輯信道。（2）邏輯信道是一直存在的，它分為占用和空閑兩種狀態；虛電路（不包括永久虛電路）隨著通信的開始而建立，通信結束后就被清除。

92在X.25網絡發展初期，網絡傳輸設施基本上是借用了模擬電話線路，這種線路分廠容易受噪聲的干擾而誤碼。為了確保傳輸無差錯，X.25在每個節點處進行了嚴格的差錯控制，占用了大量的時間。幀中繼采用面向連接的通信方式，將X.25網絡的下三層協議進行簡化，差錯控制、流量控制推到網絡的邊界，即將下層的某些功能有終端的上層協議完成，從而實現了輕載協議網絡。幀中繼93幀中繼幀中繼不考慮傳輸差錯問題，其中節點只做幀的轉發操作，不需要執行接收確認和請求重發等操作。差錯控制和流量控制均交由高層端系統完成。大大縮短了節點的時延，提高了網內數據的傳輸速率。94上層協議網絡層鏈路層物理層上層協議網絡層鏈路層物理層路由選擇、虛電路復用數據成幀、差錯/流量控制電氣機械特性、比特流傳輸/流量(a)X.25分組交換網上層協議鏈路層物理層上層協議鏈路層物理層差錯/流量控制數據成幀、路由選擇電氣機械特性、比特流傳輸/流量(b)幀中繼網分組網絡和幀中繼網絡協議比較95分組交換網中信息的傳輸情況源站中間站中間站目的站發送確認發送確認發送確認發送確認端到端確認信息發送確認發送確認在每個節點處都要進行確認，沒有收到確認消息的節點會重發信息。目的節點收到消息還要向源節點發送確認信息，該信息經過網絡的每個節點同樣要確認，沒有收到確認消息的源節點會重發信息。96幀中繼網中信息的傳輸情況源站中間站中間站目的站發送發送發送發送端到端確認信息發送發送在每個節點處不用進行確認，只進行端到端確認。網絡內部不需要差錯控制，所以可以去掉第三層協議（網絡層）。第二、第三層的糾錯、流量控制等留給智能終端去完成。傳輸同樣的信息量，幀中繼網的載荷明顯輕。幀中繼網的傳輸線必須是光纖。97

從幀中繼的協議體系可以看出，與X.25分組交換相比，幀中繼技術的特點為：(1)幀中繼協議取消了X.25的分組層功能，只有兩個層次：物理層和數據鏈路層，使網內節點的處理大為簡化。在幀中繼網中，一個節點收到一個幀時，大約只需執行6個檢測步驟，而X.25中約需執行22個步驟。因而提高了幀中繼網的處理效率。(2)用戶平面和控制平面分離。幀中繼的技術特點98

(3)傳送的基本單元為幀，幀的長度是可變的，允許的最大長度為lKB，特別適合于封裝局域網的數據單元，減少了分段與重組的處理開銷。(4)在數據鏈路層完成動態統計時分復用、幀透明傳輸和差錯檢測。與X.25網不同，幀中繼網內節點若檢測到差錯，就將出錯的幀丟棄，不采用重傳機制，減少了開銷，由此減少了交換機的處理時間，提高了網絡吞吐量，降低了網絡時延。99

(5)幀中繼技術提供了一套有效的帶寬管理和擁塞控制機制，使用戶能合理傳送超出約定帶寬的突發性數據，充分利用了網絡資源。(6)幀中繼現在可提供用戶的接入速率在64kb/s～2.048Mb/s范圍內，以后還可更高。(7)幀中繼采用了面向連接的工作模式，可提供PVC業務和SVC業務。但由于幀中繼SVC業務在資費方面并不能給用戶帶來明顯的好處，實際上目前主要用PVC方式實現局域網的互連。100第6章信令系統信令的分類。P131已編碼信令的類型。P133信令的傳送方式。P133信令的控制方式。P135No.7信令系統的功能結構。P138101按信令的功能分：

線路信令：具有監視功能，用來監視主被叫的摘、掛機狀態及設備忙閑。

路由信令：具有選擇功能，指主叫所撥的被叫號碼，用來選擇路由。

管理信令：具有操作功能，用于電話網的管理和維護。信令的分類102按信令的工作區域分：用戶信令：是用戶和交換機之間的信令，在用戶線上傳送。主要包括用戶向交換機發送的監視信令和選路信令，交換機向用戶發送的鈴流和各種音信號。局間信令：是交換機和交換機之間的信令，在局間中繼線上傳送，用來控制呼叫接續和拆線。用戶線信令少而簡單，中繼線信令多而復雜。信令的分類103按信令傳送信道分：隨路信令:信令和話音在同一條話路中傳送的信令方式。公共信道信令：是以時分方式在一條高速數據鏈路上傳送一群話路的信令的信令方式。

信令的分類104已編碼的信令模擬已編碼信令：中國一號記發器信令

數字線路信令：中國一號的數字型線路信令信令單元105我國多頻記發器信號的編碼我國采用的多頻互控記發器信號，前向信號用1380，1500，1620，1740，1860，1980Hz的高頻群，按6中取2

的編碼，可組成15種信號。后向信號用1140，1020，900，780Hz的低頻群，按4中取2

編碼，可組成6種信號。信號編碼組合見表。106中國一號數字型線路信令：

第16時隙比特分配

其中：X為備用比特，未用時置1。

Y為復幀失步比特。Y=0，表示正常；Y=1，表示復幀失步。

當c、d比特未用時，應置C=1，d=1。107傳送方式：隨路信令在多段路由上的傳送方式有3種：

端到端方式逐段轉發方式混合方式在優質電路上使用端到端方式，在劣質電路上使用逐段轉發方式，即為混合方式。108控制方式：是指控制信令發送的方法，有三種：

非互控方式：發端不斷地將要發送的脈沖信令連續發向收端，而不管收端是否收到。

特點：設備簡單，但可靠性差。

半互控方式：發端向收端每發一個信令后，必須等接收到收端回送的接收良好的證實信令，才能接著發下一個信令。也就是前向信令受控于后向信令。109控制方式：全互控方式：發端發前向信令不能自動中斷，要等收到收端的證實信令后，才停止發送；收端發證實信令也不能自動中斷，須在發端信令停發后，才能停發證實信令。特點：抗干擾能力強，可靠，但設備復雜，傳送速度慢。中國1號信令使用全互控方式，以保證可靠性，但信令傳送速度慢；No.7信令采用非全互控方式，速度快，同時采用其他措施來保證信令傳送的可靠性。110用戶級信令網功能級信令鏈路控制級信令數據鏈路級信令點A用戶級信令網功能級信令鏈路控制級信令數據鏈路級信令點B第4級第3級第2級第1級四級功能結構111第7章ATM交換技術如何理解ATM技術融合了電路傳送模式與分組傳送模式的特點。P145ATM信元結構及頭部各標識含義。P146ATM信元傳送處理原則。P152誤碼處理信元定界信道填充面向連接：ATM信元中VPI/VCI的作用。ATM交換機的模塊結構。P157112ATM技術融合了電路傳送模式與分組傳送模式的特點電路傳送方式中，信道是按時隙周期性分配的，每個時隙分給一個用戶傳數據。無論用戶是否傳送數據，該時隙都為該用戶所占用。如果在每個時隙中放入48字節的用戶數據和5字節的信頭，即一個ATM信元，則上述的電路傳送方式就變為ATM。這樣就可根據信頭標志來區分不同用戶的數據，于是用戶數據占用的時間位置就不再受約束。分組傳送方式中，信道上傳送的是數據分組。可以把ATM信元看作是一種特殊（即53字節）的數據分組，這樣就可以把ATM看成是一種特殊的分組傳送方式。ATM中使用固定長度的分組──ATM信元，并用空閑信元填充信道，這就將信道分成等長的時間小段，從而具有電路傳送方式的特點。113信元的結構從傳輸效率、時延及系統實現的復雜性考慮，ITU-T規定ATM的信元長度為53字節。信息域（凈荷）信頭包含各種控制信息，主要是表示信元去向的邏輯地址，還有一些維護信息、優先級以及信頭的糾錯碼。信息域承載來自各種不同業務的用戶信息。114

ATM信元頭格式ATM信元頭部格式根據信元在B-ISDN網絡中的位置分為用戶接口UNI格式和網絡間接口NNI格式兩種。UNI中包含GFC域，NNI中沒有。GFC為一般流量控制，4比特，用于控制用戶終端方向的ATM連接的業務流量。VPI為虛通路標識，用來區分傳輸信道上不同的虛通路。

VCI為虛信道標識，可標識65536個虛信道。

115PTI用來標識信息域的類型，3比特，可標識8種類型。

CLP為信元丟失優先級，1比特，用于擁塞控制。CLP=0時網絡應保障帶寬資源供給；CLP=1時如有擁堵可丟棄信元。

ATM信元頭格式HEC為信頭差錯控制，8比特，用于信頭中的差錯控制和信元同步。116ATM信元傳送處理原則1.誤碼處理方法，只對信元頭部進行檢錯，可以糾正信頭的一位錯碼（因光纖傳輸誤碼主要是單比特誤碼）和發現多位錯碼，不檢測信息域，信元頭部有錯而無法糾錯時，則丟棄該信元，沒有反饋重發措施，信元丟失由高層協議保障信息可靠傳遞。117ATM信元傳送處理原則

2.信元定界，ATM沒有信元定界包裝符，是借助于信元頭部校驗序列HEC通過算法來定界。定界過程有三種狀態，搜索狀態、預同步態和同步態。118ATM信元傳送處理原則3.信道填充，為了保證傳輸速率匹配，則當無信息要傳送時須填入空閑信元。4.面向連接的工作方式，ATM網絡是通過呼叫建立虛電路的方式構成信息傳送通路，通信中一直采用該虛電路標記，直到通信結束才釋放虛通路。119ATM的虛電路

虛電路，就是將一條物理通道劃分成一定數量的組/群，稱作虛通路(VP)，再把每個VP細分成若干虛信道(VC)，分別用VPI、VCI進行標記。120ATM的虛連接過程

121ATM交換機模塊結構

122ATM交換機模塊結構(1)輸入模塊(IM)，接收信元，為信元通過交換單元準備路由選擇。輸入模塊的主要功能是終接輸入信號，提取ATM信元。其涉及的功能處理為：光電信號的轉換。數字比特流的恢復。信元定界。信元速率解耦（丟棄空閑信元）。123ATM交換機模塊結構(2)輸出模塊(OM)，執行信元輸出，主要功能是為ATM信元流的物理傳輸做準備。其功能包括：內部標志符的提取和處理。插入VPI/VCI值。產生HEC域并裝入信頭。CAC信令信元、SM管理信元和用戶業務數據信元流的混合輸出。速率匹配（加入空閑單元）。電光轉換等。124ATM交換機模塊結構(3)交換機構(CSF)，主要是把用戶業務信元通過自律選路從輸入模塊傳送到輸出模塊。除了選路功能之外，還包括以下功能：信元緩沖。匯集和多路復用。故障容錯。廣播發送或多播發送。信元調度處理。信元丟棄。擁塞檢測。125ATM交換機模塊結構(4)接續允許控制(CAC)，處理和翻譯信令，決定允許接續與否。它執行虛路徑和虛通路的接續建立、更改和終止等功能。負責以下功能：高層信令協議。信令信元的產生或翻譯。信令網絡接口。VPC/VCC交換資源的分配。VPC/VCC容許或拒絕。UPC/NPC參數的產生。126ATM交換機模塊結構(5)系統管理(SM)，執行管理和通信控制功能，確保交換機正常有效操作。負責以下功能：物理層的操作和管理。ATM層的操作和管理。交換單元的組織管理。交換數據庫的安全控制。交換資源的利用計量。通信管理。信息庫的管理。用戶網的管理。操作系統的接口。網絡管理的支持。127第8章路由器及IP交換技術IP交換技術的概念和構成。P191IP交換中使用的協議。P193GSMPIFMP標記交換技術的概念和構成。P196標記分配協議（TDP）。P198MPLS技術工作原理。P201128IP交換技術IP交換是Ipsilon公司提出的在ATM網上傳送IP分組的技術，硬件以ATM交換機為基礎，連接控制則采用IP技術完成選路。129IP交換機構成

130IP交換機構成及工作原理

131IP交換中所使用的協議1.GSMP（通用交換管理協議），IP控制器利用該協議向ATM交換機發布命令，建立和釋放虛連接、點到點連接中增/刪端點、控制交換端口、配置信息查詢、系統信息查詢。指導ATM交換機為某個用戶業務流建立新的VPI/VCI。2.IFMP（Iplison流管理協議），實現鄰接的IP交換控制器、IP交換網關/網卡之間請求分配一個新的VPI/VCI的控制操作。132標記交換技術標記交換(TagSwitching)，是Cisco公司推出的基于傳統路由器的ATM承載IP技術。IP交換試圖用ATM代替路由器，標記交換的特點是沒有脫離路由器，是在一定程度上將數據的傳遞從路由變成交換，提高了傳輸效率，也不受限于使用ATM技術。133標記交換機的構成標記交換機主要由傳遞元件和控制元件組成。(1)傳遞元件，以分組中攜帶的標記信息和交換機中保存的標記傳遞信息決定分組傳遞。(2)控制元件，通過標記分配協議(TDP)來完成標記分配和維護規程。134標記交換的工作原理

135標記分配協議(TDP）用來分配和維護TFIB的標記子項。TDP使用專用的可靠地鏈路傳輸，在ATM標記交換路由器上使用VPI/VCI為0/32的默認虛通路。三種標記分配方式：下游節點標記分配，下游分配，通知上游；上游節點標記分配，上游分配，通知下游；下游節點按需分配，上游請求，下游分配并通知上游分配結果。136標記交換分配標記示例

137信元交織問題信元交織就是來自不同源的信元以同一個標記VPI/VCI發出時交織混雜在一起，使接收端無法區分的情況。ATM環境下的標記交換必須采用下游結點按需分配標記協議，否則標記交換機必須具有VC合并功能。138信元交織問題示例

139下游按需分配標記

140MPLS采用IP尋址、動態IP選路和另一個標簽分發協議（LDP），LDP把等價轉發類FEC映射成標簽而后形成標簽交換路徑LSP。多協議標簽交換（MPLS）141MPLS網絡由核心部分的標簽交換路由器（LSR）、邊緣部分的標簽邊緣路由器（LER）組成。LSR可以看作是ATM交換機與傳統路由器的結合，由控制單元和交換單元組成。LER的作用是分析IP數據報首部，決定相應的傳送級別和標簽交換路徑（LSP）。多協議標記交換142多協議標記交換

143第9章光交換技術光交換元件的類型。P215光時分交換網絡，光延遲線/光存儲器的作用。P220光交換的應用。P226144光交換元件

1．半導體光開關圖9-1半導體光放大器及等效開關示意圖半導體光開關可以用作光交換中的空分交換開關，通過控制電流來控制光信號的輸出選項。1