现代交换技术的发展与趋势

现代网络交换技术的发展与趋势

摘要

近年来，由于通信技术的不断发展，人们对新业务需求的增加，给通信事业的发展带来了新的挑战，当前迫切需要一个能够将语音、数据和图像融合在一起的网络。通信网络正在从电路交换向以软交换为核心的下一代网络演进。下一代网络NGN(Next Generation Network)是一个综合性的开放网络，它以分组交换技术为基础，以软交换技术为核心。NGN需要得到许多新技术的支持，关键技术是软交换技术、高速路由/交换技术、大容量光传送技术和宽带接入技术。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，2013年12月4日下午，工业和信息化部向中国联通、中国电信、中国移动正式发放了第四代移动通信业务牌照（TD-LTE），此举标志着中国电信产业正式进入了4G时代，这将大大有利于下一代网络的发展，下一代网络的建设成为越来越重要的话题之一。本文探讨的是下一代网络的关键交换技术：软交换技术和光交换技术，及其所支持的下一代网络技术。

【关键词】软交换光交换光纤通信下一代网络NGN

目录

一、下一代网络的关键交换技术 (1)

二、软交换 (4)

三、光交换 (8)

四、NPN关键交换技术的发展前景 (13)

五、参考文献 (14)

一、下一代网络的关键交换技术

随着信息技术的发展，信息交流的日益频繁，移动通信网络和各种通信技术在社会生产和生活中扮演着越来越重要的角色。这种情况下，交换技术作为一种可以实现数据的瞬间储存和转发的重要通信技术，也取得了很大的发展成就，但同时，为了适应这种日益暴增的信息传输，交换技术的未来发展方向又在何方？这是一个值得我们深思的问题。

交换技术的发展历史

电话交换技术发展大致可以分为三个阶段：

1）人工交换发展阶段：第一部磁石式人工电话交换机。

2）自动交换机发展阶段：机电式交换机。

3）电子式自动交换阶段：现如今的数字程控式交换机。

历史使用的典型交换技术

每段历史的发展，都伴随着不断的探索和研究，一次次的改进，一次次的失败，才换来了如今先进的科学技术。所以，我认为，当前的交换技术，也需要经历我们艰苦不懈的探究，才能得到发展。

1）电路交换技术

电路交换技术是电信网络交换技术发展的最初形式和第一阶段。该阶段的典型移动网络代表为GSM和CDMA，其原理是通过一条具备一定宽度的线路保证双方的通信。通信的过程中，该线路的资源将无法再做他用，直到此次通信完成才能释放。这种电路交换技术的最主要的应用特点是在稳定的有一定宽度的线路的基础上能够有效的保证双方的通信质量，并且操作简单，支撑成本低。但同时也存在一定的缺陷，即每一次通信线路只能为当时的信双方提供服务，不利于网络资源的有效利用。

2）分组交换技术

随着科学技术的发展，人们通信需求量的增加，原有的电路交换技术已经不能满足人们的通信需求了。同时，传统电路交换技术所提供的单一语音业务也无法适应移动数据业务的变化，于是分组交换技术应运而生。分组交换技术的主要

原理是，在数据传输前，先根据情况对其进行分割，并在新的分段的始端添加不同的字段。在这个过程中，不仅能完成数据的校验工作，还能实现有效的数据分组。同以往的电路交换技术相比较，新的分组交换技术的应用优势是通过识别数据开头的字段完成发送任务，不仅免去了连接环节，还在发送中实现了对带宽的合理分配。所以，分组交换技术，可以比电路交换技术更加合理高效的利用带宽资源，但是其仍然存在一定的技术局限，即整个的技术操作要经过一个数据和信息的储存环节，导致了不必要的延时。

3）报文技术

在分组交换技术发展的同时，另一种与分组交换技术的工作原理相类似的报文交换技术也被人们开发出来。报文交换技术也是一种先储存再转发的交换形式，二者的最主要区别是报文交换技术在信息和数据的传输中以报文为基本单位。通常情况下，每个报文的单位长度是不固定的，有的甚至存在很大差异，这给信息传输过程中的缓冲区的分配带来了很大的困难，尤其是对于特别长的报文，分配不当极易导致数据发送延迟。所以，该技术的最重要的操作关键点就是要处理好缓冲区的分配，要结合实际情况对其进行调整，不能仅根据报文长度和数量确定。基于这个使用特点，报文交换技术的应用范围被限制在了数据量较少的通信业务中。

4）ATM技术

这种技术是综合分析了前三种技术中的分组和连接方法后，将两种方法有机的结合起来进行应用的。其工作基本形式是在用户提出通信的要求后，建立一定的系统连接，完成数据的传输。值得注意的是，该技术中的连接过程并没有单独占用数据通道，所以在用户进行通信的同时，带宽也可以从事其他业务，这样也就大大的提高了带宽的利用效率，避免了资源的浪费。该技术也采用了分组传输的方法，其主要应用表现是在传输的过程中，根据长度对数据和语音进行分段。而这也就很大程度上确保了Qos相关机制的完整性。另外，ATM技术的传输通道由光纤构成，可以一定程度上减少误码率，提高信息传输的准确性，并避免因数据糊导致的各类延时。综上，ATM技术的应用特点决定了它可以应用于各种数据的传输活动中，尤其适合对速度要求比较高的数据传输。但是该技术也不是十分完善的，主要的缺点就是成本较高，不便于大范围的推广。

2、NGN概述

NGN是下一代网络的简称，国际电信联盟远程通信标准化组织ITU-T对NGN的定义如下：NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN 使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。NGN具有以下特点：NGN属于电信网络，支持话音、数据和多媒体业务；支持实时/非实时的业务，同时应支持业务的个性化、业务的移动性；分组传送；控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离；业务提供与网络分离，提供开放接口；利用各基本的业务组成模块，提供广泛的业务和应用(包括实时、流、非实时和多媒体业务)；具有端到端QoS和透明的传输能力；通过开放接口与传统网络互通；具有通用移动性；允许用户自由地接入不同业务提供商；支持多样标志体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由；同一业务具有统一的业务特性；融合固定与移动业务；业务功能独立于底层传送技术；适应所有管理要求，如应急通信、安全性和私密性等要求。

NGN的主要支持技术

NGN需要得到许多新技术的支持，如:采用软交换技术实现端到端业务的交换；采用IP技术承载各种业务，实现三网融合；采用IPv6技术解决地址问题，提高网络整体吞吐量；采用MPLS(多协议标签交换)实现I层和多种链路层协议(ATM/FR、PPP、以太网，或SDH、光波)的结合；采用OTN(光传输网)和光交换网络解决传输和高带宽交换问题；采用宽带接入手段解决“最后一公里”的用户接入问题。因此实现NGN的关键技术是软交换技术、高速路由/交换技术、大容量光传送技术和宽带接入技术。其中软交换技术是NGN的核心技术。软交换(Soft Switch)又称为呼叫代理(Agent)、呼叫服务器或媒体网关控制。是把呼叫传输与呼叫控制分离开，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面，使业务提供者可以自由地将传输业务与控制协议结合起来，实现业务转移，使软交换能无缝地软统一于通信数据、传真、视频等多媒体业务。更重要的是，软交换采用了开放式应用程序接口(API)，允许在交换机制中灵活引入新业务。软交换是下一代网络呼叫与控制的核心，其核心思想是硬件软件化，通过软件来实现原来交换机的控制接续和业务处理等功能，各实体间通过标准化协议进行连接和通信，便于在NGN中更快地实现各类复杂的协议，更方便地提供业务。

二、软交换

1、软交换概述

软交换是一种功能实体，为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。简单地看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换是与业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。

软交换技术是NGN网络的核心技术，为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。软交换技术独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。[1]

2、软交换的提出

软交换的概念最早起源于美国。当时在企业网络环境下，用户采用基于以太网的电话，通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件（Call Manager、Call Server），实现PBX（Private Branch eXchange，用户级交换机）功能（IP PBX）。对于这样一套设备，系统不需单独铺设网络，而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一，综合成本远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高，主要用于满足通信需求，设备门槛低，许多设备商都可提供此类解决方案，因此IP PBX应用获得了巨大成功。受到IP PBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248）且主要使用纯软件进行处理，于是，Soft Switch（软交换）技术应运而生。[1]

3、软交换的发展

软交换概念一经提出，很快便得到了业界的广泛认同和重视，ISC （International Soft Switch Consortium）的成立更加快了软交换技术的发展步伐，软交换相关标准和协议得到了IETF、ITU－T等国际标准化组织的重视。

根据国际Soft Switch论坛ISC的定义，Soft Switch是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的设备和系统。因此，软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过软件实现基本

呼叫控制功能，从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。与此同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口和业务应用层相连，可方便地在网络上快速提供新的业务。

思科系统亚太区NGN/VoIP首席技术顾问殷康认为，尽管“软交换”是NGN 讨论的热点，但是人们对它的概念仍然有些似是而非。他说：“‘软交换’这个术语可以说是从Soft switch翻译而得。Soft switch这一术语借用了传统电信领域PSTN网中的‘硬’交换机‘switch’的概念，所不同的是强调其基于分组网上呼叫控制与媒体传输承载相分离的含义。国内一开始有人将Soft switch译为‘软交换’。但是‘软交换’这个翻译术语含义不够十分明晰，单从字面上看很难使人理解它究竟是设备系统概念还是体系概念。”

殷康指出，我国电信业历来将名词属性的、设备概念范畴的switch译为“交换机”，而将动名词属性的switching 译为“交换”。X25 switch译为X25交换机，ATM switch译为ATM交换机，L2/L3 switch 译为二层/三层交换机。因此他建议，为学术研讨的严肃性，应该将soft switch更为确切地译为“软交换机”。这只是翻译概念上的问题。不过从某一方面来说，对于软交换概念的模糊，也反映了产业界对于软交换认识上在某些方面依旧存在偏差，存在着过分强调某一方面的能力，或者是过分夸大了软交换功能的情况。甚至可以说在很长的一段时间，软交换被人为地“神话”了，它被认为是一种代表着通信行业的未来，似乎无所不能的技术。

软交换是一种正在发展的概念，包含许多功能。其核心是一个采用标准化协议和应用编程接口（API）的开放体系结构。这就为第三方开发新应用和新业务敞开了大门。软交换体系结构的其它重要特性还包括应用分离（de-coupling of applications）、呼叫控制和承载控制。[2]

4、软交换的技术定义

(1)软交换的技术定义可以描述为：

(2)它是一种提供了呼叫控制功能的软件实体

(3)它支持所有现有的电话功能及新型会话式多媒体业务

(4)它采用标准协议（如SIP、H.323、MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN

以及各种其它的数据及ITU协议）

(5)它提供了不同厂商的设备之间的互操作能力

(6)它与一种或多种组件配套使用

(7)软交换是一种针对与传统电话业务和新型多媒体业务相关的网络和业务

问题的解决方案。它能够减少资本和运营支出，提高收入。[1]

5、软交换的原理目标

软交换技术是一个分布式的软件系统，可以在基于各种不同技术、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性，其基本设计原理是设法创建一个具有很好的伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统，它独立于特定的底层硬件/操作系统，并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议，在一个理想的位置上把该架构推向摩尔曲线轨道。并且它应该有能力支持下列基本要求：（1）独立于协议和设备的呼叫设备的呼叫处理和/同步会晤管理应用的开发。

（2）在其软交换网络中能够安全地执行多个第三方应用而不存在由恶意或错误行为的应用所引起的任何有害影响。

（3）第三方硬件销售商能增加支持新设备和协议的能力。

（4）业务和应用提供者能增加支持全系统范围的策略能力而不会危害其性能和安全。

（5）有能力进行同步通信控制，以支持包括帐单、网络管理和其他运行支持系统的各种各样的后营业室系统。

（6）支持运行时间捆绑或有助于结构改善的同步通信控制网络的动态拓扑。

（7）从小到大的网络可伸缩性和支持彻底的故障恢复能力。

软交换的实现目标是在媒体设备和媒体网关的配合下，通过计算机软件编程的方式来实现对各种媒体流进行协议转换，并基于分组网络（IP/ATM）的架构实现IP网、ATM网、PSTN网等的互连，以提供和电路交换机具有相同功能并便于业务增值和灵活伸缩的设备。[1]

6、软交换的交换协议

软交换所使用的主要协议软交换体系涉及协议非常众多，包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。国际上，IETF、ITU－T、Soft Switch Org等组织对软交换及协议的研究工作一直起着积极的主导作用，许多关键协议都已制定完成，或趋于完成。这些协议将规范整个软交换的研发工作，使产品从使用各厂家私有协议阶段进入使用业界共同标准协议阶段，各家之间产品互通成为可能，真正实现软交换产生的初衷——提供一个标准、开放的系统结构，各网络部件可独立发展。在

软交换的研究进展方面，我国处于世界同步水平。信息产业部“网络与交换标准研究组”在1999年下半年就启动了软交换项目的研究，已完成了《软交换设备总体技术要求》。下面对几个主要协议做一简单介绍。

（1）248/MEGACO

H．248和MEGACO协议均称为媒体网关控制协议，应用在媒体网关和H．248/MEGACO与软交换设备之间。两个协议的内容基本相同，只是H．248是由ITU提出来的，而MEGACO是由IEFT提出来的，且是双方共同推荐的协议。它们引入了Termination（终端）和Context（关联）两个抽象概念。在Termination（终端）中，封装了媒体流的参数、MODEM和承载能力参数，而Context（关联）则表明了在一些Termination（终端）之间的相互连接关系。H．248/MEGACO通过Add、Modify、Subtract、Move等8个命令完成对Termination（终端）和Context（关联）之间的操作，从而完成了呼叫的建立和释放。

（2）控制协议

媒体网关控制协议（MGCP）是由IEFT提出来的，是简单网关控制协议（SGCP）和IP设备控制协议（IPDC）相结合的产物。MEGACO协议是对MGCP 协议的进一步改进、完善和提高，MGCP协议可以说是一个比较成熟的协议，协议的内容与MEGACO协议比较相似。软交换系统设备大都支持该协议，其不足也慢慢表现出来，将来可能要被H．248/MEGACO协议所取代。

在软交换系统中，MGCP协议与H．248/MEGACO协议一样，应用在媒体网关和MGCP终端与软交换设备之间，通过此协议来控制媒体网关和MGCP 终端上的媒体/控制流的连接、建立和释放。

（3）初始协议

会话初始协议（SIP）是IETF提出的在IP网上进行多媒体通信的应用层控制协议。以Internet协议（HTTP）为基础，遵循Internet的设计原则，基于对等工作模式。利用SIP可实现会话的连接、建立和释放，并支持单播、组播和可移动性。此外，SIP如果与SDP配合使用，可以动态地调整和修改会话属性，如通话带宽、所传输的媒体类型及编解码格式。其具体内容可参见IETFRFC 2543bis。

在软交换系统中，SIP协议主要应用于软交换与SIP终端之间，也有的厂家将SIP协议应用于软交换与应用服务器之间，提供基于SIP协议实现的增值业务。总的来说，SIP协议主要应用于语音和数据相结合的业务，以及多媒体业务之间的呼叫建立与释放。

三、光交换

1、光纤通信简介

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．

光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。

2、光交换的发展

光纤只是解决传输问题，还需要解决光的交换问题。过去，通信网都是由金属线缆构成的，传输的是电子信号，交换是采用电子交换机。通信网除了用户末端一小段外，都是光纤，传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但由于光开关器件不成熟，只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换，即把光信号变成电信号，用电子交换后，再变还光信号。显然是不合理的办法，是效率不高和不经济的。正在开发大容量的光开关，以实现光交换网络，特别是所谓ASON-自动交换光网络。

通常在光网里传输的信息，一般速度都是xGbps的，电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然，也不是说，一切都要用光交换，特别是低速，颗粒小的信号的交换，应采用成熟的电子交换，没有必要采用不成熟的

大容量的光交换。当前，在数据网中,信号以“包”的形式出现，采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小，可采用电子交换。然而，在大量同方向的包汇总后，数量很大时，就应该采用容量大的光交换。

自动交换的光网，称为ASON，是进一步发展的方向。

3、光交换的方式

光信号复用一般有空分复用、时分复用、波分复用三种方式，相应的也有空分交换、时分交换和波分交换来完成三种复用信道的交换.

空分交换是将交换空间域上的光信号，其基本的功能组件是空间光开关。空

间光开关原理是将光交换元件组成门阵列开关，可以在多路输入与多路输出的光纤中任意的建立通路。其可以构成空分光交换单元，也可以和其他类型的开关一起构成时分或者波分的交换单元。空分光开关一般有光纤型和空间型两种，空分交换的是交换空间的划分。

时分复用是通信网络中常用的信号复用方式，将一条信道分为若干个不同的时隙，每个光路信号分配占用不同的时隙，将一个基带信道拟合为高速的光数据流进行传输。时分交换需要使用时隙交换器来实现。时隙交换器将输入信号依序写入光缓存器，然后按照既定顺序读出，这样就实现了一帧中的任一时隙交换到另外的一个时隙而输出，完成了时序交换的程序。一般双稳态激光器可以用来作为光缓存器，但是它只能按位输出，不能满足高速交换和大容量的需求。而光纤延时线是一种使用较多的时分交换设备，将时分复用的光路信号输入到光分路器中，使得其每条输出通路上都只有某个相同时隙的光信号，然后将这些经过不同光延时线的信号组合起来，经过了不同延时线的信号获得了不同的时间延迟，最后组合起来正好符合了信号复用前的原信号，从而完成时分交换。

在光传输系统中波分复用技术应用十分广泛，一般在光波分复用系统中，源端和目的端都需要使用同样波长的光来传输信号，如非如此多路复用复用时每个复用终端都需要使用额外的复用设备，这样就增加了系统的使用成本和复杂度[3].因此如果在波分复用系统中，在中间传输节点上使用波分光交换，就可以满足不额外增加器件实现波分复用系统的源端与目的端互通，并且可以节约系统资源，提高资源利用率。

波分光交换系统首先将光波信号用分解器分割为多个进行波分光交换所需的波长信道，在对每个信道都进行波长交换，最后将得到的信号复用后组成一个密集的波分复用信号，由一条光缆输出，这就利用光纤宽带的特性，在损耗低的波段复用多路光信号，大大提高了光纤信道的利用率，提高了通信系统容量。

混合交换技术则是在大规模的通信网络中使用多种交换技术混合组成的多级链路的光路连接。由于在大规模网络中需要将多路信号分路后再接入不同的链路，使得波分复用的优势无法发挥，因此需要在各级的连接链路中使用波分复用技术，然后再在各级链路交换时使用空分交换技术完成链路间的衔接，最后再目的端再用波分交换技术输出相应的光信号，进行信号合并最后分路输出。常用的混合使用的交换技术有空分-时分混合、空分-波分混合、空分-时分-波分混合等几种。

全光交换的实现第一步，首先要利用基于电路交换方式的光分插复用(OADM)和光交叉连接(OXC)技术实现波长交换，然后再进一步实现光分组交换[4].

波长交换是以波长为单位进行光域的电路交换，波长交换是为光信号提供端到端的路由和分配波长信道。进行波长交换的关键是要使用相应的网络节点设备，即光分插复用或者光交叉连接。光分插复用的工作原理是以全光的方式在网络节点中分出和插入所需的波长通路。其主要的组成元件有复用器和解复用器，以及光开关和可调谐波器等。光分插复用的工作原理和同步数字系统(SDH)中分插复用器的功能类似，不过一个是在时域，而另一个是作用在光域。而光交叉连接则是和同步数字系统中的数字交叉连接器(DXC)作用相似，不过是实现在光网络节点处的波长通路的交叉连接。

光波长交换本质上任然是效率不高的光交换方式，其面向连接的属性使其对已经建立的波长通道不能实现再次分配以实现利用效率最大化，即使通信处于闲置状态。而光分组交换能够以极小的交换粒度实现带宽资源的复用，提高光网络的通信效率。光分组交换目前一般有光透明包交换(OTPS)、光突发交换(OBS)和光标记交换(OMPLS)技术。光透明包交换主要特点是分组长度固定，采用同步交换的方式，需要对所有输入分组在时间上同步，因此增大了技术难度，增加了使用成本。而光突发使用了变长度分组，使用传输包头的控制信息和包身的数据在时间和空间上分离的传输方式，克服了同步时间的缺点，但是有可能产生丢包的问题。而光标记交换则是在IP包在核心网络的接入处添加标记进行重新封包，并在核心网内部根据标记进行路由选择的方法。

虽然光交换的方式对数字传输速率要求较高(一般10Gb/s以上)的通信场合更为合适，可以实现更低的传输成本和更大的系统容量;但当系统要求的传输速率要求较低(指2.5Gb/s以下)、连接配置方式较为灵活时，使用旧式的光电转换的方式接入可能更为合适。因此在当前的实际应用中，应当根据应用场景选择合适的系统部署。

随着未来通信网技术的发展和全光网络实现，光交换技术也会以更加新颖和更有效率的方式为通信网络的全光化做出贡献，成为社会发展和人们生活中的重要部分。

密集波分复用技术的进步使得一根光纤上能够承载上百个波长信道，传输带宽最高记录已经达到了T比特级。同时，现有的大部分情况是光纤在传输部分带宽几乎无限——200Tb/s，窗口200nm。相反，在交换部分，仅仅只有几个Gb/s，这是因为电子的本征特性制约了它在交换部分的处理能力和交换速度。所以，许多研究机构致力于研究和开发光交换/光路由技术，试图在光子层面上完成网络交换工作，消除电子瓶颈的影响。当全光交换系统成为现实，就足够可以满足飞速增长的带宽和处理速度需求，同时能减少多达75%的网络成本，具有诱人的市场前景。

光信号处理可以是线路级的、分组级的或比特级的。WDM光传输网属于线路级的光信号处理，类似于现存的电路交换网，是粗粒度的信道分割；光时分复用OTDM 是比特级的光信号处理，由于对光器件的工作速度要求很高，尽管国内外的研究人员做了很大努力，但离实用还有相当的距离；光分组交换网属于分组级的光信号处理，和OTDM相比对光器件工作速度的要求大大降低，与WDM 相比能更加灵活、有效地提高带宽利用率。随着交换和路由技术在处理速度和容量方面的巨大进步，OPS技术已经在一些领域取得了重大进展。

光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路交换又可分成三种类型，即空分（SD）、时分（TD）和波分/频分（WD/FD）光交换，以及由这些交换组合而成的结合型。其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类，一是基于波导技术的波导空分，另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。光分组交换中，异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。

日本开发了两种空分光交换系统――多媒体交换系统和模块光互连器。两种系统均采用8×8二氧化硅光开关。多媒体光交换系统支持G4传真、10Mpbs局域网和400Mpbs的高清晰度电视。

光时分交换技术开发进展很快，交换速率几乎每年提高一倍。1996年推出了世界上第一台采用光纤延迟线和4×4铌酸锂光开关的32Mpbs时分复用交换系统。光波分交换能充分利用光路的宽带特性，不需要高速率交换，技术上较易实现。1997年采用高速MI（Michelson Interferometer）波长转换器的20Gbps 波分复用光交换系统问世。

采用极短脉冲的超高速ATM光交换机较为普遍，交换容量可达64Gpbs，目前已有实验样机。

在光网络设计中，对网络设计者来说，非常重要的是减少当前网络中协议层

的数目，保留已有功能，并尽量利用现有的光技术。而光分组交换技术独秀之处在于：

大容量、数据率和格式的透明性、可配置性等特点，支持未来不同类型数据，能提供端到端的光通道或者无连接的传输。带宽利用效率高，能提供各种服务，满足客户的需求。把大量的交换业务转移到光域，交换容量与WDM传输容量匹配，同时光分组技术与OXC、MPLS等新技术的结合，实现网络的优化与资源的合理利用因而，光分组交换技术势必成为下一代全光网网络规划的“宠儿”。

四、NPN关键交换技术的发展前景

1、软交换的前景

电信市场的开放与竞争是运营商接受软交换最根本的原因。2001年开始，国内运营商便开始了软交换的商用实验。中国电信南北拆分以及“5+1”新格局的形成，更是为软交换的发展提供了机会。中国电信和中国网通都需要在对方“领地”建网，传统的PSTN无疑不是最佳之选，包括软交换技术在内的全IP分组交换网络将成为运营商的首选。对于缺少固网资源的运营商以及新兴的电信运营商，拥有可以提供新颖、丰富的业务种类的网络才可以在激烈的市场竞争中胜出，软交换网络是一种不错的选择。

2、光交换的前景

光分组交换技术将成为一项重要的网络交换升级技术得到广泛应用。未来，基于电路交换的电信网必然要升级到以数据为重心以分组为基础的新型通信网，而光分组交换网能以更细的粒度快速分配光信道，支持ATM和IP的光分组交换，是下一代全光网络技术，其应用前景广阔。目前，世界上许多发达国家进行了光分组交换网的研究，如欧洲RACD计划的ATMOS 项目和ACTS计划的KEOPS 项目，美国DARPA 支持的POND项目和CORD项目，英国EPRC支持的WASPNET 项目，日本NTT光网络实验室的项目等。而且，光分组交换网的实用化，取决于一些关键技术的进步，如光标记交换、微电子机械系统MEMS 、光器件技术等。光器件技术中固态光交换技术已开始迅速发展，在芯片上实现光交换一直是人们的梦想。利用固态交换技术，交换速度可以在纳秒的范围之内，这样高的速度主要用于光的分组交换。已经有一些公司在这个方向上取得了重大进展，例如Brimcon，Lynx and NTT公司。

3、结语

NGN是电信史上的一块里程碑，它是一种综合、开放的网络架构，提供语音、数据和多媒体等业务。NGN通过优化网络结构，不但实现了网络的融合，更重要的是实现了业务的融合，使得分组交换网络能够继承原有电路交换网中丰富的业务功能，同时可以在全网范围内快速提供原有网络难以提供的新型业务。它的出现，标志着新一代电信网络时代的到来。

五、参考文献

[1]TETRA分组交换及网关设计.黑龙江科技信息.2011年第5期

[2]可行的基于CIOQ的并行分组交换结构.通信学报.2011年第5期

[3]下一代光核心负载均衡分组交换机研究.计算机学报.2011年第7期

[4]组建唐山NGN网提高新业务竞争力.中国科技信息.2011年第2期

[5]基于软交换的井下视频监控系统-制造业自动化.2011年第2期

[6]铁路系统GSM-R网络中软交换应用方案研究.硅谷.2011年第2期

[7]工业和信息化部发放4G牌照.中华人民共和国工业和信息化部.2013.12.4

现代交换技术复习题

现代交换技术 复习题 第一章概述 一．简答 1.通信网由那些部分组成？ 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？ 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? 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。传输可靠性要求不同：前者的比特差错率在以下，后者可高达。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。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方式？ 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。线路利用率高，动态统计复用。可靠性一般在10-10以下较经济. 5．宽带交换技术主要有哪些？ 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？ （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。 二．填空 1. 通信网由交换设备、( )和传输设备组成。 A. 电话机 B. 终端设备 C. 传真机 D. 对讲机 2. 电话交换是人和人之间的通信，数据交换是( )之间或人与计算机之间的通信。 A. 计算机与计算机 B. 人与人 C. 人与计算机 D. 交换机 3. 窄带交换指传输比特速率低于( )的交换。 A. 2Mb/s B. 8Mb/s C. 128Mb/s D. 56Kb/s 4. 宽带交换是指传输比特速率高于( )的交换。 A. 128Mb/s B. 64Mb/s C. 2Mb/s D. 10Mb/s 5. 帧中继技术是传统的( )的一种改进方案，适合LAN（局域网）之间数据互联，目前传输速率已达到34Mb/s。 A. 电路交换 B. ATM C. IP交换 D. 分组交换 6. 异步传送模式（ATM）综合了( )和分组交换的优势，可以适合各种不同业务的多媒体通信的交换和复用。 A. 光交换 B. 电路交换 C. 帧中继 D. IP交换 答案：1.b 2.a 3.a 4.c 5.d 6.b 第二章交换单元与交换网络 一．填空 1. 统计时分复用信号按分组传送信息，每个分组使用不同的时隙，但可用标志码区分不同的子

现代交换技术的发展与趋势

现代网络交换技术的发展与趋势 系部：计算机工程系班级： 通信13-1 班学号： 2013232020 姓名：邝鑫鑫 日期：2015年11月15日

摘要 近年来，由于通信技术的不断发展，人们对新业务需求的增加，给通信事业的发展带来了新的挑战，当前迫切需要一个能够将语音、数据和图像融合在一起的网络。通信网络正在从电路交换向以软交换为核心的下一代网络演进。下一代网络NGN(Next Generation Network) 是一个综合性的开放网络，它以分组交换技术为基础，以软交换技术为核心。NGN 需要得到许多新技术的支持，关键技术是软交换技术、高速路由/ 交换技术、大容量光传送技术和宽带接入技术。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，2013 年12 月4 日下午，工业和信息化部向中国联通、中国电信、中国移动正式发放了第四代移动通信业务牌照TD-LTE)，此举标志着中国电信产业正式进入了4G 时代，这将大大有利于下一代网络的发展，下一代网络的建设成为越来越重要的话题之一。本文探讨的是下一代网络的关键交换技术：软交换技术和光交换技术，及其所支持的下一代网络技术。 关键词】软交换光交换光纤通信下一代网络NGN

目录 一、下一代网络的关键交换技术 (1) 二、软交换 (4) 三、光交换 (8) 四、NPN 关键交换技术的发展前景...................................................................................... 1..3.. 五、参考文献 ................................................................................................................................... 1..4

现代交换技术总结

现代交换技术总结 最近发表了一篇名为《现代交换技术总结》的范文，好的范文应该跟大家分享，看完如果觉得有帮助请记得（）。 XX 12356896 XXXX班 下一代网络的下一个发展目标。目前一般认为下一代网络，基于IP，支持多种，能够实现业务与传送分离，功能独立，接口开放，具有服务质量(QoS)保证和支持通用移动性的分组网。 下一代网络（Next Generation Network），又称为次世代网络。主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的提供多媒体业务，整合现有的市内固定电话、移动电话的基础上（统称FMC），增加多媒体数据服务及其他增值型服务。其中话音的交换将采用软交换技术，而平台的主要实现方式为IP技术，逐步实现统一通信其中voip将是下一代网络中的一个重点。为了强调IP技术的重要性，业界的主要公司之一思科公司（Cisco Systems）主张称为IP-NGN

在亚历山大·格拉汉姆·贝尔发明了电话机后，电话网，也就是以音声传导为目的的回线交换技术被使用至今。相对于它，数据通信为主要目的的基于英特网的信息通信，分组交换通信也渐渐被使用。至2000年为止，第1代以音声为主的网络通信量占有优势。而现今，因数据通信大量增加的原因，更佳节省费用的并同样可以支持音声传送的分组交换传送通信网络渐渐被使用。音声通信与数据通信相结合的一元化信息传送的第2代网络被赋予运用。 因特网与电话网相比，简单性与安全性是一个弱点。于是，集合了ip网络的长处的下一代通信网络NGN出现了。网路除了以上说的电话网，ip网络以外，也包括播放网。以NGN为基础的流媒体服务和播放服务也在被标准化，融合了前两者网络的"通信与播放的融合网络"也正 2 在被开发中。xx年，中国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。传感网标准化工作已经取得积极进展。传感网在国际上又称为"物联网"，这是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。随着传感器、软件、网络等关键技术迅猛发展，传感网产业规模快速增长，应用

《现代交换技术》习题(一)答案(1)

《现代交换技术》习题（一）答案 一、填空题 1. 引入交换设备后，用户之间的点对点通信就可由交换式通信网来提供。交换机最早用于电话通信。 2.从交换机完成用户之间通信的不同情况来看，交换机需要控制的基本接续类型主要有4种：本局接续，出局接续，入局接续和转接接续。 3. 根据交换机对分组的不同处理方式，分组交换有两种工作模式：数据报和虚电路。 4. 从服务范围看，计算机网络分为局域网，城域网和广域网。 5. 虚拟局域网是指在交换式局域网的基础上，通过网管配置构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。 6. 电路交换技术的发展经历了从机电式电话交换，到模拟程控交换，再到数字程控交换的过程。 7. 1969年12月，美国国防部高级研究计划局研制的分组交换网ARPANet投入运行，标志着以分组交换为特色的计算机网络的发展进入了崭新的纪元。 8. 国际标准化组织于1984年提出了开放系统互连参考模型，该模型依层级结构分为7层，其中第5层为会话层。对等层间通信产生和处理的对象称为协议数据单元。 9. 无阻塞网络可分为以下三类：严格无阻塞、广义无阻塞和再配置无阻塞。其中，严格无阻塞网络又称为CLOS网络。 10. 交换单元根据入线和出线的数量关系可以分为三类：集中型、扩散型和分配型。 11. 三级C(m,n,r)CLOS网络严格无阻塞的条件是：m>=2n-1。 12. 一天中电话负载最大的1小时称为最忙小时（忙时）。 13. 程控数字交换机中，用户电路的主要功能有七种，即馈电、过压保护、振铃控制、监视、编译码与滤波、混合电路和测试。 14. ITU-T将ISDN业务划分为三类：承载业务，用户终端业务和附加业务。 15. 按照信令传送通路与话路之间的关系来划分，信令可分为随路信令和共路信令两大类。 16. 1条中继线连续使用1小时，则该中继线的话务量为1 Erlang。 17. 共路信令是指在电话网中各交换局的处理机之间用一条专门的数据通路来传送通话接续所需的信令信息的一种信令方式。 18. 呼叫处理程序负责整个交换机所有呼叫的建立与释放，以及交换机各种新服

现代交换技术论文

现代交换技术论文 ——浅谈光交换技术与其应用 本门课程主要介绍了在现代通信网络中使用的各种交换技术的原理、相关协议和应用。由浅及深的向大家介绍并讲解了目前网络中常用的各种交换技术和数据通信中使用的关键技术原理；电话通信中使用的电路交换技术；电信网信令系统；数据通信中使用的分组交换技术和帧中继技术；宽带交换中使用的ATM技术；计算机网络中使用的二层交换、IP交换和MPLS技术；光交换技术以及最新的软交换及NGN技术等问题。 随着通信技术和计算机技术的不断发展，人们要求网络能够提供多种业务，而传统的电路交换技术已经满足不了用户对于各种新业务的要求，因此各种交换技术应运而生，以满足人们不同的业务要求。经过几个月来的不断学习，查阅资料，下面从光交换的分类、技术特点以及光交换方式三方面浅谈一下光交换技术与其应用。 光交换技术是全光通信网中的核心技术,在全光通信网络技术中发挥着重要的作用。随着现代科学技术的不断发展,在现代通信网中,实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来的发展目标。光交换技术作为全光通信网中的一个重要支撑技术,在全光通信网中发挥着重要的作用。 光交换的分类 光交换是指不经过任何光/电转换,将输入端光信号直接交换到任意的光输出端。具体来说，光交换可分为光路光交换和分组光交换2类。 （1）光路光交换 OCS基于波长上下话路OADM(Optical Add Drop Multiplexer)和交叉连接OXC(0Ptical Cross Connect),采用波长路由方式,通过控制平面的双向信令传输建立链路和分配波长,实质是一种光的电路交换方式。 在DWDM网络中,光路交换以波长交换的形式实现,即在相邻节点间的每一

信息技术及其发展趋势教案

信息技术及其发展趋势 教学内容 1、信息技术的定义； 2、通信技术的定义； 3、电子计算机技术； 4、微电子技术； 5、信息技术的发展史； 6、信息技术的发展趋势； 教材分析 本节课所讲的内容是教材上的第二课，是第一节课的一个延生和继续，也是为第三节课的知识点做了一个引入作用。而本课的知识点较为抽象，学生可以操作的机会较少。所以本课引入有趣的视频资料注重教学重点的讲解，而在其他非重难的知识点上降低重视度。本课的重点是：信息技术的定义；信息技术的发展历史；信息技术的发展趋势。教学难点是：信息技术的发展历史和信息技术的发展趋势。 教学对象分析 本节课的教学对象是初一学生，学生的学习态度良好。在学习本课之前学生已经学习了第一课，了解了信息的相关知识点；学生具备一定的理解能力和动手操作能力。 教学目标 知识与技能目标： 1、掌握信息技术的定义； 2、理解信息技术所包含的三个方面； 3、掌握信息技术的发展历史和发展趋势。 过程与方法目标： 在参加活动的过程中，激发学生积极思考、主动讨论并发言的学习习惯，找到更好的学习信息技术的方法。 情感态度与价值观目标： 1、通过活动任务的完成，以及小组讨论，学生理性地表达感受以及认识知识点。

2、学生能过积极主动地去思考遇到学习方面及其他方面的问题。教学重点 1、信息技术的定义； 2、信息技术的发展历史； 3、信息技术的发展趋势。 教学难点 信息技术的发展历史和信息技术的发展趋势。 教学过程 一、导入（5分钟） 师：在上课之前，我们先来看一个故事。在看的过程中仔细思考这个故事说明了什么？ （展示故事，学生认真观看故事，思考问题） 师：看完了没有 生：看完了 师：好，看完了之后我想问问大家，这个故事中的乘客最终获救是因为什么？ 生：手机，手机发送的信息 师：手机，也有同学说是这个手机发送的信息。那么，我想问问同学们如果当时没有手机，也没有发送求救信息，那么结局又会是怎么样的呢？ 生：全部都死掉了 师：而且会在外界毫不知情的情况下，对吧？ 生：对 师：那么，这说明了什么呢？ 生：手机的重要性，发信息的重要性 师：对，同学们都说得很好。我们来总结一下就是说明了信息及信息技术工具的重要性。 （展示：说明了信息及信息技术工具的重要性。） 二、授课（25分钟）设计意图：故事导入，引起学生注意 学生活动：认真思考问题，积极回答问题

现代交换原理与技术练习及答案

现代交换原理与技术 练习题

第1章绪论 一、填空题 7-1“竹信”就是用一根_________连结两个小竹筒，在竹筒的一方可以听见另一方小声说话的声音。绳子 7-2人类用电来传送信息的历史是由_________开始的。电报 7-3电报（Telegraph）是一种以_________________传送信息的方式，即所谓的数字方式。 符号（点、划） 7-4“电信”是使用有线、无线、光或其它_____________系统的通信。电磁 7-5在电信系统中，信息是以电信号或___________信号的形式传输的。光 7-6交换设备的作用就是在需要通信的用户之间_________________，通信完毕拆除连接，这种设备就是我们今天常说的电路交换机。建立连接 7-7通信网由用户终端设备、_______________设备和传输设备组成。交换 7-8在由多台交换机组成的通信网中，信息由信源传送到信宿时，网络有___________连接和无连接两种工作方式。面向 7-9电路就是在通信系统中两个终端之间（有时须通过一个或多个交换节点）为了完成_____________传递而建立的通信路径。信息 7-10物理电路是终端设备之间为了传送信息而建立的一种________连接，终端之间可通过这种连接接收/发信息。实 7-11信息在通信网中的传送方式称为传送模式，它包括信息的复用、传输和________方式。 交换 7-12时分复用，就是采用___________分割的方法，把一条高速数字信道分成若干条低速数字信道，构成同时传输多个低速数字信号的信道。时间 7-13交换技术从传统的电话交换技术发展到综合业务交换技术在内的现代交换技术，经历了人工交换、机电交换和_________交换三个阶段。电子 7-14电路交换技术是一种主要适用于_________业务的一种通信技术。实时 7-15分组交换采用的路由方式有数据报和_________两种。虚电路 7-16宽带交换技术就是指支持传输比特速率高于_________的交换技术。２M/s 7-17交换的目的就是将交换机入端的信息按照_________的需要转移到出端。用户 7-18交换机的功能可以用两种方法来描述，一种是在入端和出端之间建立连接和释放连接；另一种是把入端的信息按照其_________分发到出端去。地址 二、选择题 7-19我们把用标志码标识的信道称为（）A A、标志化信道 B、位置化信道 C、时隙 D、信元 7-20虚电路是终端设备之间为了传送信息而建立的一种逻辑连接（）B A、物理连接 B、逻辑连接 C、实连接 D、无缝连接 7-21电路交换是最早出现的一种交换方式，电路交换方式的一个典型应用是（）B A、数据交换 B、电话交换 C、报文交换 D、图像交换 7-22报文交换的基本原理是（）A A、存储——转发 B、建立连接 C、拆除连接 D、物理连接 7-23常用宽带交换技术有快速电路交换、帧中继、IP交换、标记交换、软交换、光交换

信息技术的发展趋势

信息技术的发展趋势 信息既非物质，也非能量，但它是构成我们世界的基本要素之一，是人类社会创造的知识的总和。信息资源与物质、能源资源有一个很大的不同特点，就是它可以被重复使用，可被同时共享，在使用过程中不仅可以不减少，有时还可产生新的增量。信息技术是研究信息的生产、采集、存贮、变换、传递、处理过程及广泛利用的新兴科技领域。 自1946年第一台计算机诞生以来，仅仅半个多世纪，信息技术以它广泛的影响和巨大的生命力，风靡全球，成为科技发展史上业绩最辉煌、发展最迅速、对人类影响最广泛和最深刻的科技领域。可以预见，21世纪将是信息的时代，信息技术将成为最活跃、与人们生活最密切相关的科技领域。 21世纪，信息技术将会朝着以下几方面发展： 一、微电子向着高效能方向发展 当代的计算机都是建立在微电子学基础上的。过去在微电子学方面有一个摩尔定律：即芯片集成晶体管数量每18个月左右增加一倍。据最新研究，其已被突破，达到每12个月增加一倍。20世纪50年代，面积为0.1平方英寸的硅片上只能装上1个电子元件，现在则高达3万多个。 现在人们普遍认为微电子技术即将进入“后光刻时代”，未来随着纳米科技的发展可能将使计算机建立在更微观集成、更高速的基

础之上，引起筛子领域的一次新的革命。其结果是：（1）效率更高。纳米技术能制造更节能、更便宜的微处理器，使计算机效率提高百万倍，可生产出更高效率的宽带网，海量存贮器，集传感、数据处理、通讯为一体的智能器件。（2）体积更小。纳米计算机可缩小到头发丝直径的千分之一。美国已利用纳米技术制造出了跳蚤大小的机器人，该项技术使用了微电脑，机器人具有初级逻辑思维能力。此外，该机器人还能在绝对危险或人类所不能及的环境条件下进行工作，用它可以完成核反应堆内的故障处理，此项技术也可用于原子的运送及原子的重新排列。（3）功能更奇。可把装有飞机驾驶程序的纳米芯片植入人体体内，通过细胞接受信息，不用培训你就能驾驶飞机。 预计本世纪应用电子自旋、核自旋、光子技术和生物芯片的功能强大的计算机将要问世，可以模拟人的大脑，用于传感认识和思维加工。预计在未来十多年内可以产生存贮量达到每立方毫米100万G，而功耗仅仅为超大规模集成电路千万分之一的生物芯片。 总之，可以预见，微电子与电子器件及集成结构功能将向着高集成度、高速度、低功耗、低成本方向发展。 二、计算机向着多极化方向发展 21世纪，计算机向着超高速度、小型化、并行处理（同时处理）、智能化方向发展。它的发展轨迹不同于自然界的“大鱼吃小鱼”，而是“快鱼吃慢鱼”，谁占领了市场先机谁就成为主导产品。 目前在计算机领域有一个10倍速定律：即每5~7年速度增加10倍，体积减少10倍，价格下降10倍，这一定律也即将被突破。

现代交换技术课后答案

第一章 1.全互连式网络有何特点？为什么通信网不直接采用这种方式？ 全互连式网络把所有终端两两相连；这种方式的缺点是：1）所需线路数量大且效率低。所需线路对数与通话用户数间的关系是：N(N-1)/2。2）选择困难。每一个用户和N-1个用户之间用线路连接，由电话机来选择需要通话的用户连线比较困难。3）安装维护困难。每个用户使用的电话机的通话导线上要焊接N-1对线，困难。 2.在通信网中引入交换机的目的是什么？ 完成需要通信的用户间的信息转接，克服全互连式连接存在的问题。 3.无连接网络和面向连接网络各有何特点？ a）面向连接网络用户的通信总要经过建立连接、信息传送、释放连接三个阶段；无连接网络不为用户的的通信过程建立和拆除连接。b）面向连接网络中的每一个节点为每一个呼叫选路，节点中需要有维持连接的状态表；无连接网络中的每一个节点为每一个传送的信息选路，节点中不需要维持连接的状态表。c）用户信息较长时，采用面向连接的通信方式的效率高；反之，使用无连接的方式要好一些。4.OSI参考模型分为几层？各层的功能是什么？ 分为7层：物理层：提供用于建立、保持和断开物理接口的条件，以保证比特流的透明传输。数据链路层：数据链路的建立、维持和拆除；分组信息成帧；差错控制功能；流量控制功能。网络层：寻址、路由选择、数据包的分段和重组以及拥塞控制。运输层：1）建立、拆除和管理端系统的会话连接2）进行端到端的差错纠正和流量控制。会

话层：1）会话连接的建立与拆除；2）确定会话类型（两个方向同时进行，交替进行，或单向进行）3）差错恢复控制。表示层：数据转换：编码、字符集和加密转换；格式转换：数据格式修改及文本压缩；语法选择：语法的定义及不同语言之间的翻译。应用层：提供网络完整透明性，用户资源的配置，应用管理和系统管理，分布式信息服务及分布式数据库管理等。 5.网络分层模型的意义是什么?各层设计对交换机有什么益处？ 意义是为异种计算机互联提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考连。 6.已出现的交换方式有哪些？各有何特点？ 电路交换、分组交换、ATM交换。电路交换基于同步时分复接，其要点是面向连接。分组交换是数据通信的一种交换方式。它利用存储—转发的方式进行交换。基于异步时分复接。ATM即异步传送模式，ATM 基于异步时分复接。其要点是面向连接且分组长度固定(信元)。 7.交换方式的选择应考虑哪些因素？ 业务信息相关程度不同，时延要求不同，信息突发率不同 9.交换机应具有哪些基本功能？实现交换的基本成分是什么？ 基本功能： (1) 接入功能：完成用户业务的集中和接入，通常由各类用户接口和中继接口完成。(2) 交换功能：指信息从通信设备的一个端口进入，从另一个端口输出。这一功能通常由交换模块或交换网络完成。(3) 信令功能：负责呼叫控制及连接的建立、监视、释放等。 (4) 其它控制功能：包括路由信息的更新和维护、计费、话务统计、

信息技术及其发展趋势 (1课时)

信息技术及其发展趋势 (1课时) 【学习目标】：理解信息技术的概念和发展趋势，了解信息技术的分类。 【学习重点】：信息技术的概念、信息技术的发展趋势。 【温馨提示】：“对信息技术概念的理解”可能是你的学习难点哟 【同步学习】： 学习活动一：理解信息技术的概念、了解其分类 信息技术是指人们获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息的相关技术。包括现代通信技术、电子计算机技术、微电子技术等。 “春天来了，桃花盛开的时候老师拍了很多照片，并把这些照片上传到了老师的QQ空间。在这个过程中，老师会用到哪些设备？哪些处理信息的相关技术？” 情境导入：从古时的烽火狼烟、飞马传书到今天的视频电话、电子邮件，通信技术的发展起了关键的作用，接下来我们一起学习通信技术及其发展。 学习活动二：了解通信技术及其发展 1）说说你知道的通信设备。 2）结合生活经验，说说你知道的电话的发展历程。 情境导入：现代通信技术和电子计算机技术的飞速发展离不开微电子技术的发展，而集成电路技术的发展又决定着微电子技术的发展，接下来我们一起学习微电子技术及其发展。 学习活动三：了解微电子技术及其发展 带着以下问题快速阅读教材2.2节，了解微电子技术的相关知识。2分钟后抢答。 1）集成电路的集成度通常指一个芯片上集成了多少个元器件，集成的元器件越多，集成度越。 2）内部有上万个元器件的集成电路称为。 A.小规模集成电路 B.中规模集成电路 C.大规模集成电路 D.超大规模集成电路 情境导入：正是由于微电子技术的飞速发展的，电子计算机技术已成为了信息技术的重要组成部分。接下来我们一起来学习电子计算机技术的相关知识。 学习活动四：掌握电子计算机技术及其发展 1）打开文件，阅读相应内容。举例说明你所知道的计算机的发展方向。 2）根据计算机发展的五个方向结合通信技术、微电子技术和其他信息技术的相关知识畅想： 未来计算机会是怎样的？

现代交换技术

我的交换 摘要通信网是由用户终端设备、传输设备和交换设备组成的。它是由交换设备 完成接续，使网内任一用户可与其他用户通信。数字程控交换机是数字电话网、移动电话网及综合业务数字网中的关键设备，在通信网中起着非常重要的作用。数字程控交换机的根本任务是通过数字交换来实现任意两个用户之间的语言道。 关键字：程控交换机、硬件系统、软件系统 引言程控交换机是由硬件系统和软件系统组成。其中程控交换机的硬件系统包括话路系统，中央处理系统（控制系统）、维护与操作系统三部分。话路系统主要包括用户电路、用户集线器、中继线接口、信号部件、数字交换网络以及用户处理机等部件。中央处理系统包括三级，分为电话控制外设级、呼叫处理控制级、维护测试级。程控交换机的软件系统可分为两大部分，一部分是运行处理所必需的在线程序（也称为联机程序），另一部分是用于交换机的设计、调试、软件生产和管理的支援程序（也称为脱机程序）。 程控交换的特点是控制系统依靠事先存储的程序和数据引导微处理器对各种信令进行适当处理，对交换网络和接口进行必要的控制。它能明显改善呼叫的处理速度、质量和效率外，其最大优点是系统只需要通过变动软件，就能改变交换系统的组成和功能，增添了许多方便用户的业务。提高了系统硬件结构模块化和标准化水平，十分便于系统的升级和更新。 （一）话路系统 2.1话路系统的组成

2.1.1用户级话路 用户级话路是由用户电路和用户集线器组成。用户电路是用户线与交换机的接口电路，用户线连接的终端是模拟话机，则用户线称为模拟用户线，其用户电路称为模拟用户电路，应有模/数（A/D）和数/模(D/A)转换的功能。若用户线连接的终端是数字话机，则用户线称为数字用户线，其用户电路称为数字用户电路。用户电路有七大功能，分别是馈电、过压保护、振铃控制、监视、编译和滤波、混合电路和测试七大功能。 2.1.2用户集线器 用户集线器是用来进行话务量的集中或分散的。通常以120个用户为一群，出线为4套PCM链路。每群有一个用户级T接线器，可以有多个用户群复接，从而将几百的用户或上千个用户共用的120条话路接到选组级。通常将复接的用户群数称作集中比。 2.1.3中继器 模拟中继器是数字交换机与其他交换机之间采用模拟中继线连接的接口电路，它是为数字交换机适应模拟环境而设置的。对于传送音频信号的实线中继线，在模拟终端要进行模/数和数/模转换。对于传送频分复用载波信号的模拟中继线，要进行FDM—TDM转换，直接变成PCM数字编码。 数字中继器是数字交换机与数字中继线之间的接口电路，数字中继线一般采用PCM作为传输手段，一般为PCM30/32.基群接口通常使用双绞线或同轴电缆传输信号，而高次群接口则逐步采用光缆传输方式。 2.1. 3.1 数字中继器的作用 数字中继器的主要作用是将对方局送来的30/32路PCM信号分解成30路64kbit/s的信号，然后送至数字交换网络。同样，它也把从数字交换网络送来的30路64kbit/s的信号，复合为30/32路PCM信号，送到对方局。虽然PCM 数字中继线传输的信号也是数字信号，但它的传输码型和数字交换机内传输和交换的信号码型是不同的，而且时钟频率和相位也会有差异，此外其信令格式也不一样。为此就要求数字中继器应具有码型变换、时钟提取、帧定位、帧同步和复帧同步、信令提取和插入、告警处理等功能，以达到协调彼此之间的工作。 2.1.4信号部件 交换机需要向用户发送各种信号音，也需要向其他交换局发送和接收各种局间信号，如多频信号，这些信号都是音频模拟信号。信号部件主要有信号音发生器、多频接收器和发送器等。 数字交换机中信号音发生器一般采用数字音存储方法，将拨号音、忙音等音频信号进行抽样和编码后存放在只读存储器中，在计数器的控制下发出数字化信号音的编码，经数字交换网络发送到所需的话路上去。当然，在需要的时候，也可通过指定的时隙（如TS0,TS16）传送。 多频信号发送器和接收器主要用于接收和发送多频（MF）信号，它包括音频话机的双音多频信号和局间多频信号。这些双音多频信号在相应的话路中传送，都是以数字化的形式通过交换网络而被接收和发送的。故在数字交换机中的多频接收器和发送器应能接收或发送数字化的多频信号。 （二）控制系统 3.1 程控数字交换机是在程控模拟交换机的基础上发展而成的，程控模拟交换机

信息技术及发展趋势

第二课《信息技术及发展趋势》 一、教材及学情分析 信息技术对信息的获取、加工、表达、发布、交流管理等的现代科学技术。初中主要学习信息科学常识和常用信息技术，学生对信息技术很感兴趣，但信息技术是什么不太明白，本节主要从总体上给学生认识信息技术。为以后学习具体的信息处理技术提供理论基础认识。 二、教学目标 ·知识目标 1.了解信息技术的发展历程和发展趋势 2.了解利用信息技术获取、加工、管理、表达与交流信息。 3.认识信息技术的重要作用与人类社会的关系。 4.激发学生了解、掌握并应用先进技术的热情。 ·技能目标 1.了解信息的发展有关知识。 2.利用网络查找有关信息知识。 3.了解信息的发展趋势 ·情感目标通过利用搜索查找信息发展、信息技术与其它科学，发展方向，让学生感受信息的重要性，体验信息时代发展快速的感受。培养同学们的团结、协作、相互交流的学习精神。 三、重点难点 重点：了解如何对信息进行获取、传递、处理的各种技术 难点：知道信息技术的发展历程(五次革命)。 四、教学准备 1.准备有关信息传输媒介的音像资料。 2.有条件的可用网络教室上网搜索有关知 识。 五、教学建议 建议课时：1课时。 六、教学方法： 任务驱动法、讲授知识、学生相互讨论、交流共同协作完成，教师辅导。 七、教学教程： （一）、温故互查 1．学生你们上过网吗？（同学们大部分回答上过？接着问下面的问题。） 2．你们知道上网是获取了什么？回答：概括起来各种信息 今天我们就一起来学习信息的发展和趋势的知识。 （二）、设问导读 你们是如何感受到信息？(设问导读，学生能说出信息的交流方式、媒介、形式) 在我们现实生活中，我们往往急要交流方便快捷，因此才有了电视，电话，手机。而现在我们可以在因特网上交流，突破了以往人们在信息交流中所受到的时空限制，极大的丰富了信息内容和表现形式。 对信息的获取、加工、存储、表达、管理、交流、发布等处理的信息技术，先后经历了5 次革命。 （三）、自我检测 (学生活动自我检测：分小组讨论完成下面的表格内的内容，特别对发生年代及科学家一栏提示上网查找或通过其它方法获取)

《现代交换技术》复习题 (1)

《现代交换技术》复习题 一、填空题 1．长途区号的首位为“2”时，区号长度为______位。2 2．举出三种用户线上常见的音信号，，等。拨号音，忙音，回铃音 3．列出软交换所使用的主要协议的3种：________、________和________。H.323，SIP，MGCP 4．程控交换机的系统设计主要包括__________、系统配置、和__________等。电话网结构，入网方式，编号计划 5．程控交换机控制系统的控制方式主要有______控制方式和______控制方式。集中，分散 6．通信网中的交换方式主要有__________、报文交换、__________和A TM交换等，其中电话通信属于______交换。电路交换，分组交换，电路交换 7．时间（T）接线器主要由________和________组成，空间（S）接线器主要由________和________组成。话音存储器（SM），控制存储器（CM），交叉点矩阵，控制存储器（CM）8．N o.7信令按功能分为________________功能级、信令链路功能级、________________功能级和________________四级。信令数据链路，信令网，用户部分

9．按信令信道与话音信道的关系划分，中国1号信令是信令，No.7号信令是信令。随路信令（CAS），公共信道信令（CCS） 10．程控交换机的工程设计主要包括__________、系统设计、和__________。设备选型，机房设计，电源设计 11．在电话交换中，发起呼叫请求的用户称为________，接收呼叫的用户称为________。 主叫，被叫 12．在交换系统中为提高系统的可靠性，采用双处理机结构，双处理机的备用工作方式主要有三种，分别为________、________和主/备用工作方式。微同步方式，负荷分担方式13．我国目前使用的随路信令为_________信令，我国目前使用的公共信道信令为_________信令；构成信令网的三大要素是信令点、信令转接点和。No.1，No.7，信令链路 14．信令系统主要用来在用户终端设备与交换机之间、交换机和交换机之间传送有关的________信息，信令按照其传送区域可划分为用户线信令和_________信令。控制，局间15．电话交换机的发展经历了三个阶段：交换机、交换机和程控电话交换机；其中华为C&C08

《信息技术发展趋势》教学设计

《信息技术发展趋势》教学设计 盐城市第一中学陈仕桂 【教材分析】： 本章主要包括两大块：1、丰富多彩的信息和信息的一般特征，前者是铺垫性内容，与学生们的学习、生活紧密联系，简单易懂，学生比较容易接受；后者是重点内容，理论性较强，是教学的难点；2、日新月异的信息技术，主要内容包括：信息技术的悠久历史；信息技术的发展趋势；合理的使用信息技术。信息技术发展趋势则从信息文化的角度来描述信息技术的大众化和人性化，将技术的发展寓于信息文化的发展之中，是本节的教学重点。 【学情分析】： 上一节课，做了一个随堂调查，发现只有约51.8%的学生在小学或是初中上过信息技术课，且水平参差不齐。但高中一年级的学生，已经初步具备了一定的自学能力，对知识应用和迁移能力已经比较强。这一阶段的学生逻辑思维是比较成熟的，而且这个年龄段的学生思维也是比较活跃，能够和同学一起来进行一些问题的探讨、交流。他们有着广阔的视野、强烈的使命感，关注信息技术在生活及其周边的影响。 【学习目标】： 知识与技能：了解信息技术人性化和大众化的发展趋势。 过程与方法：通过动手操作，能联系实际对虚拟现实、智能代理技术等信息技术发展趋势有直观的认识。 情感态度和价值观：体验信息技术的发展变化，认识到信息技术与人类的生活休戚相关。 【教学重点】：越来越有好的人机界面 【教学难点】：越来越有好的人机界面 【教学方法】：讲授法、问答法、实践法、讨论法等。 【教学时间】：45分钟 【教学环境】：计算机教室 【教学过程】： 【导入】： 师：现在是信息社会，我们一起来欣赏信息社会人们的生活片段。 教师活动：播放《未来之家》视频 师：请大家观看《未来之家》视频并思考：未来之家在设计上有什么样的技术特点？

【2019年整理】现代交换技术

填空： 1.复用器的基本组成移位寄存器锁存器8选1电子选择器。 2.程控交换机总体上来看是由硬件和软件组成。 3.程序的执行由高到低可为故障级周期级基本级。 4.交换技术按传输信道的占用方式分类，可分为电路交换分组交换。 5.S接线器主要由m*n交叉矩阵和控制寄存器两部分组成。 6.程控交换机内根据处理机所控制的范围可分为集中控制和分散控制两种控制方式。 7.分组交换可以提供虚电路和数据报两种服务方式。 8.交换结点可以控制的接续类型有本局接续出局接续入局接续转接接续。 9.ATM交换的协议参考模型由控制面管理面用户面三个面组成。 10.分组交换中路由选择方法通常有扩散式路由查表路由虚电路路由三种。 11.中国一号信令包括线路信号和记发器信号两部分组成。 12.12、IP和A TM相融合技术存在两种模型。即重叠模型和集成模型 13.13、分组交换中路由选择方法通常有扩散是路由、查表路由、虚电路路由三种 14.程控交换机软件中数据分为系统数据局数据用户数据三种 15.1983年出现的线路信号交换和记发器信号交换的综合，导致了ATM交换方式的 产生。 16.故障处理一般过程有故障识别系统再生成恢复处理故障告警打印诊断测试 故障修理及修复故障返回整机系统。 选择题 1.在S-T-S交换网络中，T接线器交换的是（C） A.母线号 B.声音 C.时隙号 D.以上说法均可以 2.在T-S-T交换网络中，S接线器交换的是（B） A.时间 B.母号线 C.时隙号 D.以上说法均可以 3.UNI中信元信头比UNI中信元信头多出了（C）功能 A.VPI B.PT C.GFC D.CLP 4.下列属于ATM协议产考模型中的物理媒体子层功能的是（C） A.传输帧自适应 B.信元定界和扰码 C.比特定时 D.信元速率解耦 5.发端交换机收到的“主叫摘机”信令后，将检查主叫用户的（D） A.忙闲 B.用户线 C.局数据 D.用户数据 6.C 7.在A TM适配层上，要求恒定比特率传输的类型是（B） A.AAL2 B.AAL1 C.AAL3/4 D.AAL5 8.程控交换机向用户话机发送的振铃电流具有比较高的电压，国内规定为90V（C） A.11V B.13V C.15V D.17V 9.在程控交换机内部，更多关心的是传输信号应该简单和高效，所以通常采用（B）码 A.HDB3 B.NRZ C.2B1Q D.RZ 10.脉冲号扫描程序中，位间隔识别扫描周期为（C） A.8ms B.200ms C.96ms D.20ms 11. 脉冲号扫描程序中，脉冲识别扫描周期为（A） A.8ms B.200ms C.96ms D.20ms 12. 在程控交换机内部，更多关心的是传输信号应该简单和高效，所以通常采用（B）码

现代交换技术论文加心得

下一代网络 XX 12356896 XXXX班

下一代网络 网络的下一个发展目标。目前一般认为下一代网络，基于IP，支持多种业务，能够实现业务与传送分离，控制功能独立，接口开放，具有服务质量(QoS)保证和支持通用移动性的分组网。 下一代网络（Next Generation Network），又称为次世代网络。主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供多媒体业务，整合现有的市内固定电话、移动电话的基础上（统称FMC），增加多媒体数据服务及其他增值型服务。其中话音的交换将采用软交换技术，而平台的主要实现方式为IP技术，逐步实现统一通信其中voip将是下一代网络中的一个重点。为了强调IP技术的重要性，业界的主要公司之一思科公司（Cisco Systems）主张称为IP-NGN 在亚历山大·格拉汉姆·贝尔发明了电话机后，电话网，也就是以音声传导为目的的回线交换技术被使用至今。相对于它，数据通信为主要目的的基于英特网的信息通信，分组交换通信也渐渐被使用。至2000年为止，第1代以音声为主的网络通信量占有优势。而现今，因数据通信大量增加的原因，更佳节省费用的并同样可以支持音声传送的分组交换传送通信网络渐渐被使用。音声通信与数据通信相结合的一元化信息传送的第2代网络被赋予运用。 因特网与电话网相比，简单性与安全性是一个弱点。于是，集合了ip网络的长处的下一代通信网络NGN出现了。网路除了以上说的电话网，ip网络以外，也包括播放网。以NGN为基础的流媒体服务和播放服务也在被标准化，融合了前两者网络的"通信与播放的融合网络"也正

在被开发中。2009年，中国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。传感网标准化工作已经取得积极进展。传感网在国际上又称为"物联网"，这是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。随着传感器、软件、网络等关键技术迅猛发展，传感网产业规模快速增长，应用领域广泛拓展，带来信息产业发展的新机遇。中国对物联网的发展也高度重视，并将此称为传感网。经过长期艰苦努力，中国相关机构和企业攻克了大量关键技术，取得了国际标准制定的重要话语权，传感网发展具备了一定产业基础，在电力、交通、安防等相关领域的应用也初见成效。《国家中长期科学与技术发展规划 （2006-2020年）》和"新一代宽带移动无线通信网"重大专项中均将传感网列入重点研究领域。9月11日，经国家标准化管理委员会批准，全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。标准工作组聚集了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位，将积极开展传感网标准制订工作，深度参与国际标准化活动，旨在通过标准化为产业发展奠定坚实技术基础。 NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。它是以软交换为核心

信息技术的发展趋势(精华版)

《信息技术的发展趋势》 精选阅读（1）： 未来信息技术的发展趋势 随着信息技术的广泛应用和不断发展，未来以电子商务、软件和通信技术为核心的IT技 术对企业经营和管理将产生重大而深远的影响。企业也需要创造性地运用信息技术才能改变整个行业和企业的竞争规则，从而赢得新的竞争优势。相反，如果无视这种趋势，或没有很好地利用IT技术提升管理，无论多么具有实力的企业，都可能面临巨大的风险，甚至被市场所淘汰。 未来信息技术的发展趋势 企业信息化的发展必然经历四i化，即信息化、集成化、网络化和智能化的阶段。北京贯智赋能管理技术服务有限公司的高级咨询顾问邱昭良博士认为，目前国内很多企业还处在信息化的阶段，有一部分企业已经着手实现企业内部系统的集成化，未来信息技术的发展将朝着网络化和智能化的方向迈进。 # 第一，实现信息化（information）。中国企业的管理很大程度上还是靠人治，决策靠拍 脑袋，业务靠手工处理，数字化、精细化程度不够，导致管理效率和效果受到限制和影响。因此，IT应用的第一步就是从手工操作实现数字化、信息化、自动化。 第二，实现集成化（integration）。企业作为一个有机系统，需要企业内部的产品研发、采购、生产、销售与客户服务紧密集成起来。因此，IT应用也需要从局部走向集成。此刻企 业信息化建设中缺乏整体规划，各种IT应用系统彼此孤立，构成一个个信息孤岛，缺乏集成 与整合。因此，企业应用集成（EAI）会是一些企业下一步重点关注的问题。 第三，实现网络化（internet）。很多企业的运作是跨地域的，为实现集成化，就需要实 现网络化，尤其是随着互联网的日益普及和性能提升，已经能够支撑商业应用。因此，借助互联网带给的廉价的通讯手段，能够让很多中小型企业构建起全国性的业务运作体系，实现业务的有效扩张。而过去，对于很多企业是不堪想象的。企业务必耗费巨资，建设一个庞大的私有广域网络，而此刻却能够实现覆盖全国乃至全球的数字神经网络。 第四，实现智能化（intelligent）。除了完成传统的交易之外，还要挖掘客户的需求， 从数据里面获得财富，辅助企业决策，让企业成为一个智能化的企业。 在未来网络化和智能化的信息环境中，驱动现代企业成长的力量将由机会和业务驱动转向的管理和创新驱动阶段中。信息技术应用将会对后两种驱动力量都能起到强大的支撑作用。 》 在邱昭良博士看来，企业规模的扩大、业务和管理趋于复杂，企业务必靠加强管理来提升企业的运营效率和效益，而单纯依靠人的控制和一些简单的辅助手段已经不足以保证业务运作和管理的有效，因此，企业就需要引入一些专门的信息系统，例如企业资源计划（ERP）、客 户关联管理（CRM）以及企业内部的管理信息系统。并在企业内部的管理平台上整合现有的系 统资源，同整个价值链上的合作伙伴建立贴合统一标准的信息共享和交流。使得跨企业、跨行业的供应链流程更加畅通和便捷。