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1、现代交换原理,第一章 电信交换基础,一、电话交换的基本原理1、电话通信网的基本组成点对点通信：,传输设备,终端,终端,消息,消息,通信网,电信号,电信号,当用户不是很多的时候可以采用全互连方式.存在问题：1、当存在N个终端时需要N(N-1)/2条连线2、当这些终端位于相距很远的两地时，两地间需要大量的长途线路3、每个终端都有N1根连线与其它终端相接，因而每个终端需要N-1个线路接口4、增加第N+1个终端时，必须增设N条线路,引入交换式通信网,通信网,汇接交换机,本地交换机,用户交换机,电话机,中继线,用户线,2、电话机的基本工作原理（1）拨号脉冲电话机的工作原理,（2）双音多频（DTMF）电话
2、机的工作原理,3、交换机的基本组成及其工作原理组成有三部分：接口、交换网络、控制系统,接口,交换网络,控制系统,至终端,至交换机,用户线,中继线,交换机,接口：把来自用户线或中继线的各种不同的输入信令和消息转换成统一的机内信号，以便控制单元或交换网路进行处理或接续。交换网络：或称为接续网络，由一个或多个交换器组成。控制系统：除了担负着话路接续的控制外，还必须兼顾整个通信网的管理和控制。它的功能可以分为两大类：呼叫处理；运行、管理和维护。,忙音源,中继,绳路,3,2,1,二、交换技术的发展1、从接续技术上来看：模拟交换 数字交换2、从控制方式来看：人工交换方式 自动控制方式 程控交换3、从交换方
3、式来看：电路交换 消息交换 分组交换,三、主要的交换方式1、电路交换：指当用户要求发送数据时，向交换网发送请求，交换网就在主被叫用户终端之间接通一条物理的数据传输链路，属于电路资源预分配系统。（1）特点：接续路径采用物理链接，在用户之间提供一条完全透明的信息通路。（2）优点：信息传输时延小信息传输效率高信息编码方式和信息格式不受限制,终端,终端,交换机,交换机,呼叫,消息传输,（3）缺点：电路接续时间长电路利用率低由于是完全“透明”的 传输，则要求通信双方在信息传输速率，编码格式，同步方式等方面完全兼容。电路交换方式有呼损。,2、消息交换（1）特点：将用户的整个报文存储起来，并进行处理。（2）
4、优点：容易实现各类用户终端的互通。可以实现点对点的同文广播式通信。大大提高了线路的利用率。无呼损。（3）缺点：传输时延大传输时延是随机的交换需要大量的存储容量,3、分组交换（1）特点：将用户的整个报文截成一些较短的，被规格化了的“分组”，然后对分组进行交换和传输。（2）优点：对用户终端的适应性强信息传输时延小线路利用率高可实现分组的多路通信可靠性高经济性好（3）缺点：信息传输的效率较低实现技术复杂,三种交换方式的比较,三、我国电话通信网的结构和编号制度1、路由选择（1）网络结构现行的电信网是一个等级制的树状网络。各级交换机除与上下级交换机连接外，还可能存在着同级间的直达路由。因此实际的通信网具
5、有如图所示的形式位于北京，沈阳，南京，武汉，西安等大城市位于纽约，伦敦，莫斯科，东京等,CT1,CT2,CT1,四级局,CT3,二级局,三级局,一级局,本地局,汇接局,（3级）国际局,国内局（5级）,2线传输,4线传输,随着通信技术的进步，我国长途电话网的等级结构已经由四级逐步演变为两级。DC1:汇接所在省的省际长途来去话务和所在本地网的长途终端话务DC2：汇接所在本地网的长途终端话务,DC1,DC2,A省,B省,选择顺序：直达路由：C51 C52C51 C42 C52C51 C32 C52C51 C32 C42 C52C51 C41 C52C51 C41 C42 C52C51 C41 C32
6、 C52C51 C41 C32 C42 C52C51 C41 C31 C42 C52C51 C41 C31 C32 C52C51 C41 C31 C32 C42 C52最后一条称为基干路由。,C52,C42,C32,C31,C41,C51,（2）路由选择 在这样的等级制通信网中，任何两台交换机之间都有可能存在着多条路由，因此必须有一种经济合理的选择路由的方法。实际中常用一种“有远至近”的路由选择方案。,2、编号制度一个良好的编号制度应符合下列规则：全球编号统一号码的位数尽可能短编号有规律，便于交换机的路由选择过程，便于用户记忆。编号制度应充分考虑系统的发展，易于扩充。总长不大于12位 国家号的
7、长短，决定了可安装的话机或终端的数目。,国家号,用户号,国内长途号,（1）国内长途号：用于区别同一国家不同编号区域的号码。编号规则：第一位是1，区号长度为2位。第二位为2，区号长度为2位。第三位是39，第二位是奇数，区号长度为3位。第四位是39，第二位是偶数，区号长度为4位。区号的第一位具有地理含义。,（2）用户号：用于区别同一本地网或编号区域中各个话机的号码。用户 号码可以在58位之间，由于用户号码中的0和1留作它用，所以一个4位号码最多可以区别8000门话机。对于大城市，话机总数可能达到数百万门，因此必须使用若干个市话交换机通过汇接交换机连接起来，组成汇接式市话交换网。在这种情况下，用户号
8、又分为分局号和话机号。举例：某市用户号码最大长度是7位（相当于800万门电话），但是在1989年以前实际只使用了5位，例如，31921，其中3是分局号，1921是话机号，显然，1位分局号最多只能支持8个分局。因此当用户增加时，分局个数也就增加，分局号由1位升为2位，如331921。当交换机的容量增加到万门数量级的时候，话机号也就相应的增加位数，如3321921。,（3）首位号码分配0为国内长途冠号00为国际长途冠号29为本地号码首位。1为特殊用途,3、计费系统一个良好的计费制度是使通信系统的投资得到适时的回收，系统得以正常维护和运行的重要条件。（1）通信设备的投资与回收通信设备的分类：用户专用
9、设备：用户线、用户接口共享设备：中继线、中继接口、交换设备,用户线,用户线,中继线,中继线,专用设备,共享设备,专用设备,市话交换机,市话交换机,汇接交换机,（2）电话收费月租金：Cr=Ci+dlcl通话费：Ce=(Cx+Ct+Ckdt)T其中：Ci-每话机所用交换接口的租金Cl-每公里用户线的租金Cx-交换系统的单位时间使用费用Ct-中继接口的单位时间使用费用Ck-每公里中继线的单位时间使用费用,（3）回收费用的计算设在投资后第i年回收金额为Ci,通货膨胀率为r，则Ci折合到投资当年：Vi=整个寿命期间回收的总金额为：V其中C0为投资当年回收的金额。N为设备的工作寿命。对于收费有两种收费策略
10、。在整个寿命期间以恒定价格收费，即Ci=C0,i=0,1,2N.则 V+=C0(1+1/r)N（等比数列求和公式化简）每年以变动的价格收费：Ci=C0(1+r)i则 V+=C0=(N+1)C0,(1+r)i,Ci,i=0,N,(1+r)i,i=0,N,Ci,举例：已知一通信系统如图，各部分设备的投资及使用寿命如下：,市话交换机,长途交换机,长途交换机,市话交换机,4km,10km,1500km,8km,4km,作业：已知在下图所示的电话网中，各部分设备的投资及寿命如下：采用恒定价格收费，年通货膨胀率为0.06，共享设备年处理话务量876小时，试求，（1）话机A,C的月租。（2）计算AB间，AC间以及AD之间的通话费，并讨论各部分费用在整个通话费中的比值。（如下图）,
