《现代交换技术》教学大纲 一、课程基本信息 课程代码 3211131 课程英文名称 Modern Switching Technology 课程性质 必修 课程类别 专业教育 学分数 4.0 学时数 64 理论学时 64 实验学时 20 上机学时 0 实践学时 1周 先修课程 模拟电子技术、数字电子技术、数字信号处理、通信原理、信息论等 后续课程 ASON、智能网技术、多业务传送平台、移动通信网络优化等 适用专业 通信工程、信息工程 执笔人 李新颖 审核人 郑玉甫 编写日期 2012年6月 二、课程性质和目的 现代交换技术是高等学校通信工程专业的一门主要专业课。通过本课程的学习,将使 通信专业的学生完整掌握有关现代通信交换的基本原理和技术,了解现代通信网络中应用 的各种交换技术的发展和演进过程,全面建立交换网络的基本概念,从而掌握现代交换网 的电路交换、分组交换、ATM交换、IP交换、MPLS、软交换的基本原理和系统组成。 本课程主要围绕现代通信交换技术的概念和特点及其工作原理来讲述。通过本课程的学 习,使学生了解和掌握各种交换的基本原理,培养学生分析问题、解决问题和独立工作的 能力,同时跟踪世界在该领域的发展步伐,不断补充新概念、新知识和新技术,使学生适 应社会的需要,为今后从事相应的工作打下必要的基础。 三、课程教学的基本要求 建立交换的基本概念,了解各种交换技术的发展和演进过程,了解交换设备在通信网 中的位置、作用及信息转移的概念;了解电路交换系统各种接口的功能和工作原理;了解 路由器及IP交换技术的基本概念、特点和工作原理。 深刻理解交换系统的核心部件一交换单元和交换网络的工作原理,理解程控交换软件 系统工作原理,理解呼叫处理的基本原理;理解LDP基本概念、消息类型、消息结构、 LDP类型及标记分发过程。 掌握电路交换系统的基本构成和工作原理;掌握分组交换、ATM交换、MPLS和软 交换的基本概念、特点和工作原理。 1
四、课程教学基本内容 1,绪论 ()交换技术基本概念:从通信的需求引入交换的原因、通信网的结构和通信网的类 型,交换节点应实现的基本功能和接续类型。 (2)交换技术分类:电信网铭和计算机网络使用的交换技术,包括电路交换、分组交 换、ATM交换、P交换、MPLS、软交换等。 (3)交换技术发展概况:电路交换、分组交换、宽带交换的发展。 本章重点:交换技术分类和交换技术的发展。 本章难点:步进制和纵横制交换机工作原理。 2.电路交换 ()概述:电路交换定义和特点,电话交换机分类,电话交换机组成,电路交换提供 的业务,电路交换系统指标体系。 (2)电路交换核心一数字交换网络:复用器和分路器,T型时分接线器,S型空分 接线器,时空一体数字交换单元,交换网络的功能和工作原理, (3)电路交换接口:模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口、数字中继接口和 服务电路的作用和功能。 (4)电路交换机的软件控制系统:电路交换软件组成和特点,呼叫处理程序和程序的 执行管理的工作原理, 本章重点:数字交换网络,软件控制系统工作原理。 本章难点:T型时分接线器的工作原理。 3分组交换 ()概述:分组交换定义和特点,分组交换提供的业务,分组交换系统指标体系。 (2)分组交换关键技术:统计时分复用、逻辑信道、虚电路、数据报、路由选择和流 量控制的基本概念和特点。 (3)X25分组交换:X25定义和特点,相关协议,分层结构,包括物理层、数据链路 层和分组层的功能和相关层的结构和格式。 (④)帧中继交换:帧中继的定义和特点,分层结构和帧格式,帧中继工作原理。 本章重点:分组交换定义和特点:统计时分复用、逻辑信道、虚电路基本概念和特点: X25分组交换的基本概念:帧中继的基本概念。 本章难点:X25
4.ATM交换 (I)概述:ATM定义和特点,ATM协议参考模型,ATM信元结构,ATM地址,ATM 网络业务量参数的定义及业务类型。 (2)ATM分层结构:ATM物理层、ATM层、AAL层的基本结构及功能实现。 (B)ATM交换原理:ATM交换原理和ATM交换机的组成与工作原理,各种交换结构 的类型及其工作原理。 本章重点:ATM协议参考模型:ATM定义及特点:ATM信元结构和类型:ATM地 址:ATM物理层、ATM层及AAL层的功能与实现:ATM交换原理和ATM交换机的组 成与工作原理,时分交换结构工作原理,Banyan网络和Batcher网络的工作原理,路由标 签和路由表的工作原理。 本章难点:同步剩余时间标签SRTS原理和结构化数据传输SDT:Banyan网络和 Batcher网络的工作原理,路由标签和路由表的工作原理。 5.P交换 ()局域网及其交换:局域网基本概念,局域网分类,局域网工作标准及协议,局域 网组成和局域网工作原理。 (②)路由器:路由器基本概念,路由器分类,路由器标准及协议,路由器组成和路由 器工作原理。 (B)P交换:P交换基本概念、P交换协议、P交换机组成、P交换工作原理、P 交换所提供的业务和P交换系统指标。 本章重点:路由器工作原理,P交换机工作原理。 本章难点:路由表的建立过程。 6.MPLS ()概述:MPLS定义和特点,ATM与IP结合技术类型,MPLS与P和ATM的关 系,MPLS体系结构,MPLS网络基本组成。 (2)MPLS关键技术:转发等价类,标记,标记交换路径LSP。 (3)MPLS基本原理:标记分配和标记分发,标记保存,标记控制,MPLS封装,MPLS 工作过程分析。 (4)标记分发协议LDP):LDP定义,消息类型,消息结构,标记分发过程。 (5)MPLS应用:MPLS在ATM上的实现,MPLS在VPN中的应用。 本章重点:MPLS关键技术 3
本章难点:MPLS标记分配和分发 7.软交换 ()概述:软交换的产生背景、定义、基本特点、体系结构、功能 (2)软交换标准协议与接口:软交换接口与协议的关系,软交换中主要协议,包括 MGCP协议、H.248/Megaco协议、H.323协议、SIP协议等。 (3)软交换工作原理:软交换的呼叫控制原理及其主要协议的呼叫控制流程 (④软交换应用:软交换取代长途局、汇接局和端局。 本章重点:软交换的基本概念,接口与协议的关系,呼叫控制原理。 本章难点:接口与协议的关系,呼叫控制原理。 五、学时分配表 讲 上 实 机 设 教学内容 时时 时 学 计 时 数数数 课 1.绪论 4 2巾路换 18 3.分组交换 6 4.ATM交换 12 5.P交换 6 6.MPLS 8 7.软交换 10 合计 64 总计 64 六、建议教材与教学参考书 建议教材:《现代通信交换技术》,王盐,罗进文,人民邮电出版社,2008年3月。 教学参考书: 1、《现代交换技术》,张继荣等,西安电子科技大学出版社,2004年1月。 2、《现代通信交换技术》,穆维新等,人民邮电出版社出版,2005年1月。 七、课程考核方式与成绩评定 本课程采取的考核方式是考试,采用半开半闭的考试方式: 总评成绩-平时成绩(20%)+实验成绩(0%)+期中考试(0%)+期末考试(80%)
《现代交换技术实验》大纲 、实验基本信息 课程代码32010241实验英文名称Modern Switching Technology Experiment 课程性质 必修 学时数 20 学分数1.0 执笔人 李新颍 审核人郑玉甫编写日期2012年6月 二、实验的性质、目的和任务 本课程适用于通信工程专业学生,是一门重要的专业必修课程。 《现代交换技术实验》课程,其目的是为了让学生进一步理解交换及其相关的基本概 念,各种交换技术的基本原理,学握交换系统的构成及其相关接口技术、交换网络技术、 软交换技术的基本原理和关键技术,提高学生的专业水平和动手能力,为以后从事相关工 作奠定扎实的实践基础。 三、实验的基本要求 1.了解数字程控交换系统的硬件及软件组成。 2.了解数字程控交换系统的核心部分一交换网络的工作原理和工作过程。 3.掌握用户接口电路的BORSHCT功能 4.理解实际交换过程中各种信令的定义、编码方式和它们的传输。 四、实验的基本内容与时间安排 实验类型 序号 实验项目名称 实验学时演验综设其 证合计他 交换系统组成与结构 电话用户接口模块实验 3 电话用户信令的产生与观测实验 A 时分交换(MT8980)实验 VoP设备认识 6 VoIP设备的网络配置 2 最简软交换系统基本配置及管理 最简软交换系统高级配置
9 SP用户注册的信令流程 2 10呼叫流程分析 小计 20 实验1交换系统组成与结构 1、实验目的 了解交换系统的组成与结构,为以后的实验打基础 2、实验内容 (1)小电话单机2部: (2)熟悉本实验平台的组成与结构 (3)熟悉各组成模块的构成元器件及其完成的作用 实验2电话用户接口模块实验 1、实验目的 (1)全面了解用户线接口电路功能(BORST)的作用及其实现方法: (2)通过对用户模块电路PBL38710电路的学习与实验,进一步加深对BORST功 能的理解。 2、实验内容 (1)查找芯片PBL38710的详细资料,了解其主要性能和特点: (2)熟悉用PBL38710组成的用户线接口电路。 实验3电话用户信令的产生与观测实验 1、实验目的 (1)了解常用的几种信令信号音和铃流发生器的电路组成和工作过程: (2)熟悉这些信号音和铃流信号的技术要求及测量方法。 2、实验内容 用示波器测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的波形 实验4时分交换(MT8980)实验 1、实验目的 (1)掌握程控时分交换网络的基本原理: (2)了解MT8980芯片的工作原理和使用方法 2、实验内容 6
理解时分交换原理,利用时分交换网络进行两部电话单机通话,记录工作过程。 实验5VoP设备认识 1、实验目的 (1)了解认识VoP设备,了解设备的功能: (2)理解各种VOP设备在软交换网络系统中起到的功能作用。 2、实验内容 加深对OP设备基本包含P电话、软交换服务器设备、煤体网关的认识。 实验6VoP设备的网络配置 1、实验目的 (1).理解oP的网络配置方法 (2)掌握各种设备在软交换系统中起到的作用: (3)提高网络实践动手能力。 实验7最简软交换系统基本配置及管理 1、实验目的 (1)掌握软交换系统的设置: (2)理解软交换系统中各种不同参数的意义。 2、实验内容 掌握综合实验系统软交换系统的配置及管理方法,配置及管理均在系统的操作维护 平台上完成,维护台提供WEB管理界面。 实验8最简软交换系统高级配置 1、实验目的 (1)掌握软交换系统的设置: (2)理解软交换系统中各种不同参数的意义。 2、实验内容 以系统管理员身份登录软交换vb系统,进入“PBX”一>“PBX设置”菜单,进行 分机设置、队列设置和录音设置等。 实验9SIP用户注册的信令流程 1、实验目的 (1)理解SP用户的注册过程 (2)掌握SP信令中各不同字段的实际意义: 7
(3)掌握抓包软件Wireshark的使用。 2、实验内容 通过所抓取到的报文,分析SP注册原理,画出注册的SP报文交互过程。 实验10呼叫流程分析 1、实验目的 (1)掌握简单软交换中的呼叫流程 (2)理解各个过程呼叫响应的意义。 2、实验内容 用SP来建立通讯通常需要有六个步骤: (1)登记、发起和定位用户: (2)进行媒体协商,通常采用SDP方式来携带媒体参数: (3)由被叫方来决定是否接纳该呼叫: (4)呼叫媒体流建立并交互: (5)呼叫更改或处理如呼叫转移 (6)呼叫终止。 五、考核方式与成绩评定 根据学生的实验顶习、实验完成情况及实验报告,进行综合评定 六、其他说明 1,该课程是一门实践性非常强的课程,因此加强实践性教学环节,保证学生通过一 定数量的实验来掌握该课程的内容是非常必要的。 2.在实验环节中,老师要针对各学生的情况进行现场示教
《现代交换技术课程设计》大纲 一、课程基本信息 Modern Switching Technology Curriculum 课程代码32010141课程英文名称 Design 课程性质 必修 学时数 1周 学分数1.0 执笔人 李新颖 审核人 郑玉甫编写日期2012年6月 二、设计的性质、目的和任务 本课程适用于通信工程专业学生,是一门重要的专业必修课程。 《现代交换技术课程设计》课程,其目的是加强学生的基本功训练做到理论与实际 相结合,继承与创新相结合:充分发挥学生的主观能动性。让学生进一步理解交换及其相 关的基本概念,各种交换技术的基本原理,掌握通信网技术,提高学生的专业水平和动手 能力,为以后从事相关工作奠定扎实的实践基础。 三、设计的基本环节及主要内容 课程设计的基本环节包括: (1)选题,可由教师指定选题,一组一题,不可重复 (2)课程设计任务书的下达。课程设计任务书应包括以下的内容:题目、技术参数 和设计要求、工作计划(按课程设计周填写)、参考资料等。 (3)课程设计,学生根据课程设计的要求,广泛查阅资料,完成设计任务。 主要内容如下: 题目一:某某(城市、企业、公司、校园、大楼、小区)网络设计方案 内容:设计一个宽带网络。要求可以实现话音、数据、图像等多媒体信息传送,并与市话、互联 五通。 要求:(10页以上 1.目录 2.概述:建网的重要性和必要性:设计原则或设计思想: 3.方案说明:采用的核心技术: 4.设备选择:交换机、路由器、服务器等及比较: 5.网络构成图:给出系统总体结构图及分系统结构图 9
6.系统报价:设备型号、单位、数量、参考单价、参考总价、产生厂家、交换 机及路由器原图片(要求用Excel制表). 题目二:基于软交换技术的某某(城市、企业、公司、校园、大楼、小区)网络设 计方案 内容:设计基于软交换技术的宽带网络。要求实现与现有树络的无缝融合,为用户提供丰富的业 务,很好的解决话音、数据、传真和视须等业务的融合,并月网络建设性价比高。 要求:(10页以上) 1.目录: 2.概述:网络建设需求分析、经济可行性分析:设计原则或设计思想: 3.组网方案说明:采用的核心技术: 4.设备选择:交换机、路由器、服务器等及比较: 5。网络构成图:给出系统总体结构图及分系统结构图: 6.系统报价:设备型号、单位、数量、参考单价、参考总价、产生厂家、交换 机及路由器原图片(要求用Excel制表). 题目三:通信网某种协议与比较 内容:以RFCXXXX为基础,学习分析一种或比较两种以上现代通信树中应用到的协议,比如 RP,OSPF、BGP、LDP、GSMP、FPM、以及软交换中的H.323、SP等。 要求:(10页以上) 1.目录: 2.概述:协议分析必要性:如LDP在MPLS中的作用:协议简介:协议定义、 协议组成要素、协议发展经历(如LDP2001年由RFC3036定义,由RFC3037修改, 2007年由RFC5036更新替换: 3.消息类型:总结汇总某种协议消息类型: 4.协议详细分析:协议消息结构:头格式、消息体格式: 5.总结常用消息体格式: 6.分析协议操作过程。 四、实习的基本要求及能力训练 1.培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是 的科学态度和勇于探索的创新精神: 2.培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,分析和解决工程技术问题的能