《现代交换技术》课程教案 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 课程类氛 专业教育学分4.0学时数64 先修课程模拟电子技术、数字电子技术、数字信号处理、信系统原理、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 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干专业课。通过本课程的学习，将 使通信专业的学生完整学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、MPIS、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：掌握电路交换系统各种接口的功能和工作原理： 学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、路由器、IP交换 技术、MPLS及软交换的基本概念、特点和工作原理。 四.学时分配表 教学内容 讲课时数 第一章绪论 4 第二章电路交换 18 第三章分组交换 6 第四章ATM交换 12 第五章P交换 6
第六章.MPLS 8 第七章.软交换 10 合计 64 五.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%). 六课程教案（如下表） 《现代交换技术》课程教案 章节第1章讲授对象：通信工程专业本科生 学时4 第1章绪论 1.1现代通信网及交换的基本概念(2学时 讲授内容 12交换技术分类 1.3交换技术发展概况(1.2,1.3共2学时) 1.了解通信网的组成与分类 2.理解引入交换的原因： 教学目的 3.掌握交换节点应实现的基本功能和接续类型： 和要求 4.了解电信网络和计算机网络使用的交换技术： 5掌握电路交换、分组交换的基本概念。 重点：交换节点应实现的基本功能和接续类型，交换技术分类和交换 重点 技术的发展： 难点 难点：引入交换的原因，步进制和纵横制交换机工作原理。 作业安排 《现代通信交换技术》教材第14页1、2、4、5、6 1.《现代交换技术》，张继荣等，西安电子科技大学出版社，2004年 参考书目 2.《现代通信交换技术》，穆维新等，人民邮电出版社出版，2005年 采用的教学方 采用多媒体和传统板书相结合的方式授课，讲解到步进制交换和 法和手段 纵横制交换时采用Fash动画演示交换的过程。 第1次课 1.1交换技术基本概念
内容提纲 111通信网的组成与分类 1.在通信网的背景下，提出引出交换的原因 在分析点对点通信、多用户全互连、多用户通过交换节点相连 种通信方式的基础上，提出随着用户数的增加，线路的投资面临巨大 挑战，从而提出引出交换的原因是为了降低用户线路的投资。 2.引入交换的通信网 介绍引入交换的通信网的连接方式。 3通信网的类型 从不同角度介绍通信网的分类。 1.1.2交换的功能 1交换节点应实现的基本功能 2.交换节点可控制的接续类型 1.2交换技术的分类 介绍交换技术分类，重点分析各种交换技术的演进过程 1.电路交换 电路交换CS是最早出现的一种交换方式，包括早期的人工电话在 内的电话交换都普遍采用电路交换方式。在电路交换方式中，交换中 心处理每一个呼叫都要经过连接的建立、保持和拆除三个阶段。电路 交换经历了模拟交换、程控交换、N-ISDN的发展历程。 2.分组交换 第2次课 分组交换PS的思想是从报文交换而来的，报文交换又称为存储转 内容提纲 发交换。采用存储转发方式的分组交换与报文交换的不同在于：分组 交换将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个分组 头，含有可供选路的信息和其他控制信息。分组交换经历了X25、FR 和B-ISDN/ATM的发展历程 3.ATM交换 异步转移模式ATM是B-ISDN传送交换模式的标准。ATM包括信 息复用、交换和传输的技术。它以固定长度的分组（信元）为基本单 位进行信息传输。很好地综合了电路交换和分组交换的优点，并克服
了电路交换和分组交换的缺点， 4.P交换 P交换也称为第三层交换技术、多层交换技术、高速路由技术等 IP交换机可看作是P路由器和ATM交换机的组合，其中ATM交换机 去除了ATM信令和协议，并受P路由器控制。计算机网络通信主要 用到P协议 5.MPLS 多协议标记交换MPLS是一种将ATM交换技术和P路由技术纷 合在一起的P骨干网技术，它将P的网络层路由和ATM的链路层交 换融合在了一起，以十分简洁的方式完成信息的传送。 6.软交换 软交换是提供呼叫控制功能的软件实体。其主要思想就是将呼叫 控制、业务承载、业务逻辑相分离，各功能实体之间采用标准的通信 协议进行连接和通信，以软件来实现交换与呼叫控制管理。软交换技 术以P网作为核心承载网，采用开放式应用程序接口，简化了信令结 构和控制复杂性，具有对网络业务、接入技术和智能业务的开放性， 克服了传统电路交换技术在业务提供方面的不足。 1.3交换技术的发展概沉 13.1电路交换技术发展概况 1电话的发明 1837年，莫尔斯发明了电报，它是以数字信号的形式传递信息的 西方联盟1856年创建，主要注重电报技术。 1876年，贝尔发明了电报，开启了人类语声实时通信的时代。 2.电话交换机的发明 介绍电话交换机的发明，分析人工交换对话务员的依赖，由此引入 步进制交换机，进而介绍纵横制交换机，着重分析步进制交换机和纵 横制交换机的区别。 3程控交换技术的发展 介绍程控交换技术的发展历程 1.3.2分组交换技术发展概况
1介绍计算机网络的发展。 2.介绍LAN的发展。 3.介绍X25分组交换的发展 4.介绍帧中继的发展。 1.3.3宽带交换技术发展概况 1,介绍ATM的发展 2.介绍MPLS的发展。 3.介绍软交换的发展。 4.、NGN概念 章节第2章讲授对象：通信工程专业本科生 学时18 第2章电路交换 2.1电路交换概述(2学时) 讲授内容 2.2电路交换核心 —数字交换网络(8学时) 2.3电路交换接口(4学时) 2.4电路交换机的软件控制系统(4学时) 1.了解电路交换的基本横念、分类及其基本组成，掌握空分、时分、模 拟、数字交换机的概念：掌握布控、程控、分散、集中、分级控制的 概念。了解程控交换机系统的性能和指标，掌握交换机容量和交换网 络规模的概念，掌握话务量和BHCA的意义及影响BHCA的因素。 2.掌握T型、S型时分接线器及时空一体数字交换单元的基本组成及其 功能，掌握数字交换网络的分析方法。 教学目的 3.了解程控交换机各种接口的功能，掌握模拟用户电路的七大功能 和要求 (BORSCHT的意义)，掌握数字用户接口电路(2B+D)的功能，理解数字 中继电路的功能（码型变换、帧同步）。 4.了解程控交换机软件的组成和程控交换机软件设计所用的语言。理解 程控交换机的接续概念，理解状态迁移的概念和状态迁移的步骤，理 解呼叫处理程序基本原理。掌握交换系统的呼叫处理的特点，了解输 入处理、内部处理和输出处理的功能和组成。掌握程序的优先级别
掌握采用时间表进行周期级程序控制的工作原理及时间表设计的方 法。 重点 重点：数字交换网络，软件控制系统工作原理 难点 难点：T型时分接线器的工作原理 作业安排 《现代通信交换技术》教材第62页2、3、5、6、9、11、23 1.《现代交换技术》，张继荣等，西安电子科技大学出版社，2004年 参考书目 2.《现代通信交换技术》，穆维新等，人民邮电出版社出版，2005年 采用多媒体和传统板书相结合的方式授课，讲在讲解到T型时间 采用的教学方 接线器S型空间接线器、数字交换网络、时间表等重难点知识时采用 法和手段 Flash动画演示。 2.1概述 2.1.1电路交换基本概念 1.电路交换定义 电路交换CS也称线路交换。电路交换是在通信之前先建立连接 通信过程中固定分配带宽、独占信道的实时交换，适用于语音、图像 等实时性要求高的业务，是目前电话网的基本交换方式。电路交换的 基本过程包括呼叫建立阶段、通话阶段和释放拆除三个阶段电路交换 第1次课 CS也称线路交换。电路交换是在通信之前先建立连接，通信过程中固 定分配带宽、独占信道的实时交换，适用于语音、图像等实时性要求 内容提纲 高的业务，是目前电话网的基本交换方式。电路交换的基本过程包括 呼叫建立阶段、通话阶段和释放拆除三个阶段。 2.电路交换特点 介绍电路交换的优点： 面向连接： 时间交换，时延和时延抖动都较小： 交换处理简单，交换速度较高。 介绍电路交换的缺点： 6
线路利用率低： 传输速率单一： 行在呼叫损失： 无差错控制。 2.12电话交换机分类 按照不同的角度讲述电话交换机的分类。 2.1.3电路交换系统组成 1,电路交换系统组成 2.电话交换机的基本组成 电话交换机由话路设备和控制设备构成，分析两种设备的组成及 功能。 3.程控交换机的组成 重点分析程控交换机的软使件组成及功能。 2.1.4电路交换提供的业务 2.1.5电路交换系统指标体系 1,系统性能 2.技术指标 2.2电路交换核心 数字交换网络 2.2.1复用器和分路器 1.功能 复用器功能： 多路复用： 第2次课 串/并转换。 内容提纲 分路器功能： 时隙复用分解 并/串转换。 2.复用器工作原理 3.复用器新时隙号换算 分析复用器和分路器，重点要求学生掌握复用器新旧时隙号的换 >
算关系，为T型时间接线器的学习做准备 2.2电路交换核心一数字交换网络 2.2.2T型时间接线器 1.功能 时隙交换。 第3次课 2.工作方式 内容提纲 控制读： 控制写。 3组成 4.工作原理 着重介绍组成和原理。 2.2电路交换核心一数字交换网络 2.2.3空间(S)接线器 1.功能 线间交换 2.工作方式 输入控制： 第4次课 输出控制。 内容提纲 3.组成 n*m交叉矩阵： 控制存储器CM 4.工作原理 着重介绍工作方式和原理。 5.特点 2.2电路交换核心一数字交换网铭 2.2.4时空一体数字交换单元(T/S) 第5次课 1.DSE的基本组成 内容提纲 2.DsE功能 空间交换：
时隙交换： 通路选择。 3.交换端口结构 RX端口电路： TX端口电路。 4.信道字格式 5.总线周期 6.DsE的工作原理 2.2.5交换网络 以T型或S型时分接线器为基础，组成两级或两级以上的交换网 称作数字交换网络。常见的数字交换网络有：TT、TTT、T-ST、STS 型等。本节仅介绍TT和TST的工作原理。 1、TT型二级交换网络 2、T-S-T三级交换网 3、时空一体数字交换网络 2.3电路交换接口 2.3.1模拟用户接口 交换机是通信网中的节点，必须连接用户终端和其它交换机才能 形成有效的通信网。程控交换机所用的接口一殷分为用户侧和中继侧 两部分，每部分又分为数字接口和模拟接口两种，另外还有一些服务 和控制用的接口电路 第6次课 1.作用 内容提纲 模拟用户接口电路用于模拟话机和数字交换机之间的连接 2.类型 模拟用户接口称为Z接口，有Z1,Z2,Z33种类型。 3.功能 模拟用户接口电路主要有七大功能，即BORSCHT功能。这一点要 求重点掌握 2.3.2数字用户接口
数字用户接口电路用于数字用户终端和数字交换机之间的连 接。数字用户终端指能直接在传输线路上发送和接收数字信号的用广 终端，如数字话机、数字传真机、数字图像设备和PC机等。这些数号 用户终端通过用户线路接到交换机的数字用户接口，就可以实现用广 到用户的数字连接。 1.作用 数字用户接口电路用于数字用户终端和数字交换机之间的连接 2.类型 数字接口称为V接口，包括V1到V5数字接口。 3.利用模拟线路传输数字信号的方法 频分复用： 时间压缩复用： 回声消除法。 2.3.3模拟中继接口 1.作用 模拟中继接口电路简称模拟中继器，用于模拟交换机（如步进制交 换机、纵横制交换机以及空分模拟程控交换机等)和数字交换机之间的 连接，可用于长途交换和市内局间中继线连接，模拟中继接口电路又 称为“℃接口。模拟交换机现在基本上不再使用，本节仅对照模拟用广 接口进行功能对比。 第7次课 2.功能 内容提纲 模拟中继接口和模拟用户接口电路的功能有许多相同的地方，因 为它们都是与模拟线路连接。模拟中继接口完成的功能主要有OSCHT 2.3.4数字中继接口 1.作用 数字中继线接口电路简称数字中继器，用于数字交换机与数字交 换机之间的连接，或用于远端模块与数字交换机的连接。 2.类型 数字中继接口有“A”接口和B接口"两种类型