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1、Public InfrastructureBuildingsComputersPeopleSmart CardsHomesAppliancesTransportationVehiclesVendingMachines$.数字通信技术数字通信技术1现代通信交换技术公安大学安全防范系 第一部分 电路交换公安大学安全防范系 一、交换设备功能一、交换设备功能电信网的组成电信网的组成电信网是一个大通信系统，它由交换系统、电信网是一个大通信系统，它由交换系统、传输系统和终端系统组成。传输系统和终端系统组成。通信网是由交换机和把它们连接成网络的传通信网是由交换机和把它们连接成网络的传输媒介组成，交换设备是通
2、信网的重要组成部分，输媒介组成，交换设备是通信网的重要组成部分，交换技术的发展与通信网的发展是分不开的，即交换技术的发展与通信网的发展是分不开的，即交换技术与终端业务，传输技术必须相适应。交换技术与终端业务，传输技术必须相适应。电信网的主要任务是提供面向信息的处理、电信网的主要任务是提供面向信息的处理、交换和传送任务。交换和传送任务。2022/10/194现代通信交换技术 公安大学 安全防范1、交换设备的用途、交换设备的用途用户间通过交换设备连接用户间通过交换设备连接 交换设备能够完成任意两个用户之间交换信息的任交换设备能够完成任意两个用户之间交换信息的任务。有了交换设备，就可以由一台交换机组
3、成最简单的务。有了交换设备，就可以由一台交换机组成最简单的通信网：交换机、传输线、终端。通信网：交换机、传输线、终端。2022/10/195现代通信交换技术 公安大学 安全防范交换式通信网：交换式通信网：由由电话电话机、用机、用户户交交换换机、市机、市话话交交换换机、机、汇汇接交接交换换机机组组成的通信网成的通信网络络。网。网络络中任一台中任一台话话机均可机均可请请求交求交换换机在本用机在本用户线户线和所需用和所需用户线户线之之间间建立一条通信建立一条通信链链路，并能路，并能随随时时令交令交换换机机释释放放该链该链路。路。交换机交换机：能在任意选定的两条用户线之间建：能在任意选定的两条用户线之
4、间建立和释放一条通信链路。即，任一台电话机立和释放一条通信链路。即，任一台电话机均可请求交换机在本用户线和所需用户线之均可请求交换机在本用户线和所需用户线之间建立一条通信链路，并能随时令交换机释间建立一条通信链路，并能随时令交换机释放该链路。放该链路。2、由多台交换机组成的电话通信网、由多台交换机组成的电话通信网2022/10/196现代通信交换技术 公安大学 安全防范 (1)(1)用用户户交交换换机机(PBX)(PBX)：直直接接连连接接话话机机或或终终端端，用用户户交交换换机机的的中中继继线线与与市市话话交交换换机机用用户户线线相相连连。常常用用于于一一个个集集团团的的内内部部。PBXPB
5、X的的每每一一条条中中继继线线对对于于市市话话交交换换机机只只相相当当于于一一个个普普通通的电话机，仅话务量较大。的电话机，仅话务量较大。（2）自自动动用用户户交交换换机机（PABXPABX）：用用户户交交换换机机具具有有自自动动交交换能力时，称为自动用户交换机。换能力时，称为自动用户交换机。（3）本本地地交交换换机机或或市市话话交交换换机机：直直接接连连接接电电话话机机或或终终端端的交换机。相应的交换局称为端局或市话局。的交换机。相应的交换局称为端局或市话局。（4）汇汇接接交交换换机机：仅仅与与各各交交换换机机连连接接的的交交换换机机。当当各各交交换机距离很远时也称为长途交换机。换机距离很远
6、时也称为长途交换机。中中继线继线：交：交换换机之机之间间的的线线路称路称为为中中继线继线。3、交换机分类、交换机分类2022/10/197现代通信交换技术 公安大学 安全防范2022/10/198现代通信交换技术 公安大学 安全防范二、二、电路交换电路交换主叫通过拨号的方式选择被叫方，网络根据被叫号主叫通过拨号的方式选择被叫方，网络根据被叫号码在主叫方和被叫方之间码在主叫方和被叫方之间建立一条电路建立一条电路（显然这条（显然这条电路包括主叫和被叫与相应的端局相连的用户线，电路包括主叫和被叫与相应的端局相连的用户线，以及交换局之间的中继线（模拟中继和数字中继，以及交换局之间的中继线（模拟中继和数
7、字中继，如某一条脉冲编码调制（如某一条脉冲编码调制（PCM）话音通道），这个话音通道），这个过程称为过程称为呼叫建立呼叫建立；主被叫进行通信，主被叫进行通信，通话过程中双方所占用的通道将通话过程中双方所占用的通道将不为其它用户使用不为其它用户使用。完成通信后，主叫或被叫挂机，。完成通信后，主叫或被叫挂机，网络释放通信信道，这个过程叫呼叫网络释放通信信道，这个过程叫呼叫释放释放。本次通。本次通信过程所占用的相关电路释放后，可以被其它通信信过程所占用的相关电路释放后，可以被其它通信过程使用。这种交换方式称为过程使用。这种交换方式称为电路交换方式电路交换方式。2022/10/199现代通信交换技术
8、公安大学 安全防范（1 1）信息的传输时延小，对一次接续而言，传输时）信息的传输时延小，对一次接续而言，传输时延固定不变；延固定不变；（2 2）交交换换机机在在处处理理方方面面的的开开销销比比较较小小（信信息息以以数数据据信信号号形形式式在在数数据据通通路路中中“透透明明”传传输输，交交换换机机对对用用户户的的信信息息不不存存储储、分分析析和和处处理理），对对用用户户的的数数据据信信息息也也不不需需要要附附加加许许多多用用于于控控制制的的信信息息，信信息息的的传传输输效效率率比比较高。较高。（3 3）信信息息的的编编码码方方法法和和信信息息格格式式由由通通信信双双方方协协商商，不受网络的限制。
9、不受网络的限制。电电路交路交换换的主要的主要优优点点2022/10/1910现代通信交换技术 公安大学 安全防范 网络利用率低。因为电路的接续时间较长。当传输网络利用率低。因为电路的接续时间较长。当传输较短信息（数据）时，通信通道建立的时间可能将大较短信息（数据）时，通信通道建立的时间可能将大于通信时间；于通信时间；电路利用率低：电路资源被通信双方独占；电路利用率低：电路资源被通信双方独占；通信双方在信息传输、编码格式、同步方式、通信通信双方在信息传输、编码格式、同步方式、通信协议等方面要完全兼容，这就限制了各种不同速率、协议等方面要完全兼容，这就限制了各种不同速率、不同代码格式、不同通信协议
10、的用户终端直接的互通。不同代码格式、不同通信协议的用户终端直接的互通。有呼有呼损损，即可能出，即可能出现现由于由于对对方用方用户终户终端端设备设备忙或网忙或网络负载过络负载过重而呼叫不通。重而呼叫不通。电路交换缺点：电路交换缺点：2022/10/1911现代通信交换技术 公安大学 安全防范三、数字程控交换机三、数字程控交换机 程控数字交程控数字交换换机：将机：将存存储储程序原理程序原理应应用于交用于交换换机的控制系机的控制系统统，交，交换换数字信号（数字信号（PCMPCM信号）信号）。由于在。由于在传输传输中采用数字通信技中采用数字通信技术术后，其后，其优优良的通信良的通信质质量和性能改量和性
11、能改变变了由模了由模拟拟信号信号进进行行通信的局面。由于数字通信的局面。由于数字传输传输同模同模拟拟交交换换机机衔衔接接时时要要进进行行D/AD/A、A/DA/D转换转换，促，促进进了了对对直接直接数数字信号字信号进进行交行交换换的程控交的程控交换换机的研制。由于机的研制。由于用用户终户终端大多数是模端大多数是模拟电话拟电话机，所以大多数机，所以大多数用用户户接口接口电电路是模路是模拟拟用用户户接口接口电电路路 。2022/10/1912现代通信交换技术 公安大学 安全防范可以是各种接线器或电子开关矩阵、统称接线器。负责进行信号的交换。可以是各种接线器或电子开关矩阵、统称接线器。负责进行信号的
12、交换。每个用户独占一个用户电路，用来监视用户状态（忙每个用户独占一个用户电路，用来监视用户状态（忙/闲）和用户直接有关的闲）和用户直接有关的功能：（如摘机，向控制设备发呼叫信号，向用户送忙音）功能：（如摘机，向控制设备发呼叫信号，向用户送忙音）1、程控交换机的组成、程控交换机的组成接收、存储呼叫号码，并向主叫发送回铃音。接收、存储呼叫号码，并向主叫发送回铃音。和其它交换机的接口电路和其它交换机的接口电路 交交换换网网络络用户电路用户电路用户电路用户电路出中继出中继收号器收号器入中继入中继中央处理机中央处理机存储器存储器I/O设备设备用户电路：用户电路：收号器：收号器：中继电路：中继电路：交换网
13、络：交换网络：2022/10/1913现代通信交换技术 公安大学 安全防范中继接口中继接口用户接口记费接口维护接口交交 换换网网 络络维护I/O记费I/O监测振铃I/O监测信令I/O多频信令I/OPCM信令或CCS共路信令I/O接续控制I/O存储器存储器 C P U 总线控控制制系系统统接接口口系系统统2、程控交换机控制系统的电路结构、程控交换机控制系统的电路结构2022/10/1914现代通信交换技术 公安大学 安全防范3、程控交换机的基本接续过程、程控交换机的基本接续过程 呼出接续、接收拨号、号码分析、为被叫呼出接续、接收拨号、号码分析、为被叫用户选择连接通路、向被叫振铃、应答监用户选择连
14、接通路、向被叫振铃、应答监视和话毕释放视和话毕释放 2022/10/1915现代通信交换技术 公安大学 安全防范一个呼叫的一个呼叫的处处理理过过程程以一次成功的局内呼叫的整个过程为例介绍交换机处理的各阶段的动作以一次成功的局内呼叫的整个过程为例介绍交换机处理的各阶段的动作1.1.主叫用户主叫用户A A摘机：程控交换机摘机：程控交换机按一定周期执行用户线扫描程序按一定周期执行用户线扫描程序，对用户，对用户电路扫描点进行扫描，检测出摘机呼出的用户后，确定用户（一般用户、电路扫描点进行扫描，检测出摘机呼出的用户后，确定用户（一般用户、小交换机、投币电话等）和话机的类别，弄清是双音频话机还是脉冲话小交
15、换机、投币电话等）和话机的类别，弄清是双音频话机还是脉冲话机，以便接上相应的收号器。机，以便接上相应的收号器。2.2.交换机送拨号音，准备收号：去话分析，交换机送拨号音，准备收号：去话分析，找空闲时隙并占用找空闲时隙并占用。交换机寻。交换机寻找一个找一个空闲收号器以及它和主叫用户间的路由空闲收号器以及它和主叫用户间的路由，再寻找一个主叫用户和，再寻找一个主叫用户和信号音间的空闲路由信号音间的空闲路由，向主叫用户送拨号音，同时监视收号器的输入信，向主叫用户送拨号音，同时监视收号器的输入信号，准备收号号，准备收号3.3.收号：由收号：由收号器接收用户所拨号码收号器接收用户所拨号码，受到第一位号后，
16、停送拨号音，并，受到第一位号后，停送拨号音，并将受到的号码按位存入相应的存储器；对将受到的号码按位存入相应的存储器；对“应收位应收位”、“已收位已收位”进行进行计数。计数。4.4.号码分析：将收到一定位数的号码（号首，一般为号码分析：将收到一定位数的号码（号首，一般为3 3位）送向分析程序位）送向分析程序进行分析（叫做预译处理），以决定呼叫类别是进行分析（叫做预译处理），以决定呼叫类别是本局呼叫还是出局呼叫本局呼叫还是出局呼叫，是否长途，特殊服务呼叫是否长途，特殊服务呼叫等，并决定该收几位号；检查该呼叫是否应该等，并决定该收几位号；检查该呼叫是否应该接通，是否是限制用接通，是否是限制用2022
17、/10/1916现代通信交换技术 公安大学 安全防范5.5.来话分析接至被叫用户：根据被叫用户数据执行来话分析来话分析接至被叫用户：根据被叫用户数据执行来话分析程序进行来话分析，并检测被叫用户忙闲。如果被叫用程序进行来话分析，并检测被叫用户忙闲。如果被叫用户空闲，则测试并预占空闲路由，包括：向主叫用户送户空闲，则测试并预占空闲路由，包括：向主叫用户送回铃音路由，向被叫用户送铃流路由，给出主回铃音路由，向被叫用户送铃流路由，给出主/被叫用户被叫用户通话路由通话路由6.6.向被叫用户振铃：向被叫用户振铃，向主叫用户送回铃音；向被叫用户振铃：向被叫用户振铃，向主叫用户送回铃音；监视主被叫用户状态。在
18、数字交换机中向用户振铃是由监视主被叫用户状态。在数字交换机中向用户振铃是由用户电路提供铃流的用户电路提供铃流的7.7.被叫应答，双方通话：被叫摘机应答，交换机检测到后，被叫应答，双方通话：被叫摘机应答，交换机检测到后，停送振铃信号和回铃音；建立双方的通话路由，开始通停送振铃信号和回铃音；建立双方的通话路由，开始通话；启动计费设备，开始计费，同时监视主被叫用户状话；启动计费设备，开始计费，同时监视主被叫用户状态态8.8.话中挂机、复原：交换机检测到话机挂机后，进行相应的话中挂机、复原：交换机检测到话机挂机后，进行相应的拆线工作。如果交换机检测到主叫先挂机，通话路由复拆线工作。如果交换机检测到主叫
19、先挂机，通话路由复原，停止计费，向被叫送忙音；如果交换机检测到被叫原，停止计费，向被叫送忙音；如果交换机检测到被叫先挂机，通话路由复原，停止计费，向主叫送忙音。先挂机，通话路由复原，停止计费，向主叫送忙音。2022/10/1917现代通信交换技术 公安大学 安全防范从一个呼叫处理过程可以看出，整个呼叫从一个呼叫处理过程可以看出，整个呼叫处理分成若干阶段，每个阶段就是一个稳处理分成若干阶段，每个阶段就是一个稳定状态，定状态，某一稳定状态只有在输入信息的某一稳定状态只有在输入信息的激励下，才能由该状态向另一状态迁移激励下，才能由该状态向另一状态迁移。对于不同的交换机和不同的控制方式，程对于不同的交
20、换机和不同的控制方式，程序的结构可能各不相同，一般可以分为：序的结构可能各不相同，一般可以分为：输入程序、分析程序、任务执行和输出程输入程序、分析程序、任务执行和输出程序。序。2022/10/1918现代通信交换技术 公安大学 安全防范4、信令系统、信令系统信令（信令（Signaling）在电信网中，终端和交换机之间，以及）在电信网中，终端和交换机之间，以及交换机与交换机之间传送的一种对话信息。信令在电话通交换机与交换机之间传送的一种对话信息。信令在电话通信网中起着指挥、联络、协调各部分的作用，以确保通信信网中起着指挥、联络、协调各部分的作用，以确保通信网作为一个整体有条不紊地运转；网作为一个
21、整体有条不紊地运转；CCITTCCITT自自19341934年年起起曾曾相相继继提提出出了了No.2No.2、No.3No.3、No.4No.4、No.5No.5、R1R1、R2R2随随路路信信令令系系统统和和No.6No.6、No.7No.7共共路路信信令令系系统统的的建建议议。且且每每四四年年要要修修改改一一次次版版本本增增加加新新内内容容，逐逐步步使使信信令令系系统统趋趋于完善。于完善。信令相信令相对对于交于交换换机就像机就像协议协议相相对对于于计计算机一算机一样样。信令其。信令其实实就是程控交就是程控交换换机之机之间间的的协议协议。2022/10/1919现代通信交换技术 公安大学 安
22、全防范 NO.7信令系统信令系统NO.7 ：是一种国际性的标准化的通用公共信令系统。是一种国际性的标准化的通用公共信令系统。SS7信令是公共信道信令系统，与随路信道信令不同，信令是公共信道信令系统，与随路信道信令不同，公共信道信令把公共信道信令把话路与信令通道分开话路与信令通道分开，单独的高速数，单独的高速数据链路来传送一群话路的信令。一条据链路来传送一群话路的信令。一条No.7号链路一号链路一般可支持几百个话路般可支持几百个话路NO.7信令网是现代通信的信令网是现代通信的三大支撑网三大支撑网（数字同步网，（数字同步网，NO.7信令网，电信管理网）之一。随着通信业的飞信令网，电信管理网）之一。
23、随着通信业的飞速发展，数字传输和数字交换网的不断发展健全，移速发展，数字传输和数字交换网的不断发展健全，移动通信和智能网的建立，动通信和智能网的建立，NO.7信令系统得到了广泛信令系统得到了广泛的应用的应用2022/10/1920现代通信交换技术 公安大学 安全防范NO.7信令系统的应用信令系统的应用基本应用基本应用-局与局之间的电话网通信，即公用交换电话网局与局之间的电话网通信，即公用交换电话网（PSTN）-局与局之间的数据网通信局与局之间的数据网通信，即即电路交换的数据网电路交换的数据网-窄带窄带ISDN（即（即N-ISDN）主要应用主要应用-支持各种类型的智能业务，即智能网（支持各种类型
24、的智能业务，即智能网（IN）-网络的操作、管理与维护网络的操作、管理与维护-可以传送移动通信网中的各种信息，即公共陆地移可以传送移动通信网中的各种信息，即公共陆地移动通信网动通信网-N-ISDN的部分补充业务的部分补充业务未来应用未来应用：B-ISDN网中网中NO.7信令的应用信令的应用2022/10/1921现代通信交换技术 公安大学 安全防范第二部分 分组交换公安大学安全防范系 电路交换的缺点电路交换的缺点电路交换建立线路所需的时间较长。电路交换建立线路所需的时间较长。线路的利用率低。线路的利用率低。电路交换系统不具备差错控制的能力，达不到电路交换系统不具备差错控制的能力，达不到计算机通信
25、系统要求的指标。计算机通信系统要求的指标。电路交换不具有数据存储能力，不能改变数据电路交换不具有数据存储能力，不能改变数据的内容，因此，很难适应具有不同类型、规格、的内容，因此，很难适应具有不同类型、规格、速率和编码格式的计算机之间，或计算机与计速率和编码格式的计算机之间，或计算机与计算机终端之间的通信。算机终端之间的通信。系统不具有存储数据的能力。因此不能自动调系统不具有存储数据的能力。因此不能自动调整和均衡通信流量。整和均衡通信流量。2022/10/1923现代通信交换技术 公安大学 安全防范电路交换适的场合电路交换适的场合高负荷的持续通信和实时性要求强的场高负荷的持续通信和实时性要求强的
26、场合，尤其适用于会话式、语音、图像等交合，尤其适用于会话式、语音、图像等交互式通信类；而不适合传输突发性、间断互式通信类；而不适合传输突发性、间断型数字信号的计算机与计算机、计算机与型数字信号的计算机与计算机、计算机与终端之间的通信。终端之间的通信。2022/10/1924现代通信交换技术 公安大学 安全防范一、存储转发交换一、存储转发交换存储转发交换与电路交换的区别存储转发交换与电路交换的区别 拟发送的数据与目的地址、源地址、控制信息拟发送的数据与目的地址、源地址、控制信息等一起，按照一定的格式组成一个数据单元等一起，按照一定的格式组成一个数据单元（报文、报文分组或数据帧等）进入通信子网。（
27、报文、报文分组或数据帧等）进入通信子网。作为通信子网节点的作为通信子网节点的通信控制处理机通信控制处理机（CCP），），负责完成数据单元的接收、存储、差错校验、负责完成数据单元的接收、存储、差错校验、路径选择和转发工作。路径选择和转发工作。2022/10/1925现代通信交换技术 公安大学 安全防范存储转发交换的特点存储转发交换的特点线路的利用率高线路的利用率高选择最佳传输路径选择最佳传输路径提高通信效率提高通信效率提高可靠性提高可靠性适用于不同速率和格式的系统之间的通信适用于不同速率和格式的系统之间的通信2022/10/1926现代通信交换技术 公安大学 安全防范存储转发交换的分类存储转发交
28、换的分类报文交换（报文交换（Message Switching）分组交换分组交换(Packet Switching)2022/10/1927现代通信交换技术 公安大学 安全防范报报文交文交换换的基本思想是当的基本思想是当报报文到达交文到达交换换机机时时先存入先存入该该机的机的存存储储器器，当所需要的，当所需要的输输出出线线路空路空闲时闲时，将，将该报该报文向接收文向接收终终端或下一个交端或下一个交换换机机转发转发。每一个。每一个报报文都有接收地址和文都有接收地址和发发送送地址的地址的标识标识，只需，只需寻寻找到一条到下一找到一条到下一节节点的空点的空闲电闲电路，就路，就可将信息可将信息发发送出
29、去。因此，在整个通信送出去。因此，在整个通信过过程中，信息程中，信息传输传输只占用两个交只占用两个交换换机机间间的一段的一段线线路无需路无需在整个通信网络中在整个通信网络中建建立整个立整个连连接通道接通道分分组组交交换换:分分组组交交换换就是将用就是将用户发户发送的一整份送的一整份报报文分割成文分割成若干若干固定固定长长度的数据度的数据块块（分（分组组），），让这让这些分些分组组以以“存存储储转发转发”方式在网内方式在网内传输传输。每一个分。每一个分组组都有接收地址和都有接收地址和发发送送地址的地址的标识标识，以分，以分组为单组为单位在各位在各节节点点间间分段分段传传送送。2022/10/19
30、28现代通信交换技术 公安大学 安全防范2022/10/1929现代通信交换技术 公安大学 安全防范2022/10/1930现代通信交换技术 公安大学 安全防范二二、分组交换的主要优点、分组交换的主要优点线路利用率高线路利用率高：分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用，实现资源：分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用，实现资源共享，可在一条物理线路上提供多条逻辑信道，极大地提高线路的利用率。共享，可在一条物理线路上提供多条逻辑信道，极大地提高线路的利用率。使传输费用明显下降使传输费用明显下降不同种类的终端可以相互通信不同种类的终端可以相互通信：分组网以：分组网以X.25协议向用户提供标准接
31、口，协议向用户提供标准接口，数据以分组为单位在网络内存储转发，使不同速率终端，不同协议的设备数据以分组为单位在网络内存储转发，使不同速率终端，不同协议的设备经网络提供的协议变换功能后实现互相通信经网络提供的协议变换功能后实现互相通信信息传输可靠性高信息传输可靠性高：在网络中每个分组进行传输时，在节点交换机之间采：在网络中每个分组进行传输时，在节点交换机之间采用差错校验与重发的功能，因而在网中传送的误码率大大降低。而且在网用差错校验与重发的功能，因而在网中传送的误码率大大降低。而且在网内发生故障时，网络中的路由机制会使分组自动地选择一条新的路由避开内发生故障时，网络中的路由机制会使分组自动地选择
32、一条新的路由避开故障点，不会造成通信中断故障点，不会造成通信中断分组多路通信分组多路通信：由于每个分组都包含有控制信息，所以分组型终端可以同：由于每个分组都包含有控制信息，所以分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信，可把同一信息发送到不同用户时与多个用户终端进行通信，可把同一信息发送到不同用户 计费与传输距离无关计费与传输距离无关：网络计费按时长、信息量计费，与传输距离无关，：网络计费按时长、信息量计费，与传输距离无关，特别适合那些非实时性，而通信量不大的用户特别适合那些非实时性，而通信量不大的用户 2022/10/1931现代通信交换技术 公安大学 安全防范X.25：ITU-T WAN 通
33、信协议通信协议 X.25：ITU-T WAN communication protocol X.25 是是 ITU-T 为广域网为广域网 WAN 通信所建议的一种数据分组通信所建议的一种数据分组交换网络协议，它定义数据终端设备交换网络协议，它定义数据终端设备 DTE 和数据电路终端设和数据电路终端设备备 DCE 之间的数据以及控制信息的交换之间的数据以及控制信息的交换X.25建议：建议：为公用数字网上以分组方式工作的终端规定了为公用数字网上以分组方式工作的终端规定了DTE与与DCE之间的接口之间的接口。它能把。它能把DTE定义的信号转换成适合定义的信号转换成适合在传输线路上传输的信号，但从在传
34、输线路上传输的信号，但从X.25意义上讲，意义上讲，DCE则是与则是与DTE连接的入口节点或节点交换机连接的入口节点或节点交换机无论连接网络的系统类型是什么，无论连接网络的系统类型是什么，X.25 都具有高效的使用性都具有高效的使用性能。能。X.25 典型用于一般电信电讯业务的分组交换网络，如电典型用于一般电信电讯业务的分组交换网络，如电话行业。通过订户采用的网络进行控制和管理。话行业。通过订户采用的网络进行控制和管理。X.25 是面向是面向连接的业务从而确保数据包的顺序传输连接的业务从而确保数据包的顺序传输 2022/10/1932现代通信交换技术 公安大学 安全防范X.25分组交换基本思想
35、分组交换基本思想分为物理层、链路层、分组层：分为物理层、链路层、分组层：（1 1）采用虚采用虚电电路复用方式提高信道利用率。路复用方式提高信道利用率。（2 2）在网络相邻节点的传输通路上执行差错）在网络相邻节点的传输通路上执行差错控制协议，保证相邻网络节点之间传输数控制协议，保证相邻网络节点之间传输数据的正确性。据的正确性。（3）为为了了保保证证线线路路上上传传输输的的数数据据不不超超过过线线路路可以传输的容量，一般采用流量控制。可以传输的容量，一般采用流量控制。2022/10/1933现代通信交换技术 公安大学 安全防范四、宽带（快速）分组交换四、宽带（快速）分组交换帧中继技术（帧中继技术（
36、Frame-relay）ATM技术技术2022/10/1934现代通信交换技术 公安大学 安全防范1、问题的提出、问题的提出2020世世纪纪9090年代，人年代，人们们希望在分希望在分组组网网络络上上进进行行实时业实时业务务、高速数据、高速数据传输时传输时，发现传统发现传统的分的分组组技技术术的分的分组组交交换换网网络络的能力已的能力已经经达到了极限；达到了极限；虽虽然分然分组组交交换换网网络业务实络业务实配的配的灵活性灵活性和网和网络络运行的运行的高效性高效性较较之于之于电电路交路交换换更适合作更适合作为为将来将来宽带宽带通信的通信的交交换换和和传输传输的支持。但是，的支持。但是，无法提供高
37、速和无法提供高速和实时实时的的业务业务的的传输传输也是它的明也是它的明显显不足；不足；人人们们开始研究新的分开始研究新的分组组交交换换技技术术以适以适应应新的高速和新的高速和实时实时的的业务业务的的传输传输。电电路、路、报报文和分文和分组组交交换仅换仅能能够够支持上述某些支持上述某些业务业务的交的交换换，是否能，是否能够够有一种交有一种交换换方方式支持上述所有式支持上述所有这这些些业务业务的通信，的通信，为为此，人此，人们们提出提出许许多改多改进进方案，方案，开始研究新的分组交换技术以适合开始研究新的分组交换技术以适合新的传输和交换要求。新的传输和交换要求。2022/10/1935现代通信交换
38、技术 公安大学 安全防范帧中继概念帧中继概念帧帧中中继继协协议议简简化化了了X.25X.25分分组组级级功功能能，只只有有两两个个层层次次：物物理理层层和和数数据据链链路路层层，使使网网内内节节点点的的处处理理大大为为简简化化。帧帧中中继继取取消消了了X.25X.25协协议议规规定定每每段段传传输输链链路路上上的的数数据据差差错错控控制制，将将本本来来由由网网络络完完成成的的数数据据链链路路上上的的段段差差错错控控制制推推倒倒网网络络的的边边缘缘，由由智智能能终终端端负负责责完完成成。降降低低了了节节点点处处理理负负担担，减减少少了了分分组组在在网络中的延迟。网络中的延迟。2022/10/19
39、36现代通信交换技术 公安大学 安全防范 帧帧中中继继数数据据传传输输基基本本数数据据单单元元是是帧帧，帧帧是是计计算算机机网网络络分分层层中中数数据据链链路路层层的的概概念念。相相比比于于X.25X.25，帧帧中中继继中中帧帧的的格格式式作作了了简简化化。去去掉掉了了有关进行链路差错控制的帧中的域。有关进行链路差错控制的帧中的域。帧帧中中继继数数据据传传输输采采用用数数据据链链路路连连接接标标识识符符（DLCIDLCI），作作为为网网络络传传输输数数据据信信道道标标志志。因因此此说说帧帧结结构构格格式式中中包包含含路路由由选选择择的的信信息息（这这是是属属于于计计算算机机网网络络分分层层中中
40、第第3 3层层网网络络层层的的概概念）念）帧帧中中继继的的设计设计思想思想2022/10/1937现代通信交换技术 公安大学 安全防范 帧中继和分组网络协议的参考模型帧中继和分组网络协议的参考模型上层协议上层协议 网络层网络层 链路层链路层 物理层物理层上层协议上层协议 网络层网络层 链路层链路层 物理层物理层上层协议上层协议 链路层链路层 物理层物理层上层协议上层协议 链路层链路层 物理层物理层路由选择、虚电路复用路由选择、虚电路复用数据成帧、差错数据成帧、差错/流量控制流量控制电器机械等特性、比特流传输电器机械等特性、比特流传输/流量流量电器机械等特性、比特流传输电器机械等特性、比特流传输
41、/流量流量数据成帧、路由选择数据成帧、路由选择（a）X.25分组交换模型分组交换模型（b）帧中继模型帧中继模型2022/10/1938现代通信交换技术 公安大学 安全防范 信息在节点间分组交换与帧中继的异同信息在节点间分组交换与帧中继的异同转发帧转发帧确认帧确认帧 从源站到目的站传送一帧，分组交从源站到目的站传送一帧，分组交换在每个节点都要做大量的处理，保换在每个节点都要做大量的处理，保证帧在节点间无差错传输，需要对数证帧在节点间无差错传输，需要对数据包进行正确性检查，正确后才逐站据包进行正确性检查，正确后才逐站转发，出错后要重发，每一节点收到转发，出错后要重发，每一节点收到一帧后都要发回确认
42、帧；而目的站收一帧后都要发回确认帧；而目的站收到一帧后才向源站发回端到端的确认到一帧后才向源站发回端到端的确认帧，也要逐站进行确认帧，也要逐站进行确认 中间站只转发帧而中间站只转发帧而不发确认帧，只有在目不发确认帧，只有在目的站收到一帧后才向源的站收到一帧后才向源站发回端到端的确认站发回端到端的确认2022/10/1939现代通信交换技术 公安大学 安全防范 帧中继业务的永久虚电路帧中继业务的永久虚电路帧中继的帧中继的I.22标准定义了帧中继业务的标准定义了帧中继业务的永久虚电路（永久虚电路（PVC）帧中继的帧中继的Q.931标准定义了帧中继业务的标准定义了帧中继业务的交换虚电路交换虚电路(S
43、VC)虚电路虚电路（Virtual circuit）：）：为保证两个为保证两个DTE设备设备(如路由器如路由器)之间的双向通之间的双向通信而创建的逻辑链路称为虚电路信而创建的逻辑链路称为虚电路(VC)，帧中继用虚电路来提供端点之间的帧中继用虚电路来提供端点之间的连接，用连接，用DLCI来标识来标识永久虚电路永久虚电路:由服务提供商预先设置，在需要经常通过帧中继网络进行数据由服务提供商预先设置，在需要经常通过帧中继网络进行数据传送的传送的DTE设备之间建立的永久逻辑连接，称为永久虚电路设备之间建立的永久逻辑连接，称为永久虚电路交换虚电路交换虚电路:在只需要通过帧中继网络进行零星数据传送的在只需要
44、通过帧中继网络进行零星数据传送的DTE设备之间建设备之间建立的临时的逻辑连接，称为交换虚电路立的临时的逻辑连接，称为交换虚电路(SVC)，它是动态设置的虚电路它是动态设置的虚电路帧中继采用统计复用技术帧中继采用统计复用技术，以，以“虚电路虚电路”机制为每一帧提供地址信息，每机制为每一帧提供地址信息，每一条线路和每一个物理端口可容纳许多一条线路和每一个物理端口可容纳许多“虚电路虚电路”，用户之间通过虚电路，用户之间通过虚电路进行连接进行连接 2022/10/1940现代通信交换技术 公安大学 安全防范帧帧中中继继技技术术的特点的特点 协议简单协议简单-帧中继是以简化方式交换和传输数据单元帧中继是
45、以简化方式交换和传输数据单元-在帧中继网络内部不进行差错检测和纠正在帧中继网络内部不进行差错检测和纠正-简单的网络拥塞管理简单的网络拥塞管理传输速率高传输速率高-帧中继传输带宽可达到帧中继传输带宽可达到64Kbps64Kbps至至34Mbps34Mbps，典型速率为典型速率为N64KbpsN64Kbps至至2Mbps2Mbps.突发传送突发传送-可允许用户数据按需占用带宽可允许用户数据按需占用带宽-突发数据传输速率最高可达接入信道速率突发数据传输速率最高可达接入信道速率支持承诺信息速率（支持承诺信息速率（CIRCIR）-CIR(Confirmed Information Rate)CIR(Co
46、nfirmed Information Rate)承诺信息速率；即帧中继承诺信息速率；即帧中继网络分配给用户的最小数据传输速率网络分配给用户的最小数据传输速率2022/10/1941现代通信交换技术 公安大学 安全防范帧中继业务、帧中继业务、X.25业务和租用专线业务的比较业务和租用专线业务的比较专线专线X.25帧中继帧中继带宽带宽高高 低低高高时延时延小小大大小小灵活性灵活性差差好好好好检检纠错处纠错处理理无无有有无无使用费用使用费用高高低低适中适中2022/10/1942现代通信交换技术 公安大学 安全防范ATM设设计计快快速速电电路路交交换换和和快快速速分分组组交交换换的的目目的的都都是
47、是为为了了能能以以统统一一、简简单单、快快捷捷的的方方式式支支持持各各种种速速率率、各各种种业业务务特特性性、各各种种传传输输要求要求（延（延时时和和误码误码率）的率）的多媒体信息的通信多媒体信息的通信；快快速速分分组组交交换换简简化化了了网网络络对对于于分分组组的的处处理理，但但是是由由于于多多媒媒体体信信息息传传输输的的单单元元的的可可变变性性以以及及保保留留的的网网络络节节点点对对数数据据信信息息作作校校验验工工作作，使使得得其其可可以以支支持持的的速速率率仅仅为为140/Mb/s,140/Mb/s,同同时时这这种种方方案案不不能能够够满满足足有有不不同同服服务务要要求求的的各各种种媒媒
48、体体信信息息交交换换和和传输传输；ATMATM技技术术综综合合电电路路交交换换和和分分组组交交换换的的优优势势，是是新新一一代代可可以以适适合合各各种种不不同同业业务务的的多多媒媒体体通通信信的的交交换换和和复复用用技技术术。可可以以支支持持高高速速和和低低速速的的实实时时业业务务，可可以以适适配配各各种种速速率率业业务务，具具有有高高效效的的网网络络运运营营效效率率。ATMATM技技术术以以分分组组传传送送模模式式为为基基础础，并融合了电路传送模式实时性能好的优点发展而成。并融合了电路传送模式实时性能好的优点发展而成。2022/10/1943现代通信交换技术 公安大学 安全防范（1 1）采用
49、了）采用了ATMATM信元复用方式，信元复用方式，ATMATM网的基本传送单元为信元；网的基本传送单元为信元；（2 2）具有统计时分复用能力；）具有统计时分复用能力；（3 3）ATMATM采用面向连接并预约传输资源的方式工作；采用面向连接并预约传输资源的方式工作；（4 4）在在ATMATM网网络络内内部部取取消消逐逐段段链链路路的的差差错错控控制制和和流流量量控控制制，而而将将这些工作推到了网络的边缘；这些工作推到了网络的边缘；（5 5）ATMATM信元头部功能降低。信元头部功能降低。（6 6）ATMATM可实现可实现VPVP（虚通道）和虚通道）和VCVC（虚信道）两级交换虚信道）两级交换（7
50、 7）ATMATM可综合各种业务流可综合各种业务流 ATMATM技术具有以下特点技术具有以下特点2022/10/1944现代通信交换技术 公安大学 安全防范ATMATM技技术术综综合合电电路路交交换换和和分分组组交交换换的的优优势势，是是新新一一代代可可以以适适合合各各种种不不同同业业务务的的多多媒媒体体通通信信的的交交换换和和复用技复用技术术；它它既既具具有有电电路路交交换换“处处理理简简单单”的的特特点点，支支持持实实时时业业务务、数数据据透透明明传传输输（网网络络内内部部不不对对数数据据作作复复杂杂处处理理）并并采采用用端端到到端端的的通通信信协协议议，同同时时也也具具有有分分组组交交换