现代交换原理与技术

目 录

**部分　基础篇

第1章　交换技术概述　2

1.1　交换技术的基本概念　2

1.1.1　交换技术的引入　2

1.1.2　交换的作用　4

1.1.3　交换机的基本特征　4

1.2　交换式通信网　5

1.2.1　公共交换电信网　5

1.2.2　数据交换网　6

1.2.3　通信网的类型及工作方式　6

1.2.4　通信网协议及分层模型　7

1.3　交换技术的发展与演进　9

1.3.1　交换技术的发展阶段　9

1.3.2　电路交换技术的发展　10

1.3.3　IP交换技术概述　10

1.3.4　标记交换技术　11

1.3.5　软交换的发展　11

1.3.6　光交换技术应用与发展　12

1.3.7　宽带交换技术与国家战略　12

1.4　交换方式的分类　14

1.4.1　模拟交换方式与数字交换方式　14

1.4.2　分组交换方式与电路交换方式　16

1.4.3　宽带交换方式与窄带交换方式　16

1.5　交换机的构成与各模块的功能　18

1.5.1　交叉开关矩阵　19

1.5.2　交换机的一般组成　20

1.5.3　交换设备的主要参数指标　21

1.5.4　品牌交换机参数比较　22

本章小结　24

练习题与思考题　24

第2章　交换技术理论基础　25

2.1　话务基本理论　25

2.1.1　话务量的基本概念　25

2.1.2　线束的容量及利用度　27

2.1.3　呼叫处理能力与呼损分析　28

2.2　交换系统中的概率理论及随机过程　33

2.2.1　概率理论基础　34

2.2.2　典型的概率分布　35

2.2.3　随机过程的应用　37

2.3　交换网络的服务质量与话务负载能力　40

2.3.1　服务质量的定义　40

2.3.2　交换网络的服务质量处理流程　41

2.3.3　交换网络服务质量的保障机制与策略　41

2.3.4　服务质量分类标准　42

2.4　电信网互连基本技术　43

2.4.1　连续信号离散化　43

2.4.2　时分多路复用技术　44

2.4.3　接口控制技术　46

2.4.4　信令技术　47

2.5　交换单元与交换网络　47

2.5.1　交换单元的基本模型　47

2.5.2　典型的交换单元　50

2.5.3　交换网络级联　52

本章小结　54

练习题与思考题　54

第二部分　实践篇

第3章　数字程控交换机的硬件系统　56

3.1　硬件系统概述　56

3.2　数字程控交换机的硬件结构　57

3.2.1　总体结构　57

3.2.2　用户话路和信号部件　58

3.2.3　数字程控交换机的终端接口　60

3.3　数字程控交换机的话路控制系统　60

3.3.1　处理机的控制结构　60

3.3.2　处理机的配置方式　61

3.3.3　处理机的通信方式　63

3.4　移动网络中的数字程控交换系统　63

3.4.1　数字移动交换系统的硬件结构　63

3.4.2　数字移动交换系统的功能　64

3.4.3　数字移动交换系统的无线呼叫实现　66

3.4.4　数字交换主流芯片介绍　66

本章小结　66

练习题与思考题　66

第4章　数字程控交换机的软件系统　67

4.1　概述　67

4.2　数字程控交换机软件设计的基本需求　68

4.2.1　实时性需求　68

4.2.2　可靠性需求　68

4.2.3　可维护性需求　70

4.3　数字程控交换机的软件系统　70

4.3.1　数字程控交换机软件组成　70

4.3.2　数字程控交换机的操作系统及特点　72

4.3.3　数字程控交换机的程序设计语言　72

4.4　数字程控交换机程序的执行与管理维护　73

4.4.1　数字程控交换机程序的运行流程　73

4.4.2　数字程控交换机的程序调度　74

4.4.3　数字程控交换机呼叫处理程序的管理　76

4.4.4　数字程控交换机的程序诊断与过程维护　77

4.4.5　交换机PRA数据配置　77

4.4.6　交换机典型故障处理与分析　78

本章小结　78

练习题与思考题　79

第5章　信令系统管理与配置　80

5.1　电话通信网络　80

5.1.1　固定电话网络　81

5.1.2　移动电话网络　82

5.1.3　电话网络的编号规则　83

5.1.4　电话通信网中的路由　84

5.2　随路信令与共路信令　85

5.2.1　随路信令　85

5.2.2　7号信令概述　86

5.2.3　7号信令网络的分类与分级方式　87

5.2.4　7号信令信号单元格式　88

5.2.5　7号信令电话用户部分　90

5.2.6　7号信令ISDN用户部分　92

5.3　7号信令系统的开通配置实例　95

5.3.1　信令交换局的连接设置　95

5.3.2　信令邻接交换局的设置　95

5.3.3　信令数据设置　96

5.4　中继数据配置与故障分析实例　96

5.4.1　中继电路配置与出局路由链　96

5.4.2　号码分析与链路状态　97

5.4.3　7号信令跟踪设置　98

5.4.4　7号信令系统配置典型故障分析　98

本章小结　98

练习题与思考题　99

第6章　数据分组交换技术及性能分析　100

6.1　分组交换技术的背景　100

6.2　分组交换技术的基本原理　101

6.2.1　统计时分复用原理　101

6.2.2　分组交换的数据格式　102

6.2.3　数据链路层的帧结构　103

6.2.4　分组的存储与转发　106

6.2.5　虚电路与数据报的交换机制　107

6.3　以太网交换技术　109

6.3.1　以太网交换原理　111

6.3.2　第2层交换技术　113

6.3.3　第3层交换技术　114

6.3.4　第4层交换技术　116

6.3.5　局域网快速交换技术　118

6.3.6　电信级交换以太网及发展　119

6.4　帧中继交换原理　120

6.4.1　帧中继交换基本特点　120

6.4.2　帧格式与协议栈　121

6.4.3　帧中继交换的应用　122

6.5　面向连接的ATM交换原理　123

6.5.1　ATM交换产生的背景　123

6.5.2　ATM交换协议模型　124

6.5.3　ATM交换网络信令技术　128

6.5.4　ATM交换网络的流量控制　131

6.6　数据分组交换网络性能分析　133

本章小结　135

练习题与思考题　136

第7章　IP交换技术与路由　137

7.1　IP技术基础　137

7.1.1　IP互连与分组协议　137

7.1.2　IP编址方案的演进　142

7.1.3　TCP与UDP协议　143

7.2　IP路由选择算法　145

7.2.1　路由信息协议　146

7.2.2　开放*短路径优先算法　148

7.2.3　边界网关协议　149

7.2.4　IP交换技术与ATM技术的融合　150

7.3　路由与交换　151

7.3.1　集线器、以太网交换机与路由器　151

7.3.2　IP网络检测实用工具　153

7.3.3　基于IP的集群路由　161

7.4　高性能交换设备体系架构　162

7.4.1　高性能交换设备产生的背景　162

7.4.2　高性能交换设备的关键技术　163

7.4.3　典型的高性能交换与路由产品　165

7.5　多协议标签交换技术　166

7.5.1　多协议标签交换概念　167

7.5.2　多协议标签交换基本原理　167

7.5.3　多协议标签交换的应用与发展趋势　169

本章小结　171

练习题与思考题　172

第三部分　未来篇

第8章　智能网络交换技术　174

8.1　概述　174

8.1.1　智能网络的背景　174

8.1.2　智能网络的通信协议　175

8.1.3　智能网络的基本模型　175

8.1.4　智能网络的发展与演进　178

8.2　典型的智能网络业务　179

8.2.1　智能网业务标准　179

8.2.2　个人通信业务　182

8.2.3　专用网业务（VPN）　184

8.2.4　被叫集中付费业务　186

8.2.5　记帐卡呼叫业务　187

8.3　固定智能网络与移动智能网络及其发展　188

8.3.1　固定智能网络　188

8.3.2　移动智能网络　191

8.3.3　综合智能网络　191

8.3.4　智能网络与下一代网络的融合　193

本章小结　194

练习题与思考题　195

第9章　软交换技术原理与网络配置　196

9.1　软交换技术概述　196

9.1.1　软交换体系架构　197

9.1.2　基于软交换技术的下一代网络分层模型　198

9.1.3　软交换实现的主要功能　199

9.1.4　软交换技术设备功能　201

9.2　IP多媒体子系统　203

9.2.1　IMS标准化　203

9.2.2　IMS的系统架构　204

9.2.3　IMS系统的主要功能实体　204

9.2.4　IMS功能特点　208

9.2.5　IMS和软交换的特点比较　209

9.2.6　IMS典型设备　209

9.3　软交换技术的典型协议　210

9.3.1　媒体网关控制协议　210

9.3.2　H.323协议　212

9.3.3　SIGTRAN的信令传输层协议　214

9.3.4　SIGTRAN的信令适配层协议　216

9.3.5　SIP协议　219

本章小结　224

练习题与思考题　224

第10章　移动交换原理　225

10.1　移动通信网络概述　225

10.1.1　移动通信系统网络结构　226

10.1.2　编号规则　228

10.1.3　移动通信网络的发展及演进　235

10.2　移动交换技术　239

10.2.1　移动呼叫的流程　240

10.2.2　漫游与切换　241

10.2.3　移动交换接口与信令　246

10.2.4　位置更新　249

10.3　GPRS无线数据业务　252

10.3.1　网络架构　252

10.3.2　GPRS网络协议栈　254

10.3.3　GPRS的业务信道与控制信道　254

10.3.4　GPRS交换业务平台　255

10.4　基于移动交换的3G核心网发展与演进　256

10.4.1　基本概念　257

10.4.2　移动软交换及应用　260

10.4.3　全IP核心网的发展演进　262

本章小结　263

练习题与思考题　264

第11章　光交换技术与光网络　265

11.1　光通信概述　265

11.2　光纤通信关键技术　267

11.2.1　FTTH技术　267

11.2.2　WDM技术　268

11.2.3　RPR技术　268

11.3　光交换机制　269

11.3.1　空分光交换　269

11.3.2　时分光交换　269

11.3.3　波分/频分光交换　270

11.3.4　自由空间光交换　271

11.3.5　光突发交换　272

11.3.6　光分组及其缓存　272

11.4　光交换单元　273

11.4.1　光分插复用　273

11.4.2　光交叉连接　275

11.5　自动交换光网络　275

11.5.1　ASON的网络体系结构　276

11.5.2　ASON的链路资源管理　277

11.5.3　ASON光网络的保护和恢复　278

11.5.4　ASON光网络的路由　279

11.5.5　光交换平台　280

11.6　光交换网络的演进与未来发展　283

本章小结　284

练习题与思考题　284

附录1　缩略词表　285

附录2　爱尔兰呼损公式计算表　297

参考文献　308