節點交換系統

節點交換系統是一種通信交換系統,其基本功能可概括為連線(Interconnection)功能,接口(Interface)功能,信令(Signaling)功能,控制(Control)功能。

連線功能

交換的基本功能是在任意的入線和出線之間建立連線,或者說是將入線上的信息分發到出線上去,當然按照不同交換方式的要求,可以是物理連線,也可以是虛連線 。在交換系統中完成這一基本功能的部件就是交換網路 (Switching Network),或稱為互連網路(Interconnection Network),也可稱為交換機構(Switching Fabric)。因此交換網路是任何交換系統的核心,連線功能是通信交換系統最基本的功能之一。

當有信號到達交換網路的入線進行交換時,可以根據出線地址在交換網路內部建立通道,使需交換的信息流從入線沿著已建立的通道流向出線完成交換。通常交換網路內部的通道被稱為“連線”,建立內部通道就是建立連線,拆除內部通道就是拆除連線。因此,連線特性是交換網路的基本特性,反映交換網路提供入線到出線的通道的能力。

連線功能的基本技術

連線功能的實現主要涉及硬體技術,包括拓撲結構、控制方式、阻塞特性和故障防衛等方面的內容

拓撲結構

對於不同的交換系統,具體要求不同,可採用的最佳交換網路就不同。交換網路的拓撲結構 是實現連線功能要解決的第一個主要問題,即要在滿足交換方式、服務質量和基本參數的要求下,獲得高性能、低成本、便於擴充而控制又不大複雜的拓撲結構。拓撲結構的性能是否符合服務質量的要求,往往要通過嚴密的理論計算和/或計算機模擬,

交換網路的拓撲結構大致可以分為時分結構(Time Division)和空分結構(Space Division),既可適用於同步時分復用信號,也可適用於統計時分復用信號。

時分結構

時分結構又包括共享媒體和共享存儲器。分組交換和ATM交換都可以採用時分結構。數字程控電話交換通常使用由存儲器構成的時分結構。

空分結構

空分結構是由交換單元構成的單級或多級拓撲結構。“空分”的含義是指在拓撲結構內部存在著多條並行的通路,每條通路仍然可以採用時分復用的方式。電話交換、快速分組交換、ATM交換都可以採用空分結構。

控制方式

交換網路的控制方式主要是指選路策略 。選路策略主要針對多級拓撲結構,即如何在給定入線和出線後,在交換網路內部建立一條通過多個交換單元的可用的通路。常用的選路策略有:條件選擇和逐級選擇;自由選擇和指定選擇。

如果不論交換網路有幾級,而要做出全盤觀察,在指定的入線與出線之間所有的通路中選用一條可用的通路,就稱為條件選擇,或稱為通盤選擇;如果不做全盤考察,而是從入線的第一級開始,選選擇第一級交換單元的出線,選中一條出線以後再選擇第二級交換單元的出線,以此類推,直到最末一級到達出現為止,就稱為逐級選擇。

同樣的拓撲結構,選路策略不同,交換網路的阻塞率也不同。選路策略也會影響到控制的複雜性。

阻塞特性

雖然連結在交換網路上的出入線空閒,但由於交換網路的內部阻塞 ,即交換網路內無法提供空閒通道,造成無法建立呼叫或傳送用戶信息,這種現象稱為阻塞特性。

故障防衛

交換網路是交換系統的核心部件,一旦發生故障會影響眾多的呼叫連線,甚至導致全系統的中斷,因此,必須具備有效的故障防衛性能。除了提高硬體的可靠性外,通常配置雙套冗餘結構,或採用多平面結構。

接口功能

各種交換系統都接有用戶線、中繼線。用戶線和中繼線終接在交換系統的UNI接口和NNI接口,進而接至交換網路。

不同類型的交換系統具有不同的接口 功能。

信令功能

通信交換離不開信令,信令功能是通信交換系統的基本功能之一。簡單地說,信令是指通信系統中的控制指令,它可以在指定的終端之間建立臨時的通信信道,並維護網路本身的正常運行。

信令方式

信令的傳送要遵守一定的規約和規定,這就是信令協定和信令方式。交換節點的信令系統是為實現和配合各種信令協定和信令方式而需具有的所有硬體和軟體設備。

信令的分類

按照信令傳送通道與用戶信息傳送通道的關係不同,信令可以分為隨路信令和共路信令。

信令按其功能可分為線路信令、路由信令和管理信令。

信令按其工作區域不同可分為用戶線信令和局間信令。

控制功能

交換系統要自動完成大量的交換接續,並保證良好的服務質量,必須具有有效、合乎邏輯的控制功能。連線功能、接口功能及信令功能都與控制功能密切相關。控制功能要由軟體實現,但有些也可用硬體實現。

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