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1、现代交换技术(ModernExchangeTechnology)课程代码：06410110学分：1.5学时：24（其中：课堂教学学时：16实验学时：8上机学时：0课程实践学时:0）先修课程：信号与线性系统、概率统计、随机过程、通信原理、数字信号处理、通信网、数字通信、计算机网络、移动通信等适用专业：通信工程、物联网工程、电子信息工程等教材：现代交换技术（第1版），张继荣、屈军锁等编著，西安电子科技大学出版社，2014年1月第1版；2012年1月第7次印刷。开课学院：计算机科学与通信工程学院一、课程性质与课程目标（一）课程性质现代交换技术是各类通信系统互连、互通的桥梁，是现代通信技术中一门重要的
2、专业课程。本课程从通信网的概念出发，介绍交换设备在现代通信网中的位置及外部工作环境，根据各种速率、各种业务特点以及多媒体业务的需求，论述了不同特点的交换系统的适应范围和发展过程。本课程的主要内容包含了电路交换、分组交换、帧中继、ATM交换、IP交换、软交换及光交换的技术原理、组织结构和特点。本课程的教学目的是使学生掌握现代交换的基本概念，基本原理，软件控制编程方法，硬件结构及当前的实现技术和发展，为学生将来从事移动通信系统与网络的设计优化与相关技术产品开发打下基础。通过学习，学生能够系统地掌握相关移动通信的基础知识，具备初步系统分析水平与基础网络设计能力，养成一定的分析素质，并对专业相关重要业
3、务与应用内容产生更好的认识。本课程强调理论与实践结合，旨在通过课堂举例与课后实验来加强学生对知识的理解，进而培养运用专业理论知识、分析问题与解决问题的能力，并促进创新素质的提升。（二）课程目标1 .知识点方面的目标现代交换技术主要讲述当代通信网络中的各种重要交换技术的基本理论、主要实现过程及性能分析方法，包括：1.1 掌握交换技术与通信网的关系、交换技术的分类、应用场景与演进过程。12掌握各类现代交换技术的电信级别管理支撑一七号信令系统，包括信令系统的概念、功能、分类、方式、网络组成、层次结构、信号单元的定义与格式、典型业务七号信令的工作流程等。1.3 掌握电路交换技术的特点，理解电路交换机的
4、硬件结构及各部分的功能，着重理解其中的TST/DSE数字电路交换网络的工作原理，了解程控电路交换机的软件功能与指标体系，能认识华为、贝尔等重要的程控电路交换机及其工作过程。1.4 了解传统分组交换技术与ATM信元交换技术，理解虚通道与虚通路的概念与作用，掌握X.25/帧中继/ATM等交换技术的基本原理。1.5 掌握局域网交换技术与面向IP交换技术，重点是局域网中的三层交换的概念与设备，IP交换技术与MPLS多标签交换技术的工作机理与区别。1.6 了解SDN网络中的软件换技术与未来通信系统中的光交换技术。2.能力与素质方面的目标2.1 将现代交换技术的基本理论与实践有机结合，培养对交换与组网领域
5、复杂工程问题进行表达的能力。2.2 能够进行现代交换技术的性能分析，掌握制约交换性能的主要因素，具有在工程环境中改善网络交换性能的能力。2.3 运用适合某类具体网络与业务的现代交换技术，掌握分析与解决实际选用何种交换技术的网络节点设备的实际工程问题能力。2.4 通过课程实验与相应的课程设计，增进学生对所学内容的领悟，能够采用科学方法，分析与解释实验数据，指导解决复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响，并理解应承担的责任。2.5 具有现代交换技术与网络的分析与设计技能，能够实施系统设计，具有一定的创新意识。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指
6、标点7-1;7-2,本课程支持的毕业要求指标点如下：指标点1-4（权重0.4）：掌握通信电路、通信系统、通信网络层面的通信工程专业知识，能够将其综合应用于研究和解决信息通信领域复杂工程问题。指标点6-2（权重0.3）：熟悉与信息通信领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规,了解企业管理体系。指标点10-3（权重0.3）：了解信息通信领域工程技术的国际发展趋势、研究热点。,、课程目标毕业要求指标葭、课程目标1课程目标2毕业要求1-4/毕业要求6-2/毕业要求10-3/二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容1.交换与通信网的概念与关系（讲授）2 .交换的基本原理与基本单元（讲授+案
7、例）3 .交换技术的分类与使用特点（讲授）4 .三类主要交换技术的演变（基于通信网课程的，同顾+复习）（二）教学要求1.了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；掌握交换与通信网的基础概念：比如面向连接与无连接网络、比如信息在网络中的交换与传输方式。5 .理解通信网的层次结构，各层的主要功能及与各类交换技术的对应关系。6 .掌握交换节点的功能结构，记住几种常用的基本交换单元。7 .掌握交换技术的业务分类，了解电路交换、分组交换，ATM交换、计算机网络交换技术的基本情况与技术比较。8 .能够结合实际的网络业务，阐述与分析电路交换、分组交换及宽带交换的演进过程。（三）重点与难点1 .重点：结合实际的
8、网络业务，阐述与分析电路交换、分组交换及宽带交换的演进过程。2 .难点：无第二章7号信令系统与信令网（一）课程内容1. 信令系统概述（讲授+复习通信网课程相关内容）2. 7号信令系统的产生背景、主要应用及特点（讲授+复习通信网课程相关内容）3. 7号信令网的组成、工作方式、网络结构、编号计划及路由选择方法（讲授）4. SU信号单元的类型与格式（讲授）5. 电话TUP与数据ISUP部分的信令流程分析（讲授+案例分析）（二）教学要求1 .掌握各类信令的概念、功能、分类与方式。2 .掌握7号信令系统的产生背景、主要应用，理解7号信令区别于其他信令方式的优点（或特点）。3 .掌握7号信令网的组成、工作
9、方式、网络结构、编号计划及路由选择方法，了解SU信号单元的类型与格式。4 .能够结合实验设备,进行NO.7信令系统中的电话TUP与数据ISUP部分的信令流程分析。（三）重点与难点1 .重点：7号信令系统的产生背景、主要应用及其优点，及信令流分析。2 .难点：结合实验设备，进行N0.7信令系统中电话TUP与数据ISUP部分的信令流程分析。第三章电路交换技术（本课程重点一）（一）课程内容1 .概述-电路交换的特殊性，各种厂商不同电路交换机的分类（讲授+对比）2 .电路交换机的四个基本硬件结构：用户级，中继口，信令系统、内部交换网络（讲授+案例）3 .数字电路交换网络的TST/DSE结构与交换过程原
10、理（讲授推导+案例+参数对比，本章重点）4 .电路交换机的控制软件介绍与指标体系分析（讲授+对比）5 .华为CCo8与贝尔S1240电路交换机对比介绍与功能分析（讲授+对比）（二）教学要求1.掌握电路交换机的原理、特点、分类、适合使用的业务范围等重要内容。6 .掌握电路交换机的四个基本硬件结构：用户级，中继口，信令系统、内部交换网络，并对每个结构的功能及电路组成与设计有一个比较清晰的认识。7 .理解并掌握T/S/DSE等交换单元与电路接线器在不同工作状态下的表现，着重理解在时隙与空间交换过程中，交换机的核心部件一交换网络是如何工作的。8 .了解电路交换机的控制软件的作用与分类；理解电路指标体系
11、的分类与如何进行性能9 .能够结合实验设备，比较理解华为CC08与贝尔S1240电路交换机的业务功能。（三）重点与难点1 .重点T/S/DSE等交换单元与电路接线器在不同工作状态下的表现，着重是在时隙与空间信息交换过程中，交换机的核心部件一交换网络是如何工作的。2 .难点T时间接线器与S空间接线器的配合工作过程。第四章分组数据包与ATM信元的交换技术（一）课程内容1. 概述-传统分组交换与传统ATM信元交换的产生背景与基本概念（讲授+对比）2. 分组交换的虚电路与数据报交换原理、X.25与帧中继分组交换机的工作机理（讲授+案例）3. BTSDN的网络参考模型与ATM协议。4. ATM的虚通道/
12、通路交换技术及对应的ATM信令。（讲授+对比）5. ATM的网络资源管理、流控与拥塞控制策略等（讲授+对比）（二）教学要求1 .掌握统分组交换与传统ATM信元交换的产生背景与基本概念。2 .了解分组交换的虚电路与数据报交换原理、X.25与帧中继分组交换机的工作机理。3 .理解B-ISDN的网络参考模型与ATM协议。4 .理解与分析ATM的虚通道/通路交换技术及对应的ATM信令。5 .适当了解ATM的网络资源管理、流量控制与拥塞控制策略等。（三）重点与难点1 .重点：ATM的虚通道/通路交换技术、对应的ATM信令及ATM的控制协议。2 .难点：ATM的虚通道/通路交换技术的应用操作与分析。第五章
13、局域网三层交换与面向IP（MPLS）交换的技术（本课程重点二）（一）课程内容1. 局域网的以太网二层交换与三层路由交换的概念与比较（讲授+对比）2. 三层交换机的硬件构造、快速交换原理与第四层交换的含义（讲授+案例+本章重点）3. TCP/IP协议回顾与传统路由器的功能介绍（讲授推导+案例+参数对比）4. IP与ATM结合的诸多交换技术介绍（讲授+对比）5. IP交换与多协议标记交换的原理及设备（讲授+案例+本章重点）（二）教学要求1 .掌握局域网的以太网二层交换与三层路由交换的概念与比较。2 .掌握并理解三层交换机的硬件构造、快速交换原理与第四层交换的含义。3 .了解TCP/IP协议回顾与传
14、统路由器的功能。4 .理解IP与ATM结合的诸多交换技术产生的原因与演变的过程及结果。5 .能够结合实验设备，掌握IP交换与多协议标记交换的原理及设备运用。（三）重点与难点1 .重点：三层交换机的硬件构造、三层快速交换原理、IP交换与多协议标记交换的原理。2 .难点：三层交换机的硬件构造、三层快速交换原理、IP交换与多协议标记交换的原理。第六章交换新技术介绍（软交换与光信息交换）（一）课程内容1 .在NGN网络与5G移动网络中，交换节点功能的变迁（讲授+对比）2 .软交换技术的产生背景、实用情况与标准化进展（讲授+案例）3 .光交换技术的原理、LED器件发展；光交换的含义及技术进展情况（讲授）
15、（二）教学要求1.掌握在NGN网络与5G移动网络中，交换节点功能的变迁情况，主要是对业务、呼叫与控制承载的分离的理解。4 .掌握软交换技术的产生背景、实用情况与标准化进展5 .了解光交换技术的原理、LED器件发展；光交换的含义及技术进展情况。（三）重点与难点1 .重点：软交换技术的产生背景、实用情况与标准化进展。2 .难点：无。三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1程控交换机硬件配置和本局用户语音数据业务接续配置2验证性必做1.1、1.2、2.1、2.2.2NO7的TUP和ISUP中继调试2验证性必做1.2、1.4、2.2、2.33程控交换机状态查询、监控、计费分析及话务统计2综合性必做1.3、1.4、2.4、4数据通信设备PPPOE拨号上网综合实验2综合性必做1.4、1.5、2.4、2.5实验1：程控交换机硬件配置和本局用户语音数据业务接续配置1 .实验目的了解电路交换中的本局交换机硬件配置与基本语音业务交换。2
