本書為普通高等教育"十一五”國家級規劃教材。 本書按照技術發展和教育認知規律，繫統地介紹與通信網相關的各類交換技術的基本概念和工作原理，並對推動通信網演進和發展的新技術進行討論。全書共分8章，主要內容包括：交換技術概論，電路交換，信令繫統，分組交換與IP交換，寬帶IP網絡與新型網絡技術，下一代網絡與IMS，移動交換，光交換。 本書可作為高等學校通信和電子類各專業高年級本科生或研究生教材，也可作為通信領域工程技術人員的培訓教材或參考書。

羅國明，教授，解放軍陸軍工程大學通信工程學院，主要從事現代交換原理、通信網方面的教學、科研工作，組織出版的《現代交換原理與技術》，為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

目 錄

第1章 概論 （1）
1．1 交換與通信網 （1）
1．1．1 交換機的引入 （1）
1．1．2 交換式通信網 （2）
1．2 交換方式 （4）
1．2．1 電路交換 （4）
1．2．2 分組交換 （6）
1．2．3 IP網絡交換 （10）
1．3 交換與路由 （12）
1．4 交換技術的發展 （13）
1．4．1 電路交換技術的發展 （13）
1．4．2 分組交換技術的發展 （14）
1．4．3 寬帶交換技術的發展 （16）
1．5 下一代網絡與IMS （17）
1．6 軟件定義網絡與網絡功能虛擬化 （18）
本章小結 （19）
習題與思考題 （19）
第2章 電路交換 （20）
2．1 與交換網絡 （20）
2．1．1 基本 （20）
2．1．2 交換網絡 （24）
2．1．3 網絡阻塞與CLOS網 （25）
2．1．4 同步時分交換網絡 （26）
2．2 數字程控交換機硬件結構 （26）
2．2．1 話路繫統 （26）
2．2．2 控制繫統 （30）
2．3 數字交換網絡及工作原理 （32）
2．3．1 數字接線器 （32）
2．3．2 數字交換網絡 （35）
2．4 數字程控交換機軟件繫統 （37）
2．4．1 交換軟件組成與特點 （37）
2．4．2 程序的分級與任務調度 （39）
2．5 呼叫處理原理 （42）
2．5．1 接續過程與狀態轉移 （42）
2．5．2 呼叫處理程序的結構 （43）
2．5．3 呼叫處理程序的實現 （44）
2．6 交換機主要技術指標 （48）
2．7 電話通信網 （49）
2．7．1 網路組織 （49）
2．7．2 編號計劃 （53）
本章小結 （54）
習題與思考題 （55）
第3章 信令繫統 （57）
3．1 概述 （57）
3．2 隨路信令 （57）
3．3 公共信道信令 （61）
3．3．1 NO．7信令概述 （61）
3．3．2 NO．7信令繫統的功能結構 （62）
3．3．3 NO．7信令消息格式 （68）
3．4 TUP與ISUP （70）
3．4．1 TUP （70）
3．4．2 ISUP （72）
3．5 SCCP與TCAP （76）
3．5．1 SCCP （76）
3．5．2 TCAP （81）
3．6 信令的IP傳送 （84）
3．7 信令網 （87）
3．7．1 NO．7信令網 （87）
3．7．2 IP信令網 （90）
本章小結 （91）
習題與思考題 （92）
第4章 分組交換與IP交換 （94）
4．1 概述 （94）
4．2 分組交換原理 （94）
4．2．1 統計時分復用與邏輯信道 （95）
4．2．2 虛電路與數據報 （96）
4．2．3 路由選擇 （98）
4．2．4 流量控制與擁塞控制 （100）
4．3 X．25與幀中繼技術 （103）
4．3．1 X．25簡介 （103）
4．3．2 幀中繼技術 （107）
4．4 ATM交換技術 （111）
4．4．1 ATM技術基礎 （111）
4．4．2 ATM協議模型 （115）
4．4．3 ATM交換機的基本組成 （118）
4．4．4 ATM信令 （120）
4．5 局域網交換技術 （120）
4．5．1 局域網體繫結構 （120）
4．5．2 二層交換與三層交換 （121）
4．6 路由器與IP交換技術 （124）
4．6．1 路由器的工作原理 （124）
4．6．2 路由選擇協議 （125）
4．6．3 IP交換技術 （128）
4．7 多協議標記交換技術 （129）
4．7．1 MPLS基本概念 （129）
4．7．2 MPLS工作原理 （130）
4．7．3 MPLS的應用 （133）
本章小結 （134）
習題與思考題 （135）
第5章 寬帶IP網絡與新型網絡
技術 （137）
5．1 寬帶IP網絡的服務質量要求 （137）
5．1．1 服務質量的基本概念 （137）
5．1．2 QoS保證技術 （137）
5．1．3 QoS解決方案 （141）
5．2 綜合服務模型 （142）
5．2．1 綜合服務基本概念 （142）
5．2．2 綜合服務模型的工作原理 （142）
5．2．3 綜合服務模型的特點 （143）
5．3 區分服務模型 （144）
5．3．1 區分服務基本概念 （144）
5．3．2 區分服務的體繫結構 （144）
5．3．3 區分服務碼點與每跳行為 （145）
5．3．4 區分服務的特點 （146）
5．4 寬帶IP承載網 （146）
5．4．1 基本概念 （146）
5．4．2 傳統電路型承載網 （147）
5．4．3 分組型承載網 （150）
5．4．4 承載網的發展趨勢 （159）
5．5 新型網絡技術 （159）
5．5．1 軟件定義網絡 （160）
5．5．2 網絡功能虛擬化 （164）
本章小結 （167）
習題與思考題 （167）
第6章 下一代網絡與IMS （169）
6．1 下一代網絡概述 （169）
6．2 軟交換及其繫統結構 （170）
6．3 軟交換組網設備 （173）
6．3．1 綜合接入設備 （173）
6．3．2 媒體網關 （174）
6．3．3 信令網關 （174）
6．3．4 SIP終端與服務器 （176）
6．4 軟交換的主要協議 （177）
6．4．1 H．248協議 （177）
6．4．2 H．323協議 （181）
6．4．3 SIP協議 （182）
6．5 軟交換的發展與應用 （184）
6．6 IP多媒體子繫統 （184）
6．6．1 IMS的由來 （184）
6．6．2 IMS的體繫結構 （184）
6．6．3 IMS接口描述 （187）
6．6．4 IMS的編號與路由 （188）
6．6．5 IMS的通信流程 （189）
6．6．6 IMS的發展與應用 （191）
本章小結 （191）
習題與思考題 （192）
第7章 移動交換 （193）
7．1 移動通信概述 （193）
7．2 公用蜂窩移動網 （194）
7．2．1 網絡結構 （194）
7．2．2 編號計劃 （196）
7．2．3 移動通信的發展 （198）
7．3 移動交換基本原理 （199）
7．3．1 移動呼叫的一般過程 （199）
7．3．2 漫遊與越區切換 （202）
7．3．3 網絡安全 （203）
7．4 接口與信令 （205）
7．4．1 空中接口信令 （205）
7．4．2 基站接入信令 （207）
7．4．3 高層應用協議 （208）
7．5 通用分組無線電業務 （210）
7．5．1 GPRS網絡架構 （210）
7．5．2 移動性與會話管理 （213）
7．5．3 GPRS信令流程 （216）
7．6 移動軟交換與3G、4G核心網 （218）
7．6．1 基本概念 （218）
7．6．2 3G核心網 （219）
7．6．3 LTE/4G核心網 （222）
7．7 5G核心網 （225）
7．7．1 5G核心網架構 （225）
7．7．2 5G核心網關鍵技術 （226）
7．7．3 5G核心網演進 （229）
本章小結 （229）
習題與思考題 （230）
第8章 光交換 （232）
8．1 概述 （232）
8．2 光交換器件 （232）
8．3 光交換網絡 （237）
8．4 光交換繫統 （241）
8．5 自動交換光網絡 （244）
本章小結 （247）
習題與思考題 （248）
附錄A 話務理論 （249）
A．1 話務量概念 （249）
A．2 話務量與BHCA的關繫 （251）
A．3 線群與呼損 （251）
A．4 話務模型與工程計算 （253）
附錄B 縮略語表 （254）
參考文獻 （263）

第4版前言

本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，其第1、2、3版分別於2006、2010年、2014年出版。本書出版至今，得到了眾多高校師生的厚愛，先後被解放軍陸軍工程大學等國內數十所高校的相關專業選作教材，經過近15年的精心培育、多次修訂錘煉，已經成為國內通信網與交換領域的主選教材，在通信、電子和信息類專業的人纔培養中發揮了重要作用。

近年來，隨著以5G為代表的新型網絡技術的快速發展，通信網設備形態和網絡生態正在發生深刻而復雜的變化，有鋻於此，需對第3版教材內容進行更新，以適應人纔培養和課程建設需要。本次修訂按照“精簡陳舊內容、精選成熟技術和精編體繫結構”思路進行編寫。

第4版將第3版的10章壓縮為8章，全書按40學時進行設計和內容取舍。與第3版相比較，第4版的變化主要體現在：

（1）在章節結構方面，進一步精簡了第3版第2章電路交換內容，刪除了第5章傳統智能網內容；將第4章和第6章整合為一章—分組交換與IP交換，將傳統的分組交換（X.25、FR、ATM），與局域網交換和IP交換整合成一個體繫。

（2）在基本原理方面，依然保留了交換原理與信令控制的基礎性和教學性作用，並增加了信令的IP傳送和IP信令網等內容；突出經典的分組交換原理，以及IP交換技術的精髓，在體現技術原理傳承和發展的同時兼具繫統性。

（3）在技術發展方面，結合網絡技術近年來的發展，增加了軟件定義網絡、網絡功能虛擬化、5G核心網等新型網絡技術；充實和優化了NGN與IMS、移動交換、光交換等章節內容。

第4版教材在繼承第1～3版教材優點的基礎上，具有以下特點：

（1）結構更加科學合理。本教材根據高等院校通信與電子類專業對通信網交換技術的教學需要，從下一代網絡與網絡融合的角度，對紛繁復雜的交換原理和技術進行了繫統的梳理和科學的組織，合理地把握了成熟、實用和技術熱點之間的關繫，同時注重理論與實際的結合，並將該領域最本質的原理與技術呈現給讀者。體繫新、內容精，反映了交換技術的最新發展。

（2）內容繫統精煉，教學功能突出。按照教育認知規律，將不斷發展的網絡交換技術同基本原理有機地結合起來，形成完整的知識體繫。做到啟發思維，誘導探索，學以致用。通過本教材進行教學，使學生能夠建立起通信全程全網的思維理念，掌握分析問題和解決問題的方法。

參加第4版編寫的有：羅國明負責第1、2、3、7章，陳慶華負責第5、6章，鄒仕祥負責第4、8章，楊健參與了第2、3章部分內容的修訂；全書由羅國明負責統稿。

第4版充分吸收了長期從事通信網與交換類課程的多位老師的建議，以及讀者的反饋意見。本書得到解放軍陸軍工程大學通信工程學院領導的大力支持，通信工程學院軍事通信網教研室為此提供了許多方便。在此向領導、老師、同人和參考文獻的提供者表示衷心的感謝。

通信網交換技術發展迅速，加之編著者水平有限，書中錯誤及不當之處，敬請讀者批評指正。

編著者（lgm_ice@126.com）

於解放軍陸軍工程大學