现代交换原理与通信网技术——第1章交换概论

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1、现代交换原理与通信网技术作者:卞佳丽等编著北京邮电大学出版社www.buptpress.com目录第1章交换概论第2章交换网络第3章数字程控电话交换与电话交换网第4章信令系统第5章分组交换与分组交换网第6章ISDN交换与综合业务数字网第7章ATM交换与宽带综合业务数字网第8章IP交换技术第9章软交换与下一代网络第10章光交换第1章交换概论本章将要讲述的内容:什么是交换为什么在通信网中一定要引入交换的功能通信网中交换设备究竟完成哪些功能在现有通信网中都有哪些交换方式不同交换方式之间的区别是什么1.1交换的引入图1.1点到点

2、通信方式一个最简单的通信系统是只有两个用户终端和连接这两个终端的传输线路所构成的通信系统，这种通信系统所实现的通信方式，我们称之为点到点通信方式，如图1.1所示。1.2各种交换方式在通信网中，交换功能是由交换节点即交换设备来完成的。不同的通信网络由于所支持业务的特性不同，其交换设备所采用的交换方式也各不相同，目前在通信网中所采用的或曾出现的交换方式主要有以下几种：l电路交换l帧中继l多速率电路交换lATM交换l快速电路交换lIP交换l分组交换l光交换l帧交换l软交换常用的分类方法:若按照信息传送模式的不同，可将交换方式分

3、为电路传送模式（CTM-CircuitTransferMode）、分组传送模式（PTM-PacketTransferMode）和异步传送模式（ATM-AsynchronousTransferMode）三大类，如电路交换、多速率电路交换、快速电路交换属于电路传送模式，分组交换、帧交换、帧中继属于分组传送模式，而ATM交换则属于异步传送模式图1.7各种交换方式1.2.1电路交换（CS:CircuitSwitching)图1.8电路交换的基本过程电路交换具有以下6个特点：(1)信息传送的最小单位是时隙(2)面向连接的工作方式（

4、物理连接）(3)同步时分复用（固定分配带宽）如图1.9图1.9同步时分复用的基本原理如图1.10所示，电路交换基于PCM30/32路同步时分复用系统，每秒钟传送8000个帧，每帧32个时隙，每个时隙8比特，每路通信信道（TS）为64kbit/s恒定速率，即对每路通信所分配的带宽是固定的。在信息传送阶段不管有无信息传送，都占用这个TS子信道，直到通信结束。图1.10PCM30/32路同步时分复用系统(4)信息传送无差错控制(5)信息具有透明性(6)基于呼叫损失制的流量控制综述:通过上述对电路交换特点的分析，我们不难看到：通

5、信网的业务特性决定了所采用的交换方式的特点，换句话说，通信网采用的交换方式一定要适应其业务特性。电话通信网中的话音业务，具有实时性强、可靠性要求不高的特点，而电路交换不管是其面向连接的特点，还是对信息无差错控制、透明传输以及基于呼叫损失制的流量控制特点，都满足了话音业务的特性，因而电话通信网采用电路交换方式。电路交换由于无差错控制机制，因而对数据交换的可靠性没有分组交换高，不适合对差错敏感的数据业务；同时由于电路交换采用固定带宽分配方式，因而其电路利用率低、不适合突发（burst）业务。电路交换适合于实时性、恒定速率的业

6、务。1.2.2多速率电路交换（MRCS:Multi-RateCircuitSwitching）多速率电路交换其本质还是电路交换，具有电路交换的主要特点，我们可以将其看作是采用电路交换方式为用户提供多种速率的交换方式。多速率电路交换和电路交换都采用同步时分复用方式，即只有一个固定的基本信道速率，如64kbit/s。多速率电路交换的一种实现方式是，可以将几个这样的基本信道捆绑起来构成一个速率更高的信道，供某个通信使用，从而实现多速率交换.实现多速率电路交换的另一种方式是设置多种基本信道速率，这样，一个帧就被划分为不同长度的时

7、隙。如图1.11和图1.12图1.11采用不同基本信道速率的帧结构图1.12采用多种基本信道速率的多速率电路交换系统从上述多速率电路交换实现的方法来看，该交换方式还是基于固定带宽分配的，虽然能提供多种速率，但这些速率是事先定制好的，而且速率类型不能太多，否则其控制和交换网络会非常复杂，甚至于无法实际实现，因而这种交换方式不能真正灵活地适应突发业务。1.2.3快速电路交换（FCS:FastCircuitSwitching）在快速电路交换中，当呼叫建立时，在呼叫连接上的所有交换节点要在相应的路由上分配所需的带宽，与电路交换不

8、同的是交换节点只记住所分配的带宽和相应路由连接关系，而不完成实际的物理连接。当用户真正要传送信息时，才根据事先分配的带宽和建立的连接关系，建立物理连接；当没有信息传送时，则拆除该物理连接。由此可知，快速电路交换是在要传送用户信息时才连接物理传输通道，即只在信息要传送时才使用所分配的带宽和相关资源，因而它提高了带宽的利