现代通信技术基础 章伟飞 Ch3 交换技术

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1、第三章交换技术现代通信网三大组成：终端系统交换系统传输系统它由交换设备完成接续，使网内任一用户可与其他用户通信。第三章交换技术3.1交换概述3.2程控交换原理3.3电路交换技术3.4分组交换技术3.5交换新技术3.1交换概述3.1.1交换的基本概念电话交换机的功能：选路和连接。选路：指交换机的处理机根据被叫用户号码选择输出话路。连接：指在交换机处理机的控制下，由接线器完成输入话路与输出话路的连接。3.1交换概述什么是交换？交换即转接，是交换通信网实现数据传输的必不可少的技术。如电路交换：即各个终端之间通

2、过公共网（交换节点）传输语言、文本、数据及图像等业务。任何一个主叫信息都可通过交换节点发送给所需的一个或多个被叫用户。3.1交换概述交换网络的节点形成交换网络节点形成示意图无交换交换节点汇接节点3.1交换概述3.1.2交换技术分类常用的交换技术有电路交换、分组交换、帧交换及ATM交换等，如下图所示：电路交换、多速率电路交换和快速电路交换等属于电路传送模式（CTM）或同步传送模式（STM）。分组交换、帧交换和快速分组交换等属于分组传送模式（PTM）。ATM是电路交换和分组交换的结合，称为异步传送模式。3.

3、1交换概述1．电路交换电路交换是最早实现的一种交换方式，要求输入线与输出线建立一条专用的物理通道，其原理是直接利用要切换的物理通信线路连接通信双方。目前公用电话网广泛使用电路交换，经由电路交换的通信包括3个阶段：电路建立信息传输电路拆除3.1交换概述2．多速率电路交换多速率电路交换是采用电路交换的方式，在交换节点为呼叫所建立的连接通路提供不同速率的带宽，可以针对不同的业务分配不同的带宽，例如8kbit/s及其整数倍。多速率电路交换由于存在着交换基本速率较难确定、速率类型不能太多、控制较复杂等缺点，不能很

4、好地满足宽带业务的要示，所以没有大的发展。3.1交换概述3．快速电路交换快速电路交换的指导思想是对每个接续不分配固定的带宽，而是在信息传送时才分配带宽和有关资源。该带宽的分配是动态的，其过程是先收集信息进行分析，根据信息分析的结果进行带宽分配，然后再进行连接，所以实现起来电路也较复杂。快速电路交换具有以下特点：（1）提高了带宽的使用效率。（2）物理连接的建立和拆除要有相当高的速度。（3）时延比通常的电路交换大。（4）控制复杂，灵活性不足，不能得到广泛使用。3.1交换概述4．报文交换报文交换又称存储－转发

5、交换。与电路交换不同的是报文交换不需要事先提供通信双方的物理通道，而是以收到报文之后进行暂时存储，然后交换节点对报文进行分析，找出目的地址和选择路由，在选择的路由上排队，路由空闲时发到下一个交换节点，最后找到目的地址。其报文内容包含相关的源地址、目的地址等。3.1交换概述5．分组交换分组交换也采用存储－转发方式，但与报文交换不同的是，它将用户要传送的信息分成若干组，以减少存储时间，降低对存储器容量的要求。分组交换的时延小于报文交换，这样可以使传送加快。但由于电路增加，编程量增加，故开销也会变大。分组交换

6、属于“存储/转发”交换，采用X.25协议，它又具体分为数据报传输分组交换和虚电路传输分组交换。3.1交换概述6．帧交换帧交换采用的X.25协议只有下面两层，即物理层和数据链路层，而没有第三层即分组层，所以加快了处理速度。通常在第三层上传输的数据单元称为分组（包），在第二层上传输的数据单元称为帧，在数据链上以简化的方式来传输和交换数据单元。帧交换具有以下特点：（1）在第二层上进行复用和传送；（2）将用户面与控制面分离：用户面提供用户信息的传送功能，控制面提供呼叫和连接控制功能，如信令功能；（3）将用户信息

7、以帧为单位进行传送。3.1交换概述7．快速分组交换快速分组交换可以理解为尽量简化协议，只具有核心网络功能，这种交换方式可以提供高速、高吞吐量和低时延的服务。快速分组交换包括帧中继和信元中继两种交换方式。帧中继与帧交换相比，进一步简化了协议，同样不涉及第三层，第二层也只保留链路层的核心功能，如帧的定界、同步、透明性及帧的传输差错控制检测。帧中继只进行差错检查，并将错误信息丢掉，不再重发；而分组交换出错可以重发，质量和可靠性有保证。3.1交换概述帧中继具有以下特点：（1）用户接入速率为64kbit/s～2M

8、bit/s，可以提供PVC和SVC业务；（2）采用统计复用技术，动态分配带宽，充分利用网络资源；（3）适用突发性业务，允许用户有效利用预先约定的带宽传送数据，同时允许用户在网络资源空闲时超过预定值，占用更多的带宽，不增加费用；（4）简化X.25协议，纠错、流量控制等处理改由终端完成，提高了网络处理效率和吞吐量，降低了端到端传输时延；（5）帧长度可变，网络延迟和往返延时难以预测，对多媒体综合传输不利。3.1交换概述8．ATM交换ATM是ITU