现代通信概论 何方白 蒋青 范馨月 曹建玲 庄陵 第3章

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1、第3章现代信息交换3.1交换概述3.2数字程控交换技术3.3分组交换3.4ATM交换3.5IP交换3.6光交换3.7软交换3.1概述3.1.1交换的基本概念交换又称转接，即是在通信网大量的用户终端之间，根据用户通信的需要，在相应终端设备之间互相传递话音、图像和数据等信息，使得各终端之间可以实现点到点、点到多点、多点到点或多点到多点等不同形式的信息交互。1．交换的概念通信的目的是在信息的源和目的之间传送信息，这个源和目的对应的就是各种通信终端。一个最简单的通信系统由两个用户终端和连接这两个终端的传输线路所构成，这种通信系统所实现的通信方式称为点到点通信，如图3-1所示。图3-1点到

2、点通信终端将包含信息的消息（如语音、图像、数据等）转换为可以被传输媒质传输的电信号，传输媒质将其传送到另一个地点，终端将接收到的电信号还原成原始消息。当存在多个终端，而且希望它们中的任何两个都可以进行点对点的通信时，最直接的方法是把所有终端两两相连，这样的连接方式称为全互连式。但这样需要的连线数为我们以6部电话机的连接为例，6个用户要两两都能通话，则需要总电路数为15条。图3-26部电话全互连图存在的问题①随着用户数的增加，用户线路条数急剧增大，既不经济也难以施工；②当新增一部电话机时，需要与前面已有的N部电话机进行连线，增设N条线路；③每部电话机都有N-1个线路接口与其他电话机

3、相连，打电话时又不可能同时都与其他电话机相连，否则就成广播了，需要配置多路选择开关。解决的办法在用户分布比较密集的区域中心安装一套公共设备，每部电话机都用各自专用的线路连接到这套设备上，其连接方式如图3-3所示。当任意两个用户需要通信时，这套设备立即将这两个用户之间的通信线路连通；当用户通信结束，此设备把相应的节点断开，两个用户之间的连线断开。由于该设备的作用主要是控制用户之间连接的通断，类似于普通的开关，所以称其为交换设备（或交换节点）。在英文中就称其为“switch”，交换技术就称为“switchtechnology”。图3-36部电话引入交换设备一个交换机能连接的用户数和覆

4、盖的范围是有限的，当终端数目很多，且分散在距离很远的地区时，需要用多个交换机组成大型通信网络来覆盖更大的范围。如图3-4所示。图3-4多个交换节点构成的通信网用户终端与交换机之间的连接线路叫做用户线，它属于每个用户私有的，采用独占的方式；交换机与交换机之间的连接线路叫做中继线，它是大家共享的，属于公共资源，因此希望它的利用率高，能为更多的通话服务。通信网的传输设备主要由用户线、中继线以及其他相关传输系统设备构成。通过交换机之间进行互相连接的扩展，最终形成一个完整的覆盖全球的通信网。通信网：主要由交换设备、传输设备和用户终端设备三大部分组成。①为了能正确发现和判断用户的呼叫请求，交

5、换节点必须能正确接收和分析来自用户线或中继线的呼叫信号。②为了能正确发现和判断是哪一个用户发出的呼叫请求，交换节点必须能正确接收和分析来自用户线或中继线的地址信号。2、交换设备的基本功能③为了能正确与呼叫用户给定的目标用户进行接续，交换节点必须能按目的地址进行选路，以及在中继线上转发信号。④能控制连接的建立与拆除。⑤能控制资源的分配与释放。3、交换方式按照被交换信息的特征以及为完成交换功能所采用的技术不同，出现了多种交换方式，主要分为电路交换和存储—转发交换，如图3-5所示。图3-5交换方式分类（1）电路交换电路交换是最早出现的一种交换方式，主要用于电话业务，基本过程包括呼叫建立

6、、信息传送和释放线路三个阶段。电路交换采用的是固定分配物理信道，在通信前要先建立物理连接，即交换网络始终按照预先分配的物理信道资源保持其专用的接续通路，在通信过程中一直维持这一物理连接，只要用户不发出释放信号，即使通信暂停，物理连接仍然保持。下面以打一次电话为例来体验这种交换方式。首先是主叫用户（发起通话的一方）摘起话筒，交换机送来拨号音，听到拨号音后开始拨号，拨号完毕，交换机知道了要和谁通话，为通话双方建立一个连接，双方进行通话，等一方挂机后，交换机把双方的线路断开，为开始一次新的通话做好准备。电路交换的特点：①独占性：通信双方在开始通话之前，必须先在两者之间建立一条专用电路，

7、在通信过程中双方一直占用这条电路，直到通话结束才断开电路。②电路交换信息的传输时延小，传输效率比较高，但电路利用率低，网络功能层次低，且不适合于不同速率、不同编码方式、不同通信协议用户终端之间的相互通信。②（2）存储／转发交换网络节点将途经的数据按传输单元接收并暂时存储下来，然后选择一条合适的链路将它转发出去，为数据传输提供逻辑连接，即只在用户有信息传送时，按需分配物理信道资源，提供接续通路。存储—转发交换又分为报文交换和分组交换。①报文交换报文交换又称为消息交换，用于交换电报、