现代交换原理与技术 第2版 中国通信学会普及与教育工作委员会推荐教材 教学课件 作者 陈永彬 等编著 第2章 交换技术基础.ppt

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1、第2章交换技术基础目录交换节点的基本组成交换网络、接口、控制系统、信令系统交换单元及交换网络信号数字化技术模拟语音信号的数字化处理图像与视频信号的数字化处理信道共享与复用技术空分复用频分多路复用时分多路复用2021/7/211第2章交换技术基础本章主要内容交换机的组成交换单元的组成、描述交换单元外部性能的指标交换单元的分类与几种典型的交换单元（开关阵列、T接线器、S接线器）交换网络的概念、作用，TST、STS交换网络的工作原理模拟语音信号的数字化技术、图像与视频信号的数字化处理信道共享与复用技术空分复用频分多路复用时分多路复用2021/7/212第2章交换

2、技术基础本章重点难点本章重点交换机的组成，描述交换单元外部性能的指标S接线器、T接线器的组成、工作原理TST、STS三级交换网络的结构、工作原理语音信号数字化和时分复用基础信道复用技术通信网的发展趋势本章难点TST网络的工作原理2021/7/2132.1引言当今社会人类传递信息的主要形式话音数据语音通信与数据通信的比较通信对象不同数据通信数计算机与计算机之间或人与计算机之间的通信，计算机不具有人脑的思维和应变能力，通信过程需要定义严格的通信协议和标准，传输的是数据；语音通信是实现人和人之间的通信，传输的是话音。通信的平均时间和通信建立请求响应不同统计发现电

3、话通信的平均持续时间在5分钟，而数据通信波动性大，持续时间较短；由此决定数据通信的信道建立时间要求也要短。2021/7/2142.1引言传输可靠性要求不同数据通信的比特差错率必须控制在10-8以下；而话音通信的比特差错率可高到10-3。但前者允许有较大的误码率，而后者必须有百分百的纠错能力。通信过程中的信息业务量特性不同统计表明，电话通信双方讲话的时间各占一半，即对于PCM话音信号平均速率大约在32Kb/s,一般不会出现长时间信道中没有信息传输；而数据通信量波动性较大。语音对时延比较敏感。宜采用面向连接的交换技术。数据对带宽比较敏感，宜采用动态资源分配技术

4、，大多采用无连接的交换技术。总之，由于语音通信和数据通信的特点不同，为了满足因计算机出现而迅猛增长的数据通信需求，因而出现了数据交换机。数据通信经历了报文交换、电路交换和分组交换的发展过程，随着技术的发展，通信网络由单一的业务到宽带综合数字业务发展。2021/7/2152.1引言交换机交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机(switch)就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备交换机分类语音交换机数据网络交换机数据网络交换机分为两种广域网交换机局域

5、网交换机。为什么说电话交换一般采用电路交换方式？广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。2021/7/2162.1引言电话交换电路交换（CircuitSwitching），就是在两通信端之间建立一条专用的（dedicated）实际路径。此路径由发送端开始，一站一站往目的端串联起来。一旦建立两端之间的电路后，它将一直维持专用状态（即他人无法使用），直到通信结束之后，这条专用路径才停止使用，并让出供他人继续使用。目前的电话就是使用这种技术。数据交换在数据网中传数据也需要有交换功

6、能的支持，以便实现用户间信息的连接。交换方式的不同是数据通信网和传统的电话网之间最重要的技术差异之一。数据通信网的交换方式主要有以下几种电路交换（CircuitSwitching）；报文交换（MessageSwitching）；分组交换（包交换）(PacketSwitching）2021/7/2172.1引言数据网络交换机在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。我们以前介绍过的HUB集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端

7、通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。数据网络交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。2021/7/2182.1引

8、言交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为