1、2022-12-141通 信 导 论张 冬 梅()北京邮电大学计算机科学与技术学院2022-12-142第五章 信号的交换2022-12-143主要内容n5.1 交换技术概述n5.2 数字程控交换n5.3 报文交换与分组交换 2022-12-1445.1 交换技术概述n5.1.1 基本概念n5.1.2 交换技术的发展2022-12-1455.1.1 基本概念n交换概念的引入n节省资源，降低网络建设成本；n降低控制的复杂度，提高网络可靠性n交换网络n定义(P81)n拓扑结构n中继线、本地交换机、汇接交换机2022-12-146多用户间的互连缺点：1.不经济，线路投资大，线路利用率低2.使用不方便
2、，要将电话机和很多对线连接起来3.安装维护困难，当N个终端时，需要N(N-1)/2 个连线，增加N+1 个终端时，必须增设N个线路。2022-12-147n交换设备的基本功能n寻址；n连接建立，路由选择；n计费、监视用户状态；n连接释放2022-12-148一台交换机组成的通信网电话交换机必须具备下列功能 n及时发现用户的呼叫请求；n记录被叫用户号码；n判别被叫用户当前的忙闲状态；n若被叫空闲，交换机应能选择一条空闲的链路临时将主叫、被叫用户话机连通，使双方进入通话状态；n通话结束后，交换机必须及时进行拆线释放处理；n同一时间内交换机要允许若干对用户同时进行通话且互不干扰。n使任意两个交换机所
3、带的用户自由通话；2022-12-1495.1.2 交换技术的发展n模拟交换技术n步进制自动交换机：史端乔发明n纵横制自动交换机n空分式/时分式电子交换机n电路交换n特点：预先分配资源n典型代表：程控交换2022-12-14105.1.2 交换技术的发展(续)n报文交换n存储转发式交换n交换单位：报文n适用：传输报文较短，实时性要求较低n典型系统：公用电报网2022-12-14115.1.2 交换技术的发展(续)n分组交换n存储转发式交换n交换单位：分组n适用：传输报文较长，实时性要求较高n典型系统：公用分组网(X.25网)2022-12-14125.2 电路交换n5.2.1 呼叫处理的一般过
4、程n5.2.2 电路交换与交换网络2022-12-14135.2.1 呼叫处理的一般过程n摘机检测n拨号n号码分析n接续、被叫用户振铃n被叫用户摘机、计费n挂机2022-12-1414 甲甲乙乙用户线用户线市话发市话发端分局端分局市话收市话收端分局端分局局间中继线局间中继线用户线用户线主叫摘机主叫摘机拨号音拨号音拨号拨号占用占用占用证实占用证实数字（被叫号码）数字（被叫号码）证实证实振铃音振铃音拨号拨号回铃音回铃音摘机摘机应答应答通话通话市话呼叫接续示意图市话呼叫接续示意图2022-12-14155.2.2 电路交换与交换网络(1)n电路交换基本过程n电路建立(circuit establis
5、hment)n数据传送(data transfer)n电路断连(circuit disconnect)2022-12-14165.2.2 电路交换与交换网络(2)n一个公用电信网的组成n用户(Subscriber)n用户线路/环路(Subscriber line/loop)n交换局(Exchange)n中继线(Trunk)2022-12-1417 用户话机 交换机 局间中继线 用户线 2022-12-14185.3 报文交换与分组交换n电路交换的缺点n对于数据连接,线路利用率低;n通信的设备必须同速率、同码型。因此因此,电路交换不适合计算机网络电路交换不适合计算机网络的数据通信使用的数据通信使
6、用2022-12-1419报文交换n采用 存储转发，以报文为单位进行交换n无呼损，不需要叫通对方就可发送报文n提高了线路的利用率n交换机需有大的存储容量n不适用于即时交互式数据通信报文交换方式原理2022-12-1420分组交换n采用 存储转发，与报文交换以报文为单位交换不同，分组交换采用分组packet为单位n分组是将报文截成许多短的、规格化了的分分组组，便于交换机处理。2022-12-1421分组交换工作原理2022-12-1422分组交换n特点n分组分组 实时性比报文交换高n线路统计复用，通信线路的利用率高n可靠性高，分段进行差错校验，分组自动选择路由n技术复杂，每个分组要有附加信息，编
7、码效率低；处理多速率、多格式，协议复杂，交换机的处理能力要求高。2022-12-1423 电路交换和分组交换的比较n连接方式n电路交换：面向连接方式，通过信令建立连接，连接用不同的时隙表示；n分组交换：面向连接和无连接方式，用户信息封装在分组中，分组头中有完成交换所需要的选路信息 2022-12-1424 电路交换和分组交换的比较n交换方式n电路交换：通过同一线上或不同线上时隙之间的交换完成电路交换，路由在连接建立时确定，一个连接的所有信息经过相同的路由；n分组交换：每个分组利用各自分组头部的选路信息独立的完成交换，同一业务的不同分组在网络中可经过不同的路由 2022-12-1425 电路交换
8、和分组交换的比较n资源利用n电路交换：建立连接时就为各个连接分配网络资源（即预先分配网络资源）；n分组交换：分组只在发送时才占用网络资源（即动态分配网络资源）2022-12-1426 电路交换和分组交换的比较n交换时延n电路交换：交换时延和时延抖动小且固定；n分组交换：交换时延和时延抖动较大 2022-12-1427 电路交换和分组交换的比较n灵活性n电路交换：灵活性差，交换速率单一，不支持多种业务；n分组交换：多种业务可共享网络资源，可实现多速率交换。2022-12-1428分组交换工作模式n虚电路n面向连接的服务n建立预定的路由，分组沿预定路由传输n按序到达n数据报n无连接服务n分组独立传
9、输n乱序到达2022-12-1429通信网络交换技术对比电路交换电路交换数据报分组交换数据报分组交换虚电路虚电路分组交换分组交换专用的传输通路没有专用通路没有专用通路数据连续传输分组传输分组传输报文不保存分组在传递出去之前有可能保存分组在传递出去之前必须保存在整个会话过程建立通路为每个分组建立路由为整个会话过程建立路由呼叫建立时延，传输时延可以忽略分组传输时延呼叫建立时延，分组传输时延呼损制排队制排队制程控交换机路由器分组交换机通常无速率和编码转换有速率和编码转换有速率和编码转换2022-12-1430通信网络交换技术对比（续）电路交换电路交换数据报分组交换数据报分组交换虚电路虚电路分组交换分组交换超负荷阻塞新呼叫的建立，对于已建立的呼叫没有时延超负荷会增加分组时延超负荷会增加分组时延用户进行差错控制网络可能会对单个分组负责网络可能会对分组序列负责固定带宽传输动态使用带宽动态使用带宽按顺序到达可能会乱序到达按顺序到达呼叫建立后无额外开销比特每个分组中都有额外开销比特每个分组中都有额外开销比特QoS恒定QoS变化QoS变化2022-12-1431分组交换数据网的基本结构n分级结构：骨干网+本地网n网络构成：分组交换机、网管中心、PAD、终端和主机、传输信道2022-12-1432谢 谢！
