交换第1章(概述).

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1、1 第1章 概论 1.1 交换与通信网 1.1.1 点对点通信 终端传输媒介终端 通信网 电信号电信号 仅涉及两个终端的单向或交互通信称为点对点通信 。 如下图所示： 2 简单电话通信示意图 当有多个用户时，采用个个相连的方法。如下图所示 ： 此连接法的优点： 不会出现通信阻塞 缺点： 线路投资大，不经济，用户 数为 N，线对数为N(N-1)/2 ， N更大时，无法实用化。 3 鉴于上述连接方法的缺点，所以需要引入交换机 1.1.2 交换 交换机 用户线 任意两个终端需要通信（交换信息），可由交换设备 控制相应的开关接点接通，为两者提供一条通信链路， 当通信结束，则相应的开关接点断开，释放通信

2、链路。 4 当用户分布的区域较广时，要设置多个交换节点 。如图所示： 多台交换机按一定方式互连即构成通信网。 通信网 汇接局 交换节点 5 1.2 电话交换 电话交换主要指话音信息的交换。采用电路交换方式 ，需经过三个阶段： 呼叫建立即网络通过主叫方所拨的被叫号码在主叫方 和被叫方之间建立一条通话电路； 信息传输即在已建立的电路上传输双方的话音信息； 呼叫释放即通信完毕，一方挂机，网络释放原建立的 通话电路。 电话交换网络提供的是面向连接的服务。 6 1.3 数据交换 数据如文字、温度、湿度等信息。 数据通信和话音通信的区别： 1、通信对象不同 2、传输可靠性要求不同 数据通信误码率（比特差错

3、率）小于10-8 话音通信误码率（比特差错率）可高到10-3 3、通信的平均持续时间和通信建立时间不同 4、业务量特性不同 数据通信具有突发性，传输数据速率不同 7 1.4 交换方式 交换技术的发展可以从两个方面看： l交换的控制方式是随着电子技术的发展而发展 （设备方面）。 l交换方式的发展是随着通信网的发展而发展， 不同业务的通信有不同的特点，其交换方式也 不同（理论方面）。 8 控制方式的发展： 交换方式的发展： 人工交换 机电式 电子式 自动交换 电路交换 报文交换 分组交换 快速电 路交换 ATM交换 帧中继 多协议标记 交换MPLS 三种基本 交换方式 宽带交换方式 软交换 单一业

4、务网 宽带综合业务网 下一代网络 9 1.4.1、电路交换（circuit switching） 电路交换是电话通信网中使用的一种交换信 息的方式。 通信前，先建立路由，并且一直保持占用该 路由，直到通话完毕，拆除路由为止，这样的 一种交换方式称为电路交换。 10 然后主、被叫双方就可以通话，通话过程中双 方所占用的通道将不为其他用户使用，这个过程 称为通话过程。 通话完毕，主叫或被叫挂机，通知网络释放通 话通路，这个过程称为呼叫释放。 由此可知，电路交换包括呼叫建立、信息传 送和呼叫释放三个过程 在双方通信开始之前，主叫方通过拨号的方式 通知网络被叫方的电话号码，网络根据该被叫号 码在主叫方

5、和被叫方之间建立一条通话通路，这 个过程称为呼叫建立。 电路交换过程如下： 11 电路交换的优点： 1) 信息传输时延小 2) 透明传输 3) 信息传输的吞吐量大 电路交换的缺点： 1) 所占带宽固定 2) 网络资源利用率低 3) 有呼损 4) 无差错控制 12 1.4.2、报文交换（message switchingmessage switching） 用于电报网中 终端信息+目的地址+源地址 形成报文送交换 机存储 与电路交换的原理不同，不需要预先提供通信双 方的物理连接，而是交换机将接收的报文先暂时存 储，待路由空闲时再转发，直至到达终端。 13 优点：电路利用率高 不同速率、码型的终端

6、可互通 缺点：存储器容量大 传输时延大。 14 1.4.3、分组交换（packet switching） 终端信息分割成若干个比较短的、规格化了的 的分组（packet），每个分组加上地址、控制信息 、顺序信息后，再采用存储转发的方式传送。 根据交换机对分组的不同的处理方式，分组交换 可以提供两种数据传输方式：数据报方式和虚电路 方式。 15 1、数据包方式 数据报方式类似于报文传输方式，分组交换 机将每个分组作为一份报文来对待，每个数据分 组中都带有终点地址信息，交换机为每一个数据 分组独立地寻找路径。 16 2、虚电路方式 虚电路方式是在用户数据传送之前先要通过网 络建立逻辑上的连接，一旦

7、这种连接建立以后， 属于同一呼叫的数据分组将有序地沿着该路径传 送到终点，通信完毕用户通过发送拆链请求来清 除连接。 可以看出这种方式类似于电路交换方式的通信 过程：连接建立、数据传送和拆除连接。 但是虚电路方式中的连接不是物理连接，而是 逻辑连接，在一条物理线路上可以建立多个逻辑 连接，以达到资源共享。 虚电路由端到端的各段逻辑连接组成 17 分组交换的优点： 1) 可靠性高 2) 采用统计复用，网络资源利用率高 3) 为不同速率、代码的数据终端之间的通 信提供灵活的通信环境 分组交换的缺点： 1) 时延 2) 技术实现复杂 虚电路方式 ： 18 1.4.4、宽带交换技术 1、帧中继 帧中继

8、是在数据链路层用简化的方法传送和交 换数据单元的快速分组交换。 由于在链路层的数据单元一般称做帧，故称为 帧方式 帧中继之所以称为快速分组交换，是因为： 简化了第二层协议; 用户信息和控制信息在不同的逻辑信道中传送。 19 ATM是： 1) 一个特定的“面向分组(Packet Oriented)”传送方 式。它采用了统计时分复用的方法。 2) 复用后的信息流被组织进一个个固定长度 (Fixed Size)的“块”中。这些块被称之为“信元” 3) 信元由“信息域(48字节)”加“信元头(5字节)”组成 。 2、异步转移模式（ATM -Asynchronous Transfer Mode ）ITU

9、-T建议I.150中定义： ATM是实现宽带综合业务数字网(B-ISDN)的信 息转移模式解决方案 20 5) 信息传送的能力通过对源点要求和网络的可用 容量进行协商后分配 6) ATM是面向连接的技术。每条链路都要分配给 一个连接标识符 4) 信头用来识别(统计时分复用信息流内)属于相同“ 虚通路(Virtual Channel)”的信元 21 4 4、 多协议标记交换多协议标记交换MPLSMPLS Internet已取得了巨大成功，但随着用户量的急 剧增加，由多层路由器构成的网络已趋于饱和，网 络经常阻塞，用户的业务质量得不到保证，为此需 用ATM技术对传统的Internet网络进行改进。

10、 IP交换和标记交换就是ATM技术与IP路由技术结 合的两个产物，最后这两种产物技术统一成一个标 准多协议标记交换MPLS。 3、IP交换 1) 是指在计算机网络中进行话音通信 2) 采用语音压缩编码技术 3) 实时通信业务 4) 以IP（Internet Protocol）为网络层协议 22 1.4.5、光交换技术 光交换是指不经过任何光/电转换，在光域直接 将输入光信号交换到不同的输出端。 光交换具有容量大、速度快、无电磁干扰、保密 性好的优点。 目前光交换技术还不太成熟，处在研究发展中。 23 1.4.6 1.4.6 软交换软交换(Soft Switch)(Soft Switch) l软交换技术是能够将现存网络融合成以IP为中 心同时可以支持语音、数据和多媒体业务的下 一代网络NGN的关键技术。 l软交换是通过软件的方式实现原来电路交换机 的控制、接续、业务处理等功能。 其核心思想：业务控制与呼叫控制相分离； 呼叫控制与承载相分离 24 要求：1、交换的概念； 2、电路交换、分组交换、ATM交换 、 软交换的概念及其优缺点。 作业：P17- 1、2、4、5、6、7