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1、2023/4/3,1,通 信 导 论,张 冬 梅()北京邮电大学计算机科学与技术学院,2023/4/3,2,第五章 信号的交换,2023/4/3,3,主要内容,5.1 交换技术概述5.2 数字程控交换5.3 报文交换与分组交换,2023/4/3,4,5.1 交换技术概述,5.1.1 基本概念5.1.2 交换技术的发展,2023/4/3,5,5.1.1 基本概念,交换概念的引入节省资源，降低网络建设成本；降低控制的复杂度，提高网络可靠性交换网络定义(P81)拓扑结构中继线、本地交换机、汇接交换机,2023/4/3,6,多用户间的互连,缺点：不经济，线路投资大，线路利用率低使用不方便，要将电话机和
2、很多对线连接起来安装维护困难，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。,2023/4/3,7,交换设备的基本功能寻址；连接建立，路由选择；计费、监视用户状态；连接释放,2023/4/3,8,一台交换机组成的通信网,电话交换机必须具备下列功能 及时发现用户的呼叫请求；记录被叫用户号码；判别被叫用户当前的忙闲状态；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；通话结束后，交换机必须及时进行拆线释放处理；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。使任意两个交换机所带的用户自由通话；,2023/4/3
3、,9,5.1.2 交换技术的发展,模拟交换技术步进制自动交换机：史端乔发明纵横制自动交换机空分式/时分式电子交换机电路交换特点：预先分配资源典型代表：程控交换,2023/4/3,10,5.1.2 交换技术的发展(续),报文交换存储转发式交换交换单位：报文适用：传输报文较短，实时性要求较低典型系统：公用电报网,2023/4/3,11,5.1.2 交换技术的发展(续),分组交换存储转发式交换交换单位：分组适用：传输报文较长，实时性要求较高典型系统：公用分组网(X.25网),2023/4/3,12,5.2 电路交换,5.2.1 呼叫处理的一般过程5.2.2 电路交换与交换网络,2023/4/3,13
4、,5.2.1 呼叫处理的一般过程,摘机检测拨号号码分析接续、被叫用户振铃被叫用户摘机、计费挂机,2023/4/3,14,甲,乙,用户线,市话发端分局,市话收端分局,局间中继线,用户线,主叫摘机,拨号音,拨号,占用,占用证实,数字（被叫号码）,证实,振铃音,拨号,回铃音,摘机,应答,通话,市话呼叫接续示意图,2023/4/3,15,5.2.2 电路交换与交换网络(1),电路交换基本过程电路建立(circuit establishment)数据传送(data transfer)电路断连(circuit disconnect),2023/4/3,16,5.2.2 电路交换与交换网络(2),一个公用电
5、信网的组成用户(Subscriber)用户线路/环路(Subscriber line/loop)交换局(Exchange)中继线(Trunk),2023/4/3,17,用户话机,交换机,局间中继线,用户线,2023/4/3,18,5.3 报文交换与分组交换,电路交换的缺点对于数据连接,线路利用率低;通信的设备必须同速率、同码型。,因此,电路交换不适合计算机网络的数据通信使用,2023/4/3,19,报文交换,采用 存储转发，以报文为单位进行交换无呼损，不需要叫通对方就可发送报文提高了线路的利用率交换机需有大的存储容量不适用于即时交互式数据通信,报文交换方式原理,2023/4/3,20,分组交换
6、,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为单位分组是将报文截成许多短的、规格化了的分组，便于交换机处理。,2023/4/3,21,分组交换工作原理,2023/4/3,22,分组交换,特点分组 实时性比报文交换高线路统计复用，通信线路的利用率高可靠性高，分段进行差错校验，分组自动选择路由技术复杂，每个分组要有附加信息，编码效率低；处理多速率、多格式，协议复杂，交换机的处理能力要求高。,2023/4/3,23,电路交换和分组交换的比较,连接方式电路交换：面向连接方式，通过信令建立连接，连接用不同的时隙表示；分组交换：面向连接和无连接方式，用户信息封装在分组中，
7、分组头中有完成交换所需要的选路信息,2023/4/3,24,电路交换和分组交换的比较,交换方式电路交换：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；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,2023/4/3,25,电路交换和分组交换的比较,资源利用电路交换：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）；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）,2023/4/3,26,电路交换和分组交换的比较,交换时延电路交换：交换时延和时延抖动小且固定；分
8、组交换：交换时延和时延抖动较大,2023/4/3,27,电路交换和分组交换的比较,灵活性电路交换：灵活性差，交换速率单一，不支持多种业务；分组交换：多种业务可共享网络资源，可实现多速率交换。,2023/4/3,28,分组交换工作模式,虚电路面向连接的服务建立预定的路由，分组沿预定路由传输按序到达数据报无连接服务分组独立传输乱序到达,2023/4/3,29,通信网络交换技术对比,2023/4/3,30,通信网络交换技术对比（续）,2023/4/3,31,分组交换数据网的基本结构,分级结构：骨干网+本地网网络构成：分组交换机、网管中心、PAD、终端和主机、传输信道,2023/4/3,32,谢 谢！,
