通信與廣電工程技術07-專業技術

　1L411050 交換系統

　本節的知識點：

　 1L411051 掌握交換系統分類及特點 2007 多 0 2010 單

　1L411052 熟悉電路交換設備的功能及構成 2007 單 9 2009 單

　 1L411053 熟悉分組交換技術的應用及特點 9 2009 單

　 1L411051 掌握交換系統分類及特點

　根據信源和信宿之間傳輸信息的種類，交換系統主要分為電路交換、報文交換和分組交換系統。

　一、電路交換 （一）工作原理 電路交換是在通信網中任意兩個或多個用戶終端之間建立電路暫時連接的交換方式，暫時連接獨占一條電路并保持到連接釋放為止。

　利用電路交換進行數據通信或電話通信必須經歷三個階段：建立電路階段、傳送數據或語音階段和拆除電路階段. 電路交換屬于電路資源 預分配系統。電路交換系統有兩種交換方式：空分交換和時分交換。

　例．電路交換系統有 (

　)。

　和時分交換兩種方式。

?。? 2010 真題）

　A A ．分組交換

　B B ．報文交換

　C C ．空分交換

　D D ．幀中繼交換

　答案：C C （二）電路交換的特點

　電路交換的特點是可提供一次性無間斷信道。在利用 電路交換進行通信時，存在著兩個限制條件：首先，在進行信息傳送時，通信雙方必須處于同時激活可用狀態；其次，兩個站之間的通信資源必須可用，而且必須專用。

　1． 呼叫建立時間長，并且存在呼損 2． 對傳送信息沒有差錯控制 3 3 ．對通信信息不做任何處理，原封不動地傳送（信令除外）。

　電路交換適用于實時、大批量、連續的數據傳輸。

　4 4 ．線路利用率低 5 5 ．通信用戶間必須建立專用的物理連接通路 6. 實時性較好

　二、報文交換

?。ㄒ唬﹫笪慕粨Q的原理

　報文交換又稱為 存儲轉發交換，與電路交換的原理不同，不需要提供通信雙方的物理連接，而是將所接收的報文暫時存儲。報文中除了用戶要傳送的信息以外，還有目的地址和源地址。交換節點要分析目的地址和選擇路由，并在該路由上排隊，等待有空閑電路時才發送到下一交換節點。報文交換可以 進行速率、碼型的變換，具有差錯控制措施，可以發送多目的地址的報文，過負荷時則導致時延的增加。

?。ǘ﹫笪慕粨Q的特點 報文交換是交換機對報文進行存儲一轉發，它適合于 電報和電子函件業務。

　1．報文交換過程中，沒有電路的接續過程，也不存在把一條電路固定分配給一對用戶使用，而 一條鏈路可進行多路復用，從而大大提高了鏈路的利用率。

　2．交換機以 “存儲一轉發”方式傳輸數據信息，它不但可以起到匹配輸入輸出傳輸速率的作用，易于實現各種不同類型終端之間的互通，而且還能起到防止呼叫阻塞、平滑通信業務量峰值的作用。

　3 ．不需要收、發兩端同時處于激活狀態。

　4．傳送信息通過交換網時延較長，時延變化也大 ，不利于交互型實時業務。

　5．對設備要求較高。交換機必須具有大容量存儲、高速處理和分析報文的能力。

　三、分組交換

　分組：限制數據的最大長度（典型的最大長度是幾千比特）。在發送站將一個長報文分成多個分組，在接收站再將多個分組按順序重新組織成一個長報文。分組通常也被稱為報文分組。

?。ㄒ唬┓纸M交換原理 分組交換采用存儲一轉發方式．將用戶要傳送的信息分割為若干個分組，每個分組中有一個分組頭，含有可供選路的信息和其他控制信息。分組交換節點對所收到的各個分組分別處理，按其中的選路信息選擇去向，以發送到能到達目的地的、下一個交換節點。

?。ǘ┓纸M交換方式， 為適應不同業務的要求，分組交換可提供兩種服務方式：

　虛電路方式與數據報方式。

　1.虛電路 虛電路方式是面向連接的方式，就是在用戶數據傳送前先通過發送呼叫請求分組建立端到端的虛電路；一旦虛電路建立后，屬于同一呼叫的數據分組均沿著這一虛電路傳送，最后通過呼叫清除分組來拆除虛電路。

　(1) 虛電路不同于電路交換中 的物理連接，而是邏輯連接。虛電路并不獨占線路，在一條物理線路上可以同時建立多個虛電路，以達到資源共享。

　(2)虛電路方式的每個分組 頭中含有對應于所建立的邏輯信道標識，不需進行復雜的選路；屬于同一呼叫的 各分組在同一條虛電路上傳送，按原有的順序到達終點，不會產生失序現象；對 故障較為敏感，當

　傳輸鏈路或交換節點發生故障時可能引起虛電路的中斷，需要重新建立。

　(3)虛電路方式 適用于較連續的數據流傳送，如文件傳送、傳真業務等。

　2．數據報 (1)數據報不需要預先建立邏輯連接，稱為 無連接方式。

　(2)數據報方式的每個分組頭中含有 詳細的目的地址，各個分組獨立地進行選路；屬于同一呼叫的各分組可從不同的路由轉送，會引起失序；由于各個分組可選擇不同的路由，對故障的防衛能力較強，從而可靠性較高。

　(3) ) 數據報方式適用于面向事物的詢問／響應型數據業務。

?。ㄈ┓纸M交換的特點

　1．分組交換的主要優點 (1）信息的傳輸時延較小，而且變化不大，能較好地滿足交互型通信的實時性要求； (2) 易于實現鏈路的統計時分多路復用，提高了鏈路的利用率。

　(3）容易建立靈活的通信環境，便于在傳輸速率、信息格式、編碼類型、同步方式以及通信規程等方面都不相同的數據終端之間實現互通。

　(4）可靠性高。

　(5)經濟性好。

　2．分組交換的主要缺點 (1) 由于網絡附加的信息較多，影響了分組交換的傳輸效率。

　(2). 實現技術復雜。交換機要對各種類型的分組進行分析處理，這就要求交換機具有較強的處理功能。

　( ( 四) ) 軟交換( ( 分組交換的應用之一) )

　軟交換只是分組交換系統的一個應用(正如程控交換只是電路交換的一個應用一樣)，而不能作為交換系統的一個分類。

　軟交換是一種提供 呼叫控制功能的軟件實體。是在IP電話基礎上由電路交換向分組交換演進的過程中逐步完善的，它采用分組交換作為其業務統一承載平臺。

　作為分組交換網絡與傳統PSTN網絡（電路交換網絡）融合的全新解決方案，它支持所有現有的電話功能及新型會話式多媒體業務，它采用標準協議，如SIP、H.323、MGCP、MEGACO／H.248、SIGTRAN等。

　軟交換技術是NGN中語音部分即下一代電話業務網(包括固定網、移動網)中的核心技術，在NGN網絡結構中的位置處于 控制層。

　 1L411052 熟悉電路交換設備的功能及構成

　一、電話交換機的任務、功能及組成 （一）電話交換機的任務及功能

　電話交換機的 基本任務是完成任意兩個電話用戶之間的通話接續。

　交換機必須有下列功 能：呼叫檢出、接收被叫號碼、對被叫進行忙閑測試、向被叫振鈴，向主叫送回鈴音、被叫應答，接通話路，雙方通話、及時發現話終，進行拆線，使話路復原。

?。ǘ╇娫捊粨Q機系統構成 交換機系統由進行通話 的話路系統和連接話路的 控制系統構成。

　1． 話路系統包括用戶電路、設備、交換網絡、出中繼器、入中繼器、繩路及具有監視功能的信號。

　話路系統的構成方式有空分方式和時分方式?？辗址绞絺魉湍M信號，時分方式傳送數字信號。

　2． 控制系統包括譯碼、忙閑測試、路由選擇、鏈路選試、驅動控制、計費等設備?？刂葡到y的 控制方式有布線邏輯控制方式（簡稱布控方式）和存儲程序控制方式（簡稱程控 方式）。

　二、程控數字交換機功能

　程控數字交換機的 特點是將 程控、時分、數字技術融合在一起。所以時分程控數字交換機就比其他制式的交換機有更多的優點，得到廣泛的應用。

?。ㄒ唬┏炭財底纸粨Q原理

　程控數字交換機是直接 交換數字化的語音信號，欲實現數字信號交換的目的，必須做到 在不同話路時隙發送和接受信號。只有這 兩個方向的交換同時建立起來，才能 完成數字話音信號交換。實現這個功能要依靠數字交換設備。

　數字交換 實質上就是把PCM系統有關的時隙內容在時間位置上進行搬移，因此也叫做時隙交換。

　數字交換網絡由 時間（T T ）接線器和空間（ S) 接線器組成，能夠將任何輸入PCM復用線上的任一時隙交換到任何輸出PCM復用線上的任一時隙中去。

　在同一條PCM總線的不同時隙之間進行交換，采用時間（T）型接線器完成； 在不同PCM總線的同一時隙之間進行交換，采用空間（S)型接線器完成； 在不同 PCM總線的不同時隙之間進行交換，采用TST或STS型交換網絡完成。

?。ǘ┏炭財底纸粨Q機的基本功能 程控數字交換機系統所具有的 基本功能應包含檢測終端狀態、收集終端信息和向終端傳送信息的 信令與終端接口功能， 交換接續功能和 控制功能。

　三、程控數字交換機構成 為了完成上述功能，數字交換機的硬件 系統應包括話路系統和控制系統。交換機的軟件系統則包括操作系統和應用系統等。

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　程控數字交換機硬件系統由話路系統、控制系統、外圍設備組成。

　1 1 ．話路系統

　由用戶模塊、遠端用戶模塊、選組級（數字交換網絡）、各種中繼接口、信號部件等組成。

　用戶模

　塊：是模擬用戶終端與數字交換網絡（選組級）之間的接口電路，由用戶電路和用戶集線器組成。

　2 2 ．控制系統

　一般可分為三級：第一級：電話外設控制級：對靠近交換網絡及其他電話外設部分進行控制。

　第 二級：呼叫處理控制級：它是整個交換機的核心。

　第三級：維護測試級。

　3．外圍設備 磁帶機或磁盤機，維護終端設備，測試設備，時鐘，錄音通知設備，監視告警設備

　 （二）軟件系統

　程控交換機的軟件由 運行軟件和支援軟件兩大類組成。

　1 ．運行軟件 運行軟件是交換機在運行中直接使用的軟件。它可分成系統程序和應用程序。

　系統程序是交換機硬件同應用程序之間的接口。它有內部調度程序、輸入／輸出處理程序、資源調度和分配、處理機間通信管理、系統監視和故障處理、人一機通信等程序。

　應用程序包含有呼叫處理、用戶線及中繼線測試、業務變更處理、故障檢測、診斷定位等程序。

　2. 支援軟件

　支援軟件是用來開發、生成和修改交換機的軟件，以及開通時的測試程序。支援軟件 包括編譯程序，連接裝配程序，調試程序，局數據生成，用戶數據生成等程序。

　為了保證交換機的業務不間斷則要求軟件應具有安全可靠性、可維護性、可擴充性，不僅完成呼叫處理，還應具有完善的維護和管理功能。

　 1L411053

　熟悉分組交換技術的應用及特點

　分組交換也稱包交換，是為了適應計算機通信的需要而發展起來的，是數據通信的重要手段之一。

　一、X. 25分組交換 公用分組交換數據是采用分組交換技術，給用戶提供 低速數據業務的 數據通信網。1976年，CCITT正式公布了著名的X. 25建議，為公用數據通信的發展奠定了基礎。

　X. 25 建議是數據終端設備（DTE）與數據電路終端設備（DCE）之間的接口協議，它使得不同的數據終端設備能接入不同的分組交換網。由于 X X. . 25 協議是分組交換網中最主要的一個協議，因此，有時把分組交換網又叫做X.25網。

　二、幀中繼．

　幀中繼是分組交換網的升級換代技術，幀中繼是以分組交換技術為基礎。與X.25協議相比，幀中繼僅完成 物理層和數據鏈路層的功能，不再進行逐段流量控制和差錯控制，在使用簡化分組交換傳輸協議相關信息的前提下，大大提高了網絡傳輸效率，以幀為單位進行數據傳輸與交換。

　幀中繼技術是在開放系統互聯（OSI）第二層上用簡化的方法傳送和交換數據單元的一種技術。

?。ㄒ唬欣^技術特點 幀中繼是分組交換網的升級換代技術，幀中繼是以分組交換技術為基礎，

　同X. 25分組交換技術相比，它具有下列特點：

　1．網絡資源利用率高 2．傳輸速率高 3．費用低廉 4．兼容性好 5．組網功能強