第五講 信號的交換技術(shù)-刪節(jié)版

2023/2/11通信導(dǎo)論張冬梅(zhangdm@)北京郵電大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2023/2/12第五章信號的交換2023/2/13主要內(nèi)容5.1交換技術(shù)概述5.2數(shù)字程控交換5.3報文交換與分組交換

2023/2/145.1交換技術(shù)概述5.1.1基本概念5.1.2交換技術(shù)的發(fā)展2023/2/155.1.1基本概念交換概念的引入節(jié)省資源，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本；降低控制的復(fù)雜度，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性交換網(wǎng)絡(luò)定義(P81)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中繼線、本地交換機、匯接交換機2023/2/16多用戶間的互連缺點：不經(jīng)濟(jì)，線路投資大，線路利用率低使用不方便，要將電話機和很多對線連接起來安裝維護(hù)困難，當(dāng)N個終端時，需要N(N-1)/2個連線，增加N+1個終端時，必須增設(shè)N個線路。2023/2/17交換設(shè)備的基本功能尋址；連接建立，路由選擇；計費、監(jiān)視用戶狀態(tài)；連接釋放2023/2/18一臺交換機組成的通信網(wǎng)SWITCHTELEPHONY電話交換機必須具備下列功能

及時發(fā)現(xiàn)用戶的呼叫請求；記錄被叫用戶號碼；判別被叫用戶當(dāng)前的忙閑狀態(tài)；若被叫空閑，交換機應(yīng)能選擇一條空閑的鏈路臨時將主叫、被叫用戶話機連通，使雙方進(jìn)入通話狀態(tài)；通話結(jié)束后，交換機必須及時進(jìn)行拆線釋放處理；同一時間內(nèi)交換機要允許若干對用戶同時進(jìn)行通話且互不干擾。使任意兩個交換機所帶的用戶自由通話；2023/2/195.1.2交換技術(shù)的發(fā)展模擬交換技術(shù)步進(jìn)制自動交換機：史端喬發(fā)明縱橫制自動交換機空分式/時分式電子交換機電路交換特點：預(yù)先分配資源典型代表：程控交換2023/2/1105.1.2交換技術(shù)的發(fā)展(續(xù))報文交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)式交換交換單位：報文適用：傳輸報文較短，實時性要求較低典型系統(tǒng)：公用電報網(wǎng)2023/2/1115.1.2交換技術(shù)的發(fā)展(續(xù))分組交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)式交換交換單位：分組適用：傳輸報文較長，實時性要求較高典型系統(tǒng)：公用分組網(wǎng)(X.25網(wǎng))2023/2/1125.2電路交換5.2.1呼叫處理的一般過程5.2.2電路交換與交換網(wǎng)絡(luò)2023/2/1135.2.1呼叫處理的一般過程摘機檢測撥號號碼分析接續(xù)、被叫用戶振鈴被叫用戶摘機、計費掛機2023/2/114

甲乙用戶線市話發(fā)端分局市話收端分局局間中繼線用戶線主叫摘機撥號音撥號占用占用證實數(shù)字（被叫號碼）證實振鈴音撥號回鈴音摘機應(yīng)答通話市話呼叫接續(xù)示意圖2023/2/1155.2.2電路交換與交換網(wǎng)絡(luò)(1)電路交換基本過程電路建立(circuitestablishment)數(shù)據(jù)傳送(datatransfer)電路斷連(circuitdisconnect)2023/2/1165.2.2電路交換與交換網(wǎng)絡(luò)(2)一個公用電信網(wǎng)的組成用戶(Subscriber)用戶線路/環(huán)路(Subscriberline/loop)交換局(Exchange)中繼線(Trunk)2023/2/117

用戶話機

交換機

局間中繼線

用戶線

2023/2/1185.3報文交換與分組交換電路交換的缺點對于數(shù)據(jù)連接,線路利用率低;通信的設(shè)備必須同速率、同碼型。因此,電路交換不適合計算機網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信使用2023/2/119報文交換采用‘存儲—轉(zhuǎn)發(fā)’，以報文為單位進(jìn)行交換無呼損，不需要叫通對方就可發(fā)送報文提高了線路的利用率交換機需有大的存儲容量不適用于即時交互式數(shù)據(jù)通信報文交換方式原理2023/2/120分組交換采用‘存儲—轉(zhuǎn)發(fā)’，與報文交換以報文為單位交換不同，分組交換采用分組packet為單位分組是將報文截成許多短的、規(guī)格化了的‘分組’，便于交換機處理。2023/2/121分組交換工作原理2023/2/122分組交換特點‘分組’實時性比報文交換高線路統(tǒng)計復(fù)用，通信線路的利用率高可靠性高，分段進(jìn)行差錯校驗，分組自動選擇路由技術(shù)復(fù)雜，每個分組要有附加信息，編碼效率低；處理多速率、多格式，協(xié)議復(fù)雜，交換機的處理能力要求高。2023/2/123

電路交換和分組交換的比較連接方式電路交換：面向連接方式，通過信令建立連接，連接用不同的時隙表示；分組交換：面向連接和無連接方式，用戶信息封裝在分組中，分組頭中有完成交換所需要的選路信息2023/2/124

電路交換和分組交換的比較交換方式電路交換：通過同一線上或不同線上時隙之間的交換完成電路交換，路由在連接建立時確定，一個連接的所有信息經(jīng)過相同的路由；分組交換：每個分組利用各自分組頭部的選路信息獨立的完成交換，同一業(yè)務(wù)的不同分組在網(wǎng)絡(luò)中可經(jīng)過不同的路由2023/2/125

電路交換和分組交換的比較資源利用電路交換：建立連接時就為各個連接分配網(wǎng)絡(luò)資源（即預(yù)先分配網(wǎng)絡(luò)資源）；分組交換：分組只在發(fā)送時才占用網(wǎng)絡(luò)資源（即動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源）2023/2/126

電路交換和分組交換的比較交換時延電路交換：交換時延和時延抖動小且固定；分組交換：交換時延和時延抖動較大

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電路交換和分組交換的比較靈活性電路交換：靈活性差，交換速率單一，不支持多種業(yè)務(wù)；分組交換：多種業(yè)務(wù)可共享網(wǎng)絡(luò)資源，可實現(xiàn)多速率交換。2023/2/128分組交換工作模式虛電路面向連接的服務(wù)建立預(yù)定的路由，分組沿預(yù)定路由傳輸按序到達(dá)數(shù)據(jù)報無連接服務(wù)分組獨立傳輸亂序到達(dá)2023/2/129通信網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)對比電路交換數(shù)據(jù)報分組交換虛電路分組交換專用的傳輸通路沒有專用通路沒有專用通路數(shù)據(jù)連續(xù)傳輸分組傳輸分組傳輸報文不保存分組在傳遞出去之前有可能保存分組在傳遞出去之前必須保存在整個會話過程建立通路為每個分組建立路由為整個會話過程建立路由呼叫建立時延，傳輸時延可以忽略分組傳輸時延呼叫建立時延，分組傳輸時延呼損制排隊制排隊制程控交換機路由器分組交換機通常無速率和編碼轉(zhuǎn)換有速率和編碼轉(zhuǎn)換有速率和編碼轉(zhuǎn)換2023/2/130通信網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)對比（續(xù)）電路交換數(shù)據(jù)報分組交換虛電路分組交換超負(fù)荷阻塞新呼叫的建立，對于已建立的呼叫沒有時延超負(fù)荷會增加分組時延超負(fù)荷會增加分組時延用戶進(jìn)行差錯控制網(wǎng)絡(luò)可能會對單個分組負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)可能會對分組序列負(fù)責(zé)固定帶寬傳輸動態(tài)使用帶寬動態(tài)使用帶寬按順序到達(dá)可能會亂序到達(dá)按順序到達(dá)呼叫建立后無額外開銷比特每個分組中都有額外開