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一級建造師通信與廣電1L51掌握交換系統(tǒng)分類及特點考點

1L51掌握交換系統(tǒng)分類及特點

傳輸系統(tǒng)是通信網(wǎng)絡的神經(jīng)系統(tǒng)，交換系統(tǒng)則是各個神經(jīng)的中樞，它在通信網(wǎng)絡擔負著為信源和信宿之間信息的連接橋梁，其核心設備是交換機。

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

一、電路交換

(一)工作原理

電路交換是在通信網(wǎng)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(shù)據(jù)通信或電話通信必須經(jīng)歷三個階段：建立電路階段、傳送數(shù)據(jù)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(tǒng)。電路交換系統(tǒng)有兩種交換方式：空分交換和時分交換。

1.空分交換是入線在空間位置上選擇出線并建立連接的交換。空分交換基本原理可歸納為以n條入線通過以n x m接點矩陣選擇到m條出線或某一指定出線，但接點同一時間只能為一次呼叫利用，直到通信結(jié)束才釋放。

2.時分交換是時分多路復用(TDM)在交換上的具體應用。在時分交換方式中，通過時隙交換網(wǎng)絡完成語音的時隙搬移，從而做到入線和出線間信號交換。

(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(tài);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：在通信雙方所在的兩節(jié)點之間(中間可能有若干個節(jié)點)建立一條專用信道所花的時間稱為呼叫建立時間。在電路建立過程中，若由于交換網(wǎng)繁忙等原因而使建立失敗，對于交換網(wǎng)則要拆除已建立的部分電路，用戶需要掛斷重撥，這叫呼損。過負荷時呼損率增加，但不影響接通的用戶。

2.對傳送信息沒有差錯控制

3.對通信信息不做任何處理，原封不動地傳送(信令除外)：一旦電路建立后，數(shù)據(jù)以固定的速率傳輸。除通過傳輸通道形成的傳播延遲以外，沒有其他延遲。在每個節(jié)點上的延遲很小，因此延遲完全可以忽略。電路交換適用于實時、大批量、連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。

4.線路利用率低：從電路建立到進行數(shù)據(jù)傳輸，直至通信鏈路拆除，通道都是專用的，再加上通信建立時間、拆除時間和呼損，其利用率較低。

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：每一個終端發(fā)起呼叫或出現(xiàn)其他動作，系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)并做出相應的處理。

二、報文交換

(一)報文交換的原理

報文交換又稱為存儲轉(zhuǎn)發(fā)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(jié)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(fā)送到下一交換節(jié)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(fā)送多目的地址的報文，過負荷時則導致時延的增加。

(二)報文交換的特點

報文交換是交換機對報文進行存儲一轉(zhuǎn)發(fā)，它適合于電報和電子函件業(yè)務。

1.報文交換過程中，沒有電路的接續(xù)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(zhuǎn)發(fā)方式傳輸數(shù)據(jù)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(xiàn)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(yè)務量峰值的作用。

3.不需要收、發(fā)兩端同時處于激活狀態(tài)。

4.傳送信息通過交換網(wǎng)時延較長，時延變化也大，不利于交互型實時業(yè)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

(一)分組交換原理

分組交換采用存儲一轉(zhuǎn)發(fā)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(jié)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(fā)送到能到達目的地的、下一個交換節(jié)點。

(二)分組交換方式

為適應不同業(yè)務的要求，分組交換可提供兩種服務方式：虛電路方式與數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳送前先通過發(fā)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(shù)據(jù)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(chǎn)生失序現(xiàn)象;對故障較為敏感，當傳輸鏈路或交換節(jié)點發(fā)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(xù)的數(shù)據(jù)流傳送，如文件傳送、傳真業(yè)務等。

2.數(shù)據(jù)報

(1)數(shù)據(jù)報不需要預先建立邏輯連接，稱為無連接方式。

(2)數(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(wèi)能力較強，從而可靠性較高。

(3)數(shù)據(jù)報方式適用于面向事物的詢問/響應型數(shù)據(jù)業(yè)務。

(三)分組交換的特點

1.分組交換的主要優(yōu)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(xiàn)鏈路的統(tǒng)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(huán)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(guī)程等方面都不相同的數(shù)據(jù)終端之間實現(xiàn)互通。

(4)可靠性高。分組作為獨立的傳輸實體，便于實現(xiàn)差錯控制，從而大大地降低了數(shù)據(jù)信息在分組交換網(wǎng)中的傳輸誤碼率，一般可達10-10以下。

(5)經(jīng)濟性好。信息以分組為單位在交換機中進行存儲和處理，節(jié)省了交換機的存儲容量，提高了利用率，降低了通信的費用。

2.分組交換的主要缺點

(1)由于網(wǎng)絡附加的信息較多，影響了分組交換的傳輸效率。

(2)實現(xiàn)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。

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