现代通信技术与业务 施扬 02

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1、第2章交换技术2.1交换技术2.1.1概述一个通信网至少应由终端、传输介质和交换设备组成。最简单的通信网（CommunicationNetwork）可以由一台交换机构成。每一台通信终端通过一条专门的用户环线（或简称用户线）与交换机中的相应接口连接。交换机能在任意选定的两条用户线之间建立和释放一条通信链路。当用户数量很多且分布的区域较广时，一台交换机不能覆盖所有用户，这时就需要设置多台交换机组成的通信网。网中直接连接电话机或终端的交换机称为本地交换机或市话交换机，相应的交换局称为端局或市话局；仅与各交换机连接的交换机称为汇接

2、交换机。当通信距离很远，通信网覆盖多个省市乃至全国范围时，汇接交换机常称为长途交换机。交换机之间的线路称为中继线。显然，长途交换设备仅涉及交换机之间的通信，而市内交换设备既涉及交换设备之间的通信又涉及交换设备与终端的通信。2.1.2业务特点1．信息相关程度不同数字信号由二进制“0”和“1”的组合编码表示。对于语音码组，传输中如果一个比特数据发生错误，不会影响它的语义，如果出现多个错误，根据前后语义的相关性，也可以推断出其含义。但如果一个数据码组在传输中发生一个比特错误，则在接收端可能会被理解成为完全不同的含义。特别对于金融

3、、军事、医学等关键事务处理，发生的毫厘之差都会造成巨大的损失。一般而言，数据通信的比特差错率必须控制在10−8以下，而语音通信比特差错率可达到10−3。2．时延要求不同有些业务要求比特流以很小的时延和时延抖动（抖动是指信息的不同部分到达目的地时具有不同的时延）到达对端，这类业务称为实时业务。其典型的例子是64kbit/s的语音和可视电话业务。对于电话业务，端到端时延不能大于25ms，否则需要加上回波抵消器。即使在有回波抵消器的情况下，时延也不能超过±500ms，否则交互式的会话将变得十分困难。与语音业务相比，大多数数据业务

4、对时延并不敏感。3．信息突发率不同突发率是业务峰值比特率与平均比特率的比值。突发率越大，表明业务速率变化越大。不同的业务在平均比特率和突发率方面都有不同的特征。语音的突发性主要来自突发的讲话和寂静。而如果计算机通信双方处于不同的工作状态时，数据传输速率是大不相同的，尤其是批量数据传送的突发性很高。综上所述，语音、数据等不同的通信业务具有不同的特点，因而在网络发展过程中形成了不同的交换方式，主要分为电信网交换技术和计算机交换技术。根据网络传递用户信息时是否预先建立源端到目的端的连接，可以将网络使用的交换技术分为两类，即面向连

5、接型和无连接型。使用相应交换技术的网络也依次称为面向连接型网络和无连接型网络。在面向连接型网络中，两个通信节点间典型的一次数据交换过程包含3个阶段：连接建立、数据传输和连接释放。其中连接建立和连接释放阶段传递的是控制信息，用户信息则在数据传输阶段传输。4．面向连接和无连接在无连接型网络中，数据传输前，不需要在源端和目的端之间先建立通信连接就可以直接通信。不管是否来自同一数据源，交换节点将分组看成互不依赖的基本单元，独立地处理每一个分组，并为其寻找最佳转发路由，因而来自同一数据源的不同分组可以通过不同的路径到达目的地。两种方

6、式各有优缺点，面向连接方式适用于大批量、可靠的数据传输业务，但网络控制机制复杂；无连接方式控制机制简单，适用于突发性强、数据量少的数据传输业务。2.1.3通信网交换技术1．电路交换交换机在通信期间提供一条专用电路而不做差错检验和纠正，这种工作方式称为电路交换（CircuitSwitching，CS）。电路交换是一种实时的交换。电路交换采用同步时分复用和同步时分交换技术，它的特点如下。①整个通信连接期间始终有一条电路被占用，即使在寂静期也是如此。信息传输时延小。②电路是“透明”的，即发送端用户送出的信息通过节点连接，毫无限制

7、地传送到接收端。所谓“透明”是指交换节点未对用户信息进行任何修正或解释。③对于一个固定的连接，其信息传输时延是固定的。④固定分配带宽资源，信息传送的速率恒定。但采用电路交换方式传送数据也有以下缺点。①所分配的带宽是固定的，因此网络资源的利用率降低，不适合突发业务传送。②通信的传输通路是专用的，即使在没有信息传送时别人也不能利用，所以采用电路交换进行数据通信的效率较低。③通信双方在信息传输速率、编码格式、同步方式、通信规程等方面要完全兼容，这使不同速率和不同通信协议之间的用户无法接通。④存在呼损。由于通信线路的固定分配与占用

8、方式会影响其他用户的再呼入，因此线路利用率低。电路交换适合于电话交换、文件传送、高速传真业务使用，但它不适合突发业务和对差错敏感的数据业务使用。电路交换方式建立的连接只有一种传送速率，常见的为64kbit/s。为了满足不同业务的带宽需要，出现了多速率电路交换（Multi-RateCircuitSwitc