1L411050交换系统 P7 P35
本节的考点：
掌握交换系统分类及特点
掌握电路交换设备的功能及构成
掌握分组交换技术的应用及特点
1L411051掌握交换系统分类及特点
传输系统是通信网络的神经系统，交换系统则是各个神经的中枢，它在通信网络担负着为信源和信宿之间信息的连接桥梁，其核心设备是交换机。
根据信源和信宿之间传输信息的种类，交换系统主要分为电路交换、报文交换和分组交换系统。
一、电路交换 考试大◇一级建造师
（一）工作原理
电路交换是在通信网中任意两个或多个用户终端之间建立电路暂时连接的交换方式，暂时连接独占一条电路并保持到连接释放为止。
利用电路交换进行数据通信或电话通信必须经历三个阶段：建立电路阶段、传送数据或语音阶段和拆除电路阶段.
电路交换属于电路资源预分配系统。电路交换系统有两种交换方式：空分交换和时分交换。
1．空分交换是入线在空间位置上选择出线并建立连接的交换。空分交换基本原理可归纳为以n条入线通过以n x m接点矩阵选择到m条出线或某一指定出线，但接点同一时间只能为一次呼叫利用，直到通信结束才释放。
2．时分交换是时分多路复用（TDM）在交换上的具体应用。在时分交换方式中，通过时隙交换网络完成语音的时隙搬移，从而做到入线和出线间信号交换。
（二）电路交换的特点
电路交换的特点是可提供一次性无间断信道。在利用电路交换进行通信时，存在着两个限制条件：首先，在进行信息传送时，通信双方必须处于同时激活可用状态；其次，两个站之间的通信资源必须可用，而且必须专用。
1．呼叫建立时间长，并且存在呼损：在通信双方所在的两节点之间（中间可能有若干个节点）建立一条专用信道所花的时间称为呼叫建立时间。在电路建立过程中，若由于交换网繁忙等原因而使建立失败，对于交换网则要拆除已建立的部分电路，用户需要挂断重拨，这叫呼损。过负荷时呼损率增加，但不影响接通的用户。
2．对传送信息没有差错控制
3．对通信信息不做任何处理，原封不动地传送（信令除外）：一旦电路建立后，数据以固定的速率传输。除通过传输通道形成的传播延迟以外，没有其他延迟。在每个节点上的延迟很小，因此延迟完全可以忽略。电路交换适用于实时、大批量、连续的数据传输。
4．线路利用率低：从电路建立到进行数据传输，直至通信链路拆除，通道都是专用的，再加上通信建立时间、拆除时间和呼损，其利用率较低。
5．通信用户间必须建立专用的物理连接通路
6．实时性较好：每一个终端发起呼叫或出现其他动作，系统能够及时发现并做出相应的处理。
二、报文交换
（一）报文交换的原理
报文交换又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址。交换节点要分析目的地址和选择路由，并在该路由上排队，等待有空闲电路时才发送到下一交换节点。报文交换可以进行速率、码型的变换，具有差错控制措施，可以发送多目的地址的报文，过负荷时则导致时延的增加。
（二）报文交换的特点
报文交换是交换机对报文进行存储一转发，它适合于电报和电子函件业务。
1．报文交换过程中，没有电路的接续过程，也不存在把一条电路固定分配给一对用户使用，而一条链路可进行多路复用，从而大大提高了链路的利用率。
2．交换机以“存储一转发”方式传输数据信息，它不但可以起到匹配输入输出传输速率的作用，易于实现各种不同类型终端之间的互通，而且还能起到防止呼叫阻塞、平滑通信业务量峰值的作用。
3．不需要收、发两端同时处于激活状态。
4．传送信息通过交换网时延较长，时延变化也大，不利于交互型实时业务。
5．对设备要求较高。交换机必须具有大容量存储、高速处理和分析报文的能力。
三、分组交换
（一）分组交换原理
分组交换采用存储一转发方式，将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。分组交换节点对所收到的各个分组分别处理，按其中的选路信息选择去向，以发送到能到达目的地的、下一个交换节点。
（二）分组交换方式
为适应不同业务的要求，分组交换可提供两种服务方式：虚电路方式与数据报方式。
1．虚电路
虚电路方式是面向连接的方式，就是在用户数据传送前先通过发送呼叫请求分组建立端到端的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚电路。
(1)虚电路不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。虚电路并不独占线路，在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路，以达到资源共享。
(2)虚电路方式的每个分组头中含有对应于所建立的逻辑信道标识，不需进行复杂的选路；属于同一呼叫的各分组在同一条虚电路上传送，按原有的顺序到达终点，不会产生失序现象；对故障较为敏感，当传输链路或交换节点发生故障时可能引起虚电路的中断，需要重新建立。
(3)虚电路方式适用于较连续的数据流传送，如文件传送、传真业务等。
2．数据报
(1)数据报不需要预先建立逻辑连接，称为无连接方式。
(2)数据报方式的每个分组头中含有详细的目的地址，各个分组独立地进行选路；属于同一呼叫的各分组可从不同的路由转送，会引起失序；由于各个分组可选择不同的路由，对故障的防卫能力较强，从而可靠性较高。
(3)数据报方式适用于面向事物的询问／响应型数据业务。
（三）分组交换的特点
1．分组交换的主要优点
(1)信息的传输时延较小，而且变化不大，能较好地满足交互型通信的实时性要求；
(2)易于实现链路的统计时分多路复用，提高了链路的利用率。
(3)容易建立灵活的通信环境，便于在传输速率、信息格式、编码类型、同步方式以及通信规程等方面都不相同的数据终端之间实现互通。
(4)可靠性高。分组作为独立的传输实体，便于实现差错控制，从而大大地降低了数据信息在分组交换网中的传输误码率，一般可达10-10以下。
(5)经济性好。信息以“分组”为单位在交换机中进行存储和处理，节省了交换机的存储容量，提高了利用率，降低了通信的费用。
2．分组交换的主要缺点
(1)由于网络附加的信息较多，影响了分组交换的传输效率。
(2)实现技术复杂。交换机要对各种类型的分组进行分析处理，这就要求交换机具有较强的处理功能。
