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现代交换原理
1.3 主要的交换方式
现代通信网中采用的交换方式主要有电路交换、分组交换方式。
1.3.1 电路交换
电话交换一般采用电路交换方式。电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输，并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。
电路交换属于电路资源预分配系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管电路上是否有数据传输，电路一直被占用着，直到通信双方要求拆除电路连接为止。
电路交换的特点
①在通信开始时要首先建立连接，在通信结束时要释放连接；
② 一个连接在通信期间始终占用该电路，即使该连接在某个时刻没有信息传送，该电路也不能被其它连接使用，电路利用率低。
③ 交换机对传输的信息不作处理，对交换机的处理要求简单，但对传输中出现的错误不能纠正。
④ 一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值。
电路交换适合传输信息量较大且传输速率恒定的业务，如电话通信业务，但不适合突发性要求高和对差错敏感的数据业务。
1.3.2分组交换
分组交换原来是为完成数据通信业务发展起来的一种交换方式，由于分组交换技术的迅速发展，现在利用分组交换技术不仅可以用来完成数据通信业务，也可以用来完成话音和视频通信。
分组交换利用存储——转发的方式进行交换。
在分组交换方式中，首先将需传送的信息划分为一定长度的分组，并以分组为单位进行传输和交换。
在每个分组中都有一个3-10个字节的分组头，在分组头中包含有分组的地址和控制信息，以控制分组信息的传输和交换。
分组交换采用的是统计复用方式，电路的利用率较高。但统计复用的缺点是可能产生附加的随机时延和丢失数据的可能。这是由于用户传送数据的时间是随机的，若多个用户同时发送分组数据，则必然有一部分分组需要在缓冲区中等待一段时间才能占用电路传送，若等待的分组超过了缓冲区的容量，就可能发生部分分组的丢失。
第一章 绪论（2学时）
本章重点：电话交换网结构、电话机结构及工作原理、程控数字交换机
的基本结构及工作原理。
本章难点：电话机的工作原理、程控数字交换机的工作原理。
2学时
知识点层次教学要求
互连通信网络I了解初级互通网络、交换机互连网络、
电话交换网结构。
电话机结构及工作
原理Ⅱ掌握电话机的基本结构及工作原理和通
信过程。
交换机结构及工作
原理Ⅲ熟悉程控数字交换机的基本结构及工作
原理和通信过程。
交换技术的发展概
况I了解交换技术的发展历程。
下一代网络的体系
结构Ⅱ掌握下一代网络的体系结构及特点。
第二章 电路交换技术（10学时）
本章重点：电路交换系统的硬件结构、电路交换机的基本功能、时分交
换单元、空分交换单元、TST交换网络、DSN交换网络、数据驱动的程
序流程结构、时间表调度方式、信令处理程序、交换系统性能评价指
标。
本章难点：电路交换机的基本功能、时分交换单元、空分交换单元、
TST交换网络、DSN交换网络、数据驱动的程序流程结构、信令处理程
序流程。
2学时
知识点层次教学要求
电路交换技术的特
点I了解电路的定义和电路交换技术的特
点。电路交换机的分类I了解电路交换机常用的分类方法。
电路交换呼叫接续
过程Ⅱ掌握电路交换呼叫接续过程的三阶段和
信令交互关系。
电路交换系统的硬
件结构Ⅲ熟悉程控数字交换机的硬件功能组织结
构。
电路交换机的基本
功能Ⅲ熟悉程控数字交换机各组成模块的基本
功能。
2学时
知识点层次教学要求
数字交换网络I了解数字交换网络的作用和特点。
共享存储器时分交
换单元Ⅲ熟悉共享存储器型时分交换单元的电路
组织结构。
空分型交换单元Ⅲ熟悉空分型交换单元的电路组织结构。
共享总线型时分交
换单元Ⅲ熟悉共享总线型时分交换单元的电路组
织结构。
CLOSE交换网络
模型Ⅱ掌握CLOSE交换网络模型及3级可重排
无阻塞CLOSE网络。
2学时
知识点层次教学要求
TST网络工作原理Ⅱ掌握TST网络工作原理及建立双向通路
过程。
TST网络电路组织
结构Ⅲ熟悉TST交换网络电路组织结构。
现代交换原理-重点及复习内容
《现代交换原理》
第1章概论
全互连式的缺点(P1)：
1、线对数量随终端数的平方增加。
2、当终端相距较远时，两地间需要大量的长途线路。
3、每个终端都有(N-1)对线与其他终端连接，因而每个终端需要(N-1)个线路接口。
4、增加第(N+1)个终端时，必须增设N对线路。
因此，全互连式仅适合于终端数目较少，地理位置相对集中，且可靠性要求很高的场合。
有了交换设备(P2)：
1、尽管增加了交换设备费用，但它的利用率很高，相比之下，总的投资费用将
下降。
2、易于组成大型网络
数据通信和语音通信的区别(P3)
1、通信对象不同。
2、传输可靠性不同。一般而言，数据通信的比特差错率必须控制在10^-8以下，
而话音通信比特差错率可高达10^-3。
3、通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同。
4、通信过程中信息业务量特性不同。
利用电话网络进行数据传输的缺点(P4)：
1、在电话网络中进行数字信号传输至少需要经过A/D和D/A两次变换，增加了
信号传输的开销。
2、数据量很大时信道无法满足传输要求。
3、数据量很小时会浪费网络传输资源。 电路交换的主要优缺点(P5)：
电路交换的主要优点
①信息的传输时延小，且对一次接续而言，传输时延固定不变。
②交换机对用户的数据信息不存储、分析和处理传用户数据信息时不必附加许多控制信息，交换机在处理方面的开销比较小信息传输效率比较高。
③信息的编码方法和信息格式由通信双方协调，不受网络的限制。
电路交换的主要缺点
①电路接续时间较长。
②电路资源被通信双方独占，电路利用率低。
③不同类型的终端（终端的数据速率、代码格式、通信协议等不同）不能相互通信。
④有呼损。
报文交换(P5)：
基本原理是“存储—转发”。
1、报文交换的主要优点
①可使不同类型的终端设备之间相互进行通信。
②在报文交换的过程中没有电路接续过程，且线路利用率高。
一．电路交换：
“电路交换”（Circuit Switching）又称为“线路交换”，是一种面向连接的服务。两台计算机通过通信子网进行数据电路交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。最普通的电路交换例子是电话系统。电路交换是根据交换机结构原理实现数据交换的。其主要任务是把要求通信的输入端与被呼叫的输出端接通，即由交换机负责在两者之间建立起一条物理通路。在完成接续任务之后，双方通信的内容和格式等均不受交换机的制约。电路交换方式的主要特点就是要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。
1．电路交换的分类
电路交换又分为时分交换（Time Division Switching，TDS）和空分交换（Space Division Switching，SDS）两种方式。
时分交换是把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过时隙交换网络完成话音的时隙搬移，从而实现入线和出线间话音交换的一种交换方式。时分交换的关键在于时隙位置的交换，而此交换是由主叫拨号所控制的。为了实现时隙交换，必须设置话音存储器。在抽样周期内有n个时隙分别存入n个存储器单元中，输入按时隙顺序存入。若输出端是按特定的次序读出的，这就可以改变时隙的次序，实现时隙交换。
空分交换是指在交换过程中的入线通过在空间的位置来选择出线，并建立接续。通信结束后，随即拆除。比如，人工交换机上塞绳的一端连着入线塞孔，由话务员按主叫要求把塞绳的另一端连接被叫的出线塞孔，这就是最形象的空分交换方式。此外，机电式（电磁机械或继电器式）、步进制、纵横制、半电子、程控模拟用户交换机及宽带交换机都可以利用空分交换原理实现交换的要求。
2．电路交换的三个阶段
整个电路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输和释放线路三个阶段。下面分别予以介绍。
（1）电路建立
如同打电话先要通过拨号在通话双方间建立起一条通路一样，数据通信的电路交换方式在传输数据之前也要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。它的具体过程如下。
