现代交换技术与通信网复习要点

信息工程专业《现代交换技术与通信网》复习要点

1、通信网的三要素

通信网的三要素——交换设备(交换节点)，传输设备（传输线路）和用户终端。

2、电路交换，分组交换的原理，特点：

电路交换原理：

当用户需要通信时，交换机就在收、发终端之间建立一条临时的电路连接，该连接在通信期间始终保持接通，直至通信结束才被释放。通信中交换机不需要对信息进行差错检验和纠正，但要求交换机处理时延要小。交换机所要做的就是将入线和指定出线的开关闭合或断开。电路交换的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除。

电路交换的特点：

（1）信息传送的最小单位是时隙

（2）面向连接的工作方式（物理连接）

（3）同步时分复用(帧的概念)

注意：不同帧中编号相同的时隙组成一个恒定速率的数字信道。

（4）信息传送无差错控制

（5）信息具有透明性

（6）基于呼叫损失制的流量控制

分组交换原理:

分组交换把一份要发送的数据报文分成若干个较短的、按一定格式组成的分组，将这些分组传送到一个交换节点。交换节点采用存储—转发技术。分组具有统一格式并且长度比报文短得多，在交换机的主存储器中停留很短时间，一旦确定了新的路由，就很快被转发到下一个节点机。

分组交换的特点:

（1）信息传送的最小单位是分组

（2）面向连接（逻辑）无连接两种工作方式

（3）统计时分复用（动态分配带宽）

基本原理是把时间划分为不等长的时间片，按照某次通信的分组多少来分配，分组多，占用的时间片的个数就多，反之；

（4）信息传送具有差错控制

（5）信息传送不具备透明性

（6）基于呼叫延迟的流量控制

3、交换网络的设计包含几个方面

（1）在给定用户条件（如用户个数，电话使用的频繁程度等）和希望达到的服务质量后，如何确定交换网络的容量（入、出线的数量）；

（2）在已知网络的容量后，如何设计网络的结构；

（3）对于已知结构，如何实现数字接续（即将任意指定入线上的数字信号传递到任意指定的出线）。

4、分组交换的两种方式，原理，特点

分组交换的两种方式:

（1）面向连接的分组网络（提供虚电路VC服务）

（2）无连接的分组网络（提供数据报DG服务）

虚电路方式：在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端到端之间的虚电路；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。它不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。

数据报方式：不需要预先建立逻辑连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选路。

面向连接工作方式的特点：

（a）不管是面向物理连接还是逻辑连接，其通信过程都可分为三个阶段：连接建立，传送消息，连接拆除。

（b）一旦连接建立，该通信的所有信息均沿着这个连接路径传送，并且保证信息的有序性（发送顺序和接收顺序相同）。

（c）信息传送时延比无连接方式小。

（d）一旦建立的连接出现故障，信息传送就要中断，必须重新连接，对故障敏感。

无连接工作方式的特点：

（a）没有建立连接的过程，一边选路，一边传送信息。

（b）属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先无法预知，无法保证信息的有序性。

（c）信息的传送时延比面向连接的工作方式大。

（d）对网络的故障不敏感。

5、分组交换协中X.25分为几层，各完成什么功能。

X.25协议分为三层：物理层、数据链路层和分组层，各层在功能上相互独立。

1、物理层主要功能：

（1）在DTE（数据终端设备）和DCE（数据中心设备）接口处提供数据传输

（2）在设备之间提供控制信号

（3）提供时钟信号，用以同步数据流和规定比特速率

（4）提供电气地

（5）提供机械的连接器（如针、插头和插座）

2、数据链路层主要功能：

（1）DTE和DCE之间的数据传输（2）发送和接收端信息的同步

（3）传输过程中的检错和纠错（4）有效的流量控制

（5）协议性错误的识别和告警（6）链路层状态的通知

3、分组层的主要功能：

（1）在X.25接口为每个用户呼叫提供一个逻辑信道；

（2）通过逻辑信道群号（LCGN）和逻辑信道（LCN）来区分与每个用户呼叫有关的分组；（3）为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传输，包括顺序编号、分组的确认和流量控制；（4）提供交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）的连接；

（5）提供建立和清除交换虚电路连接的方法；

（6）监测和恢复分组层的差错。

6、一台交换机通常由三部分组成,各自功能是什么

接口，交换网络，控制系统

接口：将来自不同终端或其它交换机的各种传输信号转换成统一的交换机内部工作信号，并且按照信号的性质分别将信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络。

交换网络：实现各个入、出线上信号的传递或接续。

控制系统：负责处理信令，按照信令的要求控制交换网络完成接续，通过接口（发送必要的信令，协调整机工作和管理整个通信网。）

7、PCM30帧速率，时隙速率，比特速率，帧周期，时隙周期

1个复帧包含16个帧，1个帧包含32个时隙，1个时隙包含8个码元（比特）。

复帧周期（宽度）： 2ms

帧速率： 8kb/s 帧周期（宽度）： 125us

时隙速率： 256kb/s 时隙周期（宽度）： 3.9us

比特（码元）速率：2.048Mb/s 比特（码元）周期（宽度）：488ns

8、什么是交换网络的内部阻塞，如何解决

（1）在二级交换网络中，由于第一级的每一个交换器与第二级的每一个交换器之间仅存在一条链路，任何时刻在一对交换器之间只能有一对出、入线接通。虽然出、入线空闲，但因交换网络级间链路被占用而无法接通的现象称为网络的内部阻塞。

（2）解决办法有两个：（1）增加级间链路（2）构造三级无阻塞网络

9、程控交换系统接口类型：模拟用户接口，数字中继接口

模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能：

——B(Battery feeding)馈电

——O(Overvoltage protection)过压保护

——R(Ringing control)振铃控制

——S(Supervision)监视

——C(CODEC & filters)编译码和滤波

——H(Hybird circuit)混合电路

——T(Test)测试

数字中继电路的功能

1、码型变换

2、时钟提取

3、帧同步

4、复帧同步

5、提取和插入随路信号

10、我国电话网的结构特点

我国电话网采用等级结构，分为5级（C1、C2、C3、C4、C5），它是由本地网和长途网构成的。

1、大区中心局/C1局（省间中心局）

负责输通、汇接本大区的长途受话、发话以及转话业务。

2、省中心局/C2局

省中心局为各省会所在地的长局。

3、地区中心局/C3局（县间中心局）

地区中心局为地区机关所在地的长话局。

4、县中心局/C4局

县中心局为县长话局，是终端局（长话网的末端局）。负责输通本局内的发话、受话业务,没有转话业务。

11、电话通信网的路由选择顺序

(1) 先选高效直达路由。当高效直达路由忙时，选迂回路由，选择顺序是“由远至近” 。

(2) 最后选择最终路由。最终路由可以是实际的最终路由（低呼损电路），也可以是基干路由。

12、信令系统设计包括三个方面

信令系统设计包括三个方面：信令定义、信令编码、信令传输。

13、信令，信令方式，信令系统、随路信令，公共信道信令

信令：各交换局在完成呼叫接续中使用的一种通信语言，是控制交换机产生动作的命令。

信令方式：信令在传送过程中所要遵守的规约和规定，就是信令方式。它包括信令的结构形式，信令在多段路由上的传送方式及控制方式。

信令系统：为完成特定的信令方式所使用的通信设备的全体。

随路信令：信令和用户信息在同一通道上传送的信令，或信令信道和用户信息信道一一对应。公共信道信令：信令在专门的信令信道上传送。信令信道和用户信息信道是分开的，独立的。

14、七号信令系统分为几层，各完成什么功能

消息传递部分（MTP）和用户部分（UP）

第一层：信令数据链路（MTP1）：对应OSI物理层，为信令传输提供一条64kbit/s的双向数据通路。

第二层：信令链路控制（MTP2）：规定信令信息在一条单独的信令链路上传输的功能和步骤（增加检测、纠错能力），保证两点之间链路上的可靠传输。

第三层：信令网络功能（MTP3）：定义信令的分发和中转的过程，包括路由指引，网络故障和网络拥塞的处理。

第四层：用户部分功能：完成对各分系统的信令信息的编码及信令信息的分析处理。

15、信令网组成

信令网由信令点（SP）、信令转接点（STP）和信令链路组成。

16、虚电路和数据报方式的原理和特点

虚电路方式：通信终端在收发数据之前，先在网络中建立一条逻辑连接，在通信过程中，用户数据按照顺序沿着该逻辑连接到达终点。虚电路指的是一条逻辑连接，而不是指一条专门的物理通路。同一条线路可能同时被多条虚电路使用。

虚电路方式特点：

（1）面向连接的工作方式（2）分组按序传送（3）分组头简单（4）对故障敏感

数据报方式：分组被独立的对待，每一个分组都包含终点地址信息，彼此之间相互独立的寻找路径，同一份报文的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。在这种技术中，一个被独立对待的分组就称为一个数据报。

数据报方式特点：

（1）无连接的工作方式（2）存在分组失序现象

（3）分组头复杂（4）对网络故障适应性较强

17、分组交换网中为什么引入流量控制，实现的方法有几种

分组交换网中各个节点交换机的处理能力和各条线路的传输容量是一定的，但是用户终端发送分组的时间和数量具有随机性。如果不对数据流进行控制，有可能造成网内数据流分布不均匀，部分节点和线路上的数据流超过其处理能力或传输容量，造成网络的阻塞。严重时，分组在网络中无法传送，不断被丢弃，源节点无法发送新的数据，目的节点也收不到分组，造成死锁。

实现的方法：

证实法：通过发送一个分组或一组分组后等待接收方证实来进行流量控制

预约法：向接收端预约缓冲存储区，避免死锁，数据报方式常用

许可证法：（常见）在网络内设置一些许可证，状态为空闲或满载，分组需要等待一个空闲的许可证才可发送，到达目的地将分组卸下，许可证变为空闲

18、虚电路和逻辑信道概念，联系和区别

数据报：分组被独立的对待，每一个分组都包含终点地址信息，彼此之间相互独立的寻找路径，同一份报文的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。在这种技术中，一个被独立对待的分组就称为一个数据报。

逻辑信道：同一个物理信道上面可以同时传送属于多个不同用户的分组，好像这些用户分别占用了不同的子信道进行数据的传输，即一个通信的分组构成了一个子信道。

（1）虚电路是在DTE-DTE之间建立的虚连接，存在于端到端之间；逻辑信道是DTE-DCE接口或中继线上可分配的资源，存在于点到点之间，一条线路上可以存在多个逻辑信道。一条虚电路是由多个逻辑信道连接而成。每条线路的逻辑信道号是独立分配的，同一条虚电路在不通线路上的逻辑信道号可能是不相同的。

（2）逻辑信道是一直存在的，它分为占用和空闲两种状态；虚电路（不包括永久虚电路）随着通信的开始而建立，通信结束后就被清除。

19、分组交换中分组头包含哪三种信息

分组头中主要包含逻辑信道号，分组的序号和控制信息等。

逻辑信道号（LCN）标志每一个逻辑子信道，进而区别出分组是属于哪个通信的。

分组的序号是该分组在数据报文中的位置。

20、ATM主要有四个特点（面向连接的快速分组交换）

（1）固定长度的信元并简化了信头结构（2）采用异步时分复用方式

（3）面向连接的工作方式（4）标准化的ATM协议

21、同步时分复用和异步时分复用

（1）异步时分复用又称为统计时分复用，它也分时隙，但它是通过时隙的标头信息来区分不同的信息通路。

（2）异步时分复用与同步时分复用的比较如图所示。异步时分复用又称为分组复用，它能充分利用空闲时隙来传送数据。

22、虚通道与虚信道的关系和区别

ATM 传输通道可分割成若干个逻辑子信道 ，为便于应用和管理，逻辑子信道可按两个等级来划分：虚通道（VP ）虚信道（VC ）

ATM 采用虚通道VP ，一个虚通道VP 包括许多个虚通路VC ，而每一个虚通道具有一个唯一的虚通道标识符VPI(这里VP 相当于群路 , 而VC 相当于话路)。

一条物理链路包含多条VP （链路），每一VP(链路)又包含许多VC(链路)。VPI 相同，VCI 不同，标识不同的VC ；VPI 不同，VCI 相同，也代表不同的VC 。所以用VPI+VCI 作为VC （链路）的标识符。

23、VP 交换和VC 交换

VP 交换：仅变换VPI 值而不改变VCI 值的交换，即只进行虚通道的交换，虚通道里面的虚信道并不进行交换。

VC 交换：VPI 值与VCI 值都要进行改变的交换。因为虚信道是按照虚通道来划分的，当虚信道交换时，其所属的虚通道也要进行交换，即虚通道和虚信道都要进行交换。（汇接）

24、VPC （虚通道连接）、VCC （虚信道连接）之间的关系和区别

VCC 是VCC 端点之间的VC 级端到端的连接，由多条VC 链路串接而成，VCI （虚信道标识）用来识别一条VC 。

VPC 是VPC 端点之间的VP 级端到端的连接，由多条VP 链路串接而成，VPI （虚通道标识）用来识别一条VP 。

VCC 端点是VCC 的起点和终点，是ATM 层及其上层交换信元净荷的地方，也就是信息产生的源点和被传送的目的点。VPC 端点是VPC 的起点和终点，是VCI 产生、变换、终止的地方。

25、地址信令在多段路由上的传送方式：端到端方式 逐段转发方式

发端局

X 转接局

终端局

端到端方式 特点：速度快，拨号后等待时间短，信令在多段路由上的类型必须相同。

26、衡量程控交换机的性能指标

接口： 数量，类型

交换网络： 容量，结构（TST,STS ）

控制系统： 呼叫处理能力（最大忙时试呼次数BHCA ）

27、衡量分组交换机的性能指标

（1）端口数（同步端口数和异步端口数）

（2）吞吐量，表示该交换机每秒能处理的分组数。在给出该指标时，必须给出分组的长度，通常为128字节/分组。

（3）每秒能处理的呼叫次数。在一般情况下，该指标都是在不传送数据分组时给出的值。

（4）路由数。表示该交换机能与其他交换机相连接并能进行路由选择的值。

（5）平均分组处理迟延。指在传送一个数据分组从输入端口至输出队列所需的平均处理时间。

（6）提供用户可选补充业务的能力。

（7）支持X.25等协议的版本时间。

（8）提供非标准接口的能力。

28、TST 交换网络的输入和输出都是4路32/30CH PCM 信号，如果希望IDH0，7所连接的接口与ODH1,5互相通信，各个时间交换器与空间交换器应如何填写？

发端局

X 转接局

终端局 逐段转发方式

特点：信令传送速度慢，接续时间长，对线路

要 求低，信令在多段路由上的类型可多种。