通信网理论与应用第2章

1第2章传送与交换现代通信网的硬件组成从功能角度可分为三部分：终端设备、交换设备和传输系统。对应技术：传输技术、交换技术及接入网技术。2

本章学习要求掌握现代通信网的传输、交换和接入技术等方面的基本概念、原理及技术特点等。了解它们在实际网络中的具体应用。

第2章传送与交换3第2章传送与交换

2.1

传输技术

2.2

交换技术

2.3

接入网技术42.1传输技术2.1.1概述2.1.2传输信道2.1.3传输系统2.1.4传输方式2.1.5信道访问方式52.1.1概述传送、传输

传输（Transmission）是从信息信号通过具体物理媒质进行信息传递的物理过程角度来讲的，是具体的物理实现。

传送（Transport）是从信息传递的功能过程角度来讲的，是逻辑功能的实现。传送网、传输网

传送网是指在不同地点的各节点之间完成信息传递功能的网络，是网络逻辑功能的集合。电信网的功能可以归结为两大类：传送功能和控制功能。传送功能和控制功能并存于任何物理网络中。如果从信息传递能力的角度将网络的传送功能的集合看作一个逻辑的网络，这就是传送网。

传输网是具体实际设备组成的网络。62.1.1概述

传输网的组成由传输媒质和传输系统组成的。

传输媒质和传输系统在终端设备与交换节点之间及交换节点相互之间链接起来而形成网络，以完成信号传输。传输系统的组成传输系统：传输设备（接收设备和发送设备）传输复用设备传输系统有：光纤传输系统数字微波系统无线传输系统卫星传输系统等等72.1.1概述传输技术的要求（从通信质量和通信容量两方面考虑）：要尽量扩大传输距离，同时尽可能减小衰减，降低噪声；采用多路复用技术，以提高传输线路的利用率；要扩大传输带宽，提高传输容量；高速数据率，即在尽可能小的带宽内以尽可能高的数据率进行传输。82.1传输技术2.1.1概述2.1.2传输信道2.1.3传输系统2.1.4传输方式2.1.5信道访问方式92.1.2传输信道

信道：就是信息的传输通道，包含具体的传输媒质、发送设备和接收设备。

传输信道的分类

模拟信道和数字信道（信号形式）专用线路和交换网线路（有无交换）频分、时分或码分信道（复用技术）

有线信道和无线信道（传输媒质）10导向传输媒体：金属导体:双绞线、同轴电缆光纤非导向传输媒体：无线介质:无线电、短波、微波、卫星等11除了传输介质，一般还必须附加一些端设备，包括控制终端，沿线设置的增音器，均衡器等。122.1.2传输信道

1．传输媒质分类传输媒质就是通信线路，可分为有线和无线两大类。有线传输是指电磁信号或光信号在某种有形传输媒质（传输线）上传输。包括电缆和光纤。现广泛使用的电缆主要有双绞线电缆和同轴电缆。有线通信技术的典型代表是光纤通信。132.1.2传输信道

无线传输是指电磁信号在自由空间（大气层、对流层、电离层等）内传输。通信容量与电磁波频率成正比地增大。无线通信技术的典型代表是：移动通信微波通信卫星通信142.1.2传输信道

图2.1传输媒质分类通信线路有线通信线路无线通信线路架空明线电缆光缆对称电缆（双绞线电缆）同轴电缆中波短波微波卫星1515

2．有线传输媒质（1）对称电缆：也称平衡电缆、双绞线电缆。双绞线为两根线径各为0.320.8mm的铜线，经绝缘等工艺处理后，绞合而成。通常将多对双绞线形成缆，就构成了对称电缆。绞合的目的：减少相邻导线间的低频电磁干扰，扭绞得越紧密抗干扰能力越好。1616双绞线分类１

屏蔽双绞线（STP：

ShieldedTwistedPair)非屏蔽双绞线(UTP：UnshildedTwistedPair）1717（1）屏蔽双绞线STP屏蔽层→减少串扰(crosstalk)，电磁干扰(EMI)，无线电干扰(RFI)，防止信息被窃听适用于网络流量较大的高速网络应用场合有较高的传输速率,100米内可达到155Mbps。1818STP的缺点无中继传输距离短绝缘材料的使用→增加电缆尺寸、重量价格屏蔽材料的使用→安装很困难1919（2）非屏蔽双绞线UTP2020表2.1双绞线分类2AWG(Americanwiregauge)美国线规，是一种区分导线直径的标准，又被称为Brown&Sharpe线规。类别规格AWG性能（MHz）典型应用一类传输语音而不用于数据传输二类1语音、4MMb/s数据传输令牌环三类22和2416POTS、E1/T1、令牌环网、10Base-T网等四类各种204/16令牌环网五类各种1004/16令牌环网、10/100Base-T网等超五类各种100、125MHz、200MHz等满足大多数应用的需求，尤其是千兆位以太网1000Base-T等六类各种200千兆位以太网七类各种600应付未来高速和多媒体网络的需要2121目前电话用户线和局域网中都使用非屏蔽双绞线普通电话线多采用24号UTP。局域网中常用到的双绞线一般都是非屏蔽的5类4对（即8根导线）的电缆线。2222

内导体铜芯：单股实心线或多股绞合线绝缘层外导体屏蔽层：紧密缠绕的网状导线保护套（2）同轴电缆(coaxialcable)232.1.2传输信道

同轴电缆是由若干个同轴对和护层组成，同轴对由内、外导体及中间绝缘介质组成。导电材料采用铜。优点：同轴电缆是不对称结构，无发射损耗，亦少受外界干扰影响，有很好的传输质量和可靠性。传输带宽较大，传输容量也较大。同轴电缆适合于高频宽带传输，通常能提供500～1000MHz的带宽缺点：同轴回路的特性阻抗不均匀，影响传输质量。同轴电缆耗铜量大，成本高，不易安装埋设用途：主要用于有线电视系统、光纤同轴混合接入网和移动通信系统的天面馈线。

（2）同轴电缆2424（3）光缆25光缆中传送信号的是光纤，若干根光纤按照一定的方式组成缆芯。光纤由纤芯和包层组成，纤芯和包层的折射率不同，利用光的全反射使光能在纤芯中传播。2626光纤：纤芯-折射率高、玻璃包层-折射率低光纤传输原理：利用内部全反射原理来传导光束：光线由光密介质进入光疏介质时，在入射角足够大的情况下会发生全反射的特性，即当入射角≥临界值时产生全反射。282.1.2传输信道

优点：传输频带宽，传输速度高（可高达1014b/s以上），误码性能好（误码率优于10-9），通信容量大；损耗低，尤其是1.55μm附近，衰耗值可低至0.2dB/km，中继距离可达50km；光纤是非金属材料，不受电磁干扰，无串音。线径细、重量轻、资源丰富、成本低。29通常采用的光脉冲信号的波长集中在某些波长范围附近，这些波长范围习惯上又称为窗口，目前常用的有850nm、1310nm和1550nm为中心的三个低损耗窗口，在这三个窗口中，信号具有最优的传输特性。在局域网中较常采用850nm，在长距离和高速率的传输条件下的城域网和长途网中均采用1550nm波长。30表2.1双绞线、同轴电缆、光缆的性能比较

传输媒质种类价格受电磁干扰频宽ＵＴＰ最便宜干扰程度高低ＳＴＰ一般干扰程度低中等同轴电缆一般干扰程度低高光缆最贵彻底隔绝干扰极高2.1.2传输信道312.1.2传输信道

（4）均衡器、再生器传输信道的衰耗随频率的增加而加大。因而，在传输过程中，会引起信号的幅频和相频失真。为此，常在前端附加校正网络——均衡器，用以均衡不同频率的衰耗，并分别称之为幅度均衡和相位均衡。应用：一般情况下，电话无需均衡。数字传输则必须进行幅度特性和相位特性的校正，否则误码将很严重。进行图象传输时，相位均衡十分重要。小贴示：322.1.2传输信道

再生器再生器：当信道仅用以传输数字信号时，在长距离传输过程中，对数字信号进行限幅和再生。数字信号经再生后继续往信道上传输，可保持信号幅度和避免噪声积累。33无线传输媒质：即自由空间又称理想介质空间，相当于真空状态的理想空间。无线信道传输:无线电波在自由空间内传播，其传播速度等于光速，即3×108m/s。无线传输信道必须通过发射机系统、发射天线、接收天线、接收机系统才能传送信息。发射天线感应电流而产生的电磁振荡辐射，这些电磁波在自由空间或空中传播，最后被接收天线所感应。3.无线传输（WirelessTransmissionMedia)34

2.1.2传输信道表2.2无线电波段的划分

353Hz~30kHz甚低频（VLF、超长波）音频、电话、数据终端30kHz~300kHz低频（LF、长波）导航、信标、电力线通信频率名称（符号）主要用途及场合300kHz~3MHz中频（MF、中波）AM广播、业余无线电3MHz~30MHz高频（HF、短波）移动电话、短波广播业余无线电30MHz~300MHz甚高频（VHF、米波）FM广播、TV、导航移动通信300MHz~3GHz特高频（UHF、分米波）TV、雷达、遥控遥测、移动通信3GHz~30GHz超高频（SHF、厘米波）微波通信、雷达、卫星通信30GHz~300GHz极高频（EHF、毫米波）微波通信、雷达、射电天文学10E5Hz~10E7GHz紫外光、红外光、可见光光通信36长波沿着地面，尤其是海平面的传播损耗较小，并具有较好的对海水渗透性，但可用频带少且天线庞大，一般只用于航海导航和对潜通信系统。中波也是以地面波为主要传播方式，传播损耗稍大，距离较远。短波地面损耗较大，地面传播距离较短，但借助地球上空的电离层反射，可进行远距离通信超短波30-3000MHz，电离层已经不能进行反射，地面损耗较大，因此传播的主要方式是空间直射波和地面反射波的合成。一般只用作近距离通信手段。较适宜建立移动通信网。无线电BS基站

用户计算机和终端BS基站覆盖的无线电区域F2F3F1F2F3F1F2F3F1F2F2F3F1F1,F2,F3=使用的频率工作在超短波波段可以穿透墙壁主要传播方式是靠空间直射波和地面反射波。资源有限，管制频率必须向无委会申请，未经管制的频率的功率必须在１W以下未受管制的频率：902-925MHz,2.4GHz(全球通用），5.72-5.85GHz地面蜂窝小区移动通信网，寻呼，家用无绳电话和新兴的无线本地环路等地面微波接力工作于300M－300GHz以上近乎直线传播，只能进行可视范围内的通信；大气和固体物将妨碍微波的传播，如无法穿过建筑物。距离：50-100km适用于大容量信息传输。地球地面站之间的直视线路微波传送塔39卫星通信卫星通信是指利用人造卫星进行中转的通信方式。

商用的通信卫星一般被发射在赤道上方3.6万公里的同步轨道上，另外也有中低轨道的小卫星通信，如Motorala公司的铱星系统。

40卫星通信示意图地球同步卫星工作在微波波段与地面站相对固定位置可使用多个卫星覆盖全球全连接网适合长距离传输，如国际和洲际之间等传播时延长(单端时延达250-300ms,一般可取为270ms)36，000公里地球42信道即信息传输的通道。一条传输线路可以是一个信道，也可以是采用一定技术手段形成的多个信道。4．信道复用技术432.1.2传输信道

信道复用的原因：为了提高频带利用率，将一条线路分成多个子信道来传送多路信息。实现方法：通常是用通信线路收发两端的多路复用设备进行多路信号的组合或分离，是信道的组成部分。可用于：接入（多址接入）复用传输（传输线路）复用多址接入复用与传输复用的区别：在多址接入复用中，各路信息各自经调制后随机送入信道，接入是一种随机过程，无需将各路信息集中起来后进行复用；传输复用的各路信息需集中后再复用。

45

复用——将多个无关的源信号综合后在一个公共的信道上传输,使一条线路分成多个信道来传送多个信源的信息，就象每个信息源都独立拥有各自的信道一样。

DEMUX复用器解复用器共享信道MUX46复用的主要问题在于如何将多路信号综合在一起并保持它们各自的“独立性”，即在接收端能将各路信号完全分离出来。复用的原理如果多个用户信号彼此正交（信道正交），则这些信号可以共享同一个传输信道。信号可以表现为时间、频率和码型的函数。只要在不同域内正交：频域、时域、码域，同时通信的多路信号就会被区分开。47信道多路复用的理论基础是信号分割原理。信号分割的依据在于信号之间的差别FDM：按照频率参量的差别来分割信号的多路复用TDM：按照时间参量上的差别来分割信号的多路复用CDM：根据码型(波形)结构的不同来实现信号分割的多路复用此外，还有两种特殊的复用方式：SDM空分多路复用(SpaceDivisicnMultiplex,SDM)和波分多路复用(WavelengthDivisicnMultiplex,WDM)48信道复用技术类型1.频分复用（FDM）2.波分复用（WDM）3.时分复用（TDM）（STDM和ATDM）4.码分复用（CDM）492.1.2传输信道

FDM、TDM和CDM用做信道接入时，对应的多址接入复用方式有：FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess，频分多址）TDMA（Time-DivisionMultipleAccess，时分多址）CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，码分多址）501.频分复用FrequencyDivisionMultiplexing原理：所有用户在同样的时间占用不同的频带资源，频率通道之间留有防护频带。CH2CH1CH3原带宽CH1CH2CH3移频后带宽MUXCH1CH2CH3带宽复用f适用于模拟信号传输

FDM特点：不同路的信号占用相同的时间采用的相同码型占用不同的频带，信道在频率上正交CH2CH1CH3原带宽CH1CH2CH3移频后带宽MUXCH1CH2CH3带宽复用f光速=波长*频率在光纤通信系统中，也采用光的频分复用的方法。由于在光的频域上信号频率差别比较大，人们更喜欢采用波长来定义频率上的差别，因而这样的复用方法称为波分复用。2.波分复用WaveDivisionMultiplexing53F2F1F3

光谱F1F2F3共享光纤的光谱光纤2光纤3光纤1共享光纤采用无源设备，更可靠棱柱/衍射光栅原理：光的频分复用。整个波长范围被划分为若干个波长范围，每个用户占用一个波长范围来进行传输。2.波分复用WaveDivisionMultiplexing54光源(λ1)光源(λ2)光源(λn)

合波器分波器检测器(λ1)检测器(λ2)检测器(λn)CH1CH2CHnCH1CH2CHn单根光纤

波分路复用原理方框图输入调制复用去复用解调输出┋┋每个信道运行速度高达2.5～10Gbps。55当相邻两个峰值波长的间隔在50～100nm,即波长间隔比较大的系统,称为WDM系统;当相邻两个峰值波长的间隔较小,在1～10nm量级时称为密集的波分复用(DWDM)系统;当相邻两个峰值波长的间隔小于1nm时,则通常称为光频分复用系统(OFDM).562.1.2传输信道

FDMAFDMA以传输信号的载频频率的不同来区分信道，建立多址接入。不同移动用户的发射信号之间的正交性是通过频域中的带通滤波器获得的。FDMA的上行链路与下行链路信道运行于完全不同的频带。573.时分复用TimeDivisionMultiplexing原理：当传输介质能达到的传输率超过单一信源要求的数据传输率时，可将物理信道通信时间划分成若干时间片,并将各个时间片按照一定的规律分配给多路信号，使得所有用户在不同的时间占用同样的的频带宽度A2A1A3原始信号D2D1D3数字化信号MUX复用后数据TDM不仅局限于传输数字信号，也可适用于模拟信号的传输

时隙1234D3D2D1时间片58在接收端，可用时分多路复用器把各路信号分开，但要求接收端的时分多路复用器与发送端的时分多路复器保持同步，以便正确区分并接收各路信号。592.1.2传输信道

TDM的特点：

占用相同的频带采用相同的码型占用不同的时隙进行复用，信道在时域上正交。TDM适合于传送数字信号。TDM把一条高速数字信道分成若干条低速数字信道，构成同时传输多个低速信号的信道。602.1.2传输信道

TDM的优点：不存在保护频带，信道传输效率高；容量大。缺点：通信双方必须保持时隙时钟同步，以确保接收端能够正确地接收各路信息。612.1.2传输信道

TDM技术应用：对应的技术有PCM技术，同步数字体系（SDH：SynchronousDigitalHierarchy，）技术。采用的设备有PDH（PlesynchronousDigitalHierarchy，准同步数字体系）和SDH（同步数字体系）两种传输体系。622.1.2传输信道

实际应用：PSTN（PublicSwitchedTelephoneNetwork，公共交换电话网）中的数字传输干线采用TDM技术；数字微波系统就是采用TDM技术的基于SDH的数字传输系统；在卫星通信中，采用FDM或TDM复用方式。632.1.2传输信道

时分复用方式分为两种方式：同步时分复用（STDM：SynchronousTime-DivisionMultiplexing）异步时分复用（ATDM：AsynchronousTime-DivisionMultiplexing），也称为统计时分复用（StatisticalTime-DivisionMultiplexing）。642.1.2传输信道

信息传送模式信息在网络中的传送方式称为传送模式，包括信息的复用、传输和交换。根据复用方式的不同，传送模式可分为：同步传送模式（STM：SynchronousTransferMode）异步传送模式（ATM：AsynchronousTransferMode）。65同步时分复用（STDM）方式和同步传送模式（STM）

同步时分复用（STDM）以固定分配时隙的方式对来自多个输入设备的各路信号进行组合。一帧的时长是确定的（通常为125us）。

STDM特点：采用固定帧长结构，各帧中的时隙按位置顺序编号，不同帧中编号相同的时隙为同一个子信道，即每个子信道占用一个周期性重复出现的时隙。每个子信道的速率是恒定的，一个子信道传输一路信号，而且需要同步信号进行时隙定位。根据时隙在帧内的相对位置来识别信道。这种信道称为位置化信道。66

2.1.2传输信道

图2.2两种时分复用方式

672.1.2传输信道

同步传送模式（STM）采用同步时分复用（STDM）传输技术和同步时分交换（SynchronousTime-DivisionSwitching）技术的传送模式。对STDM的信号的交换就是对信息所在位置的交换，即时隙的内容在时间轴上的位置移动，称为同步时分交换。特点：速率和带宽是确定的，必须按照信道的最大速率分配信道资源。应用：STM方式适合于恒定速率业务的传送。对于可变速率的业务，信道利用率会受到影响。目前电话网中的数字交换机都采用同步时分复用技术。682.1.2传输信道

异步时分复用（ADTM）方式和异步传送模式（ATM）异步时分复用（ADTM）根据用户需求动态按需分配时隙，故也称为统计时分复用方式。特点：每帧中没有空闲时隙。每帧中的时隙数可小于所接的低速输入线数n，其帧长是不定的。复用信道上的一帧的数据速率可低于信道的最大速率，提高了信道利用率。在每个时隙中必须带有地址信息，这些地址信息是靠标志码标示的，同一用户信息的不同分组的标志码相同，通过时隙中的“标示”信息来识别信道，并通过标示进行交换。故此类信道也称为标志化信道。此种方式不是根据时隙位置来识别信道，不需要同步信号进行时隙定位。在每个时隙中，既包含数据又包含地址信息，所以每个时隙存在额外的开销。理论和实践表明，ATDM的效率要比STDM的效率高1.54倍。69缓冲区复用器信道用户1图STDM的示意图┊用户2用户nSTDM又称异步TDM或智能TDM。702.1.2传输信道

异步传送模式（ATM）是采用异步时分复用（ATDM）传输技术和异步时分交换（AsynchronousTime-DivisionSwitching）技术的传送模式。对异步时分复用信号的交换就是按照每个分组的地址信息标志码，将其分发到输出线上，这种交换方式叫异步时分交换（也叫存储转发交换）。特点：动态地分配信道，提高了信道效率，适用于可变速率的业务。712.1.2传输信道

TDMA以传输信号存在的时间不同来区分信道，建立多址接入。时隙的分配可以是固定的，也可以是动态的。时隙是固定的，称为同步TDMA（STDMA：SynchronousTDMA），STDMA可以是宽带的，也可以是窄带的；时隙是动态的，称为异步TDMA（ATDMA：AsynchronousTDMA）。

722.1.2传输信道

5.CDM和CDMACDM在码域上多路信号调制在不同的码型上进行复用。每个信道分配不同的基本地址码序列，使得不同信道分得的码序列彼此正交，接收机只要对其欲接收的信号的地址码进行相关检测，即可获得信号。特点：占用相同的频带占用相同的时间不同的、正交的地址码，信道在码域上正交。732.1.2传输信道

CDMACDMA以传输信号的码型不同来区分信道，建立多址接入。CDMA是一种扩频技术，本质上，扩频为每个用户信号标记了唯一的目的地址。实际产生的宽带扩频函数并没有真正正交，因此，存在各用户间的相互干扰——多址干扰。

74。FDM/FDMA功率时间频率CDM/CDMA功率时间频率TDM/TDMA功率时间频率

752.1传输技术2.1.1概述2.1.2传输信道2.1.3传输系统2.1.4传输方式2.1.5信道访问方式762.1.3传输系统

1．传输系统传输系统是完成信息传输的实际设备，包括：传输设备传输复用设备（1）传输设备：主要指收发信机，它也属于信道的一部分，如微波收发信机，卫星地面站收发信机及光端机等。782.1.3传输系统（2）．传输节点设备

作为数据传输链路的转接设备，完成节点两侧链路之间的交叉连接，包括：配线架电分插复用器（ADM）数字交叉连接器（DXC）光分插复用器（OADM）光交叉连接器（OXC）等。

DXC是由微机控制的复用器和配线架，它是不受信令控制的静态交换机，由程序控制形成半永久性连接。

792.1传输技术2.1.1概述2.1.2传输信道2.1.3传输系统2.1.4传输方式2.1.5信道访问方式802.1.4传输方式1．有线传输链路的分类

按照有无复用及复用的方式，有线传输链路可分为三类：实线传输链路（无复用）频分载波传输链路时分数字传输链路现在频分载波有线传输链路的应用已不多，在有线电视网中还有使用。812.1.4传输方式（1）实线传输链路

是指短距离内传输模拟基带信号的链路。传输媒质：只有对称电缆可以直接传输基带信号频带：3003400Hz应用：只有在用户终端至交换局的用户线路上采用缺点：是最简单的一种传输链路，但线路利用率不高线路投资比较大，不经济。822.1.4传输方式（2）时分数字传输链路是指将模拟信号经过脉冲编码调制（PCM：Pulse-CodeModulation）之后变为数字信号，然后进行时分多路复用的传输链路。PCM的基群信号可传24路或30/32路话音信号。利用数字复用技术可将基群信号复用为更高速率的信号，以提高信道传输能力。它有两种数字传输体系：PDH和SDH。83s2Mbit/s电信号8/2Mbit/s分接分接34/8Mbit/s分接140/34Mbit/s140Mbit/s电接口复接2/8Mbit/s复接8/34Mbit/s复接140Mbit/34/140Mbit/s电接口(a)PDH分接复接图SDH分插复用器（ADM）光接口光接口155Mbit/s155Mbit/s2Mbit/s(电信号)图PDH系列和SDH系列分插低速支路信号的过程(b)SDH分插图SDH采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，使低阶信号到高阶信号的复用/解复用一次到位。84SDH体系的速率STM（SynchronousTransferModule):同步传送模块STM-1为第一级同步传送模块，STM-N称为第N级同步传送模块。STM-1的传送速率为155520kbit/s，第N级的传送速率为N×155520kbit/s。STM-64：10Gbps(12万条话路)STM-256:40Gbit/sSTM-1024:160Gbit/sSDH具有统一的数字速率标准（STM-N，N=1，4，16，64）统一的光网络节点接口。859×270×N个字节RSOHAU-PTRMSOH9×N1349Payload（POH）261×N5帧结构（P-39）

块状帧。由横向270×N列和纵向9行字节组成。字节的传输是按从左向右，从上而下按顺序逐行串行传送。每秒共传8000帧。STM-N强大的网络管理功能862.1.4传输方式2．传输方式根据信号的传输方向，将工作方式分为：单工方式半双工方式全双工方式。（1）单工方式信号的传输永远只能向一个方向进行，例如：广播网寻呼网872.1.4传输方式（2）半双工方式在双方通信过程中，信号可以沿任一方向传输。但在任何给定的时间内，传输仅能沿某一方向进行。例如：无线对讲机采用CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）协议机制的以太网（Ethernet）882.1.4传输方式（3）全双工方式信号可以同时沿相互通信的两个方向传输。可以使用两个不同的时隙或两个不同的载频来进行双向信息的传输。892.1.4传输方式

对于信道建立后的通信阶段的无线多址接入方案，双工方式有两种：频分双工（FDD：FrequencyDivisionDuplexing）方式时分双工（TDD：Time-DivisionDuplexing）方式

902.1.4传输方式频分双工（FDD）方式收发双方采用不同的频带，两个频带之间保留一定的频带间隔，至少要间隔标称频率的5%。

该方式可与FDMA、TDMA和CDMA多址方式结合使用，实现FDMA/FDD、TDMA/FDD、CDMA/FDD方式，如GSM系统采用的就是FDD方式。时分双工（TDD）方式

收发双方采用相同的载波频段，但在时间上分开，保留一定的时间间隔。此方式可与FDMA、TDMA和CDMA多址方式结合使用，实现FDMA/TDD、TDMA/TDD、CDMA/TDD方式，如我国提出的3G标准TD-SCDMA采用的就是TDD方式。912.1.4传输方式

时间

用户1用户2用户3用户4

幅度幅度时间上行

下行

t4

t3

t2

t1

下行

上行

f1f2f3f4f*1f*2f*3f*4

频率

f1f2f3f4

频率

（a）FDMA/FDD（b）FDMA/TDD

图2.3无线接入双工方式不同用户在不同一频段上传，上下行分时传输922.1.4传输方式

幅度

幅度

时间上行

下行时间下行上行

t4

t4

t3t3t2t1t1t2

用户1

用户2

用户3

用户4

f1f2f*1f*2

频率

f1f2

频率

（c）FDMA/TDMA/FDD（d）FDMA/TDMA/TDD图2.3无线接入双工方式不同用户可能在同一频段分时上下行传输932.1.4传输方式

码

CDMA/FDDCDMA/TDD下行

上行

用户1

用户2

用户3

用户4

频率

时间

上行

下行

（e）CDMA/FDD和CDMA/TDD图2.3无线接入双工方式942.1.4传输方式频分双工（FDD）与频分复用(FDM)的区别：FDD是针对收发两个传输方向定义的。

FDM是针对一个传输方向定义的。举例：

我国的GSM900M系统的FDMA/TDMA/FDD方式基站移动终端：正向信道或下行链路移动终端基站：反向信道或上行链路系统的正向和反向信道采用不同的载波频带（FDD方式）：

上行频带：905915MHz

下行频带：950960MHzGSM900工作频段上行（MS→BTS）：890—915MHZ下行（BTS→MS）：935—960MHZ带宽：2*25MHZ双工间隔：45MHz频道间隔：200KHz保护频带：100KHz每个载波：８个用户（TDMA）双工信道数：124我国目前实际占用高端10M频段从上往下联通6M，移动4M95发射、接收频率之间的频率间隔称为双工间隔962.1.4传输方式3．传输控制方式根据具体实施传输控制的比特传送方式的不同，可分：串行并行依据传输线路收发两端是否要比特时间一致，又可分：同步异步972.1.4传输方式串行传输：采用单信道，依次传送比特并行传输：需采用与分组比特数相同的多信道同时传送比特异步传输：无需在收发两端实行比特专门同步，但要在发送分组的首尾加起止信号，一同传送。缺点：附加开销大；噪声干扰起止信号时，可能会失去有用信息；同步传输：要求收发两端比特、帧同步。特点：附加开销较异步方式少许多。误码造成同步信号丢失后，将可能失去整个用户数据。982.1.4传输方式

常用的链路传输控制方式之一，是异步串行传输方式。如RS-232接口。

图2.45单位码电报格式

992.1传输技术2.1.1概述2.1.2传输信道2.1.3传输系统2.1.4传输方式2.1.5信道访问方式多址技术:不同地点的多个用户接入一个公共的传输媒质，实现各个用户之间相互通信的技术，在移动通信中就是多个用户通过公共的电磁波频带实现相互连接进行通信技术。固定分配方案:在频域，时域，码域先将信道部分化成子信道，再将这些子信道固定分配给用户，而与其业务量统计值无关。也就是说，每站具有其子信道的独占权，而不管其产生的业务量如何。频分多址（FDMA），时分多址（TDMA），码分多址（CDMA）和波分多址（WDMA）都是固定分配方案。多路复用技术与固定分配的多址连接技术的区别：理论基础都是信号分割技术。两者的区别在于：常规的多路复用技术需要集中起来进行复用，让所有用户同时共享所需通信信道且在本地实现；多址接入技术与常规的多路复用技术不同之处在于：各路信息各自经调制后送入信道，而无需集中起来进行复用。ALOHA时隙ALOHA带俘获ALOHA受控ALOHA多址接入技术预约ALOHACSMACSMA/CD竞争环非对称协议无冲突型纯竞争型减少冲突型轮询令牌时隙环寄存器插入基本位图法BRAR/MSAPPODA预约TDMATDMACDMAWDMAFDMA固定分配按需分配资源预留信道访问方式通过集中器或复用器连接

通过公用信道连接特点：一条公用信道连接所有主机，按协议分配信道接入方法：集中式控制分散式控制随机接入受控接入

信道访问方式：随机访问和控制访问随机访问，可以按用户本身意愿随机地访问信道，发送信息。控制访问，可以是集中式的中央控制法，也可以采用分散方式，如令牌传递。典型技术有ALOHA技术和CSMA/CD技术。随机接入技术ALOHA：AdditiveLinkOn-lineHawaiiSystem，夏威夷方言：你好CSMA/CD：CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection,载波监听多路访问/碰撞检测2.ALOHA技术

ALOHA系统的一般模型纯ALOHA（P－ALOHA）:想发就发，如冲突，等待随机时间后重发（帧的长度＝发送一个帧所需的时间T0

）站1站2站N-1站N……1462351234567发送成功发送成功冲突重传冲突重传发送成功发送成功5时隙ALOHA（S－ALOHA）工作原理各站时间同步时隙（slot)的长度：一帧的长度T0在每一个时隙的开始时才发送数据,冲突后的重发策略与纯ALOHA的情况相似。预约ALOHA工作原理：各站点以某种方式预约帧的发送时隙，从而保证所发送的帧不会与别的站的帧发生冲突网络负载很轻时，网络按ALOHA方式工作;网络负载很重时，网络按接近于TDM的方式工作3.载波监听多点访问CSMA技术

（CarrierSenseMultipleAccessProtocols）

：“讲前先听”工作原理：发送前监听。每个站点在发送数据之前要监听信道上是否有数据在传送。若信道上有数据在传送，则此站按自己的策略决定是否继续监听（坚持否）。若信道上无数据在传送，则也以自己的策略决定是否立即发送数据（概率１或p)；若在发送数据的过程中产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。载波监听策略：

非坚持CSMA：一旦监听到信道忙，就不再监听；延迟一个随机时间后再次监听。坚持CSMA：监听到信道忙时，仍继续监听，直到信道空闲

1-坚持CSMA：一听到信道空闲就立即发送数据（以概率1发送）

p-坚持CSMA：听到信道空闲时，以概率p发送数据，而以概率（1一p）延迟一段时间（端到端的传播时延），重新监听信道。时隙CSMA：每一帧只能在每一时隙的开始处才能发送，可以是时隙非坚持CSMA、时隙P坚持CSMA三种坚持的优缺点：非坚持不能充分利用信道刚刚转入空闲的这段时间；１坚持又容易在上述信道刚刚转入空闲的这段时间产生冲突；Ｐ坚持很难选择一个能用于各种通信量强度的p值。半双工以太网多址接入技术：

CSMA/CD：“讲前先听”，“边讲边听”

(CarierSenseMultipleAccesswithCollision)

工作原理：发送前监听信道,

边发送边监听。若监听到冲突，停止发送数据，并强化冲突也可划分为时隙和非时隙的，这两种中的每一种又可再分为非坚持、p坚持和１坚持三种。1-坚持的CSMA/CD：监听到信道空闲就立即发送数据，并继续监听；若监听到冲突，则立即放弃发送（半双工以太网采用的技术）

无线局域网中不采用CSMA/CD，采用冲突避免（CollisionAvoidance）的方法。在无线局域网中，无线电波传输距离受限，不是所有的节点都能够都能监听到信号无线网卡工作在半双工模式下，设备无法一边接收数据信号，一边传送数据信号无线带宽本就不高，一旦发生碰撞，重新发送数据，会降低吞吐量。

114无线局域网多址接入技术

CSMA/CA

CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance

无线局域网多址接入技术

CSMA/CA

CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance

1.送出数据前，监听媒体状态，等没有人使用媒体，维持一段时间后，才送出数据。由於每个设备采用的随机时间不同，所以可以减少冲突的机会。2.送出数据前，先送一段小小的请求传送报文(RTS:RequesttoSend)给目标端，等待目标端回应允许发送帧CTS:CleartoSend后，才开始传送接收端如果正确收到此帧，则经过一段时间间隔后，向发送端发送确认帧ACK发送端收到ACK帧，确定数据正确传输，在经历一段时间间隔后，会出现一段空闲时间。115无线局域网多址接入技术-CSMA/CA

CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance

（1）首先检测信道是否有站点在使用，如果信道空闲，则等待DIFS（分布协调功能帧间间隔）时间后才送出数据，帧的优先级不同，DIFS不同。

（2）目的STA如果正确收到此帧，则经过SIFS（短（Short）帧间间隔）时间间隔后，向源STA发送确认帧ACK。

（3）源STA收到ACK帧，确定数据正确传输，在经历DIFS时间间隔后，会出现一段空闲时间，叫做争用窗口，表明会出现各STA争用信道的情况（4）如果检测信道时发现信道正在使用，站点使用CSMA/CA协议的退避算法。冻结退避计时器。只要信道空闲，退避计时器就进行倒计时。当退避计时器减少到零时，STA就发送帧并等待确认。（5）如果没有收到ACK帧，必须重传次帧。116无线局域网多址接入技术

CSMA/CA

CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance

带有RTS/CTS握手信号的CSMA/CA协议在检测出信道空闲并等待DIFS时间间隔后，不立即发送数据帧，而是先发送请求发送RTS报文给目的站目的STA收到RTS报文后，发送允许发送CTS报文给源站，经过这次握手后，就可以发送数据帧。通过RST/CTS握手信号可以有效的避免隐蔽站问题（未能检测出信道上其他站点信号的问题），因为收到请求或回应的其他站是不会发送数据的，就避免了冲突的产生。。117无线局域网多址接入技术

CSMA/CA

CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance

协议还是设有三种情况供用户选择：使用RTS和CTS帧；当数据帧的长度超过某一数值时才使用RTS和CTS帧；不使用RTS和CTS帧。118119第2章传送与交换

2.1

传输技术

2.2

交换技术

2.3

接入网技术1202.2交换技术2.2.1电路交换2.2.2分组交换2.2.3快速分组交换2.2.4光交换2.2.5软交换1212.2.1电路交换根据网络中是否有交换节点，可把网络分为两类：交换网：网中有交换节点广播网：网中无交换节点电路交换网分组交换网帧中继网等交换网有交换节点采用数字交叉连接设备（DXC）的数字数据网（DDN）——无交换节点广播网共享同一传输媒质，通过不同的媒质访问控制方式（信道访问方式,多址接入）进行通信。如广播式的局域网，CATV等。——无交换节点1222.2.1电路交换

交换方式的分类：按交换的信号类型分：电子交换：电路交换、报文交换、分组交换、帧中继和ATM交换。光交换按交换的信号带宽分：窄带交换：电路交换、报文交换、分组交换宽带交换：ATM交换、IP交换、光交换宽带交换应和信道速率及业务种类无关。按局内处理信号的方式分：电路交换报文交换分组交换ATM交换、帧中继和IP交换采用的都是基于分组交换的方式。1232.2.1电路交换按采用的时分复用方式的不同，信息传送模式或电子交换方式大体上可分为两类：同步传送模式异步传送模式图2.5电子交换方式的分类1242.2.1电路交换1．电路交换原理电路交换的发展电路交换（CS：CircuitSwitching）技术是最早出现的一种交换方式，起源于电话交换系统，现已有一百多年的历史，目前主要应用于电话网中，也可用于数据通信。电话通信的特点是交互式实时通信，对时延和时延抖动敏感，而对误码差错不敏感。在通信过程中，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小。有时，将传输信道统称为电路。电路交换：在两个用户之间建立一条临时的但专用的电路（路径）作为这两个用户之间的通信线路。即暂时连接、独占一条路径并保持到连接释放为止。电路交换是一种以电路连接为目的、实时的交换方式。1252.2.1电路交换通信过程：电路建立消息传送电路释放电路建立：在通信之前，在两个用户之间建立一条专用的物理通信路径，该通路一直维持到通话结束。故电路交换是一种面向连接的交换方式。消息传送：当通路建立后，两个用户就可进行实时的、透明的消息传送（即在交换节点处不存储和处理信息，连续传送）。电路释放：当通话完毕，一方或双方要求拆除此连接，该通路即被释放。1262.2.1电路交换电路交换有两种方式：空分交换和时分交换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。n条入线通过nm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。时分交换基于同步时分复用技术，通过时隙交换网络完成信息的时隙交换，从而做到入线和出线间信息的交换。目前，电话网中的数字交换机采用时分交换或时分交换与空分交换结合的方式。1272.2.1电路交换2．电路交换的特点

电路交换采用同步时分复用和同步时分交换技术。（1）主要优点信息传输时延小，为实时通信。对数据信息的格式和编码类型没有限制，只要通信双方类型一致即可。交换机对用户信息不进行存储和处理，信息在电路中“透明”传输，用户信息中不必附加控制信息，故交换机处理开销小，传输效率较高。硬件实现较容易。电路交换完成的功能相当于OSI模型的第一层功能，即只完成电路连接，在物理层交换，对信息不处理，不需要使用网络协议，从而降低了软件的复杂性。1282.2.1电路交换（2）主要缺点信道利用率低。计费是根据通话时间进行的，收费高，因此对连续占用信道比较经济，而不适合于突发性的数据业务的传送。电路的接续时间较长。建立及拆除电路连接时要占用一定的时间。存在呼损。不同类型的用户终端之间不能相互通信。常见的速率为64Kb/s，故传送效率低不能满足高速率的要求。通信双方必须同时处于激活可用状态，方可完成通信。1292.2.1电路交换应用：适合于通信量大，用户确定、连续占用信道的情况，如话音传送、中低速文件传送、传真业务等。固定电话网中的交换机GSM网中的移动交换中心窄带综合业务数字网（N-ISDN）智能网（IN）中的业务交换点（SSP：ServiceSwitchingPoint）不适合于具有突发性、断续占用信道、对差错敏感的数据业务。1302.2交换技术2.2.1电路交换2.2.2分组交换2.2.2快速分组交换2.2.4光交换2.2.5软交换1312.2.2分组交换电路交换的缺点信道利用率低接续时间长有呼损不同类型用户终端之间不能通信等数据通信的特点具有突发性，信息断续占用信道不要求实时通信要求误码率低，等等1322.2.2分组交换数据包括文字图像等信息以传输数据为主的网络称为数据网，包括分组交换网帧中继网数字数据网（DDN）以太网ATM网数据交换普遍采用基于存储－转发方式的各种交换技术，从报文交换、分组交换到快速分组交换等。1332.2.2分组交换1．存储－转发方式是指当某一交换节点收到某一信息（报文或分组），并要求转换到另一交换节点去，但输出线路或其他设施都已被占用，就先把该信息在此交换节点处存储起来排队等待，等输出线路空闲时再转发至下一个节点。在下一节点再存储-转发，直至到达目的地。优点：线路利用率高缺点：时延大，适合于突发性的数据传送。1342.2.2分组交换

2．报文交换（1）报文交换的基本原理技术的提出：

报文交换（MessageSwitching）是根据电报的特点提出来的。电报传送的特点：基本上只要求单向连接一般允许有一定的延迟如果传输中有差错，则必须纠正。1352.2.2分组交换报文交换：采用统计时分复用和存储—转发方式，交换的逻辑单位是报文。报文由三部分组成：报头（或标题）、正文和报尾。报文：指用户拟发送的完整数据。在报文交换中，报文始终以一个整体的结构形式在交换节点处存储，然后根据目的地转发。报头：包含发送源地址、目的地地址及其他辅助信息。正文：要传送的报文数据。报尾：包括报文的结束标志和误码检测。1362.2.2分组交换报文交换：采用统计时分复用和存储—转发方式，交换的逻辑单位是报文。报文由三部分组成：报头（或标题）、正文和报尾。报文：指用户拟发送的完整数据。在报文交换中，报文始终以一个整体的结构形式在交换节点处存储，然后根据目的地转发。报头：包含发送源地址、目的地地址及其他辅助信息。正文：要传送的报文数据。报尾：包括报文的结束标志和误码检测。图2.6报文的组成1372.2.2分组交换报文交换的过程如下：将信息分成报文，报文的长短由消息本身确定，不受其他限制。如计算机文件、电报、电子邮件等。报文的存储—转发：包括路由选择、报头和报尾的识别。节点处存储确定路由，排队转发进行差错控制和完成网络拥塞处理、报文的优先处理等功能。报文交换节点可以是一个专用计算机，它有足够的内存，或是报文交换机。1382.2.2分组交换（2）报文交换的特点主要优点：线路利用率高。不同用户的报文可以在同一条线路上进行分时多路复用。无需事先呼通对方就可通信，没有呼损。节点处可进行速率和码型的转换，实现不同类型终端间的通信。不需要收、发两端同时处于激活状态。

可实现一点多址传输。同一报文可由交换机转发到多个收信站，即实现所谓的同报文通信。可建立报文优先级别。在报文交换中，以其重要性确定优先级别。1392.2.2分组交换

主要缺点：非实时性。时延大且变化也大，不利于实时通信，也不利于较高速率的数据通信。设备要求高。要求交换机有高速处理能力和大存储容量，故设备费用高。应用：报文交换适合于电报类数据信息的传输，用于公众电报和电子信箱等业务。1402.2.2分组交换

3．分组交换

分组交换综合了电路交换和报文交换的优点，保持了一定的信道利用率和较小时延。（1）分组交换（PS：PacketSwitching）原理分组：将一份较长的报文信息分成若干个较短的、按一定格式组成的等长度的数据段，再加上包含有目的地地址、分组编号、控制比特等的分组头，形成一个统一格式的交换单位，称为“报文分组”，简称“分组”（Packet）、数据包、信息包。电路交换中的同步时分复用在物理层上的复用，分组交换中的统计时分复用是在网络层上的复用。1412.2.2分组交换

3．分组交换

分组交换综合了电路交换和报文交换的优点，通过信息的存储转发，保持了一定的信道利用率和较小时延。最大程度地共享通信资源，实现快速通信。（1）分组交换（PS：PacketSwitching）原理分组：将一份较长的报文信息分成若干个较短的、按一定格式组成的等长度的数据段，再加上包含有目的地地址、分组编号、控制比特等的分组头，形成一个统一格式的交换单位，称为“报文分组”，简称“分组”（Packet）、数据包、信息包。电路交换中的同步时分复用在物理层上的复用，分组交换中的统计时分复用是在网络层上的复用。1422.2.2分组交换分组交换：就是用分组装拆设备（PAD）将用户数据分成等长数据块（称分组或包），按照统计时分复用（动态分配）的方法，按需分配信道，采用数据报或虚电路方式，进行数据传输。

图2.7分组的概念1432.2.2分组交换分组交换的过程：分包：即数据进行分组的过程。报文信息以分组的形式发送。分组的存储—转发：即传送过程。中间节点存储排队等待转发到下一站同一报文的不同分组的传送彼此独立，可经过同一路由（虚电路方式），按顺序到达目的地；也可经过不同的路由、不同的次序传送到目的地（数据报方式）。重发：即检错、纠错过程。根据差错检测及重发策略，若某节点发现接收的分组有错，即可要求上一节点重发该分组。打包：即数据重组的过程。接收节点（最终目的节点）将收到的一个个分组按其原来的分组顺序重新排队组合，恢复成原来的完整的报文信息形式，送给用户终端。1442.2.2分组交换PAD（PacketAssembler/Disassembler，分组装/拆设备）：完成数据包与原始数据间的转换（分包、打包功能）。数据终端分为：分组型终端：以分组的形式发送和接收信息非分组型终端：发送和接收报文，由PAD完成报文和分组之间的转换。分组交换的特点与报文交换基本相同，主要区别在于分组的传输时间较短，从而能满足大多数用户快速交互的数据传输要求。

1452.2.2分组交换分组交换的主要优点：具有不同速率、不同格式、不同码型、不同的同步方式和不同的通信控制规程的不同类型数据终端之间可以进行通信。信道利用率高。信息的传输时延小，且变化范围不大，能够较好地满足交互式实时通信的要求。可靠性高。每个分组在网中传输时，可以分段独立实施差错控制和流量控制，使之传输中的比特误码率大大降低，可达１0-10

以下；网中传输信息的路由可变动，能自动避开故障通路，所以不会因局部故障而中断通信。按数据流量多少计费，比较合理。1462.2.2分组交换分组交换的主要缺点：为了保证分组能够正确传输，需加地址和控制信息——分组头，故增大了开销，从而降低了传输效率。分组交换技术复杂，且要求交换机有较高的处理能力。交换节点处理较复杂，转发速率最低，很难满足宽带高速通信的要求。一般分组通过网的时间，可以做到小于0.2s。传统的分组交换采用X.25协议，完成OSI模型的低三层，即物理层、数据链路层和网络（分组）层功能。X.25数据链路层采用完全的差错控制（包括帧定位、差错检验和纠正）；交换在第三层实现。1472.2.2分组交换分组交换是数据通信与计算机相结合的产物，分组交换网节点就是一部专用计算机。传统的分组交换：是在早期的低速、高出错率的电缆传输线基础上发展起来的，传输质量差。交换节点要运行复杂的协议，进行节点之间逐段的差错控制和流量控制，从而使得时延加大。这种传统的分组交换主要用于数据通信，很难用于实时多媒体通信。1482.2.2分组交换（2）虚电路和数据报实连接：在电路交换中，双方在通信过程中一直占用一条专用的物理链路，这种连接称为实连接。虚连接：在分组交换中，采用统计时分复用方式，双方在通信过程中断续地占用一段又一段链路，即通过非专用的许多链接的逻辑子信道，感觉上好象是一直占用了一条端到端的物理链路，这种连接称为虚连接。分组交换的两种模式虚电路：是面向连接的分组网络数据报：数据报是无连接的分组网络1492.2.2分组交换

（a）（b）图2.8（a）虚电路服务；（b）数据报服务1502.2.2分组交换

虚电路经呼叫后，需在两个数据终端之间为整个消息的传送建立一条逻辑连接电路，称之为虚电路VC（VirtualCircuit）,每个分组中包含这个逻辑电路的标识符。逻辑（子）信道将传输信道划分成一个个的子信道，这些子信道称为逻辑（子）信道。每个逻辑信道可用相应的号码表示，称为逻辑信道号。虚电路与逻辑信道的关系：虚电路是由多个不同链路的逻辑信道连接起来的，是连接两个DTE的通路。一条虚电路至少要使用两条逻辑信道，即主叫和被叫用户侧各一条。逻辑信道是DTE与DCE之间的一个局部实体，它始终存在，可以分配给一条或多条虚电路，或者空闲。永久虚电路是两个DTE之间永久地独占一条虚电路，适用于业务繁忙的两个用户。1512.2.2分组交换

DTE：Data-TerminalEquipment，数据终端设备DCE：Data-Circuit-terminatingEquipment，数据电路终接设备图2.9多个逻辑信道通过交换机构成虚电路1522.2.2分组交换虚电路的特点：虚呼叫的建立过程通信开始时，在数据传输之前，经呼叫后，源与目的地之间需建立一条逻辑连接即虚电路。以后，整个消息的所有分组都将沿着这条虚电路传输。网络的有关节点都登记了这个通信所使用的路由表（物理链路和逻辑链路），即路由选择是在虚电路建立时进行的，一旦建立，不再改变。在相关的每个节点上，无需进行路由选择，故同一报文的分组将以原来的顺序到达目的地。一旦交换结束，立即拆除此连接。1532.2.2分组交换每个分组不需携带完整的目的地地址，仅需有一个虚电路号码的标志，故分组额外开销小。每个节点需要一定的存储空间存放路由表。分组按照这个路由表采用存储—转发方式传送。在一条实际的链路上可以存在多条虚电路（分时复用）。在虚电路上，网络可以进行端到端的差错控制和端到端的流量控制，保证按顺序交付，以及无差错、无丢失、不重复的数据传送。若某个节点出现故障，则通过该节点的虚电路均会失效。应用：该模式适用于多分组的消息传送。1542.2.2分组交换数据报：

自带寻址信息的独立处理的分组称为数据报（Datagram）。这里独立处理是指同一消息的各个分组走不同的路径。数据报的特点：无呼叫建立过程。不需要为整个报文的传送建立一个逻辑连接。每个分组被单独处理。每个分组独立地选择路由，传输效率高，时延小，保密性好。每个分组必须携带完整的地址信息（源、目的地）。每个节点有路由表。每个分组独立发送。1552.2.2分组交换在目的地，根据分组的序号重新排序，组成原来的报文。

数据报不保证顺序交付，不保证无差错、不丢失和不重复。在此模式中，由主机承担端到端的差错控制及端到端的流量控制，即放在运输层协议中完成。可靠性高。若某个分组传送错误，重发该分组即可。若某个节点发生故障，后续分组可另选路由。应用：适用于交换一些短时的、独立的消息或需保密或具有某些灵活性的报文。如应用于军事通信、广播通信，具有迅速、经济等特点。IP网就是采用数据报方式。1562.2.2分组交换表2.3虚电路与数据报的对比1572.2.2分组交换4.以上三种交换方式的比较在数据传送过程中，时延主要包括三部分：传输时延发送时延处理时延传输时延：信号经过链路传输所需要的时间，比较短暂，常常可以忽略。发送时延：交换节点发送一组数据所需的时间，与数据分组的长度和传输速率有关。处理时延：在节点中等待和进行必要的处理所需的时间。1582.2.2分组交换电路交换时延：呼叫建立时延发送时延传播时延报文交换时延：主要是在节点处，接收全部报文后再发送的时延，整个时延比电路交换长。分组交换时延数据报方式时延：类似于报文交换，但其分组短于报文，故时延比报文短；虚电路方式时延：类似于电路交换，但在每个节点上有时延，负载大则时延大。1592.2交换技术2.2.1电路交换2.2.2分组交换2.2.3快速分组交换2.2.4光交换2.2.5软交换1602.2.3快速分组交换1.帧中继帧中继（FR：FrameRelay）：是在传统分组交换技术和光纤传输的基础上发展起来的高速分组交换技术。功能：采用光纤传输，简化了X.25协议，取消了网内逐段的差错控制和流量控制，将其移到端系统中进行，采用端对端的检错、重发控制机制，缩短了交换节点处的处理时间。其转发速率高于X.25网。1612.2.3快速分组交换帧中继完成OSI模型的低二层，即物理层和数据链路层功能。在数据链路层只完成帧定位和差错检验，交换在第二层实现。由于在数据链路层的数据单元一般称为帧，故称之为帧中继或帧交换。1622.2.3快速分组交换帧中继的特点：灵活性高，传输效率高；动态分配带宽，速率在64Kb/s45Mb/s范围内，吞吐量高；时延低。简化的分组交换，取消了链路级上的流量控制和差错控制。应用：帧中继适用于突发性和可变长度帧信息的传送，特别适合于计算机网络互连。1632.2.3快速分组交换2.ATM交换是异步传送模式（ATM：AsynchronousTransferMode）、一种改进的快速分组（FPS：FastPS）交换方式、一种与通信业务无关