现代交换原理总复习

现代交换原理考试及复习

1考试方式、范围及题型考试方式：闭卷考试试题范围：课上所讲的《现代交换原理》书中涉及的全部内容，重点在第二、三、四、八章内容，基础在一、五、六、七章内容。其他章节均有小题考查。平时成绩占45%和期末考试成绩占55%。2考题类型一、选择题(共15题，每题2分，共30分)

信道在每帧中固定出现的信道是（）A．标志化信道B．位置化信道C．物理信道D．逻辑信道3考题类型二、填空题（20分，每空1分）

自动交换机有________、_________两种控制方式。控制设备由完成预定功能的数字逻辑电路组成，也就是由硬件控制，叫______。4考题类型三、简答题（6小题，每小题5分，共30分）例如：在光时分交换网络结构中，为什么要用光延迟线或光存储器？四、分析题（两大题，每题10分，共20分）5复习模式基于各章节前言和小结，了解本章的重点、要点和相关定义，回看所做过的习题，这些都是考试的要点。第三、四章是重点，第二章、第八章是次重点，是后续各种交换技术参考和实现的基础。6第1章总结交换与通信网。P1数据通信与话音通信的区别。P3三种基础交换技术的基本概念和特点。P4-P6宽带交换技术包括哪些？P15图1.11信息转移技术框图7终端传输媒介终端电信号电信号信息信息点对点通信在电信系统中，只有两个终端的通信称为点对点通信。交换与通信网8图1.1用户间互连构成通信网用户间通过交换设备构成通信网图1.2多个终端互连9在图1.2中，任意两个终端需要通信（交换信息），可由交换设备控制相应的开关接点接通，为两者提供一条通信链路，当通信结束，则相应的开关接点断开，释放通信链路。互连式通信网可靠，不会出现通信阻塞，但成本高（需n×(n-1)/2根线）。通过交换设备构成的通信网有可能出现阻塞（不是一定会阻塞），成本低。通信网越大，后者的优点越明显。如N=100时，交换式通信网需100根线互连式通信网需100×99÷2=4950根线说明10

数据通信和话音通信的区别通信对象不同传输可靠性不同通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同通信过程中信息业务量特性不同11

控制方式的发展：交换方式的发展：人工交换机电式电子式自动交换电路交换报文交换分组交换快速电路交换ATM交换帧中继多协议标记交换MPLS三种基本交换方式宽带交换方式软交换单一业务网宽带综合业务网下一代网络光交换12电路交换、分组交换

和ATM交换的比较信息转移技术电路交换分组交换同步时分位置化信道面向连接固定长度分组可变长度分组异步时分标记化信道面向连接异步时分标记化信道13第2章交换单元与交换网络复用技术：同步时分复用和统计时分复用的概念；位置化信道和标志化信道的概念。P16交换单元：空间接线器（P25）、共享存储性交换单元（P26）、时间接线器（P27）、数字交换单元DSE（P30）的工作原理和特点。交换网络：CLOS网络（P33）、TST网络（P36）。14

同步时分复用：话音信号的频率300HZ～3400HZ，取采样频率为8KHZ，即采样周期为125us，采样值用8位二进制编码，8位二进制占用的时间相对于125us很少，为了提高传输线的利用率，将125us分成若干时隙，不同用户的采样值占用不同的时隙进行传输。因为子信道在每一帧时间轴上的位置是固定的，所以称为同步时分复用。同步时分复用信道又称位置化信道，是通过时间轴上的位置来区分子信道（话路）的。同步时分复用子信道的速率是恒定的。

ＢＸＸＢＢＡＡＡ同步时分复用每个用户的采样周期都是125us，都能在接收端正确还原。时间125us125usTS0TS1TSn-1TS0TS1TSn-115一帧周期为125us，分成32个时隙TS0～

TS31。每个时隙传输8位二进制码，一个时隙3.91us。32个时隙中，TS0为帧同步时隙，TS16为标志信号时隙，其余时隙传送30路的话音信号。每个话路的传输码率：8000HZ×8bit=64kbit/s复用后线路基群的传输码率:

32×64Kbit/s=2048kbit/s=2Mb/s16帧为一复帧，复帧周期为2msPCM30/32帧结构的特点16信息按分组先存储再发送，每个分组附加标志码，各个分组占用不同的时隙；但标志相同的分组属于一个用户，将它们所占用的信道容量看成一个子信道，这种复用方式称为统计时分复用。

信息2速度＞信息速度1＞信息速度3因为信道是按时间分割为多个子信道，而子信道的容量需要通过统计才能得到，所以称为统计时分复用。特点:先存储再发送，信息速率高的用户所占的信道容量大，且所占信道容量随着信息的多少动态变化，取消了帧概念，统计时分复用信道又称标志化信道，是通过标志来区分各子信道的。统计时分复用17交换单元交换单元是构成交换网络的最基本单元，可实现任意入出线间的连接，完成同步时分交换或统计复用交换。（a）同步时分复用信号的交换（b）统计复用信号的交换18交换单元的分类按使用需要的不同，交换单元可分为集中型(入线数大于出线数)、分配型(入出线数相等)、扩散型(入线数小于出线数)。按信息流向可分为有向交换单元和无向交换单元。192021共享存储器型交换单元共享存储器型交换单元的一般结构如图所示，N路输入信号分别送入存储器的N个不同区域，再分别送出，存储器的写入和读出采用不同的控制，以实现交换。共享存储器型交换单元可对三种时分复用信号进行交换，但其具体实现有所不同。0•••N-122顺序写入、控制读出的T接线器的结构示意图A•••AAWR8•••2•••WRSMCM210定时脉冲处理机时钟TS2TS8在CLK2时刻，A顺序写入到SM的第2号单元在CLK8时刻，CM读出第8号单元的数据2，2选中SM的第2号单元，A被读出。以TS2→TS8

的实现介绍T接线器的工作原理。要实现TS2→TS8

的交换，首先要由处理机在CM的8号单元写入2。23控制写入、顺序读出的T接线器的结构示意图•••A•••AAWR2•••8•••WRSMCM8定时脉冲处理机时钟TS2TS8在CLK8时刻，SM第8号单元中的A被顺序读出。在CLK2时刻，CM读出第2号单元的数据8，8选中SM的第8号单元，A被写入SM的第8号单元。要实现TS2→TS8

的交换，首先要由处理机在CM的2号单元写入8。24总线型交换单元一般结构

入线

出线

11

1

2

2

n

n

总线

入线控制

入线控制

入线控制

出线控制

出线控制

出线控制

总线管理

入线控制

总线管理

25端口的内部组成及DSE的工作原理要实现Port3TS10→

Port9TS20的接续，首先要由处理机在Port3的接收部分的端口RAM的10号单元写入9，信道RAM的10号单元写入20，以控制交换到Port9和TS20。910端口RAM2010信道RAMS20数据RAMTS0PDCTS20R3T9P—端口Port总线D—数据总线C—信道（时隙）总线以Port3TS10→Port9TS20实现过程进行说明26端口的内部组成及DSE的工作原理TS10到来时刻，话音信号S置入数据总线D，端口RAM10号单元中的端口信息“9”顺序读出置入端口总线P，信道RAM的10号单元中的信道信息20也被顺序读出到信道总线C。910端口RAM2010信道RAMS20数据RAMSTS10PDCSTS20R3T9P—端口Port总线D—数据总线C—信道（时隙）总线S920以Port3TS10→Port9TS20实现过程进行说明27端口的内部组成及DSE的工作原理这时各端口的端口比较器（位于发送部分T），对端口总线上的端口号码进行识别，这时Port9的发送部分的端口比较器比较端口总线上的数据与本端口一致，允许其它总线（D、C）数据进入本发送部分，控制数据RAM进行写操作。信道总线上的信道号20作为数据RAM的地址信号选中20号单元，数据总线上的话音信号S经数据RAM的数据输入线写入到20号单元。910端口RAM2010信道RAMS20数据RAMSTS10PDCSTS20R3T9P—端口Port总线D—数据总线C—信道（时隙）总线S920以Port3TS10→Port9TS20实现过程进行说明28端口的内部组成及DSE的工作原理在TS20到来时，话音信号S被顺序读出到PCM出线上。910端口RAM2010信道RAMS20数据RAMSTS0PDCSTS20R3T9P—端口Port总线D—数据总线C—信道（时隙）总线以Port3TS10→Port9TS20实现过程进行说明29内部阻塞内部阻塞，当一个交换网络的某一出线为空闲，但由于交换网络内部的拓扑连线结构而使某一入线不能和该空闲的出线建立连接时，称作内部阻塞。单级交换网络不存在内部阻塞，多级交换网络可能存在阻塞。

30如何尽量减少，以至最后消除多级交换网络的内部阻塞。严格无阻塞网络（strictnon-blocking）无论网络处于何种状态，任何时候都可以在空闲的入端和出端之间建立连接。可重排无阻塞网络（rearrangeablenon-blocking）无论网络处于何种状态，任何时刻都可以在空闲的入端和出端之间直接或通过对已有的连接重选路由来建立连接。广义无阻塞交换网络（widesensenon-blocking）给定网络存在固有阻塞的可能，但通过精巧的选路方法，所有阻塞均可避免（选路不合理可能会出现阻塞）实用的广义无阻塞交换网络很少见。无阻塞交换网络31单级的空分交换网N×N是无阻塞的，但交叉点数为N2（交叉点数越多，成本越高）CLOS提出一种空分网络结构，可以使交叉点数尽量减少，同时又可以做到无阻塞，这种结构的网络就称为CLOS网络。CLOS网络32三级CLOS网络（空分的）特点：前一级交换单元与后一级的每一交换单元有连接，且只有一条连接，反之亦然。三级CLOS网络严格无阻塞的条件：m≥2n-1三级CLOS网络可重排无阻塞的条件：m≥n1r1m1r1n1n11mr11mr11rm11rm1n1n33

TST交换网络是电路交换系统中广泛使用的交换网络结构：TST是三级交换网络，两侧为T接线器，中间一级是S接线器。S级的入线数决定两侧T接线器的数量。TST网络输入T级STTTTS级输出T级34工作原理：下面以第一种TST实现PCM0TS2

PCM31TS51的实现过程讲解TST交换网络的工作原理。(设每根复用线复用了512个时隙)RWSMSMαTS2α72bbTS22PCM0PCM0WSMαTS7αTS51PCM31RSMbTS5126351PCM31要实现PCM0TS2→

PCM31TS51的交换，首先要找到一个空闲的内部时隙，在此时隙上，S接线器的PCM0入线和PCM31出线均空闲。这样PCM0TS2→PCM31TS51=PCM0TS2→PCM0TS内→PCM31TS内→PCM31TS51假设找到一个空闲的内部时隙TS7在有关的控制存储器中写入数据以实现预定交换TS7TS263bTS2632αbb51α517要实现PCM31TS51→PCM0TS2交换，同样要选择一个空闲的内部时隙，为方便处理，通常采用反相法获取第二条通道的空闲内部时隙，即两个方向的内部时隙相差半帧（最高位取反）7+512/2=26351226335第3章电路交换技术及接口电路电路交换技术的发展。P50电路交换技术的分类。P51电路交换呼叫接续过程：3个阶段。P51电路交换的基本功能：4点。P52控制系统的结构。P54电路交换系统的接口电路的类型和功能。P5636电路交换技术的发展1876年贝尔发明电话。1878年英国人设计了磁石电话交换机。15年后步进制交换机问世,标志着交换技术从人工时代迈入机电自动交换时代。1938年，纵横制交换机。半导体技术发展，出现了半电子交换机，准电子交换机。计算机诞生后，将交换机的接续控制用计算机完成，有了模拟空分交换机。20世纪70年代，PCM技术成熟，产生了数字程控交换机，交换技术进入了数字化时代，可交换数字话音、数据和图文业务。37电路交换的分类电路交换系统人工交换系统自动交换系统机电交换系统电子交换系统自动交换系统从信息传递方式上分为：模拟交换系统：机电式交换系统；空分半电子，空分全电子交换系统和脉幅调制时分式交换系统。数字交换系统：程控数字交换系统，增量调制交换系统自动交换系统从控制方式上分为：布控交换系统：控制部分是用机电元件或电子元件做在一定的印刷板上。程控交换系统：用电子计算机的“存储程序控制”方式控制的交换系统。38电路交换呼叫接续过程任何呼叫接续都经历3个阶段：呼叫建立阶段：主叫摘机向交换机发出通信请求，交换机回送拨号音，主叫拨送所需被叫号码，交换机查找被叫并检查状态，空闲则对被叫振铃，给主叫送回铃音。消息传输阶段：被叫摘机，停铃和停回铃音，通路接续，双方通话。话终释放阶段：任一方挂机表示请求终止该次通信，交换机对未挂一方送忙音，双方挂机则释放全部资源，本次呼叫接续过程结束。39电路交换的基本功能

1.连接功能

呼叫处理的目的是在用户之间建立一条通路，这就是连接功能。连接功能由交换机中交换网络实现。402.信令功能监视：呼出监视，应答与接收监视；号码：脉冲接收，音频信号接收；音信号：拨号音，忙音，回铃音，振铃信号。局间信令：交换机之间通过中继线传递的信令，有中国1#和No.7信令系统两类。终端信令（用户-网络信令）：用户终端和本地交换机之间的信令。413.终端接口功能终端：电路交换机的外围终端有普通电话机、数字电话机、维护计费计算机、其他交换机等。终端接口：就是交换设备与外部连接的部件。主要划分为中继侧接口和用户侧接口两大类。终端接口功能：用户线和中继线均通过终端接口接至交换网；终端接口还有一个重要的功能就是与信令的配合。424.控制功能人工交换机由话务员控制；自动交换机有两种控制方式：布控与程控。布控是由硬件控制，程控是由软件控制。控制功能：就是在分析信令消息的基础上，查询目的端状态和当前资源情况，在允许条件下控制交换网络执行通路连接。控制功能分为高层控制和底层控制。分析过程属于高层控制，扫描和驱动属于低层控制。43集中控制系统负荷分担方式：两台处理机独立工作，各自承担一半话务负荷。当一机产生故障，可由另一机承担全部负荷。优点：负荷能力强，能适应话务量波动；抗软件故障，可防止软件差错引起的系统阻断；调试新程序方便，一机工作，另一调试软件。缺点：双机互通信息频繁，软件较复杂，且不易发现硬件故障。在程序设计中要避免双机同抢资源。44集中控制系统主备用方式：一机在线运行，另一待命，主用处理机故障时启动备用机接替工作。优点：硬件和软件均较简单。缺点：主备倒换时会丢失当前已建立的连接。45分散控制系统单级多机系统：各台处理机并行工作，每一台处理机有专用的存储器，也可设置公用存储器，为各处理机共用，作为机间通信。多机之间的工作分为容量分担和功能分担两种方式。46分散控制系统多级处理机系统：将控制功能分级，不同层次的控制功能由不同的处理机完成。用预处理机执行频繁而简单的功能，可以减少中央处理机的负荷；用中央处理机执行分析处理等较复杂的功能；用维护管理处理机专门执行维护管理的各种功能。这样就形成了三级系统。47分散控制系统分布式控制系统在分布式控制中，每个用户模块或中级模块基本上可以独立自主地进行呼叫处理。例如，S-1240数字程控交换机。48程控交换系统接口类型交换网络控制系统模拟用户接口用户侧接口中继侧接口数字用户接口数字中继接口模拟中继接口数字中继接口操作维护OAMZVABCQ349模拟用户接口电路模拟用户接口是交换机连接模拟电话机的Z接口，也常称为用户电路（LC），提供BORSCHT七项功能。

50模拟中继接口模拟中继接口又称为C接口，用来和模拟交换机互连，电路结构和模拟用户接口类似，但没有振铃控制，对用户状态监视变为对线路信令的监视，完成的功能是BOSCHT。

51数字中继接口电路数字中继接口电路又称为A或B接口，是数字程控交换机之间通过PCM信号互连的接口，它提供GAZPACHO八种功能。52第4章存储程序控制原理呼叫处理过程。P65用SDL图来描述呼叫处理过程。P69图4.3局内呼叫SDL进程图程控交换控制系统的电路结构。P70呼叫处理软件。P71输入处理：扫描与输入、扫描周期的确定内部处理：数字分析、路由选择、通路选择输出处理：驱动程控交换软件的特点（4点）和组成。P8153第4章存储程序控制原理程序级别的划分。P87故障级时钟级：时间表调度基本级：调度管理程序；队列处理。呼叫处理能力分析：BHCA值的估算。P92程序设计语言。P9754呼叫处理过程1）主叫用户摘机呼叫2）送拨号音，准备收号3）收号4）号码分析5）接至被叫用户6）向被叫用户振铃7）被叫应答和通话8）主叫先挂机，通话结束9）被叫先挂机，通话结束5556控制系统的一般逻辑结构57控制系统的电路结构58程控交换软件59扫描与输入控制系统周期地扫描接口监测信号的输出电平，每次读入8位作为作为本次扫描结果存于存储器PR中。将该数据与存储在LR中的上一次扫描结果相比较，可得出每个接口监测信号的变化，该变化存储在状态变化指示存储器SR中。每次扫描操作包括两步：

PR+LR->SR和PR->LR601.用户呼出扫描周期：

一般为100ms2.脉冲收号扫描周期1）脉冲识别程序扫描周期的确定识别脉冲需要扫描用户线状态，为了不漏掉一个脉冲，脉冲识别扫描周期＜最短的脉冲断、续时间

脉冲速度：每秒钟送的脉冲个数，规定为：8~20个/秒。

脉冲断、续比：即脉冲宽度（断）和间隔宽度（续）之比，规定为：1:1~3:1

取号盘每秒发出的最快脉冲个数：20，续时间最短的断续比：3:1，即1/4*T，则最短变化周期：1/4*（1000/20）=12.5(ms)即：脉冲识别扫描程序的周期<12.5ms。取扫描间隔为8ms。扫描周期的确定612）拨号脉冲识别原理用户线状态8ms扫描这次扫描结果1111000110001111前次扫描结果1111100011000111这+前0000100101001000脉冲110脉冲2变化识别^前=脉冲前沿识别000010000100000062位间隔识别周期T位确定:第一:T位＜1/2最短的位间隔时间=1/2×300ms=150ms第二:T位＞最长的断或续状态的持续时间=1秒/8×3/(3+1)=93.75ms若脉冲识别周期为8ms，则T位取96ms若脉冲识别周期为10ms，则T位取100ms若2T位＜最短位间隔时间,就可以避免该情况的发生有变化有变化3.位间隔识别63当数字的音频信号过来时,收号器上有一个“信号出现位”SP变为高电平,数字音频信号过后,SP变为低电平。软件以10ms周期扫描SP位,连续两次扫描发现SP位由低电平变为高电平，则说明新的数字已到。若(SP⊕LSP)∧LSP=1则读取收号器的输出。DTMF脉冲数字的扫描周期64数字分析1.用程序判断分析用程序判断分析的步骤如下：（1）预译处理：即首号分析（1~3位）例如，第一位拨“0”，表明为长途全自动接续；第一位拨“1”，表明为特服接续；若为其他，根据不同局号可能为本局接续，也可能是出局接续。（2）拨号号码分析处理：对用户所拨全部号码进行分析，通过译码表进行，分析结果决定下一步要执行的任务。65数字分析2.用查表分析表格的组织方式：（1）塔形结构：用所收到的逐位号码一次检索各级表格。（2）线性结构：要收到足够的位数后才开始查表。

搜索方法：线性查找、对分搜索66任务：确定交换局之间的路由并在相应的路由中选择一条空闲的中继线。方法:路由索引RTX由数字分析得出。根据路由索引RTX查路由索引表和空闲链路指示表进行路由选择，路由索引表中每个单元包含中继群号TGN和下一个迂回路由索引NRTX。CDAB直达路由①高效路由②③A-B路由选择顺序:①②③先直达—再高效—最后选迂回路由选择67例数字分析得到RTX=6①用RTX=6检索路由索引表得TGN=4,NRTX=8.②用TGN=4检索空闲链路指示表,其内容为0表示该路由的中继线全忙. 路由索引表NRTX(8)TGN(4)NRTX(14)TGN(6)068空闲链路指示0#104668③用NRTX=8检索路由索引表(查迂回路由),得TGN=6,NTRX=14.④用TGN检索,空闲链路指示表,得到该路由的一号中继线空闲,选用.路由选择69通路选择任务：根据已定的入端和出端在交换网络中的位置，选择一条空闲的通路(各级链路均空闲)

选择方法：根据链路忙闲表进行TST交换网络的通路选择介绍引出

已知一TST交换网络有m根入线，m根出线，每条复用了1024个时隙70对于PCMXTSP→

PCMyTSq交换，只要找到一个空闲的内部时隙。(通路选择的任务)这样PCMXTSP→PCMXTS内→

PCMYTS内→

PCMyTSq实现交换T1TpTm1Xm(1024)(1024)(1024)T1TqTm(1024)(1024)(1024)1YmTS内TS内71输出驱动根据任务执行程序编制完成的命令，由输出处理程序输出硬件控制命令，控制硬件的接续或释放。72交换软件的特点和组成1、交换软件的特点程控交换机的特点是业务量大，实时性和可靠性要求高，因此对运行软件也要求有较高的实时效率，能处理大量的呼叫，而且必须保证通信业务的不间断性。因此运行软件的特点为：规模大、实时性、多道程序并行处理、可靠性要求732、交换软件的组成交换软件运行软件系统(交换机运行时执行的软件)支援软件系统操作系统数据库系统应用软件系统软件开发、生产工具与环境软件维护工具与环境呼叫处理程序管理程序维护程序74程序级别

程控交换系统中任务按紧急性和实时性的要求不同可分为：故障级：负责故障识别和紧急处理等功能，具有最高优先级。时钟级：执行实时性要求严格的进程或要求定时执行的进程。基本级：由队列启动的、实时性要求较低的任务；可等待插空处理。75不同的时钟程序其启动周期不同,如何保证在不同的时钟周期到来时启动相应的周期程序执行呢?调度方法:通过产生定时时钟中断信号的定时器和时间表来控制时钟级程序的调度.计数器：对定时中断脉冲计数时间表屏蔽表：反映程序是否处在可执行状态时间表：规定时钟级程序的执行周期和执行时间

转移表：内容是各个程序的入口地址时钟级调度76时间计数器拨号脉冲识别测试用拨号脉冲识别按钮号识别位间隔识别用户群1扫描用户群2扫描时间计数器清零0001110010110101110000110001110000110001110000110001110000110001111000111000000111101101屏蔽表：反映程序是否处在可执行状态，为1可执行。调度表：每行表示当时钟周期到来时是否调出相应的程序执行，为1表示要执行。T0T1T2T3T4T5T6T7T8T9TATB功能程序入口地址表77时间表的设计：定时时间的确定：时基=各程序的启动周期的最大公约数。调度表的行数：各启动周期的最小公倍数时基例如设计一时间表调度A，B，C程序的执行，A，B，C的启动周期分别为2ms，3ms，4ms，字长为8。时基：1ms，即产生定时中断脉冲的定时周期为1ms调度表的行数：12ms/1ms=12行数=字长=878时间计数器000001000000000100000010000000010000010000000011000000000000000100000110000000010000000010000011时钟级程序A时钟级程序B时钟级程序C…时间计数器清零功能程序入口地址调度表注：对于具有相同启动周期的程序，应分配在不同的时刻执行，而不要在同一时钟中断脉冲到来时执行，使时钟级程序均匀分配在各时钟中断脉冲到来时刻执行，留下足够的时间给基本级程序。√79基本级调度程序的示意图基本级调度基本级调度按需执行，由任务激活。80忙时试呼次数BHCA（BusyHourCallAttempts）BHCA计算公式系统开销t：处理机时间资源的占用率。固有开销a：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销。非固有开销b：与呼叫处理次数有关的系统开销。单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为：

t=a+bNt：系统开销a：固有开销b：处理一次呼叫的平均开销（非固有开销）N：单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）81程序设计语言在程控交换机软件的开发、运行和维护阶段，一般要用到三种类型的语言：

规范描述语言SDL：用于系统设计阶段。

各种高级语言和汇编语言：用来编写软件程序。

人机对话语言（MML）：用于操作维护终端和交换系统之间的通信，以供维护人员输入运行维护指令（OAM指令）。82第5章分组交换与帧中继技术数据通信系统的构成。P100分组交换技术的概念。资源分配：预分配资源技术动态分配资源技术分组头部格式。P106分组级通信通信过程：虚连接建立、数据传送、虚电路释放。P108虚电路和逻辑信道的区别。P110帧中继：与X.25对比其特点。P12883数据通信系统的构成

84分组交换的基本思想是：把用户要传送的信息分成若干个小的数据块，即分组(packet)，这些分组长度较短，并具有统一的格式，每个分组有一个分组头，包含用于控制和选路的有关信息。这些分组以“存储-转发”的方式在网内传输，即每个交换节点首先对收到的分组进行暂时存储，分析该分组头中有关选路的信息，进行路由选择，并在选择的路由上进行排队，等到有空闲信道时转发给下一个交换节点或用户终端。分组交换技术的概念85资源分配

1、预分配资源技术预分配是根据用户要求预先把线路的传输容量的一部分分配给它。1）时分复用（TDM）2）频分复用（FDM）86资源分配

2、动态分配资源技术根据用户实际需要分配线路资源的方法称为统计时分复用(STDM)。87分组头的格式如图所示，它由分组头和分组数据两部分组成。分组头可分为四部分。分组头格式分组头格式881、呼叫建立过程89在数据传输阶段，交换机的主要作用是逐个转发分组。由于虚电路已经建立，属于该虚电路的分组将顺序沿着这条虚电路进行传输，此时分组头中将不再需要包含目的地的详细地址，而只需要有逻辑信道号即可。在每个交换节点上，要将分组进行存储，然后进行转发。转发是指根据分组头中的LCN查相应的转发表，找到相应的出端口和出端的LCN，用该LCN替换分组头中的入端口LCN，然后将分组在指定的出端口进行排队，等到有空闲资源时，将分组传送至线路上。

2、数据传输阶段903、虚电路释放过程91虚电路与逻辑信道的概念虚电路和逻辑信道的联系和区别：（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。（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。

92在X.25网络发展初期，网络传输设施基本上是借用了模拟电话线路，这种线路分厂容易受噪声的干扰而误码。为了确保传输无差错，X.25在每个节点处进行了严格的差错控制，占用了大量的时间。帧中继采用面向连接的通信方式，将X.25网络的下三层协议进行简化，差错控制、流量控制推到网络的边界，即将下层的某些功能有终端的上层协议完成，从而实现了轻载协议网络。帧中继93帧中继帧中继不考虑传输差错问题，其中节点只做帧的转发操作，不需要执行接收确认和请求重发等操作。差错控制和流量控制均交由高层端系统完成。大大缩短了节点的时延，提高了网内数据的传输速率。94上层协议网络层链路层物理层上层协议网络层链路层物理层路由选择、虚电路复用数据成帧、差错/流量控制电气机械特性、比特流传输/流量(a)X.25分组交换网上层协议链路层物理层上层协议链路层物理层差错/流量控制数据成帧、路由选择电气机械特性、比特流传输/流量(b)帧中继网分组网络和帧中继网络协议比较95分组交换网中信息的传输情况源站中间站中间站目的站发送确认发送确认发送确认发送确认端到端确认信息发送确认发送确认在每个节点处都要进行确认，没有收到确认消息的节点会重发信息。目的节点收到消息还要向源节点发送确认信息，该信息经过网络的每个节点同样要确认，没有收到确认消息的源节点会重发信息。96帧中继网中信息的传输情况源站中间站中间站目的站发送发送发送发送端到端确认信息发送发送在每个节点处不用进行确认，只进行端到端确认。网络内部不需要差错控制，所以可以去掉第三层协议（网络层）。第二、第三层的纠错、流量控制等留给智能终端去完成。传输同样的信息量，帧中继网的载荷明显轻。帧中继网的传输线必须是光纤。97

从帧中继的协议体系可以看出，与X.25分组交换相比，帧中继技术的特点为：(1)帧中继协议取消了X.25的分组层功能，只有两个层次：物理层和数据链路层，使网内节点的处理大为简化。在帧中继网中，一个节点收到一个帧时，大约只需执行6个检测步骤，而X.25中约需执行22个步骤。因而提高了帧中继网的处理效率。(2)用户平面和控制平面分离。帧中继的技术特点98

(3)传送的基本单元为帧，帧的长度是可变的，允许的最大长度为lKB，特别适合于封装局域网的数据单元，减少了分段与重组的处理开销。(4)在数据链路层完成动态统计时分复用、帧透明传输和差错检测。与X.25网不同，帧中继网内节点若检测到差错，就将出错的帧丢弃，不采用重传机制，减少了开销，由此减少了交换机的处理时间，提高了网络吞吐量，降低了网络时延。99

(5)帧中继技术提供了一套有效的带宽管理和拥塞控制机制，使用户能合理传送超出约定带宽的突发性数据，充分利用了网络资源。(6)帧中继现在可提供用户的接入速率在64kb/s～2.048Mb/s范围内，以后还可更高。(7)帧中继采用了面向连接的工作模式，可提供PVC业务和SVC业务。但由于帧中继SVC业务在资费方面并不能给用户带来明显的好处，实际上目前主要用PVC方式实现局域网的互连。100第6章信令系统信令的分类。P131已编码信令的类型。P133信令的传送方式。P133信令的控制方式。P135No.7信令系统的功能结构。P138101按信令的功能分：

线路信令：具有监视功能，用来监视主被叫的摘、挂机状态及设备忙闲。

路由信令：具有选择功能，指主叫所拨的被叫号码，用来选择路由。

管理信令：具有操作功能，用于电话网的管理和维护。信令的分类102按信令的工作区域分：用户信令：是用户和交换机之间的信令，在用户线上传送。主要包括用户向交换机发送的监视信令和选路信令，交换机向用户发送的铃流和各种音信号。局间信令：是交换机和交换机之间的信令，在局间中继线上传送，用来控制呼叫接续和拆线。用户线信令少而简单，中继线信令多而复杂。信令的分类103按信令传送信道分：随路信令:信令和话音在同一条话路中传送的信令方式。公共信道信令：是以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路的信令的信令方式。

信令的分类104已编码的信令模拟已编码信令：中国一号记发器信令

数字线路信令：中国一号的数字型线路信令信令单元105我国多频记发器信号的编码我国采用的多频互控记发器信号，前向信号用1380，1500，1620，1740，1860，1980Hz的高频群，按6中取2

的编码，可组成15种信号。后向信号用1140，1020，900，780Hz的低频群，按4中取2

编码，可组成6种信号。信号编码组合见表。106中国一号数字型线路信令：

第16时隙比特分配

其中：X为备用比特，未用时置1。

Y为复帧失步比特。Y=0，表示正常；Y=1，表示复帧失步。

当c、d比特未用时，应置C=1，d=1。107传送方式：随路信令在多段路由上的传送方式有3种：

端到端方式逐段转发方式混合方式在优质电路上使用端到端方式，在劣质电路上使用逐段转发方式，即为混合方式。108控制方式：是指控制信令发送的方法，有三种：

非互控方式：发端不断地将要发送的脉冲信令连续发向收端，而不管收端是否收到。

特点：设备简单，但可靠性差。

半互控方式：发端向收端每发一个信令后，必须等接收到收端回送的接收良好的证实信令，才能接着发下一个信令。也就是前向信令受控于后向信令。109控制方式：全互控方式：发端发前向信令不能自动中断，要等收到收端的证实信令后，才停止发送；收端发证实信令也不能自动中断，须在发端信令停发后，才能停发证实信令。特点：抗干扰能力强，可靠，但设备复杂，传送速度慢。中国1号信令使用全互控方式，以保证可靠性，但信令传送速度慢；No.7信令采用非全互控方式，速度快，同时采用其他措施来保证信令传送的可靠性。110用户级信令网功能级信令链路控制级信令数据链路级信令点A用户级信令网功能级信令链路控制级信令数据链路级信令点B第4级第3级第2级第1级四级功能结构111第7章ATM交换技术如何理解ATM技术融合了电路传送模式与分组传送模式的特点。P145ATM信元结构及头部各标识含义。P146ATM信元传送处理原则。P152误码处理信元定界信道填充面向连接：ATM信元中VPI/VCI的作用。ATM交换机的模块结构。P157112ATM技术融合了电路传送模式与分组传送模式的特点电路传送方式中，信道是按时隙周期性分配的，每个时隙分给一个用户传数据。无论用户是否传送数据，该时隙都为该用户所占用。如果在每个时隙中放入48字节的用户数据和5字节的信头，即一个ATM信元，则上述的电路传送方式就变为ATM。这样就可根据信头标志来区分不同用户的数据，于是用户数据占用的时间位置就不再受约束。分组传送方式中，信道上传送的是数据分组。可以把ATM信元看作是一种特殊（即53字节）的数据分组，这样就可以把ATM看成是一种特殊的分组传送方式。ATM中使用固定长度的分组──ATM信元，并用空闲信元填充信道，这就将信道分成等长的时间小段，从而具有电路传送方式的特点。113信元的结构从传输效率、时延及系统实现的复杂性考虑，ITU-T规定ATM的信元长度为53字节。信息域（净荷）信头包含各种控制信息，主要是表示信元去向的逻辑地址，还有一些维护信息、优先级以及信头的纠错码。信息域承载来自各种不同业务的用户信息。114

ATM信元头格式ATM信元头部格式根据信元在B-ISDN网络中的位置分为用户接口UNI格式和网络间接口NNI格式两种。UNI中包含GFC域，NNI中没有。GFC为一般流量控制，4比特，用于控制用户终端方向的ATM连接的业务流量。VPI为虚通路标识，用来区分传输信道上不同的虚通路。

VCI为虚信道标识，可标识65536个虚信道。

115PTI用来标识信息域的类型，3比特，可标识8种类型。

CLP为信元丢失优先级，1比特，用于拥塞控制。CLP=0时网络应保障带宽资源供给；CLP=1时如有拥堵可丢弃信元。

ATM信元头格式HEC为信头差错控制，8比特，用于信头中的差错控制和信元同步。116ATM信元传送处理原则1.误码处理方法，只对信元头部进行检错，可以纠正信头的一位错码（因光纤传输误码主要是单比特误码）和发现多位错码，不检测信息域，信元头部有错而无法纠错时，则丢弃该信元，没有反馈重发措施，信元丢失由高层协议保障信息可靠传递。117ATM信元传送处理原则

2.信元定界，ATM没有信元定界包装符，是借助于信元头部校验序列HEC通过算法来定界。定界过程有三种状态，搜索状态、预同步态和同步态。118ATM信元传送处理原则3.信道填充，为了保证传输速率匹配，则当无信息要传送时须填入空闲信元。4.面向连接的工作方式，ATM网络是通过呼叫建立虚电路的方式构成信息传送通路，通信中一直采用该虚电路标记，直到通信结束才释放虚通路。119ATM的虚电路

虚电路，就是将一条物理通道划分成一定数量的组/群，称作虚通路(VP)，再把每个VP细分成若干虚信道(VC)，分别用VPI、VCI进行标记。120ATM的虚连接过程

121ATM交换机模块结构

122ATM交换机模块结构(1)输入模块(IM)，接收信元，为信元通过交换单元准备路由选择。输入模块的主要功能是终接输入信号，提取ATM信元。其涉及的功能处理为：光电信号的转换。数字比特流的恢复。信元定界。信元速率解耦（丢弃空闲信元）。123ATM交换机模块结构(2)输出模块(OM)，执行信元输出，主要功能是为ATM信元流的物理传输做准备。其功能包括：内部标志符的提取和处理。插入VPI/VCI值。产生HEC域并装入信头。CAC信令信元、SM管理信元和用户业务数据信元流的混合输出。速率匹配（加入空闲单元）。电光转换等。124ATM交换机模块结构(3)交换机构(CSF)，主要是把用户业务信元通过自律选路从输入模块传送到输出模块。除了选路功能之外，还包括以下功能：信元缓冲。汇集和多路复用。故障容错。广播发送或多播发送。信元调度处理。信元丢弃。拥塞检测。125ATM交换机模块结构(4)接续允许控制(CAC)，处理和翻译信令，决定允许接续与否。它执行虚路径和虚通路的接续建立、更改和终止等功能。负责以下功能：高层信令协议。信令信元的产生或翻译。信令网络接口。VPC/VCC交换资源的分配。VPC/VCC容许或拒绝。UPC/NPC参数的产生。126ATM交换机模块结构(5)系统管理(SM)，执行管理和通信控制功能，确保交换机正常有效操作。负责以下功能：物理层的操作和管理。ATM层的操作和管理。交换单元的组织管理。交换数据库的安全控制。交换资源的利用计量。通信管理。信息库的管理。用户网的管理。操作系统的接口。网络管理的支持。127第8章路由器及IP交换技术IP交换技术的概念和构成。P191IP交换中使用的协议。P193GSMPIFMP标记交换技术的概念和构成。P196标记分配协议（TDP）。P198MPLS技术工作原理。P201128IP交换技术IP交换是Ipsilon公司提出的在ATM网上传送IP分组的技术，硬件以ATM交换机为基础，连接控制则采用IP技术完成选路。129IP交换机构成

130IP交换机构成及工作原理

131IP交换中所使用的协议1.GSMP（通用交换管理协议），IP控制器利用该协议向ATM交换机发布命令，建立和释放虚连接、点到点连接中增/删端点、控制交换端口、配置信息查询、系统信息查询。指导ATM交换机为某个用户业务流建立新的VPI/VCI。2.IFMP（Iplison流管理协议），实现邻接的IP交换控制器、IP交换网关/网卡之间请求分配一个新的VPI/VCI的控制操作。132标记交换技术标记交换(TagSwitching)，是Cisco公司推出的基于传统路由器的ATM承载IP技术。IP交换试图用ATM代替路由器，标记交换的特点是没有脱离路由器，是在一定程度上将数据的传递从路由变成交换，提高了传输效率，也不受限于使用ATM技术。133标记交换机的构成标记交换机主要由传递元件和控制元件组成。(1)传递元件，以分组中携带的标记信息和交换机中保存的标记传递信息决定分组传递。(2)控制元件，通过标记分配协议(TDP)来完成标记分配和维护规程。134标记交换的工作原理

135标记分配协议(TDP）用来分配和维护TFIB的标记子项。TDP使用专用的可靠地链路传输，在ATM标记交换路由器上使用VPI/VCI为0/32的默认虚通路。三种标记分配方式：下游节点标记分配，下游分配，通知上游；上游节点标记分配，上游分配，通知下游；下游节点按需分配，上游请求，下游分配并通知上游分配结果。136标记交换分配标记示例

137信元交织问题信元交织就是来自不同源的信元以同一个标记VPI/VCI发出时交织混杂在一起，使接收端无法区分的情况。ATM环境下的标记交换必须采用下游结点按需分配标记协议，否则标记交换机必须具有VC合并功能。138信元交织问题示例

139下游按需分配标记

140MPLS采用IP寻址、动态IP选路和另一个标签分发协议（LDP），LDP把等价转发类FEC映射成标签而后形成标签交换路径LSP。多协议标签交换（MPLS）141MPLS网络由核心部分的标签交换路由器（LSR）、边缘部分的标签边缘路由器（LER）组成。LSR可以看作是ATM交换机与传统路由器的结合，由控制单元和交换单元组成。LER的作用是分析IP数据报首部，决定相应的传送级别和标签交换路径（LSP）。多协议标记交换142多协议标记交换

143第9章光交换技术光交换元件的类型。P215光时分交换网络，光延迟线/光存储器的作用。P220光交换的应用。P226144光交换元件

1．半导体光开关图9-1半导体光放大器及等效开关示意图半导体光开关可以用作光交换中的空分交换开关，通过控制电流来控制光信号的输出选项。1