中級(jí)通信工程師考試培訓(xùn)交換的概念

  1.1交換的概念
  1.1.1交換的引人
  通信就是在信息源和目的地之間進(jìn)行信息傳遞的過程。人們的社會(huì)活動(dòng)離不幵通信，尤其是在一個(gè)信息化的社會(huì)，現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展使人與通信的關(guān)系變得密不可分。在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中，為滿足不同通信需求而采用的通信方式各不相同，通信手段多種多樣，通信內(nèi)容豐富多彩，從而使通信系統(tǒng)的構(gòu)成不盡相同。一個(gè)最簡(jiǎn)單的通信系統(tǒng)是只有兩個(gè)用戶終端和連接這兩個(gè)終端的傳輸線路所構(gòu)成的通信系統(tǒng)，這種通信系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的通信方式稱為點(diǎn)到點(diǎn)通信方式，如圖1.1所示。

  點(diǎn)到點(diǎn)通信方式僅能滿足與一個(gè)用戶終端進(jìn)行通信的最簡(jiǎn)單的通信需求。比如，兩個(gè)人要通話，最簡(jiǎn)單的辦法就是各自拿一個(gè)話機(jī)，用一條雙絞線將兩個(gè)話機(jī)連接起來，即可實(shí)現(xiàn)話音通信，如圖1.2(a)所示。同樣，兩個(gè)人要傳送文件，可各自使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過串口線將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，如圖1.2(h)所示（圖中未畫出電源供電）。

  然而，現(xiàn)實(shí)的通信更多的是要求在一群用戶之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互通信，而不是僅僅與一個(gè)用戶進(jìn)行通信。以電話通信為例，人們當(dāng)然希望能與電話網(wǎng)內(nèi)任何一個(gè)用戶在苫要時(shí)進(jìn)行通話。
  那么，要想實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶終端之間的相互通話，最直接的方法就是用通信線路將多個(gè)用戶終端兩兩相連，如圖1.3所示。

  在圖1.3中，6個(gè)電話終端通過傳輸線路兩兩互連，實(shí)現(xiàn)了任意終端之間的相互通話。由此可知，采用這種互連方式進(jìn)行通信，當(dāng)用戶終端數(shù)為6時(shí)，每個(gè)用戶要使用5條通信線路，將自己的電話機(jī)分別與另外的5個(gè)話機(jī)相連。不僅如此，每個(gè)電話機(jī)還需配備一個(gè)5選1的多路選擇開關(guān),根據(jù)通話的需要選擇與不同話機(jī)相連，以實(shí)現(xiàn)兩兩通話,如圖1.4所示。若不采用這種多路選擇開關(guān)，則每個(gè)用戶就要使用5個(gè)電話終端實(shí)現(xiàn)與任意終端的通話。
  兩兩互連的通信連接方式的特點(diǎn)是：
  ①若用戶終端數(shù)為N，則兩兩相連所需的線對(duì)數(shù)為

  ②每個(gè)用戶終端需要配置一個(gè)N-1路的選擇開關(guān)。

  例如，有100個(gè)用戶要實(shí)現(xiàn)任意用戶之間的相互通話，采用兩兩互連的方式，終端數(shù)N=100，則需要的線對(duì)數(shù)為稱條，而且每個(gè)用戶終端需要
  配置一個(gè)99路的選擇開關(guān)。顯而易見，這種方式的缺點(diǎn)是：
  ①兩兩互連所需線對(duì)數(shù)的數(shù)量很大，線路浪費(fèi)大，投資大，很不經(jīng)濟(jì)。
  ②要配置多路選擇開關(guān)，且主、被叫終端之間需要復(fù)雜的開關(guān)控制及控制協(xié)調(diào)。
  ③增加一個(gè)用戶終端的操作很復(fù)雜。
  因此，當(dāng)用戶終端數(shù)N較大時(shí)，采用這種方式實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶之間的通信是不現(xiàn)實(shí)的，無(wú)法實(shí)用化。
  為實(shí)現(xiàn)多個(gè)終端之間的通信，引入了交換節(jié)點(diǎn)，各個(gè)用戶終端不再是兩兩互連，而是分別經(jīng)由一條通信線路連接到交換節(jié)點(diǎn)上，如圖1.5所示。該交換節(jié)點(diǎn)就是通常所說的交換機(jī)，它可以完成交換的功能。在通信網(wǎng)中，交換就是在通信的源和目的終端之間建立通信信道，實(shí)現(xiàn)通信信息傳送的過程。引入交換節(jié)點(diǎn)后，用戶終端只需要一對(duì)線對(duì)與交換機(jī)相連，節(jié)省了線路投資，組網(wǎng)靈活方便。用戶間通過交換設(shè)備連接使多個(gè)終端的通信成為可能。

  由一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)，如圖1.5所示，它是通信網(wǎng)最簡(jiǎn)單的形式。實(shí)際應(yīng)用中，為實(shí)現(xiàn)分布區(qū)域較廣的多終端之間的相互通信，通信網(wǎng)往往由多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，這些交換節(jié)點(diǎn)之間或直接相連，或通過匯接交換節(jié)點(diǎn)相連，通過多種多樣的組網(wǎng)方式，構(gòu)成蒗蓋區(qū)域廣泛的通交換設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)。圖1.6所示為由多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的通信網(wǎng)。

  用戶終端與交換機(jī)之間的連接線路叫做用戶線,交換機(jī)與交換機(jī)之間的連接線路叫做中繼線（runk)，通信網(wǎng)的傳輸設(shè)備主要由用戶線、中繼線以及其他相關(guān)傳輸系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成。交換設(shè)備、傳輸設(shè)鉻和用戶終端設(shè)備是通信網(wǎng)的基本組成部分，通常稱為通信網(wǎng)的三要素。

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