电力系统通信_第7章_现代交换技术.pdf

第7章现代交换技术 7.1 概述 7.2 电话交换技术 7.3 分组交换技术 7.4 帧中继技术 7.5 ATM技术 7.6多协议标记交换（MPLS）技术 7.1 概述 交换技术是通信网的重要组成部分，如果没有交换技术， 组成的通信网络将非常复杂、成本高，而且网络效率低下， 可见交换技术在通信网中起着非常重要的作用。 交换技术起源于电话接续过程。在很长的时间内，支持传 统电路交换功能的设备都是纵横制交换机，其交换技术也是 基于电路交换，交换动作的结果是建立 （连接）一条物理的 实电路，完成对话路的接续任务，当通信结束时，交换设备 再拆除接续电路，准备下一次新的接续。随着数据业务的出 现，数据业务成为了通信网络必须面对的新问题，而且，数 据业务与电话业务有明显不同的属性，因此，出现了分组交 换技术。计算机网络技术的 飞速发展，分组交换技术带来了革命性的变化，使确定复用发 展成为统计复用，面向连接发展成为无连接。产生了X.25交换 机、路由器和ATM交换设备。这些设备采用统计复用，提高了 设备的利用率，同时，也产生了拥塞、延时抖动和数据丢失等 一系列新问题。为解决这些新问题，又不断创造出了新的技术。 现代通信网络，即支持电话业务，也支持数据业务，传统的交 换技术已不能适应现代通信网的要求。因此，要了解现代通信 网络，也必须了解现代交换技术及其应用。 如图，是交换技术发展的过程，从早期的电路交换到现在的 分组交换，经历了相当长的一段时间，而推动交换技术发展的 动力正是数据业务的产生。为了更好地了解不同交换技术及其 应用，现介绍一些基本概念。 图7-1 交换技术的发展 7.1.1 电路交换 电路交换(CS：Circuit Switching)是最早出现的一种交换方 式，包括最早的人工电话在内的电话交换普遍采用电路交换方 式。电路交换的基本过程包括：呼叫建立阶段、信息传送(通话) 阶段和连接释放阶段。 电路交换是一种实时交换，当某一用户呼叫另一用户时，应 立即在两个用户间建立电路连接，如果没有空闲的电路，呼叫 就不能建立而遭受损失。因此，应配备足够的连接电路，使呼 叫损失率不超过规定值。 电路交换要在通信的用户间建立专用的物理连接通路，应具 备以下特点： 在通信之前先要有连接建立过程； 只要用户不发出释放信号，即使通信暂时停顿，物理连接仍 然保持； 物理连接的任何部分发生故障都会引起通信的中断； 仅当呼叫建立与释放时间相对于通信的持续时间很小时才呈 现高效率。 对通信信息不作处理(信令除外)，而是原封不动地传送，用 作低速数据传送时不进行速率、码型的变换。 对传送的信息无差错控制措施。 用基于呼叫损失的方法来处理业务流量，过负荷时呼损率增 加，但不影响己建立的呼叫。 综上所述，电路交换是固定分配带宽，连接建立后，即 使无信息传送也要虚占电路，电路利用率低；要预先建立 连接，有一定的连接建立时延，通路建立后可实时传送信 息，传输时延一般可以不计；无差错控制措施，对于数据 交换的可靠性没有分组交换高。因此，电路交换适合于电 话交换、文件传送、高速传真，不适合突发(burst)业务和 对差错敏感的数据业务。 7.1.2 分组交换 分组交换是一种存储转发的交换方式。它是将需要传送 的信息划分为一定长度的包，也称为分组，以分组为单位 进行存储转发的。而每个分组信息都包含源地址和目的地 址的标识，在传送数据分组之前，必须首先建立虚电路， 然后依序传送。 在分组交换网中可以在一条实际的电路上，能够传输许多 对用户终端间的数据。其基本原理是把一条电路分成若干条 逻辑信道，对每一条逻辑信道有一个编号，称为逻辑信道号、 将两个用户终端之间的若干段逻辑信道经交换机链接起来构 成虚电路。 分组交换在线路上采用动态复用的技术来传送各个分组， 带宽可以动态复用。用户在接入分组交换网时，可以通过分 组装拆设备(PAD)把各终端的字符数据流组成分组，在集合信 道上以分组交织复用。使多个用户可以共享一个分组连接。 分组交换提供两种方式，即：虚电路方式和数据报方式 1．虚电路方式和数据报方式 虚电路(VC：Virtual Circuit)方式与数据报(DG：Data gram) 方式，各有其特点，可适应不同业务的要求。 (1) 虚电路 所谓虚电路方式，就是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