现代交换原理

1、交换机的作用：在任意选定的两条用户线之间建立和释放一条通信链路。即：交换机应能为连接到本机的任意两个用户之间建立一条通信链路，并能随时根据用户要求释放该链路。2、通信网的定义：通信网是由一定数量的节点（包括端系统、交换机）和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按照约定的规则或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。用户使用它可以克服空间、时间等障碍来进行有效的信息交换。通信网的结构：通信网的组成：交换设备、终端设备、传输设备3、比较电路交换、分组交换、ATM交换的异同。a.电路交换：主要用于电话通信网中，完成语音信号的交换，是最早出现的一种实时交换方式。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（3）采用同步时分复用，固定分配带宽的工作方式；（4）信息传输具有透明性，信息传输无差错控制；电路交换优点：面向连接，时延小；数据传输可靠、传输效率高、有序，质量有保证；透明传输，开销小电路交换缺点：资源独占、线路利用率低、浪费严重，不同终端不能互通，可能存在呼损。b.分组交换：主要用于数据通信系统中，采用存储转发的方式，完成信息的交换，具有4个特点：（1）信息传送的最小单位是分组；（2）采用面向连接的虚电路和面向无连接的数据报两种工作方式；（3）采用统计时分复用，动态分配带宽的工作方式；（4）信息传输不具有透明性，信息传送有差错控制；优点：提供可变比特率业务；线路利用率很高；经济性好缺点：技术实现复杂；时延较大；无法很好的支持实时业务c.ATM交换：主要用于是宽带综合业务数字网中的交换模式，具有3个特点：（1）信息传输以信元为单位，信元具有固定长和简化的信头；（2）采用面向连接的工作方式.（3）采用异步时分多路复用方式；ATM结合了上述两种的优点，具有电路交换方式的处理简单的特点，支持实时业务，数据透明传输，并采用端到端的通信协议。同时具有分组交换方式支持可变比特率等优点。1、程控交换的三类语言：（1）SDL（规范描述语言）：用于系统设计的初期（2）CHILL语言：用于软件详细设计阶段（3）MML（人机对话语言）：用于软件调试和交换机的运行维护阶段2、状态迁移和稳定状态的定义：（1）稳定状态：在一次呼叫过程中分成几个阶段，每个阶段中交换机设备的状态基本不变。（2）状态迁移：交换机由一个稳定状态转换到另一个稳定状态的过程。（3）引起迁移的原因：由输入信息引起的，没有输入信息的促发状态不会改变，由呼叫处理程序控制3、程序的分级：（1）故障级：级别最高（2）周期级：也叫时间级程序（3）基本级：级别最低4、数字交换原理：（1）T接线器原理分析：（2）S接线器原理分析：（3）T-S-T接线器原理分析4、为适应信令网中各种信令信息的传递要求，七号信令规定了三种信令单元。消息信令单元MSU(MessageSignalUnit)链路状态信令单元LSSU(LinkStatusSignalUnit)填充信令单元FISU(Fill-inSignalUnit)4.5设呼叫平均双向传送5.5个消息，消息平均长度140比特，每条信令链路能为多少个中继电路服务？如平均呼叫占用时长60秒，中继线平均负荷0.7Erl，信令链路业务负荷率0.3。（1）每条信令链路每小时服务的呼叫数N=64*1000*3600/((5.5/2)*140)=598441（呼叫）（2）一条中继上每小时通过的呼叫数：K=0.7*3600/60=42（呼叫）（3）一条信令链路服务的中继数：T=0.3*N/K=0.3*598441/42=4274（中继）1.1为什么说交换设备是通信网的重要组成部分？转接交换设备是通信网络的核心,它的基本功能是对连接到交换节点的传输链路上的信号进行汇集、转接和分配1.2.电话网提供的电路交换方式的特点是什么？资源独占性。通信前,必须在欲通信的双方建立一条电路,然后进行通信。完成通信后，释放该电路。只有当本次通信过程所占用的相关电路释放后，其它通信过程才可占用这些资源。1.3.简述数据通信和语音通信的主要区别？(1)通信对象不同：前者是计算机之间或人与计算机之间的通信，需要严格定义通信协议和标准；后者是人和人之间的通信。(2)传输可靠性要求不同：前者的比特差错率在10-8以下，后者可高达10-3。(3)通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同：99.5%的数据通信持续时间短于电话平均通信时间，其信道建立时间也短于电话通信。(4)通信过程中信息业务量特性不同：电话量级在32kb/s,而数据从30b/s到1Mb/s。1.4.利用电话网进行数据通信有哪些不足之处？1）使用电话网络进行数据传输的效率低，原因不仅只是用户环路上只能进行模拟语音信息的传输，而且还和电话网络的交换方式以及其处理能力有关。2）这种电话网利用电路交换分配固定电路资源的方式缺点是：一方面在数据量大时无法满足传输要求，另一方面在数据量很小时会很浪费网络传输资源。1.5.为什么分组交换是数据通信的较好的方式？（1）可向用户提供不同速率、不同代码，不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端间的灵活通信。（2）线路利用率高，动态统计复用。（3）可靠性一般在10-10以下（4）较经济1.6.如何理解ATM交换综合了电路交换和分组交换的优点.1）采用固定长度的ATM信元异步转移复用方式。2）ATM采用面向连接并预约传输资源的方式工作。3）在ATM网络内部取消差错控制和流量控制，而将这些工作推到网络的边缘设备上进行。4）ATM信元头部功能降低。2.4试比较共享存储器型交换单元和总线型交换单元的异同。不同点：(1)结构不同。共享存储器型交换单元以存储器作为核心部件，而总线型交换单元的一般结构包括入线控制部件、出线控制部件和总线三部分。(2)工作方式不同。共享存储器型交换单元的工作方式有两种：A.入线缓冲；B.出线缓冲。总线型交换单元的各部件功能特点如下：A.入线控制部件接收入线信号，进行相应的格式变换，放在缓冲存贮器中，并在分配给该部件的时隙上把收到的信息送到总线上。B.出线控制部件检测总线上的信号，并把属于自己的信息读人一个缓冲存储器中，进行格式变换，然后由出线送出，形成出线信号。C.总线一般包括多条数据线和控制线。D.总线时隙分配要按一定的规则。相同点：两者都可以对三种时分复用信号进行交换，只不过具体实现方式不同。2.62.72.9什么是严格无阻塞网络。。。①严格无阻塞网络。不管网络处于何种状态，只要连接的起点和终点空闲，任何时刻都可在网络中建立一个连接，且不影响网络中已建立的其他连接。②可重排无阻塞网络。不管网络处于何种状态，只要连接的起点和终点空闲，任何时刻都可在网络中直接或者对已有连接重新选择路由来建立一个连接。③广义无阻塞网络。指一给定的网络存在着固有阻塞的可能，但也有可能存在着一种精巧的选路方法，使得所有的阻塞均可避免，而不必重新安排网络中已建立起来的连接。2.10试比较CLOS网络的内部阻塞与BANYAN网络的内部阻塞有何不同？2.12指出DSN中网络地址ABCD各有什么含义？A为终端模块接在第1级DSE入端口上的号码，共有12种，占4比特。A为终端模块的编号。B为第1级接在第2级DSE入端口上的号码，由于第1级DSE是成对出现的，两个成对的DSE在第2级DSE入端口的位置相差4，故第2级DSE的入端口虽有8个，而其编址只需4种情况，只占2比特。B为第1级的DSE号。C为第3级编址，代表第2级接在第3级DSE的入端口号，有8个入端口，只需占3比特，C为第2级的DSE号。D为第3级接在第4级DSE的入端口号，占4比特。D为第2级和第3级的组号。2.143.5CCITT在电路交换系统中规定了哪几类接口及各类接口的作用？1)中继侧接口:即至其它交换机的接口，Q.511规定了连接到其它交换机的接口有三种:•A接口:数字接口,通PCM一次群线路连接至其它交换机。•B接口:数字接口,通过PCM二次群线路连接其它交换机。•C接口:模拟中继接口,有二线和四线之分。2)用户侧接口,包括•模拟用户接口Z：模拟用户接口是程控交换设备连接模拟话机的接口电路，也常称为用户电路（LC）。用户电路实际上是模拟电路和数字电路间的接口•数字用户接口V：数字用户线接口是数字程控交换系统和数字用户终端设备之间的接口电路。3)操作管理和维护（OAM）接口：用于传递与操作和维护有关的信息。3.6模拟用户接口电路有哪些功能？程控数据交换机中的用户电路功能主要可归纳为BORSCHT这七项功能，即：B：馈电O：过压保护R：振铃S：监C：编译码和滤波器H：混合电路T：测试3.8模拟中继接口与模拟用户接口有什么区别？完成哪些功能？答：应用范围不一样：模拟用户接口是程控交换设备连接模拟话机的接口电路，实际上是模拟电路和数字电路间的接口；而模拟中继接口是用于连接模拟中继线的接口，常用于长途交换和市内交换中继线连接。模拟中继接口完成的功能：B：馈电O：过压保护S：对线路信令的监视C：编译码和滤波器H：混合电路T：测试4.3程控交换机软件的基本特点是什么？由那几部分组成？特点：（1）规模大（2）实时性（3多道程序并行处理（4）可靠性要求组成：运行软件系统和支持软件系统。4.4简述程控交换机操作系统的基本功能？程控交换机的操作系统主要完成以下功能：内存管理、程序调度、程序间的通信、处理机间的通信（在多处理机交换系统中）、时间服务、出错处理等。4.6设某程控交换机需要5种时钟级程序，它们的执行周期分别为：A程序8ms,B程序16ms,C程序16ms,D程序96ms,E程序96ms;现假定处理机字长为16位，要求用时间表来调用这些程序，请画出时间表的结构。根据所要执行的程序，最小周期为8ms,故该机应采用8ms时钟中断周期。分析：时间表：从所要执行的程序看，最小周期为8ms,最大周期为96ms，故时间表应有12(96/8)个单元，即12行。字长16，即每一行有16位。根据以上分析，上述程序的全部启动控制表格设计如下：5.7说明虚电路和逻辑信道的区别？虚电路和逻辑信道的主要区别在于:(1)虚电路是主、被叫DTE之间建立的虚连接；而逻辑信道是在DTE与交换机接口或网内中继线上分配的，代表了信道的一种编号资源。一条虚电路由多个逻辑信道链接而成，每条线路的逻辑信道号的分配是独立进行的。（2)一条虚电路具有呼叫建立、数据传输和呼叫释放过程。永久虚电路可在预约时由网络建立，也可通过预约予以清除；而逻辑信道是一种客观存在，它有占用和空闲的区别，但不会消失。5.13简述帧中继与分组交换的本质区别，为什么说帧中继是分组交换的改进？帧中继和分组交换类似，但却以比分组容量大的帧为单位而不是以分组为单位进行数据数据传输；而且，它在网络上的中间节点对数据不进行误码纠错。帧中继技术在保持了分组交换技术的灵活及较低的费用的同时，缩短了传输时延，是实现局域网（LAN）互连、局域网与广域网（WAN）连接等应用的理想解决方案。当用户的信息量突发性较大且速率较低，业务量不大且对延迟要求不是很高时，可采用分组交换。当用户的信息量突发性较小，业务量较大，对延迟较敏感时，可采用DDN专线。当用户信息量突发性大，对延迟要求较高，速率较高，可采用帧中继。X.25协议不能很好地提供高速服务；而帧中继采用面向连接的通信方式，简化了X.25网络的下三层协议，将差错控制、流量控制推到网络的边界，即由终端的上层协议完成下层的某些功能，从而实现轻载协议网络。6.1为什么要采用公共信道信令？它与随路信道相比，主要优点在哪里？当有呼叫到来时，先在专门的信令链路中传送信令，接续建立后，再在选好的空闲话路中传送语音。因此，共路信令也称公共信道信令，指以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路的信令。它的优点有：信令传送速度快，具有提供大量信令的潜力，具有改变或增加信令的灵活性，便于开放新业务，在通话时可随意处理信令，成本低，因此公共通道信令得到越来越广泛的应用。6.4No.7信令的基本信令单元有哪几种？答：有三种：由用户产生的可变长的消息信令单元（MSU）、来自MTP第三级的链路状态信令单元（L