现代交换原理练习及其答案

第一章思考与练习题1.电话网提供的电路交换方式的特点是什么？电路交换方式的特点是：两终端使用同一条物理链路和固定时隙，在通信中始终占有该条链路和固定时隙进行通信。2.为什么分组交换是数据通信的较好的方式？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之间能够相互通信的灵活的通信环境。信息的传输时延较小，而且变化范围不大，能够较好满足计算机交互业务的要求。实现线路动态统计服用，通信线路的利用率很高，在一条物理线路上可同时提供多条信息通路。3.如何理解ATM交换方式综合了电路交换和分组交换的优点？ATM交换方式具有电路交换处理简单的特点，支持实时业务，网络不对数据作复杂处理，采用端到端通信协议。它同时具有分组交换支持变比特率业务特点，对链路上传输的业务进行统计时分复用。第二章思考与练习题1.试解释同步时分复用信道和统计时分复用信道两概念，扼要指出其技术特点。同步时分复用信道是将信道用时间划分为若干个时隙，每个时隙成为一个子信道，是恒速的，一个子信道传递一个话路的信息。对于信号的交换实际是话路所在位置的交换，即时隙的内容在时间轴上的移动。统计时分复用信道是把需要传送的信息分成很多小段，称为分组，每个分组前附加标志码，标志要去哪个输出端，即路由标记。信号的交换实际就是按照每个分组信息前的路由标记将其分发到出线上去。2.分别写出N=8时以下各种连接的连接函数的排列表示：(1)间隔交叉连接（三种）；(2)均匀洗牌连接、子洗牌连接σ(m)及逆均匀洗牌连接；(3)蝶式连接和子蝶式连接β(m)。解：(1)6745230176543210)(0120120得由xxxxxxC(2)均匀洗牌得由0120121)(xxxxxxC54761032765432103210765476543210)(0120122得由xxxxxxC7531642076543210)(201012得由xxxxxx(3)得子均匀洗牌由102012)1()(xxxxxx7362514076543210)(1200121得逆均匀洗牌由xxxxxx75643120765432107351624076543210)(210012得蝶式连接由xxxxxx得子蝶式连接由102012)1()(xxxxxx3.如何用多路选择器构成集中型交换单元？如利用8选1的多路选择器构成8×4的交换单元。解：电路结构如右图示，注意标明选通和选址控制端。75643120765432104.有一空分接线器，有8条入线和8条出线，编号为0~7。如图所示，每条出、入线上有256个时隙,控制存储器如图(b)示。现要求时隙8接通A点，时隙17接通B点，试就输入控制和输出控制两种情况，在控制存储器的问号处填上相应的数字。5.有一时间接线器，如图所示，设话音存储器有256个单元，现要进行如下时隙交换TS8→TS35，试在问号处填入适当数字。试说明交换过程。解：输出控制方式：计算机随机在CM的35单元写入8。当第8个时隙到来时，其输入信息a按顺序写入SM第8号单元。当TS35时隙到来时，CM从35单元读得8,作为SM的读地址，在SM第8单元读出话音信息a，实现TS8→TS35时隙信息交换。输入控制方式：计算机随机在CM的８单元写入35。当时隙TS８到来时，计算机从ＣＭ第８单元读得数据35,作为写地址，把TS8输入信息a写入SM第35号单元中。当TS35时隙到来时，计算机按顺序从SM第35单元读得话音信息a，实现TS8→TS35时隙信息交换。６.什么是严格无阻塞网络？什么是可重排无阻塞网络？什么是广义无阻塞网络？严格无阻塞网络，不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网络中建立一个连接。可重排无阻塞网络，不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在一个交换网络中直接或对已有的连接重选路由建立一个连接，只要这个连接的起点和终点是空闲的。广义无阻塞网络，指给定的网络存在固有阻塞可能，但有可能存在着一种精巧的选路方法，使得所有阻塞均可避免。7.TST交换网络要求实现第0个T接线器输入时隙TS2与第31个T接线器输出时隙TS511交换信息，内部时隙选用TS7和TS263，输入侧T接线器采用控制写入、顺序读出方式，输出侧采用顺序写入、控制读出方式，S接线器为32×32矩阵,编号为0~32，采用输出控制方式。试画出双方通话时交换网络原理图。指出图中SMA、SMB、CMA、CMB、CMC的容量是多少，即各需要多少单元？解：(1)SMA、SMB、CMA、CMB各需要512个存储单元，前两者每个单元为8bits，后两者为9bits。CMC有512×32=16384个5bits单元。8.试说明2×2BATCHER比较器与2×2交换单元有何异同。相同：在结构上两者都具有两条入线和两条出线。相异：比较器构成的排序网络可对进入该网络的数据进行排序，而不是地址，以达到将原先任意顺序的数据整理成一个完全有序的序列的目的。而交换单元构成的网络是对地址进行映射，以便将任一入线链接到任一出线。第三章思考与练习题1.试简述空分交换、时分交换、模拟交换、数字交换、布控交换和程控交换的基本概念。空分交换：在交换过程中，入线是通过在空间的位置来选择出线，并建立接续，通信结束后，随即拆除。时分交换：把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过交换网络完成话音的时隙搬移，从而实现入线和出线间话音交换。模拟交换：是对模拟信号进行交换，对象是模拟信号。数字交换：是对数字信号进行交换，对象是数字信号。布控交换：控制设备由预定功能的数字逻辑电路组成，也就是由硬件控制交换。程控交换：以电子计算机作为控制设备，也就是由软件控制交换。2.CCITT在电路交换系统中规定了哪几类接口及各类接口的作用。中继侧接口：接口有三种，接口A和B都是数字接口，A通过PCM一次群连接到其它交换机，B通过PCM二次群连接其它交换机,C是模拟中继接口。用户侧接口：有模拟接口Z和数字接口V两种。其中V接口又分V1、V2、V3、V4和V5几种。OAM接口：用于操作、管理与维护有关的信息。3.试简述模拟用户接口电路的功能。解：模拟用户电路可归纳为七大功能：(1)馈电B：给用户电路提供-48V电源；(2)过压保护O：保护交换机免受高压电损害；(3)振铃控制R：给用户提供90V铃流；(4)监视S：监视用户回路的通断状态；(5)编译码和滤波器C：提供A/D、D/A转换和PCM编码与解码；(6)混合电路H：进行二/四端口转换；(7)测试T：使用户线与测试设备接通，进行用户线测试。4.数字中继接口完成哪些功能？数字中继线与交换机间的接口，其功能如下：(1)码型转换；(2)时钟提取；(3)帧同步和复帧同步；(4)检测和传送告警信息；(5)帧定位；(6)帧和复帧同步信号插入；(7)信令提取和格式转换。5.试简述多频互控数字信号是如何产生的？以产生1380Hz与1500Hz的多频信号为例，详细给予说明。单音频450Hz的数字化信号又是如何产生的？解：若要产生1380Hz和1500Hz数字MFC双音频信号，找出一个重复周期时间，使1380、1500与8KHz三个频率在其内恰好成为整数循环。为此取三个频率最大公约数20Hz，周期为50ms。在该周期内，1380Hz重复69次，1500Hz重复75次，8KHz重复400次。用8KHz频率对1380Hz和1500Hz复合频率采样，得400个样值,代表了69个1380Hz和75个1500Hz频率正弦波之和，把400个样值PCM码存入ROM单元中。计算机直接从ROM单元按顺序读出存储数据，即可形成数字双音频MFC信号。在450Hz和8KHz找出一个重复周期时间，使450与8KHz二个频率在其内恰好成为整数循环。方法如上所述。第四章思考与练习题1.呼叫处理过程从一个状态转移至另一个状态包括哪三种处理及其处理的内容？（1）输入处理：各种扫描程序都属于输入处理，如用户扫描、局间MFC信号扫描、中继占用扫描等。扫描过程发现外部事件，采集的数据是接续的依据（2）内部处理：数字分析、路由选择、通路选择等均属于内部处理。其共同特点是要通过查表进行一系列的分析与判断。（3）输出处理：完成话路设备驱动，如接通或释放交换网中通路,启动或释放某话路设备中的继电器或改变控制电位等功能。2.试简述用户摘机、挂机识别原理，画出其示意图。3.试说明位间隔识别周期时间是如何确定的？解：周期时间T下限应大于最长的脉冲断开时间，以及大于最长的脉冲续时间，由于我国脉冲号码的断时间≥续的时间，故只需考虑前者。脉冲断最大=1/8×3/(3+1)=0.09375s=93.75ms故T位应大于93.75ms，按时钟中断周期的整数倍取定为96ms或100ms。每两个号码之间必须保持一定的时间间隔，以便识别两个脉冲串。其最小的间隔时间一般在300ms以上。周期时间T上限应小于最小的间隔时间的一半，即小于150ms。最后可得：96ms﹤T﹤150ms。4.试简述用户脉冲拨号位间隔识别原理，画出相应示意图。解：识别原理：位间隔出现特点是前96ms扫描有脉冲电平变化，而本次96ms扫描没有脉冲电平变化，且用户线前次扫描结果为1。5.试简述双音多频号码硬件、软件收号识别原理，画出相应示意图。解：软件扫描的任务是定期从收号器读取输出端的数字。状态端SP在数字脉冲来临时变高电平，脉冲过后恢复为低电平。数字扫描程序按约16或20ms周期扫描SP位，如连续两次读得SP为高电平，说明新的数字已到。若（这⊕前）∧前非=1，表示可读取输出端的数字信号。6.交换机的程序一般分为几种类型的级别？各采取什么方式激活？解：交换机的程序一般可分为故障级、时钟级和基本级。（1）故障级程序是机器发生故障时由中断服务程序激活执行；（2）时钟级程序是由时间表按进程调度执行；（3）基本级程序是由队列激活执行。7.设某程控交换机需要6种时钟级程序，它们的执行周期分别为：A程序：8msD程序：96msB程序：16msE程序：96msC程序：16msF程序：100ms现假设处理机字长为8位，要求设计只用一个时间表来控制这些时钟级程序执行管理：(1)从能适应全部时钟级程序的周期出发，规定出该机采用的时钟中断周期。(2)设计出上述程序的全部启动控制表格。答：所有程序最大执行周期为100ms，其最大公约数为4，故时钟中断周期为4ms。设时间表有24个单元，即24行，总周期时间为：4×24=96ms,时间调度表如图示。时间表首次执行到T23时，运行“辅助屏蔽程序”，将“100ms程序”的屏蔽位置成“1”，同时把“辅助屏蔽程序”的“1”改成“0”。4ms后，由于“100ms程序”的屏蔽位为“1”，该程序被执行。从开始到现在，刚好为100ms时间；“100ms程序”将自己的屏蔽位再次置成“0”，同时又将“辅助屏蔽程序”在表中下一行，即T0行，置成“1”，使程序转到最后一列执行，这样基本恢复原来状态。在执行下一循环时，“辅助屏蔽程序”在调度表中置“1”的行，将出现在T1行上。第五章思考与练习题1.分组交换有哪两种传输方式？它们各自的特点如何？答：数据报方式：传输效率较高，但分组时延较大，对网络适应性强，某交换机出现故障，可以另选路径。特点：数据分组传输时延较大，分组的传输时延和传输路径有关；对网络故障的适应性强，一旦某个经由的分组交换机出现故障可以另外选择传输路径。虚电路方式：两终端在开始传输之前，要通过网络建立逻辑上连接，每分组头指明虚电路标识号，分组按路径顺序通过，终端不需对分组重新排序。特点：通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫释放三个阶段，对数量大的通信传输效率高。2.说明逻辑信道号的含义以及它的用途。答：统计时分复用传输模式中，各用户数据在线路上交织传输，为识别来自不同终端的用户数据，发送前在数据加上终端或子信道的识别“标记”，好象线路被分成许多子信道，每个子信道用相应号码表示，这种子