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3.5.1 电路交换

2007-04-23 16:02 王达 电子工业出版社 字号:T | T
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本章主要介绍局域网、广域网,以及OSI各层主要功能及其工作原理这些基本的计算机网络通信技术,同时还将介绍计算机网络数据通信中常见的技术指标和参数。这些都是我们平常进行各种网络工程施工和系统设计的基础和前提。本节主要是电路交换。

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3.5.1  电路交换
“电路交换”(Circuit Switching)又称为“线路交换”,是一种面向连接的服务。两台计算机通过通信子网进行数据电路交换之前,首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。最普通的电路交换例子是电话系统。电路交换是根据交换机结构原理实现数据交换的。其主要任务是把要求通信的输入端与被呼叫的输出端接通,即由交换机负责在两者之间建立起一条物理通路。在完成接续任务之后,双方通信的内容和格式等均不受交换机的制约。电路交换方式的主要特点就是要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路,并且在整个通信过程中,这条通路被独占。
1.电路交换的分类
电路交换又分为时分交换(Time Division Switching,TDS)和空分交换(Space Division Switching,SDS)两种方式。
时分交换是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,通过时隙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的一种交换方式。时分交换的关键在于时隙位置的交换,而此交换是由主叫拨号所控制的。为了实现时隙交换,必须设置话音存储器。在抽样周期内有n个时隙分别存入n个存储器单元中,输入按时隙顺序存入。若输出端是按特定的次序读出的,这就可以改变时隙的次序,实现时隙交换。
空分交换是指在交换过程中的入线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。比如,人工交换机上塞绳的一端连着入线塞孔,由话务员按主叫要求把塞绳的另一端连接被叫的出线塞孔,这就是最形象的空分交换方式。此外,机电式(电磁机械或继电器式)、步进制、纵横制、半电子、程控模拟用户交换机及宽带交换机都可以利用空分交换原理实现交换的要求。
2.电路交换的三个阶段
整个电路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输和释放线路三个阶段。下面分别予以介绍。
(1)电路建立
如同打电话先要通过拨号在通话双方间建立起一条通路一样,数据通信的电路交换方式在传输数据之前也要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。它的具体过程如下。
①发起方向某个终端站点(响应方站点)发送一个请求,该请求通过中间节点传输至终点。
②如果中间节点有空闲的物理线路可以使用,接收请求,分配线路,并将请求传输给下一中间节点;整个过程持续进行,直至终点。如果中间节点没有空闲的物理线路可以使用,整个线路的连接将无法实现。仅当通信的两个站点之间建立起物理线路之后,才允许进入数据传输阶段。
③线路一旦被分配,在未释放之前,其他站点将无法使用,即使某一时刻,线路上并没有数据传输。
(2)数据传输
电路交换连接建立以后,数据就可以从源节点发送到中间节点,再由中间节点交换到终端节点。当然终端节点也可以经中间节点向源节点发送数据。这种数据传输有最短的传播延迟,并且没有阻塞的问题,除非有意外的线路或节点故障而使电路中断。但要求在整个数据传输过程中,建立的电路必须始终保持连接状态,通信双方的信息传输延迟仅取决于电磁信号沿媒体传输的延迟。
(3)电路拆除
当站点之间的数据传输完毕,执行释放电路的动作。该动作可以由任一站点发起,释放线路请求通过途经的中间节点送往对方,释放线路资源。被拆除的信道空闲后,就可被其他通信使用。
2.电路交换的特点与优缺点
电路交换的特点如下。
独占性:在建立电路之后、释放线路之前,即使站点之间无任何数据可以传输,整个线路仍不允许其他站点共享。就和打电话一样,我们讲话之前总要拨完号之后把这个连接建立,不管你讲不讲话,只要不挂机,这个连接是专为你所用的,如果没有可用的连接,用户将听到忙音。因此线路的利用率较低,并且容易引起接续时的拥塞。
实时性好:一旦电路建立,通信双方的所有资源(包括线路资源)均用于本次通信,除了少量的传输延迟之外,不再有其他延迟,具有较好的实时性。
电路交换设备简单,无需提供任何缓存装置。
用户数据透明传输,要求收发双方自动进行速率匹配。
电路交换方式的优点是数据传输可靠、迅速,数据不会丢失,且保持原来的序列。缺点是在某些情况下,电路空闲时的信道容量被浪费;另外,如数据传输阶段的持续时间不长,电路建立和拆除所用的时间就得不偿失。因此,它适用于远程批处理信息传输或系统间实时性要求高的大量数据传输的情况。这种通信方式的计费方法一般按照预订的带宽、距离和时间来计算。
【责任编辑:雪花 TEL:(010)68476606-8008】

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