通信工程師考試交換技術發(fā)展概述

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1.3 交換技術發(fā)展概述
作為人類社會信息基礎設施的電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)都是社會發(fā)展過程中的產(chǎn)物。這些網(wǎng)絡適應人們的需求而產(chǎn)生，隨著科學技術的進步而發(fā)展。同樣，作為通信網(wǎng)核心技術的交換，一百多年來有了長足的進步。交換的信號從模擬到數(shù)字，交換的機制從電路模式到分組模式，交換的控制從人工到自動，交換技術這些具有里程碑意義的發(fā)展和變化構成了現(xiàn)代通信網(wǎng)絡的基礎。
　　1.3.1 電路交換
如前所述，基于電路交換的電信網(wǎng)可根據(jù)用戶的請求提供端到端的連接通路。但這是依靠一系列交換機協(xié)同動作來實現(xiàn)的。就某一臺交換機而言，它的任務只是按照要求將指定的輸人端口與輸出端口接通。交換機是一個多輸人多輸出設備。為了使每一個輸人端口都能與任何一個輸出端口連接，就需要大量的開關。這些開關需要編織成一定的結構，通常稱為交換機的內(nèi)部交換網(wǎng)絡（SwitchingFabrics),又稱為“接續(xù)網(wǎng)絡”，其中各開關的狀態(tài)是由交換控制器設置的。
1876年貝爾發(fā)明電話以后，首先出現(xiàn)的是人工交換機。塞繩可以看作為這種交換機的內(nèi)部交換網(wǎng)絡，而控制器的任務則由接線員完成。1892年開通了世界上第一部步進制自動交換機，它的接續(xù)網(wǎng)絡由電磁繼電器的接點組成，它的控制器包含許多上升旋轉型選擇器，由用戶話機發(fā)出的撥號脈沖信號直接控制。1940年前后，出現(xiàn)了縱橫制交換機，其接續(xù)網(wǎng)絡采用了機電縱橫接線器（Crossbar)，實際上是一個由繼電器控制的開關矩陣，它的控制方式是共同控制，由布線邏輯實現(xiàn)。縱橫制交換機曾得到廣泛應用，一直延續(xù)到20世紀80年代才被更先進的程控交換機所取代。
程控交換機是由計算機存儲的程序進行共同控制的交換機，其內(nèi)部交換網(wǎng)絡不再由機電開關構成，而由電子開關構成。交換網(wǎng)絡又有模擬空分和數(shù)字時分之別?，F(xiàn)在得到廣泛應用的是數(shù)字時分程控交換機。作為電話交換機，它提供的連接通命所支持的基本速率是64kbit/s(即一個PCM話路）；作為ISDN交換機，它可支持/Vx64kbit/s(/V=l-30)的速率；作為寬帶電路交換機，它可支持準同步數(shù)字序列（PDH)和同步數(shù)字序列（SDH)各個等級的速率，如E1(2.048Mbit/s),E3(34.368Mbit/s),STM-1(155.52Mbit/s),STM-16(2.5Gbit/s)以及STM>64(lOGbit/s)等。
由此可見，電路交換是一項既古老又在不斷發(fā)展和更新的技術。迄今為止，它仍然得到廣泛的應用。這是因為它具有以下優(yōu)點：它能根據(jù)用戶的需求提供端到端的臨時專用通路，在建立連接之后端到端的傳送時延是恒定的，基本上等于路徑的電波傳播時延。這一特點使得它能很好地支持恒定比特率的電話和視頻業(yè)務。但是，正因為它提供的是臨時專用通路，當占用該通路的用戶不發(fā)任何信息時，該通路的容量也不可能被其他用戶所用，所以其信道利用率是不高的。當用戶發(fā)送的業(yè)務具有很強的突發(fā)性時，信道利用率就會很低。另外，它支持的傳輸速率是固定的，因而是不靈活的。

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