光交换技术在通信网中的应用
姜凤娇1高艳萍1岳小云2
(1大连水产学院信息工程学院,辽宁大连116023
(2河北科技师范学院数理系,河北秦皇岛066004
摘要:通信网的两大组成部分是传输和交换,随着通信容量的要求和光纤通信的发展,电交换中由于电子转移速度的限制成为信息通信的瓶颈,因而由光交换组成的全光通信网将成为今后通信网的主流.本文对光交换元件和光交换技术进行了一定的研究。
关键词:通信网;光通信;光交换技术
中图分类号:TN91文献标识码:A
The Application of Optical Switching Technology in
Communication Network
JIANG Feng-jiao 1GAO Yan-pin91YUE Xiao—yu∥
(1School of Information Engineering,Dalian Fisheries College,Dalian Liaoning,116023
(2Hebei Normal UniversityofScience&Technology,Dept ofMathematics&Physics Qinhuangdao
Hebei,066004
Abstract:Transmission and switch are the main parts of communication network.With the development of communication capacity and optical fiber communication,electric switch become the obstruction of information
communication.Therefore full optical communication network will become the main aspect of communication network in the future.In this paper,the optical switched device and optical switched technology is studied.
Key words:Communication Network;Optical Communication;Optical switched
technology
一引言
通信网的两大主要组成部分—传输和交换,随着通信容量和带宽要求的迅速增加都在不断发展和革新。由于光波分复用(WDM技术的成熟,传输容量的迅速增长带来的对交换系统发展的压力和动力,通信网中交换系统的规模越来越大,运行速率越来越高【11。但目前的电子交换和信息处理网络的发展己接近电子速率的极限,其固有的CD参数、钟歪、漂移、串话和响应速度等缺点限制了交换速率的提高,为了解决电子瓶颈的限制问题。在交换系统中引入光子技术实现光交换,光交叉连接(OXC和光分叉复用(OADM 实现全光通信。
全光通信网的优点是:光信号在通过光交换单元时,不需要经过光电、电光转换[21。因此它不受检测器、调制器等光电器件响应速度的限制,对比特率和调制方式透明,可以大大提高交换单元的信息吞吐量。由于信息的传输技术的不断完善,光交换技术成为全光通信网的关键【31。
二光交换开关
192
(一光半导体开关
通常半导体光放大器是用来对输入光信号进行放大,并且通过控制放大器的偏置电流来控制其放大倍数。当偏置电流为零时,输入的光信号将被器件完全吸收,使得器件不输出光信号。凶此半导体光放大器也可以用于作光交换中的空分交换开关,通过控制电流来控制光信号的输出选向【41。
(二偶合波导开关
半导体光放大器只有一个光输入端和一个光输出端,而耦合波导开关除了一个控制电极外,还有两个光输入端和两个光输出端,可实现平行连接或交叉连接。
如图1所示。当两个很接近的波导进行适当耦合时,通过这两个波导的光束将发生能量交换,其交换能量的强度随着耦合系数,平行波导的长度而变化【51。只要所选的参数得当, 那么
光束将会在两个波导上完成交换,通过控制电极上的电压,将获得平行连接和交叉连接两种交换状态。
艇钎电镊
黼啻晷平行连接
图1耦合波导开关
Figl CoupIed№veguide Switch
三光交换器件
(一波长转换器
一种用于光交换的器件是波长转换器,最直接的波长转换是光一电一光交换,即将波长为元输入光信号,去驱动一个波长为五的激光器输出光信号,利用外调制器实现问接的波长转换,即在外调制器的控制端施加适当的直流偏压,使得丑入射光调制成丸的输出光m。
而直接调制是利用激光器的注入电流直接随承载信息的信号而变化,少量电流的变化就可以调制激光器的波频(波长,大约是lnm/mA。激光外调整器,采用具有电光效应的某些材料制成,这些材料有半导体、绝缘晶体、有机聚合物‘伽。
(二光存储器
在电设备中,存储器实现电位状态延时保持作用。在光存储方面,首先试制成功的光纤延迟线存储器,而后研制出了双稳态激光二极管存储器。如图2为双稳态激光二极管构成的光存储器的实例结构【8】。
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抽‘光赣人
图2双稳态激光二极管存储器
Fig 2bistable Iaser diode memory
193
2009信息技术与应用学术会议论文
四光交换方式及应用
光信号的分割复用方式有三种:空分、时分和波分。相应也有空分、时分和波分二种光交换。分别完成空分信道、时分信道和波分信道的交换。这■种交换方式的特点和其实现方案各不相同。若光信引刊时采用两种或三种交换方式则称复合光交换【9l。
(一空分光交换
空分光交换是空间域上将光信号进行交换。空间光开关是光交换中最基本的功能元件。它可是连接构成空分光交换单元,也可以与其他功能开关一起构成时分交换单元和波分交换单元,空间光分开关可以分光纤犁光开光和空间型光开判101。
(二时分光交换
时分复用是通信网中普遍采用的一种复用方式。光时分复用和电时分复用类似,也是把一条复用信道划分成若干个时隙,每个基带数据光脉冲流分配占用一个时隙,N个基带信道复用成高速光数据流信号进行传输【111。
要完成时分光交换,必须有时隙交换器实现将输入信号一帧中任一时隙交换到另一时隙输出的功能。完成时隙交换必须有光缓存器,把时分复用信号按一定顺序写入储存器,然后按一种顺序读出来,这样便完成了时隙交换。利用光纤延时线的光时分交换的工作原理:首先把时分复用的光信号经过光分路器,使它的每条出线上同时都只有某一时隙的光信号;然后让这些信号分别经过不同的光延时器件,使其获得不同的时间延迟; 最后,再把这些信号经过一个光合路器重新复合起来,就完成了时分交换。
(三波分光交换
波分复用技术在光传输系统中已经得到广泛应用。一般说来,在光波复用系统中其源端和目的端都采用相同的波长来传递信号,否则将在多路复用中,每个终端都将增加终端设备的复杂性。光波分交换网络的结构如图3所示。波分光交换所需波长交换器是先用分解复用器将光波分信道空间分割开,对每个波长信道分别进行波长交换(w/c,然后再把它们复用起来,经由一条光纤输出【12】。
密集波分复用是光纤通信中的一种趋势,它利用光纤的宽带特性,在1550ran波段的低损耗窗口中复用多路光信号,大大提高光纤的通信容量。
(四混合光交换
在波光交换技术的基础上设计大规模交换网络的一种方法是进行多级链路的连接, 在各级的连接链路中均采用波分复用技术。然而由于需要把多路信号进行分路后再接入链路,从而抵消了波分复用的优点。解决这个问题的措施是在链路上采用波分复用技术, 然后利用空分交换完成链路级交换,最后利用波分交换技术选出相应的信号进行波分合
路输出。常用混合交换方式有空分+时分, 藏分解夏用器空分+波分,空分+时分+波分等复合方式【131。耦台器
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图3光波分交换网络结构
Fig 3WaveIength Division switching network architecture 194
2009信息技术与应用学术会议论文
五结论
利用光交换可实现光分插复用,方便地实现电信网中上下活路的连接。利用光交换实现光互连,即用光接口方便地实现儿种功能模式连接在一。起,减少硬件数晕和O/E或 E/O交换。利用光交换可实现大容量、高速的网络交换系统,实现全光通信网。全光通信网极大提高了网络的传输容量和节点的吞吐量,适应未米信息社会对信息容量和宽带要求。
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作者简介:
姜风娇(1978一,女,满族,硕士,大连水产学院教师,主要从事通信与信息系统、图像处理研究。高艳萍(1964一,女,汉族,硕士,大连水产学院副教授,主要从事智能控制方面的研究
岳小云(1979-,汉族,硕士,河北科技师范学院教师,主要从事统计决策方面研究。
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光交换技术在通信网中的应用
作者:姜凤娇 , 高艳萍 , 岳小云
作者单位:姜凤娇,高艳萍(大连水产学院信息工程学院,辽宁,大连,116023 , 岳小云(河北科技师范学院数理系,河北,秦皇岛,066004
刊名:
通信市场
英文刊名:TELECOM MARKET
年,卷(期:2009,(11
引用次数:0次
参考文献(13条
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https://www.doczj.com/doc/eb10881809.html,/Periodical_txsc200911045.aspx 下载时间：2010年5月8日
文档说明：本文档只有现代交换与通信技术课后习题的部分答案，所以仅供参考，并且只有前七章的哦， 可用于考试复习。 第一章 1.在通信网中为什么要引入交换功能? 为实现多个终端之间的通信,引入交换节点.各个用户终端不在是两两互连, 而是分别精油一条通信线路连接到交换节点上,在通信网中,交换就是通信的源和目的终端之间建立通信信道,实现通信信息传送的过程引入交换节点后, 用户终端只需要一对线与交换机相连,接生线路投资,组网灵活. 2.构成通信网的三要素是:交换设备. 传输设备, 用户终端. 3.目前通信网中存在的交换方式有哪几种?分别属于哪种传送模式? 电路交换.多速率电路交换.快速电路交换. 分组交换.帧交换. 帧中继.ATM交换.IP交换.光交换.软交换. 电路交换. 多速率电路交换.快速电路交换. 属于电路传送模式, 分组交换.帧交换. 帧中继/属于分组传送模式ATM交换属于异步传送模式 4.电路传送模式.分组传送模式,和异步传送模式的特点是什么? (1)信息传送的最小单元是时隙(2)面向连接的工作方式(3)同步时分复用(4)信息传送无差错控制(5)信息具有透明性(6)基于呼叫损失的流量控制分组特点: (1)面向连接的工作方式的特点(2)无连接的工作方式特点(3)统计时分复用(4)信息传送有差错控制(5)信息传送不具有透明性(6)基于呼叫延迟的流量控制异步传送特点: (1)固定长度单元的信元和简化的信头(2)采用了异步时分复用方式(3)采用了面向连接的工作方式 5.电路交换. 分组交换的虚电路方式以及ATM交换都采用面向连接的工作方式,它们有何异同? 相同点:都具有连接建立数据传送和链路拆除三个阶段. 不同; 电路交换的面向连接的工作方式是一条物理连接通路.而虚电路方式以及ATM交换方式都属于逻辑连接. 6.同步时分复用和异步时分复用的特点是什么? 同步时分复用的基本原理是把时间划分为等长的基本单位,一般称为帧,没帧再划分为更小单位叫时隙.对每一条同步时分复用的告诉数字信道,采用这种时间分割的方法.依据数字信号在每一帧的时间位置来确定它是第几路子信道.这些子信道又可以称为位置化信道.通过时间位置来识别每路信道异步时分复用是采用动态分配带宽的,各路通信按需使用. 异步时分复用将时间划分为等长的时间片,用于传送固定长度的信元.异步时分是依据信头标志X.Y.Z.来区别哪路通信信元，而不是靠时间位置来识别。 7、面向连接和无连接的工作方式有什么特点？ 不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接。其通信过程分为三个阶段：连接建立传送信息连接拆除（2）一旦建立连接该通信的所有信息均沿着这个链路路径传送求保证信息的有序性。（3）信息传送的时延比无连接的时延小。（4）一旦建立连接出现故障信息传送就要中断，必须重新建立连接。因此对故障敏感。无连接特点：（1）没有建立连接一边选路一边传送信息，属于一个信道的信息沿着不同的路径到达目的地，改路径无预知无法保证信息的有序性、（3）信息传送的时延比面向连接的工作方式时延大（4）对网络故障不敏感、 8.分组交换。帧交换，帧中继。有何异同？ 分组交换的信息传送最小单位是分组，帧交换是帧帧中继是帧、分组交换的协议是OSI 1.2.3 帧交换是OSI 1.2 帧中继是OSI 1.2(核心) 分组交换的信息与信令传送信道不分离帧交换分离，帧中继分离。 9.帧中继与ATM交换有何异同？
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的电域分组交换形成了一个数据流的“瓶颈”，因此只有使用光分组交换来提供高的交换速度，才能充分有效地利用光纤带宽。 光分组交换网络的发展有十几年的历史，世界上很多国家已作了这方面的研究：如欧洲的ATMOS(ATM Optical Switching)项目和KEOPS(Keys to Optical Packet Switching)项目，美国的POND(Packet-switched Optical Networking Demonstration)项目和CORD项目，英国 WASPNET(Wavelength Switch Optical Packet Network)项目以及日本NTT光网络实验室项目等。 光分组交换技术的主要优点是：不仅可以减少网络的层次，而且可以简化网络管理软件，节省有关传输的开销；可以提供有效的业务聚合和更好的服务粒度，提高了光传输网的利用率；可以提供一个在服务层与光传输网之间独立的域，并且与两层很好地结合。随着近几年光子器件技术的不断发展和数据业务的爆炸式增长，光分组交换的研究呈渐热之势。 1 全光分组交换网络分类 全光分组交换网络可以分成两大类：同步网和异步网。当多个光分组交换节点组成网络时，各节点每个输入端口上
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1.简述信道访问方式的种类和各自的特点? 2.从同步方式角度简述时分复用方式分类。 3.简述用户接入网络的两种方式。 4.简述电路交换、分组交换、ATM交换的特点。 5.比较虚电路和数据报方式的特点及适用场合。 6.说明逻辑信道与虚电路的区别。 7.传输系统包括哪几类设备?各起什么作用? 8.在有线网络上的的宽带接入主要应用那些技术？ 通信网的三种主要传输方式： ●光纤通信 ●卫星通信 ●移动通信 1.简述信道访问方式的种类和各自的特点? 2. 简述用户接入网络的两种方式。 3.从同步方式角度简述时分复用方式分类。 同步时分复用（STDM） 以固定分配时隙的方式对来自多个输入设备的各路信号进行组合。一帧的时长是确定的（通常为125μs），需要同步信号进行时隙定位，是位置化信道。 异步时分复用（ADTM） 根据用户需求动态按需分配时隙，故也称为统计时分复用方式。每帧中没有空闲时隙，帧长不定，不需同步信号定位，为标志化信道。ATDM的效率要比STDM的效率高1.5 4倍。
5.比较虚电路和数据报方式的特点及适用场合。 虚电路与数据报的对比 6.说明逻辑信道与虚电路的区别。 虚电路与逻辑信道既密切相关，又不等同。 虚电路是由多个不同链路的逻辑信道连接起来的，是连接两个DTE的通路。 逻辑信道是传输信道划分成一个个的子信道，是DTE与DCE之间的一个局部实体，它始终存在，可以分配给一条或多条虚电路，或者空闲。 一条虚电路至少要使用两条逻辑信道，即主叫和被叫用户侧各一条。（永久虚电路是两个DTE之间永久地独占一条虚电路，适用于业务繁忙的两个用户。） DTE：Data-Terminal Equipment，数据终端设备 DCE：Data-Circuit-terminating Equipment，数据电路终接设备 7.传输系统包括哪几类设备?各起什么作用? 包括：传输设备和传输复用设备。作用： （1）通过传输设备：基带信号转换为适合于在传输媒质上进行传输的信号。 （2）通过传输复用设备：多路信息进行多路复用和解复用，提高了线路利用率，。8.在有线网络上的的宽带接入主要应用那些技术？ ADSL、HFC、以太网
第一章 1.全互连式网络有何特点？为什么通信网不直接采用这种方式？ 全互连式网络把所有终端两两相连；这种方式的缺点是：1）所需线路数量大且效率低。所需线路对数与通话用户数间的关系是：N(N-1)/2。2）选择困难。每一个用户和N-1个用户之间用线路连接，由电话机来选择需要通话的用户连线比较困难。3）安装维护困难。每个用户使用的电话机的通话导线上要焊接N-1对线，困难。 2.在通信网中引入交换机的目的是什么？ 完成需要通信的用户间的信息转接，克服全互连式连接存在的问题。 3.无连接网络和面向连接网络各有何特点？ a）面向连接网络用户的通信总要经过建立连接、信息传送、释放连接三个阶段；无连接网络不为用户的的通信过程建立和拆除连接。b）面向连接网络中的每一个节点为每一个呼叫选路，节点中需要有维持连接的状态表；无连接网络中的每一个节点为每一个传送的信息选路，节点中不需要维持连接的状态表。c）用户信息较长时，采用面向连接的通信方式的效率高；反之，使用无连接的方式要好一些。 4.OSI参考模型分为几层？各层的功能是什么？ 分为7层：物理层：提供用于建立、保持和断开物理接口的条件，以保证比特流的透明传输。数据链路层：数据链路的建立、维持和拆除；分组信息成帧；差错控制功能；流量控制功能。网络层：寻
址、路由选择、数据包的分段和重组以及拥塞控制。运输层：1）建立、拆除和管理端系统的会话连接2）进行端到端的差错纠正和流量控制。会话层：1）会话连接的建立与拆除；2）确定会话类型（两个方向同时进行，交替进行，或单向进行）3）差错恢复控制。表示层：数据转换：编码、字符集和加密转换；格式转换：数据格式修改及文本压缩；语法选择：语法的定义及不同语言之间的翻译。应用层：提供网络完整透明性，用户资源的配置，应用管理和系统管理，分布式信息服务及分布式数据库管理等。 5.网络分层模型的意义是什么?各层设计对交换机有什么益处？ 意义是为异种计算机互联提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考连。 6.已出现的交换方式有哪些？各有何特点？ 电路交换、分组交换、ATM交换。电路交换基于同步时分复接，其要点是面向连接。分组交换是数据通信的一种交换方式。它利用存储—转发的方式进行交换。基于异步时分复接。ATM即异步传送模式，ATM基于异步时分复接。其要点是面向连接且分组长度固定(信元)。 7.交换方式的选择应考虑哪些因素？ 业务信息相关程度不同，时延要求不同，信息突发率不同 9.交换机应具有哪些基本功能？实现交换的基本成分是什么？ 基本功能：(1) 接入功能：完成用户业务的集中和接入，通常由各类用户接口和中继接口完成。(2) 交换功能：指信息从通信设备的一
现代交换技术与通信网 复习要点 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
信息工程专业《现代交换技术与通信网》复习要点 1、通信网的三要素 通信网的三要素——交换设备(交换节点)，传输设备（传输线路）和用户终端。 2、电路交换，分组交换的原理，特点： 电路交换原理： 当用户需要通信时，交换机就在收、发终端之间建立一条临时的电路连接，该连接在通信期间始终保持接通，直至通信结束才被释放。通信中交换机不需要对信息进行差错检验和纠正，但要求交换机处理时延要小。交换机所要做的就是将入线和指定出线的开关闭合或断开。电路交换的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除。 电路交换的特点： （1）信息传送的最小单位是时隙 （2）面向连接的工作方式（物理连接） （3）同步时分复用(帧的概念) 注意：不同帧中编号相同的时隙组成一个恒定速率的数字信道。 （4）信息传送无差错控制 （5）信息具有透明性 （6）基于呼叫损失制的流量控制 分组交换原理: 分组交换把一份要发送的数据报文分成若干个较短的、按一定格式组成的分组，将这些分组传送到一个交换节点。交换节点采用存储—转发技术。分组具有统一格式并且长度比报文短得多，在交换机的主存储器中停留很短时间，一旦确定了新的路由，就很快被转发到下一个节点机。 分组交换的特点: （1）信息传送的最小单位是分组 （2）面向连接（逻辑）无连接两种工作方式 （3）统计时分复用（动态分配带宽） 基本原理是把时间划分为不等长的时间片，按照某次通信的分组多少来分配，分组多，占用的时间片的个数就多，反之； （4）信息传送具有差错控制 （5）信息传送不具备透明性 （6）基于呼叫延迟的流量控制 3、交换网络的设计包含几个方面 （1）在给定用户条件（如用户个数，电话使用的频繁程度等）和希望达到的服务质量后，如何确定交换网络的容量（入、出线的数量）； （2）在已知网络的容量后，如何设计网络的结构； （3）对于已知结构，如何实现数字接续（即将任意指定入线上的数字信号传递到任意指定的出线）。 4、分组交换的两种方式，原理，特点 分组交换的两种方式: （1）面向连接的分组网络（提供虚电路VC服务）
光交换方式与光交换网络
光交换方式与光交换网络 光交换方式 由于光通信传输技术的传输速率达到了Tb/s 的数量级，大大提高了通信传输的质量和可靠性，但是在第一代光网络中，节点具有的电子速率的极限使得不断增长的传输速率受到限制。此时，为了实现光信号的直接交换，摆脱光电转换所受的限制，光子技术被引入到节点的交换系统，以期实现全光网络。因此，光交换的实现成为第二代光网络的基础。 光交换是指不经过任何光/电转换，将输入端光信号直接交换到任意的光输出端。光交换的实现可以简单归结为如何实现交换回路和控制部件的光子化，目前由于实用的光逻辑器件还相当缺乏，光交换系统的交换路径是全光的，控制部件则由电子电路完成，也称电控光交换。光交换方式、器件以及网络的组建是光交换的研究重点。和普通的电交换技术相似，光交换分为光路（通道）交换和光分组交换两种方式。光路交换是通过在主叫和被叫两个终端之间建立一个光连接通道。该通道可能是一根光纤，也可能是采用复用技术构建的存在于光复用线路中的一个信道。这条通道在一个呼叫的通信期间将一直保持到通信结束。光分组交换是一种信息包的交换。通过某种光调制方式将用户信息形成光信号序列，然后分割成一个个分组，并被附加上各自的光分组头（描述其源地址、目的地址和分组序号等）。它们独立经过光分组网的节点，节点解读分组头获得路由信息然后进行选路，然后将它们发送到目的地。 以下是原理图： 光路交换中一个通信业务独占一条通路或信道，而分组交换允许多个通信业务动态地、分时段共享某一通道，因此它对网络的利用比光路交换更充分和灵活。通常实时性要求高、业务量平稳的通信会使用光路交换，突发性明显的通信使用分组交换。 光交换按照光信号信道复用方式可划分为空分光交换、时分光交换、波/频 A B 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 7 5 4 7 5 4 6 3 1 8 2 8 2 8 2 A B Figure 光路交换 Figure 光分组交换
1.简述信道访问方式的种类和各自的特点？ 2.从同步方式角度简述时分复用方式分类。 3.简述用户接入网络的两种方式。 4.简述电路交换、分组交换、ATM交换的特点。 5.比较虚电路和数据报方式的特点及适用场合。 6.说明逻辑信道与虚电路的区别。 7.传输系统包括哪几类设备？各起什么作用？ 8.在有线网络上的的宽带接入主要应用那些技术？ 通信网的三种主要传输方式： 光纤通信 卫星通信 移动通信 1.简述信道访问方式的种类和各自的特点 2.简述用户接入网络的两种方式。 传输线路（或信道）可以是专用的或直对点 的」 允许两节点在任何时问进行信息传输。 专肯拔路”方式：例如用户城 信道的分配在一庆通信 过程中保持不变，适月 干支持用确宅参数堆述 的业务 多址零入方式V （信道訪用方式： 网內不同地址的用户诵 过独立地访问一公共娓 质或公共苛道接入到网貉，并通过某科方式区分不同的用户，以实现用户问的通信°如无线道 信*卫星 通信、局 城网、 UATM 等 按需分配信殖接入 '信道的分配在一次通信过 程中可能发主变化：适含 干支持Jfl统计蒔件描述 的W务 3.从同步方式角度简述时分复用方式分类。 同步时分复用（STDM） 以固定分配时隙的方式对来自多个输入设备的各路信号进行组合。一帧的时长是确定的（通常为125卩S）,需要同步信号进行时隙定位，是位置化信道。 异步时分复用（ADTM ） 根据用户需求动态按需分配时隙，故也称为统计时分复用方式。每帧中没有空闲时隙，帧长不定，不需同步信号定位，为标志化信道。ATDM的效率要比STDM的效率高1.5 4 倍。
5.比较虚电路和数据报方式的特点及适用场合。 6.说明逻辑信道与虚电路的区别。 虚电路与逻辑信道既密切相关，又不等同。 虚电路是由多个不同链路的逻辑信道连接起来的，是连接两个DTE的通路。 逻辑信道是传输信道划分成一个个的子信道，是DTE与DCE之间的一个局部实体，它 始终存在，可以分配给一条或多条虚电路，或者空闲。 一条虚电路至少要使用两条逻辑信道，即主叫和被叫用户侧各一条。（永久虚电路是两个DTE之间永久地独占一条虚电路，适用于业务繁忙的两个用户。） DTE Data-Terminal Equipment ，数据终端设备 DCE Data-Circuit-terminating Equipment ，数据电路终接设备 7?传输系统包括哪几类设备？各起什么作用？ 包括：传输设备和传输复用设备。作用： （1）通过传输设备：基带信号转换为适合于在传输媒质上进行传输的信号。 （2）通过传输复用设备：多路信息进行多路复用和解复用，提高了线路利用率，。8.在有线网络上的的宽带接入主要应用那些技术？
文档说明：本文档只有现代交换与通信技术课后习题 的部分答案，所以仅供参考，并且只有前七章的哦， 可用于考试复习。 第一章 1.在通信网中为什么要引入交换功能? 为实现多个终端之间的通信,引入交换节点.各个用户终端不在是两两互连 , 而是分别精油一条通信线路 连接到交换节点上,在通信网中,交换就是通信的源和目的终端之间建立通信信道,实现通信信息传送的过 程引入交换节点后, 用户终端只需要一对线与交换机相连,接生线路投资,组网灵活. 2.构成通信网的三要素是:交换设备. 传输设备 , 用户终端. 3.目前通信网中存在的交换方式有哪几种?分别属于哪种传送模式? 电路交换.多速率电路交换.快速电路交换. 分组交换.帧交换. 帧中继.ATM交换.IP交换.光交换.软交换. 电路交换. 多速率电路交换 .快速电路交换. 属于电路传送模式, 分组交换 .帧交换. 帧中继/属于分组 传送模式 ATM交换属于异步传送模式 4.电路传送模式.分组传送模式,和异步传送模式的特点是什么? (1)信息传送的最小单元是时隙(2)面向连接的工作方式(3)同步时分复用(4)信息传送无差错控制(5)信息 具有透明性(6)基于呼叫损失的流量控制分组特点: (1)面向连接的工作方式的特点(2)无连接的工 作方式特点(3)统计时分复用(4)信息传送有差错控制(5)信息传送不具有透明性(6)基于呼叫延迟的流量控 制异步传送特点: (1)固定长度单元的信元和简化的信头(2)采用了异步时分复用方式(3)采用了面向连 接的工作方式 5.电路交换. 分组交换的虚电路方式以及ATM交换都采用面向连接的工作方式,它们有何异同? 相同点:都具有连接建立数据传送和链路拆除三个阶段. 不同; 电路交换的面向连接的工作方式是一条 物理连接通路.而虚电路方式以及ATM交换方式都属于逻辑连接. 6.同步时分复用和异步时分复用的特点是什么? 同步时分复用的基本原理是把时间划分为等长的基本单位,一般称为帧,没帧再划分为更小单位叫时隙.对 每一条同步时分复用的告诉数字信道,采用这种时间分割的方法.依据数字信号在每一帧的时间位置来确定
现代交换技术与通信网复习要占 八\、 信息工程专业《现代交换技术与通信网》复习要点 1、通信网的三要素 通信网的三要素一一交换设备（交换节点），传输设备（传输线路）和用户终端。 2、电路交换，分组交换的原理，特点： 电路交换原理： 当用户需要通信时，交换机就在收、发终端之间建立一条临时的电路连接，该连接在通信期间始终保持接通，直至通信结束才被释放。通信中交换机不需要对信息进行差错检验和纠正，但要求交换机处理时延要小。交换机所要做的就是将入线和指定出线的开关闭合或断开。电路交换的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除。 电路交换的特点： （1）信息传送的最小单位是时隙 （2）面向连接的工作方式（物理连接） （3）同步时分复用（帧的概念） 注意：不同帧中编号相同的时隙组成一个恒定速率的数字信道。 （4）信息传送无差错控制 （5）信息具有透明性 （6）基于呼叫损失制的流量控制 分组交换原理： 分组交换把一份要发送的数据报文分成若干个较短的、按一定格式组成的分组，将这些分组传送到一个交换节点。交换节点采用存储一转发技术。分组具有统一格式并且长度比报文短得多，在交换机的主存储器中停留很短时间，一旦确定了新的路由，就很快被转发到下一个节点机。 分组交换的特点： （1）信息传送的最小单位是分组 （2）面向连接（逻辑）无连接两种工作方式 （3）统计时分复用（动态分配带宽）
基本原理是把时间划分为不等长的时间片，按照某次通信的分组多少来分配，分组多，占用的时间片的个数就多，反之； （4）信息传送具有差错控制 （5）信息传送不具备透明性 （6）基于呼叫延迟的流量控制 3、交换网络的设计包含几个方面 （1）在给定用户条件（如用户个数，电话使用的频繁程度等）和希望达到的服务质量后，如何确定交换网络的容量（入、出线的数量）； （2）在已知网络的容量后，如何设计网络的结构； （3）对于已知结构，如何实现数字接续（即将任意指定入线上的数字信号传递到任意指定的出线）。 4、分组交换的两种方式，原理，特点 分组交换的两种方式： （1）面向连接的分组网络（提供虚电路VC服务）
光网络技术课程综述 ——你所了解光网络的主要技术、发展及其应用（10级电子与通信工程丁彦学号：1039227010） 光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。随着通信网传输容量的不断增加，光纤通信也发展到了一定的高度。但是目前的光纤通信技术存在不少弊端，急需对其进行改进。为了解决这些弊端，人们提出了光网络。光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。这里的光网络，是指全光网络（All Optical Network，AON）。 1全光网络的概念 全光网络是指光信息流从源节点到目的节点之间进行传输与交换中均采用光的形式，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入，在各网络节点的交换，则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。它是建立在光时分复用（OTDM）或者密集波分复用（DWDM）基础上的高速宽带信息网。 2全光网络的特点 全光网络的发明与运用，可以不用在源节点与目的节点之间的各
节点进行光电交换、电光交换，弥补了传统光纤通信中存在的带宽限制、严重串话、时钟偏移、高功耗等一些不足，拥有更强的可管理性、透明性、灵活性。 全光网络与传统通信系统相比，具有以下一些特点： 1)节约成本。 由于全光网络中不需要进行光电转换，这就避免使用传统通信系统中需要的光电转换器材，节省这些昂贵的器材费用，也克服了传输途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难，大大提高了传输速率。此外，在全光网络中，大多会采用无源光学器件，这也带来了成本和功耗的降低。 2)组网灵活。 全光网络可以根据通信容量的需求，在任何节点都能抽出或加入某个波长，动态地改变网络结构，组网极具灵活性。当出现突发业务时，全光网络可以提供临时连接，达到充分利用网络资源的目的。 3)透明性好。 全光网络采用波分复用技术，以波长选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式等具有透明性。可方便地提供多种协议的业务。 4)可靠性高。 在全光网络中不需要光电转换，在传输过程中没有存储和变换，采用的许多光器件都是无源的，极大地提高了传输的可靠性。
现代交换原理与技术 简答题 1. 通信网由哪些部分组成？并简述各部分的作用。 答：通信网由 终端设备，交换设备，传输设备 构成。 终端设备：完成信号的发送和接收以及信号变换与匹配。 交换设备 （现代通信网的核心 ） ：完成信号的交换，节点链路的汇集、转接、分配 传输设备：为信息的传输提供传输信道，并将网络节点连接在一起。 2. 在通信网中为什么要使用交换技术？ 答： ① 引入交换设备之后，用户之间的通信方式由点对点通信转变成通信网。 ② 通信网是一种用交换设备和传输设备，将地理上分散的终端设备相互连接起来实现通信和信息交换的 系统。 ③ 有了交换设备才能使某一地区内任意两个终端相互连接，才能组成通信网。 ④ 而由交换机组成的交换式通信网的一个重要的优点是很容易组成大型网络。 3. 无连接网络 （ 数据报 ）和面向连接网络 （ 虚电路 ）有何特点？ 4. 分组交换的数据报方式和虚电路方式有何区别？ 答：如下图所示： 5. 简述数据通信与话音通信的主要区别。 答： （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 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 : 数据从 30b/s 到 1Mb/s ，而电话量级在 32kb/s 。 ; 后者是
6.通信网中常用的交换方式有哪些？各有何特点。 答：通信网的三种交换方式是电路交换、报文交换和分组交换，其各自的特点: (1)电路交换：在电路交换中，交换机在一对用户之间连起一条通路，通信过程中交换机不干预传输的信息 内容，通信完毕后这条通路即行断开; (2)报文交换：报文交换采用“存储转发”方式，是以一个报文为一个信息传输实体，报文的长短是随机的， 因而对各个节点的存储容量要求较高，处理时间较长; (3)分组交换：分组交换综合了前两者的优点，采用“存储-- 转发”方式，数据分组的长度固定，以分组作为 存储、处理和传输的单位，能够节约缓冲存储器的利用率，而且缩短了处理时间，加快了信息传输速率。 7.比较电路交换、分组交换与 ATM交换之间的异同。 答： 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； 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。 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5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。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。 8.什么是宽带交换？宽带交换技术主要有哪些？ 答：带宽交换技术是一种适用于通信网的交换和复用技术。带宽交换技术主要有：快速电路交换、快速分组交换、帧中继、异步传送模式(ATM交换) 、IP 交换和标记交换。
现代交换原理与技术 练习题
第1章绪论 一、填空题 7-1“竹信”就就是用一根_________连结两个小竹筒，在竹筒得一方可以听见另一方小声说话得声音。绳子 7-2人类用电来传送信息得历史就是由_________开始得。电报 7-3电报（Telegraph）就是一种以_________________传送信息得方式，即所谓得数字方式。符号（点、划） 7-4“电信”就是使用有线、无线、光或其它_____________系统得通信。电磁 7-5在电信系统中，信息就是以电信号或___________信号得形式传输得。光 7-6交换设备得作用就就是在需要通信得用户之间_________________，通信完毕拆除连接，这种设备就就是我们今天常说得电路交换机。建立连接 7-7通信网由用户终端设备、_______________设备与传输设备组成。交换 7-8在由多台交换机组成得通信网中，信息由信源传送到信宿时，网络有___________连接与无连接两种工作方式。面向 7-9电路就就是在通信系统中两个终端之间（有时须通过一个或多个交换节点）为了完成_____________传递而建立得通信路径。信息 7-10物理电路就是终端设备之间为了传送信息而建立得一种________连接，终端之间可通过这种连接接收/发信息。实 7-11信息在通信网中得传送方式称为传送模式，它包括信息得复用、传输与________方式。 交换 7-12时分复用，就就是采用___________分割得方法，把一条高速数字信道分成若干条低速数字信道，构成同时传输多个低速数字信号得信道。时间 7-13交换技术从传统得电话交换技术发展到综合业务交换技术在内得现代交换技术，经历了人工交换、机电交换与_________交换三个阶段。电子 7-14电路交换技术就是一种主要适用于_________业务得一种通信技术。实时 7-15分组交换采用得路由方式有数据报与_________两种。虚电路 7-16宽带交换技术就就是指支持传输比特速率高于_________得交换技术。２M/s 7-17交换得目得就就是将交换机入端得信息按照_________得需要转移到出端。用户 7-18交换机得功能可以用两种方法来描述，一种就是在入端与出端之间建立连接与释放连接；另一种就是把入端得信息按照其_________分发到出端去。地址 二、选择题 7-19我们把用标志码标识得信道称为（）A A、标志化信道 B、位置化信道 C、时隙 D、信元 7-20虚电路就是终端设备之间为了传送信息而建立得一种逻辑连接（）B A、物理连接 B、逻辑连接 C、实连接 D、无缝连接 7-21电路交换就是最早出现得一种交换方式，电路交换方式得一个典型应用就是（）B A、数据交换 B、电话交换 C、报文交换 D、图像交换 7-22报文交换得基本原理就是（）A A、存储——转发 B、建立连接 C、拆除连接 D、物理连接
信息工程专业《现代交换技术与通信网》复习要点 1、通信网的三要素 通信网的三要素——交换设备(交换节点)，传输设备（传输线路）和用户终端。 2、电路交换，分组交换的原理，特点： 电路交换原理： 当用户需要通信时，交换机就在收、发终端之间建立一条临时的电路连接，该连接在通信期间始终保持接通，直至通信结束才被释放。通信中交换机不需要对信息进行差错检验和纠正，但要求交换机处理时延要小。交换机所要做的就是将入线和指定出线的开关闭合或断开。电路交换的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除。 电路交换的特点： （1）信息传送的最小单位是时隙 （2）面向连接的工作方式（物理连接） （3）同步时分复用(帧的概念) 注意：不同帧中编号相同的时隙组成一个恒定速率的数字信道。 （4）信息传送无差错控制 （5）信息具有透明性 （6）基于呼叫损失制的流量控制 分组交换原理: 分组交换把一份要发送的数据报文分成若干个较短的、按一定格式组成的分组，将这些分组传送到一个交换节点。交换节点采用存储—转发技术。分组具有统一格式并且长度比报文短得多，在交换机的主存储器中停留很短时间，一旦确定了新的路由，就很快被转发到下一个节点机。 分组交换的特点: （1）信息传送的最小单位是分组 （2）面向连接（逻辑）无连接两种工作方式 （3）统计时分复用（动态分配带宽） 基本原理是把时间划分为不等长的时间片，按照某次通信的分组多少来分配，分组多，占用的时间片的个数就多，反之； （4）信息传送具有差错控制 （5）信息传送不具备透明性 （6）基于呼叫延迟的流量控制 3、交换网络的设计包含几个方面 （1）在给定用户条件（如用户个数，电话使用的频繁程度等）和希望达到的服务质量后，如何确定交换网络的容量（入、出线的数量）； （2）在已知网络的容量后，如何设计网络的结构； （3）对于已知结构，如何实现数字接续（即将任意指定入线上的数字信号传递到任意指定的出线）。 4、分组交换的两种方式，原理，特点 分组交换的两种方式: （1）面向连接的分组网络（提供虚电路VC服务）
光交换技术发展概述 摘要：光交换是光通信的关键技术。本文分类阐述了光交换的不同类型。比较了纯光交换和电交换的差异。最后展示了光交换发展的几大趋势。 关键词：光交换类型电交换趋势 现代通信网中，先进的光纤通信技术以其高速、带宽的明显特征而为世人瞩目。实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标。从系统角度来看，支撑全光网络的关键技术又基本上可分为光监控技术、光交换技术、光放大技术和光处理技术几大类。而光交换技术作为全光网络系统中的一个重要支撑技术，它的全光通信系统中发挥着重要的作用，可以这样说光交换技术的发展在某种程度上也决定了全光通信的发展。 一、什么是光交换 光交换(photonic switching)技术也是一种光纤通信技术，它是在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端。与电子数字程控交换相比，光交换无须在光纤传输线路和交换机之间设置光端机进行光/电（O/E）和电/光（E/O）交换，而且在交换过程中，还能充分发挥光信号的高速、宽带和无电磁感应的优点。光纤传输技术与光交换技术融合在一起，可以起到相得益彰的作用，从而使光交换技术成为通信网交换技术的一个发展方向。 光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路光交换可利用ＯＡＤＭ、ＯＸＣ等设备来实现，而分组光交换对光部件的性能要求更高，由于目前光逻辑器件的功能还较简单，不能完成控制部分复杂的逻辑处理功能，因此国际上现有的分组光交换单元还要由电信号来控制，即所谓的电控光交换。随着光器件技术的发展，光交换技术的最终发展趋势将是光控光交换。 随着通信网络逐渐向全光平台发展，网络的优化、路由、保护和自愈功能在光通信领域中越来越重霎。光交换技术能够保证网络的可靠性和提供灵活的信号路由平台，尽管现有的通信系统都采用电路交换技术，但发展中的全光网络却需要由纯光交换技术来完成信号路由功能以实现网络的高速率和协议透明性。光交换技术为进入节点的高速信息流提供动态光域处理，仅将属于该节点及其子网的信息上下路并交由电交换设备继续处理，这样具有以下几个优点：（A）可以克服纯电子交换的容量瓶颈问题；（B）可以大量节省建网和网络升级成本。如果采用全光网技术，将使网络的运行费用节省70%，设备费用节省90%；（C）可以大大提高网络的重构灵活性和生存性，以及加快网络恢复的时间。 二、光交换技术的分类 光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。 （一）光路交换技术 光路交换系统所涉及的技术有空分交换技术（SD）、时分交换技术（TD）、波分/频分交换技术（WD/FD）、码分交换技术和复合型交换技术，其中空分交换技术包括波导空分和自由空分光交换技术。其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类，一是基于波导技术的波导空分，另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。光分组交换中，异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。 1、时分光交换技术（TDPS）
光突发交换技术 摘要光突发换是近几年出现的一种光交换技术，它交换的单元粒度介于电路交换和分组交换之间，比电路交换灵活，带宽利用率高，又比光分组交换易于实现；全面介绍了这种交换技术，并对它与电路交换和光分组交换性能进行了比较。另外，还对光突发交换的关键技术进行了讨论，结合下一代互联网的技术趋势，对光突发交换的前景进行了评价。 关键字光突发交换突发包关键技术 正文 1引言 光交换技术在全光通信网中占有非常重要的地位。具有传输透明性（包括业务类型、传输速率以及传输格式等）和高度生存性的全光网络，是当前WDM 光网络所追求的重要目标。从系统角度来看，光交换技术与光监控技术、光放大技术和光处理技术等其它光网络技术一样，都是WDM 光网络的关键支撑技术。但是在这几种关键支撑技术当中，光交换技术是其核心技术，因为在WDM 光网络向全光网络的演进过程中，需要由光交换技术在光域完成网络的优化、路由、保护和自愈功能，以实现网络的高速率和协议透明性，提高网络的重构灵活性和生存性。因此在某种程度上，光交换技术决定了全光通信的发展。 提出的光交换技术主要有三种：光波长路由交换或光路交换OCS (Optical Circuit Switching)、光分组交换OPS (Optical Packet Switching)和光突发交换OBS (Optical Burst Switching)。 针对电路交换和分组交换的缺点，近年来，国外有人提出了新的光交换技术———光突发交换（OBS—Optical Burst Switching）。光突发交换中，使用的带宽粒度介于电路交换和分组交换之间，比电路交换灵活，带宽利用率高，又比光分组交换更贴近实用。可以说，它结合了两者的优点且克服了两者的部分缺点，是两者之间的平衡选择，因而逐渐引起了众多学者的重视。 2 OBS原理与特点 突发交换（BS）的概念第一次出现在20 世纪80年代初期，主要用来传递话音业务。OBS 与BS 的原理相同，但为了更好地利用业已成熟的电子技术和先进的光子技术，它使
二、填空题 1.交换式通信网的一个最大优点是易于组成_____________________。 大型网络 2.程控交换机的系统设计包括电话网结构、系统配置、编号计划和_______________等。 入网方式 3.随着电子技术和计算机技术的发展，通信网朝着__________、____________、 _____________、___________、____________。 数字话、智能化、宽带化、个人化、全球化。 4.交换技术实现的方式主要分为__________和________两大类，其中_______主要用于进 行实时的交换业务，是最早也是最成熟的交换技术。 电路交换和分组交换，电路交换 5.多级交换网络的拓扑结构用_________、_________和___________三个参数说明。 容量、级数、连接通路 6.我国的公用电话通信网以___________为主体，由__________与长途网组成，并通过国 际交换中心进入国际电话网。 自动网，本地网 7.世界上第一代电话交换机采用的是___________电路交换方式，利用接点等开关元器件 构成________交换网络。 空分、电路交换 8.在internet 网中完成信息交互和网络互联的技术是通过_________来实现。 路由器 9.空分交换单元是由空间上分离的多个____________________按一定的规律连接构成。 小的交换部件或开关部件 10.程控交换机的用户电路功能可归纳为____________七项，目前，这七项用户电路功能仅 需要使用_____________和_____________两片专用集成电路及少量的外围辅助电路便可实现。 BORSCHT、用户线接口电路、编译码电路 11.电话交换技术的发展大致可划分为________、_________、_________、___________、 __________等发展阶段。 磁石、供电、步进、纵横、程控交换机 12.交换网络的三大要素_____________、______________、________________。 交换单元、不同交换单元的拓扑连接（组织结构）、控制方式 13.从交换系统的功能结构来分，电路交换的基本功能是________、__________、 _____________、_____________。 连接、信令、终端接口、控制 14.信令方式包括_______________、___________________、___________________。 信令的结构形式、信令在多段路由上的传送方式、信令的控制方式 15.交换式通信网的一个重要优点是较易于_________。 组成大型网络 16.两个用户终端之间的每一次成功的通信都包括三个阶段：___________、_________、 ________ 。 呼叫建立、消息传输、话终释放 17.电信网的主要任务是提供面向信息的__________、___________和______________。 处理、交换、传送任务 18.报文交换的基本原理是________________。 “存储--转发” 19.快速分组交换是一个总的概念，在实现的技术上有两大类___________、___________。 帧中继（Frame）；信元中继（Cell Relay） 20.宽带交换技术包括：___________________、___________、______________、 _______________________、_________。