第六章 数据交换

回顾练习
• 已知一汉明码的监督位数r=4，求码长n和编 码效率R各为多少?
• 已知线性分组码的生成多项式为 g(x)=x4+x3+x2+1，信息码为110，求编码效率。 • 已知线性码的监督矩阵H，求其生成矩阵 G(x)。当信息位为0010时，求其对应的码组。
1 1 1 0 1 0 0 H= 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1
• 交换网一般可分为两类：
– 公用交换网/公用网（如电话交换网） – 公用数据交换网
• 公用网，特别是公用电话网，是当前使用 最广泛的交换网，这是通信网中最大的资 源。
– 最经济 – 最方便
– 利用它只要增加少量设备，就可开放数据通信 业务
第二节 利用公用网进行数据交换
• 用户终端设备和计算机中心设备都可以通 过公用电话网实现数据交换 • 一般只要附加一 些呼叫和应答装置即可 • 如图6-2-1所示：
第三节 电路交换方式
• 控制部分
– 根据主叫用户的选 线信号控制交换电路完成接 续 – 有分散控制和集中控制两种方式 – 集中控制方式将控制和交换功能分开，效率高， 比较经济，能实现更复杂的功能 – 具体实现控制电路方面有两种方式：
• 布线逻辑控制 • 存储程序控制（更加灵活）
第三节 电路交换方式
– 传输质量较多地依赖于线路的性能，因而差错 率较高
• 电路交换方式适合于传输信息量较大，通 信对象比较确定的用户。
第四节 报文交换方式
• 报文交换方式，又称信息交换方式
• 在这种交换方式中收、发用户之间不存在 直接的物理信道。因此，用户之间不需要 先建立呼叫，也不存在拆线过程 • 报文交换的基本思想：
第三节 电路交换方式
• 电路交换方式原理图
第三节 电路交换方式
• 实现电路交换的主要设备是电路交换机
– 交换电路部分 – 控制部分
• 交换电路部分
– 实现主、被叫用户的连接，构成数据传输通路 – 核心是交换网，分为空分方式和时分方 式 – 时分方式更为高效 – 利用多个系绕的时分方式构成所谓的T-S-T结构 和S-T-S等结构
回顾练习
• 写出数据通信过程五个阶段中第二，第三 和第四阶段的内容。
• 当采用面向字符的数据传输控制规程时， 若因电文的标题较长，而被分成2个标题组。 画出标题分组而正文不分组的信息电文基 本格式，并标明传输控制字符 • 画出HDLC的长帧结构。
第六章 数据交换
（自考）数据通信原理【2000年版】 课程代码：2364 oloneli@
– 交换机对用户的数据信息不存储、分析和处理， 在处理方面的开销比较小，效高
– 信息的编码方法和信息格式不受限制，即可在 用户间提供“透明”的通路
第三节 电路交换方式
• 电路交换的主要缺点：
– 电路接续时间较长，短报文通信效率低 – 电路资源被通信双方独占，电路利用率低 – 异种终端间不可通信 – 有呼损，当对方用户终端忙或交换网负载过重 而叫不通，则出现呼损
– 分组型终端，能按照分组格式收、发信息 – 一般终端，只能按照传统报文格式收发数据信 息
• 在分组网内配置具有分组装拆功能的分 组 装拆设备( PAD)，从而使不同类型的用户终 端可以互通。
第五节 分组交换方式
• 分组交换网工作原理图
第五节 分组交换方式
• 分组交换网可以并行传输报文，而电路交 换网和报文交换网只能串行传输报文。 • 分组交换方式的特征：
• 电路交换属于电路资源预分配系统
• 电路交换的特征：接续路径采用物理连接， 数据终端周户好像使用一条（临时租用） 专线一样，电路交换机的控制电路不再干 预数据信息的传输，即在用户之间提供了 完全“透明”的信号通路
第三节 电路交换方式
• 电路交换的主要优点：
– 信息传输延迟时间小。对于一次接续来说，传 输延迟是固定不变的
第五节 分组交换方式
• 由于每个分组都带有地址信息和控制信息， 所以，分组可以 在网内独立地传输，并且 在网内可以以分组为单位进行流量控制、 路由选择和差错控制等通信处理。
• 在分组交换方式中，分组是交换处理和传 送处理的对象。
第五节 分组交换方式
• 电文的分组和组合
第五节 分组交换方式
• 接入分组交换网的用户终端设 备有两类：
– 大通过量业务，要求通路容量大，交换机 的缓 冲容量大，线路的利用率高 – 短时延业务 – 实时业务，兼有上述两种业务的特性，当时延 超过某一特定值时，信息便失去其价值
第六节 交换方式的选择与比较
• 3种交换方式的比较，见P236表6-6-1 • 3种交换方式的适用领域：
– 电路交换方式适合于传输信息量较大，通信对 象比较确定的用户。 – 报文交换适用于公众电报和电子信箱业务。 – 分组交换适用于报文不是很长的数据通信。
– 以报文分组为单位，以“存储——转发”方式 进行交换和传输。
• 分组交换方式相对报文交换方式的优势
– 分组长度较短，具有统一的 格式，因而便于交 换机存储（可以只用内存储器）、处理。 – 其信息传 输延迟时间大大缩短。
第五节 分组交换方式
• 分组交换方式的优点：
– 传输质量高 – 可靠性高，当网内发生故障时，分组仍能自动 选择一条避开故障地点的迂回路由传输 – 为不同种类的终端相互通信提供方便 – 能满足通信实时性要求 – 可实现分组多路通信，同时与多用户互连 – 经济性好，无需大容量存储，中继线利用率高 – 能与公用电话网、用户电报及低速数据网和其 他专用网互连
• 在报文交换中，由于报文是经过存储的， 因此通信就不是交互式或实时的
• 对不同类型的信息流设置不同的优先等级， 则优先级高的报文可以缩短排队等待时间 • 采用优先等级方式也可以在一定程序上支 持交互式通信，在通信高峰时也可把优先 级低的报文送入外存储器排队，以减少由 于繁忙引起的阻塞。
第四节 报文交换方式
– 将用户的报文存储在交换机的存储器中（内存 或外存），当所需要的输出电路空闲时，再将 该报文发向接收交换机或用户终端。 – 报文交换系统又称“存储——转发”系统
第四节 报文交换方式
• 报文交换方式原理图
第四节 报文交换方式
• 报文包括：包头或标题、报文正文、报尾 • 报文交换机的一般组成
第四节 报文交换方式
• 报文交换方式的特征——交换机存储整个报 文，并可进行必要的处理。 • 报文交换方式的优点：
– 可以使不同类型的终端设备之间互相进行通信
– 可以在同一条线路上以报文为单位实现时分多 路（多用户）复用 – 同文报通信 – 无呼损
第四节 报文交换方式
• 报文交换方式的缺点：
– 报文传输延迟时间长，而且时延的变化也大， 不利于实时通信 – 设备费用高 – 不适用于立即对话的通信方式
• 电路交换是根据电话交换原理发展起来的 一种交换方式。
第三节 电路交换方式
• 电路交换方式原理：
1. 用户要求发送数据时，向本地交换局呼叫 2. 得到应答信号后，主叫用户开始发送被叫用 户号码或地址 3. 本地交换局/其他交换局经局间中断线传送给 被叫用户所在局，并呼叫被叫用户，建立一 条固定的通信链路 4. 数据通信结束时，当其中一个用户表示通信 完毕需要拆线时，本次通信所占用的设备和 通路释放，以供后续呼叫使用
第五节 分组交换方式
• 分组交换方式的缺点：
– 网路附加的传输信息较多，对长报文通 信的传 输效率比较低 – 要求交换机有较高的处理能力
• 分组交换适用于报文不是很长的数据通信
第六节 交换方式的选择与比较
• 设计公用数据通信网，首先必须在分析用 户业务特性的基础上，选择适当的交换方 式。 • 数据通信的业务特性可以分为3种：
真题练习
• 在报文交换中，由于报文是经过存储的， 为了支持交互式通信，可对不同类型的报 文采用设置不同的_______措施。 • 接入分组交换网的两种类型的用户终端， 在功能上有什么区别? • 直接互联网或完全互联网，当用户数为10 时，需要_ 条传输链路。 • 写出电路交换主要优缺点。
真题练习
• 列出的电路交换和存储—转发交换(报文交 换和分组交换)性能项目，请进行性能比较。
电路交换
接续时间
存储—转发交换
异种终端相互 通信
• 为了实现分组传输和交换信息，每个分组 头至少有 个8比特组用于网络控制。
真题练习
• 报文交换方式的特点是什么？ • 电路交换和分组交换，实时性较好的是
。
• 利用现有公用电话网进行数据传输的优点 是_ 、投资少、见效快和使用方便等。 • 简述电路交换的通信过程。 • 简述报文交换的特点。 • 报文交换方式的基本思想是___________。
– 图(a)为人工呼叫和人工应答 – 图(b)为自动自动呼叫和自动应答
第二节 利用公用网进行数据交换
• 公用电话网进行数据传输和交换的缺点：
– 传输速率低，200 bit/s～1200 bit/s – 传输差错率高，10 -3～10 -5 – 传输质量很不稳定，线路接续时间长
第三节 电路交换方式
第一节 数据交换的必要性
• 多个用户之间进行数据通信，最简单的方 法是在任意两者之间用直达线路连接，称 为全连通。 • 这在电信网术语上叫做直接互连网或完全 互连网。 • 当用户数为N时，需要设0.5N(N -1)条传输链 路。 • 7个用户端，需要多少条传输链路组成完全 互连网？
第二节 利用公用网进行数据交换
• 数据交换方式有两大类： 1. 电路交换方式
– 空分交换 – 时分交换方式
2. 存储交换方式/信息交换方式
（根据存储、传输的信息单位不同） – 报文交换方式 – 分组（包）交换方式
第三节 电路交换方式
• 数据通信中的电路交换方式是指两台计算 机或终端在相互通信时，使用同一条实际 的物理链路，在通信中自始至终使用该条 链路进行信息侍输，并且不允许其他计算 机或终端同时共享该链路的通信方式。