现代交换技术第一章
华工 现代交换技术答案
第一章作业参考答案1.无连接网络和面向连接网络各有什么特点？（1）面向连接网络对每次通信总要经过建立连接、传送信息、释放连接三个阶段，而无连接网络并不为每次通信过程建立和拆除连接。
（2）面向连接网络中的每一个节点必须为每一个呼叫选路，一旦路由确定连接即建立，路由中各节点需要为接下来进行的通信维持连接的状态；无连接网络中的每个节点必须为每个传送的分组独立选路，但节点中不需要维持连接的状态。
（3）用户信息较长时，面向连接方式通信效率较高；反之，使用无连接方式要好一些。
2.软交换、NGN、IMS的含义是什么？他们之间有什么关系？含义：（1）软交换：a.狭义上看：软交换是一种功能实体（软交换设备），为下一代网络:NGN）提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
简单的看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换则是与业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。
b.广义上看：软交换式是NGN的体系结构（2）NGN：下一代网络体系，具有以下特点：a.将传统交换机的功能模块分离成独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分，支持标准的业务开发接口，各自独立发展。
b.是业务驱动的网络，应实现业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离。
c.基于统一协议（一般为IP）的分组承载网络。
ITU-T对NGN的定义：NGN是基于分组的网络，能够提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；提供用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性。
ETSI则将NGN定义：为一种规范和部署网络的概念，通过使用分层、分面和开放接口的方式，给业务提供商和网络运营商提供一个统一的平台，借助这一平台逐步演进，以生成、部署和管理新的业务。
现代交换技术重点整理
第1章：绪论交换的基本概念，通信网的三要素：终端设备传输系统交换系统数据通信和话音通信的区别：1，通信对象不同，数据通信实现的是计算机和计算机之间，以及人与计算机之间的通信，而话音通信实现的是人与人之间的通信。
2，传输可靠性不同，数据通信要求更高，话音相对较小3，通信的平均持续时间和通信建立响应不同，数据通信持续时间要短，建立连接的时间也短。
话音通信过程相反。
4，通信过程中信息业务量特性不同电路交换和分组交换的优缺点电路交换的主要优点：1，信息传输时延小，对一次连续而言，传输时延固定不变。
2，信息的传输效率比较高3，信息的编码方法和信息格式有通信双方协调，不受网络的限制缺点：1，电路的连续时间较长，当传输较短信息时，通信通道建立的时间可能大于通信时间，网络利用率低2，电路利用低3，通信双方在信息传输，编码格式，同步方式，通信协议等方面要完全兼容，限制了各种不同速率，不同代码格式，不同通信协议的用户终端的互通4，有呼损，可能出现由于对方用户终端设备忙或交换网负载过重而呼叫不通第2章：交换单元与交换网络1）连接的三种表示形式（函数表示形式，排列表示形式，图像表示形式）及它们间的相互转换2）T、S接线器及TST网络的工作原理3）Clos无阻塞网络基本结构和条件Clos网络结构：两边各有r个对称的m*n矩形交换单元，中间是m个r*r 的正方型交换单元。
每个交换单元都与下一级的各个交换单元有连接且仅有一条连接。
m,n,r是整数决定了交换单元的容量，称为网络参数记作C（m,n,r）三级clos网络无阻塞的条件：m>=2n-1.4）Banyan网的构成方法、自由选路的概念以及阻塞情况判断第3章：电路交换技术及接口电路电路交换呼叫接续过程：三个阶段：1，呼叫建立2，消息传输3，话终释放电路交换系统的基本功能：连接、信令、终端接口、控制功能。
模拟用户接口的七大功能：能对7个基本功能做简单解释。
1、馈电：所有连接在交换机上的电话分机用户，都由交换机向其馈电。
概述现代交换技术
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《现代交换技术》
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光交换技术
光交换是指不经过任何光/电、电/光转换， 在光域直接将输入的光信号交换到不同的输 出端。 通信网可以直接在光域实现信号的复用、 传输、交换、路由选择、监控，网络信号不 再承受光/电、电/光转换的障碍，实现全光 网络。
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虚电路方式
1
2
3
4 2 1
4
3
2
1
43 2 1
4
3
4
3
2
1
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数据报方式 数据报采用无连接工作方式（CL— Connection Less），在呼叫前不需要事 先建立连接，而是边传送信息边选路， 并且各个分组依据分组头中的目的地址 独立地进行选路
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再采用存储转发方式，将分组送到目的端。
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《现代交换技术》
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分组交换和报文交换的时延
报文交换的时延 19
分组交换的时延
分组交换 （1）统计时分复用，动态分配带宽；
（2）完善的网络协议和复杂的差错控制；
（3）提供面向连接和无连接。
不适合对实时性要求较高的话音业务，而适 合突发（burst）和对差错敏感的数据业务。
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第一章 概述
1.2 数据通信原理
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数据通信原理
• 网络体系结构 • 差错控制与流量控制 • 网络拓扑
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现代交换技术课后答案
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。
-现代交换技术
第一章复习题一、选择题1、属于通信网组成部分的是（ABC ）A、用户终端设备B、传输设备C、交换设备2、交换节点可提供的接续类型（ABCD )A、本局接续B、出局接续C、入局接续D、转接接续3、数字通信优点（ABC ）A、抗干扰性强B、保密性好C、设备易于集成化D、频带宽4、用户状态信令有（ABCD ）A、呼叫占用B、应答C、前向拆线D、后向拆线5、中国1号信令包括( AB ）A、线路信号B、记发器信号6、某一复帧，F4帧的16时隙传送的是( C ）话路的标志信号.A、TS4和TS18B、TS4和TS19C、TS4和TS20D、TS4和TS217、程控数字交换机内，任一用户的数字化话音信号的传输速率为（ B ）。
A、8Kbit/sB、64Kbit/sC、2048Kbit/sD、3。
1Kbit/s二、判断题(注意错误所在）1、报文交换的基本原理是存储—转发（对）2、分组交换的数据传送方式只有虚电路方式（错)3、X.25协议三层是物理层、数据链路层、分组信令层（错）4、信令类型可划分为带内信令、随路信令、分组信令、公共信道信令（对）三、简答题1。
交换节点的基本功能答：（1）能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号(2）能正确接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号(3）能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号（4）能控制连接的建立（5）能按照所收到的释放信号拆除连接2、通信的三要素是什么？答：终端、传输、交换3、交换节点有哪些接续类型?答:本局接续、出局接续、入局接续、转接接续4、什么是虚电路？其有何特点？答:所谓虚电路是指呼叫建立时，有关交换节点在相应路由上寻找一条适合的通道；该通道不建立连接和分配资源，而是将通信所需的带宽、所选的路由编号填入相关交换机中，从而“记忆"所分配的带宽和去向。
其特点:虚电路是面向连接的；是逻辑连接；不独占线路,在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路。
现代交换技术(第二版)课件第1章-交换技术概述
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。 引入了一种交换设备。
电话 交换机
1.1.1
一、什么是交换
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
交换的引入
电话 交换机
1.1.1
荷时呼损率增加。 不适于突发业务和对差错敏感的数据业务。
（一）电路交换
基本工作过程分为三阶段：
呼叫建立、信息传送、连接释放。
交换节点A 交换节点B 交换节点C
建立
传送
释放
（一）电路交换
2、多速率电路交换
其基本思路是：在传统电路交换基础上，对不同的 业务提供不同的带宽（基本速率的整数倍）。
主要特点（缺点）： ►基本速率较难确定。 ►速率类型不能太多。 ►固定带宽分配，不适应突发业务的要求。 ►控制较复杂等。
噪音源
已调信号
基带信号
模拟通信系统模型图
模拟信道
主要缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成
1.2.1
模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信 ► 数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。
信息源 信源编码器 信道编码器 调制器
模拟信号
数字信号
已调信号
传输媒质
噪音源
数字信道
受信者
信源译码器
程控交换与通信网
学时安排:
总学时 48， 理论 36， 实验 12
参考书：
《程控数字交换与交换网（第二版）》 ， 北京邮电大学出版社，叶敏编著。 《程控交换技术与设备（第二版）》，电 子工业出版社，劳文薇主编。
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第一章复习题一、选择题1、属于通信网组成部分的是（ABC ）A、用户终端设备B、传输设备C、交换设备2、交换节点可提供的接续类型( ABCD ）A、本局接续B、出局接续C、入局接续D、转接接续3、数字通信优点（ABC )A、抗干扰性强B、保密性好C、设备易于集成化D、频带宽4、用户状态信令有（ABCD ）A、呼叫占用B、应答C、前向拆线D、后向拆线5、中国1号信令包括（AB )A、线路信号B、记发器信号6、某一复帧，F4帧的16时隙传送的是( C ）话路的标志信号。
A、TS4和TS18B、TS4和TS19C、TS4和TS20D、TS4和TS217、程控数字交换机内，任一用户的数字化话音信号的传输速率为（ B ）。
A、8Kbit/sB、64Kbit/sC、2048Kbit/sD、3。
1Kbit/s二、判断题(注意错误所在)1、报文交换的基本原理是存储-转发( 对）2、分组交换的数据传送方式只有虚电路方式（错）3、X。
25协议三层是物理层、数据链路层、分组信令层（错）4、信令类型可划分为带内信令、随路信令、分组信令、公共信道信令（对)三、简答题1.交换节点的基本功能答：（1）能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号（2）能正确接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号（3）能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号(4)能控制连接的建立(5）能按照所收到的释放信号拆除连接2、通信的三要素是什么？答:终端、传输、交换3、交换节点有哪些接续类型？答：本局接续、出局接续、入局接续、转接接续4、什么是虚电路?其有何特点？答：所谓虚电路是指呼叫建立时,有关交换节点在相应路由上寻找一条适合的通道；该通道不建立连接和分配资源，而是将通信所需的带宽、所选的路由编号填入相关交换机中,从而“记忆"所分配的带宽和去向。
其特点:虚电路是面向连接的；是逻辑连接；不独占线路，在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路。
现代交换技术 第1章 概论
第1章 概论
1.3 交换技术分类
（4）交换机内的信号接续角度 1）时分交换 2）空分交换 3）频分/波分交换 4）混合交换 …… （5）交换机控制方式角度 人工控制交换自动控制交换。其中,自动控制交 换方式又经历从机电式自动交换向程控式自动交换发展 的过程。机电式自动交换还可进一步大致细分为四个先 后发展阶段：步进式自动交换机→机动制自动交换机→ 全继电器自动交换机→纵横制自动交换机。程控式自动 交换又可分为模拟程控交换和数字程控交换。
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现代交换技术
第1章 概论
1.2 通信交换的基本技术
二、互连技术
交换机一般都具有互连网络（或称交换网络），任 务是实现任一入线与任一出线之间信号的接续互连 。 互连技术主要包括： （1）拓扑结构 交换网络都具有一定的拓扑结构。对于不同的交换 机，其交换网络的拓扑结构要依据交换方式、服务质量 等因素来确定。拓扑结构可分为时分结构、空分结构、 时空分混合结构等。 （2）选路策略 对于具有多级空分拓扑结构的交换网络，一入端和 一出端之间在该网络内部可能存在多条并行通路，所以 也需要为一个呼叫请求选择一条合适的通路。
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现代交换技术
第1章 概论
1.2 通信交换的基本技术
四、控制技术
主要负责处理信令，按信令的要求控制交换网络完 成呼叫接续，通过接口发送必要的信令，协调整机工作 以及参与管理整个通信网等。 互连功能、接口功能及信令功能都与控制功能有着 密切关系 。 对于不同类型的交换机，其各有主要的控制技术。 处理机是交换机控制系统的重要组成成分。控制技 术的实现与处理机的控制结构密切相关。对于处理机控 制结构，需要考虑的一个重要因素是控制方式。集中控 制和分散控制是两种基本的控制方式。 11
现代交换技术
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8 bit
8 bit
8 bit
时隙
1 2 ¨¨ N 1 2 ¨¨ N 1 2 ¨¨ N 帧 8 bit 8 bit 8 bit
现代交换原理
TDM多适用于数字信号传输
练习
现代交换原理
现代交换原理
信令是什么？
信令：在交换机与用户或者交换机与交换机之间，除 了传递话音信息外，为了使网络的交换、传输设备协调 工作，还必须传送各种专用的控制信号，这些控制信号 以“消息”的形式在各设备之间经常性的传递，以说明 各自的运行情况，使网络成为一个整体，正常、有序、 协调的运行，这种消息称为信令。 信令系统就是通信系统当中的神经系统，必不可少。 在信令常见的一些术语：占用线路、建立呼叫、应答、 拆线、摘机、挂机。 现代交换原理
现代交换原理
◎接口：把来自用户线或中继线的各种不同的输入信令和消 息转换成统一的机内信号，以便控制单元或交换网路进行 处理或接续。 ◎交换网络：或称为接续网络，由一个或多个交换器组成。
1 2 3 中继 绳路 忙音源
◎控制系统：除了担负着话路接续的控制外，还必须兼顾整 个通信网的管理和控制。它的功能可以分为两大类： 呼叫处理；运行、管理和维护。 现代交换原理
现代交换原理
• 三种交换方式的比较
电路交换 消息交换 分组交换
接续时间
信息传输时延 数据传输的可靠性
较长
短 一般
较短
长 较高
较短
短 高
对业务过载的反应
信号传输的“透明”性 异种终端之间的相互通信 电路利用率 交换机费用
拒绝接收呼叫 传输延时增大
有 不可 低 较低 无 可以 高 较高
传输延时增大
无 可以 高 较高
现代交换原理
1.2
交换技术分类
按传输信号形式分：模拟交换与数字交换
按接续控制方式分：布控交换与程控交换
按信道占用方式分：电路交换与分组交换
按带宽分配方式分：窄带交换与宽带交换
现代交换原理
1.2.1 交换技术的发展
1、从接续技术上来看： 模拟交换 数字交换 2、从控制方式来看： 人工交换方式 自动控制方式 3、从交换方式来看： 电路交换 消息交换
编码规则为：闲通忙断
现代交换原理
2、记发信令（采用了端对端传输） （1）信令定义 （2）信令编码：6中取2的方法 ，构成多频记发信令
现代交换原理
前向信令共34条，分Ⅰ和Ⅱ两组。 Ⅰ组主要是接续操作所需要的地址等记发信令， Ⅱ组主要包括了计费、管理等所需要的呼叫类型信令。 后向信令共有20条，分为A和B两组。 A组是Ⅰ组的握手信令， B组主要包含了表示受话用户状态的信令 （3）信令传输：R2多频记发信令的传输采用了“互控”信号方式。 主叫端 被叫端 识别时间 发送 接收
►两个网络节点之间不需要在每一个物理链路提供信 令信道。 ►公共信道信令综合了随路和分组信令共同的优点。
现代交换原理
1.4.3
用户线信令
用户线信令 是指在用户话机与交换机之间的用 户线上传送的信令。 ►用户状态信令：用于监视用户线环路状态变化，包 括呼出占用、应答、前向拆线、后向拆线四种。 ► 选择信令：是主叫用户发出的被叫用户号码。
第一章 交换技术概述
现代交换原理
第一章
交换技术概述
本章内容：交换的基本概念 交换技术分类 交换技术的发展 电话交换信令方式 本章重点：理解各相关概念 本章难点：局间信令
现代交换原理
1.1
交换的基本概念
被叫用户
1.1.1 交换的引入
主叫用户 现代交换原理
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
用户数
5 10 100 1000
电缆数
10 45 4950 50万
现代交换原理
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。 引入了一种交换设备。
电话 交换机
现代交换原理
Exchange 人工交换 程控交换机
用户数
5 10 100 1000
电缆数
5 10 100 1000
现代交换原理
2、消息交换 （1）特点：将用户的整个报文存 储起来，并进行处理。 （2）优点： ①容易实现各类用户终端的互通。 ②可以实现点对点的同文广播式通 信。 ③大大提高了线路的利用率。 ④无呼损。 （3）缺点： ①传输时延大 ②传输时延是随机的 ③交换需要大量的存储容量
现代交换原理
3、分组交换 （1）特点：将用户的整个报文截 成一些较短的，被规格化了的 “分组”，然后对分组进行交 换和传输。 （2）优点： ①对用户终端的适应性强 ②信息传输时延小 ③线路利用率高 ④可实现分组的多路通信 ⑤可靠性高 ⑥经济性好 （3）缺点： ①信息传输的效率较低 ②实现技术复杂
信令的类型
与话音信息采用同一信道（通路）传送的信令。
以PCM30/32为例：
►所有话音信道线路的状态（环路或断开）通过一 个信令信道传送。
►用于接续控制的信号通过相应的话音信道传送。
现代交换原理
中国一号信令（随路信令）
现代交换原理
1.4.2
三、公共信道信令
信令的类型
是指一条与话路分开的专门数据通路来传送各 通话接续所需的信令信息的一种信令方式。 特点：
现代交换原理
1.2.3
电路交换与分组交换
传统的电路交换 多速率电路交换 快速电路交换
传统的分组交换 帧交换 快速分组交换
现代交换原理
电路交换
分组交换
主要的交换方式
1、电路交换：指当用户要求发送 数据时，向交换网发送请求， 交换网就在主被叫用户终端之 间接通一条物理的数据传输链 路，属于电路资源预分配系统 。 （1）特点：接续路径采用物理链 接，在用户之间提供一条完全 透明的信息通路。
现代交换原理
1.1.1
一、什么是交换
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
交换的引入
电话 交换机
现代交换原理
1.1.1
交换的引入
三、交换节点的连接方式
1、全互联方式
设置多个交换节 点，每个交换节 点之间用中继线 两两相连。
信息源 调制器
（发信机）
传输媒质
解调器
（收信机）
受信者
基带信号
已调信号
噪音源
已调信号
基带信号
模拟通信系统模型图
模拟信道
主要缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成
现代交换原理
1.2.1
模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信 ► 数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。
信息源 信源编码器 信道编码器 调制器
现代交换原理
1.4.4
局间信令
►记发器信号：包括选择路由所需的地址信号（即被 叫号码）和其它用于建立接续的控制信号。 特点：
►采用多频编码、连续互控；
►一般采用端到端传送，也可逐段转发；
►按照“四拍”的互控过程进行传送。
现代交换原理
随路信令方式
练习
现代交换原理
1、线路信令 线路信令可以采用模拟或数字方式传输。 模拟传输时，所有信令都通过一个3825±4Hz单音信号的通 断表示。
主叫用户
被叫用户
现代交换原理
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
N对连接线? N
现代交换原理
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入 如果所有用户 都两两相连，互 连线数会很大： N×（N-1） ÷ 2
例：N=10000 连线数=50000000对
现代交换原理
N x (N-1) / 2
1.4.1 信令的概述
1.4.2 信令的类型
1.4.3 用户线信令
1.4.4 局间信令
现代交换原理
1.4.1
信令的概述
信令是在分布通信网控制系统中与信息有关的 呼叫控制信号。
交 换 局 A
交 换 局 B
信令
现代交换原理
时分多路复用原理： 125µ s
采样频率8000 次/s;即每125µ s 采样一次。 形成基带PCM 信号，传输速 率是：64kbit/s 经过时分多路 复用后的TDM PCM信号（一 次群信号）， 传输速率是： Nх64kbit/s
传输和交换的信号是数字信号的交换机称为 数字交换机。（数字交换网络）
现代交换原理
1.2.2
布控交换与程控交换
►布控交换：是利用布线逻辑电路进行控制的 一种交换方式。 步进制、机动制和纵横制等机电制交换机都 是布控交换机。 ►程控交换：是利用计算机软件进行控制（即 存储程序控制）的一种交换方式。 程控交换包括模拟程控交换和数字程控交换。
程控交换
分组交换
现代交换原理
1.2.1
模拟交换与数字交换
一、模拟信号与数字信号 ► 连续消息：消息的状态随时间是连续变化 的, 如强弱连续变化的语音等。（模拟消息） ► 离散消息：消息的状态是可数的或离散的, 如符号、文字和数据等。（数字消息）
现代交换原理
1.2.1
模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信 ► 模拟通信：以模拟信号来传送消息的通信方式。
终端 交换机 交换机 终端
呼叫 消 息 传 输
（2）优点： ①信息传输时延小 ②信息传输效率高 ③信息编码方式和信息格式不受限 制
现代交换原理
（3）缺点： ①电路接续时间长 ②电路利用率低 ③由于是完全“透明”的 传输，则要求通信双方在 信息传输速率，编码格式，同步方式等方面完全 兼容。 ④电路交换方式有呼损。