交换技术作业及答案

第1章交换概论
通信网中用户线上传输的是什么信号中继(E1)线上是什么信号数据传输速率
答：模拟信号。

数字信号。

.
说明目前常用的交换方式有哪几种各有什么特点及应用场合
答：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, 多协议标记交换(MPLS), 光交换, 软交换.。

电路交换：
①信息传送的最小单位是时隙②同步时分复用(固定分配带宽) ③面向物理连接的工作方式④信息具有透明性⑤信息传送无差错控制⑥基于呼叫损失制的流量控制
多速率电路交换：
本质上还是电路交换，具有电路交换的主要特点。

不同的是：
电路交换方式只提供64kbps的单一速率，多速率电路交换方式可以为用户提供多种速率。

即多速率电路交换，有一个固定的基本信道速率，如64kbps、2Mbps等，几个这样的基本信道捆绑起来构成一个速率更高的信道，实现多速率交换。

这个更高的速率一定是基本信道速率的整数倍。

窄带综合业务数字网(N-ISDN)中，可视电话业务采用的就是多速率电路交换方式。

快速电路交换：
动态分配带宽和网络资源，用户不传输数据时，不建立传输通道和物理连接，当有信息传送时才快速建立通道。

适应突发业务。

分组交换：
1.报文交换的特征是交换机要对用户的信息进行存储和处理，即信息是不透明传输。

数据通信——非话业务。

2分组交换：
①信息传送的最小单位是分组。

②面向逻辑连接和无连接两种工作方式③统计时分复用(按需分配带宽) 基本原理是把时间划分为不等长的时间片，长短不同的时间片就是传送不同长度分组所需要的时间，每路通信按需分配时间片，当通信需要传送的分组多时，所占用时间片的个数就多，反之，所占用时间片的个数就少，不传输信息时不分配带宽。

由此可见，
统计时分复用是按需分配带宽(动态分配带宽)的。

④标志化信道：在统计时分复用中，靠分组头中的标志来区分不同的通信分组。

具有相同标志的分组属于同一个通信，也就构成了一个子信道，识别这个子信道的标志也叫做信道标志，该子信道被称为标志化信道。

而同步时分复用靠时间位置来识别每路通信的分组，被称为位置化信道。

⑤信息传送有差错控制，分组交换是专门为数据通信网设计的交换方式，为保证数据信息的可靠性，在分组交换中设有CRC校验、重发等差错控制机制。

⑥信息传送不具有透明性。

分组交换对所传送的数据信息要进行处理。

⑦基于呼叫延迟制的流量控制。

在分组交换中，当数据流量较大时，分组排队等待处理，其流量控制基于呼叫延迟分组交换的技术不适合对实时性要求较高的话音业务，而适合突发和对差错敏感的数据业务。

帧交换：
帧交换方式简化了协议，其协议栈只有物理层和数据链路层。

帧交换与分组交换、帧中继的技术特点
目前帧中继一般只适应于局域网(LAN)之间的互连。

ATM：(1) 固定长度的信元复用方式(2) 异步时分复用方式(3) ATM采用面向连接并预约传输资源的工作方式(4) 在ATM网络内部，取消了逐段链路的差错控制和流量控制，而将这些工作推到了网络的边缘(5) ATM信元头部加了纠错和检错的机制。

用ATM 交换可构成ATM传送网和B-ISDN网。

IP交换：
多协议标记交换(MPLS)：（1）MPLS技术采用标签分配协议仅在相邻的对等体之间进行通信，每台标签交换路由器均可根据网络层拓扑建立相应的标签交换路径。

（2）MPLS利用了4个字节的标签，用精确匹配的寻址方式取代了传统路由器的最长匹配寻径方式，因此通过升级现有的网络设备，很容易实现高速互联网。

（3）MPLS可用于多种链路层技术，最大限度地兼顾原有技术，保护了现有投资和网络资源，促进了网络的融合。

传输ip业务。

光交换：处在B—ISDN中的宽带交换系统上的输入和输出信号，都是光信号
软交换：
软交换技术是一个体系结构，不是一个单独的设备，使一系列分布于IP网络之上的设备的
总称。

软交换位于下一代网络（NGN）的中央,软交换负责呼叫控制、承载控制、地址翻译、路由、网关控制、计费数据收集等功能，是下一代网络的控制中心。

电话通信系统中采用哪种交换方式传输的语音信息的带宽是多少
答:电路交换方式。

64kbps。

画出利用电话网络进行数据传输的方框图，其中调制解调器的功能是什么
答:
请自己转化成方框图。

实现模数或数模转化。

简述分组交换的特点(和电路交换的特点比较)及优缺点。

电路交换分组交换传输的信息语音、数据数据
信息的复用方
同步时分复用统计时分复用式
信息的传输时实传输存储转发
优点:
①给用户提供灵活的通信环境②通信线路的利用率很高③可靠性高，对故障不敏感。

缺点：①开销较多，传输效率比较低。

②分组交换实现复杂。

简述ATM交换的特点(和电路交换、分组交换比较)及优缺点。

答：ATM交换技术是以分组传送模式为基础并融合了电路传送模式的优点发展而来的，兼具分组传送模式和电路传送模式的优点，可以适合各种不同业务的多媒体通信的交换和复用技术，可以支持高速和低速的实时业务，具有高效的网络运营效率。

它既具有电路交换的“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。

同时也具有分组交换支持变比特率业务的特点，并能对链路上传输的业务进行统计复用。

解释同步时分复用统计时分复用及异步时分复用的异同。

答：同步时分复用利用不同的时隙使不同的信号同时传送而互不干扰，每个终端都固定地分配一个公共信道的一个时隙，即终端和时隙是“对号入座”(同步)的。

统计时分复用在同一个物理信道上同时传送属于多个不同通信的分组把公共信道的时隙实行“按需分配”，使所有的时隙都得到使用。

异步时分复用把公共信道的时隙实行“按需分配”，与统计时分复用相似不相同，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（分组）。

第2章交换单元与交换网络
用函数、图形、排列三种表示方法，分别表示出N＝8时的均匀洗牌连接和蝶式连接的连接关系。

均与洗牌连接
蝶式连接
有一个T接线器，可以完成一条PCM上的256个时隙之间的交换。

（1）现在有TS18要交换到TS28，请按输出控制方式，画出此时话音RAM和控制RAM相应单元的内容，并说明话音RAM和控制存储器的容量和每个单元的大小(比特数)。

（2）如果说T接线器是完成同复用线上不同时隙的交换任务，这种说法对吗
答:(1)
(2)
说明对称三级CLOS网络的严格无阻塞和可重排无阻塞网络的条件以及一般CLOS网络的严格无阻塞的条件
答：三级CLOS网络:严格无阻塞条件：m ≥2n–1 ;可重排无阻塞条件：m ≥n。

;一般CLOS网络:严格无阻塞条件：m ≥n1 + n2 –1 ；可重排无阻塞条件：m ≥max(n1 , n2 ) 。

若入口级选择8入线的交换单元，出口级选择8出线的交换单元，试构造64×64的三级严格无阻塞CLOS网络，并画图说明。

自己可以仿照下图手绘
答;
CLOS实际地构造了一个N为36的三级CLOS网络。

其中，第1级有6个6×11的矩形交换单元，中间级有11个6×6的方形交换单元，第3级有6个11×6的矩形交换单元。

该网络共有1188个交叉点。

（6 ×6×11＋11 ×6 ×6＋6 ×11 ×6）
试画图说明用2×2的交换单元，构造8×8的BANYAN网络。

并举例说明其内部阻塞的情况。

答：
如何解决BANYAN网络的内部阻塞问题，列举4种常用方法。

答;①适当限制入线上的信息量或加大缓冲存储器。

②增加多级交换网络的级数。

③增加BANYAN网的平面树④使用排序- BANYAN网络。

试用两种方法构造一个4×4的无阻塞的BANYAN网络。

答：
扩展型BANYAN网络（8*8）可自己改良
膨胀型BANYAN网络（8*8）可自己改良
第3章电路交换与数字程控交换系统
假设DP方式每一个号码脉冲串的脉冲个数和号码数相同，拨一个号码持续时间是100 ms，位间隔为800 ms，DTMF方式每位号码所用的时间都是相同的，它的发号速度主要取决于打电话者的拨号速度，一般拨一个号码持续时间最短40ms，每位号码之间的间隔时间为100ms，用以上两种方法拨打电话号码，分别计算用DP方式和DTMF方式拨号，它们各用多少时间DP拨号所用的时间是DTMF拨号所用时间的多少倍
答：
CCITT在电路交换系统中规定了哪些接口它们的基本功能是什么
答:用户接口电路:是用户通过用户线与数字程控交换机相连的接口电路。

模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能：
——B(Battery feeding)馈电
——O(Over Voltage Protection)过压保护
——R(Ringing control)振铃控制
——S(Supervision)监视
——C(CODEC & filters)编译码和滤波
——H(Hybrid Circuit)混合电路
——T(Test)测试
数字用户线接口：
交换机连接数字终端设备的接口电路
基本功能：码型变换；回波相消；均衡；扰码与去扰码。

中继接口电路：模拟中继接口用于连接模拟中继线，可用于长途交换和市内交换中继线连接
模拟中继接口功能有六个（BOSCHT ），馈电(B )、过压保护(O) 、振铃控制(R) 、监视(S) 、编译码和滤波(C) 、混合电路(H) 、测试(T)。

数字中继接口又称为A接口或B接口，是连接数字局间中继线(PCM)与交换机之间的接口。

用于与数字交换局或远端模块的连接。

G：Generation of frame code 帧码发生
A：Alignment of frames 帧定位
Z：Zero string suppression 连零抑制
P；Polar conversion 码型变换
A：Alarm processing 告警处理
C：Clock recovery 时钟提取恢复
H：Hunt during reframe 帧同步
O：Office signaling 信令插入和提取
简述模拟用户接口电路的七项基本功能。

答：馈电(B )、过压保护(O) 、振铃控制(R) 、监视(S) 、编译码和滤波(C) 、混合电路(H) 、测试(T)。

数字中继接口电路完成哪些功能提取信令送到交换机何处又从交换机何处取得信令插入到汇接电路的PCM码流中
答：G：Generation of frame code 帧码发生
A：Alignment of frames 帧定位
Z：Zero string suppression 连零抑制
P；Polar conversion 码型变换
A：Alarm processing 告警处理
C：Clock recovery 时钟提取恢复
H：Hunt during reframe 帧同步
O：Office signaling 信令插入和提取
说明交换机到用户、用户到交换机、交换机到交换机（局间）都有哪些的信号并说明其信号的特点（比如是模拟信号还是数字信号，是DP、DTMF还是多频互控等）。

答;①交换机到用户的信号，主要是各种单频信号音，它们均是信号源为450Hz或950Hz的正弦波；
②用户到交换机的信号，直流脉冲(脉冲拨号P)，双音多频（DTMF）；DTMF
③交换机到交换机的信号－局间信号。

多频互控（MFC）
假设要产生1860Hz和1980Hz的双音频信号，请设计出产生这两个信号的双音频信号发生器框图，并给出ROM存储器的大小、重复周期以及在重复周期内各频率的重复次数。

答：
第4章数字程控交换机的软件系统
程控交换机操作系统的特点是什么基本功能是什么
答：实时性，多任务，高可靠性，数据驱动型程序结构。

（1）任务调度：按照优先级的不同为不同的程序分配处理机的机时。

（2）输入/输出控制：控制交换机外设及数据存储器的输入输出操作。

（3）系统资源的分配：为进程（正在进行中的处理过程）分配系统资源。

（4）处理机间通信的管理与控制：为多处理机系统提供相互通信的平台，并进行控制。

（5）系统运行的监测及出错处理。

(6) 时间服务等。

除此之外，还有操作系统接口管理和初始化程序等。

设某程控交换机需要6种时钟级程序，它们的执行周期分别为：
A程序16ms，B程序8ms，C程序16ms，D程序8ms，E程序96ms F程序96ms
现假定处理机字长为8位，要求设计只用一个时间表来控制这些时钟级进行的执行管理程序：
(1) 从能适应全部时钟级程序的周期出发，规定出该机采用的时钟中断周期。

(2) 设计出上述程序的全部启动控制表格。

(3) 画出该进程执行管理的详细流程框图。

答：上课做过。

一个完整的呼叫处理过程划分为几个阶段，每个阶段用一个稳定状态来表示，一共有几种稳定状态并说明对应的状态号。

答;(1) 主叫用户A摘机呼叫(2) 送拨号音，准备收号(3) 收号(4) 号码分析
(5) 接至被叫用户(6) 向被叫用户振铃(7) 被叫应答通话(8) 话终、主叫先挂机(9) 被叫先挂机.①空闲②等待收号③收号④振铃⑤通话⑥听忙音
某程控交换机装有24个模块，已知每8个模块合用一台处理机，处理机完成一次呼叫平均需要执行18000条指令，每条指令平均执行时间为2μs，固定开销a＝，最大占用率t=，试求该交换机总呼叫处理能力N为多少
答:
衡量电路交换机的性能指标、服务质量指标、呼损指标及可靠性指标有哪些
答;话务量，忙时试呼次数（BHCA）；交换设备未能完成的电话呼叫数量和用户发出的电话呼叫数量之比，简称为呼损；一般要求局用电路交换机系统的系统中断时间在40年中不超过
2小时。

第5章信令系统
什么是信令信令的功能是什么
答：信令是各交换局在完成呼叫接续中使用的一种通信语言，它是控制交换机产生动作的命令。

信令的主要功能包括监视功能、选择功能和管理。

什么是随路信令什么是公共信道信令说明各自的基本特征和优缺点
答：随路信令：信令和话音在同一条话路中传送的信令方式。

公共信道信令：是以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路的信令的信令方式。

随路信令（1）共路性：信令和用户信息在同一通信信道上传送（2）相关性：信令通道与用户信息通道在时间位置上具有相关性。

随路信令的缺点：传送速度慢，信令容量小，传递与呼叫无关的信令能力有限，不便于信令功能的扩展，支持通信网中新业务的能力较差。

公共信道信令（1）分离性：信令信道与用户业务信道分离，在通信的任意阶段均可传输、处理信令。

（2）独立性：信令系统独立于业务网，信令通道与用户信息通道之间不具有时间位置的关联性。

公共信道信令的优点：传送速度快、信令容量大、可传递大量与呼叫无关的信令，便于信令功能的扩展，便于实现信令系统的集中维护管理，降低信令系统的成本和维护开销，可适应现代通信网的发展。

画图说明信令的控制方式有哪几种说明各自的优缺点
答：
非互控方式特点：
速度很快，但可靠性差
速度很快，但可靠性差。

设备简单
信令传送速度较 可靠性有保证。

发信令n 发信令n+1收信令n 收信令n+1发送端接收端
发证实信令n
收证实信令n
发送端接收端
全互控方式
全互控方式特点：抗干扰能力强，信令传送可靠性高，但信令收发设备复杂，信令传送速度慢。

画出30/32路PCM时分复用系统的帧结构，说明TS0、TS l6以及TS1～TS l5，TS17～TS31的作用
答：
简要说明信令系统的特点。

NSP
NSP:网络业务部分,相当于OSI低三层，为高层提供消息的可靠传送。

TC: 完成OSI参考模型的4~7层的功能，它包括事务处理能力应用部分（TCAP）和中间业务部分（ISP）
INAP:智能网应用部分
OMAP:运行维护管理部分
MAP:移动应用部分
ISP:中间业务部分
TCAP: 完成OSI参考模型的第7层（应用层）的部分功能，ISP则对应于OSI参考模型的第4~6层（传送层、会话层、表示层），ISP目前还处于研究之中。

由于ISP尚未定义，因而目前TCAP直接通过SCCP传递信令。

SCCP:提供了较强的路由和寻址能力，具有传送与电路无关的信息能力，可满足ISDN的多种补充业务的信号要求以及为传送信号网的维护运行和管理数据信息提供可能。

它与MTP的三层一起提供对应于OSI网络层的功能。

画图说明中国信令网与电话网是如何对应的
答：
第8章路由器与IP及MPLS交换技术
请简述路由器的工作原理。

答：IP协议处理软件经过寻径并按照路由选择表的指示把原IP数据报放入相应输出缓存器的同时，还将下一个路由器的IP地址传递给对应的网络接口软件，由接口软件完成数据报的物理传输。

IP软件不修改原数据报的内容，也不附加新的内容。

网络接口软件收到IP数据报和下一个路由器地址后，首先调用ARP协议完成下一个路由器的IP地址到物理地址的映射，利用该物理地址形成帧，并将该IP数据报封装进该帧的数据区中，最后由子网完成数据报的实际传输。

什么是IP交换技术它有哪些主要的交换协议
答：IP交换的核心思想是对用户业务流进行分类。

IP交换技术是IP分组交换技术和ATM交换技术的结合，它抛弃了面向连接的ATM软件，而在ATM硬件的基础上直接实现无连接的IP选路。

从而达到在获得无连接IP的强壮性的同时，获得ATM交换的高速、大容量的优点。

IP交换协议有一族协议组成，其中最主要的是TCP和IP协议。

其他协议还包括用户数据报协议（UDP）、互联网控制报文协议（ICMP）以及地址解析协议（ARP）等。

标记交换的原理是什么它有哪些性能特点
答：标签交换机由两个部分组成，分别是传递元件和控制元件。

传递元件根据分组中携带的标签信息和交换机中保存的标签信息完成分组的传递。

控制元件则负责在交换机之间维护标签传递的信息。

在标签交换机中，标签传递信息库用于存放标签传递的相关信息，每个入口标签对应一个信息项，每个信息项内包括出口标签、出口接口号和出口链路层信息等子项。

1. 传递元件
2.控制元件协议（4）ATM环境下的VC合并
(1) 灵活的路由机制(2) 可靠的服务质量(QoS)(3) 同播功能
IP交换技术和标记交换技术中有哪些相同点和不同点
答：
请简述MPLS交换的基本原理。

答：MPLS协议实现了第三层的路由到第二层的交换的转换。

MPLS可以使用各种第二层协议。

MPLS工作组到目前为止已经把在帧中继、ATM和PPP链路以及IEEE802．3局域网上使用的标签实现了标准化。

MPLS在帧中继和ATM上运行的一个好处是它为这些面向连接的技术带来了IP的任意连通性。

目前MPLS的主要发展方向是在ATM方面。

这主要是因为ATM具有很强的流量管理功能，能提供QoS方面的服务，ATM和MPLS技术的结合能充分发挥在流量管理和QoS方面的作用。

标签是用于转发数据包的报头，报头的格式则取决于网络特性。

在路由器网络中，标签是单独的32位报头；
在ATM中，标签置于虚电路标识符／虚通道标识符（VCI／VPI）信元报头中。

对于MPLS可扩展性非常关键的一点是标签只在通信的两个设备之间有意义。

在网络核心，路由器／交换机只解读标签并不去解析IP数据包。

IP包进入网络核心时，边界路由器给它分配一个标签。

自此，MPLS设备就会自始至终查看这些标签信息，将这些有标签的包交换至其目的地。

由于路由处理减少，网络的等待时间也就随之缩短，而可伸缩性却有所增加。

MPLS数据包的服务质量类型可以由MPLS边界路由器根据IP包的各种参数来确定，如IP的源地址、目的地址、端口号、QoS值等参数。

对于到达同一目的地的IP包，可根据其QoS值的要求来建立不同的转发路径，以达到其对传输质量的要求。

同时，通过对特殊路由的管理，还能有效地解决网络中的负载均衡和拥塞问题。

当网络中出现拥塞时，MPLS可实时建立新的转发路由来分散流量以缓解网络拥塞。

MPLS网络下如何实现与现有IP、ATM的结合
答：
见7题。