通信工程师考试交换技术发展概述

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1.3 交换技术发展概述
作为人类社会信息基础设施的电信网、互联网和广播电视网都是社会发展过程中的产物。这些网络适应人们的需求而产生，随着科学技术的进步而发展。同样，作为通信网核心技术的交换，一百多年来有了长足的进步。交换的信号从模拟到数字，交换的机制从电路模式到分组模式，交换的控制从人工到自动，交换技术这些具有里程碑意义的发展和变化构成了现代通信网络的基础。
　　1.3.1 电路交换
如前所述，基于电路交换的电信网可根据用户的请求提供端到端的连接通路。但这是依靠一系列交换机协同动作来实现的。就某一台交换机而言，它的任务只是按照要求将指定的输人端口与输出端口接通。交换机是一个多输人多输出设备。为了使每一个输人端口都能与任何一个输出端口连接，就需要大量的开关。这些开关需要编织成一定的结构，通常称为交换机的内部交换网络（SwitchingFabrics),又称为“接续网络”，其中各开关的状态是由交换控制器设置的。
1876年贝尔发明电话以后，首先出现的是人工交换机。塞绳可以看作为这种交换机的内部交换网络，而控制器的任务则由接线员完成。1892年开通了世界上第一部步进制自动交换机，它的接续网络由电磁继电器的接点组成，它的控制器包含许多上升旋转型选择器，由用户话机发出的拨号脉冲信号直接控制。1940年前后，出现了纵横制交换机，其接续网络采用了机电纵横接线器（Crossbar)，实际上是一个由继电器控制的开关矩阵，它的控制方式是共同控制，由布线逻辑实现。纵横制交换机曾得到广泛应用，一直延续到20世纪80年代才被更先进的程控交换机所取代。
程控交换机是由计算机存储的程序进行共同控制的交换机，其内部交换网络不再由机电开关构成，而由电子开关构成。交换网络又有模拟空分和数字时分之别。现在得到广泛应用的是数字时分程控交换机。作为电话交换机，它提供的连接通命所支持的基本速率是64kbit/s(即一个PCM话路）；作为ISDN交换机，它可支持/Vx64kbit/s(/V=l-30)的速率；作为宽带电路交换机，它可支持准同步数字序列（PDH)和同步数字序列（SDH)各个等级的速率，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。
由此可见，电路交换是一项既古老又在不断发展和更新的技术。迄今为止，它仍然得到广泛的应用。这是因为它具有以下优点：它能根据用户的需求提供端到端的临时专用通路，在建立连接之后端到端的传送时延是恒定的，基本上等于路径的电波传播时延。这一特点使得它能很好地支持恒定比特率的电话和视频业务。但是，正因为它提供的是临时专用通路，当占用该通路的用户不发任何信息时，该通路的容量也不可能被其他用户所用，所以其信道利用率是不高的。当用户发送的业务具有很强的突发性时，信道利用率就会很低。另外，它支持的传输速率是固定的，因而是不灵活的。

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