现代交换原理及通信网技术是信息技术领域中的重要概念,它涉及到通信网络的构建、管理和信息传输方式。在通信网络中,交换功能的引入是为了实现多个终端之间的高效通信,避免每个终端间都需要直接连接,从而节省线路投资并提高网络灵活性。交换节点作为连接各个用户终端的中心,负责建立和管理通信信道,实现信息的传输。
通信网的构成包括三个基本要素:交换设备、传输设备和用户终端。交换设备是网络的核心,负责信息的转发和路由选择;传输设备则提供信息传输的物理或逻辑通道;用户终端是网络的使用者,通过连接到交换设备进行通信。
通信网中存在多种交换方式,如电路交换、多速率电路交换、快速电路交换等,这些属于电路传送模式,特点是基于时隙的信息传送和同步时分复用。分组交换、帧交换、帧中继等则属于分组传送模式,它们以统计时分复用为特点,并包含差错控制机制。此外,还有异步传送模式,如ATM交换,它的特点是固定长度信元和异步时分复用。
电路交换和分组交换的虚电路方式都采用面向连接的工作方式,但它们之间存在差异。电路交换建立的是物理连接,而虚电路和ATM交换则是逻辑连接,即在通信过程中并不保持实际的物理通路,而是建立一种临时的数据通道。
同步时分复用(TDM)和异步时分复用(ATM)在时间划分上有所不同。TDM将时间划分为固定长度的帧,每个时隙对应一路子信道,而ATM则是动态分配带宽,利用信头标识区分信元,而非时间位置。
面向连接和无连接的工作方式主要区别在于连接建立、信息有序性和故障处理。面向连接保证信息顺序,时延较小,但对故障敏感;无连接则无需预先建立连接,信息可能沿着不同路径传输,时延较大,但对网络故障不那么敏感。
分组交换、帧交换和帧中继的共同点是它们都以一定大小的数据单元进行传输,但它们在协议层次和信道分离上有所不同。分组交换遵循OSI模型的1-3层,帧交换在1-2层,帧中继主要在1-2层的核心部分。此外,帧中继不包含流量控制,而ATM采用异步时分复用和面向连接的方式,提供高吞吐量和低延迟,适合实时业务。
电信交换系统通常由信息传送子系统和控制子系统组成,前者包括交换网络和各种接口,负责信息的实际传输;后者处理呼叫控制、路由选择等任务。基本技术涵盖了交换技术、复用技术、信令系统、网络管理等多个方面。这些技术和原理构成了现代通信网络的基础,使得信息能够高效、可靠地在全球范围内传递。