优化后：网络交换技术的作用分析

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：由于交换设备最先应用于电话网中，所以本小节以电话网为例，讨论交换是如何引入网络的及其作用如何。当距离很远时，汇接交换机也称为长途交换机。用户终端与交换机之间的线路称为用户线，其接口称为用户接口；交换机之间的线路称为中继线，其接口称为网络接口。图4.4中的用户交换机常用于一个集团的内部。当PBX 具有自动交换能力时，又称为PABX。

交换设备是通信网络的重要组成部分，随着通信网现代化进程的加快，新技术、新设备和新的标准不断出现。交换系统也从单一的链路接续变为集信息交换、信息处理和信息数据库为一体的大型复杂设备。通信交换的基本含义就是在通信网上建立四通八达的立交桥，以达到快速、经济并满足服务质量要求的信息转移的目的。由于交换设备最先应用于电话网中，所以本小节以电话网为例，讨论交换是如何引入网络的及其作用如何。

1.交换的引入

通信的目的是实现任意时间、任意地点和任意用户之间信息的传递。在最初的仅涉及两个终端的单向或交互通信的点对点通信系统中，信息以电信号的形式传输。系统至少由终端和电线（电缆）组成，如图4.1所示。终端将含有信息的消息，如话音、图像、计算机数据等转换为电信号形式，同时将来自电线（电缆）的电信号还原成原始消息；电线（电缆）则把电信号从一个地点传送至另一个地点。

图4.1　电信号传输系统

当存在多个终端，且希望它们中的任何两个都可以进行点对点通信时，最直接的方法是把所有终端两两相连，如图4.2所示。这样的连接方式称为全互连式。全互连式存在下列缺点。

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图4.2　用户间互连图

①当存在N 个终端时，需要N（N-1）/2条连线，连线数量随终端数的平方增加，通常称为N2问题。

②当这些终端分别位于相距很远的两地时，两地间需要大量的长途线路。

③每个终端都有N-1根连线与其他终端相接，因而每个终端需要N-1个线路接口。

④增加第N+1个终端时，必须增设N 条线路。

因此在实际中，全互连式仅适合于终端数目较少、地理位置相对集中且可靠性要求很高的场合。

当用户数量增加、用户分布范围较广时，需要在用户分布密集的中心安装一个设备，把每个用户终端设备都用各自专用的线路连接在这个设备上，如图4.3所示。由图可知，中心设备用交叉点“×”示意，每一个交叉点表示一个开关接点。当任意两个用户之间要交换信息时，该设备就把连接这两个用户的开关接点合上，也就是说，将这两个用户的通信线路连通。当两个用户通信完毕，才把相应的接点断开，两个用户间的连线也就断开了。所以，该设备能够完成任意两个用户之间交换信息的任务，称其为交换设备。引入了交换设备，对N 个用户只需要N 对线就可以满足要求，线路的投资费用大大降低。

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图4.3　用户间通过交换设备连接

引入交换设备后，交换设备就和连接在其上的用户终端设备以及它们之间的传输线路构成了最简单的通信网，并可由多个交换设备构成实用的大型通信网，如图4.4所示。

图中直接与电话机或终端连接的交换机称为本地交换机或市话交换机，相应的交换局称为端局或市话局；仅与各交换机连接的交换机称为汇接交换机。当距离很远时，汇接交换机也称为长途交换机。用户终端与交换机之间的线路称为用户线，其接口称为用户接口；交换机之间的线路称为中继线，其接口称为网络接口。

图4.4中的用户交换机（PBX）常用于一个集团的内部。PBX 与市话交换机之间的中继线数目通常远比PBX 所连接的用户线数目少，因此当集团中的电话主要用于内部通信时，采用PBX 要比将所有话机都连至市话交换机更经济。当PBX 具有自动交换能力时，又称为PABX。

由上述的分析可以看出，作为通信网中心节点的交换设备，或称交换系统，在通信网中占有重要地位。

2.交换的基本功能

从图4.4中一个简单的由开关构成的中心交换设备进行信息交换的过程可知，交换的基本功能就是在连接交换设备上的任意的入线和出线之间建立连接，或者说是将入线上的信息分发到出线上去。这样，任何一个主叫用户的信息，无论是话音、数据、文本、图像等，均可通过在通信网中的交换节点发送到所需的任何一个或多个被叫用户。

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