中级通信工程师考试下午真题交换技术解析+答案.docx
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中级通信工程师考试下午真题交换技术解析+答案
2012年中级通信工程师考试下午真题（交换技术，解析+答案）
卷面总分：
100.0分
答题时间：
180分钟
测试次数：
1654次
平均得分：
2.4分
阅卷估分说明：
1、客观题均为系统自动评分
2、主观题请参考系统给出的答案分析自行估分
3、若题目中的分值与试卷说明中的分值不一样，请估分后按比例换算为总分
【案例分析题】有主观题，请对照答案自己估分
案例分析题
请阅读案例背景，按试题要求进行解答。
1
【问题1】（8分，每空0.5分）
试从表1-1所列6个方面分析电路交换、分组交换和ATM交换的技术特点，根据该表括号中的文字提示并参考已填部分内容，完成填表。
【问题2】（7分，每空1分。
）
图1-1是No.7信令网的部分示例图。
图中用字母a到i标识出了各段信令链路。
在该信令网中，SPA到SPB的正常路由是
（1），第一迂回路由有
（2）条，它们之间采用（3）方式工作，若其中一条路由故障，则信令业务将（4）；第二迂回路由是（5）；第三迂回路由是（6），它由（7）段信令链路构成。
∙
您的答案：
正确答案：
【问题2】
（1）a
（2）2
（3）负荷分担
（4）倒换到另外一条信令链路
（5）bfg
（6）chig
（7）4
本题共15.0分，请对照答案自己估分：
分
.【问题1】
•电路交换
电路交换主要用于传输语音信息的电话网。
通过呼叫建立过程为通信各方分配固定的带宽连接，在谈话进行过程中，这些连接一直被分配给它们，直到终止过程释放该呼叫所使用的设施。
因此，在谈话进行过程中，这些电路就像是端到端的专线连接。
一旦连接建立后，电路交换网络就不会产生信息传输时延，而只有设施传输时延。
当电路交换网络中的所有可用的连接路径都分配给用户之后（出现网络拥塞时），网络会阻止新的用户，直到有路径可以用来供其使用，电话网络拥塞时会给出“忙”信号。
电路交换提供的专线连接对于很多通信应用系统非常有用，而对时延很敏感的应用系统则必须使用电路交换，如语音通信。
在电路交换中主要采用两种复用方法。
频分复用（FDM）用于通过载波调制技术通过单一带宽设施传输多个窄带信号。
由于信号的频谱通过滤波技术可以限制为指定的通带内，因此FDM一般用于传输这种信号。
今天，大多数电话网络都是数字式的，并且使用时分复用（TDM）在单路带宽设施上传输多路数字信号。
这种信号只能在时域实现复用。
在TDM技术中，单路带宽设施被划分为多个时隙。
在呼叫建立时，每对用户都被分配一个时隙，这个时隙在整个通话期间都供这对用户专用。
因此，无论是FDM还是TDM，都要向用户提供专用路径。
电路交换中电路可能是固定存在的，也可以是根据需要建立的。
在呼叫建立时确定分配一个频率或一个时隙。
主要特点
1、信息传送的最小单位是时隙；
2、面向连接；
3、同步时分复用；
4、信息传送无差错控制；
5、基于呼叫损失的流量控制；
6、信息具有透明性。
•分组交换
所谓分组，就是按一定规则，把一整份数据报文分割成若干定长的数据段，并给每一数据段加上收、发终端地址及其他控制信息。
所谓分组交换，就是采用存储一转发方式，以“分组”为单位在网内传输。
分组交换属于“存储-转发”交换方式，但它不像报文交换那样以报文为单位进行交换、传输，而是以更短的、标准的“报文分组”（Packet，包）为单位进行交换传输。
分组是一组包含数据和呼叫控制信号的二进制数，把它作为一个整体加以转接，这些数据、呼叫控制信号以及可能附加的差错控制信息是按规定的格式排列的。
交换网可采用两种方式：
数据报传输分组交换或虚电路传输分组交换进行交换。
分组交换具有如下特点。
（1）信息传送的最小单位是分组
分组由组头和用户信息组成，分组头含有选路和控制信息。
同一分组网内分组长度是固定的，而不同分组网分组长度可以不同。
（2）面向连接（逻辑连接）和无连接两种工作方式
虚电路采用面向连接的工作方式，数据报是无连接工作方式
（3）统计时分复用（动态分配带宽）
统计时分复用的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的时间，对每路通信没有固定分配时间片，而是按需使用。
这就意味着使用这条复用线传送分组时间的长短，由此可见统计时分复用是动态分配带宽的。
（4）信息传送为有差错控制
分组交换是专门为数据通信网设计的交换方式，数据业务的特点是可靠性要求高，对实时性要求没有电话通信高，因而在分组交换中为保证数据信息的可靠性，设有CRC校验、重发等差错控制机制，以满足数据业务特性的需求。
（5）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，如拆分、重组信息等。
（6）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，而不像电路交换那样立即呼损掉，因此其流量控制基于呼叫延迟。
•ATM
ATM作为一种寻址型特殊分组传递方式，采用异步时分交换技术，将数字化语音、数椐及图像等所有的数字信息分割成固定长度的数据块，在每个数据块前加上一个包含地址等控制信息的信元头，从而构成一个信元（cell）。
信元实际上是固定长度的分组，其长度为53个字节，其中信头为5个字节，其余48个字节用来传送信息，称为信息段。
ATM将信息流分割成固定长度的信元，这些固定长度的信元在信道上，以统计复用的方式进行传输和交换，并采用硬件电路高速地对信头进行识别和交换处理。
因此，ATM交换技术融合了电路交换技术和分组交换技术的优点，既具有电路交换简洁和高速的特性，又具有分组交换灵活的特性，所以，ATM被ITU-T确定为用于宽带综合业务数字网（B-ISDN）的交换模式。
异步传输模式ATM就是建立在电路交换和分组交换的基础上的一种新的交换技术。
与“异步”对应的是“同步”，同步传输模式STM是根据要求的数据速率，将一个逻辑信道分配为1个以上的时隙，在连接存在期时，时隙是固定分配的，即采用的是同步时分复用模式。
异步传输模式ATM每个时隙没有固定的占用者，各信道按照通信量的大小和排队规则来占用时隙。
每个时隙就相当于一个分组，在ATM中叫信元。
ATM的主要特点包括固定长度的信元、支持不同速率的各种业务、面向连接的工作方式传送和误码率低等。
【问题2】
信令路由是一个信令点到达消息目的地所经过的各个信令点的信令消息路径，在准直联信令网中，途中经过的各个信令点都是预先确定的。
信令路由按其特征和使用方法分为正常路由和迂回路由两类。
1）正常路由
正常路由是指未发生故障情况下的信令业务流的路由。
根据我国三级信令网结构和网络组织，它又分为：
•正常路由是采用直联方式的直达信令路由。
当信令网中的一个信令点具有多个信令路由时，如果有直达的信令链，则应将该信令路由作为正常路由。
•正常路由是采用准直联方式的信令路由。
当信令网中一信令点的多个信令路由，都是采用准直联方式经过信令转接点转接的信令路由时，则正常路由为信令路由中最短路由。
当准直联方式的正常路由是采用负荷分担方式时，则该两个信令路由均为正常路由。
2）迂回路由
迂回路由是指因信令链路或路由故障造成正常路由不能传送信令业务流而选择的路由。
迂回路由都是经过信令转接点转接的准直联方式的路由，它可以是一个路由，也可以是多个路由。
当有多个迂回路由时，应按经过STP点的次数，由小到大依次分为第一迂回路由，第二迂回路由等。
路由选择的一般原则如下：
①信令路由应首先选择正常路由，当正常路由故障不能使用时，再选择迂回路由。
②信令路由中具有多个迂回路由时，先选择级别最高的第一迂回路由，第一迂回路由故障时，再选择第二迂回路由，依此类推。
③在正常或迂回路由中，若有多个同一优先等级的多个路由（N个），它们之间采用负荷分担方式工作，则每个路由承担整个信令负荷的1/N。
若其中一个路由中一个信令链路组（或路由）故障，则将信令业务倒换到其他信令链路组（或路由）。
2
【问题1】（8分，每空1分）
（a）程控数字交换机的模拟用户电路具有BORSCHT七个基本功能，当用户正在通话时不会用到其中的
（1）、
（2）功能。
（b）某程控数字交换机有以下几种任务模块：
①交换网络故障处理模块②来话分析模块③交换机检测模块④路由选择模块。
从任务调度执行的角度来看：
（3）任务执行的优先级最高，其次是（4），而（5）和（6）一般具有相同的优先级。
（c）有100条中继线，在其上面通过的话务量即完成话务量为75Erl，则该100条中继线在单位时间（1小时）内发出的平均占用次数为（7），该100条中继线占用时间总和是（8）。
【问题2】（5分，每空1分）
表2-1列出了程控数字交换机通常采用的技术，试从表2-2中选取最恰当的有关使用技术目的的表述，以序号方式须在表2-1中相应的空白处。
【问题3】（7分，每空0.5分）
图2-1是一个TST数字交换网络，每条输入（输出）线为每帧32时隙的PCM线路，输入侧T接线器采用输出控制方式（顺序写入、控制读出），输出侧T接线器采用输入控制方式（控制写入、顺序读出）。
设有A用户占用PCM1的TS8发出话音信号a，经过TST网络选择内部时隙TS20送到B用户，B用户占用PCM8的TS15发送话音信号b，按反相法选择内部时隙送到A用户。
为实现A、B用户之间的通话，请在图中所有括号内填上适当的内容（用十进制数表示）。
∙
您的答案：
正确答案：
【问题1】
（1）振铃控制
（2）测试
（3）①
（4）③
（5）②
（6）④
（7）75次
（8）75小时
【问题2】
【问题3】
本题共20.0分，请对照答案自己估分：
分
.【问题1】
（a）
用户电路是用户线与交换机的接口电路。
由于某些信号（如振铃、直流馈电等）不能通过电子交换网络，因此把某些过去由公用设备实现的功能移到电子交换网络以外的用户电路来实现。
归纳起来，目前，程控数字交换机中用户电路的功能有下列七项：
B（Batteryfeed）——馈电；
O（Over-voltageprotection）——过压保护；
R（Ringingcontrol）——振铃控制；
S（Supervision）——监视；
C（Codec&filters）——编译码和滤波；
H（Hybridcircuit）——混合电路；
T（Test）——测试。
除了上述基本功能外，某些特殊用户电路还具有极性转换，衰减控制，计费脉冲发送等功能。
上面所说的用户电路，是指连接普通电话用户的模拟用户电路。
模拟用户电路主要完成BORSCHT七大功能，目前已用单片大规模集成电路（SLIC）来取代传统的分立元件、厚膜混合集成电路。
该SLIC完成BORSCHT七大功能中的五个功能BORSH，CT两个功能则仍需单独的编译码器和滤波器集成电路来实现。
（b）
依照实时性要求的严格程度，交换处理程序划分为若干级别。
时间要求愈严，级别愈高，执行时优先度就越高。
典型的程序执行级别划分为：
故障级、周期级和基本级。
题中提供的四种任务中，①属于故障级，③属于周期级，②和④属于基本级。
（c）
完成话务量有下列三种解释。
①以爱尔兰为单位的完成话务量在数值上等于在平均占用时长内所发生的平均占用次数，即
A完=Ct （9-5）
式中，Ct表示t时间内所发生的平均占用次数。
根据式（9-5）可解释为在1小时内，在平均占用时长内所发生的平均占用次数为75。
②完成话务量在数值上等于单位时间里，各机键占用时间的总和。
设C为T时间内的总占用次数，t1，t2，…、tc为各次的占用时长，则单位时间内的平均占用次数为C/T，而平均占用时长为（t1+t2+…+tc）/C，所以完成的话务量为
A完=C/T×（t1+t2+…+tc）/C=（t1+t2+…+tc）/T
许多交换系统调查话务量的呼量表就是根据这一原理制作的。
根据第②种解释，可以说在单位时间里（1小时）内，100条中继线总占用时间为75小时。
③以爱尔兰为单位的完成话务量在数值上等于承担这一负荷的设备平均同时占用数，也就是同时处于工作状态的设备数目的平均值。
根据这一解释，我们可以在传统机电式交换系统时代，常通过“人工数机法”进行话务量的调査。
当要统计某一组机键的完成话务量时，一般在1小时内每隔一定时间（例如2分钟或3分钟）统计一下该组机键的占用数目，然后就可计算出完成话务量。
这里的75Erl表明，在100条中继线中，同时占用着的平均数为75条。
【问题2】
•过负荷控制
在呼损一定的条件下，当线群较小时，其利用率较低；当线群容量扩大时，其利用率就逐步升高。
但是，当线群容量大到一定程度后，其利用率的提高很慢，这是因为线群的利用率趋向饱和。
因此，对线群的组成有下列两个要求。
①在电话通信网中，要尽可能地把小线群组合成为大线群，以节省投资。
②线群的容量不必太大，一般以100条出线为一个线群为宜。
因为线群太大，η上升很慢，且过负荷能力很弱，在发生过负荷时，出线利用率难以提高，会造成呼损话务量增加，致命呼损值增长，服务质量严重下降。
呼损计算公式表达了P，V和A三个量之间的函数关系。
其计算结果可得出下列结论。
•在呼损P保持不变的条件下，如果话务量A增大，则出线数V必须要增加；或者说，在V增加时，线群所能承受的话务量A可以增大。
•在话务量不变时，出线数V增加，呼损P就会减小；或者说，如果减小呼损P的规定，就必须增加出线数V。
•当出线数V一定时，当话务量A增大，呼损值P会增大；或者说，若允许P增大时，线群承受的话务负荷A可以增大。
•远端用户模块
远端用户级是指装在距离电话局较远的用户分布点上的话路设备，其基本功能与局内用户级相似，也包括用户电路和话务集中器，只是把用户级装到远离交换局的用户集中点去，它是将若干个用户线集中后以数字中继线连接至母局。
由于用户语音信号在经数字传输之前就已数字化，故传到交换局的语音信号不必再进行D/A转换，即可直接经数字中继接口进入数字交换网络进行交换。
远端用户级也可称为远端模块。
•群处理
执行同一道程序时，同时对多个事件进行处理，即群处理。
主要用于同时数量较多的处理。
比如每个用户的摘、挂状态数据只占一个二进制位。
每次只对一个二进制位进行检测，这效率太低了，因此在实际处理中采用“群处理”办法，即每次对一组用户（例如8位处理机每次对8个用户）进行检测。
这样既节省机时又提高了扫描速度。
•公共信道信令（CCS）方式
公共信道信令方式是与随路信令完全不同的另一种信令方式。
这种信令方式，是将话路信道和信令信道分开，话路信道只传送话音信号，为各话路服务的信令从各话路中移出，在专门设置的信令信道中进行传送。
另外，由于信令传送时间较短，采用一条话路配置一条信令信道很不经济，因而采用一群话路的信令共用一条信道来传送，即这一条信令信道是多条话路所公用的，所以这种信令方式称为公共信道信令方式，简称共路信令方式。
公共信道信令在传送方式上的变化使得它不需再将信令内容分为线路信令和记发器信令。
它是在软件控制下采用高速数据信息来传送信令，从而建立呼叫接续时间比随路信令方式大大缩短，并且增加或改变信令信息十分方便。
尤其是它更能适应现代电信网的发展。
公共信道信令方式与随路信令方式相比具有以下优点。
①传送速度显著提高，接续时间大大缩短，现在的随路信令方式中，长话接续约为9秒，本地接续约为6秒，采用公共信道信令后接续约为2秒。
②信令容量大，除能提供呼叫接续的信令外，还可为电话网管理、集中维护、集中计费等集中服务提供信令。
③由于信令的传送与话路完全分开，在通话时间内可根据需要来处理和传递信令。
④可灵活地增加信令和修改信令。
⑤使数量很大的随路信令设备大大简化，从而对大话路群更为经济。
⑥适应电信网发展的需要。
但也应该看到，公共信道信令方式对信令消息的传送和处理的准确性要求较高，必须采取控制差错的措施，要求系统中具有差错检测和纠错能力，要求未被检测的差错率在10-8～10-10量级以下，并要求必须有备份，以确保信令链路有很高的可靠性。
【问题3】
T接线器的工作方式有两种：
一种是“顺序写入，控制读出”方式，如图2-1左半部分所示；另一种是“控制写入，顺序读出”方式，如图2-1右半部分所示。
顺序写入和顺序读出中的“顺序”系指按照语音存储器地址的顺序，可由时钟脉冲来控制；而控制读出和控制写入的“控制”是指按控制存储器中己规定的内容来控制语音存储器的读出或写入。
至于控制存储器中的内容则是由处理机控制写入的。
下面先介绍第一种方式顺序写入，控制读出的工作原理。
如图2-1所示，T接线器的输入和输出线各为一条有32个时隙的PCM复用线。
如果占用PCM1第8时隙（TS8）的用户A要和占用PCM8第15时隙（TS15）的用户B通话，在A讲话时，就应首先按照要求把TS8的语音脉码信息交换到本线路TS20中去，再由S接线器（图中省略，本应该位于中间的空白方框内）将PCM1和PCM8对接，然后根据输入控制的要求进行时隙交换。
在时钟脉冲控制下，当TS8时刻到来时，把TS8中的语音脉码信息写入SM内的地址为20的存储单元内。
由于此T接线器的读出是受CM控制的，当TS20时刻到来时，从CM读出地址20中的内容“8”，以这个“8”字为地址去控制读出SM内地址是8中的语音脉码信息。
这样就完成了把TS8中的信息交换到TS20中去的任务。
在B用户讲话A收听时，过程与上述相似。
用户通话的语音信息必须双向传送，所以交换网络应建立双向通路。
如果上述通路表示A用户的信息送到B用户上，那么还需建立一条B用户的信息送到A用户的通路。
这两条通路能否用同一个线对呢？
不行。
因为PCM信号在一个线对上只能单方向传输，数字交换网络中所建立的连接通路也是这样，所以为了完成双向通话，在数字交换网络中要建立两条不同的通路：
一条A至B方向的路由；另一条是B至A方向的路由。
B至A方向的路由通常采用反相法，即来、去两方向的路由相差半帧时隙，两个方向的通路同时示闲，同时占用。
这个半帧是指双向通路的内部时隙之间的关系。
如当某一方向选用的内部时隙号为x，则另一个方向所用的内部时隙号由下式决定：
x±n/2
式中：
n为接到交叉矩阵的复用线上的复用度。
本例A至B选用内部时隙x=20，那么B至A方向如果要选20+32/2=36，即时隙为36，计算大于n，则应减去n得到4。
3
试根据移动交换原理完成下列固定用户至移动用户入局呼叫的基本流程说明（括号内数字相同处代表同一字句）：
（a）PSTN交换机通过号码分析判定被叫为移动用户，通过No.7信令的
（1）协议将呼叫接至GMSC；
（b）GMSC根据
（2）确定被叫所属的HLR，向HLR询问被叫当前的位置信息（MSRN）；
（c）HLR检索用户数据，若该用户已漫游至其它地区，则向用户当前所在的（3）请求漫游号码MSRN，（3）动态分配MSRN后回送给HLR；
（d）HLR将MSRN传送给GMSC，GMSC根据MSRN进行（4），将呼叫建立至被叫当前所在的（5）；
（e）（5）查询数据库，从VLR获取有关（6），向被叫所在位置区内的所有小区（7）发送寻呼消息；
（f）各（7）通过（8）信道发送寻呼消息，消息的重要参数为被叫的（9）号码；
（g）被叫收到寻呼消息，发现（9）与自己相符，即回送（10）消息，基站将该消息转发给被访MSC；
（h）被访MSC或基站控制器为被叫分配一条空闲的（11）信道，并向被叫移动台发送（12）消息；
（i）被叫移动台回送响应消息，基站通知被访MSC业务信道已（13），被访MSC发出（14）指令，被叫移动台收到该指令消息后，向用户振铃；
（j）被叫接机，（15）消息送至基站，被访MSC和固定网开始通话。
∙
您的答案：
正确答案：
（1）ISUP／TUP
（2）MSDN
（3）VLR
（4）选择路由
（5）MSC
（6）被叫用户数据
（7）BS
（8）寻呼信道
（9）IMSI
（10）寻呼响应
（11）业务
（12）信道分配指令
（13）分配
（14）连接建立
（15）应答（连接）
本题共15.0分，请对照答案自己估分：
分
.
4
【问题1】（8分，每空1分）
（a）ATM网络UNI和NNI上的信元头格式不一样，虽然都有与寻址相关的
（1）字段，但
（2）上的信元头还具有一段流量控制（GFC）字段。
（b）在ATM交换机中，完成交换功能的核心部件是交换结构，它可分为（3）和（4）两大类，Banyan结构是属于前者的交换结构。
（c）在Internet网络中，传统的IP路由交换是基于（5）进行寻址来实现交换的，采用（6）这样的工作方式；在MPLS网络中，MPLS交换是基于（7）进行转发来实现交换的，采用（8）这样的工作方式。
【问题2】（4分）
某ATM交换机的交换结构采用如图4-1所示的banyan结构，若某一时刻入线1上的信号要交换到出线6上，而同时入线5上的信号要交换到出线7上，请在图4-1上分别画出它们的交换路径，并说明上述交换能否实现，为什么？
（请直接在答题纸上将相应路径描粗）
【问题3】（8分）
在图4-2所示的MPLS网络中，转发等价类FEC给出的IP地址的前缀定义，网络中的各个路由器已经通过LDP协议完成了标记的协商，各路由器的LIB见表4-1所示。
现有一个IP分组Data（目的IP地址为128.87.5.1）进入到该网络，请在图中用箭头画出该分组的标记交换路径（LSP），并以图中注释说明的方式在其LSP的各段路由上标明标记变化情况。
∙
您的答案：
正确答案：
【问题1】
（1）VPI/VCI
（2）UNI
（3）空分交换结构
（4）时分交换结构
（5）IP地址
（6）存储-转发
（7）2.5层
（8）标签交换
【问题2】
上述交换在第二级交换处发生了碰撞，如果不采取适当措施，将导致信元丢失。
采用输入或输出缓冲排队方法可以很好地解决这个问题。
本题共15.0分，请对照答案自己估分：
分
.【问题1】
（a）、（b）
ATM作为一种寻址型特殊分组传递方式，采用异步时分交换技术，将数字化语音、数椐及图像等所有的数字信息分割成固定长度的数据块，在每个数据块前加上一个包含地址等控制信息的信元头，从而构成一个信元（cell）。
信元实际上是固定长度的分组，其长度为53个字节，其中信头为5个字节，其余48个字节用来传送信息，称为信息段。
ITU-T建议的信元格式，如图6-1所示。
ATM最重要的特点，就是携带用户信息的全部信元的传输、复用、交换过程，均在虚信道（VC）上进行。
虚信道（VirtualChannel，VC）是在两个或多个端点之间运送ATM信元的通信通路，由信头中的虚信道标识符（VCI）进行标识。
它是ATM网络链路端点之间的逻辑关系，是在两个或多个端点之间传送ATM信元的通信同路，可用于用户到用户，用户到网路，以及网路到网路的信息转移。
虚路径（VirtualPath，VP）是在给定参考点上具有同一VCI的一组虚信道。
虚信道在传输过程中，组合在一起构成虚路径。
虚路由就是在给定参考点上具有同一虚路径标识符（VPI）的一群虚信道，VPI也在信头中传送。
虚通路VP和虚通道VC都是用来描述ATM信元单向传输的路由。
每个VP可以用复用方式容纳多达65536个VC，属于同一VC的信元群拥有相同的虚通道识别符VCI（VCIdentifier），属于同一VP的不同VC拥有相同的虚通路识别符VPI，VCI和VPI都作为信元头的一部分与信元同时传
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