现代交换原理课后习题答案第二版金惠文电子工业出版社.docx
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现代交换原理课后习题答案第二版金惠文电子工业出版社
1.1转接交换设备是通信网络的核心，它的基本功能是对连接到交换节点的传输链路上的信号进行汇集、转接和分配，实现多点到多点之间的信息转移交互。
1.3
（1）对象不同：
数据通信实现计算机之间以及人与计算机间通信，电话通信是人和人间通信。
数据通信过程需要严格的通信协议和标准；
（2）传输可靠性不同：
数据通信码组中，一个比特在传输过程发生错误，接收端会产-8-3生不同含义，因此比特差错率控制在10以下，而话音比特差错率在10；（3）信息业务量特性不同：
电话通信一般不会出现长时间没有信息传输，PCM话音信号平均速率在32KB/S，数据通信数据传输速率在30B/S~1MB/S之间；（4）通信平均持续时间和建立请求响应不同：
数据用户通信时间大多数在50S以内，电话通信平均时间在5MIN，数据通信信道建立时间应在1.5S，而电话则在15S。
所以数据通信必须使用专用高速网络。
1.5因为电路交换不利于实现不同类型的数据终端之间的相互通信，而报文交换信息传输时延又太长，不满足许多数据通信系统的实时性要求，分组交换技术较好地解决了这些矛盾。
主要体现在：
1、向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端之间能够相互通信的灵活的通信环境。
2、在网络轻负载情况下，信息的传输时延较小，而且变化范围不大，能够较好满足计算机交互业务的要求。
3、实现线路动态统计服用，通信线路（包括中继线路和用户环路）的利用率很高，在一条物理线路上可以同时提供多条信息通路。
4、可靠性高。
5、经济性好。
1.6
（1）采用固定长度的ATM信元异步转移复用方式。
2）ATM采用面向连接并预约传输资源的方式工作。
3）在ATM网络内部取消差错控制和流量控制，而将这些工作推到网络的边缘设备上进行。
4）ATM信元头部功能降低。
2.11）因为在同步时分复用信道中，根据信号在时间轴上的位置，便可知是第几个话路，也就是说它对同步时分复用信号的交换实际是对话路所在位置的交换。
2）因为统计时分复用信道中，把需要传送的信息分成很多小段，称为分组，每个分组前附加标志码，标志要去哪个输出端，即路由标记。
各个分组在输入时使用不同时隙，虽然使用不同时隙，但标志码相同的分组属于一次接续。
所以，把它们所占的信道容量看作一个子信道，这个子信道可以是任何时隙。
这样把一个信道划分成了若干子信道，称为标志化信道。
统计时分复用信号的交换实际是按照每个分组信息前的路由标记来分发到出线的。
一个信道中的信息与它在时间轴上的位置（即时隙）没有必然联系。
2.4相同点：
共享存储器型交换单元与总线型交换单元都具有各自的写入和读出缓冲器而且都采用不同的控制方式；两者均适用于同步时分复用信号、分组时分复用信号和异步时分复用信号三种信号。
相异点：
共享存储器型交换单元的存储器被划分为N个区域，N路输入数字信号分别送入存储器的N个不同区域，再分别送出。
存储器的写入和读出采用不同的控制，以完成交换。
总线型交换单元包括入线控制部件、出线控制部件和总线三部分。
交换单元的每条入线都经过各自的入线控制部件与总线相连，每条出线也经过各自出线控制部件与总线相连。
总线按时隙轮流分配给各个入线控制部件和出线控制部件使用，分配到的输入部件将输入信号送到总线上。
2.8DSE由16个交换端口构成，每个交换端口接一条双向PCM链路，端口之间的交换就是PCM链路之间的交换，即空间交换。
每个端口上PCM链路上的时隙交换就是时间交换。
3.1空分交换，这是指在交换过程中的入线是通过在空间的位置来选择出线，并建立接续。
通信结束后，随即拆除。
时分交换是把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过时隙交换网络完成话音的时隙搬移，从而实现入线和出线间话音交换的一种交换方式。
模拟交换的对象是模拟信号，是对模拟信号进行交换。
数字交换的对象是数字信号，是对数字信号进行交换。
布控交换是布线控制交换，控制设备由预定功能的数字逻辑电路组成，也就是由硬件控制交换。
程控交换是存储程序控制交换的简称，以电子计算机作为控制设备，也就是由软件控制交换。
程控交换机基本结构包含哪几部分？
并简述它们的作用
3.3程控交换控制系统包括CPU、存储器和I/O接口电路三部分；CPU执行机器语言指令和程序，储存器用来存放软件程序及相关数据，I/O接口用于输入信号和输出信号。
3.41集中控制方式：
这种控制方式的交换机只配备一对处理机（称中央处理机），交换机的全部控制工作都由中央处理机来承担。
这种控制方式功能的改变一般都在软件上进行，比较方便，但是由于软件包要包括各种不同特性的功能，规模庞大，不便于管理，而且易于受到破坏。
2分散控制方式：
所谓分散控制，就是在系统的给定状态下，每台处理机只能达到一部分资源，和只能执行一部分功能。
又分为单级多机系统，多级处理机系统和分布式控制三类。
这种控制方式可更好地适应硬件和软件的模块化，比较灵活，适合于未来的发展，出故障时影响小。
3.5CCITT在电路交换系统中主要规定了中继侧接口、用户侧接口、操作管理和维护接口及其电气特性和应用范围。
各类接口的作用：
•中继侧接口用于连接其他交换机，有三种接口：
接口A和接口B都是数字接口，前者通过PCM一次群线路连接至其他交换机，而后者却通过PCM二次群线路连接其他交换机；接口C是模拟中继接口，有二线和四线之分。
•用户侧接口，用于连接用户终端，有二线模拟接口Z和数字接口V两种•操作、管理和维护（OAM）接口用于传递和操作与维护有关的信息，交换机至OAM设备的消息主要包括交换机系统状态、系统资源占用情
况、计费数据、测量结果报告及吿警信息等，在维护管理中Q3是通过数据通信网（DCN）将交换机连接到电信管理网操作系统的接口。
3.6模拟话机的接口电路，也称为用户电路（LC），模拟用户电路可归纳为七大功能：
（1）馈电B：
给用户电路提供-48V电源；
（2）过压保护O：
保护交换机免受高压电损害；（3）振铃控制R：
给用户提供90V铃流；（4）监视S：
监视用户回路的通断状态；（5）编译码和滤波器C：
提供A/D、D/A转换和PCM编码与解码；（6）混合电路H：
进行二/四端口转换；（7）测试T：
使用户线与测试设备接通，进行用户线测试
3.8应用范围不一样：
模拟用户接口是程控交换设备连接模拟话机的接口电路，实际上是模拟电路和数字电路间的接口；而模拟中继接口是用于连接模拟中继线的接口，常用于长途交换和市内交换中继线连接。
模拟中继接口完成的功能：
B：
馈电O：
过压保护S：
对线路信令的监视C：
编译码和滤波器H：
混合电路T：
测试
3.9数字中继接口主要完成三方面的功能：
信号传输、同步、信令变换。
与用户电路的BORSCHT功能相对应，数字中继接口的功能也可概括为GAZPACHO功能，即：
G：
帧码发生A：
帧定位Z：
连零抑制P：
码型变换A：
告警处理C：
时钟提取恢复H：
帧同步O：
信令插入、提取///将提取信令写入交换机控制电路的存储器中////从交换机中经过码型变换的PCM码流中提取信令信息，将其变换为连续的64kbps信号，在输入时钟产生的写地址控制下，写入控制电路的存储器，然后在网络时钟产生的读地址控制下，按送往网络的信令格式逐位读出
3.10发送：
采用和普遍语音信号一样的处理方法或采用链路半永久连接方式（即按照预先指定的内部时隙，将信号音固定存储到次级T的话音存储器（SM）中，当某用户需要听某种信号音时，在该用户所在时隙读出即可）。
接收：
由数字信号接收器接收
1呼叫处理软件主要包括哪些程序？
它们各自的功能是什么？
答：
输入处理的扫描程序：
识别并接受从外部输入的处理请求和其它有关信息。
内部处理的号码分析程序：
根据输入信号和现有状态进行分析、识别，然后决定下一步任务。
内部处理的路由选择程序：
根据号码分析的结果，进行相应的路由选择。
内部处理的通路选择程序：
根据已定的入端和出端在交换网络上的位置（地址码），选择一条空闲的通路。
输出处理的交换网络驱动程序：
输出处理机的输出信息执行内部任务或驱动相关硬件设备。
4.3程控交换机软件的基本特点是什么？
有哪几部分组成？
答：
特点：
1规模大2实时性3多道程序并行处理4可靠性要求
组成：
运行软件系统和支持软件系统。
4.4简述程控交换机操作系统的基本功能。
答：
程控交换机的操作系统主要完成以下功能：
内存管理、程序调度、程序间的通信、处理机间的通信（在多处理机交换系统中）、时间服务、出错处理等。
4.5为什么程序划分若干级别？
一般分为几种类型的级别，各采取什么方式激活？
答：
程序分级的原因：
为了满足各软件组成部分的实时性要求，程序划分为若干级别。
级别的划分一般随用户的实时性要求高低而定。
程序的分级：
程序划分为若干级别。
从总的来说，典型的划分为故障级、时钟级（或周期级）和基本级。
其中，故障级由故障中断程序激活；时钟级通常由时间表启动时钟级程序；基本级是在时钟级程序执行完毕后才转入执行的,通常以先来先服务的队列方式执行。
5.1什么是数据通信?
数据通信系统由哪些部分构成?
答：
数据通信是用通信线路（包括通信设备）将远地的数据终端设备与主计算机联结以进行信息处理的一种通信方式。
数据通信系统由数据终端设备（DTE）、数据电路和计算机系统组成。
其中，数据电路由传输信道和数据电路终接设备（DCE）组成。
5.3线路传输资源分配有哪两类技术？
各采用什么方法实现，并简要说明它们的优缺点。
答：
线路传输资源分配可分为两类:
预分配（或固定分配）资源技术和动态分配资源技术。
预分配有两种方法:
时分复用（TDM）和频分复用（FDM）。
它实现了多个用户对一条传输线路的资源共享，但是线路的传输能力不能得到充分利用。
动态分配可根据用户实际需要分配线路资源，信道利用率较高。
但会产生附加的随机时延和丢失数据的可能。
5.4逻辑信道号的含义及它的用途。
答：
逻辑信道组号及逻辑信道号统称逻辑信道号，用以表示数据终端与交换机之间或交换机之间的时分复用信道上以分组为单位的时隙号。
5.5分组头格式由哪几部分组成及各部分的意义？
答：
分组头由通用格式识别符、逻辑信道组号和逻辑信道号、分组类型识别符三部分组成。
通用格式识别符用来区分传输的分组是用户数据还是控制信息，数据分组进行本地确认或端到端确认，分组的顺序编号按模8或模128方式工作。
逻辑信道组号和逻辑信道号用来表示DTE与交换机间的时分复用信道上以分组为单位的时隙号。
分组类型识别符用来区分各种不同的分组。
5.6试比较数据报方式和虚电路方式的优缺点。
答：
各有优缺点:
虚电路必须有端到端的连接,仅在连接建立阶段使用目的站地址,总是按发送顺序到达目的站,由通信子网负责到端的差错处理和流量控制；而数据报不需端到端的连接，每个分组都有目的站的全地址，分组到达目的站时可能不按发送顺序，由主机负责端到端的差错处理和流量控制。
5.7说明虚电路和逻辑信道的区别。
答：
虚电路和逻辑信道的主要区别在于:
（1）虚电路是主、被叫DTE之间建立的虚连接；而逻辑信道是在DTE与交换机接口或网内中继线上分配的，代表了信道的一种编号资源。
一条虚电路由多个逻辑信道链接而成，每条线路的逻辑信道号的分配是独立进行的。
（2）一条虚电路具有呼叫建立、数据传输和呼叫释放过程。
永久虚电路可在预约时由网络建立，也可通过预约予以清除；而逻辑信道是一种客观存在，它有占用和空闲的区别，但不会消失。
5.8通过交换虚电路的建立、数据传输、虚电路释放的过程，说明虚电路交换方式的特点。
答：
虚电路是主、被叫DTE之间经分组交换机建立的一种逻辑连接，它不独占线路和交换机资源，一条物理线路上可同时通过多条虚电路，
一次通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫释放三个阶段。
数据分组中不需包含终点地址，对于数据量较大的通信其传输效率高。
数据分组按建立的路径顺序通过网路，在网路终点不需对数据重新排序，分组传输时延小，且数据分组不容易丢失。
当网路出现故障时，将由网路自动选择并建立新的虚电路，不需用户重新呼叫，并且不丢失用户数据。
5.9路由选择一般有哪几种方法？
试比较其优缺点。
答：
路由算法有多种，用得较多的有静态的固定路由算法及动态的自适应路由算法。
对于小规模的专用分组交换网采用固定路由算法；对于大规模的公用分组交换网采用简单的自适应路由算法，同时仍保留固定路由算法作备用。
5.10流量控制在网络工作中具有什么意义？
答：
流量控制保证了网路内的数据流量的平滑均匀、提高网路的吞吐能力和可靠性、防止阻塞现象的发生。
5.12分组交换网有时也称X.25网，这是为什么？
答：
X.25建议即“用专用电路连接公用数据网上的分组式数据终端设备（DTE）与数据电路终接设备（DCE）之间的接口”，是分组数据网中最重要的协议这一，因此把分组交换网简称为X.25网。
5.13为什么说帧中继是分组交换的改进？
答：
X.25协议不能很好地提供高速服务；而帧中继采用面向连接的通信方式，简化了X.25网络的下三层协议，将差错控制、流量控制推到网络的边界，即由终端的上层协议完成下层的某些功能，从而实现轻载协议网络。
6.1公共信道信令主要优点有哪些?
答：
公共信道信令的主要优点是：
信令传送速度快，具有提供大量信令的潜力，具有改变或增加信令的灵活性，便于开放新业务，在通话时可随意处理信令，成本低等。
6.2试说明No.7信令系统的应用。
答：
No.7信令系统有基本应用、主要应用和未来应用三种应用。
其中
基本应用包括：
公用交换电话网（PSTN）、电路交换的数据网、窄带ISDN网（N-ISDN）。
主要应用包括：
智能网（IN）、网络的操作、管理与维护、公共陆地移动通信网（GSM）、N-ISDN的部分补充业务。
未来应用指宽带ISDN网（B-ISDN）中No.7信令的应用，目前还处于研究与完善之中。
6.3试说明No.7信令三种功能结构的模块构成。
答：
四级结构：
用户级、信令网功能级、信令链路控制级、信令数据链路级。
四级结构与七层协议并存的功能结构：
消息传递部分（MTP）、电话用户部分（TUP）、综合业务数字用户部分（ISUP）、信令连接控制部分（SCCP）、事务处理能力部分（TCAP）、中间业务部分（ISP）、TC-用户部分。
B-ISDN中No.7信令：
MTP、TUP、ISUP、SCCP、TCAP、TC-用户部分、宽带ISUP（B-ISUP）、宽带SCCP（B-SCCP）。
6.4No.7信令的基本信令单元有哪几种？
请画图说明它们的格式。
答：
No.7信令的基本信令单元有三种：
由用户产生的可变长的消息信令单元（MSU）、来自MTP第三级的链路状态信令单元（LSSU）、来自MTP第二级的插入信令单元（FISU）。
格式如下：
6.5No.7信令的MSU又具体可分为哪几种?
是根据哪个字段来区分的？
答：
消息信令单元（MSU）根据信令信息字段（SIF）的不同可分为：
MTP管理消息、TUP消息、ISUP消息、SCCP及TCAP消息。
7.1为什么说ATM技术是融合了电路转送和分组转送模式的特点？
答：
电路传送方式中，信道是按时隙周期性分配的，每个时隙分给一个用户传数据。
无论用户是否传送数据，该时隙都为该用户所占用。
如果在每个时隙中放入48字节的用户数据和5字节的信头，即一个ATM信元，则上述的电路传送方式就变为ATM。
这样就可根据信头标志来区分不同用户的数据，于是用户数据占用的时间位置就不再受约束。
分组传送方式中，信道上传送的是数据分组。
可以把ATM信元看作是一种特殊（即53字节）的数据分组，这样就可以把ATM看成是一种特殊的分组传送方式。
ATM中使用固定长度的分组──ATM信元，并用空闲信元填充信道，这就将信道分成等长的时间小段，从而具有电路传送方式的特点。
ATM可以看作是快速分组交换。
所以ATM是以分组传送方式为基础并结合了电路传送方式高速化的优点。
7.2画出ATM信元的格式，并说明UNI和NNI信元格式有何不同？
：
NNI的信头结构和UNI的十分相似，唯一不同是NNI的信头中没有GFC，该位置被VPI所占。
因此，在网络结点之间有12比特VPI，这样可识别更多的VP链路。
7.4一个信元中，VPI/VCI的作用是什么？
答：
一个信元中，用信头中的VPI来标识虚通路，用信头中的VCI来标识虚信道。
7.6简述ATM参考模型中物理层的内容及其作用是什么？
答：
物理层包含物理媒体子层（PM）和传输会聚子层（TC）两个子层，负责将信元编码并将其通过物理媒介正确有效地传送。
7.7简要叙述ATM层的作用是什么？
答：
ATM层的作用是负责产生和处理ATM信元的信头。
7.8ATM传送过程中，ATM系统对传送中的信元误码是如何处理的？
答：
通过对ATM信元信头的HEC检验可纠正信头中的一位错码和发现多位错码。
如HEC已检验出信头有错且无法纠正时则丢弃该信元。
对信息域不进行任何纠错和检错，如反馈重发。
这使得：
接收方收到的ATM信元的信头都是正确的。
不是所有的ATM信元都能送到接收方，信头错误的信元被丢弃。
ATM系统不保证传送信息的正确性,即接收方收到的ATM信元的信息域中可能有误码。
7.9什么叫虚通路？
什么叫虚信道？
它们之间关系如何？
答：
虚信道：
单向传送ATM信元的逻辑信道。
虚通道（VP）是在给定参考点上具有同一虚通道标识符的一组虚信道。
联系：
一个物理通道中可以包含一定数量的虚通路（VP），而在一条虚通路中可以包含一定数量的虚信道（VC）。
一个虚通路可由多个虚信道组成。
7.10ATM网络中，VCC的含义是什么？
答：
多个VC链路可通过VC交叉连接设备或VC交换设备串联，多个串联的VC链路构成一个VC连接（VCC）。
7.12ATM交换机依据所用信元交换机构的不同可分为哪几种类型？
答：
ATM交换机根据其所用交换网络结构的不同一般可分为三类：
共享媒体型、共享存储型和空分型交换机。
7.13.ATM交换机的输入/输出模块的作用是什么？
答：
输入和输出模块是业务流入、流出ATM交换系统的出入口，完成UNI和NNI的功能。
从用户业务数据流的角度看，它们应包含物理层和ATM层的功能；从交换系统控制和管理的角度看，它们还应包括信令和系统维护管理的处理功能。
7.14、ATM交换机的输入模块由哪些功能模块组成？
并简述各功能模块的主要功能。
答：
输入模块由六个模块：
SDH物理层功能、信元定界和HEC、占用参数控制或网络参数控制（UPC/NPC）、信元处理、输入模块系统管理（IM-SM）和输入模块接续容许控制（IM-CAC）模块组成。
SDH物理层的作用是光电转换、线路解码和比特定时恢复等。
信元定界和HEC利用信元定界算法对输入比特流进行ATM信元定界并提取信元，然后利用多项式对信头校验，去除在传输过程中被污损的信元和空信元。
UPC/NPC和信元处理两个功能模块完成ATM层处理。
输入模块系统管理（IM-SM）执行信令信元的信令ATM适配层功能，处理高层信令信息和资源分配等。
输入模块接续容许控制（IM-CAC）负责控制和管理功能，确保ATM交换的正确有效操作。
7.16.ATM交换机的输出模块由哪些功能模块组成？
并简述其主要功能。
答：
输入模块由六个模块：
SDH物理层功能、信元定界和HEC、占用参数控制或网络参数控制（UPC/NPC）、信元处理、输入模块系统管理（IM-SM）和输入模块接续容许控制（IM-CAC）模块组成。
SDH物理层的作用是光电转换、线路解码和比特定时恢复等。
信元定界和HEC利用信元定界算法对输入比特流进行ATM信元定界并提取信元，然后利用多项式对信头校验，去除在传输过程中被污损的信元和空信元。
UPC/NPC和信元处理两个功能模块完成ATM层处理。
输入模块系统管理（IM-SM）执行信令信元的信令ATM适配层功能，处理高层信令信息和资源分配等。
输入模块接续容许控制（IM-CAC）负责控制和管理功能，确保ATM交换的正确有效操作。
7.17永久式比请求式交换要快。
半永久式只需一次建立连接不撤销连接，而请求式每次传送数据必须建立连接后再能传送数据，传完再撤销连接。
60.ATM分层模型由哪些部分组成?
ATM信元传送时是如何完成信元定界功能的?
答：
B-ISDN模型分为低层和高层。
低层包括:
物理层、ATM层、AAL层。
ATM信元的定界借助于HEC字节实现。
信元定界过程中有三种状态：
搜索态、预同步态和同步态。
在搜索状态中，系统对接收信号进行逐比特HEC检验。
若发现一个正确的HEC，系统进入预同步态。
此时，系统认为已发现信元边界，并按此边界找到下一个信头进行HEC检验。
若能连续发现b个信元的HEC检验都正确，则系统进入同步态。
若在此过程中发现一个HEC检验错误，则系统回到搜索态。
在同步态，系统逐信元HEC检验，若发现连续a个不正确的HEC检验，系统回到搜索态。
8.3地址解析协议，又称ARP协议，它的主要作用是将网络层的IP地址解析为数据链路层的MAC地址，这样两台需要通信的设备之间才能进行通信
8.5TCP协议的主要功能是完成对数据报的确认、流量控制和网络拥塞；自动检测数据报，并提供错误重发的功能；将多条路径传送的数据报按照原来的顺序进行排列，并对重复数据进行择取；控制超时重发，自动调整超时值；提供自动恢复丢失数据的功能。
9.1为什么要研究和发展光交换网络？
答：
历史的观点：
模拟传输产生了机电交换，随后引入数字传输便有了数字交换。
现在光传输被使用，如果历史重演的话，那么下一步将是光交换网络。
速度极限：
电子交换网络的速度被限制在几个Gbit/s范围（接近10Gbit/s）更高速度必须要用光交换网络来实现。
，代价降低：
在采用光传输和电子交换的系统中，光/电和电/光接口是必不可少的。
若整个系统都采用光技术，则可省掉这些昂贵的部件。
62.光交换元件主要有哪几种？
答：
光交换元件主要有：
半导体光开关、耦合波导开关、硅衬底平面光波导开关、光波长转换器、光存储器、空间光调制器。
9,3.请简要叙述光波分复用交换网络的工作原理。
答：
有两种类型：
一种是先把各输入信号变成不同波长的光信号后复用在一起传输，然后通过光波分路、波长互换完成信号交换，最后合路输出，输出信号还是一个多路复用信号；另一种是先用各种不同波长的单频激光器将各路输入信号变成不同波长的输出光信号，把它们复合在一起构成一个多路复用信号，再由各输出线上的处理部件从这个多路复用信号中选出各个单路信号，从而完成交换处理。
9.4在光时分交换网络结构中，为什么要用光延迟线或光存储器？
答：
电时分交换普遍采用存储器作为交换的核心，把时分复用信号按一种顺序写入存储器，然后再按另一种顺序读取，从而实现时隙交换。
而光交换是采用光技术来完成时隙交换的，由于光存储器及光计算机上尚未达到实用阶段，所以一般采用光延迟元件来实现光存储。
9.5自由空间光交换网络的主要特点是什么？
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