基本介紹
- 中文名：電路交換單元
- 外文名：circuit-switching unit
名詞解釋,概述,原理,組成結構,分類方法,連線特性,性能,示例,缺點,
名詞解釋
電路交換單元就是通信的過程中維持的是實際的電子電路（物理線路），這條電子電路建立後用戶始終占用從傳送端到接收端的固定傳輸頻寬。
概述
每部電話都連線到交換機上，而交換機使用交換的方法，讓電話用戶之間可以很方便地通信。一百多年來，電話交換機雖然經過了多次更新換代，但交換的方式一直都是電路交換單元。當電話機數量增多，就使用彼此連線起來的交換機來完成全網的交換工作。注意，是這種交換機採用了電路交換單元的方式，後來的分組交換也是採用了一樣的電信網，只是不一樣類型的交換機（當然協定也不同）。
原理
從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源。在使用電路交換單元打電話之前，先撥號建立連線：當撥號的信令通過許多交換機到達被叫用戶所連線的交換機時，該交換機就向用戶的電話機振鈴；在被叫用戶摘機且摘機信號傳送回到主叫用戶所連線的交換機後，呼叫即完成，這時從主叫端到被叫端就建立了一條連線。通話過程。通話結束掛機後，掛機信令告訴這些交換機，使交換機釋放剛才這條物理通路。這種必須經過“建立連線--通信--釋放連線”三個步驟的連網方式稱為面向連線的。電路交換單元必定是面向連線的。
用戶到交換機之間的叫用戶線，歸電話用戶專用。交換機之間、許多用戶共享的叫中繼線，擁有大量的話路，正在通話的用戶只占用其中的一個話路，在通話的全部時間裡，通話的兩個用戶始終占用端到端的固定傳輸頻寬。
以電路聯接為目的的交換方式是電路交換單元方式。電話網中就是採用電路交換單元方式。我們可以打一次電話來體驗這種交換方式。打電話時，首先是摘下話機撥號。撥號完畢，交換機就知道了要和誰通話，並為雙方建立連線，等一方掛機後，交換機就把雙方的線路斷開，為雙方各自開始一次新的通話做好準備。因此，我們可以體會到，電路交換單元的動作，就是在通信時建立(即聯接)電路，通信完畢時拆除(即斷開)電路。至於在通信過程中雙方傳送信息的內容，與交換系統無關。
組成結構
一個交換單元從外部看，主要由四個部分組成：輸入連線埠、輸出連線埠、控制端與狀態端。交換單元的輸入連線埠又稱為入線，輸出連線埠稱為出線，一個具有M條入線，N條出線的交換單元稱為M*N的交換單元，入線編號為0-M-1，出線編號為0-N-1。控制端主要用來控制交換單元的動作，可以通過控制端的控制將交換單元的特定入線與特定出線連線起來，使信息從入線交換到出線而完成交換的功能。狀態端用來描述交換單元的內部狀態，不同的交換單元有不同的內部狀態集，通過狀態連線埠讓外部及時了解工作情況。
從內部看交換單元，其構成是多種多樣的，它可以是一個時分匯流排或是一個空分的開關陣列。無論交換單元內部構成如何，它都應該能夠完成最基本的交換功能，即能把交換單元任意入線的信息交換到任意出線上。
分類方法
交換單元有多種分類方法，從不同角度對交換單元進行分類，一般有四種分類方法、
（1）按照入線與出線上信息傳送的方向是單向還是雙向可以把一個交換單元分為有向交換單元和無向交換單元。
（2）按照交換單元入線與出線的數量關係，可以吧一個M*N的交換單元分為集中型、連線型和擴散型。
（3）按照交換單元的所有入線和出線之間是否共享單一的通路，可以把交換單元分為時分交換單元與空分交換單元。
連線特性
交換單元的基本功能就是要在入線和出線之間建立一定的連線，使信息能從入線交換到出線。交換單元的連線特性反映出交換單元從入線到出線的連線能力，是交換單元的基本特性。交換單元的連線特性有集合和函式兩種描述方式。
性能
對於交換單元，通過下述幾個指標來描述其特性。
（1）容量
（2）接口
（3）功能
（4）質量
示例
舉例來說，我們假設有A、B兩個城市，每個城市都有一部交換機並有一千個用戶，兩個交換機之間用100條中繼線連線著。那么，如果我們說：在A城的兩個用戶之間建立一條電路，我們指的是把兩條用戶線路通過A城的交換機聯接起來。但當我們說：在A城的一個用戶和B城的一個用戶之間建立一條電路時，我們指的就是由A城的用戶線路經A城交換機聯接到A、B城之間的一條中繼線路，在經B城交換機聯接到B城的用戶線路上。由於經濟上的原因，中繼線路總是大大少於用戶線路，並且為所有用戶所共享。那么，當我們占用了一條中繼線路以後，即使我們不傳送信息，別人也不能使用，這就是電路交換單元最主要的缺點。在電話通信中，由於講話雙方總是一個在說，一個在聽，因此電路空閒時間占大約50%。
缺點
從電路交換單元的工作原理看出，電路交換單元會占用固定頻寬，因而限制了線上路上的流量以及連線數量，電路交換單元常於分組交換進行比較。其主要不同之處在於：分組交換的通信線路並不專用於源與目的地間的信息傳輸。在要求數據按先後順序且以恆定速率快速傳輸的情況下，使用電路交換單元是較為理想的選擇。因此，當傳輸實時數據時，諸如音頻和視頻；或當服務質量（QOS）要求較高時，通常使用電路交換單元網路。分組交換在數據傳輸方面具有更強的的效能，可以預防傳輸過程（如e-mail信息和Web頁面）中的延遲和抖動現象。
