連線網簡介
面向連線網是指在用戶開始傳遞信息前必需首先在通信雙方或更多方間建立起連線的網路。這種連線可以是實在的電路連線,也可以是邏輯的虛連線(虛電路)。
面向連線網是端到端的連線通路
電信網,
電路交換的電信網是依靠一系列交換機協同動作來實現的。其信道利用率是不高的。當用戶傳送的業務具有很強的突發性時,信道利用率就會很低。
分組交換是一種面向連線型的分組交換,又稱為
虛電路分組交換。
基於電路交換的電信網可根據用戶的請求提供端到端的連線通路。但這是依靠一系列交換機協同動作來實現的。就某一台交換機而言,它的任務只是按照要求將制定的輸入連線埠與輸出連線埠連通。交換機是一個多輸出多輸出設備。為了使每一個輸入連線埠都能與任何一個輸出連線埠連線,就需要大量的開關。這些開關需要編織成一定的結構,通常稱為交換機的內部交換網路,又稱為“接續網路”,其中各開關的狀態時由交換控制器設定的。
現代的電路交換是一種數字時分程控交換,它的技術基礎是同步時分復用。它利用周期性出現的傳輸幀來承載用戶信息,不同的信息通路是根據時隙在周期性幀內的位置來區分的,由此帶來了信道利用率低、速率不靈活等缺點。分組交換是根據數據業務的特徵設計的,它的技術基礎是異步時分復用(又稱統計時分復用)。它利用分組來承載用戶信息,分組之間的間隔時間是可變得。因而發生速率是靈活可變的,而且當用戶無信息傳送時,就可以不發分組,即不占用信道資源。
工作原理
電路交換
程控交換機是計算機存儲的程式進行共同控制的交換機,其內部交換網路不再由機電開關扣除,而由電子開關構成。交換網路又有模擬空分和數字時分之別。現在得到廣泛套用的是數字時分程控交換機。作為電話交換機,它提供的連線通路所支持的基本速率是64kbit/s(即一個PCM話路);作為ISDN交換機,它可支持N*64kbit/s(N=1-30)的速率;作為寬頻電路交換機,它可支持準同步數字序列(PDH)和同步數字序列(SDH)各個等級的速率,如E1(2.048Mbit/s),E3(34.368Mbit/s),STM-1(155.52Mbit/s),STM-16(2.5Gbit/s)以及STM-64(10Gbit/s)等。
由此可見,電路交換是一項既古老又在不斷發展和更新的技術。迄今為止,它仍然得到廣泛的套用。這是因為它具有以下的優點:它能根據用戶的需求提供端到端的臨時專用通路,在建立連線之後端到端的傳送時延是恆定的,基本上等於路徑的電波傳播時延。這一特點使得它能很好地支持恆定比特率的電話和視頻業務。但是,正因為它提供的是臨時專用通路,當占用該通路的用戶不發任何信息時,該通路的容量也不可能被其他用戶所用,所以其信道利用率是不高的。當用戶傳送的業務具有很強的突發性時,信道利用率就會很低。另外,它支持的傳輸速率是固定的,因而是不靈活的。
分組交換
分組交換是伴隨計算機網路誕生的。1969年,出現了第一個計算機網路ARPANET,同時也驗證了分組交換及相應的一整套通信協定。ARPANET採用TCP/IP協定集,從而可以將多個異質的網路互聯起來,構成更大的網路。
分組交換克服了電路交換信道利用率低、速率不靈活的缺點,但它的存儲轉發機制又帶來新的問題。在每個交換節點,對於到達的每個分組都需要作比較複雜得處理,如識別分組首部的協定控制信息(包括目的地址、源點地址、業務類型等)、選擇路由、排隊等待、調度輸出等,加上分組到達的隨機性,流量難以控制,輸出速率有限等因素,使得分組在節點內部的排隊等待時間有很大的隨機性。
快速分組交換,又稱高速分組交換,仍然是存儲轉發交換,但從多方面採取措施減小分組的轉發時延。這些措施是簡化網路協定,儘量通過硬體進行分組的轉發處理、大大提高連線埠及相應鏈路的傳輸速率、採用固定長度的小分組,以便於用硬體實現分組交換。
光纖傳輸位前兩個措施的採用提供了可能。光纖傳輸的高質量允許人們簡化鏈路層通信協定,取消差錯控制所需要的反饋重傳;採用寬頻光纖傳輸可大大提高鏈路的傳輸速率。