接入网与交换网：电路交换方式

    在电信网中交换设备所采用的交换方式有：电路交换、多速率电路交换、快速电路交换、分组交换、帧交换、快速分组交换、ATM交换（信元交换）、IP交换和光交换这几种。但总体上可划分为电路交换、分组交换、帧交换、信元交换、IP交换和光交换这六种。本书要介绍的则是分组交换、帧交换和信元交换这三种。不过，为了便于比较，在本章将对以上各主要交换方式方式全面介绍。本节首先介绍的是电路交换方式。
1. 电路交换概述

    所谓电路交换（Circuit Switching），就是在两通信端之间建立一条专用的（dedicated）实际路径。此路径由发送端开始，一站一站往目的端串联起来。一旦建立两端之间的联机后，它将一直维持专用状态 （即他人无法使用），直到通信结束之后，这条专用路径才停止使用，并让出供他人继续使用。目前的电话与电报交换系统就是使用这种技术。

    电路交换方式是从一点到另一点传递信息的最简单的方式。电路交换方式是基于电话网电路交换的原理，即当用户要求发送数据时，交换机就在主叫用户终端和被叫用户终端之间接续一条物理的数据传输通路，这种传输通路是双向的。图1-17是电路交换方式的数据通信基本网络结构。

    电路交换方式属于预分配电路资源系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管在这条电路上实际有无数据传输，电路一直被占用，直到双方通信完毕拆除连接为止。

    采用电路交换方式进行数据通信，可以采用公用交换网络，即电话网（PSTN），也可以采用专线方式，即数字数据网（DDN）。DDN一般用于向用户提供专用的数字数据传输信道，或提供将用户接入公用交换网的接入信道，这种专线方式不包括交换功能。

    电路交换具有严格的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除。电路交换是固定分配带宽，连接建立后，即使无信息传送也虚占电路，电路利用率低；要预先建立连接，有一定的连接建立时延，通路建立后可实时传送信息，传输时延一般可以不计；无差错控制措施，对于数据交换的可靠性没有分组交换高；电路交换适合于电话交换、文件传送、高速传真，不适合突发（burst）业务和对差错敏感的数据业务。因此，电路交换具有以下的特点：　 　　

    要在通信的用户间建立专用的物理连接通路。

    对传送的信息无差错控制措施。

    对通信信息不作处理（信令除外），而是原封不动地传送，用作低速数据传送时不进行速率、码型的变换。

    用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过负荷时呼损率增加，但不影响已建立的呼叫。

    电路交换方式的优点是：信息传输时延小；电路是“透明”的，用户可以不关心实际的传输电路结构。信息传送的吞吐量大。它的缺点主要表现为：所占用的带宽是固定的，且是相应链接专用的，所以网络资源的利用率较低；用户在租用数字专线传递数据信息时，要承受较高经济代价。
2. 多速率电路交换

    在电路交换基础上，又出现两种扩展方式，那就是多速率电路交换（Multi-Rate Circuit Switching ，MRCS）和快速电路交换（Fast Circuit Switching，FCS）。先介绍多速率电路交换。

    多速率电路交换的方法有以下两种：

    完全多速率电路交换

    它是按照n*基本信道速率方式进行交换，如N-ISDN。其突出特征是定义了一个基本速率。

    完全多速率电路交换是固定一个基本信道的速率，在建立连接时根据业务速率大小分配n（n≥1）个基本信道，这n个基本信道在网络中必须“捆绑”在一起传送和交换。考虑到宽带ISDN中的高速业务与低速业务的差别很大（如HDTV业务的速率是遥控遥测业务速率的几十万倍），一方面定义一个折衷的基本信息速率很困难；另一方面既使定义了这样一个基本信道速率，由于高速业务需要大量基本信道组成，系统管理、同步和控制将变得非常复杂。假定把基本信道速率定义为64kbps，则一个140Mbps的HDTV连接就需要2240个基本信道组合而成。如果把2Mbps作为基本速率，则所有的话音和低速业务将面临冗余带宽的巨大浪费。