分組交換也稱包交換，它是將用戶傳送的數據劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組。在每個分組的前面加上一個分組頭，用以指明該分組發(fā)往何地址，然后由交換機根據每個分組的地址標志，將他們轉發(fā)至目的地，這一過程稱為分組交換。進行分組交換的通信網稱為分組交換網。從交換技術的發(fā)展歷史看，數據交換經歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業(yè)務數字交換的發(fā)展過程。分組交換實質上是在“存儲—轉發(fā)”基礎上發(fā)展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術傳送按一定長度分割為許多小段的數據—分組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的技術，同時傳送多個數據分組。把來自用戶發(fā)端的數據暫存在交換機的存儲器內，接著在網內轉發(fā)。到達接收端，再去掉分組頭將各數據字段按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好。

什么是多路復用技術？

在數據通信系統(tǒng)或計算機網絡系統(tǒng)中,傳輸媒體的帶寬或容量往往超過傳輸單一信號的需求,為了有效地利用通信線路,希望一個信道同時傳輸多路信號,這就是所謂的多路復用技術(MultiplexiI1g)。采用多路復用技術能把多個信號組合起來在一條物理信道上進行傳輸,在遠距離傳輸時可大大節(jié)省電纜的安裝和維護費用。頻分多路復用FDM (Frequency Division Multiplexing)和時分多路復用IBM (Time Di-vision MultiplexiIIg)是兩種最常用的多路復用技術。

1.頻分多路復用FDM

在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號所需帶寬情況下,可將該物理信道的總帶寬分割成若干個與傳輸單個信號帶寬相同(或略寬)的子信道,每個子信道傳輸一路信號,這就是頻分多路復用。多路原始信號在頻分復用前,先要通過頻譜搬移技術將各路信號的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上,也即使信號的帶寬不相互重疊,這可以通過采用不同的載波頻率進行調制來實現(xiàn)。頻分多路復用FDM的一個示例見圖2.12(a),其中8個信號源輸入到一個多路復用器中,該多路復用器用不同的頻率(f1~f8)調制每一個信號,每個信號需要一個以它的載波頻率為中心的一定帶寬的通道。為了防止相互干擾,使用保護帶來隔離每一個通道,保護帶是一些不使用的頻譜區(qū)。



2.時分多路復用TDM

若媒體能達到的位傳輸速率超過傳輸數據所需的數據傳輸速率,則可采用時分多路復用TDM技術,也即將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流地分配給多個信號使用。每一時間片由復用的一個信號占用,而不像FDM那樣,同一時間同時發(fā)送多路信號。這樣,利用每個信號在時間上的交叉,就可以在一條物理信道上傳輸多個數字信號。這種交叉可以是位一級的,也可以是由字節(jié)組成的塊或更大的信息組進行交叉。如圖2.12(b)中的多路復用器有8個輸入,每個輸入的數據速率假設為9.616ps,那么一條容量達76.8kbps的線路就可容納8個信號源。該圖描述的時分多路復用四M方案,也稱同步(Synchronous)時分多路復用TDM,它的時間片是預先分配好的,而且是固定不變的,因此各種信號源的傳輸定時是同步的。與此相反,異步時分多路復用1DM允許動態(tài)地分配傳輸媒體的時間片。

時分多路復用TDM不僅僅局限于傳輸數字信號,也可以同時交叉?zhèn)鬏斈M信號。另外,對于模擬信號,有時可以把時分多路復用和頻分多路復用技術結合起來使用。一個傳輸系統(tǒng),可以頻分成許多條子通道,每條子通道再利用時分多路復用技術來細分。在寬帶局域網絡中可以使用這種混合技術。

Bell系統(tǒng)的T1載波利用脈碼調制PCM和時分多路復用TDM技術,使24路采樣聲音信號復用一個通道,其幀結構如圖2.13所示。24路信道各自輪流將編碼后的8位數字信號組成幀,其中7位是編碼的數據,第8位是控制信號。每幀除了24×8=192位之外,另加一位幀同步位。這樣,一幀中就包含有193位,每一幀用125us時間傳送,因此T1系統(tǒng)的數據傳輸速率為1.544Mbps。



CCITT建議了一種2.048Mbps速率的PCM載波標準,稱為E1載波(歐洲標準)。它的每一幀開始處有8位作同步用,中間有8位用作信令,再組織30路8位數據,全幀含256位,每一幀也用125us傳送,可計算出數據傳輸速率為256位/125us=2.048Mbps。