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交換與路由技術是網(wǎng)絡的重要組成部分，采用不同交換路由技術的節(jié)點交換設備可組成提供不同業(yè)務的通信網(wǎng)絡。本章主要講述典型網(wǎng)絡分類、組網(wǎng)技術基礎、各種節(jié)點交換技術，節(jié)點交換技術與OSI模型的關系，網(wǎng)絡技術以及節(jié)點交換系統(tǒng)的基本功能。    

（1）典型網(wǎng)絡分類及組網(wǎng)基本技術要素

1.典型網(wǎng)絡分類

       典型網(wǎng)絡指目前正在運營的主要網(wǎng)絡，要區(qū)分不同的典型網(wǎng)絡，關鍵在于該網(wǎng)絡使用的交換技術。因此將目前主要的運營網(wǎng)路種類、各種運營網(wǎng)絡提供的主要業(yè)務、使用的交換設備及交換技術列在表1中，其中，移動通信網(wǎng)的內(nèi)容與無線傳輸技術不好分開，故可參閱第10章中的相關內(nèi)容。另外，還有一些典型的運營網(wǎng)絡未列在表中，如以太網(wǎng)和有線電視網(wǎng)（CATV）等。

表1    典型網(wǎng)絡分類

       以太網(wǎng)是一種總線型計算機局域網(wǎng)，占據(jù)了計算機局域網(wǎng)市場80%以上的份額。由于它的結(jié)構及技術較為復雜，很難簡單地概括在表1中，故其相關內(nèi)容可參閱第6.3節(jié)中的詳細介紹。

       有線電視源于共用天線系統(tǒng)（MATV）。MATV采用幾個具有良好接收效果的天線接收電視信號，經(jīng)濾波、放大處理后，用同軸電纜分配給各用戶。在MATV的基礎上引入衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目等多種節(jié)目源，并加大用戶覆蓋范圍，形成以同軸電纜為傳輸媒體的閉路電視網(wǎng)（CCTV）。隨著CCTV規(guī)模的不斷擴大，在主干線路上使用光纜，分配網(wǎng)絡仍用同軸電纜,形成了光纖與電纜混合作為傳輸媒體的HFC有線電視網(wǎng)，并可進一步擴大為現(xiàn)代有線電視網(wǎng)（CATV）。有線電視網(wǎng)雖然用戶數(shù)量巨大，實時性和帶寬能力也很好，但它是單向分配型網(wǎng)絡，與此處介紹的運營有所不同，故本書不再作具體介紹。當然，CATV也可改造成為具有雙向通信功能、交換功能和網(wǎng)管功能的寬帶網(wǎng)絡，但要付出較大的投資。

  2.組網(wǎng)基本技術要素

       在規(guī)劃、建設、維護、運營一種典型網(wǎng)絡時，通常會從其基本技術要素入手，下面簡要介紹基本技術要素的概念，詳細資料可參閱各種具體典型網(wǎng)絡中的相關內(nèi)容。

      （1）網(wǎng)絡結(jié)構

       網(wǎng)絡結(jié)構指網(wǎng)絡中終端與節(jié)點、節(jié)點與節(jié)點之間的連接方式。包括：

       • 網(wǎng)狀網(wǎng)（格狀網(wǎng)）——效率高、管理復雜、成本高；

       • 分級網(wǎng)——效率低、管理簡單、成本低。

       在我國，大多數(shù)通信網(wǎng)絡為分級網(wǎng)，且其中大部分為三級網(wǎng)，同級中也使用網(wǎng)狀網(wǎng)（格狀網(wǎng)）。在計算機局域網(wǎng)中通常多使用星型、總線型、環(huán)型、樹型等網(wǎng)絡結(jié)構。

     （2）編號計劃

       網(wǎng)絡中所有終端與節(jié)點都必須有編號來識別身份，編號是交換和路由的基礎，具有重要的網(wǎng)絡尋址功能，不同的網(wǎng)絡中使用的編號方式不同。

     （3）計費方式

       各種網(wǎng)絡中使用自己的計費方式。

       其他技術要素還包括路由選擇、流量控制等。

二、交換在網(wǎng)絡中的作用

       交換設備是通信網(wǎng)絡的重要組成部分，隨著通信網(wǎng)現(xiàn)代化進程的加快，新技術、新設備和新的標準不斷出現(xiàn)。交換系統(tǒng)也從單一的鏈路接續(xù)變?yōu)榧畔⒔粨Q、信息處理和信息數(shù)據(jù)庫為一體的大型復雜設備。通信交換的基本含義就是在通信網(wǎng)上建立起四通八達的立交橋.以達到快速、經(jīng)濟并滿足服務質(zhì)量要求的信息轉(zhuǎn)移的目的。由于交換設備最先應用于電話網(wǎng)中，所以本小節(jié)以電話網(wǎng)為例，討論交換是如何引入網(wǎng)絡的及其作用如何。

1.交換的引入

       通信的目的是實現(xiàn)任意時間、任意地點和任意用戶之間信息的傳遞。在最初的僅涉及兩個終端的單向或交互通信的點對點通信系統(tǒng)中，信息以電信號的形式傳輸。系統(tǒng)至少由終端和電線（電纜）組成，如圖4.1所示。終端將含有信息的消息，如話音、圖像、計算機數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)換為電信號形式，同時將來自電線（電纜）的電信號還原成原始消息；電線（電纜）則把電信號從一個地點傳送至另一個地點。