5.2.1 电路交换的原理
重点难点讲解
1.电路交换的概念
数据通信中的电路交换方式是指两台计算机或终端在相互通信之前，需要预先建立起一条物理链路，在通信中自始至终使用该条链路进行数据信息传输，并且不允许其他计算机或终端同时共享该链路，通信结束后再拆除这条物理链路。
电路交换方式分为空分交换方式和时分交换方式。
空分交换方式是不同对用户在交换机内部所用的接续转接线路不同，即占用不同的空间位置。空分交换方式中通信之前所建立的链路指的就是实际的物理链路。目前这种方式很少采用，一般都采用时分交换方式。
时分交换方式是不同对用户在交换机内部占同一条接续转接线路，但时间位置不同，即占用不同的时隙。时分交换方式中通信之前所建立的链路指的是等效的物理链路，它是由若干个时隙(包括用户在各交换机内部占的接续转接线路的时隙及在各中继线上所占的时隙)链接起来。
图5-2 电路交换方式原理
2.电路交换的原理
电路交换方式的原理如图5-2所示。
当用户要求发送数据时，向本地交换局呼叫，在得到应答信号后，主叫用户开始发送被叫用户号码或地址，本地交换局根据被叫用户号码确定被叫用户属于哪一个局的管辖范围，并随之确定传输路由。如果被叫用户属于其他交换局，那么本地交换局将有关号码经局间中继线传送给被叫用户所在局，并呼叫被叫用户;否则，本地交换局直接呼叫被叫用户。被叫应答后，交换局在主叫和被叫用户之间建立一条固定的通信链路。在数据通信结束、其中一个用户表示通信完毕需要拆线时，该链路上各交换机将本次通信所占用的设备和通路释放，以供后续呼叫使用。由此可见，采用电路交换方式，数据通信需经历连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。
电路交换属于预分配电路资源，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管在这条电路上有无数据传输，电路一直被占用着，直到双方通信完毕拆除电路连接。
实现电路交换的主要设备是电路交换机，它由交换电路部分和控制电路部分构成。交换电路部分实现主、被叫用户的连接，其核心是交换网，可以采用空分交换方式和时分交换方式;控制部分的主要功能是根据主叫用户的选线信号控制交换电路完成接续。
值得注意的是，数据通信中的电路交换是根据电话交换原理发展起来的一种交换方式，但又不同于利用电话网进行数据交换的方法。基于电路交换的数据网称为电路交换数据网(Circuit Switched Data Network，CSDN)，它改造了用户线，允许直接进行数字信号的传输，这样整个网络的数据传输为全数字化，即数字接入、数字传输和数字交换。因此，在电路交换数据网上进行数据传输和交换与利用电话网进行数据传输和交换有两点不同:一是不必需要调制解调器;二是电路交换数据网采用的信令格式和通信过程不相同。