[信息與通信]第7章數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換-資料下載頁(yè)
2025-01-19 08:55本頁(yè)面
【正文】 絡(luò) 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 電路交換 電路交換在兩個(gè)設(shè)備如電話(huà)或計(jì)算機(jī)之間創(chuàng)建一條物理連接 。 例如 ， 在圖 714中 ， 左邊三臺(tái)計(jì)算機(jī)與右邊四臺(tái)計(jì)算機(jī)之間 ， 如果建立點(diǎn)到點(diǎn)的連接 ， 則需要 12條鏈路 ， 我們可以用兩臺(tái)交換機(jī)來(lái)減少鏈路的數(shù)目和總長(zhǎng)度 。 通過(guò)改變交換機(jī)旋轉(zhuǎn)桿的位置 ， 左邊的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以連接到右邊的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī) 。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 S3S2S4ABCDEFGS1圖 714 電路交換網(wǎng)絡(luò) 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 1． 空分交換機(jī) 1) 縱橫制交換機(jī) 2) 多級(jí)交換機(jī) 對(duì)縱橫制交換機(jī)限制的解決辦法是將縱橫制交換機(jī)組合成若干個(gè)級(jí)別的多級(jí)交換機(jī) 。 在多級(jí)交換中 ， 設(shè)備先連接到交換機(jī)中 ， 然后將這個(gè)交換機(jī)連接到其它交換機(jī)中 。 多級(jí)交換機(jī)的設(shè)計(jì)取決于級(jí)別的數(shù)目和每個(gè)級(jí)別所需要的交換機(jī)數(shù)量。通常中間級(jí)別的交換機(jī)數(shù)量比第一級(jí)和最后一級(jí)的少。例如，我們想要一個(gè)如圖 715所示的多級(jí)交換機(jī)完成一個(gè) 15 15的縱橫制交換機(jī)的工作。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 第一級(jí) 第二級(jí) 第三級(jí)圖 715 多級(jí)交換機(jī) 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 讓我們來(lái)比較一下上面所提到的 15 15單級(jí)縱橫制交換機(jī)和 15 15多級(jí)交換機(jī) 。 在單級(jí)交換機(jī)中 ， 需要 225個(gè)縱橫交叉點(diǎn) 。 在多級(jí)交換機(jī)中需要 78個(gè)縱橫交叉點(diǎn) ，計(jì)算方法如下： (1) 三個(gè)第一級(jí)交換機(jī)中 ， 每個(gè)有 10個(gè)縱橫交叉點(diǎn) ，這樣在第一級(jí)總共有 30個(gè)縱橫交叉點(diǎn)； (2) 兩個(gè)第二級(jí)交換機(jī)中 ， 每個(gè)有 9個(gè)縱橫交叉點(diǎn) ， 這樣在第一級(jí)總共有 18個(gè)縱橫交叉點(diǎn)； (3) 三個(gè)第三級(jí)交換機(jī)中，每個(gè)有 10個(gè)縱橫交叉點(diǎn)，這樣在第一級(jí)總共有 30個(gè)縱橫交叉點(diǎn)。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 2． 時(shí)分交換機(jī) 1) 時(shí)間槽交換 圖 716顯示了一個(gè)連接 4條輸入線(xiàn)和 4條輸出線(xiàn)的系統(tǒng) 。 假設(shè)每條輸入線(xiàn)想按照下面的模式向輸出線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù) 。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 DCBADCBAT D MABCDDCBABADCT S IT D M( a )ABCD CDABT D M T D M( b )1234123412341234圖 716 有與無(wú)時(shí)間槽交換 (a) 沒(méi)有交換； (b) 交換 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 2) ?TDM總線(xiàn) 一個(gè) TDM總線(xiàn)的簡(jiǎn)化形式如圖 717所示。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 控 制 單 元1 32 43 14 212341234圖 717 TDM總線(xiàn) 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 3． 時(shí)分與空分的結(jié)合 當(dāng)我們比較時(shí)分交換與空分交換時(shí) ， 可以發(fā)現(xiàn)空分交換的優(yōu)點(diǎn)是它的即時(shí)性 ， 它的缺點(diǎn)是為了使在阻塞時(shí)空分交換也可以被接受 ， 所需要的縱橫交叉點(diǎn)太多 。 時(shí)分交換的優(yōu)點(diǎn)是不需要任何縱橫交叉點(diǎn) 。 它的缺點(diǎn)是處理每個(gè)連接會(huì)引入時(shí)延 。 每個(gè)槽都必須存放在 RAM中 ，然后被取出和處理 。 在第三種結(jié)構(gòu)中，我們把空分和時(shí)分交換的技術(shù)相結(jié)合，以便可以利用兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 包交換 電路交換網(wǎng)絡(luò)是為語(yǔ)音通信設(shè)計(jì)的 。 電路交換不太適合數(shù)據(jù)和其它非語(yǔ)音傳輸 。 第三 ，電路交換是不靈活的 。 一旦電路建立 ， 不管它是否是最有效率的 ， 傳輸?shù)乃胁糠侄紝⑹褂秒娐匪纬傻穆窂?。 包交換有兩種常用的方法：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路 ， 虛電路方法又分為交換虛電路和永久虛電路 。 1． 數(shù)據(jù)報(bào)方法 圖 718顯示了數(shù)據(jù)報(bào)方法如何將 4個(gè)包從站點(diǎn) A傳送到站點(diǎn) X。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 2242 3 4 113443342431111234AXBY圖 718 數(shù)據(jù)報(bào)方法 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 在圖 719中 ， 設(shè)備 A和 B正在發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)給設(shè)備 X和 Y。 一些路徑使用一條信道 ， 而另一些路徑則使用超過(guò)一條的信道 。 可以看到 ， 圖中最下面的鏈路正在沿同一方向傳輸兩個(gè)來(lái)自不同源的包 。 而右邊的鏈路則正在傳輸兩個(gè)不同方向上的包 。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 AB3 2 12 1223 131112ⅢⅠⅣⅡ2 11 23YX圖 719 數(shù)據(jù)報(bào)方法中的多信道 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 2． 虛電路方法 目前 ， 虛電路以?xún)煞N形式加以實(shí)現(xiàn)：交換虛電路(SVC)和永久虛電路 (PVC)。 1) ?SVC 交換虛電路 (SVC)形式在概念上可以與電話(huà)交換的撥號(hào)線(xiàn)相比較。 2) ?PVC 永久虛電路 (PVC)類(lèi)似于電路交換中的租用線(xiàn)路。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 ●●●ＸＹＢＡⅢＸＹＢＡＸＹＢＡ12121２12ⅣⅡⅠⅡⅠ( a ) ( c )ⅢⅡⅠⅣ( b )●●●●●●●●●ⅢⅣ 圖 720 交換虛電路 (a) 建立連接； (b) 數(shù)據(jù)傳輸； (c) 連接釋放 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 3． 電路交換連接與虛電路連接的比較 雖然看起來(lái)電路交換連接與虛電路連接相同 ， 但也存在區(qū)別 。 1) 路徑與路由 2) 專(zhuān)用鏈路與共享鏈路 報(bào)文交換 報(bào)文交換可以解釋為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) 。 在這種機(jī)制中 ，一個(gè)結(jié)點(diǎn) (通常是有許多磁盤(pán)的特殊計(jì)算機(jī) )接收到一個(gè)報(bào)文 ， 先將它存儲(chǔ)直到有合適的路徑處于空閑狀態(tài)時(shí) ，再將它沿這條路徑發(fā)送出去 。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 由于在一次報(bào)文的接收方和發(fā)送方之間不存在直接的鏈路 ， 因此存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)被認(rèn)為是交換技術(shù) ， 即一條報(bào)文沿著一條路徑發(fā)送到一個(gè)結(jié)點(diǎn) ， 然后沿著另一條路徑傳送到目的地的過(guò)程 。 注意 ， 在報(bào)文交換中 ， 報(bào)文是從輔助存儲(chǔ)器 (磁盤(pán) )中存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)的 ， 而在包交換中 ， 包是從主存 (RAM)中存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)的 。 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 習(xí) 題 1． 什么是基于頻率的編碼 ？ 2． LZW編碼與哈夫曼編碼相類(lèi)似 ， 都利用重復(fù) ，它們有什么區(qū)別 ？ 3． 多媒體數(shù)據(jù)存在哪些類(lèi)型的冗余 ？ 4． 常見(jiàn)的音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)有哪些 ？ 它們分別采用什么壓縮方法 ？ 5． JPEG標(biāo)準(zhǔn)的基本系統(tǒng)中壓縮過(guò)程有哪幾步 ？ 每步是如何工作的 ？ 6． JPEG和 MPEG壓縮方法的主要區(qū)別是什么 ？ 第 7章 數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)交換 7． 電路交換和虛電路交換哪個(gè)更有效 ？ 為什么 ？ 8． 縱橫制交換機(jī)的限制因素是什么 ？ 9． 列出時(shí)分交換所用的兩種技術(shù) ？ 10． 在一個(gè)小城鎮(zhèn) ， 我們用縱橫制交換機(jī)連接 800門(mén)電話(huà) ， 問(wèn)需要多少個(gè)縱橫交叉點(diǎn) ？ 11．設(shè)計(jì)一個(gè)有 10條輸入線(xiàn)和 10條輸出線(xiàn)的 STS交換機(jī)，其中第一級(jí)交換機(jī) 5 2，而最后一級(jí)交換機(jī)用2 5。
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