電路交換單元就是通信的過程中維持的是實際的電子電路(物理線路),這條電子電路建立後用戶始終占用從傳送端到接收端的固定傳輸頻寬。
概述
每部電話都連線到交換機上,而交換機使用交換的方法,讓電話用戶之間可以很方便地通信。一百多年來,電話交換機雖然經過了多次更新換代,但交換的方式一直都是電路交換單元。當電話機數量增多,就使用彼此連線起來的交換機來完成全網的交換工作。注意,是這種交換機採用了電路交換單元的方式,後來的分組交換也是採用了一樣的電信網,只是不一樣類型的交換機(當然協定也不同)。
原理
從通信資源的分配角度來看,“交換”就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源。在使用電路交換單元打電話之前,先撥號建立連線:當撥號的信令通過許多交換機到達被叫用戶所連線的交換機時,該交換機就向用戶的電話機振鈴;在被叫用戶摘機且摘機信號傳送回到主叫用戶所連線的交換機後,呼叫即完成,這時從主叫端到被叫端就建立了一條連線。通話過程。通話結束掛機後,掛機信令告訴這些交換機,使交換機釋放剛才這條物理通路。這種必須經過“建立連線--通信--釋放連線”三個步驟的連網方式稱為面向連線的。電路交換單元必定是面向連線的。
用戶到交換機之間的叫用戶線,歸電話用戶專用。交換機之間、許多用戶共享的叫中繼線,擁有大量的話路,正在通話的用戶只占用其中的一個話路,在通話的全部時間裡,通話的兩個用戶始終占用端到端的固定傳輸頻寬。
以電路聯接為目的的交換方式是電路交換單元方式。電話網中就是採用電路交換單元方式。我們可以打一次電話來體驗這種交換方式。打電話時,首先是摘下話機撥號。撥號完畢,交換機就知道了要和誰通話,並為雙方建立連線,等一方掛機後,交換機就把雙方的線路斷開,為雙方各自開始一次新的通話做好準備。因此,我們可以體會到,電路交換單元的動作,就是在通信時建立(即聯接)電路,通信完畢時拆除(即斷開)電路。至於在通信過程中雙方傳送信息的內容,與交換系統無關。
示例
舉例來說,我們假設有A、B兩個城市,每個城市都有一部交換機並有一千個用戶,兩個交換機之間用100條中繼線連線著。那么,如果我們說:在A城的兩個用戶之間建立一條電路,我們指的是把兩條用戶線路通過A城的交換機聯接起來。但當我們說:在A城的一個用戶和B城的一個用戶之間建立一條電路時,我們指的就是由A城的用戶線路經A城交換機聯接到A、B城之間的一條中繼線路,在經B城交換機聯接到B城的用戶線路上。由於經濟上的原因,中繼線路總是大大少於用戶線路,並且為所有用戶所共享。那么,當我們占用了一條中繼線路以後,即使我們不傳送信息,別人也不能使用,這就是電路交換單元最主要的缺點。在電話通信中,由於講話雙方總是一個在說,一個在聽,因此電路空閒時間占大約50%。
缺點
從電路交換單元的工作原理看出,電路交換單元會占用固定頻寬,因而限制了線上路上的流量以及連線數量,電路交換單元常於分組交換進行比較。其主要不同之處在於:分組交換的通信線路並不專用於源與目的地間的信息傳輸。在要求數據按先後順序且以恆定速率快速傳輸的情況下,使用電路交換單元是較為理想的選擇。因此,當傳輸實時數據時,諸如音頻和視頻;或當服務質量(QOS)要求較高時,通常使用電路交換單元網路。分組交換在數據傳輸方面具有更強的的效能,可以預防傳輸過程(如e-mail信息和Web頁面)中的延遲和抖動現象。