电路交换概述

电路交换(CS:circuit switching)是通信网中最早出现的一种交换方式，也是应用最普遍的一种交换方式，主要应用于电话通信网中，完成电话交换，已有100多年的历史。电话通信的过程是：首先摘机，听到拨号音后拨号，交换机找寻被叫，向被叫振铃同时向主叫送回铃音，此时表明在电话网的主被叫之间已经建立起双向的话音传送通路;当被叫摘机应答，即可进入通话阶段;在通话过程中，任何一方挂机，交换机会拆除已建立的通话通路，并向另一方送忙音提示挂机，从而结束通话。从电话通信过程的描述可以看出，电话通信分为三个阶段：呼叫建立、通话、呼叫拆除。电话通信的过程，即电路交换的过程，因此，相应的电路交换的基本过程可分为连接建立、信息传送和连接拆除三个阶段。

每部电话都连接到交换机上，而交换机使用交换的方法，让电话用户之间可以很方便地通信。一百多年来，电话交换机虽然经过了多次更新换代，但交换的方式一直都是电路交换。 当电话机数量增多，就使用彼此连接起来的交换机来完成全网的交换工作。注意，是这种交换机采用了电路交换的方式，后来的分组交换也是采用了一样的电信网，只是不一样类型的交换机(当然协议也不同)。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。在使用电路交换打电话之前，先拨号建立连接：当拨号的信令通过许多交换机到达被叫用户所连接的交换机时，该交换机就向用户的电话机振铃;在被叫用户摘机且摘机信号传送回到主叫用户所连接的交换机后，呼叫即完成，这时从主叫端到被叫端就建立了一条连接。通话过程。通话结束挂机后，挂机信令告诉这些交换机，使交换机释放刚才这条物理通路。这种必须经过“建立连接--通信--释放连接”三个步骤的连网方式称为面向连接的。电路交换必定是面向连接的。用户到交换机之间的叫用户线，归电话用户专用。交换机之间、许多用户共享的叫中继线，拥有大量的话路，正在通话的用户只占用其中的一个话路，在通话的全部时间里，通话的两个用户始终占用端到端的固定传输带宽。例如：我们假设有A、B两个城市，每个城市都有一部交换机并有一千个用户，两个交换机之间用1000条中继线连接着。那么，如果我们说：在A城的两个用户之间建立一条电路，我们指的是把两条用户线路通过A城的交换机联接起来。但当我们说：在A城的一个用户和B城的一个用户之间建立一条电路时，我们指的就是由A城的用户线路经A城交换机联接到A、B城之间的一条中继线路，再经B城交换机联接到B城的用户线路上。由于经济上的原因，中继线路总是大大少于用户线路，并且为所有用户所共享。那么，当我们占用了一条中继线路以后，即使我们不传送信息，别人也不能使用，这就是电路交换最主要的缺点。在电话通信中，由于讲话双方总是一个在说，一个在听，因此电路空闲时间占大约50%。第一代计算机网络所使用的是什么工作机制? 电路交换就是通信的过程中维持的是实际的电子电路(物理线路)，这条电子电路建立后用户始终占用从发送端到接收端的固定传输带宽。

电路交换分为时分交换(Time Division Switching，TDS)和空分交换(Space Division Switching，SDS)两种方式。

时分交换是将通信的时间划分为许多独立的时隙，每个时隙都对应一个子信道，通过时隙的交换，实现时隙所承载的数据的传输。时分交换的关键在于时隙的交换，由主叫拨号所控制的。为了实现时隙交换，必须设置话音存储器。在抽样周期内有n个时隙分别存入n个存储器单元中，输入按时隙顺序存入。若输出端是按特定的次序读出的，这就可以改变时隙的次序，实现时隙交换。

空分交换是指在交换过程中，入线通过空间位置选择出线，建立连接并完成通信。通信结束后，随即拆除。例如在早期的语音通话中，中间的线路连接是要由接线员完成的，接线员将主叫的线路另一端按呼叫要求插入到被叫的呼出线路上，而这些操作直到程控交换机出现后才被自动的机械动作所取代。