有線電話機
電話機具有將終端的音波轉換為電子信號,通過電話線傳送到遠距離的對方,同時將對方傳送來的電子信號再生為語音(音波),使其通話的功能,以及發送可從多個對方中選擇的信號(撥號脈沖),告知對方的呼叫音等功能。電話機由將語音轉換為電流發送到電話線的送話機、將對方傳送來的電流還原為語音的受話機、呼叫對方的撥號或按鈕、發送呼叫音的鈴聲、將這些連接在電話線上執行其功能的線路網等組成。送話機內有裝滿碳素顆粒的小箱子,其前方有薄硬鋁合金振動板。振動板根據語音振動,振動碳素顆粒,碳素顆粒傳導電流,隨著顆粒的接觸程度,電阻發生變化,生成語音電流。受話機接受對方的語音電流後,在線圈上生成語音電流引起的磁力,振動鐵振動板,發出聲音。
無線電話機
這種電話機大致可分為磁石式電話機和***振式電話機及自動式電話機。磁石式電話機由呼叫話務員的響鈴小發電機和附有可與對方通話的電池的電話機組成,目前幾乎不使用。***振式電話機由在電話局加入者可***同使用的電池和發電機組成,是拿起受話機時其信號到達電話局的電話機。自動式電話機是撥號或旋轉按鈕數字時,電話局的自動交換機連接對方的電話機。若對方與他人通話時,給出通話中的信號。是目前最為常用的電話機。(
電話機設置在電話通信起點和終點的用戶側,是電話網的用戶終端設備。現代的電話機能夠方便地實現終端用戶之間的呼叫和通話,是經過壹百多年來許多人的研究和無數次的改進而形成的。盡管它們的式樣千差萬別,但壹般都有如下基本功能;
1、聲電和電聲轉換功能。因為要進行快速的、遠距離的通信,不能直接傳送聲音,而必須先把聲音變成電信號(即以電作為載體),到對方後再把電信號還原成為聲音。
2、當主叫方拿起電話機時,交換機應有能知道“有人要打電話”的功能,以便交換機做好接續準備。
3、發送撥號信號的功能。自動電話機正是通過發送撥號信號來指揮電話交換機的工作,並進而建立兩個電話機之間的連接的。
4、響鈴的功能。即在對方來電話時,電話機能以鈴聲告訴主人:“有人來電話了。”
5、和交換機之間的電接續功能。
電話機中,實現這五大功能的部件依次是:送受話器、叉簧、撥號盤(或按鍵盤)、電話鈴和電話回路。
送話器是壹個裝著碳粒的小盒子。小盒子的後面有壹個固定電極,前面有個振動膜(稱為振動電極)。當妳對著送話器講話時,振動膜隨聲音的大小變化做幅度不等的振動,使碳粒時而壓緊(電阻減小),進而放松(電阻增大),從而使流過兩個電極之間的電流也跟著變化。就這樣,聲音的大小變化便被變成為適合在電路上進行傳輸的電信號的強弱變化了。
受話器的主體是壹個繞有線圈的永久磁鐵。對方傳來的話音電流在通過線圈時產生壹個磁場,吸引磁鐵前面的薄鐵片產生振動,發出聲音。振動的大小決定於流過線圈的電流的大小。這就是受話器為什麽能把電信號還原成聲音的簡單道理。
在我們打電話時,第壹個動作便是“摘機”(把送受話器從電話機上拿下來)。這時,電話機上承載送受話器的部分(叫“叉簧”)就會彈起來,使電話機與交換機之間的電路接通。如這時交換機的機線有空,便向電話機送去壹個連續的“撥號音”,它告訴妳:“我已經在待命,請撥號!”
電話機的撥號盤有旋轉式的和按鍵式的。用它們撥號時,送出去的是直流脈沖或雙音頻信號。不管是哪壹種信號,它們的作用都是控制電話局裏的交換機,讓它去完成主叫用戶和被叫用戶間的接續。
如果被叫電話空閑,交換機便向它送出壹個振鈴電流,使對方的電話機響鈴。這是在告訴對方:“有人來電話了!”與此同時,主叫用戶將聽到壹個“回鈴音”。如果對方電話沒空,交換機便給主叫用戶送出壹個“嘟、嘟、嘟……”的“忙音”。
雙音多頻是指DTMF(Dual Tone MultiFrequency),D T M F 信號由8 個頻率兩兩組合而成。這8 個頻率又分為低頻群和高頻群兩組。低頻群的4 個頻率依次為697Hz、770Hz、852Hz、941Hz;高頻群的4 個頻率依次為1209Hz、1336Hz、1477Hz、1336Hz。在通信領域應用中,D T M F 主要用於電話機撥號信號和C I D ( C a l l e rIdentification,來電顯示)信號的傳送。在應用於電話機的撥號信號中, 按照國家電信標準, 其信號持續 時間和間隔時間都不小於4 0 m s,而頻率偏差不大於± 1 . 5 % 局域網交換機根據使用的網絡技術可以分為:
以大網交換機、令牌環交換機、FDDI交換機、ATM交換機、快速以太網交換機等。
如果按交換機應用領域來劃分,可分為:
臺式交換機、工作組交換機、主幹交換機、企業交換機、分段交換機、端口交換機、網絡交換機等。
局域網交換機是組成網絡系統的核心設備。對用戶而言,局域網交換機最主要的指標是端口的配置、數據交換能力、包交換速度等因素。因此,在選擇交換機時要註意以下事項:
(1)交換端口的數量;
(2)交換端口的類型;
(3)系統的擴充能力;
(4)主幹線連接手段;
(5)交換機總交換能力;
(6)是否需要路由選擇能力;
(7)是否需要熱切換能力;
(8)是否需要容錯能力;
(9)能否與現有設備兼容,順利銜接;
(10)網絡管理能力。
三、目前常見的三種交換技術
1.端口交換
端口交換技術最早出現在插槽式的集線器中,這類集線器的背板通常劃分有多條以太網段(每條網段為壹個廣播域),不用網橋或路由連接,網絡之間是互不相通的。以大主模塊插入後通常被分配到某個背板的網段上,端口交換用於將以太模塊的端口在背板的多個網段之間進行分配、平衡。根據支持的程度,端口交換還可細分為:
模塊交換:將整個模塊進行網段遷移。
端口組交換:通常模塊上的端口被劃分為若幹組,每組端口允許進行網段遷移。
端口級交換:支持每個端口在不同網段之間進行遷移。這種交換技術是基於OSI第壹層上完成的,具有靈活性和負載平衡能力等優點。如果配置得當,那麽還可以在壹定程度進行容錯,但沒有改變***享傳輸介質的特點,從而未能稱之為真正的交換。
2.幀交換
幀交換是目前應用最廣的局域網交換技術,它通過對傳統傳輸媒介進行微分段,提供並行傳送的機制,以減小沖突域,獲得高的帶寬。壹般來講每個公司的產品的實現技術均會有差異,但對網絡幀的處理方式壹般有以下二種:
直通交換:提供線速處理能力,交換機只讀出網絡幀的前14個字節,便將網絡幀傳送到相應的端口上。
存儲轉發:通過對網絡幀的讀取進行驗錯和控制。
前壹種方法的交換速度非常快,但缺乏對網絡幀進行更高級的控制,缺乏智能性和安全性,同時也無法支持具有不同速率的端口的交換。因此,各廠商把後壹種技術作為重點。
有的廠商甚至對網絡幀進行分解,將幀分解成固定大小的信元,該信元處理極易用硬件實現,處理速度快,同時能夠完成高級控制功能(如美國MADGE公司的LET集線器)如優先級控制。
3.信元交換
ATM技術代表了網絡和通訊技術發展的未來方向,也是解決目前網絡通信中眾多難題的壹劑“良藥”,ATM采用固定長度53個字節的信元交換。由於長度固定,因而便於用硬件實現。ATM采用專用的非差別連接,並行運行,可以通過壹個交換機同時建立多個節點,但並不會影響每個節點之間的通信能力。ATM還容許在源節點和目標、節點建立多個虛擬鏈接,以保障足夠的帶寬和容錯能力。ATM采用了統計時分電路進行復用,因而能大大提高通道的利用率。ATM的帶寬可以達到25M、155M、622M甚至數Gb的傳輸能力。
四、交換機應用中幾個值得註意的問題
1.交換機網絡中的瓶頸問題
交換機本身的處理速度可以達到很高,用戶往往迷信廠商宣傳的Gbps級的高速背板。其實這是壹種誤解,連接入網的工作站或服務器使用的網絡是以大網,它遵循CSMA/CD介質訪問規則。在當前的客戶/服務器模式的網絡中多臺工作站會同時訪問服務器,因此非常容易形成服務器瓶頸。有的廠商已經考慮到這壹點,在交換機中設計了壹個或多個高速端口(如3COM的Linkswitch1000可以配置壹個或兩個100Mbps端口),方便用戶連接服務器或高速主幹網。用戶也可以通過設計多臺服務器(進行業務劃分)或追加多個網卡來消除瓶頸。交換機還可支持生成樹算法,方便用戶架構容錯的冗余連接。
2.網絡中的廣播幀
目前廣泛使用的網絡操作系統有Netware、Windows NT等,而Lan
Server的服務器是通過發送網絡廣播幀來向客戶機提供服務的。這類局域網中廣播包的存在會大大降低交換機的效率,這時可以利用交換機的虛擬網功能(並非每種交換機都支持虛擬網)將廣播包限制在壹定範圍內。
壹般每臺交換機的端口都支持壹定數目的MAC地址,這樣交換機能夠“記憶”住該端口壹組連接站點的情況,廠商提供的定位不同的交換機端口支持MAC數也不壹樣,用戶使用時壹定要註意交換機端口的連接端點數。如果超過廠商給定的MAC數,交換機接收到壹個網絡幀時,只有其目的站的MAC地址不存在於該交換機端口的MAC地址表中,那麽該幀會以廣播方式發向交換機的每個端口。
3.虛擬網的劃分
虛擬網是交換機的重要功能,通常虛擬網的實現形式有三種:
(1)靜態端口分配
靜態虛擬網的劃分通常是網管人員使用網管軟件或直接設置交換機的端口,使其直接從屬某個虛擬網。這些端口壹直保持這些從屬性,除非網管人員重新設置。這種方法雖然比較麻煩,但比較安全,容易配置和維護。
(2)動態虛擬網
支持動態虛擬網的端口,可以借助智能管理軟件自動確定它們的從屬。端口是通過借助網絡包的MAC地址、邏輯地址或協議類型來確定虛擬網的從屬。當壹網絡節點剛連接入網時,交換機端口還未分配,於是交換機通過讀取網絡節點的MAC地址動態將該端口劃入某個虛擬網。這樣壹旦網管人員配置好後,用戶的計算機可以靈活地改變交換機端口,而不會改變該用戶的虛擬網的從屬性,而且如果網絡中出現未定義的MAC地址,則可以向網管人員報警。
(3)多虛擬網端口配置
該配置支持壹用戶或壹端口可以同時訪問多個虛擬網。這樣可以將壹臺網絡服務器配置成多個業務部門(每種業務設置成壹個虛擬網)都可同時訪問,也可以同時訪問多個虛擬網的資源,還可讓多個虛擬網間的連接只需壹個路由端口即可完成。但這樣會帶來安全上的隱患。虛擬網的業界規範正在制定當中,因而各個公司的產品還談不上互操作性。Cisco公司開發了Inter-Switch
Link(ISL)虛擬網絡協議,該協議支持跨骨幹網(ATM、FDDI、Fast
Ethernet)的虛擬網。但該協議被指責為缺乏安全性上的考慮。傳統的計算機網絡中使用了大量的***享式Hub,通過靈活接入計算機端口也可以獲得好的效果。
4. 高速局域網技術的應用
快速以太網技術雖然在某些方面與傳統以大網保持了很好的兼容性,但100BASE-TX、100BASAE-T4及100BASE-FX對傳輸距離和級連都有了比較大的限制。通過100Mbps的交換機可以打破這些局限。同時也只有交換機端口才可以支持雙工高速傳輸。
目前也出現了CDDI/FDDI的交換技術,另外該CDDI/FDDI的端口價格也呈下降趨勢,同時在傳輸距離和安全性方面也有比較大的優勢,因此它是大型網絡骨幹的壹種比較好的選擇。