21-22-2-现代交换原理-期末

一、判断题（共 20 分，每题 1 分）

PSTN 网络的程控交换机与 NGN 网络的软交换机都可以采用电路交换方式交换话音信息，并且都将保存用户数据。

答案 / 解析

PSTN 程控交换机采用电路交换并保存用户数据；软交换控制的是 IP 分组语音呼叫，不把话音按电路交换方式直接交换，题干把二者等同。

MPLS 与 ATM 相似，都具有路由选择与数据转发分开进行的特点，都需要为每一次通信业务建立一个新的连接。

答案 / 解析

MPLS 可预先建立供多个业务流复用的 LSP，不要求每次通信都新建连接；ATM 虚连接与 MPLS LSP 的建立粒度也不同。

SIP 电话系统中，话音流都使用 SIP 协议来传输，因此得名 SIP 电话。

答案 / 解析

SIP 负责会话信令，实际话音媒体通常由 RTP/UDP 承载。

程控交换机中央交换网络的 TST 网络是用于交换统计时分复用信号。

答案 / 解析

TST 网络交换固定 PCM 时隙，属于同步时分交换，不是统计时分复用。

5G 网络中通过微基站密集部署，可改善网络覆盖，大幅度提升系统容量。

答案 / 解析

微基站密集部署缩短无线距离并提高空间复用度，可改善覆盖和系统容量。

程控交换机用户模块的用户电路板属于话路子系统。

答案 / 解析

用户电路板完成馈电、振铃、监视、编译码等话路接口功能，属于话路子系统。

无论是电话交换系统还是分组数据交换系统，一般都是由信息传输子系统和控制子系统构成。

答案 / 解析

交换系统通常可抽象为信息传输/交换子系统和控制子系统。

LTE 网络中话音和数据都可以采用 IP 分组方式传送。

答案 / 解析

LTE 数据业务基于 IP；VoLTE 也使用 IMS 与 RTP 在分组域承载语音。

空分结构的交换单元只适合交换模拟信号，无法交换数字时分复用信号。

答案 / 解析

空分交换单元只表示连接在空间位置上分离，既可交换模拟信号，也可交换数字信号。

Benes 网络是一种可重排无阻塞的网络。

答案 / 解析

Benes 网络通过重排已有连接可为新的输入输出对找到路径，是可重排无阻塞网络。

TST 网络是一种多通道网络。

答案 / 解析

TST 中间的 S 级和多个内部时隙为连接提供多个可选内部通道。

SIP 协议是 IMS 系统的核心协议。

答案 / 解析

IMS 的会话控制以 SIP 为核心协议。

SIP 用途广泛，在移动通信上也有应用。

答案 / 解析

SIP 广泛用于固定和移动 IP 多媒体通信，IMS 就是其移动网络应用。

MPLS 中，FEC 就是 IP 地址前缀。

答案 / 解析

FEC 是转发等价类，可由目的前缀、源地址、业务类型、QoS 等多个字段划分，不等同于 IP 前缀。

MPLS 网络在数据传送过程中利用标记 LABEL 标识路由，并且这个标记 LABEL 可以有多级。

答案 / 解析

MPLS 支持标签栈，可压入多层标签实现 VPN、隧道和分层 LSP。

SIP 是应用层协议，采用基于文本的消息编码方式。

答案 / 解析

SIP 是应用层协议，消息采用类似 HTTP 的文本编码。

ATM 中，路由标记是本地（逐段）有效的，交换机负责进行标记转换；MPLS 中，路由标记是全程有效的，路由器无需进行标记转换。

答案 / 解析

ATM 的 VPI/VCI 和 MPLS 标签都只在相邻链路上局部有效，中间节点均需进行标记置换。

无论是程控系统提供的电话会议，还是 IP 环境下提供的电话会议，都有会议混音处理，即让参会者 A 同时听到讲话者 B、讲话者 C 的语音。会议混音借助了交换网络多对一的交换能力。

答案 / 解析

会议桥需要把多个讲话者的媒体流混合后送给参会者，体现多路输入汇聚到一路输出处理。

移动终端在 GSM 网内移动时，由于位置区发生了变化，所以 MSC 会触发移动终端的位置更新。

答案 / 解析

位置区改变后由移动终端检测并发起位置更新，MSC/VLR 处理更新，不能说由 MSC 单方面触发。

蜂窝移动通信网中，手机从一个位置区进入到另一个位置区，就会进行漫游。

答案 / 解析

跨位置区只需位置更新；漫游通常指进入非归属网络或其他服务区，二者不能等同。

二、选择题（共 50 分，每题 2 分）

SIP 协议不可以承载在下列哪种协议之上（　）( )

TCP

HTTP

UDP

答案 / 解析

SIP 可直接承载于 UDP 或 TCP，也可使用 TLS；HTTP 不是 SIP 的下层承载协议。

天津移动的用户 A 移动到武汉并开机入网，此时，武汉移动的用户 B 呼叫用户 A，移动系统首先向哪个设备问询用户 A 的当前位置信息（　）( )

武汉 VLR

武汉 HLR

天津 HLR

天津 VLR

答案 / 解析

被叫 A 的号码属于天津归属网，呼叫首先查询天津 HLR，取得 A 当前所在武汉 VLR/MSC 的路由信息。

关于 NGN 中语音通信，哪项正确（　）( )

在电路交换侧传输语音时，一般占用带宽为 64kb/s

中继媒体网关的功能就是将电路交换网络中时隙里的净荷数据取出，封装到 RTP 的净荷部分

中继媒体网关会将电路交换侧的 5.3kb/s 语音，转换为 64kb/s 分组语音，在 IP 分组交换网络的专用时隙传输

在 IP 分组网络传输语音时，只需要知道目的 IP 地址就可以

答案 / 解析

电路交换侧 PCM 话音通常为 64kbit/s。媒体网关还可能完成编解码、回声抑制等，不能把功能限定为简单封装。

关于 MPLS 中标记（Label）的描述哪个正确（　）( )

一个用户的多个业务流的标记一定不同

标记可以嵌套

标记只能放在二层帧头与三层包头之间

标记长度为固定的 32 字节

答案 / 解析

MPLS 支持标签栈；单个标签头为 4 字节，标签也可位于特定二层封装中。

MPLS 网络中，标记交换路由器 LSR 对一个打标分组进行标记置换时，可以不依赖 FLIB 中的哪个信息（　）( )

输入端口

输入标记

输出标记

目的 IP 地址前缀

答案 / 解析

对已打标分组做置换时，LSR 依据入端口和入标签查 LFIB，取得出端口和出标签，不再查目的 IP 前缀。

SDL 用来描述呼叫处理，固定电话程控交换机在振铃状态下不可能的输入事件是（　）( )

主叫挂机

被叫摘机

被叫挂机

超时

答案 / 解析

振铃状态下被叫尚未摘机，不可能先发生被叫挂机；主叫挂机、被叫摘机和振铃超时都可能发生。

GPRS 系统空中接口通过哪种方法实现对变速率数据的传输（　）( )

多时隙捆绑

attach 附着网络

固定时隙分配

码分复用

答案 / 解析

GPRS 根据速率需求动态分配多个 TDMA 时隙，实现可变速率分组传输。

关于下一代网络 NGN 描述正确的是（　）( )

IMS 是专用于固定电话网络升级的技术方案

NGN 支持多种接入方式

为了保证服务质量，它采用电路交换

软交换是专用于移动通信网络的技术方案

答案 / 解析

NGN 采用分组承载并支持多种固定、无线和宽带接入；软交换和 IMS 均非只面向一种网络。

采用面向连接的工作方式的网络是：（　）( )

Internet

No.7 信令网

MPLS 网络

答案 / 解析

MPLS 通过 LSP 工作，具有面向连接的特征。

关于局间信令描述正确的是：（　）( )

局间信令在中继线路上传输，可以用于协商通话需要的号码资源

局间信令在中继线路上传输，可以用于协商通话需要的时隙等资源

局间信令在用户线上传输，可以用于协商通话所需的号码资源

局间信令在用户线上传输，可以用于协商通话所需的硬件资源

答案 / 解析

局间信令用于选择被叫路由并协商/占用中继时隙等话路资源，传送范围位于局间。

采用 8 选 1 的多路选择器，适合构建（　）( )

输出控制方式的 S 接线器

输入控制方式的 T 接线器

输出控制方式的 T 接线器

答案 / 解析

每个输出端用一个 8 选 1 多路选择器，即可在 8 条输入中选择一路，正是输出控制的空间交换。

一个 $50 \times 100$ 的有向交换单元，采用开关阵列，需要的单向开关数量为（　）( )

4000

2500

10000

5000

答案 / 解析

有向 $50 \times 100$ 交叉阵列需要 $50 \times 100 = 5000$ 个单向开关。

从 1G 到 5G，移动通信网络技术不断发展，以下哪个描述不正确：（　）( )

频段越来越高

支持的业务愈来愈丰富

速率越来越快

带宽越来越窄

答案 / 解析

移动通信演进总体上使用更宽带宽、更高速率和更丰富业务；“越来越窄”错误。

信息传递的最小单位采用时隙的网络是（　）( )

4G

Internet

No.7 信令网

PSTN

答案 / 解析

PSTN 数字话路按固定 PCM 时隙传送。

手机拨号与固定电话机拨号相比较，你认为在交换机系统内的状态描述正确的是（　）( )

都有等待拨号状态、拨号状态

都有空闲状态、等待拨号状态

都有空闲状态、通话状态

都有振铃状态、拨号状态

答案 / 解析

移动终端通常整串发送号码，不一定经历固定电话的逐位等待拨号状态，但两者都有空闲和通话状态。

在七号共路信令系统，为了能区分不同的呼叫，使用信令消息的哪个字段来标示（　）( )

CIC 电路识别码

SIO 业务识别码

主叫电话号码

被叫电话号码

答案 / 解析

ISUP/TUP 用电路识别码 CIC 标识本次呼叫占用的局间话路。

GPRS 系统中，下列功能中 SGSN 负责的是：（　）( )

为移动终端动态分配 IP 地址

将 GPRS 分组包转换为 IP 分组包

MS 移动性管理

连接 PDN

答案 / 解析

SGSN 负责分组域接入、鉴权、位置与移动性管理；GGSN 连接 PDN 并通常分配 IP 地址。

下列哪个特性不是 5G 系统的主要优势：（　）( )

极高的数据传输速率（最高可达 10Gbit/s）

超大的终端连接密度（每平方公里百万级）

超大的基站覆盖范围（公里级）

极低的网络延迟（低至毫秒级）

答案 / 解析

5G 主要优势是高速率、低时延和海量连接，高频段小区覆盖反而更小。

下列哪些网络具有入线到出线路径唯一的特性（　）( )

Banyan

TS

CLOS

Benes

答案 / 解析

Banyan 从任一输入到任一输出只有唯一内部路径；CLOS、Benes 和 TST 通常存在多条候选内部通路。

某交换机现有多个周期级任务，包括：周期为 20ms 的任务有 3 个，周期为 100ms 的任务有 4 个，周期为 8ms 的任务有 2 个，周期为 200ms 的任务有 4 个，采用时间表调度时，下列哪个时间计数器周期最合适？（　）( )

4ms

20ms

10ms

8ms

答案 / 解析

时间计数器周期应整除全部任务周期， $\gcd(20, 100, 8, 200) = 4$ ms。

使用以太网承载 MPLS 业务，增加一层 MPLS 标记的分组比原来 IP 分组多几个字节？（　）( )

8

16

4

32

答案 / 解析

一层 MPLS shim header 固定为 32bit，即 4 字节。

MPLS 网络中，下面哪个功能不是入口 LER 的基本功能（　）( )

标记置换

标记添加

FEC 划分

IP 路由

答案 / 解析

入口 LER 完成 IP 路由、FEC 分类和压入标签；标签置换是中间 LSR 的主要工作。

关于标记交换路径 LSP 的描述正确的是：（　）( )

在同一 LSP 上传输的分组具有相同前转等价类

一个 LSP 对应一个呼叫业务流

具有相同目的 IP 地址的分组一定具有相同的 LSP

不同 LSP 可以复用相同的 label

答案 / 解析

同一 LSP 承载属于相同转发等价类的分组。LSP 与单个呼叫并非一一对应，目的地址相同也可能因 QoS 等进入不同 FEC。

SIP 协议中请求消息 CANCEL 的含义是（　）( )

结束会话

取消尚未完成的请求，对于已完成的请求（即已收到最终响应的请求）则没有影响

发起会话

证实已收到对于 INVITE 请求的最终响应

答案 / 解析

CANCEL 取消尚未获得最终响应的请求；已经完成的事务不受影响。

关于程控交换机模拟用户电路基本功能描述正确的是（　）( )

监视功能专门用于检测被叫用户的挂机动作

主叫号码显示不包括在七大基本功能内

编译码与滤波功能不包括在七大基本功能内

馈电功能保证 220V 的交流信号送给电话机

答案 / 解析

模拟用户电路七项基本功能为 BORSCHT。主叫号码显示是附加业务；监视功能检测摘挂机，编译码与滤波属于基本功能，馈电不是 220V 交流。

三、填空题

1.（3 分）

某双处理机的交换系统，在 BHCA 计算中，单 CPU 忙时用于呼叫处理的时间开销为 0.88，固有开销为 0.29，处理一个呼叫的平均时间为 36ms。则这个交换系统的总体 BHCA 为（次/小时）。

注：只填写数字，不能带空格。

答案 / 解析

答案：118000

单 CPU 的有效呼叫处理开销为 $0.88 - 0.29 = 0.59$ ，能力为 $0.59 \times 3600 / 0.036 = 59000$ 次/小时。双处理机负荷分担时总体能力为 $2 \times 59000 = 118000$ 次/小时。

2.（16 分）

下图表示了一个 VoIP 网络、PSTN 组成的互连环境。图中的综合型网关，既具有电路语音与分组语音转换的中继媒体网关功能，也具有 No.7 信令与 SIP 信令转换的功能。接入网关则用于将模拟电话用户接入到 VoIP 分组语音网络。

其中程控交换机使用 No.7 号信令与综合型网关连接，程控交换机与综合型网关之间有 4 条速率为 2Mbps 的 E1 中继线连接；综合型网关另一侧与 IP 网络连接；综合型网关与接入网关都配置 SIP 协议。

程控交换机的交换网络采用 TST 构成，初级 T、次级 T 分别由 4 个 T 接线器组成，每个 T 接线器的接口速率为 2Mbps，支持 $32 \times 32$ 交换。TST 的控制方式依次是初级 T 输入控制、S 输出控制、次级 T 输出控制。

问：当用户 A（占用 PCM0 的 TS7）正在与用户甲（经综合型网关后，占用程控交换机 PCM3 的 TS23）通话，用户 A 到用户甲方向占用 S 接线器内部时隙为 TS9。根据已知条件，为实现用户 A 到用户甲这个方向的通信，需要填写相应 CM、SM 的内容。请依次填写图中 8 个括号的内容。（注：只能填写数字，不要有空格）。

答案 / 解析

答案：依次为 9，7，9，9，23，9，9，0

初级 T 为输入控制：输入 TS7 作为 CM 地址，内容 9，使样值在内部 TS9 输出，所以（1）= 9、（2）= 7、（3）= 9。次级 T 为输出控制：输出 TS23 的 CM 内容为内部 TS9，所以（4）= 9、（5）= 23、（6）= 9。S 为输出控制，PCM3 对应控制存储器在内部 TS9 选择入线 PCM0，所以（7）= 9、（8）= 0。

3.（16 分）

在下图的 MPLS 网络中，使用下游按需标记分配的方法建立了两条 LSP 路径。LSP1 是 121.118 子网到 57.104 子网的路径，其 FEC 简写为 x；LSP2 是 121.118 子网到 68.123 子网的路径，其 FEC 简写为 y。

LDP 协议中使用 Req(a) 表示标记请求消息，参数 a 为 FEC；Label(a,b) 表示标记绑定消息，参数 a 为 FEC，参数 b 为对应的标记。LIB 表中 In Intf 表示入端口，Out Intf 表示出端口，Dst IP 表示目的 IP 地址前缀，In Label 表示入标记，Out Label 表示出标记。

请根据图中的信息，补全下列位置的内容（注：只填写数字，不要有空格）。

答案 / 解析

答案：依次为 209，400，311，100，311，3，209，400

下游按需方式由上游发送 Req(FEC)，下游返回自己为该 FEC 分配的入标签。沿 LSP 逐段读取标记绑定并填写 LIB：57.104 路径使用 209 → 311，68.123 路径使用 400 → 100；相应接口号由拓扑中的 Intf 标注确定。

4.（10 分）

程控交换机通过综合型网关与 VoIP 侧的 SIP UA 互通，实现电路交换侧用户与 VoIP 侧用户通话。该综合型网关，既具有电路语音与分组语音转换的中继媒体网关功能，也具有 No.7 信令与 SIP 信令转换的功能。下图给出了某次通信的信令流程，其中参考信令消息的编号与消息名称如下：

编号	消息名
A	REGISTER
B	INVITE
C	ACK
D	BYE
E	CANCEL
F	200-OK
R	180-Ringing
J	IAI 带附加信息的初始地址消息
K	SAM 后续地址消息
L	ACM 地址全消息
M	SLB 市话忙
N	CLF 前向释放
P	CBK 后向释放
H	ANC 被叫应答

问：

请用大写字母，依次写出图中括号 1 至括号 4 对应信令消息的编号
携带主叫方向 SDP 的 SIP 消息的编号是

答案 / 解析

（1）括号 1 至 4 为 B、L、F、D

IAI 到达综合型网关后转换为 SIP INVITE（B）；收到 180 Ringing 后向程控交换机发送 ACM 地址全消息（L）；SIP UA 应答 200 OK（F）后，网关向电路侧发送 ANC；释放时 CLF 转换为 BYE（D）。

（2）携带主叫方向 SDP 的消息为 B

主叫媒体地址在 INVITE 的 SDP 中携带。

5.（10 分）

使用 10 个 $20 \times 30$ 的交换单元做为入口级，10 个 $30 \times 20$ 的交换单元做为出口级，构建一个 3 级 CLOS 网络。该网络的规模是 $200 \times$ ______，中间级有 ______ 个交换单元，每个单元有 ______ 条入线，有 ______ 条出线；该网络的阻塞情况为 ______（a 表示有内部阻塞，b 表示可重排无阻塞，c 表示严格无阻塞）。（注意：只能填写数字或小写字母 a、b、c，不要有空格）

答案 / 解析

答案：200，30，10，10，b

入口级共 10 个、每个 20 入线，故网络规模为 $200 \times 200$ 。入口单元有 30 条出线，所以中间级有 $m = 30$ 个交换单元；每个中间单元连接 10 个入口单元和 10 个出口单元，规模为 $10 \times 10$ 。因 $m = 30 \ge n = 20$ ，满足可重排无阻塞；但 $30 < 2n - 1 = 39$ ，不满足严格无阻塞。