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德國Hirschmann交換機，德國Hirschmann赫斯曼交換機

赫斯曼電子公司位于德國的Neckartenzlingen，產(chǎn)品范圍包括采用模擬和數(shù)字廣播電視傳輸技術(shù)的移動發(fā)射和接收系統(tǒng)，企業(yè)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案以及現(xiàn)場總線系統(tǒng)。公司由“香蕉插頭”之父Richard Hirschmann于1924年創(chuàng)立。歷經(jīng)81年，赫斯曼這個當初只有一個人的公司已經(jīng)發(fā)展成為在現(xiàn)代通信領(lǐng)域的一個現(xiàn)代化企業(yè)。

　　自1997年1月1日起，赫斯曼公司加入Rheinmetall集團的電子部，作為Aditron AG的一個成員，開發(fā)并生產(chǎn)汽車電子、多媒體通信系統(tǒng)和自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的產(chǎn)品。2004年3月24日，赫斯曼公司又加入了的金融投資公司HgCapital集團。

　　赫斯曼的技術(shù)實力主要體現(xiàn)在汽車通訊系統(tǒng)、多媒體電子、自動化網(wǎng)絡(luò)解決方案和電子控制系統(tǒng)。為了使公司結(jié)構(gòu)更加清晰，在2003年1月初成立了多媒體部門，即赫斯曼多媒體電子公司。現(xiàn)在，赫斯曼收購了從前的姊妹公司，坐落于Ettlingen的PAT公司，她的電子控制系統(tǒng)部門已經(jīng)在赫斯曼集團旗下。

　　作為的集成天線系統(tǒng)制造商，赫斯曼開發(fā)了許多創(chuàng)新的產(chǎn)品，例如*個集成在汽車后保險杠中的接收天線，同時也是汽車后窗玻璃使用的模塊化天線系統(tǒng)的者。赫斯曼成功地推出了一系列的移動發(fā)射和接收系統(tǒng)，適用于廣播接收、通信、導(dǎo)航、車（船）隊管理和通信等領(lǐng)域。

　　赫斯曼在多媒體通信領(lǐng)域也處在的位置，這包括傳輸模擬和數(shù)字廣播信號的系統(tǒng)和組件，用于專業(yè)的CATV網(wǎng)絡(luò)和家用的衛(wèi)星地面站系統(tǒng)。

　　作為自動化網(wǎng)絡(luò)方面的專家，1984年赫斯曼在德國的斯圖加特大學建立了世界上*條光纖以太網(wǎng)，1990年，又在**個推出了環(huán)形冗余以太網(wǎng)（HIPER-Ring）。赫斯曼提供了完整而又全面的適用于工業(yè)環(huán)境和辦公環(huán)境的數(shù)據(jù)通信體系，產(chǎn)品范圍從千兆以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和以太網(wǎng)產(chǎn)品，到現(xiàn)場總線系統(tǒng)，以及執(zhí)行器和傳感器所使用的ASI連接器，這些產(chǎn)品信息廣泛，主要應(yīng)用范圍包括辦公室通信、生產(chǎn)自動化、過程控制、交通控制，以及獨立的機器設(shè)備控制系統(tǒng)。

　　在汽車工廠電子的市場上，電子控制系統(tǒng)部門（由PAT公司并入）的載荷顯示儀和載荷矩限制器產(chǎn)品深受好評。在這一領(lǐng)域，赫斯曼開發(fā)并生產(chǎn)基于微處理器控制的安全的軟硬件系統(tǒng)。赫斯曼集團的電子控制系統(tǒng)將繼續(xù)以她的品牌PAT和KRUGER行銷市場，并將在傳統(tǒng)建筑機械行業(yè)以外，如原料處理，得到更廣泛的應(yīng)用。

　　赫斯曼電子集團在德國和匈牙利都有自己的生產(chǎn)廠房，分部更是遍及眾多歐洲國家、美國及亞洲。

德國Hirschmann交換機，德國Hirschmann赫斯曼交換機

起源

　　“交換機”是一個舶來詞，源自英文“Switch，原意是“開關(guān)”，我國技術(shù)界在引入這個詞匯時，翻譯為“交換”。在英文中，動詞“交換”和名詞“交換機”是同一個詞（注意這里的“交換”特指電信技術(shù)中的信號交換，與物品交換不是同一個概念）。

　　1993年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，1994年，國內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實，交換技術(shù)是一個具有簡化、低價、高性能和口密集特點的交換產(chǎn)品，體現(xiàn)了橋接技術(shù)的復(fù)雜交換技術(shù)在OSI參考模型的第二層操作。與橋接器一樣，交換機按每一個包中的MAC地址相對簡單地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)。而這種轉(zhuǎn)發(fā)決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。與橋接器不同的是交換機轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，操作接近單個局域網(wǎng)性能，遠遠超過了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。

　　交換技術(shù)允許共享型和型的局域網(wǎng)段進行帶寬調(diào)整，以減輕局域網(wǎng)之間信息流通出現(xiàn)的瓶頸問題。現(xiàn)在已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。

　　類似傳統(tǒng)的橋接器，交換機提供了許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。交換機能經(jīng)濟地將網(wǎng)絡(luò)分成小的沖突網(wǎng)域，為每個工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得交換機在軟件配置簡單的情況下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中；交換機使用現(xiàn)有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網(wǎng)卡，不必作高層的硬件升級；交換機對工作站是透明的，這樣管理開銷低廉，簡化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增加、移動和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。

　　利用專門設(shè)計的集成電路可使交換機以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息，提供了比傳統(tǒng)橋接器高得多的操作性能。如理論上單個以太網(wǎng)端口對含有64個八進制數(shù)的數(shù)據(jù)包，可提供14880bps的傳輸速率。這意味著一臺具有12個端口、支持6道并行數(shù)據(jù)流的“線路速率”以太網(wǎng)交換器必須提供89280bps的總體吞吐率（6道信息流Ｘ14880bps／道信息流）。集成電路技術(shù)使得交換器在更多端口的情況下以上述性能運行，其端口造價低于傳統(tǒng)型橋接器。

人工交換

　　電信號交換的歷史應(yīng)當追溯到出現(xiàn)的初期。當被發(fā)明后，只需要一根足夠長的導(dǎo)線，加上末端的兩臺，就可以使相距很遠的兩個人進行語音交談。

　　增多后，要使每個擁有的人都能相互通信，我們不可能每兩臺機之間有拉上一根線。于是人們設(shè)立了局，每個用戶都接一根線到局的一個大電路板上。當A希望和B通話時，就請求局的接線員接通B的。接線員用一根導(dǎo)線，一頭插在A接到電路板上的孔，另一頭插到B的孔，這就是“接續(xù)”，相當于臨時給A和B拉了一條線，這時雙方就可以通話了。當通話完畢后，接線員將電線拆下，這就是“拆線”。整個過程就是“人工交換”，它實際上就是一個“合上開關(guān)”和“斷開開關(guān)”的過程。因此，把“交換”譯為“開關(guān)”從技術(shù)上講更容易讓人理解。

電路程控交換機

　　人工交換的效率太低，不能滿足大規(guī)模部署的需要。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和開關(guān)電路技術(shù)的成熟，人們發(fā)現(xiàn)可以利用電子技術(shù)替代人工交換。終端用戶只要向電子設(shè)備發(fā)送一串電信號，電子設(shè)備就可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，將請求方和被請求方的電路接通，并且獨占此電路，不會與第三方共享（當然，由于設(shè)計缺陷的緣故，可能會出現(xiàn)多人共享電路的情況，也就是俗稱的“串線”）。這種交換方式被稱為“程控交換”。而這種設(shè)備也就是“程控交換機”。

　　由于程控交換的技術(shù)長期被發(fā)達國家壟斷，設(shè)備昂貴，我國的普及率一直不高。隨著當年華為、中興通訊等企業(yè)陸續(xù)自主研制出程控交換機，在我國得到迅速地普及。

　　目前，語音程控交換機普遍使用的通信協(xié)議為七號信令（Signalling System No.7）

以太網(wǎng)交換機

　　隨著計算機及其互聯(lián)技術(shù)（也即通常所謂的“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”）的迅速發(fā)展，以太網(wǎng)成為了迄今為止普及率zui高的短距離二層計算機網(wǎng)絡(luò)。而以太網(wǎng)的核心部件就是以太網(wǎng)交換機。

　　不論是人工交換還是程控交換，都是為了傳輸語音信號，是需要獨占線路的“電路交換”。而以太網(wǎng)是一種計算機網(wǎng)絡(luò)，需要傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，因此采用的是“包交換”。但無論采取哪種交換方式，交換機為兩點間提供“獨享通路”的特性不會改變。就以太網(wǎng)設(shè)備而言，交換機和集線器的本質(zhì)區(qū)別就在于：當A發(fā)信息給B時，如果通過集線器，則接入集線器的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都會收到這條信息（也就是以廣播形式發(fā)送），只是網(wǎng)卡在硬件層面就會過濾掉不是發(fā)給本機的信息；而如果通過交換機，除非A通知交換機廣播，否則發(fā)給B的信息C絕不會收到（獲取交換機控制權(quán)限從而監(jiān)聽的情況除外）。

　　目前，以太網(wǎng)交換機廠商根據(jù)市場需求，推出了三層甚至四層交換機。但無論如何，其核心功能仍是二層的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包交換，只是帶有了一定的處理IP層甚至更高層數(shù)據(jù)包的能力。

光交換

　　光交換是人們正在研制的下一代交換技術(shù)。目前所有的交換技術(shù)都是基于電信號的，即使是目前的光纖交換機也是先將光信號轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過交換處理后，再轉(zhuǎn)回光信號發(fā)到另一根光纖。由于光電轉(zhuǎn)換速率較低，同時電路的處理速度存在物理學上的瓶頸，因此人們希望設(shè)計出一種無需經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的“光交換機”，其內(nèi)部不是電路而是光路，邏輯原件不是開關(guān)電路而是開關(guān)光路。這樣將大大提高交換機的處理速率。

 

分類

　　交換機的傳輸模式有全雙工，半雙工，全雙工/半雙工自適應(yīng)

　　交換機的全雙工是指交換機在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時也能夠接收數(shù)據(jù)，兩者同步進行，這好像我們平時打一樣，說話的同時也能夠聽到對方的聲音。目前的交換機都支持全雙工。全雙工的好處在于遲延小，速度快。

　　提到全雙工，就不能不提與之密切對應(yīng)的另一個概念，那就是“半雙工”，所謂半雙工就是指一個時間段內(nèi)只有一個動作發(fā)生，舉個簡單例子，一條窄窄的馬路，同時只能有一輛車通過，當目前有兩量車對開，這種情況下就只能一輛先過，等到頭兒后另一輛再開，這個例子就形象的說明了半雙工的原理。早期的對講機、以及早期集線器等設(shè)備都是實行半雙工的產(chǎn)品。隨著技術(shù)的不斷進步，半雙工會逐漸退出歷史舞臺。　

　　從廣義上來看，網(wǎng)絡(luò)交換機分為兩種：廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機。廣域網(wǎng)交換機主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信用的基礎(chǔ)平臺。而局域網(wǎng)交換機則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機及網(wǎng)絡(luò)打印機等。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機、千兆以太網(wǎng)交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機等。從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級交換機、部門級交換機和工作組交換機等。各廠商劃分的尺度并不是*一致的，一般來講，企業(yè)級交換機都是機架式，部門級交換機可以是機架式（插槽數(shù)較少），也可以是固定配置式，而工作組級交換機為固定配置式（功能較為簡單）。另一方面，從應(yīng)用的規(guī)模來看，作為骨干交換機時，支持500個信息點以上大型企業(yè)應(yīng)用的交換機為企業(yè)級交換機，支持300個信息點以下中型企業(yè)的交換機為部門級交換機，而支持100個信息點以內(nèi)的交換機為工作組級交換機。本文所介紹的交換機指的是局域網(wǎng)交換機。

 

功能

　　交換機的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、錯誤校驗、幀序列以及流控。目前交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網(wǎng)）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。

　　學習：以太網(wǎng)交換機了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來存放在交換機緩存中的MAC地址表中。

　　轉(zhuǎn)發(fā)/過濾：當一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口）。

　　消除回路：當交換機包括一個冗余回路時，以太網(wǎng)交換機通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時允許存在后備路徑。

　　交換機除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡(luò)之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)）之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。

　　一般來說，交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網(wǎng)段，但是有時為了提供更快的接入速度，我們可以把一些重要的網(wǎng)絡(luò)計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵服務(wù)器和重要用戶就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

　　zui后簡略的概括一下交換機的基本功能：

　　1. 像集線器一樣，交換機提供了大量可供線纜連接的端口，這樣可以采用星型拓撲布線。

　　2. 像中繼器、集線器和網(wǎng)橋那樣，當它轉(zhuǎn)發(fā)幀時，交換機會重新產(chǎn)生一個不失真的方形電信號。

　　3. 像網(wǎng)橋那樣，交換機在每個端口上都使用相同的轉(zhuǎn)發(fā)或過濾邏輯。

　　4. 像網(wǎng)橋那樣，交換機將局域網(wǎng)分為多個沖突域，每個沖突域都是有獨立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。

　　5. 除了具有網(wǎng)橋、集線器和中繼器的功能以外，交換機還提供了更*功能，如虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和更高的性能。

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