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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?，F(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、導航、車（船）隊管理和通信等領域。

　　赫斯曼在多媒體通信領域也處在的位置，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)絡和家用的衛(wèi)星地面站系統(tǒng)。

　　作為自動化網(wǎng)絡方面的專家，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”，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)交換設備出現(xiàn)，1994年，國內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡技術(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?，F(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)絡互聯(lián)功能。交換機能經(jīng)濟地將網(wǎng)絡分成小的沖突網(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)絡節(jié)點的增加、移動和網(wǎng)絡變化的操作。

　　利用專門設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”和“斷開開關”的過程。因此，把“交換”譯為“開關”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。隨著半導體技術(shù)的發(fā)展和開關電路技術(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備發(fā)送一串電信號，電子設備就可以根據(jù)預先設定的程序，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。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，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，邏輯原件不是開關電路而是開關光路。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

　　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?！?/p>

　　從廣義上來看，網(wǎng)絡交換機分為兩種：廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機。廣域網(wǎng)交換機主要應用于電信領域，提供通信用的基礎平臺。而局域網(wǎng)交換機則應用于局域網(wǎng)絡，用于連接終端設備，如PC機及網(wǎng)絡打印機等。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備的MAC地址，并將地址同相應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)絡之外，還可以在不同類型的網(wǎng)絡（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)絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關鍵服務器提供附加帶寬。

　　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)絡計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網(wǎng)絡的關鍵服務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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