電信網絡交換技術的發展及趨勢

梁喆　成永平　吳心成

摘 要：移動通信網絡在社會生產以及人們的日常生活中扮演著十分重要的角色，極大的改變人們的通信方式，隨著通信技術的不斷發展，交換技術也得到極大的進步，在整個通信行業發揮著重要的作用，交換技術在本質上仍然是數據的儲存和轉發，只是這種儲存和轉發是在瞬間進行的，因此就成現在我們常見的交換技術。

關鍵詞：電信行業；交換；發展趨勢

1 網絡交換技術發展歷程

1.1 電路交換技術

電路交換技術是電信網絡交換技術發展的第一個階段，移動網絡主要有GSM和CDMA網絡都是電路交換技術的代表。電路交換技術為了確保雙方能夠進行通信，根據相應的信令協議給通信的雙方分配一條具有一定帶寬的線路，這樣通信的雙方在通信的過程當中通過這條電路保持通信，這條線路的資源將會被一直占用，一直到完成通信之后，按照相應的信令協議釋放所占的線路。電路交換技術能夠為通信的雙方提供具有穩定帶寬的線路，能夠保證通信的質量，能夠保證通信過程中不出現延時，且不需要投資復雜的設備，成本相對較低。但是這種交換技術的缺點也十分的明顯，在通信的過程當中會一直占用固定的帶寬，即使不說話也會占用線路，從而造成通信網絡資源利用率低下。

1.2 分組交換技術

隨著技術的不斷進步以及社會的快速發展，人們已經不僅僅滿足于單純的語音業務，對于移動數據業務的需求也越來越多，這就使得傳統的電路交換技術已經不能夠適應移動數據業務的傳輸。對于移動數據業務來說，經常出現突發速率，這是的數據需要大量的帶寬，但是平時數據傳輸卻不需要那么多帶寬，造成巨大的資源浪費，同時，如果按照平均水平分配帶寬，又會造成數據傳輸的高峰期發生丟失。此外，由于數據業務對于延時的要求不是很高，但是對于數據傳輸的準確性有著極高的要求，而在進行語音業務的時候，對于實時性有較高的要求，不允許存在較大的延遲，在一定程度之內可以允許聲音的失真。這就使得電路交換技術逐漸被分組交換技術所取代，分組交換技術首先將需要傳輸的數據進行分割并且在每段數據的開頭添加相應的字段，從而能夠順利的完成數據的校驗，對數據進行分組。與電路交換技術相比，分組交換技術不需要事先建立連接，而是根據每節數據開頭的字段進行發送，這樣在數據傳輸的過程當中可以根據數據量對帶寬進行動態分配。和電路交換技術相比，分組交換技術能夠最大限度地利用帶寬資源，但是由于中間有一個儲存的環節，因此具有較高的延時。

1.3 報文交換技術

與上文所提到的分組交換技術類似，報文交換技術也是采用儲存轉發的方式進行數據傳輸，不同的是采用報文作為傳輸的基本單位。一般來說報文長度存在很大的差異，這就使得很難對其分配緩沖區，這樣一旦遇到長度較大的報文，就有可能導致較大的延遲。因此在緩沖區的分配上要根據需要來確定不同的大小，從而確保數據傳輸的成功。作為分組交換的前身，報文交換大多用于數據量較少的通信業務。

1.4 ATM技術

該技術在某種程度上將分組和連接兩種機制相結合，用戶在發出通訊請求之后，需要建立連接，由于這個連接可以和其他的連接共同利用同一個通道，因此不必單獨的使用一個通道，大大地提高了網絡帶寬的利用率。該技術將大量的數據以及語音分成一定的長度的字段進行傳輸。除了提高通信網絡的利用效率之外，ATM可以在很大程度上確保Qos相關機制的完整性。由于采用光纖作為傳輸通道，因此可以最大限度的控制傳輸過程當中的誤碼率，這樣網絡可以將大量的資源用于信息的傳遞而不必進行差錯控制，這樣可以在最大程度上減少網絡傳輸過程當中的延時，因此ATM技術非常適合對速度要求比較高的數據傳輸。雖然ATM技術非常優秀，可以應付各種情況，但是由于該技術十分的復雜，相關的設備具有較高的成本，在很大程度上限制了它的廣泛使用。

2 電路交換技術和分組交換技術的融合

移動交換技術的發展目標是實現三個移動性，即終端移動性、個人移動性和業務移動性，最終實現真正的個人通信。為了實現上述目標，必須加強下列技術的研究和開發。

2.1 綜合交換機技術

長久以來，各個運營商都希望能夠利用現有的網絡盡可能多的承載更多的業務，這樣可以在盡可能減少投資的前提下，獲得更好的收益。而綜合交換機技術在很大程度上可以通過現有網絡，將現有的交換網絡進行升級，使其既能夠進行寬帶交換也能夠進行電路交換，這樣就可以提供多種不同的業務，從而使現存的網絡資源能夠在最大限度上得到利用。許多廠家也先后開發了綜合交換機，并且相關的行業標準《綜合交換機技術規范》也已經制定和頒布。綜合交換機具有窄帶交換機的功能，同時還要具有寬帶交換機的功能。目前的綜合交換機的實現方式主要有兩種：一種是采用混合交換節點的方式，在交換機內部配置有多個獨立交換矩陣，即電路交換矩陣、ATM和IP分組交換模塊，傳統的PSTN呼叫還主要由電路交換模塊進行處理，和寬帶相關的業務則交由寬帶分組處理模塊進行處理，當兩個模塊之間需要交互時需要進行協議轉換。另一種是采用融合交換節點的方式，綜合交換機內部基本上只有一個單一的ATM或IP交換矩陣，例如上海貝爾的寬帶交換機S12P3S即直接采用ATM技術作為核心交換技術，所有的媒體信息都轉換成ATM信元在交換機內部進行處理，對外則同時支持電路交換網、ATM網和IP網。

2.2 移動交換和智能網的結合

傳統的智能網一般都是作為有線通信而存在的，由于具有高速度以及大容量的特點，因此其建設十分的完善，但是由于線路的限制，不能夠滿足移動通信的需求。而移動網則具有很好的移動性，能夠有效地擺脫線路的束縛。因此將智能網和移動網絡聯合起來，實現無縫切換，就能夠將二者的優點同時結合起來。MSCP為移動業務控制點，在物理上可與MSC放在一起。

通信新技術的出現、通信新業務的需求和通信網絡的變革，都對移動交換提出了新的挑戰，也為其向綜合交換發展提供了可能性。這一綜合交換平臺包括：第一，接入綜合。應能與現有的或未來的任意接入方式接口，應定義一組與接入方式無關的互通過程。第二，業務綜合。應能提供與業務和應用無關的呼叫處理軟件。第三，信令綜合。應能提供統一靈活的信令方式。第四，網絡綜合。將多種重疊的網絡綜合為互通的單一網絡，即個人通信網。此綜合交換平臺為未來個人通信網的發展提供了可能的實現方案。

3 移動軟交換技術

軟交換技術在很大程度上促進了移動通信交換技術的發展，當前我國的各個移動通信運用上都對其十分的重視。軟交換技術在移動通信網絡中的應用在很大程度上豐富了業務的類型，增加了運營商市場的占有率。國內外都在抓緊時間制定和出臺關于移動軟交換技術的相關技術標準和規范，使其成為未來移動通信網絡發展的核心。軟交換技術當前的發展還有一段路要走，可以斷言，移動軟交換技術一定會在未來的移動網絡發展中大放光彩。

作者簡介：梁喆（1993—），男，河北保定人，沈陽理工大學本科在讀。

成永平（1995—），男，甘肅定西人，沈陽理工大學本科在讀。

吳心成（1996—），男，浙江湖州人，沈陽理工大學本科在讀。