計算機網絡中的通信數據交換技術探討

馬軍

摘要：隨著社會的發展進步，科技也在不斷的發展。尤其是在進入到21世紀之后，人們對計算機網絡技術的關注度也越來越高，計算機網絡技術已經成為人們日常生活中不可或缺的重要因素。在計算機網絡技術中，通信數據交換技術是發展的基礎，其應用是非常廣泛的。本文主要從通信數據交換技術的概念、基本要求和交換出發，分析了幾種常見的通信數據交換技術，并指出了通信數據交換技術的未來發展趨勢。

關鍵詞：計算機網絡；通信數據；交換技術

中圖分類號： TP393.0 文獻標識碼：A

1 前言

數據交換技術是計算機網絡中進行信息傳輸的重要工具，實現了各行業和領域之間快速的信息傳遞，給人們的生活帶來了很大的便利，滿足了人們對大量信息的使用需求。尤其是在當前經濟一體化的市場環境背景下，計算機網絡在社會經濟發展中占有非常重要的地位。通過計算機網絡數據交換技術可以實現信息之間的轉換與傳遞。

從數據交換的發展歷程來看，數據交換經歷了幾個重要的階段，從最初的電話交換時代，發展到數據交換，再到如今的綜合信息交換，數據交換在很大程度上實現從人工向自動化發展的階段。隨著科技的進步，計算機網絡技術的應用也越來越廣泛，這也為數據交換技術帶來了新的發展機遇。只有緊跟時代的發展潮流，大力發展信息技術，將數據交換技術應用到網絡中去，才能實現信息傳遞的快速化和便捷化。

2 通信數據交換技術

2.1 概念

計算機和網絡技術之間的數據信息系統并不是通過專線進行連接，而需要利用互聯網通信系統在計算機之間建立相關的數據聯系。一般情況下，由通信網絡節點連接到通信系統的兩端，從而建立起數據交換線路。在當前網絡信息高速發展的過程中，通過某一項技術便可以實現兩個任意系統之間的數據連接，這種技術就被稱之為數據交換技術。數據交換技術需要以通信子網通數據傳輸為基礎，利用這一技術數據可以隨時進行交換[1]。

2.2 基本要求

常見的數據交換技術都會滿足以下幾點要求。一是實現數據的準確傳輸，在數據傳輸過程中能夠隨時應對數據的變化；二是傳輸速度較快；三是信息的傳輸具備一定的實時性，在傳輸過程中不會耽誤太多的時間，效率非常高，時延性較低。四是能夠根據計算機網絡的實際情況，進行速度調整，從而最大限度的滿足用戶的基本需求。

2.3 數據交換的基本方式

不僅計算機之間需要進行數據交換，在數據終端設備間也需要完成數據通信，為此，可以在數據終端之間連接直達線路，這種方式也是最為簡單的方式，這也就是人們常說的全連通。全連通線路的數量可以隨著終端設備的數量逐漸增加，但是這會降低線路的利用率，這時再使用全連通方式就不適用了，因此，可以在數據終端設備中采用數據交換的方式，數據傳統僅利用數據線，就可以滿足要求，進而提升線路的利用率[2]。

3 常見的通信數據交換技術分析

通信數據交換技術是一種經濟有效的解決方式，交換的概念是進行集中并轉接，需要將各個不同用戶的數據集中到一起，在根據目的地的不同進行信息的轉發。通信數據交換技術不僅能夠實現彼此之間的通信，還能夠在很大程度上減少通信線路的數量。

3.1 電路交換技術

3.1.1 電路交換技術的內涵

電路交換技術是數據通信領域應用最早的交換技術，它主要是通過電路交換來進行數據的傳輸通信，通過在數據中心建立統一的交換節點，從而在數據源和目的地之間建立一條專業的通信線路。最常見的電路交換技術是電話網，傳統的移動網之間采用的是電路交換技術，電路交換技術需要經過建立數據連接、數據傳送、和連接釋放這三個階段。

3.1.2 電路交換的特點

電路交換的特點主要表現在三個方面：一是要在主被叫用戶之間建立一條物理連接，為電路的交換通信建立相應的渠道。二是電話交換在傳輸數據時沒有任何的差錯控制，這樣無法應對要求較高的或突發的數據業務。三是電路交換主要采用的是預分配資源或者是預分配帶寬，這樣可以降低數據傳輸的時延性，減少排隊等待的時間，比較適用于實時性較高的語音通話，但是對于沒有數據傳輸的情況來說，則造成了線路的浪費，使得線路的利用效率降低[3]。

3.1.3 電路交換技術的優缺點

電路交換技術的優點主要體現在兩個方面：一是實時性較強，在建立電子交換的線路之后，一般情況下都能夠將信息快速的傳遞到接受者手中，但是在傳輸信息的過程中也會出現時滯問題。二是獨占性較強。建立的電子交換線路便可以進行信息的傳輸，即使存在站內各種未進行傳輸交換的數據，也不會被其他的站點搶占傳輸交換線路。

尤其電子獨占性較強的優點，也帶來了一定的弊端，在沒有進行數據傳統的情況下，依然占用傳輸線路，造成電路利用率較低。同時，由于電路的連接時間較長，使得網絡的利用率較低。電路交換技術在很大程度上阻礙了用戶端其他業務的有效開展，致使其無法實現直線連接。

3.2 衛星通信和無線接入技術

3.2.1 無線局域網技術

與有線網絡相比，WiFi無線網絡的優勢在于無需布線，只需要一個室內無線AP，就可以為人員較為集中、范圍相對較小地區，如樓宇、家庭、公共場所或工程中不方便布線的地方提供覆蓋和無線接入手段，適合移動辦公的需要。WiFi技術的定位主要是作為高速有線接入技術或蜂窩移動通信的補充，但是無線AP發射功率小，傳輸距離（覆蓋范圍）不遠，在開放性區域達300m左右，在封閉性區域，通訊距離為70米到120米，有阻擋的地方可能只有10～15m。

WiFi的應用目前已經非常普及，不支持漫游，但能解決局部空間的覆蓋，與2G/3G網絡相比，速度更高，與衛星通信結合使用的典型應用場景是機載通信，飛機通過機載衛星通信系統搭建起衛星通信的平臺，在客艙內轉換為WiFi環境，乘客通過個人終端實現互聯網接入功能。類似的應用模式也可以移植到高鐵、動車甚至普通列車上，為乘客在漫長旅途中提供實時寬帶通信的環境，隨著未來寬帶衛星資源進入市場，衛星通信在這一領域內的市場潛力很大。

3.2.2 寬帶多媒體無線接入方式

此類系統使用的是基于McWill、Mc-LTE或TD-LTE地專網移動通信技術，傳輸速率更高，支持寬帶多媒體業務和集群通信，采用碼擴正交頻分多址（CS-OFDMA）、智能天線、空間零陷、聯合檢測等無線通信技術。McWiLL基站最大提供15.36Mbit/s的數據吞吐率，單基站支持2000個用戶注冊，100個同時在線。基于LTE的單基站帶寬最大20MHz，可以支持下行峰值速率100Mbit/s，上行峰值速率50Mbit/s。該類系統面向行業用戶，可以實現在一張網絡內、使用一個頻率，在一部終端上同時提供專業級的語音集群，寬帶數據傳輸、高清視頻上傳及分發調度等豐富的多媒體通信手段。接入終端多樣化，有語音終端、數據終端、多媒體終端。支持非視距傳輸、高速移動、終端漫游切換。

衛星通信系統作為遠程接入平臺，通過衛星鏈路將基站與后方的核心網、視頻監控平臺等設備連接。此外，后方指揮中心還可配置語音調度平臺，實現集群通信的功能。

有多種數據終端設備可選，包括數傳模塊，具有上下行最大吞吐量1.6Mbit/s的無線數據傳輸能力，可以提供多種接口（如：RS232、RJ45），外型小巧，便于連接和安裝，主要用于視頻監控、數據采集、遠程監控等方面，可與視頻編碼器、攝像頭、車載多媒體終端、數據采集設備、工業監控設備、視頻監控設備連接和集成。

便攜式綜合業務終端支持語音、寬帶數據功能。可通過電話口連接普通話機，同時還可以通過網口連接計算機、視頻編碼器等設備，上下行最大吞吐量可達3Mbit/s。

還有一種是集群手持終端/多媒體手持終端，支持點對點語音、集群語音和寬帶數據業務，支持高速移動，最大傳輸速率1.6Mbit/s（雙向）。

此類無線接入技術適合支持移動多媒體綜合業務，包括話音、數據和視頻，終端有多樣化選擇，支持集群通信功能，可用于公網、電力、水利、油田、煤炭、制造業等行業用戶，利用衛星通信作為中繼手段，共同組成專網移動通信系統，提供寬帶多媒體綜合業務。具體廠家的系統工作頻率不同，可選1.8GHz、1.4GHz、400MHz、340MHz和2.3GHz，但都是專用頻段，需要申請使用。與前兩種無線接入技術相比，該類型基站支持速率更高，真正實現寬帶移動多媒體通信業務，也支持基站間漫游服務，但是無論基站多少和業務量大小，后方一般都需單獨設立核心網，提供語音交換平臺和基站管理服務，每個基站容量也較大，用戶終端設備不開放，價格也較高，因此如果用戶數量不大，或者對移動性要求不高，使用這種方案成本相對較高。

4 計算機網絡數據交換技術的發展趨勢

隨著網絡大數據信息時代的到來，無論是人們的日常生活還是經濟發展活動都已經離不開計算機網絡技術的應用，人們同計算機之間的關系也會越來越密切，計算機網絡業務的需求量將呈現逐年增長的趨勢，這就會對計算機技術提出更高的要求，而交換技術作為計算機技術的核心部分，其發展也是非常重要的，必須要始終緊跟時代的發展潮流，做到與時俱進，不斷創新。計算機從人工交換時代發展到自動化和智能化同步發展階段，其業務范圍有了明顯的提升，在很大程度上也促進了異步傳輸技術和同步數字化技術的發展。從當前的發展趨勢來看，計算機網絡數據交換技術開始朝著質量的方向發展，量變的發展速度是非常快的，如今已經實現網絡從千兆跨越到萬兆，而質變的發展也已經逐漸到第七層網絡交換了。盡管如此，還需要大力發展計算機網絡數據交換技術，這離不開對通信交換技術的研發及相應的創新，只有這樣，才能實現網絡數據交換技術更好的發展，使人們之間的交流變得更加便捷。

5 結語

綜上所述，各個不同的通信數據交換技術有不同的優勢。若要傳送的數據量很大，且其傳送時間遠大于呼叫時間，則采用電路交換較為合適；當端到端的通路有很多段的鏈路組成時，采用分組交換傳送數據較為合適。從提高整個網絡的信道利用率上看，報文交換和分組交換優于電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合于計算機之間的突發式的數據通信。在使用過程中要根據實際情況選擇合適的數據通信交換技術。隨著信息化時代的到來，計算機網絡交換技術也會進行不斷的創新，為此，通信數據交換技術需要隨著時代的發展而不斷的進步，以便適應社會的發展需求。從當前計算網絡數據的研究來看，還有很多的進步空間，仍需繼續努力。

參考文獻

[1]郭祥琨.探究互聯網絡中的數據通信交換技術[J]. 信息通信，2017（5）：160-161.

[2]張璐璐.計算機網絡中的數據通信交換技術分析[J]. 電腦迷，2017（3）：191-192.

[3]江琴.計算機網絡數據通信交換及技術研究[J]. 計算機產品與流通，2018（6）：63.

[4]丁曉萍.淺析計算機網絡中的數據通信交換技術探索構架[J]. 數字通信世界，2018，No.164（08）：91.

[5]劉新軍.網絡數據通信交換技術的分析與研究[J]. 電腦編程技巧與維護，（1）.

（作者單位：中移鐵通有限公司蘭州分公司）