交換原理與通信網絡技術的分析及研究

吳金科

摘 要：隨著現代交換技術和通信網絡技術的高速發展，各種交換技術不斷的被引入通信網中，現代交換原理日新月異，交換技術的更新將是下一代通信網絡技術的關鍵性技術。本文對通信網絡技術所引入的幾種交換方式的原理進行分析，并且重點對程控交換技術、信令系統、分組交換技術、ATM交換技術進行分析，闡明各種現代交換原理的實質及其與通信網技術的有機結合。

關鍵詞：交換原理；通信網絡技術；分析研究

交換技術就是將用戶間的信息進行有目的的傳遞，所謂的數據交換就是指數據在不同用戶間的轉接。如不進行數據交換則無法實現數據的傳輸，在通信業這一要求尤為顯著。網絡中通過中心交換機將數據轉換后并發向目的地，通信技術從最初的步進制傳輸到如今的信息技術發展迅速，通信網絡的交換技術涵蓋廣泛，包括：程控交換、電路交換、ATM交換、分組交換和光交換等，本文僅從幾個方面進行探討，以促進通信網絡技術的發展。

1 關于交換原理的概述

1）所謂的交換就是將信息在用戶之間有目的地進行傳遞，其中數據交換就是數據轉接。如果沒有交換，世界上就不能進行信息傳遞，因此對于各個領域來說特別是通信領域更加依賴交換功能，在通信網絡中由交換中心負責對于四面八方的信息進行轉換，由中心交換機將它們傳輸到目的地。從最初的步進制到如今的IT，通信的發展是令人震驚的，通信網在進行信息交換時必須借助交換技術，否則無法處理大規模的數據轉換，從目前的第二層交換機的接口模塊可以看出，因為其含有專門用于處理數據包轉發的ASIC（Application specific Integrated Circuit）芯片，因此轉發速度可以做到非常快。通信網絡中的交換技術包括電路交換、分組交換、ATM交換、軟交換、光交換等，本文選擇幾種交換技術進行分析。

2）交換就是在通信的源和目的終端之間建立通信信道實現通信信息傳遞的過程。交換網絡是完成語音或者數據交換的網絡，是電信基礎設施，包括語音交網絡和數據交換網絡。世界的各個領域都離不開交換，在通信網領域，就更需要用到交換功能了。在通信網中，信息都是進行線路交換的，每一個交換中心都有一個甚至幾個中心交換機，負責來自四面八方的信息，并將這些信息轉換到所需求的路徑，到達目的地。

2 程控交換技術與電話通信網

2.1 軟交技術

軟交技術對于企業發展是非常重要的，特別是在未來信息化高度發展的趨勢下，軟交換技術作為下一代網絡的主要設備之一，應該盡快建立完整和獨立的軟交換網絡結構。通常以軟交換技術為基礎，與其他傳統網絡進行互通，形成統一的網絡結構。由軟交換技術進行網絡控制的核心人物，通過三方的應用平臺和各種數據庫連接軟交換與應用業務層，可以為三方應用、增值業務和管理業務提供支持，而應用服務器與軟交換之間可以使用相應的接口，策略服務器與軟交換之間可以采用適宜的協議來實現對網絡設備的動態干預。

近年來，軟交換技術的發展相當迅速，并且逐漸改善了過去不完善的網絡技術，建立起來較為便捷的應用性網絡，軟交換技術提供了更加高效的服務，并且解決了過去常面對的重大問題。首先，軟交換技術具有終結呼叫的標識功能，其標識作為出口網關可以作為呼叫處理的部分，接入網關即可以終結ISDN的PRI，也可以終結來自企業PBX的CAS信令。這種接入網關能夠被軟交換以基于分組電話協議的多種方式進行控制。軟交換技術可以適用的范圍很廣，包括各種網絡，只需要在線即可，因此對于其保密性無需顧慮，并且可以將綜合業務介入網關，實現部門之間的便捷聯系，數據共享更快捷。因此現代智能網業務主要通過軟交換技術與智能網之間的協議來實現。

2.2 程控交換技術

目前通信業務逐漸從話音轉向數據為主導的模式，交換技術也由過去的電路交換轉為分組的數據交換，并且逐漸向基于IP的軟交方向發展。程控交換就是通過專門的計算機，根據相應的程序實現通信中各種介質的轉換，包括話音、數據等。程控交換技術的軟件主要包括程序和數據兩部分，程序部分主要是由操作系統和應用兩種程序構成，而數據部分則由系統數據、交換框架數據、局數據和路由、用戶數據構成。

2.3 分組交換技術

作為儲存和轉發的交換形式，分組交換通過劃分報文成長度相同的小組，并且將分組進行儲存和轉發，其具有利用率高、時延小、實時通信能力強等優點，在報文交換網之后，作為一種新型交換網絡可以滿足現代通信以數據傳輸為主的需要。諸如電子郵箱、數據交換、可視化視頻等都是以其作為網絡平臺而開發的多種增值業務。其基本原理在于采用動態復用技術分割數據，形成多段分組數據，并且對每一段進行標識后，利用動態復用技術進行數據分組傳輸。分組技術可以用于許多領域的通信網絡，包括個機關、企事業單位的局域網絡，由于其低成本、高靈活性可以使得不同機型、不同速率的用戶之間方便通信，因此許多部門都采用分組交換技術。對于眾多重要的國民經濟部門，采用分組交換技術在提高工作效率的同時，將帶來極大的經濟效益。

2.4 ATM交換技術

ATM交換技術是一種電交換，與信令不同的是以信元為單位進行交換，其不同之處在于對信頭進行處理，將信元從一個邏輯信道（如I1的b）改換到另一個邏輯信道（如Om的s），這個功能又被稱為信頭變換。以上空間交換和時間交換的功能可以用一張翻譯表來實現，圖的譯碼表列出了該交換單元當前的交換狀態。ATM技術是以傳遞信息為目的而設立的，現如今通信產業已經成為發展最迅速的產業，人們對于信息的需求與對食物的需求無異，而寬帶綜合業務數字網正是在此形勢下，依托ATM交換技術，結合數字電話網而發展起來的。

3 結束語

現代通信技術對于我們日常生活的影響非常巨大，并且隨著交換技術的新設備不斷涌現，對于現代交換理論和通信網絡技術的結合分析是非常重要的。在以后的發展中，交換技術將是通信網絡技術的核心技術，因此應該考慮現代交換技術在應用中的各方面影響因素，對于其與通信網絡技術之間的問題及時予以完善和發展。現代交換技術的發展日新月異，傳統的交換通信技術向下一代的發展已是大勢所趨，交換技術將是下一代通信的關鍵性技術，在網絡開放性和可編程方面有了很高的技術提升，為網絡的演進作出巨大貢獻。現階段，在公用通信網和各類專網包括電力專用通信網中都有應用前景。

參考文獻

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