淺談分組交換技術及其發展趨勢

關鍵詞：分組交換技術;GPRS;

中圖分類號：A 文獻標識碼：A 文章編號：（2022）-16-

引言

在我國整體科技得到大幅度進步的背景下，電子信息工程也在持續的進行創新，很多高科技產品都廣泛應用。目前網絡中常用的各種交換技術和數據通信中使用的關鍵技術原理，電話通信中使用的電路交換技術，電信網信令系統，數據通信中使用的分組交換技術和幀中繼技術。

1.分組交換技術概述

分組交換技術是在計算機技術發展到一定程度，人們除了打電話直接溝通，分組交換在每個分組的前面加上一個分組頭，用以指明該分組發往何地址，然后由交換機根據每個分組的地址標志，將他們轉發至目的地，這一過程稱為分組交換。分組交換是為數據通信而設計的一種信息交換技術，出現在電路交換和報文交換之后。

進行分組交換的通信網稱為分組交換網。從交換技術的發展歷史看，數據交換經歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業務數字交換的發展過程。分組交換實質上是在“存儲轉發”基礎上發展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優點。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸延時小，交互性好。

分組交換網絡主要問題：首先分組必須攜帶的首部造成了一定的開銷，分組在各結點存儲轉發時需排隊，在時間上造成了一定的時延，其中總時延=排隊時延+處理時延+發送時延+傳播時延。分組交換的因特網其中網絡只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數據報服務。

2.分組交換技術的歷程

分組交換由Donald Davies和保羅·巴蘭在1960年代早期發明。有人認為倫納德·克蘭羅克也是分組交換的發明者，但是Davies在去世之前爭辯這一點并指出，克蘭羅克的研究實際上是關于排隊論，也就是分組交換的關鍵理論基礎。克蘭羅克出版的著作中未顯著提到過把用戶消息分割成段，并通過網絡分別發送他們，這是巴蘭和Davies最重要的創新。

1）電路交換技術

公眾電話網（PSTN 網）和移動網（包括GSM網和CDMA網）采用的都是電路交換技術，它的基本特點是采用面向連接的方式，在雙方進行通信之前，需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路，通信雙方在通信過程中將一直占用所分配的資源，直到通信結束，并且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。

2 報文交換技術

報文交換技術和分組交換技術類似，也是采用存儲轉發機制，但報文交換是以報文作為傳送單元，由于報文長度差異很大，長報文可能導致很大的時延，并且對每個節點來說緩沖區的分配也比較困難，為了滿足各種長度報文的需要并且達到高效的目的，節點需要分配不同大小的緩沖區，否則就有可能造成數據傳送的失敗。

3 分組交換技術

分組交換技術就是針對數據通信業務的特點而提出的一種交換方式，它的基本特點是面向無連接而采用存儲轉發的方式，將需要傳送的數據按照一定的長度分割成許多小段數據，并在數據之前增加相應的用于對數據進行選路和校驗等功能的頭部字段，作為數據傳送的基本單元即分組。采用分組交換技術，在通信之前不需要建立連接，每個節點首先將前一節點送來的分組收下并保存在緩沖區中，然后根據分組頭部中的地址信息選擇適當的鏈路將其發送至下一個節點，這樣在通信過程中可以根據用戶的要求和網絡的能力來動態分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時延較大。

3.分組交換技術的特點

1）分組交換具有多邏輯信道的能力，故中繼線的電路利用率高。

2）可實現分組交換網上的不同碼型、速率和規程之間的終端互通。

3）由于分組交換具有差錯檢測和糾正的能力，故電路傳送的誤碼率極小。

4）分組交換的網絡管理功能強。

5）在分組交換中，由于采用了“虛電路”技術，使得在一條物理線路上可同時提供多條信息通路，即實現了線路的統計時分復用，線路利用率高。

6）分組交換的傳輸費用與距離無關。

4.分組交換技術的應用

分組交換向用戶提供兩種基本業務功能：“交換虛電路”和“永久虛電路”。分組交換還向用戶提供選擇業務功能，主要有閉和用戶群、反向計費、網絡用戶識別、呼叫轉移、虛擬專用網、廣^播服務、幀中繼等業務。分組交換在商業中的應用較為廣泛。

5.分組交換網展望未來

1）分組交換技術的GPRS系統優勢

GPRS是在GSM基礎上發展起來的一種屬于2.5G的移動通信系統。不同于原來GSM所采用的電路交換數據傳送方式，GPRS 采取了分組交換技術，因此在數據業務的承載和支持上具有非常明顯的優勢。GPRS 具有實時在線、按量計費、快捷登錄、高速傳輸、自動切換等優點。

2）分組交換在新一代蜂窩網應用

為了盡快滿足廣大便攜式計算機移動連入因特網要求，2G 蜂窩網在正式進化為3G蜂窩網的過渡時期，提出中間過渡的一代，稱為2.5G蜂窩網。2.5G主要寄托于GPRS （通用分組無線電業務）。這也是為了適應移動數據通信業務需要、向分組交換網過度而邁出的重要一步。接著，在3G蜂窩網，里所當然地要提供分組數據業務，而且必須相應地保證QOS達到預定要求。由此得知。3G的網絡結構既是繼承2G的電路交換網又是利用GPRS的分組交換網，而因特網和其他數據網就通過GPRS與分組交換的無線網取得聯系。

6.小結

總而言之，近些年我國科學技術得到了較大創新，很多行業都取得了重大發展突破，隨著互聯網的高速發展人們對高速數據傳輸和移動多媒體業務的渴望不斷上升，通信界正依托當今飛速發展的通信技術向4G體制挺進。展望未來的高速互聯網世界以分組交換技術為基礎的分組核心網最終將承擔全部數據業務。

參考文獻

[1]楊武軍.現代交換技術[J].分組交換技術的發展，2015（12）：91-92.

[2]陳新. GSM數字蜂窩移動通信[M].北京：人民郵電出版利，1995.

作者簡介：楊東源 2000年3月3日 男 沈陽工學院 ?信息與控制學院 ?電子信息工程