交換原理與通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分析及研究

吳金科

摘 要：隨著現(xiàn)代交換技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，各種交換技術(shù)不斷的被引入通信網(wǎng)中，現(xiàn)代交換原理日新月異，交換技術(shù)的更新將是下一代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)鍵性技術(shù)。本文對通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所引入的幾種交換方式的原理進(jìn)行分析，并且重點對程控交換技術(shù)、信令系統(tǒng)、分組交換技術(shù)、ATM交換技術(shù)進(jìn)行分析，闡明各種現(xiàn)代交換原理的實質(zhì)及其與通信網(wǎng)技術(shù)的有機結(jié)合。

關(guān)鍵詞：交換原理；通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；分析研究

交換技術(shù)就是將用戶間的信息進(jìn)行有目的的傳遞，所謂的數(shù)據(jù)交換就是指數(shù)據(jù)在不同用戶間的轉(zhuǎn)接。如不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換則無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，在通信業(yè)這一要求尤為顯著。網(wǎng)絡(luò)中通過中心交換機將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后并發(fā)向目的地，通信技術(shù)從最初的步進(jìn)制傳輸?shù)饺缃竦男畔⒓夹g(shù)發(fā)展迅速，通信網(wǎng)絡(luò)的交換技術(shù)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(jìn)行探討，以促進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

1 關(guān)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(jìn)行傳遞，其中數(shù)據(jù)交換就是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接。如果沒有交換，世界上就不能進(jìn)行信息傳遞，因此對于各個領(lǐng)域來說特別是通信領(lǐng)域更加依賴交換功能，在通信網(wǎng)絡(luò)中由交換中心負(fù)責(zé)對于四面八方的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由中心交換機將它們傳輸?shù)侥康牡?。從最初的步進(jìn)制到如今的IT，通信的發(fā)展是令人震驚的，通信網(wǎng)在進(jìn)行信息交換時必須借助交換技術(shù)，否則無法處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC（Application specific Integrated Circuit）芯片，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度可以做到非?？臁Ｍㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中的交換技術(shù)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(shù)進(jìn)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(xiàn)通信信息傳遞的過程。交換網(wǎng)絡(luò)是完成語音或者數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)，是電信基礎(chǔ)設(shè)施，包括語音交網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)。世界的各個領(lǐng)域都離不開交換，在通信網(wǎng)領(lǐng)域，就更需要用到交換功能了。在通信網(wǎng)中，信息都是進(jìn)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(fù)責(zé)來自四面八方的信息，并將這些信息轉(zhuǎn)換到所需求的路徑，到達(dá)目的地。

2 程控交換技術(shù)與電話通信網(wǎng)

2.1 軟交技術(shù)

軟交技術(shù)對于企業(yè)發(fā)展是非常重要的，特別是在未來信息化高度發(fā)展的趨勢下，軟交換技術(shù)作為下一代網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備之一，應(yīng)該盡快建立完整和獨立的軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通常以軟交換技術(shù)為基礎(chǔ)，與其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互通，形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由軟交換技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制的核心人物，通過三方的應(yīng)用平臺和各種數(shù)據(jù)庫連接軟交換與應(yīng)用業(yè)務(wù)層，可以為三方應(yīng)用、增值業(yè)務(wù)和管理業(yè)務(wù)提供支持，而應(yīng)用服務(wù)器與軟交換之間可以使用相應(yīng)的接口，策略服務(wù)器與軟交換之間可以采用適宜的協(xié)議來實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的動態(tài)干預(yù)。

近年來，軟交換技術(shù)的發(fā)展相當(dāng)迅速，并且逐漸改善了過去不完善的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立起來較為便捷的應(yīng)用性網(wǎng)絡(luò)，軟交換技術(shù)提供了更加高效的服務(wù)，并且解決了過去常面對的重大問題。首先，軟交換技術(shù)具有終結(jié)呼叫的標(biāo)識功能，其標(biāo)識作為出口網(wǎng)關(guān)可以作為呼叫處理的部分，接入網(wǎng)關(guān)即可以終結(jié)ISDN的PRI，也可以終結(jié)來自企業(yè)PBX的CAS信令。這種接入網(wǎng)關(guān)能夠被軟交換以基于分組電話協(xié)議的多種方式進(jìn)行控制。軟交換技術(shù)可以適用的范圍很廣，包括各種網(wǎng)絡(luò)，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(yè)務(wù)介入網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)部門之間的便捷聯(lián)系，數(shù)據(jù)共享更快捷。因此現(xiàn)代智能網(wǎng)業(yè)務(wù)主要通過軟交換技術(shù)與智能網(wǎng)之間的協(xié)議來實現(xiàn)。

2.2 程控交換技術(shù)

目前通信業(yè)務(wù)逐漸從話音轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)為主導(dǎo)的模式，交換技術(shù)也由過去的電路交換轉(zhuǎn)為分組的數(shù)據(jù)交換，并且逐漸向基于IP的軟交方向發(fā)展。程控交換就是通過專門的計算機，根據(jù)相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)通信中各種介質(zhì)的轉(zhuǎn)換，包括話音、數(shù)據(jù)等。程控交換技術(shù)的軟件主要包括程序和數(shù)據(jù)兩部分，程序部分主要是由操作系統(tǒng)和應(yīng)用兩種程序構(gòu)成，而數(shù)據(jù)部分則由系統(tǒng)數(shù)據(jù)、交換框架數(shù)據(jù)、局?jǐn)?shù)據(jù)和路由、用戶數(shù)據(jù)構(gòu)成。

2.3 分組交換技術(shù)

作為儲存和轉(zhuǎn)發(fā)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(jìn)行儲存和轉(zhuǎn)發(fā)，其具有利用率高、時延小、實時通信能力強等優(yōu)點，在報文交換網(wǎng)之后，作為一種新型交換網(wǎng)絡(luò)可以滿足現(xiàn)代通信以數(shù)據(jù)傳輸為主的需要。諸如電子郵箱、數(shù)據(jù)交換、可視化視頻等都是以其作為網(wǎng)絡(luò)平臺而開發(fā)的多種增值業(yè)務(wù)。其基本原理在于采用動態(tài)復(fù)用技術(shù)分割數(shù)據(jù)，形成多段分組數(shù)據(jù)，并且對每一段進(jìn)行標(biāo)識后，利用動態(tài)復(fù)用技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分組傳輸。分組技術(shù)可以用于許多領(lǐng)域的通信網(wǎng)絡(luò)，包括個機關(guān)、企事業(yè)單位的局域網(wǎng)絡(luò)，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(shù)。對于眾多重要的國民經(jīng)濟部門，采用分組交換技術(shù)在提高工作效率的同時，將帶來極大的經(jīng)濟效益。

2.4 ATM交換技術(shù)

ATM交換技術(shù)是一種電交換，與信令不同的是以信元為單位進(jìn)行交換，其不同之處在于對信頭進(jìn)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(xiàn)，圖的譯碼表列出了該交換單元當(dāng)前的交換狀態(tài)。ATM技術(shù)是以傳遞信息為目的而設(shè)立的，現(xiàn)如今通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)，人們對于信息的需求與對食物的需求無異，而寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)正是在此形勢下，依托ATM交換技術(shù)，結(jié)合數(shù)字電話網(wǎng)而發(fā)展起來的。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代通信技術(shù)對于我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懛浅＞薮?，并且隨著交換技術(shù)的新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，對于現(xiàn)代交換理論和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合分析是非常重要的。在以后的發(fā)展中，交換技術(shù)將是通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心技術(shù)，因此應(yīng)該考慮現(xiàn)代交換技術(shù)在應(yīng)用中的各方面影響因素，對于其與通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間的問題及時予以完善和發(fā)展?，F(xiàn)代交換技術(shù)的發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)的交換通信技術(shù)向下一代的發(fā)展已是大勢所趨，交換技術(shù)將是下一代通信的關(guān)鍵性技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)開放性和可編程方面有了很高的技術(shù)提升，為網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)作出巨大貢獻(xiàn)?，F(xiàn)階段，在公用通信網(wǎng)和各類專網(wǎng)包括電力專用通信網(wǎng)中都有應(yīng)用前景。

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