电信网络交换技术的发展及趋势

梁喆　成永平　吴心成

摘 要：移动通信网络在社会生产以及人们的日常生活中扮演着十分重要的角色，极大的改变人们的通信方式，随着通信技术的不断发展，交换技术也得到极大的进步，在整个通信行业发挥着重要的作用，交换技术在本质上仍然是数据的储存和转发，只是这种储存和转发是在瞬间进行的，因此就成现在我们常见的交换技术。

关键词：电信行业；交换；发展趋势

1 网络交换技术发展历程

1.1 电路交换技术

电路交换技术是电信网络交换技术发展的第一个阶段，移动网络主要有GSM和CDMA网络都是电路交换技术的代表。电路交换技术为了确保双方能够进行通信，根据相应的信令协议给通信的双方分配一条具有一定带宽的线路，这样通信的双方在通信的过程当中通过这条电路保持通信，这条线路的资源将会被一直占用，一直到完成通信之后，按照相应的信令协议释放所占的线路。电路交换技术能够为通信的双方提供具有稳定带宽的线路，能够保证通信的质量，能够保证通信过程中不出现延时，且不需要投资复杂的设备，成本相对较低。但是这种交换技术的缺点也十分的明显，在通信的过程当中会一直占用固定的带宽，即使不说话也会占用线路，从而造成通信网络资源利用率低下。

1.2 分组交换技术

随着技术的不断进步以及社会的快速发展，人们已经不仅仅满足于单纯的语音业务，对于移动数据业务的需求也越来越多，这就使得传统的电路交换技术已经不能够适应移动数据业务的传输。对于移动数据业务来说，经常出现突发速率，这是的数据需要大量的带宽，但是平时数据传输却不需要那么多带宽，造成巨大的资源浪费，同时，如果按照平均水平分配带宽，又会造成数据传输的高峰期发生丢失。此外，由于数据业务对于延时的要求不是很高，但是对于数据传输的准确性有着极高的要求，而在进行语音业务的时候，对于实时性有较高的要求，不允许存在较大的延迟，在一定程度之内可以允许声音的失真。这就使得电路交换技术逐渐被分组交换技术所取代，分组交换技术首先将需要传输的数据进行分割并且在每段数据的开头添加相应的字段，从而能够顺利的完成数据的校验，对数据进行分组。与电路交换技术相比，分组交换技术不需要事先建立连接，而是根据每节数据开头的字段进行发送，这样在数据传输的过程当中可以根据数据量对带宽进行动态分配。和电路交换技术相比，分组交换技术能够最大限度地利用带宽资源，但是由于中间有一个储存的环节，因此具有较高的延时。

1.3 报文交换技术

与上文所提到的分组交换技术类似，报文交换技术也是采用储存转发的方式进行数据传输，不同的是采用报文作为传输的基本单位。一般来说报文长度存在很大的差异，这就使得很难对其分配缓冲区，这样一旦遇到长度较大的报文，就有可能导致较大的延迟。因此在缓冲区的分配上要根据需要来确定不同的大小，从而确保数据传输的成功。作为分组交换的前身，报文交换大多用于数据量较少的通信业务。

1.4 ATM技术

该技术在某种程度上将分组和连接两种机制相结合，用户在发出通讯请求之后，需要建立连接，由于这个连接可以和其他的连接共同利用同一个通道，因此不必单独的使用一个通道，大大地提高了网络带宽的利用率。该技术将大量的数据以及语音分成一定的长度的字段进行传输。除了提高通信网络的利用效率之外，ATM可以在很大程度上确保Qos相关机制的完整性。由于采用光纤作为传输通道，因此可以最大限度的控制传输过程当中的误码率，这样网络可以将大量的资源用于信息的传递而不必进行差错控制，这样可以在最大程度上减少网络传输过程当中的延时，因此ATM技术非常适合对速度要求比较高的数据传输。虽然ATM技术非常优秀，可以应付各种情况，但是由于该技术十分的复杂，相关的设备具有较高的成本，在很大程度上限制了它的广泛使用。

2 电路交换技术和分组交换技术的融合

移动交换技术的发展目标是实现三个移动性，即终端移动性、个人移动性和业务移动性，最终实现真正的个人通信。为了实现上述目标，必须加强下列技术的研究和开发。

2.1 综合交换机技术

长久以来，各个运营商都希望能够利用现有的网络尽可能多的承载更多的业务，这样可以在尽可能减少投资的前提下，获得更好的收益。而综合交换机技术在很大程度上可以通过现有网络，将现有的交换网络进行升级，使其既能够进行宽带交换也能够进行电路交换，这样就可以提供多种不同的业务，从而使现存的网络资源能够在最大限度上得到利用。许多厂家也先后开发了综合交换机，并且相关的行业标准《综合交换机技术规范》也已经制定和颁布。综合交换机具有窄带交换机的功能，同时还要具有宽带交换机的功能。目前的综合交换机的实现方式主要有两种：一种是采用混合交换节点的方式，在交换机内部配置有多个独立交换矩阵，即电路交换矩阵、ATM和IP分组交换模块，传统的PSTN呼叫还主要由电路交换模块进行处理，和宽带相关的业务则交由宽带分组处理模块进行处理，当两个模块之间需要交互时需要进行协议转换。另一种是采用融合交换节点的方式，综合交换机内部基本上只有一个单一的ATM或IP交换矩阵，例如上海贝尔的宽带交换机S12P3S即直接采用ATM技术作为核心交换技术，所有的媒体信息都转换成ATM信元在交换机内部进行处理，对外则同时支持电路交换网、ATM网和IP网。

2.2 移动交换和智能网的结合

传统的智能网一般都是作为有线通信而存在的，由于具有高速度以及大容量的特点，因此其建设十分的完善，但是由于线路的限制，不能够满足移动通信的需求。而移动网则具有很好的移动性，能够有效地摆脱线路的束缚。因此将智能网和移动网络联合起来，实现无缝切换，就能够将二者的优点同时结合起来。MSCP为移动业务控制点，在物理上可与MSC放在一起。

通信新技术的出现、通信新业务的需求和通信网络的变革，都对移动交换提出了新的挑战，也为其向综合交换发展提供了可能性。这一综合交换平台包括：第一，接入综合。应能与现有的或未来的任意接入方式接口，应定义一组与接入方式无关的互通过程。第二，业务综合。应能提供与业务和应用无关的呼叫处理软件。第三，信令综合。应能提供统一灵活的信令方式。第四，网络综合。将多种重叠的网络综合为互通的单一网络，即个人通信网。此综合交换平台为未来个人通信网的发展提供了可能的实现方案。

3 移动软交换技术

软交换技术在很大程度上促进了移动通信交换技术的发展，当前我国的各个移动通信运用上都对其十分的重视。软交换技术在移动通信网络中的应用在很大程度上丰富了业务的类型，增加了运营商市场的占有率。国内外都在抓紧时间制定和出台关于移动软交换技术的相关技术标准和规范，使其成为未来移动通信网络发展的核心。软交换技术当前的发展还有一段路要走，可以断言，移动软交换技术一定会在未来的移动网络发展中大放光彩。

作者简介：梁喆（1993—），男，河北保定人，沈阳理工大学本科在读。

成永平（1995—），男，甘肃定西人，沈阳理工大学本科在读。

吴心成（1996—），男，浙江湖州人，沈阳理工大学本科在读。