计算机网络中的通信数据交换技术探讨

马军

摘要：随着社会的发展进步，科技也在不断的发展。尤其是在进入到21世纪之后，人们对计算机网络技术的关注度也越来越高，计算机网络技术已经成为人们日常生活中不可或缺的重要因素。在计算机网络技术中，通信数据交换技术是发展的基础，其应用是非常广泛的。本文主要从通信数据交换技术的概念、基本要求和交换出发，分析了几种常见的通信数据交换技术，并指出了通信数据交换技术的未来发展趋势。

关键词：计算机网络；通信数据；交换技术

中图分类号： TP393.0 文献标识码：A

1 前言

数据交换技术是计算机网络中进行信息传输的重要工具，实现了各行业和领域之间快速的信息传递，给人们的生活带来了很大的便利，满足了人们对大量信息的使用需求。尤其是在当前经济一体化的市场环境背景下，计算机网络在社会经济发展中占有非常重要的地位。通过计算机网络数据交换技术可以实现信息之间的转换与传递。

从数据交换的发展历程来看，数据交换经历了几个重要的阶段，从最初的电话交换时代，发展到数据交换，再到如今的综合信息交换，数据交换在很大程度上实现从人工向自动化发展的阶段。随着科技的进步，计算机网络技术的应用也越来越广泛，这也为数据交换技术带来了新的发展机遇。只有紧跟时代的发展潮流，大力发展信息技术，将数据交换技术应用到网络中去，才能实现信息传递的快速化和便捷化。

2 通信数据交换技术

2.1 概念

计算机和网络技术之间的数据信息系统并不是通过专线进行连接，而需要利用互联网通信系统在计算机之间建立相关的数据联系。一般情况下，由通信网络节点连接到通信系统的两端，从而建立起数据交换线路。在当前网络信息高速发展的过程中，通过某一项技术便可以实现两个任意系统之间的数据连接，这种技术就被称之为数据交换技术。数据交换技术需要以通信子网通数据传输为基础，利用这一技术数据可以随时进行交换[1]。

2.2 基本要求

常见的数据交换技术都会满足以下几点要求。一是实现数据的准确传输，在数据传输过程中能够随时应对数据的变化；二是传输速度较快；三是信息的传输具备一定的实时性，在传输过程中不会耽误太多的时间，效率非常高，时延性较低。四是能够根据计算机网络的实际情况，进行速度调整，从而最大限度的满足用户的基本需求。

2.3 数据交换的基本方式

不仅计算机之间需要进行数据交换，在数据终端设备间也需要完成数据通信，为此，可以在数据终端之间连接直达线路，这种方式也是最为简单的方式，这也就是人们常说的全连通。全连通线路的数量可以随着终端设备的数量逐渐增加，但是这会降低线路的利用率，这时再使用全连通方式就不适用了，因此，可以在数据终端设备中采用数据交换的方式，数据传统仅利用数据线，就可以满足要求，进而提升线路的利用率[2]。

3 常见的通信数据交换技术分析

通信数据交换技术是一种经济有效的解决方式，交换的概念是进行集中并转接，需要将各个不同用户的数据集中到一起，在根据目的地的不同进行信息的转发。通信数据交换技术不仅能够实现彼此之间的通信，还能够在很大程度上减少通信线路的数量。

3.1 电路交换技术

3.1.1 电路交换技术的内涵

电路交换技术是数据通信领域应用最早的交换技术，它主要是通过电路交换来进行数据的传输通信，通过在数据中心建立统一的交换节点，从而在数据源和目的地之间建立一条专业的通信线路。最常见的电路交换技术是电话网，传统的移动网之间采用的是电路交换技术，电路交换技术需要经过建立数据连接、数据传送、和连接释放这三个阶段。

3.1.2 电路交换的特点

电路交换的特点主要表现在三个方面：一是要在主被叫用户之间建立一条物理连接，为电路的交换通信建立相应的渠道。二是电话交换在传输数据时没有任何的差错控制，这样无法应对要求较高的或突发的数据业务。三是电路交换主要采用的是预分配资源或者是预分配带宽，这样可以降低数据传输的时延性，减少排队等待的时间，比较适用于实时性较高的语音通话，但是对于没有数据传输的情况来说，则造成了线路的浪费，使得线路的利用效率降低[3]。

3.1.3 电路交换技术的优缺点

电路交换技术的优点主要体现在两个方面：一是实时性较强，在建立电子交换的线路之后，一般情况下都能够将信息快速的传递到接受者手中，但是在传输信息的过程中也会出现时滞问题。二是独占性较强。建立的電子交换线路便可以进行信息的传输，即使存在站内各种未进行传输交换的数据，也不会被其他的站点抢占传输交换线路。

尤其电子独占性较强的优点，也带来了一定的弊端，在没有进行数据传统的情况下，依然占用传输线路，造成电路利用率较低。同时，由于电路的连接时间较长，使得网络的利用率较低。电路交换技术在很大程度上阻碍了用户端其他业务的有效开展，致使其无法实现直线连接。

3.2 卫星通信和无线接入技术

3.2.1 无线局域网技术

与有线网络相比，WiFi无线网络的优势在于无需布线，只需要一个室内无线AP，就可以为人员较为集中、范围相对较小地区，如楼宇、家庭、公共场所或工程中不方便布线的地方提供覆盖和无线接入手段，适合移动办公的需要。WiFi技术的定位主要是作为高速有线接入技术或蜂窝移动通信的补充，但是无线AP发射功率小，传输距离（覆盖范围）不远，在开放性区域达300m左右，在封闭性区域，通讯距离为70米到120米，有阻挡的地方可能只有10～15m。

WiFi的应用目前已经非常普及，不支持漫游，但能解决局部空间的覆盖，与2G/3G网络相比，速度更高，与卫星通信结合使用的典型应用场景是机载通信，飞机通过机载卫星通信系统搭建起卫星通信的平台，在客舱内转换为WiFi环境，乘客通过个人终端实现互联网接入功能。类似的应用模式也可以移植到高铁、动车甚至普通列车上，为乘客在漫长旅途中提供实时宽带通信的环境，随着未来宽带卫星资源进入市场，卫星通信在这一领域内的市场潜力很大。

3.2.2 宽带多媒体无线接入方式

此类系统使用的是基于McWill、Mc-LTE或TD-LTE地专网移动通信技术，传输速率更高，支持宽带多媒体业务和集群通信，采用码扩正交频分多址（CS-OFDMA）、智能天线、空间零陷、联合检测等无线通信技术。McWiLL基站最大提供15.36Mbit/s的数据吞吐率，单基站支持2000个用户注册，100个同时在线。基于LTE的单基站带宽最大20MHz，可以支持下行峰值速率100Mbit/s，上行峰值速率50Mbit/s。该类系统面向行业用户，可以实现在一张网络内、使用一个频率，在一部终端上同时提供专业级的语音集群，宽带数据传输、高清视频上传及分发调度等丰富的多媒体通信手段。接入终端多样化，有语音终端、数据终端、多媒体终端。支持非视距传输、高速移动、终端漫游切换。

卫星通信系统作为远程接入平台，通过卫星链路将基站与后方的核心网、视频监控平台等設备连接。此外，后方指挥中心还可配置语音调度平台，实现集群通信的功能。

有多种数据终端设备可选，包括数传模块，具有上下行最大吞吐量1.6Mbit/s的无线数据传输能力，可以提供多种接口（如：RS232、RJ45），外型小巧，便于连接和安装，主要用于视频监控、数据采集、远程监控等方面，可与视频编码器、摄像头、车载多媒体终端、数据采集设备、工业监控设备、视频监控设备连接和集成。

便携式综合业务终端支持语音、宽带数据功能。可通过电话口连接普通话机，同时还可以通过网口连接计算机、视频编码器等设备，上下行最大吞吐量可达3Mbit/s。

还有一种是集群手持终端/多媒体手持终端，支持点对点语音、集群语音和宽带数据业务，支持高速移动，最大传输速率1.6Mbit/s（双向）。

此类无线接入技术适合支持移动多媒体综合业务，包括话音、数据和视频，终端有多样化选择，支持集群通信功能，可用于公网、电力、水利、油田、煤炭、制造业等行业用户，利用卫星通信作为中继手段，共同组成专网移动通信系统，提供宽带多媒体综合业务。具体厂家的系统工作频率不同，可选1.8GHz、1.4GHz、400MHz、340MHz和2.3GHz，但都是专用频段，需要申请使用。与前两种无线接入技术相比，该类型基站支持速率更高，真正实现宽带移动多媒体通信业务，也支持基站间漫游服务，但是无论基站多少和业务量大小，后方一般都需单独设立核心网，提供语音交换平台和基站管理服务，每个基站容量也较大，用户终端设备不开放，价格也较高，因此如果用户数量不大，或者对移动性要求不高，使用这种方案成本相对较高。

4 计算机网络数据交换技术的发展趋势

随着网络大数据信息时代的到来，无论是人们的日常生活还是经济发展活动都已经离不开计算机网络技术的应用，人们同计算机之间的关系也会越来越密切，计算机网络业务的需求量将呈现逐年增长的趋势，这就会对计算机技术提出更高的要求，而交换技术作为计算机技术的核心部分，其发展也是非常重要的，必须要始终紧跟时代的发展潮流，做到与时俱进，不断创新。计算机从人工交换时代发展到自动化和智能化同步发展阶段，其业务范围有了明显的提升，在很大程度上也促进了异步传输技术和同步数字化技术的发展。从当前的发展趋势来看，计算机网络数据交换技术开始朝着质量的方向发展，量变的发展速度是非常快的，如今已经实现网络从千兆跨越到万兆，而质变的发展也已经逐渐到第七层网络交换了。尽管如此，还需要大力发展计算机网络数据交换技术，这离不开对通信交换技术的研发及相应的创新，只有这样，才能实现网络数据交换技术更好的发展，使人们之间的交流变得更加便捷。

5 结语

综上所述，各个不同的通信数据交换技术有不同的优势。若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。在使用过程中要根据实际情况选择合适的数据通信交换技术。随着信息化时代的到来，计算机网络交换技术也会进行不断的创新，为此，通信数据交换技术需要随着时代的发展而不断的进步，以便适应社会的发展需求。从当前计算网络数据的研究来看，还有很多的进步空间，仍需继续努力。

参考文献

[1]郭祥琨.探究互联网络中的数据通信交换技术[J]. 信息通信，2017（5）：160-161.

[2]张璐璐.计算机网络中的数据通信交换技术分析[J]. 电脑迷，2017（3）：191-192.

[3]江琴.计算机网络数据通信交换及技术研究[J]. 计算机产品与流通，2018（6）：63.

[4]丁晓萍.浅析计算机网络中的数据通信交换技术探索构架[J]. 数字通信世界，2018，No.164（08）：91.

[5]刘新军.网络数据通信交换技术的分析与研究[J]. 电脑编程技巧与维护，（1）.

（作者单位：中移铁通有限公司兰州分公司）