交换原理与通信网络技术的分析及研究

吴金科

摘 要：隨着现代交换技术和通信网络技术的高速发展，各种交换技术不断的被引入通信网中，现代交换原理日新月异，交换技术的更新将是下一代通信网络技术的关键性技术。本文对通信网络技术所引入的几种交换方式的原理进行分析，并且重点对程控交换技术、信令系统、分组交换技术、ATM交换技术进行分析，阐明各种现代交换原理的实质及其与通信网技术的有机结合。

关键词：交换原理；通信网络技术；分析研究

交换技术就是将用户间的信息进行有目的的传递，所谓的数据交换就是指数据在不同用户间的转接。如不进行数据交换则无法实现数据的传输，在通信业这一要求尤为显著。网络中通过中心交换机将数据转换后并发向目的地，通信技术从最初的步进制传输到如今的信息技术发展迅速，通信网络的交换技术涵盖广泛，包括：程控交换、电路交换、ATM交换、分组交换和光交换等，本文仅从几个方面进行探讨，以促进通信网络技术的发展。

1 关于交换原理的概述

1）所谓的交换就是将信息在用户之间有目的地进行传递，其中数据交换就是数据转接。如果没有交换，世界上就不能进行信息传递，因此对于各个领域来说特别是通信领域更加依赖交换功能，在通信网络中由交换中心负责对于四面八方的信息进行转换，由中心交换机将它们传输到目的地。从最初的步进制到如今的IT，通信的发展是令人震惊的，通信网在进行信息交换时必须借助交换技术，否则无法处理大规模的数据转换，从目前的第二层交换机的接口模块可以看出，因为其含有专门用于处理数据包转发的ASIC（Application specific Integrated Circuit）芯片，因此转发速度可以做到非常快。通信网络中的交换技术包括电路交换、分组交换、ATM交换、软交换、光交换等，本文选择几种交换技术进行分析。

2）交换就是在通信的源和目的终端之间建立通信信道实现通信信息传递的过程。交换网络是完成语音或者数据交换的网络，是电信基础设施，包括语音交网络和数据交换网络。世界的各个领域都离不开交换，在通信网领域，就更需要用到交换功能了。在通信网中，信息都是进行线路交换的，每一个交换中心都有一个甚至几个中心交换机，负责来自四面八方的信息，并将这些信息转换到所需求的路径，到达目的地。

2 程控交换技术与电话通信网

2.1 软交技术

软交技术对于企业发展是非常重要的，特别是在未来信息化高度发展的趋势下，软交换技术作为下一代网络的主要设备之一，应该尽快建立完整和独立的软交换网络结构。通常以软交换技术为基础，与其他传统网络进行互通，形成统一的网络结构。由软交换技术进行网络控制的核心人物，通过三方的应用平台和各种数据库连接软交换与应用业务层，可以为三方应用、增值业务和管理业务提供支持，而应用服务器与软交换之间可以使用相应的接口，策略服务器与软交换之间可以采用适宜的协议来实现对网络设备的动态干预。

近年来，软交换技术的发展相当迅速，并且逐渐改善了过去不完善的网络技术，建立起来较为便捷的应用性网络，软交换技术提供了更加高效的服务，并且解决了过去常面对的重大问题。首先，软交换技术具有终结呼叫的标识功能，其标识作为出口网关可以作为呼叫处理的部分，接入网关即可以终结ISDN的PRI，也可以终结来自企业PBX的CAS信令。这种接入网关能够被软交换以基于分组电话协议的多种方式进行控制。软交换技术可以适用的范围很广，包括各种网络，只需要在线即可，因此对于其保密性无需顾虑，并且可以将综合业务介入网关，实现部门之间的便捷联系，数据共享更快捷。因此现代智能网业务主要通过软交换技术与智能网之间的协议来实现。

2.2 程控交换技术

目前通信业务逐渐从话音转向数据为主导的模式，交换技术也由过去的电路交换转为分组的数据交换，并且逐渐向基于IP的软交方向发展。程控交换就是通过专门的计算机，根据相应的程序实现通信中各种介质的转换，包括话音、数据等。程控交换技术的软件主要包括程序和数据两部分，程序部分主要是由操作系统和应用两种程序构成，而数据部分则由系统数据、交换框架数据、局数据和路由、用户数据构成。

2.3 分组交换技术

作为储存和转发的交换形式，分组交换通过划分报文成长度相同的小组，并且将分组进行储存和转发，其具有利用率高、时延小、实时通信能力强等优点，在报文交换网之后，作为一种新型交换网络可以满足现代通信以数据传输为主的需要。诸如电子邮箱、数据交换、可视化视频等都是以其作为网络平台而开发的多种增值业务。其基本原理在于采用动态复用技术分割数据，形成多段分组数据，并且对每一段进行标识后，利用动态复用技术进行数据分组传输。分组技术可以用于许多领域的通信网络，包括个机关、企事业单位的局域网络，由于其低成本、高灵活性可以使得不同机型、不同速率的用户之间方便通信，因此许多部门都采用分组交换技术。对于众多重要的国民经济部门，采用分组交换技术在提高工作效率的同时，将带来极大的经济效益。

2.4 ATM交换技术

ATM交换技术是一种电交换，与信令不同的是以信元为单位进行交换，其不同之处在于对信头进行处理，将信元从一个逻辑信道（如I1的b）改换到另一个逻辑信道（如Om的s），这个功能又被称为信头变换。以上空间交换和时间交换的功能可以用一张翻译表来实现，图的译码表列出了该交换单元当前的交换状态。ATM技术是以传递信息为目的而设立的，现如今通信产业已经成为发展最迅速的产业，人们对于信息的需求与对食物的需求无异，而宽带综合业务数字网正是在此形势下，依托ATM交换技术，结合数字电话网而发展起来的。

3 结束语

现代通信技术对于我们日常生活的影响非常巨大，并且随着交换技术的新设备不断涌现，对于现代交换理论和通信网络技术的结合分析是非常重要的。在以后的发展中，交换技术将是通信网络技术的核心技术，因此应该考虑现代交换技术在应用中的各方面影响因素，对于其与通信网络技术之间的问题及时予以完善和发展。现代交换技术的发展日新月异，传统的交换通信技术向下一代的发展已是大势所趋，交换技术将是下一代通信的关键性技术，在网络开放性和可编程方面有了很高的技术提升，为网络的演进作出巨大贡献。现阶段，在公用通信网和各类专网包括电力专用通信网中都有应用前景。

参考文献

[1]夏雷.软交换网络与现有网络融合的研究[J].北京邮电大学学报，2004（S1）.

[2]王庆.软交换网络与PSTN网络融合浅谈[J].信息通信，2006（02）.

[3]付洪威，杨华，刘云.通信工程实验室的构建[J].实验技术与管理，2006（11）.