浅谈分组交换技术及其发展趋势

关键词：分组交换技术;GPRS;

中图分类号：A 文献标识码：A 文章编号：（2022）-16-

引言

在我国整体科技得到大幅度进步的背景下，电子信息工程也在持续的进行创新，很多高科技产品都广泛应用。目前网络中常用的各种交换技术和数据通信中使用的关键技术原理，电话通信中使用的电路交换技术，电信网信令系统，数据通信中使用的分组交换技术和帧中继技术。

1.分组交换技术概述

分组交换技术是在计算机技术发展到一定程度，人们除了打电话直接沟通，分组交换在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，这一过程称为分组交换。分组交换是为数据通信而设计的一种信息交换技术，出现在电路交换和报文交换之后。

进行分组交换的通信网称为分组交换网。从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。分组交换实质上是在“存储转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输延时小，交互性好。

分组交换网络主要问题：首先分组必须携带的首部造成了一定的开销，分组在各结点存储转发时需排队，在时间上造成了一定的时延，其中总时延=排队时延+处理时延+发送时延+传播时延。分组交换的因特网其中网络只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

2.分组交换技术的历程

分组交换由Donald Davies和保罗·巴兰在1960年代早期发明。有人认为伦纳德·克兰罗克也是分组交换的发明者，但是Davies在去世之前争辩这一点并指出，克兰罗克的研究实际上是关于排队论，也就是分组交换的关键理论基础。克兰罗克出版的著作中未显著提到过把用户消息分割成段，并通过网络分别发送他们，这是巴兰和Davies最重要的创新。

1）电路交换技术

公众电话网（PSTN 网）和移动网（包括GSM网和CDMA网）采用的都是电路交换技术，它的基本特点是采用面向连接的方式，在双方进行通信之前，需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路，通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。

2 报文交换技术

报文交换技术和分组交换技术类似，也是采用存储转发机制，但报文交换是以报文作为传送单元，由于报文长度差异很大，长报文可能导致很大的时延，并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难，为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的，节点需要分配不同大小的缓冲区，否则就有可能造成数据传送的失败。

3 分组交换技术

分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式，它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据，并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数据传送的基本单元即分组。采用分组交换技术，在通信之前不需要建立连接，每个节点首先将前一节点送来的分组收下并保存在缓冲区中，然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个节点，这样在通信过程中可以根据用户的要求和网络的能力来动态分配带宽。分组交换比电路交换的电路利用率高，但时延较大。

3.分组交换技术的特点

1）分组交换具有多逻辑信道的能力，故中继线的电路利用率高。

2）可实现分组交换网上的不同码型、速率和規程之间的终端互通。

3）由于分组交换具有差错检测和纠正的能力，故电路传送的误码率极小。

4）分组交换的网络管理功能强。

5）在分组交换中，由于采用了“虚电路”技术，使得在一条物理线路上可同时提供多条信息通路，即实现了线路的统计时分复用，线路利用率高。

6）分组交换的传输费用与距离无关。

4.分组交换技术的应用

分组交换向用户提供两种基本业务功能：“交换虚电路”和“永久虚电路”。分组交换还向用户提供选择业务功能，主要有闭和用户群、反向计费、网络用户识别、呼叫转移、虚拟专用网、广^播服务、帧中继等业务。分组交换在商业中的应用较为广泛。

5.分组交换网展望未来

1）分组交换技术的GPRS系统优势

GPRS是在GSM基础上发展起来的一种属于2.5G的移动通信系统。不同于原来GSM所采用的电路交换数据传送方式，GPRS 采取了分组交换技术，因此在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势。GPRS 具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、自动切换等优点。

2）分组交换在新一代蜂窝网应用

为了尽快满足广大便携式计算机移动连入因特网要求，2G 蜂窝网在正式进化为3G蜂窝网的过渡时期，提出中间过渡的一代，称为2.5G蜂窝网。2.5G主要寄托于GPRS （通用分组无线电业务）。这也是为了适应移动数据通信业务需要、向分组交换网过度而迈出的重要一步。接着，在3G蜂窝网，里所当然地要提供分组数据业务，而且必须相应地保证QOS达到预定要求。由此得知。3G的网络结构既是继承2G的电路交换网又是利用GPRS的分组交换网，而因特网和其他数据网就通过GPRS与分组交换的无线网取得联系。

6.小结

总而言之，近些年我国科学技术得到了较大创新，很多行业都取得了重大发展突破，随着互联网的高速发展人们对高速数据传输和移动多媒体业务的渴望不断上升，通信界正依托当今飞速发展的通信技术向4G体制挺进。展望未来的高速互联网世界以分组交换技术为基础的分组核心网最终将承担全部数据业务。

参考文献

[1]杨武军.现代交换技术[J].分组交换技术的发展，2015（12）：91-92.

[2]陈新. GSM数字蜂窝移动通信[M].北京：人民邮电出版利，1995.

作者简介：杨东源 2000年3月3日 男 沈阳工学院  信息与控制学院  电子信息工程