电信网络交换技术的发展及向NGN的演进

    徐剑平

    摘 要：伴随信息技术的快速发展，信息交流越来越频繁，通信网路与通信技术对人们的生产生活变得更加重要。电信网络的交换技术是一直非常重要的通信技术，它能够瞬间存储与转发数据，交换技术最开始是电路交换，接下来是报文交换，最后到分组交换及异步传输交换。

    关键词：电信网络；交换技术；发展

    0 引言

    由于科学技术与通信技术的迅速发展，使得通信网络正向宽带化、IP化及移动化方向发展。网络交换技术是关键的通信技术之一，它不仅从模拟发展到数字，从人工发展到自动，而且实现了分组交换。伴随电信技术的飞速发展，数据信息交换和电话语音交换越来越相近，几乎难以分清它们的界限，程控交换设备与网络交换设备正在渐渐融合，交换技术正向分组承载网络方向发展。

    1 电信网络的几种交换技术

    1.1 电路交换

    电路交换技术是电信网络技术发展第一阶段，也是交换技术最开始的形式，可以将运用电路交换技术时期看成是探索交换技术时期。此阶段的移动网络有很多，能够起代表性作用的有CDMA与GSM，原理都是利用有特定宽度线路让双方通信。通信时，此宽度线路的资源只能为该次通信利用，不能被其他系统利用。电路交换技术最大的运用特征是线路的宽度必须足够稳定，只有稳定才能确保双方通信的质量，同时，线路稳定也利于操作，使操作程序更加简单，且维护线路成本容易，不会带来巨大的维修成本。然而电路交换也有一些缺点，那就是每次线路仅能被通信双方所用，不能充分利用现有的网络资源。

    1.2 分组交换

    由于传统的电路交换技术语音业务较单一，不能满足移动数据快速变化的要求，分组交换技术开始出现。因为移动数据也是具有数据变化快的特点，所以在利用移动数据时时常遇到速率突变问题，电路交换技术的特定宽度不能满足数据突变问题，单一的语音也不会占用较多宽带，因此，移动数据业务与电路交换技术不能有效结合到一起。为保证移动数据准确传输及避免移动数据在速率突变时被丢失，分组交换技术渐渐取代了电路交换技术。分组交换技术会在传送数据前会按照实际情况先分割数据，将不同字段添加到新分段起始端。添加字段过程中，要校验数据并将数据进行有序分组。与传统电路交换技术不同，分组交换技术很多优点，它能够利用数据开头字段的识别来发送数据，省去了连接数据环节，传送数据过程中可以合理分配宽带，因此，分组交换技术能够更加充分合理的利用宽带资源。然而分组交换技术有一定局限性，操作过程中需要存储信息和数据，这会给操作造成一定延时。

    1.3 报文交换

    报文交换技术工作原理与分组交换技术原理很相似，它也是要先储存数据然后再转发，进而进行交换。与分组交换技术不同的是，报文交换技术传输数据与信息时的基本单位是报文，正常情况下，每单位报文长度要时刻变化，且互不相同，这使分配信息工作很困难，特别是长度较长报文在传送过程中很容易出现延迟。因此，对报文交换技术来说，缓冲区分配报文工作非常重要，不能按照报文数量及长度进行分配，而必须根据实际情况及时调整分配。同时，这也使得报文交换技术仅适用于传输数据量小的通信业务。

    1.4 异步传输

    异步传输（ATM）技术是前三种技术的结合，它工作形式是有了通信要求后，先构建一个连接系统，再进行数据传输。异步传输技术在连接系统时没有占用独立的数据通道，这使得宽带在通信过程中也能够为其他业务服务，充分利用了带宽，使资源效益得到最大化。异步传输技术用到了分组传输法，它在传输数据同时会按照长度把语音与数据分段，因为光纤是其传输通道，所以它大大减少了误码率，使数据传输更加准确。异步传输技术运用特征使它能够用于很多数据传输中，特别是能够满足高速度数据的传输要求。然而异步传输技术还没有达到是否完善，还存有一些缺点，例如：因为成本高不利于广泛使用。

    2 电信网络时代

    新时代是电信网络时代，新一代网络（NGN）是以往传统的电信技术的一个发展里程碑，它以分组网络为基础的，可以提供电信业务的新一代网络，是充分利用了很多服务质量保证与宽带能力的传输技术，新一代网络业务的功能和它的传输技术相互独立。新一代网络能够使用户根据自己需要与不同业务的供应商相连接，同时支持移动性。新一代网络可以说是基于ATM/IP分组网络域PSTN语音网络相融合的产物，它能够提供很多种业务，例如：数据、语音及多媒体，并且这些业务可以同时进行，综合性较强，它是非常开发的网络平台体系，能够使用户用到千兆光纤。另外，新一代网络还可以把低资费的IP电话引到本地市话中，进而大幅度降低本地通话费成本。新一代网络技术最开始是软交换技术，把新一代网络勘察是提供网络域多业务相融合的系统，然后有了IMS。软交换技术现将呼叫控制功能在传输层里分隔处理，先利用服务器完成基本呼叫功能。IMS技术是以SIP网络能够提供媒体通用架构为基础的，它能够进一步分解控制层的各种功能，使承载控制实体与会话控制实体功能相分离，进而让网络架构变得更加灵活，因此说IMS比以往软交换更软。IMS技术凭借其控制、业务及承载分离能力架构，汇集用户属性与接入没有关联等特征，解决软交换不能解决的问题，例如：提供标准开发业务接口、提供用户移动性支持等，与接入没有关系也使IMS变为移动网络与固定网络相融合演进的前提，之所以要建立IMS，就是因为它合接入没有关联，能够被固定网络与移动网络共同使用。IMS是新一代网络的关键技术之一，它也是解决固网和移动融合，引入数据、语音、视频等业务的关键方式。

    3 结束语

    我国的软交换与IMS技术是互补的。新一代网络是未来我国电信网络发展主流目标，其演进是分步渐进的慢过程。尽管目前的IMS还没有完全将软交换所取代，但随着媒体需求的增加与技术的完善，IMS一定是网络发展的新趋势。

    参考文献：

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