許曉文 逄成香

（1、中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司安達(dá)市分公司，黑龍江 安達(dá) 151400 2、中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司綏化市分公司，黑龍江 綏化 152000）

1 網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)發(fā)展歷程

1.1 電路交換技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)共經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，電路交換技術(shù)、報(bào)文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)和ATM技術(shù)。公眾電話網(wǎng)（PSTN網(wǎng)）和移動(dòng)網(wǎng)（包括GSM網(wǎng)和CDMA網(wǎng)）采用的都是電路交換技術(shù)，它的基本特點(diǎn)是采用面向連接的方式，在雙方進(jìn)行通信之前，需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路，通信雙方在通信過(guò)程中將一直占用所分配的資源，直到通信結(jié)束，并且在電路的建立和釋放過(guò)程中都需要利用相關(guān)的信令協(xié)議。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是在通信過(guò)程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，并且實(shí)時(shí)性強(qiáng)，時(shí)延小，交換設(shè)備成本較低，但同時(shí)帶來(lái)的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率不高，一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態(tài)，分配的電路都一直被占用。

1.2 分組交換技術(shù)

電路交換技術(shù)主要適用于傳送和話音相關(guān)的業(yè)務(wù)，這種網(wǎng)絡(luò)交換方式對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，有著很大的局限性。首先數(shù)據(jù)通信具有很強(qiáng)的突發(fā)性，峰值比特率和平均比特率相差較大，如果采用電路交換技術(shù)，若按峰值比特率分配電路帶寬則會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)，如果按照平均比特率分配帶寬，則會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)，如果按照平均比特率分配帶寬，則會(huì)造成數(shù)據(jù)的大量丟失。其次是和語(yǔ)音業(yè)務(wù)比較起來(lái)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但需要進(jìn)行無(wú)差錯(cuò)的傳輸，而語(yǔ)音信號(hào)可以有一定程度的失真但實(shí)時(shí)性一定要高。分組交換技術(shù)就是針對(duì)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的特點(diǎn)而提出的一種交換方式，它的基本特點(diǎn)是面向無(wú)連接而采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式，將需要傳送的數(shù)據(jù)按照一定的長(zhǎng)度分割成許多小段數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)之前增加相應(yīng)的用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選路和校驗(yàn)等功能的頭部字段，作為數(shù)據(jù)傳送的基本單元即分組。采用分組交換技術(shù)，在通信之前不需要建立連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)首先將前一節(jié)點(diǎn)送來(lái)的分組收下并保存在緩沖區(qū)中，然后根據(jù)分組頭部中的地址信息選擇適當(dāng)?shù)逆溌穼⑵浒l(fā)送至下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣在通信過(guò)程中可以根據(jù)用戶的要求和網(wǎng)絡(luò)的能力來(lái)動(dòng)態(tài)分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時(shí)延較大。

1.3 報(bào)文交換技術(shù)

報(bào)文交換技術(shù)和分組交換技術(shù)類似，也是采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，但報(bào)文交換是以報(bào)文作為傳送單元，由于報(bào)文長(zhǎng)度差異很大，長(zhǎng)報(bào)文可能導(dǎo)致很大的時(shí)延，并且對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)緩沖區(qū)的分配也比較困難，為了滿足各種長(zhǎng)度報(bào)文的需要并且達(dá)到高效的目的，節(jié)點(diǎn)需要分配不同大小的緩沖區(qū)，否則就有可能造成數(shù)據(jù)傳送的失敗。在實(shí)際應(yīng)用中報(bào)文交換主要用于傳輸報(bào)文較短、實(shí)時(shí)性要求較低的通信業(yè)務(wù)，如公用電報(bào)網(wǎng)。報(bào)文交換比分組交換出現(xiàn)的要早一些，分組交換是在報(bào)文交換的基礎(chǔ)上，將報(bào)文分割成分組進(jìn)行傳輸，在傳輸時(shí)延和傳輸效率上進(jìn)行了平衡，從而得到廣泛的應(yīng)用。

1.4 ATM技術(shù)

ATM技術(shù)將面向連接機(jī)制和分組機(jī)制相結(jié)合，在通信開(kāi)始之前需要根據(jù)用戶的要求建立一定帶寬的連接，但是該連接并不獨(dú)占某個(gè)物理通道，而是和其他連接統(tǒng)計(jì)復(fù)用某個(gè)物理通道，同時(shí)所有的媒體信息，包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像信息都被分割并封裝成固定長(zhǎng)度的分組在網(wǎng)絡(luò)中傳送和交換。ATM另一個(gè)突出的特點(diǎn)就是提出了保證QoS的完備機(jī)制，同時(shí)由于光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，所以可以將流量控制和差錯(cuò)控制移到用戶終端，網(wǎng)絡(luò)只負(fù)責(zé)信息的交換和傳送，從而使傳輸時(shí)延減少，ATM非常適合傳送高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。從技術(shù)角度來(lái)講，ATM幾乎無(wú)懈可擊，但ATM技術(shù)的復(fù)雜性導(dǎo)致了ATM交換機(jī)造價(jià)極為昂貴，并且在ATM技術(shù)上沒(méi)有推出新的業(yè)務(wù)來(lái)驅(qū)動(dòng)ATM市場(chǎng)，從而制約了ATM技術(shù)的發(fā)展。

2 電路交換技術(shù)和分組交換技術(shù)的融合

2.1 綜合交換機(jī)技術(shù)

雖然ATM技術(shù)沒(méi)有讓人們實(shí)現(xiàn)"綜合業(yè)務(wù)"的夢(mèng)想，但人們一直在尋找一種途徑試圖實(shí)現(xiàn)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上提供各種業(yè)務(wù)，電信運(yùn)營(yíng)商也希望能夠充分利用現(xiàn)網(wǎng)資源，盡量為用戶提供豐富的業(yè)務(wù)。首先提出的技術(shù)就是綜合交換機(jī)技術(shù)，主要是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的電路交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，來(lái)達(dá)到同時(shí)支持電路交換和寬帶交換（包括ATM交換和IP交換）的目的。許多廠家也先后開(kāi)發(fā)了綜合交換機(jī)，并且相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《綜合交換機(jī)技術(shù)規(guī)范》也已經(jīng)制定和頒布。綜合交換機(jī)具有窄帶交換機(jī)的功能，同時(shí)還要具有寬帶交換機(jī)的功能。目前的綜合交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：一種是采用混合交換節(jié)點(diǎn)的方式，在交換機(jī)內(nèi)部配置有多個(gè)獨(dú)立交換矩陣，即電路交換矩陣、ATM和IP分組交換模塊，傳統(tǒng)的PSTN呼叫還主要由電路交換模塊進(jìn)行處理，和寬帶相關(guān)的業(yè)務(wù)則交由寬帶分組處理模塊進(jìn)行處理，當(dāng)兩個(gè)模塊之間需要交互時(shí)需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。另一種是采用融合交換節(jié)點(diǎn)的方式，綜合交換機(jī)內(nèi)部基本上只有一個(gè)單一的ATM或IP交換矩陣，例如上海貝爾的寬帶交換機(jī)S12P3S即直接采用ATM技術(shù)作為核心交換技術(shù)，所有的媒體信息都轉(zhuǎn)換成ATM信元在交換機(jī)內(nèi)部進(jìn)行處理，對(duì)外則同時(shí)支持電路交換網(wǎng)、ATM網(wǎng)和IP網(wǎng)。

2.2 IP電話技術(shù)

IP電話技術(shù)目前已經(jīng)成為人們比較熟悉的業(yè)務(wù)，主要采用H.323系列協(xié)議，包括負(fù)責(zé)呼叫建立的信令協(xié)議H.225和負(fù)責(zé)建立媒體通道的H.245協(xié)議，語(yǔ)音業(yè)務(wù)采用RTP分組的方式在IP網(wǎng)中進(jìn)行傳輸。IP電話的語(yǔ)音質(zhì)量雖然沒(méi)有傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)向用戶提供的語(yǔ)音質(zhì)量高，但H.323協(xié)議被普遍認(rèn)為是目前在分組網(wǎng)上支持語(yǔ)音、圖像和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)最成熟的協(xié)議，目前在IP電話領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。世界上有很多利用H.323協(xié)議組建的VoIP網(wǎng)絡(luò)正在運(yùn)營(yíng)。但H.323的有些缺點(diǎn)也很明顯。首先，H.323協(xié)議中的呼叫控制信令是以Q.931為基礎(chǔ)的。Q.931協(xié)議是一種基于UNI接口的協(xié)議，協(xié)議本身比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有關(guān)于NNI接口的定義。這在專用網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)－計(jì)算機(jī)的呼叫沒(méi)有問(wèn)題，但要提供全國(guó)性業(yè)務(wù)及PSTN-to-PSTN連接則必須依賴NNI接口。其次，H.323網(wǎng)絡(luò)中使用的是集中式的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)要同時(shí)處理媒體流和信令流，在處理能力上也限制了H.323網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。目前，ITU-T借鑒IETF相關(guān)規(guī)范的經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)一步擴(kuò)展和修訂H.323系列協(xié)議。另外，和SIP相比較，H.323協(xié)議的可擴(kuò)展性較差，并且為了在H.323網(wǎng)絡(luò)提供類似在電路交換網(wǎng)絡(luò)上向用戶提供的業(yè)務(wù)，許多廠家都對(duì)H.323協(xié)議進(jìn)行了擴(kuò)展，所以不同廠家的H.323設(shè)備之間的互聯(lián)也是一個(gè)H.323網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

3 軟交換技術(shù)

采用軟交換技術(shù)組建電信網(wǎng)絡(luò)正在從試驗(yàn)階段走向商用階段，國(guó)內(nèi)外的各個(gè)運(yùn)營(yíng)商都對(duì)軟交換技術(shù)傾注了極大的熱情，希望能夠利用軟交換技術(shù)來(lái)達(dá)到拓展業(yè)務(wù)種類、增加市場(chǎng)份額的目的。從標(biāo)準(zhǔn)的角度來(lái)講，國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)都在加緊制定和軟交換技術(shù)相關(guān)的一系列技術(shù)規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)上不僅將軟交換技術(shù)作為固定網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的核心技術(shù)，而且移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也將軟交換技術(shù)作為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。軟交換技術(shù)從提出、發(fā)展到完善和成熟，還需要經(jīng)歷技術(shù)的考驗(yàn)和市場(chǎng)的考驗(yàn)。但從技術(shù)的角度來(lái)講，軟交換技術(shù)的提出有著深厚的歷史背景和技術(shù)背景，可以預(yù)見(jiàn)，軟交換技術(shù)必定會(huì)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中一個(gè)重要技術(shù)。

[1]張瑞寧.淺析電信網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展戰(zhàn)略.煤2003-04-30期刊.

[2]韓寧娟.電信網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì).山西焦煤科技 2005-12-30期刊.