【理学论文】浅谈现代数据通信中的交换技术

 摘要：近年来，随着计算机技术的发展，产生了一种新的由通信交换技术与计算机技术相互融合的新型交换技术，进而实现了计算机之间以及计算机与终端之间的通信。数据通信是继电报、电话业务之后的第三大通信业务，可实现终端与终端、终端和计算机、计算机和计算机之间的数据信息传递。此技术由计算机技术和通信技术的结合而诞生。它在完成终端和计算机的通信的同时，也在某种程度上完成了计算机间的通信。因此，为了满足人们对通信的要求，数据通信中的交换技术也在逐渐地 发展和进步。

关键词：数据通信；交换技术

前言

随着计算机对远程信息的处理应用和计算机技术的推广和发展，一种全新的通信技术也在慢慢地发展起来，人们把它称作数据通信技术。据通信是继电报、电话业务之后的第三大通信业务，可实现终端与终端、终端和计算机、计算机和计算机之间的数据信息传递。此技术由计算机技术和通信技术的结合而诞生。它在完成终端和计算机的通信的同时，也在某种程度上完成了计算机间的通信。因此，为了满足人们对通信的要求，数据通信中的交换技术也在逐渐地 发展和进步。本文从数据通信的原理，数据通信交换技术的分类及特点和最新发展情况，对现代数据通信中的交换技术做出简单的探讨。

一、数据通信及数据交换的涵义

数据通信是计算机技术和通信技术相互结合的技术，将计算机和数据终端通过传输信道的方式将二者进行联结，实现终端与终端、终端和计算机、计算机和计算机之间的数据信息传递，从而能够有效地实现信息资源和软硬件的共享。

在数据通信系统中，当连接终端与计算机，或者计算机与计算机的不是直通专线，而是要经过网络的接续过程来建立连接的时候，这时两端系统之间的传输线路就是通过通信网络中若干节点转接而成的所谓" 交换线路"。在任意一种拓扑结构的传输网络中，通过节点之间的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间接通数据通路的技术，就称为数据交换技术。数据终端分为两大类，分别是分组型终端（PT）和非分组型终端（NPT）。

二、 通信数据交换技术的分类及特点

数据通信的交换方式要归结于内部的电路交换。通信技术在不同领域内和不同的业务需求中，具有不同的作用，可分为以下几种：

（1）电路方式。作为数据通信技术方式中比较简单的方式，电路方式能够比较简便地实现 两点间的信息传递。电路方式是以双向方式完成信息输送的， 其基本原理源于电话网电路的转换。

（2）分组交换技术。分组交换技术的工作过程是将要发送的数据分割成一定长度的分组，并根据每个分组头上标明的地址按顺序发送，这是一种在传统存储转化方式基础上发展而来的一种新型交换方式。

分组交换技术的特点：分组交换的网络能与不同种类的终端进行连接，网络可以与低速数据网、公用电话网等其他专用网进行连接。传输速率高。其中又包括：分组多路通信：分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信，可把同一信息发送到不同用户；动态分配线路资源；交织传输；逻辑信道：为区分用户，在分组交换中，用户分配的每条逻辑信道均在一次呼叫过程中对应一个逻辑信号；虚电路：根据报文的需要占用多个时隙以及交换机内的相应缓冲存储空间，而并不是建立一条固定的物理通道；多规程兼容：分组网中最常用的协议是，它由CCITT 提出，包括3 个层次：物理层，链路层、分组层。除了规程之外，通过某些规程变换手段，能于不同规程的终端之间进行通信。分组交换技术能利用通信平台提供增值数据业务，并能提供永久虚电路以及交换虚电路能业务。分组交换技术对线路有比较高的利用率，便于各种各样终端间的通信，可同时在一条线路上开放数条虚拟通路，输送信息速度快，网络安全性高，费用便宜，输送信息的质量好等都是它特有的优势。

（3）帧中继技术。帧中继是急于分组交换技术奖原来的分组交换协议进行简化的数据传输技术。它将流量控制、纠缠控制等技术留给终端完成，其本身进是完成OSI 物理层和链路层核心层的功能，由于这样做能极大的简化节点机见的协议，所以提高了传输速率。

帧中继的特点：兼容性好；传输速率高；组网功能强；网络资源利用率高；费用低廉等特点。目前帧中继只采用交换虚电路提供交换技术。

（4）IP 交换技术。IP 交换通常包括三次交换技术。这三层交换技术其实是"二层交换技术+ 路由开发"。先对数据包进行路由地址出来，然后按计算出的路由在ATM 网上简历虚电路，最后使数据包按直通的方式传送并且绕过路由器，从而是数据包的转发速率提高到第2 层交换的速率。

IP 交换的特点：IP 交换的用户可以随时发送信息，不存在连接时延；不需要为通信双方预先建立起专用的通信线路；传输方式为存储转发；通信双方并不是固定占有通信线路，能够大大提高通信线路的利用率。IP 交换由于是面向连接，可以适合多业务环境。

（5）异步转化模式。异步转化模式采用了以信元为单位来进行传输、复接、交换。信元是指将数据图像、语音信息分解成为固定长度为53B 的信息。当复用时获得空信元，就可以飞周期性的插入信息发送出去。

异步转化模式的特点：既通过建立虚电路进行数据传输，同时也支持无连接业务；简化了网络功能协议；采用固定的长度数据包大大提高宽带高速交换效率等。异步转化模式既支持面向连接、无连接数据的通信业务和帧中继，有可以拥有局域互联网，还能拥有互联网以及电视领域，极大的提高了网络经济效益。

（6）多协议标记交换技术。多协议采用标签交换方式对第二次分组进行交换，采用标准分组方式对第三层分组进行转发。通常由标签来规定每个分组通过网络的路径。标签交换路由器和标记边缘路由器是其核心部件，其中标记边缘路由器负责选路的功能，标签交换路由器负责转发的功能。多协议标记交换的特点：支持虚拟专用网；支持流量工程；支持面向连接。多协议标记交换能再ATM 网络上提供IP 服务。

三、 现代数据通信中交换技术的最新发展与应用情况

由于交换技术又分为了电传输和交换阶段、光传输和电交换阶段、光传输和交换阶段三个阶段；电传输和交换阶段是传统通信网络阶段，光传输和点交换阶段是以光纤为传输介质，以光信号在物理通道上传输，则必须按照光电和电光的转化装置。光传输和交换只有在传输终端表现为电信号，而随着商业化的加深，光路交换和光包交换一些新交换技术也陆续出现。

随着光纤技术的快速发展，光纤传输得到了极大的普及。以Internet 为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构，交换技术的发展得到了很好的新契机。另外，随着信息的膨胀，越来越多人的日常生活与网络联系更为紧密，直接导致人类社会对网络业务需求急剧的增长，并且对网络也提出了更高的要求，网络数据交换所承载的内容也越来越丰富，对交换技术的要求也越来越高。

结论

随着交换技术水平的不断提高，数据通信的应用规模和应用范围不断增大，涌现了更多的新业务，网络开始向综合使用、数字传输、宽带和高速的方向发展，随着计算机技术和科技的不断发展，我们可以看到在不远的将来，会出现能够屏蔽底层通信，以交换为核心、光网络为用户为基础、分组型传送技术的开放式的新型网络。这种能提供话音、数据和多媒体的新型业务，能使人们在随时随地享受到安全、高质量的信息共享服务，因此，相关的工作人员应该在工作的过程中不断进行研究和探索， 实现技术革新，有助于推动我国数据通信技术的不断发展。