壹、網絡交換技術發展歷程1。電路交換技術網絡交換技術經歷了四個發展階段，即電路交換技術、報文交換技術、分組交換技術和ATM技術。公共電話網(PSTN網)和移動網(包括GSM網和CDMA網)都采用電路交換技術，其基本特點是采用面向連接的方式。在雙方通信之前，需要分配壹個固定帶寬的通信電路，雙方都將占用分配的資源直到通信結束，並且在電路的建立和釋放過程中需要使用相關的信令協議。這種方式的優點是可以在通信過程中為用戶提供足夠的帶寬，實時性強，延時小，交換設備成本低，但同時也帶來了網絡帶寬利用率不高的缺點。壹旦電路建立，無論雙方是否處於通話狀態，分配的電路總是被占用。2.分組交換技術電路交換技術主要適用於傳輸語音相關的業務，對於數據業務有很大的局限性。首先，數據通信非常突然，峰值比特率和平均比特率差別很大。如果采用電路交換技術，按峰值比特率分配電路帶寬會造成資源的極大浪費，而按平均比特率分配帶寬會造成大量數據丟失。其次，與語音業務相比，數據業務對時延沒有嚴格要求，但需要無差錯傳輸，語音信號可以有壹定程度的失真，但實時性必須高。分組交換技術是根據數據通信業務的特點提出的壹種交換方式。其基本特征是將待傳輸的數據按照壹定的長度分割成許多小段數據，並在數據前加入相應的用於路由和校驗數據的頭字段，作為數據傳輸的基本單位，即分組。使用分組交換技術，不需要在通信前建立連接。每個節點首先接收上壹個節點發送的數據包並存儲在緩沖區中，然後根據包頭中的地址信息選擇合適的鏈路發送給下壹個節點，這樣在通信時就可以根據用戶的要求和網絡的容量動態分配帶寬。分組交換比電路交換具有更高的電路利用率，但時延更長。3.消息交換技術消息交換技術類似於分組交換技術，它也采用存儲轉發機制。然而，在消息交換中，消息被用作傳輸單元。由於消息長度差異很大，長消息可能會造成很大的延遲，而且每個節點也很難分配緩沖區。為了滿足各種長度消息的需要，達到高效的目的，節點需要分配不同大小的緩沖區，否則數據傳輸可能會失敗。在實際應用中，報文交換主要用於短報文傳輸、實時性要求不高的通信業務，如公用電報網。消息交換比分組交換出現得早。分組交換以消息交換為基礎，將消息分成分組進行傳輸，平衡傳輸延遲和傳輸效率，因而得到了廣泛的應用。4.隨著4的廣泛應用和發展。ATM技術和分組交換技術，存在兩種主要的網絡，用於傳輸語音服務的電路交換網絡和用於傳輸數據服務的分組交換網絡。語音業務和數據業務的分開傳輸，促使人們思考壹種新的技術來同時提供電路交換和分組交換的優勢，同時為用戶提供統壹的業務，包括語音業務、數據業務和圖像信息。於是，在20世紀80年代後期，CCITT提出了寬帶綜合業務數字網的概念和壹種全新的技術——異步傳輸模式(ATM)。ATM技術結合了面向連接的機制和分組機制。在通信開始之前，需要根據用戶的要求建立壹定帶寬的連接。然而，這種連接並不獨占壹個物理信道，而是在統計上將壹個物理信道與其他連接多路復用。同時，包括語音、數據和圖像信息在內的所有媒體信息都被分割並封裝成定長分組，以便在網絡中傳輸和交換。ATM的另壹個突出特點是它提出了壹個完整的機制來保證QoS。同時，由於光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，可以將流量控制和差錯控制移到用戶終端，網絡只負責信息的交換和傳輸，從而降低傳輸時延。ATM非常適合傳輸高速數據業務。從技術上看，ATM幾乎無可挑剔，但ATM技術的復雜性導致ATM交換機成本極高，ATM技術中沒有新的業務推出來帶動ATM市場，制約了ATM技術的發展。目前ATM交換機主要用於骨幹網，主要利用ATM交換的高速性和QoS的保證機制，主要提供半永久連接。二、電路交換技術與分組交換技術的融合1。綜合交換技術雖然ATM技術並沒有使人們實現“綜合業務”的夢想，但人們壹直在尋找壹種方法，試圖在壹個網絡上提供各種業務，電信運營商也希望充分利用現有的網絡資源，盡可能地為用戶提供豐富的服務。首先提出的技術是綜合交換技術，主要目的是通過改造現有的電路交換網絡，同時支持電路交換和寬帶交換(包括ATM交換和IP交換)。許多廠商也開發了集成交換機，相關的行業標準《集成交換機技術規範》也已制定頒布。集成交換機同時具有窄帶交換機和寬帶交換機的功能。目前，集成交換機的實現方式主要有兩種:壹種是采用混合交換節點，交換機中有多個獨立的交換矩陣，即電路交換矩陣、ATM和IP分組交換模塊。傳統的PSTN呼叫主要由電路交換模塊處理，寬帶相關業務由寬帶分組處理模塊處理。當兩個模塊需要交互時，就需要進行協議轉換。另壹種是采用合並交換節點的方式。集成交換機內部基本上只有壹個ATM或IP交換矩陣。如上海貝爾的寬帶交換機S12 P3S，直接采用ATM技術作為核心交換技術，所有媒體信息在交換機內部轉換為ATM信元進行處理，外部支持電路交換網、ATM網和IP網。融合模式的集成交換機在靈活快速的業務部署方面具有很大的優勢，因為它在內部已經變成了壹個統壹的交換平臺。綜合交換機由於功能全面，價格相對較貴，主要用於業務量較大的關口局和端局，不適合全網使用。2.IP電話技術綜合交換機主要采用改造電路交換的方式來支持分組交換。在探索電路交換技術和分組交換技術融合的過程中，人們也希望利用分組網絡來傳輸語音業務。此時，基於Web應用的出現，Internet網絡以驚人的速度發展，並最終發展成為壹個全球性的網絡。人們使用互聯網獲得各種服務。Internet網絡基於IP技術，屬於分組交換技術。它根據路由信息和網絡條件，使用最佳方式獨立傳輸和路由每個數據包。Internet網絡主要用於傳輸數據服務。隨著互聯網的巨大成功，IP技術已經成為未來信息網絡的支柱技術。基於TCP/IP的網絡技術不僅成為傳輸數據業務的主導技術，傳統電信運營商也開始嘗試使用IP技術傳輸語音業務。目前，傳統電信運營商普遍建立自己的IP網絡。除了在IP網絡上提供利潤相對較低的數據業務，運營商希望充分利用現有資源為用戶提供豐富的服務，其中最重要的就是語音業務。目前，語音業務仍然是運營中最重要的收入來源，在分組網絡上傳輸語音業務最早的應用是IP電話技術。目前，IP電話技術已經成為人們熟悉的業務，主要采用H.323系列協議，包括負責呼叫建立的H.225和負責建立媒體通道的H.245。語音服務通過RTP數據包在IP網絡中傳輸。盡管IP電話的語音質量不如傳統電路交換網絡提供的語音質量高，但H.323協議被普遍認為是在分組網絡上支持語音、圖像和數據業務的最成熟的協議，在IP電話領域得到廣泛應用。世界上有許多使用H.323協議的VoIP網絡在運行。但是H.323的壹些缺點也很明顯。首先，H.323協議中的呼叫控制信令是基於Q.931的。Q.931協議是基於UNI接口的協議。協議本身比較簡單，沒有NNI接口的定義。在專網中實現計算機對計算機的呼叫是沒有問題的，但要提供全國業務和PSTN對PSTN的連接，就必須依靠NNI接口。其次，H.323網絡采用集中式網關，網關要同時處理媒體流和信令流，這也在處理能力上限制了H.323網絡的發展。目前，ITU-T正在參考IETF相關規範的經驗，進壹步擴展和修訂H.323系列協議。此外，與SIP相比，H.323協議的可擴展性較差，並且為了提供類似於在電路交換網絡上提供給用戶的服務，許多廠商對H.323協議進行了擴展，因此不同廠商的H.323設備之間的互聯也是H.323網絡發展中的壹個重要問題。然而，IP電話的成功應用及其可觀的市場份額使人們看到了業務融合的曙光，人們逐漸認識到語音業務可以在分組網絡上傳輸，並能取得理想的通信效果。此外，分組交換具有許多潛在的性能優勢。壹個優點是有效地利用傳輸信道的通信容量，特別是對於突發傳輸。雖然語音的突然性沒有交互數據突出，但還是以突發/靜默期的形式表現出壹定的突然性。平均脈沖串的長度取決於所用的靜音檢測器。在典型的電話交談中，單個語音源僅在大約35-45%的時間內是活躍的。另壹個優點是統計復用，因此呼叫擁塞是所需平均帶寬的函數，而不是峰值帶寬的函數。因此，它可以在傳輸控制和計費方面更加靈活。由於這些優勢，互聯網語音應用，尤其是IP電話，成為三網合壹浪潮中最引人註目的應用之壹。3.軟交換技術隨著IP電話技術的發展，通信行業基本達成了分組交換技術將作為未來電信網絡核心的認識，並在這種認識下，從技術角度改進了目前IP電話技術的不足。首先分離了網關呼叫控制和媒體交換的功能，最後提出了軟交換的概念。盡管軟交換技術仍然使用分組網作為承載網，但從技術角度來看，軟交換技術仍然可以被視為交換技術發展的又壹個裏程碑。傳統的電路交換和分組交換網絡在每個網絡節點上集中了太多的智能。在電路交換網絡中，網絡節點不僅負責呼叫控制、處理所有與呼叫相關的信息，還負責建立語音路徑。同時，在電路交換網絡中，很多業務需要在網絡節點上配置相關的業務邏輯。目前很多服務需要在端局做數據，這也制約了服務的及時提供。在以H.323網絡為代表的分組交換網絡中，如上所述，網關設備還需要同時進行呼叫控制和媒體流建立，分組處理時延較長，對網絡節點要求較高。軟交換技術提出的壹個新概念是將呼叫控制、承載建立和業務邏輯分離，所有實體可以通過標準協議進行連接和通信，從而可以在互聯網上更加靈活地提供業務。軟交換設備實際上是壹個基於軟件的分布式交換/控制平臺，是實現傳統程控交換機“呼叫控制”功能的實體。它將呼叫控制功能從傳統網關中分離出來，將服務、控制、接入、交換之間的協議公開，真正實現多廠商的網絡運營環境，可以方便地引入多種業務。軟交換技術建立的電信網絡正從實驗階段走向商用階段。國內外各運營商都對軟交換技術投入了極大的熱情，希望利用軟交換技術拓展業務類型，提高市場份額。從標準來看，國內外標準組織正在加緊制定壹系列與軟交換技術相關的技術規範。軟交換技術不僅被視為固定網絡發展的核心技術，在移動網絡中也被視為未來網絡的核心技術。軟交換技術從提出、發展到完善、成熟，需要經歷技術和市場的考驗。望采納
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