計算機網絡中的數據通信交換技術探索構架

王澤

摘要：本文探討了計算機網絡技術和數據通信交換的原理，分析了交換技術的應用范圍，數據通信交換技術，研究了計算機網絡數據通信交換新技術發展方向。

關鍵詞：計算機網絡;數據通信;交換技術

中圖分類號：TP393.02 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0020-01

0 引言

進入21世紀，信息網絡的騰飛發展使得世界之間的聯系日益緊密，共同推動了整個世界的前進，地球村的概念正在形成并被日漸被人們所接受。而這些全都得益于計算機信息技術的突飛猛進，在計算機信息技術中，數據通信交換是一項關鍵技術，其是確保用戶信息得以有效傳輸和接收的重要技術，在眾多交換技術中，最為主要的當屬ATM和IP寬帶數據信息交換技術。文章重點探索計算機網絡中數據通信交換技術的架構。

1 計算機網絡技術和數據通信交換的原理

計算機網絡屬于一種拓撲結構，該拓撲結構分別由相應的獨立計算機連接而成。其中包含的有通信子網、資源子網以及網絡操作系統。轉接和訪問節點主要設置在通信子網和資源子網之中，部分鏈路也設計在其中。這些鏈路主要分為邏輯鏈路和物理鏈路。在邏輯鏈路中，還含有眾多的雙絞線、單模多模光纖、同軸電纜和無線。計算機網絡依據當前的網絡結構，能夠實現資源的共享以及相關數據信息的傳輸。數據通信交換技術在應用時表現為，和各個設備間形成的一種交換信息技術。日常生活中，我們也常看見數據通信交換，其主要是計算機和計算機網絡設備間形成的，該方式較為簡單，不含中間節點，不過其應用范圍相對首先，其無法在廣域網和局域網間進行交換。若要想實現交換，必須設置相應的節點，且節點的位置需要設置在每個宿站點間，從而實現相應的數據信息交換[1]。

2 交換技術的應用范圍

目前，在常規的信息通信過程中，一般多選擇電報網、公用電話網和數據通信網作為數據的信道。相對來說，電報網和公用電話是一種傳統的信道選擇方式，基本已經退出了歷史舞臺，當前4G網絡之中，主要選擇的信道方式為數據通信網。特別是數據信息的交換容量極大時，且對于時效性還有一定要求的通信之中，數據通信網更是備受青睞。然線路交換要求極高的時效性和低廉的成本，亦不能對數據信息出現重大延誤現象，這樣一來，線路交換方式能以獲取較高的傳輸效率。在現實中，若數據信息的容量不夠龐大，但是對于保密性和安全性有著特殊要求的情況下，可以選取該種交換技術。大部分的信息數據傳輸多通過數據通信網來予以實現。

3 數據通信交換技術

3.1 傳統數據交換

（1）電路交換。該交換方式主要指的是將原站點和目的站點連接起來，且其他計算機在整個通信過程結束前不能對此電路進行共享的一種交換方式。交換電路需要構建一定的鏈路，在呼叫時，將閑置的線路搜索出來，并在該線路上進行物理鏈路建立，然后進行數據的有效傳輸，且數據傳輸線路無法和其他接收方進行共享。然后拆除已經連接好的線路，待相關數據信息交換完成后，將每一個節點進行拆除，其依據主要為發送方和接收方的應答。（2）包交換。該交換方式主要采用的是存儲轉發的方式，其主要由數據報和虛電路兩種組合而成。其利用率極好，且通信時的速率和站點均不同，不過需要相對較長的時間，不利于運用到時效性要求極高的數據信息通信業務中[2]。

3.2 光交換技術

（1）波分光交換技術。該技術的基礎就是波分復用技術，特別適用于速度要求高，容量要求大的信息數據傳遞過程中。該交換技術主要利用波長變化來進行光交換。在波分光之中，輸入光纖和輸出光纖是最基本的單元，并包含了眾多的載波信號。此時只需要利用復用器和解復用器，就能夠充分的實現光纖和波長信號的有效轉換。（2）時分光交換技術。該技術要領在于借助時隙互換的特點，進而做到分光的有效轉換。也就是說，在時間分化信號之后，才可以實現相應的轉換功能。具體而言，其首先劃分數據幀為多個長度相等的時隙，并給每一個時隙配置對應的信號，并于同一個光纖上來對所有分配的信號進行統一的連接，最終可以滿足時隙信號的交換以及位置的交換。（3）空分光交換技術。光開關是這一項技術的關鍵核心之一，在傳輸空間之中，利用光開關設備，就可以實現光信號的轉換，其傳輸效率主要受制于光開關的具體速度。（4）波分、空分光和十分技術的組合技術。這是一種新型的組合技術，也是繼承傳統交換技術優勢的基礎上發展而言，能夠更好的實現數據信息的任意交換。

3.3 其他交換技術

ATM交換技術在近年來也備受關注，其一般在綜合寬帶業務數字網中運用的較為普遍，在ATM信元和光纖的共同作用下，用戶可以獲得高質量和高效率的通信服務。同時ATM信元還適當的保留了電路交換技術中的幀中繼交換內容，能夠有效保障信息數據傳輸的時效性。該技術屬于面向包交換的一種技術，主要利用光線進行介質的有效傳輸，能夠開展節點轉發操作，傳輸錯碼率較低，流量和差錯無需進行控制。不過其交換實時性不高，無法開展語音和視頻等信號的傳輸。

4 計算機網絡數據通信交換新技術發展方向

4.1 電傳輸和交換階段

電傳輸與交換階段是傳統的信息數據交換方式，其中具體交換多運用的是電路交換方式、報文交換方式和分組交換方式等，這也是我國計算機網絡通信技術中最后運用的一項數據信息交換技術[3]。

4.2 光傳輸與電交換階段

光傳輸指的是在光纖上實現信息數據的傳輸過程，數據以光信號的形式進行傳播，中繼點僅對電信號予以轉換。此時需要將電光轉換的裝置進行安裝，以便于實現光傳輸和電交換的結合。該種方式目前已經得到廣泛應用，發展勢頭強勁。

4.3 光傳輸和交換階段

該階段發展速度極快。光信號首先進行傳輸，抵達終端之后才逐漸轉變為電信號，這種傳輸方式可以確保信息數據傳輸的高效性和實時性。因當前的分組交換方式，在實際運用中，有時會出現一定的網絡故障。于是一些新型的光傳輸組合通道開始醞釀，也是未來信息數據傳輸的重要發展方向之一。

5 結語

綜上所述，在計算機網絡系統中，數據信息的傳輸和交換十分關鍵，只有采用合適的信息數據交換技術，才能夠最大限度降低信息傳遞過程中的延時、遺漏等問題，確保終端能夠及時獲取到需要的信息數據內容。我國的信息數據交換技術從最早的電路交換和包交換方式開始，不斷發展和完善，進而過渡到光交換技術領域中，實現了信息數據的更好的交換和傳遞。同時，隨著計算機技術的快速發展，信息數據通信交換技術也必將不斷得到完善和發展，特別是5G時代的到來，對于數據信息傳輸的容量和時效性要求更高，就需要更加先進可靠的信息數據交換技術，這也是相關工作人員為之奮斗的重要方向。

參考文獻

[1] 俞卓晶，劉藍田.數據通信技術中交換方式的應用探究[J].電子質量，2018（8）：55-57.

[2] 孫超.計算機網絡數據通信交換關鍵技術[J].電子技術與軟件工程，2017（23）：24.

[3] 黃傳輝.分組交換技術在民航數據通信網絡中的運用研究[J].電子世界，2017（16）：193.

Exploration Framework of Data Communication Exchange Technology in Computer Network

WANG Ze

（Shenyang Telecom Engineering Bureau （Ltd.） ， Shenyang Liaoning? 110000）

Abstract：This paper discusses the principles of computer network technology and data communication exchange， analyses the application scope of the exchange technology， data communication exchange technology， and studies the development direction of the new technology of computer network data communication exchange.

Key words：computer network; data communication; switching technology