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随着进入信息时代，信息技术在进行着飞速的发展，各种新技术不断涌现。推动网络通信技术快速发展的重要因素就是交换技术在不断的发展。在当前的实际生活中，有着越来越多的交换技术被应用到了通信网络中。本文就将对交换原理进行叙述之后，对通信网络中常用的交换方式进行详细的介绍。
【关键词】
通信交换原理；通讯网络技术；交换方式
随着信息技术飞速的发展，与人们生活息息相关的通信技术也在产生着日新月异的变化。在通信网络中核心技术是交换技术。当前交换技术进行着不断的更新，并以此推动着通信网络技术的发展。由此，我们可以看出交换技术在通信网络技术中具有着重要的意义，需要加大对其的研究力度。下面本文将对交换原理进行详细的介绍。
1交换原理概述
所谓的交换指的就是具有目的性的在用户之间传递信息，数据交换指的就是不同用户之间数据的转换，也就是数据转接。人与人之间只要进行信息传递，那势必需要交换。这也正是交换在通信领域占据重要位置的原因。在整个通信网络中，交换中心用来对来自四面八方的信息进行转换，然后由中心交换机将这些信息传送到指定的目的地，最初通信技术利用步进制进行传输，而在科学技术发达的今天已经转变为了利用IT。如果通信网需要大规模对数据进行转换，一定需要交换技术，目前第二层交换机接口模块转发速度很快，是因为其中应用了用于专门处理数据包转发的ASIC芯片。
2通信网络技术中常用的交换方式
随着国家对科学技术重视程度的提高以及支持力度的加大，有不少的新兴技术涌现出来，而现在的交换技术也是多种多样，基本上可以分为程控交换、分组交换以及ATM交换技术等，下面本文就将对这些技术展开针对性的介绍。
2.1程控交换技术
程控交换指的是利用计算机控制，主要是利用一些程序对语音、数据等各种介质进行转换的交换技术。我们知道以前信息传输是语音传输，但是随着科技的进步，现在人们采用的是更为准确，快速的数据传输，所以，以往传统的电路交换技术逐渐改变为了现在的数据交换，并且逐渐向基于IP的软交方向发展着。在程控交换技术中最重要软件就是程序以及数据，再仔细划分，程序中主要指的是操作系统以及应用程序。而数据主要指的是系统数据、用户数据、交换框架等数据。
2.2分组交换技术
在机关单位以及事业单位的内部局域网中应用较多的便是分组交换技术。我们知道，很多时候有一些篇幅较长的报文，而人们同样希望着这些信息能够快速的进行传输。这时就需要分组交换技术。还是以发送报文信息为例，利用分组交换技术指的就是将这些较长的报文分成几段等长的报文组，这样在信息进行传输的时候可以减少延时，获得较高的利用效率，实时通信性会变的较长。而基于分组交换技术，渐渐产生了电子邮件、在线视频、数据交换等种种业务，这些增值业务的原理与分组交换技术相似，都是将一系列动态的数据进行分割分组，对多组数据进行传输。由此可以看出分组交换技术能够很大程度上满足数据通信的要求。
2.3ATM交换技术
说到ATM技术可能很多人会感到陌生，但是如果提到宽带的话，人们都一定再熟悉不过。随着科学技术以及经济的发展，宽带已经走进了千家万户，成为了人们生活中必不可少的一部分，而宽带技术正是基于ATM交换技术。我们知道宽带能够很好的对用户的信息进行保护，所以才会被越来越多的人接纳，因此可以看出，ATM交换技术具有较好的封闭性以及安全性，用户数据相对来说较为安全。接着ATM交换技术是利用信元从一个信道转移到另一个信道从而对信头进行处理，而实现信元在时间以及空间交换的时候是通过译码的方式实现。
2.4软交换技术
软交换技术是下一代网络的主要设备，对软交换网络的建立，各企业都需要加以重视，因为这直接关系到了整个企业在未来的发展。我们可以看出未来的时代是信息化高速发展的时代，因此哪个企业能够占得先机就一定能够在未来获得巨大的成功。在建立相对较为完善的软交换网络的时候一般需要将软交换技术作为基础，在此基础之上于传统网络进行联系，形成一个统一的整体。在这个系统之中，网络控制的核心是软交换技术，第三方的应用平台以及数据则需要提供增值、管理等第三方业务。近年来，软交换技术已经获得了较快的发展，逐渐建立起较为完善的网络，提供更加高质量的服务，满足人们日益增长的需求。
3小结
现代通信技术对我们的生活产生了巨大的影响，渗透到了我们生活中的方方面面。而交换技术又是其核心技术，随着交换技术的更新，在今后的发展过程中需要认真对现代交换技术应用的影响因素进行详细的研究，以便于改善通信网络技术中存在的问题，提高人们的生活质量。本文在介绍了交换技术原理的同时也对程控交换技术、分组交换技术、ATM交换技术、软交换技术的原理、优势等基本信息进行了详细的介绍，希望能够对通信网络技术的发展产生积极作用。
作者：黎旭 赵诗琦 张桂娟 单位：沈阳理工大学
参考文献
[1]冯会栓.现代交换原理与通信网络技术探析[J].硅谷，2013，14：34~35.
关键词 交换原理；通信网络技术；软交换
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0034-02
1 交换的概述
所谓的交换就是将信息在用户之间有目的地进行传递，其中数据交换就是数据转接。如果没有交换，世界上就不能进行信息传递，因此对于各个领域来说特别是通信领域更加依赖交换功能，在通信网络中由交换中心负责对于四面八方的信息进行转换，由中心交换机将它们传输到目的地。从最初的步进制到如今的IT，通信的发展是令人震惊的，通信网在进行信息交换时必须借助交换技术，否则无法处理大规模的数据转换，从目前的第二层交换机的接口模块可以看出，因为其含有专门用于处理数据包转发的ASIC（Application specific Integrated Circuit）芯片，因此转发速度可以做到非常快。通信网络中的交换技术包括电路交换、分组交换、ATM交换、软交换、光交换等，本文选择几种交换技术进行分析。
2 程控交换技术与电话通信网
2.1 程控交换技术
目前通信业务逐渐从话音转向数据为主导的模式，交换技术也由过去的电路交换转为分组的数据交换，并且逐渐向基于IP的软交方向发展。程控交换就是通过专门的计算机，根据相应的程序实现通信中各种介质的转换，包括话音、数据等。程控交换技术的软件主要包括程序和数据两部分，程序部分主要是由操作系统和应用两种程序构成，而数据部分则由系统数据、交换框架数据、局数据和路由、用户数据构成。
2.2 软交技术
软交技术对于企业发展是非常重要的，特别是在未来信息化高度发展的趋势下，软交换技术作为下一代网络的主要设备之一，应该尽快建立完整和独立的软交换网络结构。通常以软交换技术为基础，与其他传统网络进行互通，形成统一的网络结构。由软交换技术进行网络控制的核心人物，通过三方的应用平台和各种数据库连接软交换与应用业务层，可以为三方应用、增值业务和管理业务提供支持，而应用服务器与软交换之间可以使用相应的接口，策略服务器与软交换之间可以采用适宜的协议来实现对网络设备的动态干预。
近年来，软交换技术的发展相当迅速，并且逐渐改善了过去不完善的网络技术，建立起来较为便捷的应用性网络，软交换技术提供了更加高效的服务，并且解决了过去常面对的重大问题。首先，软交换技术具有终结呼叫的标识功能，其标识作为出口网关可以作为呼叫处理的部分，接入网关即可以终结ISDN的PRI，也可以终结来自企业PBX的CAS信令。这种接入网关能够被软交换以基于分组电话协议的多种方式进行控制。软交换技术可以适用的范围很广，包括各种网络，只需要在线即可，因此对于其保密性无需顾虑，并且可以将综合业务介入网关，实现部门之间的便捷联系，数据共享更快捷。因此现代智能网业务主要通过软交换技术与智能网之间的协议来实现。
3 NO.7信令系统
这是一种通用公共信道信令系统，其优点在于信道利用率高、信令可以告诉传递并且传递量较大，传递的信令既包括传统的中继线路接续信令，还包括与传统接续信令无关的管理维护等信息。可将信令网和通信网相互分离，便于进行维修和管理，这种系统有助于通信系统的综合化和智能化发展。
3.1 主要结构
NO.7信令系统是为了实现建立呼叫和释放呼叫而设计的，其主要由信息传递、信令连接控制和用户三部分构成。由于系统采取分层的结构使得系统更具有灵活性和开放性。信令系统的信息传递部分可以实现信令数据链路的三级功能，信令连接控制部分则扩大了MTP的业务范围，实现了全地址和子系统号码自动寻址的功能。而用户部分既可以提供传统信令的基本用户业务和附加业务，还能够支持64kbit/s和n×64kbit/s等多种承载业务。
3.2 NO.7信令系统的应用
目前NO.7信令系统多采用三级网结构，具体包括高级信令转接点、地基信令转接点和信令点。高级信令转接点一般具有两个平行的平面网，通过HSTP相互连接；而两个平面之间配对的HSTP与LSTP相连接，采用符合分担方式进行HSTP与LSTP之间的信令链路组；LSTP与SP之间的连接应该根据实际情况选择相应的形式，而SP必须与两个以上的LSTP或HSTP相连，连接不同则应该采用不同的符合分担方式；每个信令链路组至少应包括两条信令链路、并尽可能采用分开的物理通路；两个信令点间若信令业务量足够大时可以设置直达信令链路；第一级STP（HSTP）设置在直辖市各省区内，第二级STP（LSTP）设在地区或一个地级市内、电话网和信令网的对应关系，C1和C2中心都由HSTP汇接，C3、C4由LSTP汇接。
4 分组交换技术
作为储存和转发的交换形式，分组交换通过划分报文成长度相同的小组，并且将分组进行储存和转发，其具有利用率高、时延小、实时通信能力强等优点，在报文交换网之后，作为一种新型交换网络可以满足现代通信以数据传输为主的需要。诸如电子邮箱、数据交换、可视化视频等都是以其作为网络平台而开发的多种增值业务。其基本原理在于采用动态复用技术分割数据，形成多段分组数据，并且对每一段进行标识后，利用动态复用技术进行数据分组传输。分组技术可以用于许多领域的通信网络，包括个机关、企事业单位的局域网络，由于其低成本、高灵活性可以使得不同机型、不同速率的用户之间方便通信，因此许多部门都采用分组交换技术。对于众多重要的国民经济部门，采用分组交换技术在提高工作效率的同时，将带来极大的经济效益。
5 ATM交换技术
ATM交换技术是一种电交换，与信令不同的是以信元为单位进行交换，其不同之处在于对信头进行处理，将信元从一个逻辑信道（如I1的b）改换到另一个逻辑信道（如Om的s），这个功能又被称为信头变换。以上空间交换和时间交换的功能可以用一张翻译表来实现，图的译码表列出了该交换单元当前的交换状态。ATM技术是以传递信息为目的而设立的，现如今通信产业已经成为发展最迅速的产业，人们对于信息的需求与对食物的需求无异，而宽带综合业务数字网正是在此形势下，依托ATM交换技术，结合数字电话网而发展起来的。
6 结束语
现代通信技术对于我们日常生活的影响非常巨大，并且随着交换技术的新设备不断涌现，对于现代交换理论和通信网络技术的结合分析是非常重要的。在以后的发展中，交换技术将是通信网络技术的核心技术，因此应该考虑现代交换技术在应用中的各方面影响因素，对于其与通信网络技术之间的问题及时予以完善和发展。
参考文献
[1]夏雷.软交换网络与现有网络融合的研究[J].北京邮电大学学报，2004（S1）.
[2]王庆.软交换网络与PSTN网络融合浅谈[J].信息通信，2006（02）.
[3]付洪威，杨华，刘云.通信工程实验室的构建[J].实验技术与管理，2006（11）.
[4]史艺.下一代软交换铁路调度通信系统研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2012（04）.
[5]赵恺，王军弟.下一代微机监测系统研究[J].兰州工业高等专科学校学报，2011（03）.
关键词：通信交换原理；通讯网络技术；交换方式
随着信息技术的不断发展，人们的日常生活受现代通信技术的影响很大，在通信网络技术当中，交换技术在不断的被更新，在很大程度上推动了通信网络技术的快速发展。可以说，通信网络技术的核心技术就是交换技术。因此，在以后的发展中要充分考虑现代交换技术在应用过程中所受的影响因素，当出现问题时能够及时解决问题，使通信网络技术能够得到完善和发展，可见加大对交换技术在通信网络技术中的应用具有重要的研究意义。
1交换原理概述
交换技术是指有目的的传递用户之间的信息，而数据交换是指转换不同用户之间的数据，世界上要想进行信息的传递就必须进行交换，所以在很多领域上交换具有重要的应用，特别是在通信领域对交换功能则更加具有依赖性，应用于通信网络交换中心，负责转换来自四面八方的信息，在通过中心交换机，将这些信息向目的地进行传输。一开始的通信技术是步进制传输，已经发展为今天的IT，可以说通信行业有了巨大的发展，而通信技术要想实现转换大规模的数据就需要依靠交换技术进行信息之间的交换。现在地热层交换机结构模块主要用ASIC（ApplicationspecificIntegratedCircuit）芯片进行数据包的转发，具有非常快的转发速度。
2通信网络技术中常用的交换方式
随着科学技术的不断发展，信息技术得到了快速的发展，现在常见的交换技术已经有很多，常见的有程控交换、分组交换技术以及ATM交换技术等，具体如下。
2.1程控交换技术
以前在进行传输时采用的是语音传输，而现在通信业务已经转换为数据传输，这种给编，也使传统的电路交换技术转变现在数据软交换。程控交换技术，是指通过程序控制进行的交换技术，通过专门的计算机对数据和语音之间的程序交换。程序和数据是程控交换技术的要组成部分，而系统程序和应用程序组成了程序，而系统数据、用户数据、路由数据和交换框架数据则组成了数据。
2.2分组交换技术
分组交换技术是指将报文分成一些等长的报文组，在存储和转发这些报文组，具有较高的利用率。延时小以及较强的实时通信能力等特点，存储和转发是分组交换技术的交换形式，分组交换技术是报文交换网之后发展出的一个新型交换网络技术，在很大程度上能够使现代的通信数据传输要求得到满足。在此基础上产生了包括电子邮件、在线视频及数据交换等原理的增值业务，这些都是利用了动态技术将数据进行分割，转变成多组数据，并对这些数据进行标识，再通过分组进行传输。分组交换技术的应用范围比较广，其中包括机关单位和企事业单位内部的局域网，并对不同的机型以及不同传输速率的用户之间传输数据都适用。
2.3ATM交换技术
作为电交换技术的一种，ATM交换技术进行交换的交换单位是信元，对信头的交换处理是将信元从一个逻辑信道迁移到另一个逻辑信道，实现这些信元时间和空间的交换是通过一张翻译表，通过译码可以对当前的交换状态进行列出。在当今时代，人们对信息的依赖无异于对食物的依赖，现在应用广泛的宽带业务就是在ATM交换技术的基础上，结合数字电话网逐渐发展起来的。与其他的交换技术相比，ATM交换技术的安全性和封闭性更高，可以在很大程度上对用户的数据进行保护。
2.4软交换技术
随着信息技术的不断发展，下一代网络交换技术的主要技术将会是软交换技术，在很多企业的发展中起着重要的作用，软交换技术和传统的网络一直是相互联系的技术，保证了网络数据的统一性，网络控制的核心就是软交换技术，其业务层是第三方应用平台和数据，同时又提供了第三方应用以及管理业务，使协议对网络设备的干预得到了保证。
参考文献：
[1]李硕,王学望,康锐.面向完整性要求的航空电子全双工交换式以太网可靠性评价参数研究[J].西安交通大学学报,2013(3).
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[3]何育武.全局在胸道义在肩——中国电信新疆公司勇担责任高效执行应急通信保障任务[J].中国电信业,2010(4).
[4]张培.高职现代交换技术学习领域课程开发实践——以苏州市职业大学为例[J].南通职业大学学报,2015(A2).
在耗能方面就减少了对供电的要求,这样不但能够节约能量,还能够减少机房的建筑面积,因为软交换的承载和控制介质是相互分离的,所以采用集中放置和集中管理软交换通信网络的核心,最终达到在运维成本方面来减少网络整体成本的目的。建设成本低传统的网络交换与软交换技术在交换结构上有很大的差别,传统的交换构架有很大程度上的封闭性,然而新型的软交换技术拥有良好的开放性,在核心控制上也有一定的改变,经过使用开放端口以及通用协议,说明了进行软交换的对象是网络中的全部用户,其中网络构架也由原来的高成本变为了低成本,由原来的封闭式变为现在的开放式,这种改变提升了业务部署的速度。
软交换在PSTN转向NGN的过程中,推动了2G和IMS等网络之间的兼容。软交换技术通常采用帧作为传输介质,能在一定程度上提升传输的效率,能够降低一定的成本,软交换技术的网络模式中的管理和设置模式都比较集中,业务覆盖区域较传统的面积大,对服务和网络质量进行改善的基础是减少网络侧位置的局部切换和进行更新的次数,在软交换中,实施集中管理模式和设置模式,有利于实现网络资源的共享以及跨区域的合作,不但改进了网络的现状,还加强了资源的利用,在媒体网中使用扁平化的组网方法,能够有效地降低建设的汇接层面,能够简化网络进行管理的过程。
CDMA是码分多址,而TDMA是时分多址,它们都是在无线电上使用的接口技术,软交换处在一个快速发展的时期,缺少一定的稳定性和成熟性,所以还不能实现不同厂家之间的技术交流,缺乏统一的技术原则和标准。在实践的过程中,要想实现不同的软交换桥梁搭建,都要在资源共享的力量的基础上,实现了网络资源的真正共享,有利于减少网络在交流中的技术阻碍。采用分布式交换能够减少回程的费用在传统的电路交换中是采用MSC在RAN与PSTN之间集中来完成语音交换的,使用这种通信手段,系统的维护成本和运行成本都比较高。
在企业网络中,集中地MSC是大型设备,所以在RAN与PSTN之间要构建不相同的话音回程电路。在整体的呼叫中,其中有很大的一部分是本地呼叫,其中这个过程中的电路加倍就会增加一定的建设成本,先由RAN到MSC,接着再由MSC到PSTN,这个过程中通信电路都是在围绕着本地。而在软交换技术中,它的结构体系是把MSC当做一个中转点,主要是由媒体网关和服务器组成,把媒体网关和呼叫控制网关设立在一起最大价值,就是把各种呼叫控制都控制起来。
为以后的通信网络业务的扩展和其他技术向全交换系统过渡打下了基础,也为今后的视频等方面的网络与软交换之间的融合提供了一定的条件,有利于为用户提供更加全面、先进的信心服务,有助于推动我国通信网络的发展。
[关键词]现代交换技术；通信技术；探讨
中图分类号：TN915.05 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0245-01
1 现代交换技术原理
交换就是在通信的源和目的终端之间建立通信信道实现通信信息传递的过程。
交换网络是完成语音或者数据交换的网络，是电信基础设施，包括语音交网络和数据交换网络。
世界的各个领域都离不开交换，在通信网领域，就更需要用到交换功能了。在通信网中，信息都是进行线路交换的，每一个交换中心都有一个甚至几个中心交换机，负责来自四面八方的信息，并将这些信息转换到所需求的路径，到达目的地。
通信从步进制到纵横制到程控交换到TI是一个质的飞跃。交换技术可以识别数据帧中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口，记录在自己内部的一个MAC地址表中。目前，第2层交换技术已经成熟。从硬件上看，第2层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线（速率可高达几十Gbps）交换数据的，2层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC（Applieation Speeific Integarted Cicru）ti芯片。因此，转发速度可以做到非常快。通信网的主要任务就是信息交换，没有交换技术是行不通的。
计算机网络与通信网络中使用的交换技术有：电路交换、分组交换、IP交换、ATM交换、软交换、移动交换、光交换等等。
2 程控通信网络现状
2.1 程控交换技术
目前通信业务逐渐从话音转向数据为主导的模式，交换技术也由过去的电路交换转为分组的数据交换，并且逐渐向基于IP 的软交方向发展。程控交换就是通过专门的计算机，根据相应的程序实现通信中各种介质的转换，包括话音、数据等。程控交换技术的软件主要包括程序和数据两部分，程序部分主要是由操作系统和应用两种程序构成，而数据部分则由系统数据、交换框架数据、局数据和路由、用户数据构成。
以程控交换技术发展起来的数字交换机处理速度快，体积小，容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多、更方便的电话服务，还能实现传真、数据、图像通信等交换，它由程序控制，是由时分复用网络进行物理上电路交换的一种电话接续交换设备。常见结构有集中控制、分散控制或两者结合。技术指标有很多，主要为BHCA/呼损接通率，无故障间隔时间等。
2.2 程控电话交换机系统结构
2.2.1硬件组成。硬件包括话路部分、控制部分和输入输出部分。（1）话路部分用于收发电话信号、监视电路状态和完成电路连接，主要包括用户电路、中继电路、交换网络、服务电路（包含收号器、发号器、振铃器、回铃音器、连接器等）、扫描器和驱动器等部件；（2）控制部分用于运行各种程序、处理数据和发出驱动命令，主要包括处理机和主存储器；（3）输入输出部分用于提供维护和管理所需的人机通信接口，主要包括外存储器、键盘、显示器、打印机等部件。
2.2.2软件组成。软件包括程序部分和数据部分。（1）程序部分包括操作系统程序和应用程序。前者用于任务调度、输入输出控制、障碍检测和恢复处理、障碍诊断、命令执行控制等；后者用于实施各种电话交换事件与状态处理、硬件资源管理、用户服务类别管理、话务量统计、服务观察、软件维护和自动测试等；（2）数据部分包括系统数据、交换框架数据、局数据、路由数据和用户数据。主要用于表征交换系统特点、本电话站及周围环境特点、各用户的服务类别等。
2.3 程控交换软件技术
软交技术对于企业发展是非常重要的，特别是在未来信息化高度发展的趋势下，软交换技术作为下一代网络的主要设备之一，应该尽快建立完整和独立的软交换网络结构。通常以软交换技术为基础，与其他传统网络进行互通，形成统一的网络结构。由软交换技术进行网络控制的核心人物，通过三方的应用平台和各种数据库连接软交换与应用业务层，可以为三方应用、增值业务和管理业务提供支持，而应用服务器与软交换之间可以使用相应的接口，策略服务器与软交换之间可以采用适宜的协议来实现对网络设备的动态干预。
近年来，软交换技术的发展相当迅速，并且逐渐改善了过去不完善的网络技术，建立起来较为便捷的应用性网络，软交换技术提供了更加高效的服务，并且解决了过去常面对的重大问题。首先，软交换技术具有终结呼叫的标识功能，其标识作为出口网关可以作为呼叫处理的部分，接入网关即可以终结ISDN的PRI，也可以终结来自企业PBX的CAS信令。这种接入网关能够被软交换以基于分组电话协议的多种方式进行控制。软交换技术可以适用的范围很广，包括各种网络，只需要在线即可，因此对于其保密性无需顾虑，并且可以将综合业务介入网关，实现部门之间的便捷联系，数据共享更快捷。因此现代智能网业务主要通过软交换技术与智能网之间的协议来实现。
3 交换技术与宽带综合业务数字网
ATM 交换技术是一种电交换，与信令不同的是以信元为单位进行交换，其不同之处在于对信头进行处理，将信元从一个逻辑信道（如I1的b）改换到另一个逻辑信道（如Om的s），这个功能又被称为信头变换。以上空间交换和时间交换的功能可以用一张翻译表来实现，图的译码表列出了该交换单元当前的交换状态。ATM 技术是以传递信息为目的而设立的，现如今通信产业已经成为发展最迅速的产业，人们对于信息的需求与对食物的需求无异，而宽带综合业务数字网正是在此形势下，依托 ATM 交换技术，结合数字电话网而发展起来的。
宽带综合业务数字网简称B-ISDN（broadband integrated serviees digital network）。B-ISDN是在ISDN的基础上发展起来的，可以支持各种不同类型、不同速率的业务，不但包括连续型业务，还应包括突发型宽带业务，其业务分布范围极为广泛，包括速率不大于64kbit/s的窄带业务（如语音、传真），宽带分配型业务（广播电视、高清晰度电视），宽带交互型通信业务（可视电话、会议电视），宽带突发型业务（高速数据）等。能在同一网络中支持范围广泛的声音、图像和数据的应用。ATM不仅能把话音、数据、图像等各种业务都综合到一个网内，它还具有实现带宽动态分配和多媒体通信的优点。ATM宽带交换是实现B-ISDN的关键和核心。通信技术将得到越来越广泛的应用，各种交换技术在数据通信的新技术、新设备不断涌现的今天，学习、了解和掌握交换与通信技术显得尤为重要。
总之，现代交换技术的发展日新月异，传统的交换通信技术向下一代的发展已是大势所趋，交换技术将是下一代通信的关键性技术，在网络开放性和可编程方面有了很高的技术提升，为网络的演进作出巨大贡献。现阶段，在公用通信网和各类专网包括电力专用通信网中都有应用前景。
参考文献
关键词：104规约；可靠性；冗余
基于IEC104规约的远动网络传输方式已在电力调度自动化系统得到广泛应用，相比较传统的串口通信模式，远动信息的网络传输具有效率高、扩展方便、节省资源（端口、通道、中间设备）等优点，能够更好地适应当前调度自动化系统的要求。南方电网基于现有的电力调度数据网和MSTP传输网络，所辖重要厂站与南网总调的远动传输均实现了采用104规约的主备通道配置。随着电网的不断建设发展，电网结构日趋复杂，对远动信息传输的实时性、可靠性也提出了越来越高的要求，本文就基于104规约的远动通信可靠性原理进行分析探讨。
1IEC104规约体系结构介绍
如表1所示为终端系统的104规约结构。IEC104规约采用了OSI7层结构中的5层，第5层和第6层未使用。通过图1可以看出，IEC104规约在进行远动数据流传输时的一般流程为：104应用进程将远动业务数据按ASDU格式组织，再加上相应的控制信息APCI构成应用协议数据单元APDU，APDU格式的远动报文通过应用进程与TCP服务之间的接付给下层的网络进行传输。应用协议控制信息APCI的格式如表2所示。由于下层的网络是“不可靠的”，其交付给应用层的远动报文数据可能有丢失、重复，应用层必须有相应的检查确认机制，为了保证携带远动数据的报文能够及时正确地被对端接收，IEC104规约在APCI的控制域定义了保护报文不至丢失和重复传送的控制信息；当存在冗余链路时，为了保证在用链路发生故障时能够及时有效切换至备用，且保证数据的连续性和完整性，在APCI控制域定义了传输连接的监视以及报文传输启动/停止的控制信息。APDU报文可分为I格式、S格式、U格式3种，对应3种类型的APCI，分别包含了上述的控制信息。下面将从从报文收发的确认机制和冗余链路的切换机制两方面来讨论IEC104规约保证传输可靠性的机理。
2报文收发的确认机制
IEC104规约采用基于TCP/IP协议的网络方式传输报文，相比串口模式下可靠的点对点通信，网络方式采取基于分组交换的虚电路连接，应用层报文在网络上独立选择路由到达目的主机，当网路负载发生变化或中间网络设备失效时，到达目的主机的数据包可能发生延迟、丢失和重复。应用协议数据单元（ApplicationProtocolDataUnit,APDU）的I格式、S格式、U格式3种报文格式中，仅I格式报文包含应用服务数据单元（ApplicationServiceDataUnit,ASDU）数据。为保护携带应用服务数据单元（ApplicationServiceDataUnit,ASDU）的I格式报文不至于丢失和重复传送，如表3—4所示，104规约在I格式报文的控制域中定义了发送序列号N（S）和接收序列号N（R），为解决发送方进行单方向较长的数据发送，在S格式报文控制域中定义了接收序列号N（R），以使接收方对已正确收到的I格式APDU进行确认。104规约防止报文丢失和重传的机制如下。新连接建立后，通信双方的N（S）和N（R）置0；发送方每发送一个APDU，其N（S）加1，并将尚未得到接收方确认的已发送APDU保存在缓存区里；接收方将最后一个正确接收的APDU的发送序列号加1作为接收序列号N（R）返回给发送方，表明小于该号的所有已发送APDU已得到对方有效确认；发送方收到返回的接收序列号N（R），方可以将缓冲区里相应的APDU删除；在发送方超时未收到确认或接收方发现APDU有丢失，均会主动断开连接，随后主动打开连接重试。但为了避免发送方重复发送报文，接收方在主动关闭连接之前会发送S格式报文进行确认。从以上可以看出，IEC104规约应用层通过对收发报文进行按序号确认的方式，克服了下层网络传输特性可能导致的报文丢失和重复传输的问题，保证了远动报文能够有序准确地进行发送和接收。
3通信链路的冗余切换机制
前面介绍的报文收发的确认机制是基于单一通信链路进行讨论的。随着电力系统的建设发展，电网电压等级越来越高、电网结构越来越复杂，电网对远动信息传输的可靠性要求亦越来越高，在高电压等级的厂站一般都要求使用冗余通道来提高通信系统的可用性。随着通信技术的进步，通信网结构的不断优化，通信链路冗余配置现在可以轻松实现。按南网现有已建通信网络，厂站与总调之间的远动104通道一般采用调度数据网通道和MSTP专线通道主备方式。在配备冗余链路的情况下，通信双方将同时维持多个通信连接，当进行远动数据的收发时，仅有一个连接是有效的，调度数据网通道和专线通道平时为主备用状态，当主用的网络通道发生故障或因通道有其他工作导致通道不可用，备用通道应能正常切换至主用且不能破坏数据的完整性。每条通信通道对应控制站与被控站之间的一个TCP逻辑连接，每个TCP连接由收发端的IP地址+端口号唯一确定。调度数据网通道和专线通道对应的两个逻辑连接构成一个冗余组，远动数据由冗余组的两个逻辑连接共享，但只有一个逻辑连接是激活并有效的，远动数据只在被激活的链路上传输。为了监测链路的状态，以便及时发现链路故障并进行链路的及时有效切换，IEC104定义了U格式报文，其APCI控制域如表5所示。平时冗余组内的所有连接由U格式的TESTFR_ACT和TESTFR_CON命令来监管，连接的两端均可发起测试，一端发送测试APDU（TESTFR_ACT）并由接收端发送TESTFR_CON来确定连接状态，以便能够及时发现通信故障。激活连接的选择和连接的切换由控制站决定，通过STARTDT和STOPDT命令的激活/确认来控制。当在控制方向或监视方向APDU传输时间超过设定的时间时，此时便认为当前连接不可用，控制站在备用连接上发送一个STARTDT_ACT,被控站在相应连接上发回一个STARTDT_CON确认，当控制站收到STARTDT_CON，备用连接便被激活。随后的命令和用户数据都将在新激活的连接上传输。至此，便完成了连接之间的切换。由于冗余组内的逻辑连接共享应用层数据，当备用连接切换为主用连接时，能够保证数据的完整性和一致性。此后，故障的连接将被关闭，控制站将定期尝试重新打开该连接，当链路故障消除，该连接将被重新建立，通信连接再次进入主备冗余状态。
4结语
关键词：GIS技术；电力通信；资源管理
中图分类号：C35 文献标识码： A
1引言
近年来，国网六安供电公司大力开展用电信息采集系统建设，其中远程信道采用基于EPON技术体制的光纤通信网络，该网络拥有众多的管线资源和通信设备，且设施设备分布区域广，种类繁多。多年来公司一直依靠人工方式，通过图纸、表格的形式来记录、维护和管理这些信息，并以此指导网络规划建设和故障抢修工作，但随着网络规模不断扩大，这种方式效率低下的缺点愈发明显。
为增强电力通信资源网络线路的管控力度，为EPON光纤通信网络的安全运行和有效规划提供依据，公司通过科技项目研发了基于GIS技术的电力通信网络资源管理系统。
2系统概况
2.1GIS发展现状
地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理，把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起。与其他信息系统最大的区别是对空间信息的存储管理分析，使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。
目前，在三大通信运营商中，基于GIS的通信网络资源线路管理软件和管理流程已经十分成熟，极大降低了资源线路维护的难度，提升了运营管理效率，为企业创造了巨大的经济价值。在电力行业，虽然国家电网已全面推广电网GIS平台系统，但业务范围仅包括输配电网络，未考虑覆盖电力通信网络，只有少数地区的电力公司自主建立了基于GIS的通信网络资源管理系统，但是系统功能应用不够丰富，不能满足日益增长的通信网络的运维管理需求。
2.2系统原理
在电力通信网络资源管理系统中，管理的资源按照公共资源、管道资源、杆路资源，电缆网资源、光缆网资源、接入资源以及其它资源进行分类，涉及到六安公司EPON光纤通信网络中的所有资源。具体数据资源管理范围如图2-1所示。
图 2 1系统数据资源管理范围
其中，系统资源对象间层次关系如图2-2所示。在通信网络资源数据中，空间信息是作为其他资源生存依赖的基础，体现数据之间的所属关系。杆路网和管道网作为承载网络，在其上承载的电缆网络和光缆网络，在数据之间体现的是承载关系。通信网络资源设施之间通过数据的映射关系来实现图形数据和属性数据的统一。
图 2 2资源对象间层次关系
3系统模块及功能
3.1系统模块
按照日常管理维护的内容和流程，本系统分为网管告警信息定位、地图维护管理、空间资源管理、管道杆路网资源管理、光缆网资源管理、机房资源管理、缆线管理、综合查询统计、故障处理流程管理、系统维护十大功能模块，如图3-1所示。
图 3 1 系统功能模块图
3.2系统功能
系统十大功能模块所具有的具体功能如下：
（1）网管告警信息定位
通过EPON设备网管的接口服务，系统可实现对网管中出现告警的ONU设备进行实时的地理定位和高亮显示，并通过颜色区分ONU设备告警类型（光告警或电告警）。
（2）地图维护管理
支持矢量地图数据和栅格地图数据显示及放大、缩小、平移、导出、打印等功能；支持任意两点间距离测量以及任意多边形面积计算；支持控制相关图层的显示。
（3）空间资源管理
包括区域/子区域管理、站点管理、机房管理。系统具备区域信息的维护管理功能，可以方便的对站点进行编辑，可以便捷的对机房设备进行维护管理。
（4）管道杆路网资源管理
管道杆路资源，是光缆网的支撑和承载通道，即光缆物理路由铺设所经过的资源设施。主要包括资源实体的管理，以及其间关联线的管理。管理内容包括资源的增加和删除、基于GIS地图的查询定位、统计等。
（5）光缆网资源管理
光缆网资源管理的对象包括：ODF、双面ODF、光交接箱、光分纤盒、光终端盒、ONU、光分路器、光缆、光缆段、光缆纤芯、光缆接头、光缆熔接包等。系统可实现设备管理、设备面板管理、光缆熔接管理、光设备端口业务占用查询等功能。
（6）机房资源管理
包括机房管理和机房内设备的管理。可实现机房的录入、设计、显示、属性管理等功能，提供图形化模板和向导相结合的方式对设备资料进行编辑维护。
（7）缆线管理
可实现光缆的手工录入和属性编辑，基于图形化操作界面和GIS地图的光缆路由敷设、查询定位、统计分析以及纤芯色谱批量维护等功能。
（8）综合查询统计功能
查询功能包括实体查询、缆线查询、支撑设施查询、范围内设备查询、光电缆设备（包括EPON设备）分布状况查询等。统计功能包括范围统计、全局统计、线段统计、面积统计和管孔统计等。在基本功能的基础上可提供线路故障定位、资源预警分析等扩展功能。
（9）系统维护功能
系统维护功能分为：权限管理、用户管理、系统日志管理。保证了系统的安全管理，增加了区域控制限制，提供了权限继承功能，同时保证系统的所有用户操作都可以被记录，做到了可追溯。
（10）故障处理流程管理
通过故障处理流程管理平台，实现故障发现、分析、处理、归档的闭环管理。可依据故障类别、故障发生次数、故障处理人等条件导出各类统计分析报表。
总体上，通过这些功能模块，本系统不仅可以实现通信网络资源线路的空间化存储和展示、查询与统计、图纸表格制作，还可用于指导通信网络资源线路的故障定位和抢修、规划设计以及精细化管理。
4系统特点
根据上述设计原理，六安供电公司研发了《基于GIS技术的电力通信网络资源管理系统》，图4-1是该系统的主界面。
图 4 1系统主界面
由于本系统针对电力通信EPON光纤网络进行开发研究，在软硬件平台实现方式上均充分考虑了电力系统的相关技术和安全规范，并结合电力通信网络运维的实际需求开发出部分特色功能模块，主要具有以下特点：
1、地图共享。在供电企业中，服务于输配电网资源管理的电网GIS平台已推广应用，本系统通过调用该平台的地图资源实现底层地形信息的加载。通过共享地图资源，系统开发节省了昂贵的地图购置费用，也为将来与电网GIS平台的数据共享提供有利条件。
2、网管告警信息定位。本功能模块通过调用EPON设备网管告警信息，实现对告警ONU设备的实时地理定位，并有效区分光、电告警类型。告警信息的即时性和直观性给运维人员进行故障定位、研判和现场处理带来极大便利，可大幅提高抢修效率。
3、故障处理流程管理。本功能模块基于故障处理流程图的编辑查询，可查看当前故障任务处理进展，并依据流程图指导下一步处理方式，实现相关运维部门（通信、配电、计量、光缆维护站等）的故障发现、分析、处理、归档的全过程闭环管理。
5结束语
本文针对电力行业中通信网络资源管理的不足，设计了一套基于GIS技术的电力通信网络资源管理系统，并以实例对该系统的原理、功能以及特点进行了详细介绍。借助该系统，国网六安供电公司有效提升了管理手段，降低了运维成本。本系统虽然是针对电力行业的通信网络设计的，但其设计原理对拥有自建通信网络的油田、大型厂区等同样具有借鉴意义。
参考文献：
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