电路交换 vs 分组交换:网络传输数据的两种方式

电路交换会为整通通话预留一条专用线路,而分组交换把数据拆成若干独立的小块,各自在网络中寻找自己的路径。

电路交换为整通通话预留固定线路

传统电话在通话开始前,会在两端之间建立一条专用线路,无论通话中是否有人在说话,这条线路都会一直被占用,直到通话结束。

分组交换把数据拆成独立路由的小包

分组交换不预留固定线路,而是把数据拆分成一个个携带目的地信息的小数据包,每个包可以走不同的路径穿过网络,最终在目的地重新组合。

分组交换对网络资源的利用效率更高

由于不需要预留专用线路,网络容量可以在多个并发连接之间动态共享,不会像电路交换那样在通话的静默瞬间白白浪费线路资源。

电路交换的通话质量更稳定可预期

预留的专用线路不会和其他流量抢占资源,因此通话期间的带宽和时延都比较稳定,这也是传统电话网通话质量一直很稳定的原因。

VoIP和VoLTE都是在分组交换网络上传输语音

VoIP(网络语音电话)和VoLTE(基于LTE的语音通话)都会把语音转换成数据包,通过分组交换的互联网或移动数据网络传输,而不是走传统的专用线路,这也是为什么通话质量会随着网络拥堵而波动,这一点和老式固定电话不太一样。

互联网为什么选择了分组交换

互联网的设计前提是大量设备同时共享有限的基础设施,在这种场景下,为每条连接都预留专用线路会浪费大量容量。分组交换让成千上万条连接可以通过交错发送数据包的方式同时共用同一条物理线路,虽然牺牲了一部分时延的可预测性,但换来了整体效率的大幅提升。

电话网络为什么也在转向分组交换

即使是传统电信运营商,也已经把大部分语音通话转移到了分组交换的基础设施上,VoLTE取代老式电路交换的移动语音标准就是一个例子,原因在于,用一套统一的分组交换网络同时处理数据和语音,比单独维护一套仅用于通话的电路交换基础设施更便宜、也更灵活。

常见问题

为什么VoIP有时候通话质量会下降,而老式固定电话很少出现这种情况?

固定电话使用的是不与其他流量共享的专用线路,所以通话质量不受网络其他状况影响,一直很稳定。VoIP的通话数据包要和同一条连接上的其他流量共享带宽,如果网络其他地方出现拥堵,就可能导致延迟或丢包,进而影响通话质量。

电路交换现在是不是已经完全被淘汰了?

并没有完全消失。部分老旧的电信基础设施,以及一些对可靠性要求极高的特定系统,现在仍然使用电路交换连接。不过绝大多数新的语音和数据流量,包括如今大部分的电话通话,现在都是走分组交换网络。