电路交换技术主要适用于对实时性、可靠性要求极高，且数据量相对恒定的通信场景。
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下面我们从基本原理、适用场景、典型网络以及优缺点几个方面来详细说明。
电路交换的基本原理
要理解它适用什么网络,首先要明白它的工作方式，电路交换的核心思想是 “先建立连接，再传输数据，最后释放连接”。
整个过程就像打电话：
- 呼叫建立（拨号）：在通信双方开始传输数据之前，必须先在网络中建立一条专用的物理或逻辑连接（一条电路），这条连接会为本次通信预留固定的带宽资源，即使没有数据传输，资源也一直被占用。
- 数据传输（通话）：一旦电路建立成功，双方就可以在这条专用的通路上进行全双工的数据传输，数据以恒定的速率传输，延迟很低且稳定。
- 连接释放（挂断）：通信结束后，任意一方可以发起释放连接的请求，网络会拆除这条专用电路，并将占用的资源释放给其他用户使用。
与它相对的是分组交换，比如我们现在用的互联网，分组交换是把大数据切成一个个小“包”，每个包独立寻找路径，到达目的地后再重新组装，它更灵活，资源利用率高，但延迟和抖动（延迟变化）较大。
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电路交换的核心特点与适用场景
基于上述原理,电路交换技术天然具有以下特点，这也决定了它适用的网络场景：
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低且恒定的延迟
- 特点：一旦电路建立，数据传输的路径是固定的，没有路由查找和排队等待的延迟，延迟是可预测的。
- 适用场景：对延迟极其敏感的应用，如实时语音通话、视频会议，用户无法忍受像浏览网页那样的“等待”或“卡顿”。
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高可靠性
- 特点：为单一会话预留了专用资源，不会因为网络中其他用户的流量激增而影响自己的通信质量（除非整个链路中断）。
- 适用场景：关键业务通信，如航空管制、军事指挥、紧急电话（如110、119）等，任何数据丢失或延迟都可能导致严重后果。
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保证带宽
（图片来源网络，侵删）- 特点：在连接建立时，就承诺了固定的传输速率（如64 kbps），这个带宽是独占的，不会被抢占。
- 适用场景：需要稳定数据速率的应用，如早期的数字电话（每路通话固定64kbps）、T1/E1专线等，对于视频会议，保证带宽可以避免画面卡顿。
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面向连接
- 特点：所有数据都沿着预先建立好的路径传输，顺序不会错乱。
- 适用场景：对数据顺序要求严格的场景，虽然现代协议（如TCP）也能保证顺序，但电路交换在物理层面就提供了保障。
电路交换的典型网络应用
根据以上特点,电路交换技术主要在以下几类网络中得到广泛应用：
公共 switched telephone network (PSTN) - 公共交换电话网
这是电路交换技术最经典、最广泛的应用，从早期的模拟电话交换机到现代的数字程控交换机，其核心原理都是电路交换。
- 工作方式：你拨打电话时，交换机会为你和对方建立一条端到端的64kbps PCM语音信道，直到通话结束，这条信道在通话期间完全为你所用。
移动核心网 - 2G/3G时代
在2G（如GSM）和3G（如UMTS）移动通信网络中，核心网部分大量使用了电路交换技术来传输语音业务。
- MSC (移动交换中心)：负责建立、管理和拆除语音呼叫的电路，当你的手机打电话时，核心网会为你建立一条电路，保证通话质量，这也是为什么2G/3G网络被称为“电路交换+分组交换”的混合网络，语音走电路，数据走分组。
专线服务
企业为了连接两个办公室或连接到互联网,会租用电信运营商的专线，如T1 (1.544 Mbps)、E1 (2.048 Mbps)、SONET/SDH等。
- 特点：这些线路提供的是一条永久的、点对点的专用电路，具有极高的稳定性和保证带宽，非常适合企业关键业务。
卫星通信
在卫星通信中,为了克服长距离传输带来的巨大延迟，通常采用预分配或按申请分配的电路交换方式。
- 工作方式：为每个地球站或每个通信任务分配固定的时隙或频率，形成专用信道，以确保通信的实时性和可靠性。
电路交换的优缺点
优点：
- 实时性好：延迟低且稳定，非常适合语音等实时业务。
- 传输质量高：有带宽保证，数据丢失率低，通信质量稳定。
- 协议简单：一旦连接建立，数据传输过程非常简单，无需复杂的路由和拥塞控制机制。
缺点：
- 资源利用率低：这是电路交换最大的致命弱点，在通话的静默期间，电路仍然被占用，造成了带宽的巨大浪费。
- 灵活性差：建立连接需要时间（呼叫建立延迟），且速率是固定的，无法适应突发性数据传输（如浏览网页、下载文件）。
- 可靠性相对较低：单点故障（如中间的某个交换机或链路故障）会导致整个通信中断，不像分组交换那样可以动态绕开故障点。
- 扩展性差：随着用户数量增加，需要成倍增加交换设备和线路资源，成本高昂。
总结与展望
| 特性 | 电路交换 | 分组交换 (现代互联网) |
|---|---|---|
| 核心思想 | 建立独占连接，传输数据，释放连接 | 将数据打包，独立寻路，到达后重组 |
| 资源占用 | 预留，独占，利用率低 | 按需使用，共享，利用率高 |
| 延迟 | 低且恒定 | 高且不确定（有抖动） |
| 可靠性 | 端到端质量好，但单点故障影响大 | 动态路由，鲁棒性强 |
| 适用业务 | 语音、视频会议、关键数据 | 网页浏览、文件下载、流媒体 |
虽然随着分组交换技术的成熟和普及（特别是VoIP技术的兴起），电路交换在传统电信网络中的主导地位正在被取代。电路交换技术并未完全消失，而是在其最擅长的领域——对实时性、可靠性有极致要求的场景中，继续发挥着不可替代的作用。
可以说,电路交换是为“确定性”而生的技术，而分组交换是为“灵活性”而生的技术，两者各有优劣，在不同的网络和应用场景下，它们是互补而非完全替代的关系。
