为什么打电话时不能用数据网络,电路交换和分组交换的区别是什么？

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导读

两种通信方式互斥是有原因的，这涉及到底层网络的工作原理和频谱分配策略：

当我们打电话时，手机和移动网络会建立一个专门的、稳定的通信通道。这就像是在旧时的电报系统，每通电话独占一条线路（电路交换），确保你的声音能够即发即收地传递。这种模式对网络资源的要求是稳定但带宽消耗中等，通话期间网络资源被锁定用于音频传输。

而数据网络，特别是我们日常使用的4G、5G（可能还有部分3G/HSPA）网络，基本采用的是分组交换技术（如IP数据包）。这意味着网络将你的数据（比如网页浏览、视频流）拆分成许多小的“数据包”，然后根据网络状况动态地通过不同的信道发送和接收，每个信道可以同时被多个用户使用。

本质区别：

• 电路交换：稳定但可能低效。 为每次通话预留并独占至少一个窄带信道，即使通话音量很小，该信道也被持续占用，直到通话结束。这类似于旧时的固定电话线路。
• 分组交换：按需分配，高效共享。 网络资源（信道）是动态分配和共享的，数据通过一个个数据包按需传输，网络利用率更高。

为什么冲突？

想象你是广场上广播站：

• 电路交换（打电话）： 相当于你占据了广场中央的一个固定喇叭，直到你说话结束，别人没法同时用这个喇叭喊口号。
• 分组交换（上网）： 你拿着终端（手机），但用户主要是通过无线连接发送数据包到基站，这些数据包会被集中处理、打包、转发。你的无线接入和数据传输基本不占用那个被固定用于语音的“广场喇叭”。

这两种通信模式要求网络资源的组织方式完全不同：

• 频谱稀缺： 移动网络的无线电频谱是一个非常有限的资源。电路交换占用独享频谱通道，而分组交换允许共享通道。在相对不那么繁忙的网络中，运营商可能更倾向于让移动用户尽可能使用分组数据业务来提高资源利用率。

• 信令和调度： 电话呼叫需要复杂的、基于电路的部分来建立连接和交换语音。数据连接则需要网络进行IP数据包的路由和交换。这两种信令和调度方式与底层硬件（无线电资源）管理不同。

• 网络部署策略： 在2G（主要使用电路交换技术）和早期3G网络时代，运营商更加注重语音业务。而到了3G UMTS标准逐渐引入分组域（承载数据流量，也开始承载VoIP等）和后来的4G/5G，移动网络的核心资源已经主要配置给分组交换数据业务。然而，长时间的通话会显著消耗有限的网络资源（即使是较小的语音数据），网络可能不允许同时进行大量高效的分组交换数据传输。

VoLTE：假设未来网络（如LTE，即4G核心网）被重构，更多的无线频谱被分配并优化用于IP数据包传输，那么就可以在LTE的无线部分直接承载，就像互联网上的电话一样。这样，手机就同时使用演进数据(For LTE)套件(也叫VoLTE)标准与运营商的LTE核心网通信。

当然，如果手机设置正确并且运营商支持，拨打普通通话时，你通常可以在通话期间继续接收/发送短信、进行位置共享等功能。但对于基于数据网络（如Wi-Fi或蜂窝4G/5G互联网）的实时音频或视频通话（VOIP），网络通常不允许在正在进行的传统话音通话（CSD或2G/3G电路交换语音）期间同时使用相同的上行和下行无线资源带宽。

设置是次要的，原理是手机和系统优先确保你能听到电话那头的声音。这是因为电话业务本身对网络性能要求高，会对通话质量产生重大影响。当电话接通时，你真正期待的是保持联系，而不是浏览推特或观看猫咪视频。联网通话的体验如何，这正是技术进步的方向。