回線交換とは–図、長所と短所

送信者から受信者へのデータ送信には、通信リンクを確立する必要があります。簡単に コンピュータネットワーク 、送信者と受信者を接続するリンクは1つだけで十分です。ただし、大規模なネットワークの場合、送信者と受信者の間に複数のルートが存在します。このような場合、ネットワークスイッチング方式は、通信端末間の適切な接続を確立するのに役立ちます。情報は異なるリンク間で切り替えられます。回線交換、パケット交換、メッセージ交換、セル交換など、デジタルデータに利用できる4つの交換技術があります。これらの方法は、効率と帯域幅の要件に基づいて選択されます。

回線交換とは何ですか？

この切り替え方法により、送信者と受信者の間に専用の通信パスが確立されます。ここでは、ネットワークに存在する2つのステーション間に物理的な形式でリンクが確立されます。リンクは、通信セッションごとに確立、維持、および終了されます。回線交換の最も一般的な例は、アナログ電話網です。

この切り替え方法は、送信者と受信者の間に一定のビット遅延と固定データレートチャネルを提供します。全チャネル容量は、接続期間中専用です。データが送信者から受信者に転送される場合、最初に送信者は接続の確立を求める要求をスイッチングステーションに送信します。受信者は確認応答で応答します。確認応答信号を受信した後、送信者はデータ送信を開始します。このスイッチングは、一般的に音声回線に使用されます。公衆交換電話網、データキット、ISDNのBチャネル、光メッシュネットワークなどは、回線交換ネットワークの例です。

回線交換図

このタイプのスイッチングには、物理​​リンクに接続されたスイッチのセットがあります。ここでは、送信者と受信者の間に専用パスが確立されると、ユーザーの1人が接続を終了するまで同じパスが維持されます。固定データが送信され、このタイプのスイッチングは音声データの転送によく使用されます。ネットワークは、それらの間に永続的なリンクがあるスイッチングオフィスで構成されています。接続が要求されるたびに コミュニケーション リンクは、伝送ルートを形成する端末専用です。この専用リンクは、接続が終了するまで維持されます。他のユーザーは、送信者または受信者によって終了された場合にのみ、このリンクを使用できます。

回線交換ネットワークの確立には3つのフェーズがあります。それらは–回路の確立、データ転送、回路の切断です。

回線交換

サーキットの確立

これが回路設定フェーズです。ここで、送信者と受信者の間にリンクが確立されます。ステーションAとステーションBの間で接続を確立する必要がある場合、ステーションAはステーションAとノード1の間の専用リンクを介してノード1に接続要求を送信します。次に、node1は、それに接続されているすべてのノードに要求を送信します。要求は、最終的にステーションBへのルートを形成するノード間で転送されます。ステーションBは、そのステータスに基づいて、ビジーでない場合に確認応答を送信します。したがって、専用の通信リンクがステーションAとステーションBの間に確立されます。

データ転送

通信リンクのすべての内部接続は二重です。通信を開始する前に、使用するリソースはそのリンク用に予約されています。そのようなリソースのいくつかは、スイッチバッファ、スイッチ処理時間、 スイッチ 入出力ポート。この方法では、クロスバースイッチが一般的に使用されます。リンクの確立後、データは送信者と受信者の両方に固定データレートで継続的に送信されます。このスイッチング方式では、データはパケット化されません。

回路の切断

送信者と受信者の間に確立された専用パスは、いずれかのユーザーによって終了されるまで、通信の全期間にわたって維持されます。ネットワークの終了後、通知信号がリンク内のすべてのノードに伝播され、予約されたリソースが解放されます。

回線交換とパケット交換の違い

• 回線交換では、データは送信者と受信者の間で継続的に送信されます。一方、パケット交換では、データはパケット化され、共有ネットワークを介して個別に送信されます。
• 回線交換で接続が維持されている場合、データが送信されていなくても、他のユーザーはそのリンクにアクセスできません。したがって、回線交換は高品質のサービスを提供します。
• パケット交換では、帯域幅はユーザーによって共有されます。したがって、パケット交換ではサービスの品質が低くなります。
• 回線交換とは異なり、パスはパケット交換ネットワークで予約されていません。パケット交換は、ストアアンドフォワード送信をサポートします。
• パケット交換ネットワークの物理パスは確立されていません。
• パケット交換は、回線交換に比べて効率的です。
• パケット交換インフラストラクチャは、回線交換に比べてそれほど複雑ではありません。

長所と短所

回線交換の利点のいくつかは次のとおりです–

• 固定帯域幅を使用します。
• 専用の通信チャネルにより、通信の品質が向上します。
• データは固定データレートで送信されます。
• スイッチでの待ち時間はありません。
• 長時間の連続通信に適しています。

回線交換の欠点のいくつかは次のとおりです-

• 専用接続では、チャネルが空いている場合でも他のデータを送信できません。
• リソースが十分に活用されていません。
• 2つのステーション間の物理リンクを確立するために必要な時間が長すぎます。
• 接続ごとに専用パスを確立する必要があるため、回線交換はより高価になります。
• データの転送がない場合でも、リンクはユーザーによって終了されるまで維持されます。このチャネルにより、長期間理想的であり、回線交換が非効率になります。
• 専用チャネルには、より多くの帯域幅が必要です。

電気通信ネットワークは、端末とノードの集まりです。回線交換は、2つのネットワークノード間に通信チャネルを確立する方法です。ネットワーク内の各端末には一意のアドレスがあります。これは、初期のアナログ電話ネットワークと非常によく似ています。技術の進歩に伴い、新しいデジタル通信方法が導入されています。

最初の電話交換機は1878年1月にニューヘブンコネチカットで操作されました。長年にわたって交換技術は劇的に変化しましたが、基本的な機能は同じままです。回線交換方式の実装における3つのフェーズは何ですか？