回線交換とパケット交換: 違いと比較

ネットワーク通信に関して、物理層の設定はスイッチングと呼ばれるプロセスです。 スイッチングとは、複数の通信機器が接続されていることを意味します。

スイッチングには XNUMX つのタイプがあります。 XNUMX つは回線交換、もう XNUMX つはパケット交換です。

主要な取り組み

1. 回線交換では、伝送の全期間にわたって XNUMX つのエンドポイント間に専用パスが確立されます。
2. パケット スイッチングは、データをパケットで送信します。パケットは、ネットワークの状態に基づいて宛先に個別にルーティングされます。
3. 回線交換は常時接続を必要とするアプリケーションにより適していますが、パケット交換はバースト トラフィックの処理により効率的です。

回線交換とパケット交換

回線交換は、通信セッション全体に対して専用の物理パスが予約されている古い通信方法であり、一貫した信頼性の高い接続が得られます。 パケット スイッチングを使用すると、複数のデバイスが同じネットワークを共有できますが、共有リソースが原因で遅延やジッターが発生する可能性があります。

送信機と受信機の間に専用の通信回線を提供するために利用されるスイッチング方法は、回線交換として知られています。

発信元と宛先の間の物理リンクが確立されます。 回線交換の例は、アナログ電話網です。 この種のスイッチングには帯域幅が設定されています。

パケット交換は、通信が分離されてパケットにまとめられるコネクションレス システムとして説明されます。 すべてのデータは、送信場所から最終場所まで個別に送信されます。

最終的なペイロードには、パケット内の実際のデータが含まれています。 最終的な宛先では、すべてのパケットが適切に配置されている必要があります。

比較表

比較のパラメータ	回線交換	パケット交換
データ転送	データ転送のフェーズ: i) 接続の確立。 ii) データ転送。 iii) 接続が解除されました。	データはソースから宛先に直接転送されます。
データ処理	データはソース システムでのみ処理されます	データは、ソース システムを含むすべてのノードで処理されます。
信頼性の向上	より信頼性が高くなります。	信頼性が低くなります。
無駄な	リソースの浪費が増える	リソースの無駄が少ない
譲渡の責任	ソースシステムは、送信を行うシステムです。	中間ルーターは、データの送信にも役割を果たします。

回線交換とは?

回線交換は、ネットワーク容量 (速度) をセグメントに分割し、接続全体で一定のビット遅延を維持します。送信者と受信者の間に作成された専用パス/回線によって、確実なデータ レートが提供されます。

回線が作成されると、遅延なくデータを送信できます。回線交換の例としては、電話システム ネットワークがあります。TDM (時分割多重) と周波数分割多重は、複数の信号を 1 つの搬送波に結合する 2 つの方法です。

FDM は、信号を複数の帯域に分割します。 共通の通信メディアを介した同時送信のために多数のデータ ストリームがマージされる場合、周波数分割多重化 (FDM) が利用されます。

これは、帯域幅全体を一連の重複しない周波数サブバンドに分割し、それぞれが個別の信号を伝送する方法です。

複数の信号は、無線スペクトル内および光ファイバーを介して共有できます。 時分割多重方式は、ビデオ信号をフレームに分割します。

TDM は、電力線の両端で同期スイッチを使用して、共通の信号経路上で独立した信号を送受信する技術です。

TDM は、エンド ユーザーからの大量のデータ トラフィックを処理できる長い通信リンクです。 デジタル回線交換は、時分割多重化 (TDM) としても知られています。

回線交換ネットワークの主な利点は、コンピュータ間に専用の伝送パスを確立することで、データ レートが保証されることです。 専用の伝送ラインのため、インサーキットでスイッチングする際のデータフローに遅延はありません。

パケットスイッチングとは？

情報をパケット形式でシステムに送信することは、パケット スイッチングと呼ばれます。 データはパケットと呼ばれる小さな変更可能なビットに分割され、ネットワーク経由でファイルを迅速かつ効果的に送信し、伝送遅延を最小限に抑えます。

これらの小さなコンポーネント (パケット) はすべて宛先で再構築され、まったく同じファイルに属している必要があります。 ペイロードとさまざまな制御情報がパケットを構成します。 事前にリソースを設定または予約する必要はありません。

パケットを交換するとき、データ転送にはストア アンド フォワード技術が使用されます。 パケットを転送するとき、各ホップは転送する前にまずパケットを保存します。

さまざまな理由により、パケットはどのホップでもドロップされる可能性があるため、この戦略は非常に役立ちます。2 つの送信元と送信先の間では、複数のパスを取ることができます。

送信された各データには送信元と送信先の情報があり、これを使用してネットワークを個別に移動します。 別の言い方をすれば、同じファイルからのパケットが同じパスをたどる場合とたどらない場合があります。

パスが輻輳している場合、パケットは、既存のネットワーク上で使用可能なさまざまなパスから選択できます。これは、回線交換の小さなメッセージでは成功率がそれほど高くないためです。

回線交換の主な違い およびパケット交換

1. 回線交換を介してデータが転送される場合、さまざまなフェーズが関係します。 これらのフェーズは、接続の確立、データ転送、および最後に解放された接続として知られています。 対照的に、パケット交換では、ソース システムから宛先に直接データが転送されます。
2. 回線交換でのデータ処理は、ソース システムでのみ行われます。 対照的に、データはすべてのノードで処理されます。これは、ソース システムから宛先システムにデータを転送する際に含まれます。
3. 信頼性で比較すると、回線交換はパケット交換よりも信頼性が高くなります。
4. 回線交換とパケット交換は、リソースの浪費を確認することで比較することもできます。 また、パケット交換でのデータ転送に比べて、回線交換でのデータ転送ではリソースの浪費が多くなります。
5. データが回線交換を介して転送される場合、移行を行うのは送信元システムだけですが、パケット交換では、送信元システムから宛先システムへのデータ転送が行われている間、中間ルーターも役割を果たします。

参考情報

1. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1975ntc…..2…42R/abstract
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5938113?casa_token=wWP6nd0tuE4AAAAA:wUo216azjSNCfgfMOJGMCFTiBMmsCwWysZNmXxv0BCcGD0F6vJD9dTURTtliRxITZJOuk_6T