TSSN-スイッチング技術

この章では、テレコミュニケーションスイッチングシステムとネットワークのスイッチング技術について説明します。

大規模なネットワークでは、送信者から受信者にデータを送信するためのパスが複数存在する場合があります。利用可能なオプションからデータが取得する必要のあるパスを選択すると、次のように理解できます。Switching。情報は、さまざまな通信チャネル間を移動するときに切り替えられる場合があります。

デジタルトラフィックに利用できる3つの典型的なスイッチング技術があります。彼らは-

回線交換
メッセージ交換
パケット交換

これらの手法がどのように機能するかを見てみましょう。

回線交換

回線交換では、2つのノードが専用の通信パスを介して相互に通信します。ここでは、データを転送するための回路が確立されます。これらの回路は永続的または一時的です。回線交換を使用するアプリケーションは、3つのフェーズを経る必要がある場合があります。異なるフェーズは次のとおりです。

回路の確立
データの転送
回路の切断

次の図は、回線交換のパターンを示しています。

回線交換は、音声アプリケーション用に設計されました。電話は回線交換の最も適切な例です。ユーザーが電話をかける前に、着信側サブスクライバーと発信側サブスクライバーの間の仮想パスがネットワークを介して確立されます。

回線交換の欠点は次のとおりです。

待ち時間が長く、データ転送がありません。
各接続には専用のパスがあり、これにはコストがかかります。
接続されたシステムがチャネルを使用しない場合、チャネルはアイドル状態に保たれます。

回線パターンは、接続が確立されると、回線交換でデータ転送用の専用パスを使用して作成されます。電話システムは、回線交換技術の一般的な例です。

メッセージ交換

メッセージ交換では、メッセージ全体がデータユニットとして扱われます。データは回路全体で転送されます。メッセージ交換に取り組んでいるスイッチは、最初にメッセージ全体を受信し、ネクストホップに転送するために使用可能なリソースができるまでメッセージをバッファリングします。ネクストホップに大きなサイズのメッセージを収容するのに十分なリソースがない場合、メッセージは保存され、スイッチは待機します。

次の図は、メッセージ交換のパターンを示しています。

この手法では、データが保存および転送されます。この手法は、Store-and-Forward技術。この手法は、回線交換の代替と見なされていました。しかし、メッセージ送信のエンドツーエンドの遅延に続く送信遅延は、伝播遅延に追加され、プロセス全体の速度を低下させました。

メッセージ交換には次の欠点があります-

トランジットパス内のすべてのスイッチには、メッセージ全体を収容するのに十分なストレージが必要です。
リソースが利用可能になるまで待機が含まれているため、メッセージ交換は非常に遅くなります。
メッセージ交換は、ストリーミングメディアやリアルタイムアプリケーションのソリューションではありませんでした。

ネットワークがビジーの場合でも、データパケットは受け入れられます。これにより、配信が遅くなります。したがって、これは音声やビデオなどのリアルタイムアプリケーションには推奨されません。

パケット交換

パケット交換技術は、メッセージがと呼ばれる小さなチャンクに分割されるメッセージ交換から派生しています。 Packets。各パケットのヘッダーには、個別に送信されるスイッチング情報が含まれています。ヘッダーには、送信元、宛先、中間ノードのアドレス情報などの詳細が含まれます。中間ネットワークデバイスは、小さなサイズのパケットを格納でき、キャリアパスまたはスイッチの内部メモリのいずれにも多くのリソースを使用しません。

パケットの個別のルーティングは、パケットのセット全体を同じルートで送信する必要がない場合に実行されます。データが分割されると、帯域幅が減少します。この切り替えは、データレート変換を実行するために使用されます。

次の図は、パケット交換のパターンを示しています。

パケット交換の回線効率は、キャリアを介して複数のアプリケーションからのパケットを多重化することによって強化できます。このパケット交換を使用するインターネットにより、ユーザーは優先順位に基づいてデータストリームを区別できます。優先順位リストに応じて、これらのパケットは、サービス品質を提供するために保存後に転送されます。

パケット交換技術は効率的な技術であることが証明されており、音声転送とデータ転送の両方で広く使用されています。伝送リソースは、統計多重化や動的帯域幅割り当てなどのさまざまな手法を使用して割り当てられます。

統計多重化

統計多重化は、パケット交換で使用される通信リンク共有技術です。共有リンクは統計多重化では可変ですが、TDMまたはFDMでは固定されています。これは、帯域幅を最大限に活用するための戦略的なアプリケーションです。これにより、ネットワークの効率も向上します。

チャネルに有効なデータパケットを使用して帯域幅を割り当てることにより、統計多重化技術は入力トラフィックを組み合わせてチャネル効率を最大化します。各ストリームはパケットに分割され、先着順で配信されます。優先度レベルの増加により、より多くの帯域幅を割り当てることができます。タイムスロットは、統計多重化では無駄にならないように注意されていますが、時分割多重化では無駄になりません。

ネットワークトラフィック

名前が示すように、ネットワークトラフィックは、特定の時間にネットワークに沿って移動するデータです。データ送信はパケット形式で行われ、単位時間あたりに送信されるパケット数が負荷と見なされます。このネットワークトラフィックの制御には、ネットワークトラフィックの管理、優先順位付け、制御、または削減が含まれます。ネットワーク上のトラフィックの量とタイプも、いくつかの手法を使用して測定できます。ネットワークセキュリティに役立つため、ネットワークトラフィックを監視する必要があります。データレートが高いと、ネットワークが損傷する可能性があります。

ある期間（通常は24時間）にリソースまたは施設によって実行された総作業量の測定値は、次のように理解されます。 Traffic Volumeアーラン時間で測定されます。トラフィック量は、平均トラフィック強度と期間の積として定義されます。

$$トラフィック\：\：ボリューム=トラフィック\：強度\回時間\：期間$$

混雑

ネットワークの輻輳は、ネットワークの負荷がネットワークの容量よりも大きい場合に発生したと言われます。ノードのバッファサイズが受信したデータを超えると、トラフィックが多くなります。これはさらに混雑につながります。ノードから別のノードに移動されるデータの量は、次のように呼び出すことができます。Throughput.

次の図は、輻輳を示しています。

上の図では、データパケットが送信者A、B、Cからノードに到着すると、ノードはデータを受信者に高速で送信できません。送信に遅延が発生するか、輻輳が激しいためにデータが失われる可能性があります。

パケット交換ネットワークのポートに到着するパケットが多すぎると、パフォーマンスが低下し、そのような状況が呼び出されます。 Congestion。データはキューラインで送信を待機します。キューラインの使用率が80％を超えると、キューラインが混雑していると言われます。輻輳制御技術は、輻輳の制御に役立ちます。スループットとパケット送信の間に描かれた次のグラフは、輻輳制御送信と非制御送信の違いを示しています。