「回線交換」

回線交換の定義

回線交換は、会話の期間中、2者間に一時的で専用の通信経路を確立する方法です。この経路は、会話が完了するまで通信している双方専用に開かれたままで予約されます。

回線交換の仕組み

回線交換を使用して通話が開始されると、ネットワークは発信者と受信者の間に専用回線を確立します。この回線は、通話中に沈黙やデータ転送がない場合でも、2者間の直接で継続的な接続を提供します。この専用性により、通話中に通信リソースが他のユーザーと共有されないことが保証されます。

通話が終了すると、回線は解放され、他の通話に利用できるようになります。これは、回線交換のアプローチが各通話ごとに接続を確立し破棄する必要があり、リソース集約的なプロセスであることを意味します。回線交換は従来の電話システムと一般的に関連付けられますが、専用接続が必要な他の通信技術でも使用されることがあります。

回線交換の利点

• 一貫したデータ転送: 回線交換は一貫した予測可能なデータ転送速度を提供します。各通話は一定量の帯域幅を割り当てられ、ネットワークの輻輳による中断なしに継続的な通信が保証されます。

• サービスの品質保証: 専用回線が通信している双方専用に予約されているため、回線交換は一定レベルのサービス品質を保証できます。リアルタイムの音声やビデオ通信など、低遅延で信頼性のある接続が必要なアプリケーションには特に重要です。

• 単純な技術: 回線交換は実装が比較的簡単で、従来の電話システムで広く使用され信頼性が実証された技術です。

  例: 従来の電話網 - 回線交換は従来の電話ネットワークの基盤となってきました。発信者が通話を開始すると、専用回線が発信者と受信者の間に確立され、通話の期間中、継続的な接続を保証します。

回線交換の制限

• リソースの非効率な使用: 回線交換は、アクティブな通信がない場合でも各通話に専用回線を必要とします。そのため、特に沈黙や低活動期中はネットワークリソースの非効率な使用につながる可能性があります。

• 限られたスケーラビリティ: 回線交換は各通話に特定のリソースを割り当てるため、多数の同時接続を収容するためにシステムをスケールすることが難しい場合があります。この制限はネットワークトラフィックが増加するにつれて顕著になります。

• 高コスト: 特に長時間の通話で専用回線が未使用のまま維持される場合、回線交換はパケット交換と比較して高コストになる可能性があります。

パケット交換との比較

回線交換は2者間に専用で継続的な接続を提供するのに対し、パケット交換は異なるアプローチを取ります。パケット交換では、データは小さなパケットに分割され、ネットワーク上で独立して送信されます。これらのパケットは受信者に到達するために異なる経路を取ることができ、順不同で到着する場合があります。受信者はパケットを再組み立てて元のデータを復元します。

回線交換とパケット交換の主な違いは、リソース割り当てとデータ伝送方法にあります。回線交換は通信の期間全体にわたってリソースを予約し、パケット交換は複数ユーザー間でネットワークリソースを動的に共有します。

パケット交換は回線交換に対し、いくつかの利点を提供します:

• 効率的なリソース使用: パケット交換は、帯域幅がトラフィック条件に基づいて動的に割り当てられ、ネットワークリソースの効率的な利用を可能にします。これにより利用可能なリソースのより最適な使用が可能になります。

• スケーラビリティ: パケット交換ネットワークは、多数のユーザーと多様なアプリケーションを容易にスケーリングして対応できます。バーストトラフィックを処理し、高データボリュームに対応するのに適しています。

• 柔軟性: パケット交換は、パケットが異なる経路を取り順不同で到着することを許容するため、ルーティングの柔軟性とネットワーク障害に対する強靭性を提供します。この適応性は複雑なネットワーク環境で特に有利です。

しかし、特定のシナリオでは回線交換が依然として重要です。サービスの品質保証、低遅延が求められ、コストもリソース利用も敏感でないアプリケーションには、回線交換が好ましい選択となることがあります。

回線交換とサイバーセキュリティ

回線交換はサイバーセキュリティよりも従来の通信ネットワークに関連が深いものの、このようなシステムのセキュリティへの影響を認識することが重要です。専用回線は通常、ポイントツーポイントの性質により安全と見なされますが、基盤となるインフラや機器に脆弱性が存在する可能性があります。

通信プロバイダーは、エクスプロイトや攻撃から保護するためにシステムを継続的に更新し、確保する必要があります。暗号化、認証、侵入検知システムといった強固なセキュリティ対策を実施することで、回線交換に関連するリスクを最小化できます。

回線交換は、会話の期間中2者間に専用の通信経路を確立する方法です。それは一貫したデータ転送速度、サービスの品質保証、実装のシンプルさを提供しますが、リソース集約型、スケーラビリティが低く、パケット交換と比較して相対的にコスト高になる可能性があります。

パケット交換が現代ネットワークでのデータ伝送の支配的な方法となっていますが、低遅延、サービスの品質保証、専用接続を必要とするアプリケーションでは、回線交換が依然としてその地位を保っています。回線交換とパケット交換の違い、長所、制限を理解することで、特定の要件に適した通信技術の設計と選択を助けることができます。

関連用語

• Packet Switching: データが専用の回線ではなく、個々のディスクリートなパケットで通信されるネットワーク通信の方法。
• Telecommunications Network Security: 無許可のアクセス、悪用、中断から通信インフラ、システム、およびデータを保護すること。