Stromkreisumschaltung - Circuit switching

Leitungsvermittlung ist ein Verfahren , eine der Durchführungstelekommunikationsnetzwerk , bei dem zwei Netzknoten einen dedizierten etablieren Kommunikationskanal ( Schaltung ) durch das Netzwerk , bevor die Knoten kommunizieren kann. Die Schaltung garantiert die volle Bandbreite des Kanals und bleibt für die Dauer der Kommunikationssitzung verbunden . Der Stromkreis funktioniert so, als ob die Knoten physisch wie bei einem Stromkreis verbunden wären . Die Leitungsvermittlung hat ihren Ursprung in analogen Telefonnetzen, wo das Netz für die Dauer eines Telefongesprächs eine dedizierte Leitung zwischen zwei Telefonen herstellte . Sie steht im Gegensatz zu Nachrichtenvermittlung und Paketvermittlung, die in modernen digitalen Netzen verwendet werden, bei denen die Fernleitungen zwischen Vermittlungsstellen Daten zwischen vielen verschiedenen Knoten in Form von Datenpaketen ohne dedizierte Leitungen transportieren.

Beschreibung

Das bestimmende Beispiel für ein leitungsvermitteltes Netz ist das frühe analoge Telefonnetz . Wenn ein Anruf von einem Telefon zu einem anderen getätigt wird, erzeugen Schalter innerhalb der Telefonvermittlungsstellen eine durchgehende Leitung zwischen den beiden Telefonen, solange der Anruf dauert.

Bei der Leitungsvermittlung ist die Bitverzögerung während einer Verbindung konstant (im Gegensatz zur Paketvermittlung, bei der Paketwarteschlangen variierende und möglicherweise unbegrenzt lange Paketübertragungsverzögerungen verursachen können ). Keine Leitung kann von konkurrierenden Benutzern beeinträchtigt werden, da sie vor der Benutzung durch andere Anrufer geschützt ist, bis die Leitung freigegeben und eine neue Verbindung aufgebaut wird. Auch wenn keine eigentliche Kommunikation stattfindet, bleibt der Kanal reserviert und vor konkurrierenden Nutzern geschützt.

Während die Leitungsvermittlung allgemein zum Verbinden von Sprachleitungen verwendet wird, kann das Konzept eines zwischen zwei kommunizierenden Teilnehmern oder Knoten bestehenden dedizierten Pfads auf andere Signalinhalte als Sprache ausgedehnt werden. Der Vorteil der Verwendung von Leitungsvermittlung besteht darin, dass sie eine kontinuierliche Übertragung ohne den mit Paketen verbundenen Overhead bereitstellt , wodurch die verfügbare Bandbreite für diese Kommunikation maximal genutzt wird. Ein Nachteil besteht darin, dass es relativ ineffizient sein kann, da ungenutzte Kapazitäten, die einer Verbindung garantiert sind, nicht von anderen Verbindungen im selben Netzwerk verwendet werden können. Außerdem können Anrufe nicht aufgebaut werden oder werden abgebrochen, wenn der Stromkreis unterbrochen wird.

Multiplexen
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Analoge Modulation
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Der Anruf

Für Rufaufbau und Kontrolle (und andere Verwaltungszwecke) ist es möglich , über einen separaten dedizierten zu verwenden Signalisierungskanal von dem Endknoten zu dem Netzwerk. ISDN ist ein solcher Dienst, der einen separaten Signalisierungskanal verwendet, während der normale Telefondienst (POTS) dies nicht tut.

Das Verfahren zum Aufbauen der Verbindung und Überwachen ihres Fortschritts und Beendens durch das Netz kann auch einen separaten Steuerkanal verwenden, wie im Fall von Verbindungen zwischen Telefonvermittlungsstellen, die das paketvermittelte Signalisierungsprotokoll CCS7 verwenden, um den Anrufaufbau und die Steuerinformationen zu übermitteln und TDM zu verwenden die eigentlichen Schaltungsdaten zu transportieren.

Frühe Telefonvermittlungen waren ein geeignetes Beispiel für Leitungsvermittlung. Der Teilnehmer würde den Betreiber bitten, sich mit einem anderen Teilnehmer zu verbinden, sei es an derselben Vermittlungsstelle oder über eine Verbindung zwischen Vermittlungsstellen und einem anderen Betreiber. Das Ergebnis war eine physische elektrische Verbindung zwischen den Telefonen der beiden Teilnehmer für die Dauer des Gesprächs. Die für die Verbindung verwendete Kupferleitung konnte nicht gleichzeitig für andere Gespräche genutzt werden, selbst wenn die Teilnehmer tatsächlich nicht sprachen und die Leitung stumm war.

Alternativen

Bei der Leitungsvermittlung werden eine Route und ihre zugehörige Bandbreite von der Quelle zum Ziel reserviert, was die Leitungsvermittlung relativ ineffizient macht, da die Kapazität reserviert wird, unabhängig davon, ob die Verbindung kontinuierlich verwendet wird oder nicht. Leitungsvermittlung steht im Gegensatz zu Nachrichtenvermittlung und Paketvermittlung . Beide dieser Verfahren können die verfügbare Netzwerkbandbreite zwischen mehreren Kommunikationssitzungen unter typischen Bedingungen in Datenkommunikationsnetzwerken besser nutzen.

Die Nachrichtenvermittlung leitet Nachrichten in ihrer Gesamtheit, einen Hop nach dem anderen, dh das Speichern und Weiterleiten der gesamten Nachricht. Die Paketvermittlung teilt die zu übertragenden Daten in Pakete auf , die unabhängig durch das Netzwerk übertragen werden. Anstatt jeweils nur einer Kommunikationssitzung zugewiesen zu sein, werden Netzwerkverbindungen von Paketen von mehreren konkurrierenden Kommunikationssitzungen gemeinsam genutzt, was zum Verlust der Dienstgütegarantien führt, die durch die Leitungsvermittlung bereitgestellt werden.

Die Paketvermittlung kann auf verbindungsorientierter Kommunikation oder verbindungsloser Kommunikation basieren . Das heißt, basierend auf virtuellen Schaltungen oder Datagrammen.

Virtuelle Leitungen verwenden eine Paketvermittlungstechnologie, die Leitungsvermittlung emuliert, in dem Sinne, dass die Verbindung hergestellt wird, bevor Pakete übertragen werden, und die Pakete der Reihe nach zugestellt werden.

Die verbindungslose Paketvermittlung teilt die zu übertragenden Daten in Pakete, sogenannte Datagramme , auf, die unabhängig durch das Netzwerk übertragen werden. Jedes Datagramm ist mit seinem Ziel und einer Sequenznummer zum Ordnen verwandter Pakete gekennzeichnet, was die Notwendigkeit eines dedizierten Pfads ausschließt, der dem Paket hilft, seinen Weg zu seinem Ziel zu finden. Jedes Datagramm wird unabhängig versendet und kann über einen anderen Pfad geleitet werden. Am Zielort wird die Originalnachricht basierend auf der Paketnummer neu geordnet, um die Originalnachricht zu reproduzieren. Als Ergebnis erfordern Datagramm-Paketvermittlungsnetze keinen Aufbau einer Schaltung und ermöglichen vielen Paaren von Knoten, gleichzeitig über denselben Kanal zu kommunizieren.

Das Multiplexen mehrerer Telekommunikationsverbindungen über denselben physikalischen Leiter ist seit langem möglich, aber jeder Kanal auf der gemultiplexten Verbindung war entweder einem Anruf nach dem anderen zugeordnet oder er war zwischen den Anrufen frei.

Beispiele für leitungsvermittelte Netze

Siehe auch

Verweise

Externe Links