Многоскоростная коммутация каналов

Рассчитанные на передачу телефонных разговоров базовые каналы цифровых телефонных сетей имеют пропускную способность 64 кбит/с. Однако если мы хотим построить сеть интегрального обслуживания (т. е. сеть, передающую и другие виды информации, например, данные телеметрии и видео), то использование таких каналов неэффективно. В случае телеметрии пропускная способность оказывается чрезмерной, а в случае видео - недостаточной. В принципе, мы могли бы отвести под видео несколько каналов на 64 кбит/с, но при этом информация по прибытию к получателю может оказаться рассогласованной из-за того, что каналы коммутируются каждый в отдельности.

Многоскоростная коммутация каналов - МКК (Miltirate Circuit Switching, MCS) является более гибкой технологией благодаря наличию нескольких базовых цифровых каналов с различными скоростями (кадр делится на несколько временных интервалов различной длины). Базовые каналы могут быть объединены в группу, но при этом мы по-прежнему стоим перед проблемой синхронизации, хотя за счет выбора соответствующего базового канала можно минизировать число необходимых каналов для того или иного вида сервиса и тем самым упростить задачу синхронизации.

В случае МКК системы коммутации представляют собой набор коммутаторов, каждый из которых занимается коммутацией каналов с определенной скоростью. Например, приходящая по высокоскоростной абонентской линии информация демультиплексируется и поступает на различные коммутаторы. И наоборот, полученная от коммутаторов информация мультиплексируется и передается по абонентской линии.

Многоскоростной коммутации каналов свойственен, например, тот недостаток, что если все каналы определенной емкости заняты, то использующая их служба не может задействовать свободные каналы другой емкости. Кроме того, как и при обычной коммутации каналов, пропускная способность в случае пакетного трафика используется неэффективно из-за его неравномерного по времени характера.

Быстрая коммутация каналов

Повысить эффективность использования сетевых ресурсов в случае пакетного трафика позволяет быстрая коммутация каналов (Fast Circuit Switching, FCS). При быстрой коммутации каналов соединение устанавливается не на все время сеанса связи, а только на время передачи конкретного фрагмента речи. Однако реализация такой технологии невозможна без сложной и быстрой системы сигнализации для установления соединений между конечными точками за очень короткий промежуток времени.

В силу указанных причин ни многоскоростная, ни быстрая коммутация каналов не получили широкого распространения.

Техника коммутации каналов имеет свои достоинства и недостатки.

Достоинства коммутации каналов

Постоянная и известная скорость передачи данных по установленному между конечными узлами каналу. Это дает пользователю сети возможности на основе заранее произведенной оценки необходимой для качественной передачи данных пропускной способности установить в сети канал нужной скорости.

Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть. Это позволяет качественно передавать данные, чувствительные к задержкам (называемые также трафиком реального времени) — голос, видео, различную технологическую информацию.

Недостатки коммутации каналов

Отказ сети в обслуживании запроса на установление соединения. Такая ситуация может сложиться из-за того, что на некотором участке сети соединение нужно установить вдоль канала, через который уже проходит максимально возможное количество информационных потоков. Отказ может случиться и на конечном участке составного канала — например, если абонент способен поддерживать только одно соединение, что характерно для многих телефонных сетей. При поступлении второго вызова к уже разговаривающему абоненту сеть передает вызывающему абоненту короткие гудки — сигнал "занято". 

Нерациональное использование пропускной способности физических каналов. Та часть пропускной способности, которая отводится составному каналу после установления соединения, предоставляется ему на все время, т.е. до тех пор, пока соединение не будет разорвано. Однако абонентам не всегда нужна пропускная способность канала во время соединения, например в телефонном разговоре могут быть паузы, еще более неравномерным во времени является взаимодействие компьютеров. Невозможность динамического перераспределения пропускной способности представляет собой принципиальное ограничение сети с коммутацией каналов, так как единицей коммутации здесь является информационный поток в целом.

Обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения. Достоинства и недостатки любой сетевой технологии относительны. В определенных ситуациях на первый план выходят достоинства, а недостатки становятся несущественными. Так, техника коммутации каналов хорошо работает в тех случаях, когда нужно передавать только трафик телефонных разговоров. Здесь с невозможностью "вырезать" паузы из разговора и более рационально использовать магистральные физические каналы между коммутаторами можно мириться. А вот при передаче очень неравномерного компьютерного трафика эта нерациональность уже выходит на первый план.