[LTE] Circuit switching vs Packet switching

Circuit switching(회선 교환)

 회선 교환(circuit switching) 방식은 한정되어있는 공유회선을 돌려써가면서 물리적으로 종단과 종단을 연결하는 방식이다. 단일 스위치의 내부 동작으로 단일 스위치에 연결된 여러 장치들은 단일 노드 네트워크(one node network)로 동작된다. 통신을 원하는 두 노드사이에 직접적이고 계속된 연결이 생기게된다. 이 연결은 하나의 데이터를 전송하며 계속되는한 계속 지속된다. 대표적인 예로는 전화 시스템을 들 수 있다. 

3G에서는 circuit switching 방법을 사용하였음. 

 

Circuit switching이 회선을 분할하는 방식에는 FDM과 TDM이 있다.

FDM(Frequency Division Multitasking) : 할당된 대역폭을 나누어 사용하는 방식

TDM(Time Division Multitasking) : 할당된 대역폭을 시간단위로 나누어 번갈아가면서 사용하는 방식

 

• 장점
  • 통신 시간, 거리가 비용의 주요 기준이 되며 통신량에는 무관하다.
  • 통신 호선을 고정적으로 할당한다.
  • 실시간 대화용으로 응용이 가능하다.
  • 전송량이 많을 경우에 경제적이다.
  • 대규모 트래픽 처리가 가능하다.
  • 이용자 데이터를 프로토콜 처리 없이 고속 전송이 가능하다.
  • 물리적 회선 제공(end-to-end)이 가능하다.
  • 두 이용자 간에 TDM 방식에 의한 회선 독점이 가능하다.
• 단점
  • 접속 시간의 지연으로 즉시성이 결여된다.
  • 전송 품질이 양호하지 못하다.
  • 단시간 전송인 경우에 비교적 고가이다.
  • 속도나 코드 변환이 불가능하다.
  • 과부하시 접속이 어렵다.
  • 데이터를 전송하지 않을 때에도 회선이 점유되므로 네트워크 자원이 낭비된다.
  • 다수의 상대방과 동시에 통신하고자 하는 경우에 필요한 수만큼 물리적인 회선을 보유해야 하므로 공유가 불가능하다.
  • 데이터 전송 속도의 폭이 넓다.

Packet switching(패킷 교환)

 패킷 교환(packet switching) 방식은 패킷 형태로 만들어진 일정 길이의 전송 단위 데이터를 송신측 패킷 교환기에 기억시켰다가 수신측 주소에 따라 적당한 통신 경로를 선택하여 수신측 패킷 교환기에 전송하는 교환 방식이다. 회선 하나에 물려있는 모든 단말기들이 패킷을 몽땅넣고 도로 뿌려주는 방식.

 패킷 교환 방식에서 데이터는 패킷(packet)이라고 부르는 짧은 길이의 데이터 블록 단위로 쪼개어 전송된다. 일반적으로 패킷의 길이는 1000바이트 정도로 제한된다. 이때 패킷은 통신망 내에서 전송되는 데이터는 각 패킷에 수신지 정보, 오류 제어 정보, 순서 번호 등 통신망 내 전송에 필요한 정보를 포함한 헤더를 갖는다

 통신망 내에서 데이터의 교환은 패킷 형태로 만들어진 패킷을 교환기가 수신측 주소에 따라 적당한 통신 경로를 선택하여 보내 준다. 전송 경로를 따라 각 노드에서 패킷이 수신되면 일단 저장이 된 후, 다시 다음노드로 전송된다. 패킷이 수신측에 도달할 때가지 이와 같은 저장과 다음 노드로의 전송 과정을 반복한다.

 

• 장점
  • 회선 이용 효율의 극대화
  • 전송량 제어와 전송 속도 변환
  • 표준화된 프로토콜 적용
  • 각종 VAN 제공이 용이
  • 각종 부가 서비스 제공
• 단점
  • 대량의 데이터 전송시 전송 지연

 

회선교환방식은 셋업절차가 필요하지만 패킷교환방식은 셋업시간없이 패킷이 도착하는대로 바로 전송된다.

전송속도는 셋업과정을 제외하면 회선 교환방식이 패킷교환방식보다 더 빠르다. 패킷교환 방식은 중간의 라우터의 메모리에 임시적으로 저장 후 전송을 하므로 전송시간이 좀더 지연된다. 

하지만 장애의 관점으로 보면 패킷교환방식이 강아다. 회선교환방식은 경로 중간에 교환기가 고장나면 전체적으로 데이터 전송이 이루어지지 못하지만, 패킷교환 방식은 라우터가 고장나도 우회가 가능하기 떄문이다.

In LTE

LTE는 완벽하게 packet-oriented multi service system으로 디자인 되어있다.

CSFB(Circuit Switched Fall Back) 의 경우 보이스나 SMS를 전송하기위해서 circuit switched network를 사용하는 경우가 있다. 데이터서비스는 LTE망 음성통화는 2G/3G망을 이용하는 것.

IMS는 circuit switched로부터 packet swithed로의 진화를 위한 프레임워크를 제공한다.

IMS아키텍쳐를 통해 음성 및 문자 서비스를 데이터 패킷으로 전송하는 방식로 LTE환경에서 음성서비스를 제공하는 방식이 VoLTE. 그중 음성서비스를 위한 솔루션 VoIP. 초기에 VoIP는 CSFB과 VoLGA와 같은 임시 솔루션을 함께 사용하였다.

 

GPRS(General Packet Radio Services)

https://searchmobilecomputing.techtarget.com/definition/GPRS

What is GPRS (General Packet Radio Services)? - Definition from WhatIs.com

 

 

참조/출처

https://blog.naver.com/vnddns0718/120140365210

Circuit Switch and Packet Switch

https://searchnetworking.techtarget.com/answer/What-is-the-difference-between-circuit-switching-and-packet-switching

What is the difference between circuit switching and packet switching?

http://www.itfind.or.kr/admin/getFile.htm?identifier=02-001-150630-000002

불러오는 중입니다...

pdf파일임

 

https://proneer.tistory.com/entry/%ED%9A%8C%EC%84%A0-%EB%A9%94%EC%8B%9C%EC%A7%80-%ED%8C%A8%ED%82%B7-%EA%B5%90%ED%99%98%EB%B0%A9%EC%8B%9DCircuit-Message-Packet-switching

회선, 메시지, 패킷 교환방식(Circuit, Message, Packet switching)