TSSN - Switching Techniques تقنيات التحويل التبديل

Ad by Valueimpression

 الصفحة السابقة

الصفحة التالية  

في هذا الفصل ، سنناقش تقنيات التبديل في أنظمة وشبكات تحويل الاتصالات.

في الشبكات الكبيرة ، قد يكون هناك أكثر من مسار واحد لنقل البيانات من المرسل إلى المستقبل. يمكن فهم تحديد المسار الذي يجب أن تأخذه البيانات من الخيارات المتاحة على أنه تبديل . قد يتم تبديل المعلومات أثناء انتقالها بين قنوات الاتصال المختلفة.

هناك ثلاث تقنيات تحويل نموذجية متاحة لحركة المرور الرقمية. هم -

• تبديل الدائرة الكهربية
• تبديل الرسائل
• تبديل الحزمة

دعونا الآن نرى كيف تعمل هذه التقنيات.

تبديل الدائرة الكهربية

في تبديل الدائرة ، تتواصل عقدتان مع بعضهما البعض عبر مسار اتصال مخصص. في هذا ، يتم إنشاء دائرة لنقل البيانات. قد تكون هذه الدوائر دائمة أو مؤقتة. قد يتعين أن تمر التطبيقات التي تستخدم تبديل الدارات بثلاث مراحل. المراحل المختلفة -

• إنشاء دائرة
• نقل البيانات
• قطع الدائرة

يوضح الشكل التالي أدناه نمط تبديل الدائرة.

تم تصميم تبديل الدارة للتطبيقات الصوتية. الهاتف هو أفضل مثال مناسب لتبديل الدوائر. قبل أن يتمكن المستخدم من إجراء مكالمة ، يتم إنشاء مسار افتراضي بين المشترك المتصل به والمشترك المتصل عبر الشبكة.

عيوب تبديل الدارة -

• يستمر وقت الانتظار طويلاً ولا يوجد نقل للبيانات.
• كل اتصال له مسار مخصص ، وهذا يصبح مكلفًا.
• عندما لا تستخدم الأنظمة المتصلة القناة ، فإنها تظل خامدة.

يتم إجراء نمط الدائرة بمجرد إنشاء الاتصال ، باستخدام المسار المخصص المخصص لنقل البيانات ، في تبديل الدائرة. يعد نظام الهاتف مثالًا شائعًا لتقنية تبديل الدوائر.

تبديل الرسائل

في تبديل الرسائل ، يتم التعامل مع الرسالة بأكملها كوحدة بيانات. يتم نقل البيانات في دائرتها بالكامل. يقوم المحول الذي يعمل على تبديل الرسائل أولاً باستلام الرسالة بأكملها ويقوم بتخزينها مؤقتًا حتى تتوفر موارد لنقلها إلى المرحلة التالية. إذا كانت الخطوة التالية لا تحتوي على موارد كافية لاستيعاب رسالة كبيرة الحجم ، فسيتم تخزين الرسالة وينتظر المحول.

يوضح الشكل التالي نمط تبديل الرسائل.

في هذه التقنية ، يتم تخزين البيانات وإعادة توجيهها. تسمى هذه التقنية أيضًا تقنية Store-and-Forward . تم اعتبار هذه التقنية بديلاً عن تبديل الدائرة. لكن تأخير الإرسال الذي أعقب تأخير إرسال الرسالة من نهاية إلى نهائية زاد من تأخير الانتشار وأبطأ العملية برمتها.

تبديل الرسائل له العيوب التالية -

• يحتاج كل مفتاح في مسار النقل إلى مساحة تخزين كافية لاستيعاب الرسالة بأكملها.

• بسبب الانتظار المتضمن حتى تتوفر الموارد ، يكون تبديل الرسائل بطيئًا للغاية.

• لم يكن تبديل الرسائل حلاً لتدفق الوسائط وتطبيقات الوقت الفعلي.

يتم قبول حزم البيانات حتى عندما تكون الشبكة مشغولة ؛ هذا يبطئ التسليم. وبالتالي ، لا يوصى بذلك لتطبيقات الوقت الفعلي مثل الصوت والفيديو.

تبديل الحزمة

يتم اشتقاق تقنية تبديل الحزمة من تبديل الرسائل حيث يتم تقسيم الرسالة إلى أجزاء أصغر تسمى حزم . يحتوي رأس كل حزمة على معلومات التبديل التي يتم إرسالها بعد ذلك بشكل مستقل. يحتوي الرأس على تفاصيل مثل المصدر والوجهة ومعلومات عنوان العقدة الوسيطة. يمكن لأجهزة الشبكات الوسيطة تخزين حزم صغيرة الحجم ولا تأخذ الكثير من الموارد سواء على مسار الناقل أو في الذاكرة الداخلية للمفاتيح.

يتم التوجيه الفردي للحزم حيث لا يلزم إرسال مجموعة كاملة من الحزم في نفس المسار. عند تقسيم البيانات ، يتم تقليل النطاق الترددي. يتم استخدام هذا التبديل لإجراء تحويل معدل البيانات.

يوضح الشكل أدناه نمط تبديل الحزمة.

يوضح الشكل التالي نمط تبديل الحزمة.

يمكن تعزيز كفاءة خط تبديل الرزم عن طريق مضاعفة الحزم من تطبيقات متعددة عبر الناقل. يتيح الإنترنت الذي يستخدم تبديل الحزمة هذا للمستخدم التمييز بين تدفقات البيانات بناءً على الأولويات. اعتمادًا على قائمة الأولويات ، يتم إعادة توجيه هذه الحزم بعد تخزينها لتوفير جودة الخدمة.

أثبتت تقنية تبديل الحزم أنها تقنية فعالة وتستخدم على نطاق واسع في كل من نقل الصوت والبيانات. يتم تخصيص موارد الإرسال باستخدام تقنيات مختلفة مثل المضاعفة الإحصائية أو تخصيص النطاق الترددي الديناميكي.

مضاعفة إحصائية

تعدد الإرسال الإحصائي هو تقنية مشاركة ارتباط الاتصال ، والتي تُستخدم في تبديل الحزمة. الارتباط المشترك متغير في تعدد الإرسال الإحصائي ، في حين أنه ثابت في TDM أو FDM. هذا تطبيق استراتيجي لتعظيم الاستفادة من النطاق الترددي. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة كفاءة الشبكة أيضًا.

من خلال تخصيص عرض النطاق الترددي للقنوات ذات حزم البيانات الصالحة ، تجمع تقنية تعدد الإرسال الإحصائي حركة الإدخال لتعظيم كفاءة القناة. ينقسم كل تدفق إلى حزم ، ويتم تسليمه على أساس من يأتي أولاً يخدم أولاً. تسمح الزيادة في مستويات الأولوية بتخصيص المزيد من النطاق الترددي. يتم الحرص على الفترات الزمنية حتى لا تضيع في تعدد الإرسال الإحصائي حيث يتم إهدارها في مضاعفة تقسيم الوقت.

ازدحام انترنت

كما يوحي الاسم ، فإن حركة مرور الشبكة هي ببساطة البيانات التي تتحرك على طول الشبكة في وقت معين. يتم نقل البيانات في شكل حزم ، حيث يعتبر عدد الحزم المرسلة لكل وحدة زمنية حمولة. يشمل التحكم في حركة مرور الشبكة هذه إدارة حركة مرور الشبكة أو تحديد أولوياتها أو التحكم فيها أو تقليلها. يمكن أيضًا قياس كمية ونوع حركة المرور على الشبكة بمساعدة بعض التقنيات. يجب مراقبة حركة مرور الشبكة لأن هذا يساعد في أمان الشبكة ؛ قد يتسبب معدل البيانات المرتفع في تلف الشبكة.

يُفهم مقياس إجمالي العمل الذي يقوم به مورد أو منشأة ، على مدى فترة (عادةً 24 ساعة) على أنه حجم حركة المرور ويتم قياسه في Erlang-hours. يتم تعريف حجم حركة المرور على أنه ناتج متوسط ​​كثافة حركة المرور وفترة

$$ حركة المرور \: \: الحجم = حركة المرور \: الشدة \ الوقت \: الفترة $$

ازدحام، اكتظاظ، احتقان

يقال إن الازدحام في الشبكة قد حدث عندما يكون الحمل على الشبكة أكبر من سعة الشبكة. عندما يتجاوز حجم المخزن المؤقت للعقدة البيانات المستلمة ، ستكون حركة المرور عالية. هذا يؤدي كذلك إلى الازدحام. يمكن استدعاء كمية البيانات المنقولة من عقدة إلى أخرى على أنها الإنتاجية.

يوضح الشكل التالي الازدحام.

في الشكل أعلاه ، عندما تصل حزم البيانات إلى العقدة من المرسلين A و B و C ، فلا يمكن للعقدة نقل البيانات إلى جهاز الاستقبال بمعدل أسرع. يحدث تأخير في الإرسال أو قد يكون فقدان البيانات بسبب الازدحام الشديد.

عندما يصل عدد كبير جدًا من الحزم إلى المنفذ في شبكة تبديل الحزم ، يتدهور الأداء ويطلق على هذا الموقف اسم الازدحام . تنتظر البيانات في خط الانتظار للإرسال. عندما يتم استخدام خط الانتظار بأكثر من 80٪ ، يقال إن خط الانتظار مزدحم تساعد تقنيات التحكم في الازدحام في السيطرة على الازدحام. يوضح الرسم البياني التالي ، المرسوم بين الإرسال وإرسال الحزمة ، الفرق بين الإرسال الذي يتم التحكم فيه عن طريق الازدحام والإرسال غير المنضبط.

التقنيات المستخدمة للتحكم في الازدحام نوعان - الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة. الحلقات تختلف حسب البروتوكولات التي تصدرها.

حلقة مفتوحة

تنتج آلية التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة بروتوكولات لتجنب الازدحام. وترسل هذه البروتوكولات إلى مصدر و الوجهة. .

حلقة مغلقة

آلية حلقة التحكم في الازدحام المغلقة تنتج البروتوكولات التي تسمح للنظام لدخول الدولة المزدحمة ثم كشف و إزالة الاحتقان. و صريحة و ضمنية أساليب ردود الفعل تساعد في تشغيل الآلية.