回線交換とパケット交換

回線交換（CS）とパケット交換（PS）は、ある地点から別の地点へ情報やメッセージを送るために使われる2つの異なるタイプの交換領域である。電気通信では、音声やデータを伝送するために回線交換方式が最初に使われた。パケット交換領域が進化した後、回線交換領域からデータ部分の通信が分離され、GPRSとEDGEがパケット交換領域の進化の初期段階であった。3Gネットワークのリリースに伴い、一部の音声トラフィックがパケット交換ネットワークを流れるようになり、回線交換の重要性が低下しました。回線交換ドメインは、最新の 3GPP リリース（R9 および R10 など）で完全にパケット交換に移行し、すべての音声トラフィックはパケット交換ドメインで動作する VoIP サービスで処理されるようになりました。

回路切り替えとは？

回線交換はもともと電気通信の分野で、異なるチャンネルを交換し、人と人が通信できるようにするために使われていました。回線交換では、実際にデータ伝送を開始する前に経路を決定し、専用化する。2つのエンドポイント間の通信の全期間、帯域やその他のリソースは固定で専用となり、セッションの終了時にのみ解放されます。回線交換領域ではこの専用チャネルの性質上、エンドツーエンドで保証されたQoSを提供できるため、音声やビデオなどのリアルタイムアプリケーションに適しています。また、回線交換網を通過する際、送信元が送信したメッセージの順序は、送信先で変わることはない。その結果、送信先で元のメッセージを再生するための処理も少なくなる。

パケット交換とは？

パケット交換ネットワークでは、メッセージは小さなパケットに分解され、互いに独立して宛先に送信されます。送信元から送信先までの経路は多くのプロトコルで処理され、パケットのルーティングはスイッチングセンターまたはルーターで処理される。各パケットは、送信元アドレス、送信先アドレス、ポートをもとに経路を探します。パケット交換ネットワークでは、各パケットが個別に処理されるため、パケットが送信元から送信された順序どおりに宛先に到着しなくても、宛先で元のメッセージを再現できるようなマークが付けられています。パケット交換ドメインは、音声やビデオストリームなどのリアルタイムサービスを伝送するために、QoSが保証された状態で適切に維持される必要があります。

回線交換とパケット交換の違いは何ですか？

当初、データ通信にはパケット交換網、音声通信には回線交換網が広く利用されていた。しかし、近年、パケット交換領域でのQoS設定の向上により、音声通信がパケット交換領域に引き込まれるようになりました。パケット交換ネットワークでは、帯域を十分に活用することができますが、回線交換ネットワークでは、各通信が使用されているかどうかにかかわらず、専用の帯域を持つ必要があるため、帯域の利用率は低くなります。回線交換ネットワークでは、各パケットはあらかじめ定義されたアドレスでルーティングされるため、パケット交換ネットワークでは、より多くの冗長性を持つことができます。

ユーザー数の増加に伴い、パケット交換網は共有化が可能ですが、回線交換網は利用可能な最大チャネル数に制限があります。利用率が一定以上になると、パケット交換網のスループットボトルネックが顕在化し、パケットの遅延が発生し、一部のリアルタイムサービスの利用が無意味になる。一方、回線交換ドメインでは、ユーザーはネットワークで利用可能な最大接続数を超えることはできません。その結果、回線交換接続において、リアルタイムアプリケーションに要求される品質を容易に維持することができる。また、回線交換網では送信するメッセージの順番が変わらないが、パケット交換網ではそのような保証はない。回線交換ドメインはこのように保証された信頼性の高い性質を持っているため、パケット交換ネットワークでデータを回復するために使用される複雑なアルゴリズムに比べて、送信元と送信先での処理ははるかに少なくて済みます。