اقرأ في هذا المقال
- ما هو تبديل الدارة؟
- مخطط تبديل الدائرة
- الاختلافات بين تبديل الدارة وتبديل الحزم
- مميزات تبديل الدارة
- عيوب تبديل الدارة
لنقل البيانات من المرسل إلى المستقبل، يجب إنشاء روابط اتصال، حيث في شبكة كمبيوتر بسيطة يكفي ارتباط واحد فقط يربط بين المرسل والمستقبل، ولكن بالنسبة للشبكات الأكبر سيكون هناك أكثر من مسار بين المرسل والمستقبل، وفي مثل هذه الحالة تساعد طرق تبديل الشبكة في إنشاء اتصال مناسب بين محطات الاتصال، حيث يتم تبديل المعلومات بين الروابط المختلفة، وهناك أربع تقنيات تبديل متاحة للبيانات الرقمية، مثل تبديل الدائرة وتبديل الحزمة وتبديل الرسائل وتبديل الخلايا، كما يتم تحديد هذه الأساليب بالاعتماد على كفاءتها ومتطلبات النطاق الترددي.
ما هو تبديل الدارة؟
تبديل الدارة: هي تقنية شبكة مطبقة في شبكة الاتصالات، حيث تقوم عقدتان شبكيتان بإنشاء قناة اتصالات مخصصة أي دائرة عبر الشبكة قبل أن تتواصل العقد، كما إنّها طريقة يتم من خلالها إنشاء مسار مادي مخصص أو دائرة والحفاظ عليه بين عقدتين أو موقعين طوال مدة الاتصال، ونظراً لأنّه يجب إنشاء الدائرة المخصصة أولاً أو مساراً قبل إرسال المعلومات، فغالباً ما يشار إلى شبكات تبديل الدوائر بالشبكات الموجهة للاتصال.
تُولّد طريقة التبديل هذه مسار اتصال مخصصاً بين المرسل والمستقبل، حيث يتم إنشاء الارتباط في شكل مادي بين محطتين موجودتين في الشبكة، كما سيتم إنشاء الرابط وصيانته وإنهائه لكل جلسة اتصال، والمثال الأكثر شيوعاً لتبديل الدارات هو شبكة الهاتف التماثلية، كما تعطي طريقة التبديل هذه تأخيراً ثابتاً للبت وقناة معدل بيانات ثابتة بين المرسل والمستقبل، حيث يتم تخصيص سعة القناة الكاملة طوال مدة الاتصال.
عندما يتم نقل البيانات من المرسل إلى المستقبل، يرسل المرسل أولاً طلباً إلى محطة التبديل لإنشاء اتصال ويرد المتلقي بالموافقة، وبعد استلام إشارة الموافقة يبدأ المرسل في نقل البيانات، حيث ينتشر استخدام هذا التبديل للدوائر الصوتية، كما تُعتبر شبكة الهاتف العامة المحولة و”Datakit” والقناة “B” من “ISDN” والشبكة الضوئية، بعض الأمثلة على شبكات تبديل الدارات.
الفكرة الأساسية هي أنّه يتم إعداد مسار أو ارتباط اتصال بين مضيفين حتى يتمكنوا من مشاركة البيانات أي الرسائل بين بعضهم البعض، وبمجرد إنشاء الارتباط يتم تعيين كل من هذين المضيفين لبدء الاتصال حيث عادةً ما يتم تبديل شبكات الهاتف بالدائرة؛ لأنّ حركة الصوت تتطلب توقيتاً ثابتاً لمسار مادي واحد مخصص للحفاظ على تأخير مستمر في الدائرة، وأكبر شبكة بتبديل الدارات هي نظام الهاتف القديم العادي “POTS”، كما يتم أيضاً تبديل شبكة “GSM” الأصلية.
- “ISDN” هي اختصار لـ “Integrated Services Digital Network”.
- “POTS” هي اختصار لـ “Plain Old Telephone Service”.
- “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile Communications”.
مخطط تبديل الدائرة:
في هذا النوع من التبديل، تتوفر مجموعة من المفاتيح المتصلة بروابط فعلية، وهنا بمجرد تكوين المسار المخصص بين المرسل والمستقبل، فإنّه يبقى كما هو حتى يقوم أحد المستخدمين بإنهاء الاتصال، كما يتم إرسال البيانات الثابتة ويستخدم هذا النوع من التبديل بشكل كبير لنقل البيانات الصوتية، حيث تتكون الشبكة من مكاتب التبديل مع روابط دائمة فيما بينها.
وعند طلب الاتصال يتم تخصيص روابط الاتصال للمحطات التي تشكل مسار الإرسال، كما يتم الاحتفاظ بهذا الارتباط المخصص حتى يتم إنهاء الاتصال، حيث لن يستطيع المستخدمون الآخرون من استعمال هذا الارتباط إلّا عندما يتم إنهاؤه بواسطة المرسل أو المستلم.
مراحل إنشاء شبكة تبديل الدارات:
أولاً: تأسيس الدائرة:
هذه هي مرحلة إعداد الدائرة، حيث يتم إنشاء الارتباط بين المرسل والمستقبل، وعندما يتعين إنشاء اتصال بين المحطة “A” والمحطة “B”، تُرسل المحطة “A” طلب توصيل إلى العقدة “1” من خلال وصلة مخصصة بين المحطة “A” والعقدة “1”، وبعد ذلك يرسل “node1” الطلب إلى جميع العقد المتصلة به كما يتم إعادة توجيه الطلب بين العقد التي تشكل في النهاية مساراً إلى المحطة “B”، وبناءً على الحالة الخاصة بها ترسل محطة “B” إشعار الاستلام إذا لم تكن مشغولة، وبالتالي سيتم إنشاء رابط اتصال مخصص بين المحطة “A” والمحطة “B”.
ثانياً: نقل البيانات:
تكون كافة التوصيلات الداخلية في ارتباط الاتصال مزدوجة، وقبل البدء في الاتصال يتم تحديد الموارد التي سيتم استعمالها لهذا الارتباط، وبعض هذه الموارد هي مخازن التبديل وتبديل وقت المعالجة وتبديل منافذ الإدخال أو الإخراج، وفي هذه الطريقة يتم استخدام مفاتيح العارضة بشكل شائع، وبعد إنشاء الارتباط سيتم إرسال البيانات بشكل مستمر بمعدل بيانات ثابت لكل من المرسل والمستقبل، حيث في طريقة التحويل هذه لا يتم حزم البيانات.
ثالثاً: قطع الدائرة:
سيتم الاحتفاظ بالمسار المخصص الذي تم إنشاؤه بين المرسل والمستقبل طوال مدة الاتصال حتى يتم إنهاؤه بواسطة أي من المستخدمين، وبعد إنهاء الشبكة يتم نشر إشارة إعلام إلى جميع العقد الموجودة في الارتباط لتحرير الموارد المحجوزة.
الاختلافات بين تبديل الدارة وتبديل الحزم:
- التبديل داخل الدائرة، يتم نقل البيانات بشكل مستمر بين المرسل والمستقبل، بينما في تبديل الحزمة يتم حزم البيانات وإرسالها بشكل مستقل عبر شبكة مشتركة.
- عندما يتم الحفاظ على الاتصال في تبديل الدائرة، لا يمكن لأي مستخدم آخر الوصول إلى هذا الارتباط حتى في حالة عدم إرسال أي بيانات، وبالتالي فإنّ تبديل الدائرة يوفر خدمة عالية الجودة.
- في تبديل الحزمة، يتم مشاركة عرض النطاق الترددي من قبل المستخدمين، وبالتالي فإنّ جودة الخدمة منخفضة في تبديل الحزم.
- على عكس تبديل الدائرة، لا يتم حجز المسار في شبكة تبديل الحزمة.
- يدعم تحويل الحزم التخزين والإرسال إلى الأمام.
- لم يتم إنشاء مسار مادي لشبكة تبديل الحزم.
- يُعد تبديل الحزم أكثر كفاءة مقارنة بتبديل الدارة.
- البنية التحتية لتحويل الحزم أقل تعقيداً مقارنةً بتبديل الدارة.
مميزات تبديل الدارة:
- يستخدم عرض نطاق ترددي ثابت.
- تزيد قناة الاتصال المخصصة من جودة الاتصال.
- يتم نقل البيانات بمعدل بيانات ثابت.
- لا وقت انتظار في المفاتيح.
- مناسب للتواصل المستمر الطويل.
عيوب تبديل الدارة:
- الاتصال المخصص يجعل من المستحيل نقل البيانات الأخرى حتى لو كانت القناة مجانية.
- لا يتم استخدام الموارد بشكل كامل.
- الوقت اللازم لإنشاء الارتباط المادي بين المحطتين طويل جداً.
- نظراً لأنّه يجب إنشاء مسار مخصص لكل اتصال، فإنّ تبديل الدارة يكون أكثر تكلفة.
- حتى في حالة عدم وجود نقل للبيانات، يتم الاحتفاظ بالرابط حتى يتم إنهاؤه بواسطة المستخدمين، كما من خلال هذه القناة تبقى مثالية لفترة طويلة ممّا يجعل تبديل الدائرة غير فعال.
- تتطلب القنوات المخصصة مزيداً من النطاق الترددي.
تُعد شبكة الاتصالات هي مجموعة من المحطات والعقد “nodes”، وتبديل الدارة هو أسلوب لإنشاء قناة اتصالات بين عقدتين شبكيتين، وكل محطة في الشبكة لها عنوان مميز، حيث إنّه مشابه جداً لشبكة الهاتف التماثلية المبكرة، ومع التقدم في التكنولوجيا يتم إدخال طرق رقمية جديدة للاتصال.
