데이터통신 < 교환기술의 분류 >

데이터통신 < 교환기술의 분류 >

 

1. 서론

 

교환기술은 통신서비스 가입자간에 입력되는 음성 및 데이터의 각종 정보를 신속 정확하게 경제적인 방법으로 교환시켜주는 통신시스템을 말하며, 1876년 미국인 A.G. Bell이 전화기를 발명한 이후 음성통신 서비스를 위하여 개발되어지고 활용되어지게 되었다.

그 후로 데이터 정보교환의 필요성이 증가함에 따라 교환기술은 음성, 데이터, 영상 등의 멀티미디어 서비스를 제공하는데에 필수불가결한 통신시스템이 되었다.

 

 

 

2. 교환 기술 분류에 관한 설명

 

1) 교환 기술 분류

1. 기계식 교환기술

ㄱ) 단단식 방식

: 가입자로부터 들어오는 다이얼 번호 정보에 따라 기계식으로 구성된 스위치를 10진

다이얼번호 단위마다 단계적으로 접속시키는 방법임.

ㄴ) 크로스바 교환방식

: 동시에 여러 개의 호를 스위칭 할 수 있도록 다수의 입력과 출력이 연결된 수직로와

수평로를 교차시킨 스위치 회로의 접점을 제어하여 연결시키는 교환기술

 

2. 전자식 교환기술

ㄱ) 반전자식

: 통화로를 형성시키는 스위치부에는 기계식과 마찬가지로 기존의 회전스위치나 크로스바

스위치 혹은 릴레이를 사용.

제어계는 컴퓨터를 이용한 축적프로그램방식을 채용하는 방식임.

 

ㄴ) 전전자식

: 반전자식 교환기의 개발과 더불어 본격적으로 검토되기 시작한 방식이 제어계 뿐만 아니라

통화로계 까지를 디지털로 구성.

크게 회선교환방식, 메시지 교환방식, 패킷교환방식으로 구분됨.

회선교환방식은 전화망에 사용됨.

장점 - 적은 소요설치 면적, 낮은 회선당 가격, 높은 신뢰도, 원격 운용 보전 기능 및

원격 가입자 집선장치에 의한 높은 경제성.

 

a) 회선교환

: 각 가입자에게 타임슬롯을 할당하여 각 가입자는 정해진 타임슬롯에만 자기의 데이터를

전송할 수 있음.

 공간분할

 시분할

- 동기식

- 비동기식

 

b) 메시지교환

: 메시지단위로 데이터를 교환하여 메시지는 전자우편이나 파일 등의 논리적인 데이터

단위를 말함.

축적 전속(Store and Forward)방식으로 메시지를 전달함.

데이터통신에 활용되며 노드 투노드로 전달되는 메시지 크기에 따라서로 구분.

노드의 디스크에 저장되었다가 전달될 정도로 메시지 크기가 컸기에 지연이 큰 단점이

있었음.

 

c) 패킷교환

: 회선교환방식과는 달리 각 가입자에게 타임슬롯이 할당되는 것이 아니고 전송할 데이터가

있는 가입자에게 통화로 자원을 할당하는 방식임.

가입자라 전송할 데이터를 패킷(Packet)이라고 불리는 블록 단위로 나눈 후에 패킷 앞

부분의 헤어(Header)에 목적지를 나타내는 주소값을 넣어 패킷망으로 보내면 패킷교환기

가 주소값을 참조하여 원하는 목적지의 가입자에게 패킷을 보내줌.

 비동기식

 고속패킷

: 전송기술의 발달로 신뢰성이 높은 링크의 사용이 가능하게 됨에 따라 복잡한 프로토콜

을 간략하게 하드웨어로 처리하기 때문에 처리 성능이 우수함.

적은 지연시간 특성을 제공할 수 있는 장점이 있음.

비동기 시분할방식과 함께 헤더에의해 하드웨어로 자기 경로 설정(Self Routing)을

실현하므로 기존 데이터 뿐만 아니라 음성 및 동화상 등의 다양한 서비스 제공이 가능

해 짐에 따라 고속 및 광대역 교환기술을 가능하게 함.

 프레임릴레이

: 순서제어, 흐름제어, 폭주제어 기능 등이 링크 단위별로 이루어지지않고,

End-To-End 구간에서 제어됨.

교환기에서의 기능은 재래식 패킷 교환방식에 비하여 훨씬 간단해지지만 전송신뢰도가

떨어지는 단점이 있음.

 재래식패킷

 

3. 광교환식 교환기술

: 광토신의 주요 특석인 정보전달의 광대역 및 저손실성, 스위치의 고속성, 신호간의 무유도성,

상호 불간섭성, 병렬성 등을 활용

ㄱ) 공간분할

: 2차원상에서 입력 광신호의 진행방향을 변화시킴으로써 교환을 이루는 방식임.

장점 - 스위칭 시간이 고속일 필요가 없고, 광동기를 맞추는 데에 어려움이 없음.

단점 - 신호의 손실 및 누화등으로 인해 광스위치의 규모 확장이 어렵기 때문에

대용량 교환기에는 적합하지 않음.

ㄴ) 시분할

: 광다중, TSI(Time Slot Interchange), 광역다중 등으로 구성

장점 - 기존 전자식 교환시스템과 병존이 가능함.

단점 - 시스템 내부 속도가 증가하기 때문에 스위치 제어기 구성이 어려움.

광스위치로 입력되는 각각의 광신호를 광섬유 지연선을 사용하여 서로 다른

타임슬롯을 구성하여 다중화시키고 스위치 제어기의 명령에 따라 각각의 타이슬롯

광신호를 광수신기로 전송하는 방식임.

ㄷ) 파장분할

: 하나의 광선로상의 복수의 파장을 가지는 광신호의 다중교환 방식

각기 다른 파장의 레이저 다이오드의 입력 광신호를 다중화하여 서로 교환한 후

수신측에서 필요한 파장을 선택하는 방식임.

장점 - 다른 광교환 방식과 병행하여 용량 확장이 용이.

단점 - 파장가변 레이저 다이오드, 파장필터, 파장변환기, 광증폭기 등의 사용으로

복잡성이 증가됨.

ㄹ) 자유공간분할

: 자유공간에서 유도되지 않은 광신호를 서로 간섭없이 교환하는 방식

Micro-Optics로 정렬된 2차원 또는 3차원 형태를 가지는 수직 입사광배열로 구성됨.

장점 - 2차원 또는 3차원의 다단계 광스위칭 시스템 구성이 가능

단점 - 각 소자간의 수직 입사광의 정렬이 어렵고 평면회로 기판위에 집접화하기

어려운 문제가 있음.

 

 

3. 결 론

 

기계식에서 전자식 또 광교환식으로 발전하는 교환기술은 급변하는 하드웨어 발전에 걸맞게

발전하여 오늘날에 전세계적인 네트웍망이 이루어 졌으며, 교환기술의 발전이 차세대 네트웍의

발전이라 여기어진다.

나날이 거대해져가는 통신망과 기기와 사용자들간의 안정적이고 빠른 정보 전송을 위하여

 

 

 

 

 

교환기술에 대한 연구와 관련 하드웨어 기술의 진화는 반드시 필요한 과제인것 같다.