ข้อแตกต่างระหว่าง Circuit switching และ Packet switching

ภาพตัวอย่างการทำงาน

Circuit switching 

 

Packet switching  

 

ความหมาย   

Circuit switching เทคนิคในการสื่อสารข้อมูลจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง เมื่อมีการเชื่อมต่อกันแล้วจะติดต่อกันได้ตลอดเวลา ผู้อื่นจะแทรกเข้ามาไม่ได้เลย จนกว่าฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งจะปลดวงจรออก ตัวอย่างง่าย ๆ    เช่นการติดต่อทางสายโทรศัพท์ เมื่อเริ่มพูดกันได้แล้ว คนอื่นจะต่อสายแทรกเข้ามาไม่ได้ จนกว่าฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งจะวางหูลง   (ปลดวงจร)  

Packet switching      เทคนิคในการแบ่งข้อมูลออกเป็นกลุ่ม (Packet) แต่ละกลุ่มจะมีความยาวเท่ากัน (ปกติ 100บิต)ข้อมูลจะหาทิศทางเดินไปได้เอง โดยที่สายหนึ่ง ๆ จะสามารถใช้กันได้หลายคน เมื่อถึงที่ปลายทางข้อมูลก็จะกลับ ไปรวมกันเอง  

หลักการทำงาน  

Circuit switching 

1) เมื่อสถานีA ต้องการส่งข้อมูลให้กับ สถานีB จะต้องมีการสร้างเส้นทางเสียก่อน
    โดยที่ฝั่งที่รับข้อมูลจะต้องตอบว่าพร้อมรับข่าวสาร (Establishment/ Connection)    
2) เมื่อสร้างเส้นทางการส่งข้อมูลเรียบร้อย ตลอดเวลาของการสื่อสารจะใช้เส้นทางเดิมตลอด 
     และไม่มีบุคคลอื่นมาใช้เส้นทาง 
3) มีอัตราความเร็วในการส่งเท่ากันทั้งด้านรับและด้านส่ง  
4) มีการทำ Error Control และ Flow Control ทุกๆ ชุมสาย              
5) ในขณะทำการส่งข้อมูล ข้อมูลจะถูกส่งด้วยความเร็วคงที่ และไม่มีการหน่วงเวลา(Delay)
6) เมื่อส่งข้อมูลเสร็จจะยกเลิกเส้นทางที่ได้เชื่อมต่อขึ้นมาเพื่อให้เครื่องอื่นได้ใช้เส้นทางได้   

Packet switching 

1) เมื่อ สถานี A ต้องการส่งข้อมูลให้กับสถานีB จะมีการแบ่งข้อมูลออกเป็น Packet ย่อยก่อนจะถูก ส่งออกไป2) ส่งข้อมูลโดยใช้ชุมสาย PSE (Packet switching exchange) ควบคุมการรับส่ง
3) ทำ Error control หรือ Flow Control ที่ PSE 
4) ด้านรับและด้านส่งมีอัตราความเร็วที่ไม่เท่ากันได้
5) ใช้เทคนิค Store - and - Forward ในการส่งข้อมูล ผ่าน PSE 

ตัวอย่างระบบ  

Circuit switching

    -โมเด็มและระบบโทรศัพท์ (Modem and Telephone System)\ 

    - สายคู่เช่า (Leased Line) 

    - ISDN (Integrated Services Digital Network)

    - DSL (Digital Subscriber line) 

    - เคเบิลโมเด็ม (Cable Modem)

Packet switching 

เป็นเทคโนโลยีพื้นฐานที่ใช้ในการ ส่งข้อมูลภายในสำหรับระบบเครือข่ายอินเตอร์เน็ตในปัจจุบันระบบที่เป็น Package switch เช่น Frame relay เป็นระบบโทรศัพท์แบบดิจิตอล และ ATM เป็นระบบการส่งข้อมูลประเภท ภาพและเสียง (multimedia) 

      ลักษณะการเชื่อมต่อ 

Circuit switching      เชื่อมต่อทางกายภาพของวงจรระหว่างจุดต่อจุด    (point-to-point)  Packet switching       ส่งแต่ละแพกเกตด้วยเส้นทางต่างๆที่เชื่อมโยงกันเป็นตาข่าย และทำการรวมแต่ละแพคเกตกลับคืนเมื่อถึงจุดหมายแล้ว
   

วิธีการคิดเงินค่าบริการ 

Circuit switching      การคิดเงินจะขึ้นกับระยะทาง และระยะเวลาเท่านั้น   ไม่ขึ้นกับปริมาณการสื่อสารPacket switching    จะคิดค่าบริการตามจำนวน Byte หรือ Packet ที่ส่งออกไป โดยส่วนใหญ่ไม่ขึ้นกับระยะทาง ยกเว้นเป็นการส่งข้ามประเทศ

 ข้อดี

 Circuit switching
       -  ปริมาณในการส่งข้อมูลได้ อัตราการส่งข้อมูล ความเร็วในการส่งข้อมูลจะคงที่ อัตราเดิม
 - Delay ที่เกิดขึ้นจะเรียกว่า propagation delay คือเวลาที่ข้อมูลวิ่งอยู่ในสายสัญญาณ – เร็วเท่าแสง
        -   Delay ที่ node คือเวลาที่ข้อมูลวิ่งระหว่าง node อาจเป็น delay ที่เกิดเนื่องจากการ
ประมวลผลอะไรบางอย่าง ถือว่าน้อยมากจนถือว่าไม่สำคัญ เพราะว่ามันแทบจะไม่เกิด

Packet switching 
         - Flexibility โครงข่ายดังกล่าวนี้ทำให้ใช้งานพร้อมกันหลาย ๆ ระบบได้ โดยงานประยุกต์แต่ละระบบไม่ยุ่งเกี่ยวกัน แต่ใช้ผ่านชุมสายเดียวกัน               - Robustness มีความแข็งแกร่ง ถ้าเส้นทางใดเส้นทางหนึ่งเสียหายก็สามารถใช้เส้นทางอื่นได้  อุปกรณ์ต้นทางกับปลายทาง สามารถส่งด้วยความเร็วที่ต่างกันได้เพราะชุมสายจะเป็นผู้แปลงสัญญาณ ให้ความเร็วเข้ากันได้
       -      Responsiveness มีการรับประกันความถูกต้องของข้อมูลที่รับส่งทำให้ระบบมีความเชื่อถือสูง สามารถใช้ในระบบที่โต้ตอบด้วยความเร็วได้ ตัว IMP สามารถที่จะทำงานเพิ่มเติมบางอย่างได้ เช่น การตรวจสอบความ  ผิดพลาดก่อนที่จะส่งต่อไป   หรืออาจทำการเปลี่ยนรหัสก่อนก็ได้

ข้อเสีย

Circuit switching  -หากคอมพิวเตอร์หรือเทอร์มินัลติดต่อกับศูนย์ข้อมูล ในการเรียกค้นข้อมูลเป็นระยะจะทำให้มีช่วงเวลาที่สายสัญญาณ ไม่มีการใช้และผู้อื่นก็ใช้ไม่ได้ ธรรมชาติของการใช้งานไม่ได้ออกแบบมาให้ใช้งานพร้อมกันอย่างเต็มประสิทธิภาพ เช่น ระบบโทรศัพท์ 100 เลขหมาย จะสามารถใช้งานพร้อมๆกันได้ไม่ถึง 50% 
 -การเชื่อมโยงอุปกรณ์ระหว่างสถานีต้นทางกับปลายทางต้องตกลงและใช้มาตรฐานเดียวกัน   -การติดต่อสื่อสารข้อมูลนี้ผู้ใช้จะต้องมีระบบซอฟต์แวร์ในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลเอง เพราะชุมสายจะไม่มีระบบตรวจสอบข้อมูลในชุมสายทำหน้าที่เพียงการสวิตช์วงจรให้เท่านั้น Circuit Switching นั้นออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลทางเสียง  -อัตราการส่งข้อมูลจะเป็นตัวจำกัดอุปกรณ์ที่ต่อพ่วงเนื่องจากถูกออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลทางเสียงในอัตราที่มนุษย์สามารถรับรู้ ได้ 
- มีขีดจำกัดแน่นอนอยู่แล้วที่ระบบ Hardware

- ยากและลงทุนสูงในการ Upgrade backbone 

Packet switching -บางครั้งถ้ามีปริมาณPacket จำนวนมากเข้ามาพร้อมกันจะทำให้ IMPทำงานไม่ทัน อาจทำให้มีบางPacket สูญหายไปได้ - มี delay เกิดขึ้นในระหว่างที่ส่งข้อมูล = ความยาวของ package /ขนาดของ overhead datarate  ขนาดของ package มีขนาดไม่แน่นอน   -Package แต่ละ package อาจวิ่งไปคนละเส้นทางได้ แต่ละเส้นทางจะมี delay ไม่เท่ากัน ซึ่งทำให้เกิดปัญหา package ที่ส่งมาที่หลังมาถึงก่อน ฝ่ายรับต้องมีวิธีจัดการกับ package ที่ยุ่งยากขึ้น -ถ้ามี delay มากจะเกิดความแออัดในเครือข่าย - มี overhead เกิดขึ้นในการส่งข้อมูล โดย overhead ที่เกิดขึ้นคือที่อยู่ของปลายทาง, sequence ซึ่งทำให้ส่งข้อมูลได้น้อย ทำให้ประสิทธิภาพในการส่งลดลง 

สรุป

เครือข่ายแบบสลับวงจร (Circuit–Switching Network)

เป็นบริการระบบเครือข่ายสาธารณะขั้นพื้นฐาน เช่น ระบบโทรศัพท์และระบบสายเช่า (leased line) ระบบเครือข่ายแบบสลับวงจรจะเป็นการเชื่อมต่อทางกายภาพของวงจรระหว่างจุดต่อจุด    (point-to-point) เพื่อให้สามารถติดต่อส่งข้อมูล (หรือเสียง) กัน โดยการเชื่อมวงจรอาจเชื่อมอยู่ตลอดเวลาเช่นสายเช่าหรือเชื่อมต่อเมื่อมีการติดต่อเช่นโทรศัพท์ก็ได้ รวมทั้งอาจเป็นเครือข่ายอนาลอกเช่น โทรศัพท์หรือเครือข่ายดิจิตอลเช่น ISDN ก็ได้ จึงมีข้อดีคือมีอัตราความเร็วในการสื่อสารที่คงที่อยู่ ตลอดเวลา เนื่องจากไม่ต้องทำการแบ่งช่องทางกับผู้อื่นแต่จุดด้อยคือต้องมีการเชื่อมต่อกันทุกๆ จุด
ที่มีการติดต่อกัน  

 เครือข่ายแบบสลับแพคเกต (Packet Switching Data Network)                                                       

เป็นระบบเครือข่ายที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบัน มีการทำงานโดยใช้วิธีแบ่งข้อมูลที่ต้องการส่งระหว่างจุดสองจุดออกเป็นชิ้น (packet) เล็กๆ เพื่อทำการส่งไปยังจุดหมายที่ต้องการ การแบ่งข้อมูลออกเป็นแพกเกตมีข้อดีคือ ทำให้สามารถใช้ช่องทางการสื่อสารข้อมูลเพียงช่องทางเดียวในการเชื่อมเข้าสู่เครือข่าย ไม่ว่าจะมีการติดต่อกันระหว่างกี่จุดก็ตาม รวมทั้งสามารถส่งแต่ละแพกเกตด้วยเส้นทางต่างๆ ที่เชื่อมโยงกันเป็นตาข่าย และทำการรวมแต่ละแพคเกตกลับคืนเมื่อถึงจุดหมายแล้ว จึงเป็นการใช้ทรัพยากร (resource) ได้อย่างคุ้มค่าที่สุด