Commutazione di circuito: entriamo nel dettaglio
In una rete a commutazione di circuito, gli host sono tutti direttamente connessi a uno dei commutatori.
Quando due host desiderano comunicare, la rete stabilisce una connessione end-to-end dedicata esclusivamente a loro.
Sono anche possibili chiamate in conferenza tra più di due dispositivi, ma per semplicità supponiamo che ci siano solo due entità in comunicazione tra loro.
Quindi, affinchè A invii messaggi a B, la rete deve prima riservare un circuito su ciascuno dei due collegamenti.
Poichè ogni collegamento presenta n circuiti, per ogni collegamento utilizzato dalla connessione punto-punto, la connessione ottiene 1/n della larghezza di banda del collegamento per la durata della connessione stessa.
Multiplexing nelle reti a commutazione di circuito
I circuiti dei collegamenti sono implementati tramite multiplexing a divisione di frequenza (FDM frequency division multiplexing) o multiplexing a divisione di tempo (TDM time division multiplexing).
Con l’approccio FDM, lo spettro di frequenza di un collegamento viene suddiviso tra le connessioni stabilite tramite il collegamento.
Il collegamento dedica una banda di frequenza a ciascuna connessione per la durata della connessione stessa. La larghezza di banda viene detta ampiezza di banda.
Le reti telefoniche e le stazioni radio FM, usano FDM per condividere lo spettro di frequenze.
Per un collegamento TDM, il tempo viene suddiviso in frame (intervalli) di durata fissa che sono a loro volta ripartiti in un numero fisso di slot temporali.
Quando la rete stabilisce una connessione attraverso un collegamento, le dedica uno slot di tempo in ogni frame.
Questi slot sono dedicati unicamente a quella connessione, con uno slot disponibile in ciascun frame alla trasmissione dei dati di connessione.
Nel caso di FDM il dominio delle frequenze viene segmentato in bande, ciascuna con un’ampiezza prefissata.
Nel caso TDM, il dominio del tempo viene suddiviso in frame con 4 slot (uno per utente in questo caso) di tempo per ciascun intervallo. In TDM la frequenza di trasmissione di un circuito è uguale alla frequenza di frame moltiplicata per il numero di bit in uno slot.
Per esempio, se il collegamento trasmette 8000 frame al secondo e ogni slot è costituito da 8 bit, la frequenza di trasmissione del circuito è di 64 Kbps.
I sostenitori della commutazione di pacchetto hanno sempre ritenuto che la commutazione di circuito è dispendiosa dato che i circuiti dedicati sono inattivi durante i periodi di silenzio.
Per esempio, durante una chiamata telefonica, quando una persona smette di parlare, le risorse di rete inutilizzate (le bande di frequenza o gli slot nei collgamenti lungo il percorso di connessione), non possono essere usate da altre connessioni.
Considerando un altro esempio, si consideri un radiologo che usa una rete a commutazione di circuito per accedere in remoto a una serie di lastre.
Il radiologo predispone una connessione, richiede un’immagine, la osserva e poi ne richiede un’altra.
Per tutto il tempo in cui il radiologo guarda le lastre, le risorse di rete sono sprecate, in quanto allocate e non utilizzate.
I sostenitori della commutazione di pacchetto tendono anche a sottolineare la complicazione insita nello stabilire circuiti e nel riservare larghezza di banda da punto finale a punto finale.
Infatti ciò richiede un complesso software di segnalazione per coordinare le operazioni dei commutatori lungo il percorso tra gli estremi.
