回線交換 vs パケット交換:ネットワークのデータ伝送方式完全ガイド

回線交換は通話全体のために専用の経路を確保する方式で、パケット交換はデータを小さく分割し、それぞれが独立した経路をたどる方式だ。

回線交換は通話全体のために固定経路を確保する

従来の電話は会話が始まる前に二点間の専用回線を確立し、会話中に発話がない瞬間があってもその経路は通話終了までそのまま確保され続ける。

パケット交換はデータを独立した経路で送る

固定経路を確保する代わりに、データを小さなパケットに分割し、それぞれに宛先情報を持たせて、ネットワーク上を別々の経路で送り、最終的に宛先で再構成する。

パケット交換のほうが回線利用効率が高い

専用経路を確保しないため、回線容量を多数の同時接続で動的に共有できる。回線交換の通話中に生じる無音区間のような無駄が生じにくい。

回線交換のほうが品質が安定しやすい

確保された回線は他の通信と競合しないため、通話中は一定の帯域とタイミングが保証される。これが従来の電話網で通話品質が非常に安定していた理由でもある。

VoIPとVoLTEはどちらもパケット交換網で音声を運ぶ

Voice over IPとVoice over LTEはどちらも音声をデータパケットに変換し、従来の専用回線ではなくパケット交換のインターネットやモバイル通信網に乗せて送る。これが、従来の固定電話とは違い、回線の混雑状況によって通話品質が変動しうる理由になっている。

インターネットがパケット交換を選んだ理由

インターネットは、限られたインフラを多数の端末が同時に共有する状況を前提に設計されており、接続ごとに専用回線を確保する方式では膨大な容量が無駄になってしまう。パケット交換は多数の接続がパケットを織り交ぜながら同じ物理回線を同時に共有できるため、タイミングの予測可能性を多少犠牲にする代わりに、全体としての効率を大きく高めている。

電話網も今なおパケット交換へ移行している理由

従来の通信キャリアであっても、VoLTEが旧来の回線交換型携帯電話音声規格を置き換えているように、音声通話のインフラを大部分パケット交換型に移してきている。データと音声を一つの統合されたパケット交換ネットワークで扱うほうが、通話専用の回線交換インフラを別途維持するよりも低コストで柔軟だからだ。

よくある質問

VoIPでは通話品質が低下することがあるのに、昔の固定電話ではほとんどなかったのはなぜ?

固定電話は他の通信と共有されない専用回線を使っていたため、ネットワークの他の状況に関係なく品質が安定していた。VoIPの通話パケットは同じ回線上の他の通信と帯域を共有するため、他の場所での混雑が遅延やパケット損失を引き起こし、通話品質に影響することがある。

回線交換は今ではまったく使われていない?

完全になくなったわけではない。一部の旧来の通信インフラや、高い信頼性が求められる特定のシステムでは今も回線交換接続が使われている。ただし新規の音声・データ通信の大部分、現代のほとんどの電話通話を含め、今ではパケット交換網を経由している。