Информационные сети.  Классификация, структура, параметры.

         Электрическая сеть – совокупность узлов и линий связи, которая обеспечивает передачу информации.

         Информационная сеть – сеть, которая обеспечивает выполнение различных услуг по передаче, хранению, обработке информации.

         Сеть может быть:

-  двухточечная

-  Радиальная

-  Древовидная

Рекомендуемые материалы

-  Полносвязанная

 

-  Кольцевая

         Информационные сети в своей структуре имеют все разновидности этих сетей. Маршрут от одного объекта к другому – путь.

Количество независимых путей в сети, которые обеспечивают прохождение сигнала от источника к приемнику – связность сети.

Все узлы связи разделяются на три вида:

-  оконечные пункты

-  сетевые станции

-  сетевые узлы

Оконечные пункты (абонентские) – пункты организации каналов связи.

Сетевые станции – пункты организации групповых трактов передачи.

Сетевые узлы – узлы формирования транзита групповых трактов передачи, а также формирования трактов более высокого порядка.

Чем больше связности, тем выше надежность сети и т.п.

Территориальная классификация сетей подразумевает трехступенчатость:

-  магистральная (сеть между областями и республиками)

-  зональная (древовидная связь внутри республики)

-  местная (в свою очередь делится на городскую и сельскую):

§ городская – это радиально-узловая, где имеются районные станции:

ü  абонентские

ü  дистанционные

ü  магистральные

§ Сельские:

ü  абонентские

ü  центральные.

Общая длина нашей национальной сети 13900 км. Максимальная длина местной –  100 км. Зоновой – 600 км.

магистральная – 12300 км,

абонентская – 10 км

Современная абонентская линия по активному сопротивлению не должна превышать 1.5 кОм.

Требования к надежности и качеству передачи для аналоговых сетей определяется остаточным затуханием 17 дБ.

Для цифровых сетей определяется коэффициентом ошибок – 4·10^-7 , который распределяется на все участки по 10^-7. 

Глобальная сеть делится на национальную и международную.

По характеру  передаваемой информации:

-  первичные

-  вторичные

С момента перехода на цифровые сети они стали называться интегральными.

Первичные сети передачи – это  сети передачи любой информации. Они обслуживают групповые тракты передачи.

Вторичные  сети передачи – это сети передачи конкретной информации.

Вторичные сети разделяются на:

-  общегосударственные сети

-  корпоративные

-  телетайпные

-  телеграфные

-  телевизионные

-  радиовещательные

-  сети передачи данных

Вторичные сети несут ответственность за качество, своевременность и достоверность передачи информации.

Первичные сети представляют собой групповые каналы для передачи этой информации и отвечают за качество передачи этой информации.

Первым этапом глобальной сети стали интегральные сети.

Сети делятся на:

-  коммутационные

-  некоммутационные (корпоративные, индивидуального пользования, транзит передаваемой информации).

Коммутационные узлы бывают трех видов:

-  узлы выделения

-  узлы переключения

-  узлы транзита

Коммутационные узлы бывают двух типов:

-  с коммутацией каналов

-  с коммутацией сообщений (с коммутацией пакетов).

Коммутация каналов – это создание прямого транзитного канала между отправителем и получателем. По окончании транзита канал распадается.

Достоинства:

1. своевременная доставка информации.

2. высокая достоверность передачи

Недостатки:

1. коэффициент использования каналов очень низкий (всего 25%)

2. низкая оперативность передачи информации

3. организация каналов осуществляется самой сетью (коммутация сообщений), т.е. передаваемая информация наделяется адресом и передается в сеть. Сеть по адресу коммутирует и передает.

4. если имеется большой массив передаваемых сообщений, то требуется большой объем памяти и время передачи после создания каналов.

Поэтому  наибольшее  распространение получила коммутация пакетов – массив сообщения разделяется на отдельные пакеты максимальной длины и имеется два режима передачи:

-  дейтограмма

-  виртуальная пакетная передача

Виртуальная пакетная передача – заранее на первом узле связи после абонента создается виртуальный канал  с помощью маршрутизатора. После его организации  пакеты передаются в определенном последовательном порядке. В этом случае каждому пакету не требуется выделение дополнительного адреса.

Недостаток:  задерживание передачи информации.

Дейтограммная пакетная передача – это когда отдельные пакеты наделяются своими именами и отдельными маршрутами к абоненту, что ускоряет процесс передачи информации, но на приемном пункте их нужно соединять в определенном порядке.

Коммутационные узлы –  коммутация каналов.

Основными каналообразующими условиями является типовой телефонный канал связи. При этом существует две иерархии:

1. аналоговая (она объединяет типовые каналы)

2. цифровая

Аналоговая иерархия (первичная) – это иерархия информационной сети группового тракта.

Это основная аппаратура, т.к. позволяет передавать телевизионный канал, шире которого нет.

Цифровая иерархия: 300 Гц – 3.4 кГц

В электрических сетях до последнего времени пропускная  способность  64 кбита – типовой канал.

Европейская и российская иерархии – это плезохронная иерархия формирования цифрового потока.

Эта иерархия называется плезохронным потокообъединением. Для того, чтобы выделить каналы вышестоящих иерархий, необходимо ставить соответствующее оборудование. Это существенный недостаток, поэтому появилось синхронное  потокообъединение, здесь основной нулевой пропускной способностью является ячейка.

        

Параметры типового аналогового телефонного канала:

1) Полоса пропускания тонального частотного канала (ТЧ): . С защитным каналом до 4 кГц.

2) Входное и выходное сопротивления: .

3) Измерительная частота: 800 Гц (на этой частоте происходят все измерения).

4) Измерительный уровень входного двухстороннего канала: 0 дБ, -17 дБ – для четырёхпроводного окончания.

Рисунок ???

5) Остаточное затухание входа и выхода (разница между уровнями)

- для однонаправленного канала: -17 дБ;

- для двухстороннего канала: 7.4 дБ.

6) Мощность – средний уровень сигнала (это абсолютный уровень).

7) Помеха – взвешенная псофометрическая шумовая помеха (50 тыс. пВт).

         Псофометрическая помеха – помеха фильтра с полосой пропускания фильтра, равной полосе пропускания и чувствительности человеческого уха (порядка 100 тыс. пВт).

         Взвешенная помеха – помеха фильтра с полосой пропускания от 3 до 3.4 кГц.

         Тональный канал имеет стандартизированные допуски на остаточное затухание, т.к. сигнал для получателя не должен зависеть от расстояния.

         Рассмотрим структуру общегосударственной автоматизированной телефонной сети;

- Местная сеть;

- Зональная сеть;

- Магистральная сеть.

Местная сеть:   - сельская;

                         - городская.

         Городская сеть.

         Структура зависит от числа абонентов. Если число абонентов менее 10 тыс., то сеть может быть построена по радиальной структуре с 1-й или 2-мя телефонными станциями.

Рисунок ???

РАТС – районная АТС.

         В данном случае возможна пятизначная нумерация абонента. Максимальное число абонентов, как правило, 8000, т.к. 0 и 8-ка не используются. Реально же абонентов 5-6 тыс.

         Если число абонентов более 10 тыс., то используется многоузловая станция.

Рисунок ???

         Если число РАТС больше 5, 6, то используют узловой принцип передачи.

Рисунок ???

УВС – устройство входящих соединений.

         Если число абонентов 800 тыс. и больше, то структура сети видоизменяется. В каждом узле будут находиться 2 устройства входящих и исходящих соединений.

Рисунок ???

         Каждая районная АТС городской сети имеет двухстороннюю связь с междугородной телефонной сетью.

         Сельская сеть.

         Состоит из двух основных узлов:

– центрального;

– узла связи.

         Если поселение небольшое (трёхзначные номера), то строится центральная станция с радиальным принципом.

Рисунок ???

         Если число жителей больше, то дополнительно имеется узловая станция.

Рисунок ???

УС – узел связи.

         Как правило связи УС двусторонние, а ЦС – четырёхпроводная связь, т.е. есть входящие и исходящие линии передачи запроса и ответа.

         Если экономически невыгодно держать две междугородных АТС, то одну из них связывают с другой, а другая имеет связь с магистральной сетью.

Организация групповых трактов передачи типовой аналоговой аппаратуры.

         Возьмём 12-ти канальную систему К12.

Рисунок ???

Организация К-12 вызывает затруднения.

Имея такую структуру, можно перейти к стандартной каналообразующей аппаратуре К-60. в городских сетях используется  КАМА – 20ти канальная каналообразующая аппаратура. Она строится по такому же принципу, что и К-60.

В сельских сетях В -3,-12, -24 сейчас используются К-12.

Генераторное оборудование для К-12.

Должно составлять 12 частот с высокой стабильностью, синхронное когерентное генерирование.

РМ – размножитель мощности

Две ближайшие частоты разнесены физически, чтобы исключить влияние фильтров друг на друга и снизить требования к ним.

Умножитель частот – в нем используется нелинейный элемент – насыщенный трансформатор.

Так достигается высокая стабильность несущих частот.

Каналообразующая аппаратура более высоких рангов.

К-60 – аппаратура зоновой связи.

К-300 – магистральная аппаратура, организуется одночастотная четырехпроводная без вторичного преобразования для двухсторонней связи.

На основании К-300 строится К-1920, которая представляет собой 6 К-300 и 2 К-60.

К-1920 позволяет передавать телевизионный видеосигнал.

К-1920 используется, но не выпускается.

Принципы объединения, формирования и выделения отдельных каналов.

Плезохронный принцип объединения и выделения каналов представлен на рисунке:

Его использование невыгодно, т.к. происходит дублирование аппаратуры. Для цифровых систем стали использовать синхронный принцип формирования и выделения каналов.

Цифровой канал передачи.

Типовым цифровым каналом называется канал, который обеспечивает передачу 64 кбит/с.

В типовом канале остаточное затухание -77.5 дБ, что намного больше, чем у аналогового канала.

Частота дискретизации fд=8 кГц

С=8 кГц=64 кбит/с

N=8

ИКМ сигнал.

D=128мкс – цикл передачи. Сколько бы ни было каналов – цикл постоянен. Какой бы ни был длины пакет, он передается за интервал D=128мкс.

Дифференциальная ИКМ для передачи в специальных дискретных системах с большой точностью передачи (ДИКМ).

Чтобы  поддерживать одинаковую погрешность передачи дискретного сигнала переходят на неравномерное квантование по уровню. Этим  самым поддерживается постоянная ошибка, но переменный уровень. Второй метод ДИКМ: дискретизация равномерным шагом (разность между последующим и предыдущим уровнем).

Для увеличения точности и разрядности используется дельта-модуляция. Если изменить частоту квантования больше во много раз, чем требует теорема Котельникова, то

Лекция "3 Редуктора для сжатых газов" также может быть Вам полезна.

Du £ D => -1

Du > D => +1

Иными словами, на выходе системы будет ступенчатый сигнал.

Схемная реализация:

Тактовая частота должна быть в 10 и более раз больше частоты квантования при той же погрешности. Эта модуляция используется для передачи служебных сигналов в цифровых системах передачи.