Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Чтобы позвонить, пользователь должен был покрутить ручку телефона, при этом в офисе телефонной компании звенел звонок, привлекающий внимание оператора, который вручную соединял звонившего с требуемым номером,втыкая разъем в нужное гнездо. Структура телефонной сети с одним коммутатором изображена на рис. 2.16, б.NataHaus.RUСтруктура телефонной системыВскоре после того как Александр Грэхем Белл (Alexander Graham Bell) в 1876 году(всего на несколько часов раньше своего конкурента, Элиши Грея (Elisha Gray))запатентовал телефон, на его изобретение появился огромный спрос. Вначале всебыло довольно забавно: этот рыночный сектор занимался торговлей телефонными аппаратами, которые продавались парами.
Задача протягивания между нимиединственного провода была возложена на покупателя. Вместо второго проводаиспользовалась земля. Если владелец телефона хотел поговорить с п другимивладельцами телефонов, ему приходилось протягивать отдельные провода ко всемп домам.
За первый год существования такой телефонной сети города оказалисьопутанными настоящей сетью из проводов, тянущихся над домами и деревьями в151АРис. 2.16. Сеть «каждый с каждым» (а); централизованный коммутатор (б);двухуровневая иерархия (в)Довольно скоро подобные офисы компании Bell System стали появляться повсюду, кроме того, возник спрос на междугородную связь, поэтому Bell Systemстала соединять свои офисы. Вскоре они столкнулись опять с той же проблемой:задача соединения каждого офиса с каждым очень быстро стала невыполнимой,поэтому были созданы офисы второго уровня (рис. 2.16, в).
Через некоторое время количество офисов второго уровня также стало слишком большим. В концеконцов иерархия разрослась до пяти уровней.К 1890 году были созданы три основные части телефонной системы — коммутаторные телефонные станции, провода, соединяющие пользователей с ними(теперь уже изолированные витые пары, а не проволока с землей вместо второгопровода), и линии междугородной связи, соединяющие отдельные телефонныестанции.
И хотя в каждой из этих областей с тех пор производились улучшения,основа модели Bell System осталась неизменной на протяжении более 100 лет.Краткую техническую историю телефонной системы см. (Hawley, 1991).Вплоть до 1984 году, когда распалась корпорация AT&T, телефонная системапредставляла собой многоуровневую иерархическую структуру с высокой степенью избыточности. Приведенное далее описание сильно упрощено; тем не менее,оно передает суть дела. Каждый телефон соединен при помощи двух медных проводов с ближайшей оконечной телефонной станцией. Расстояние от телефонадо ближайшего коммутатора обычно от 1 до 10 км, в городах меньше, чем в сельской местности.В одних^только Соединенных Штатах насчитывается около 22 000 оконечныхтелефонных станций.
Двухпроводное соединение между телефоном каждого або-152Глава 2. Физический уровеньКоммутируемая телефонная сеть общего пользованиянента и оконечной телефонной станцией называется местной линией связи (илилокальным контуром). Если местные линии связи всего мира соединить последовательно в одну линию, то их можно будет протянуть до Луны и обратно 1000 раз.Одно время 80 % капитала компании AT&T было вложено в медные проводаместных линий связи. Таким образом, компания AT&T представляла собой самую большую в мире медную шахту. К счастью, этот факт не был широко известен в сообществе инвесторов. В противном случае какие-нибудь корпорациимогли скупить AT&T, выкопать все провода и продать их меднообогатительнымкомбинатам с целью получения быстрой прибыли, тем самым прекратив всю телефонную связь в США.Если абонент, подключенный к оконечному коммутатору, позвонит другомуабоненту, подключенному к тому же коммутатору, то коммутирующий механизмустановит между ними прямое электрическое соединение.
Это соединение будетсохраняться в течение всего разговора.Если же абоненты подключены к разным оконечным станциям, то должна использоваться другая процедура. У каждой оконечной станции имеется нескольколиний к одному или нескольким коммутационным центрам, называемым пригородно-междугородными станциями (или, если они расположены в одной области, транзитными станциями). Соединяющие их линии называются междугородными. Если оба абонента подключены к одной и той же междугородной станции(что вполне вероятно, если они находятся недалеко друг от друга), то связь может быть установлена этой междугородной станцией.
На рис. 2.16, в показана телефонная сеть, состоящая только из телефонных аппаратов (маленькие точки),оконечных коммутаторов (большие точки) и междугородных станций (квадраты).Если у абонентов нет общей междугородной станции, то связь между нимибудет установлена на более высоком иерархическом уровне. Междугородные станции объединены в сеть, состоящую из первичных, секционных и региональныхкоммутаторов. Все эти станции связываются друг с другом высокоскоростнымимежстанционными линиями.
Число разного рода коммутационных центров, каки их топология (например, могут ли два секционных коммутатора связаться напрямую или они должны устанавливать связь через региональный коммутатор?),различается в разных странах и зависит от плотности расстановки телефонов наопределенной территории. На рис. 2.17 изображено, как может быть установленмаршрут связи при среднем расстоянии между абонентами.153В телекоммуникациях применяется широкий спектр сред передачи данных.Местные линии связи строятся из витых пар категории 3, хотя на заре телефонии обычно использовались голые провода, располагавшиеся на расстоянии 25 смдруг от друга.
Для связи между коммутаторами широко используются коаксиальные кабели, микроволновая связь, все популярнее становятся оптоволоконные кабели.В прошлом телефонная система была аналоговой, в виде электрического напряжения передавался сам голосовой сигнал. С появлением оптического волокна, цифровой электроники и компьютеров стала возможной цифровая передачасигнала на всех уровнях иерархии, кроме местных линий связи — последнегоаналогового звена цепи.
Цифровая связь предпочтительней потому, что нет необходимости в точности воспроизводить форму аналогового сигнала после того,как он проходит через множество коммутаторов и усилителей. Достаточно распознать лишь одно из двух состояний линии: 0 или 1. Это свойство делает цифровую передачу более надежной, чем аналоговая. К тому же она дешевле и проще в обслуживании.В целом, телефонная система состоит из следующих трех компонентов.1. Местные линии связи (аналоговые витые пары, подводящиеся в дома и офисы).2.
Магистральные каналы (цифровая связь на базе оптоволокна между коммутационными станциями).3. Коммутационные станции (в них вызовы переадресуются с одних магистралей на другие).После того как мы коснемся темы политики телефонии, мы вернемся к болееподробному рассмотрению каждого из этих трех компонентов. Местные линии связи — это то, что соединяет каждого конкретного абонента со всей остальной системой, поэтому этот пункт чрезвычайно важен.
Междугородным магистралям присуща фундаментальная проблема соединения множества вызовов в один и отправкиего по единому кабелю. Это называется уплотнением, или мультиплексированиемканала. Мы изучим три стратегии мультиплексирования. Наконец, есть два принципиально разных способа коммутации, которые мы также рассмотрим далее.NataHaus.RUТелефонОконечнаяОконечнаяПромежуточныекоммутаторытелефоннаятелефоннаястанция МеждугороднаяМеждугородная станциястанциястанциятелефонАЛокальныйКанал связиконтур с междугороднойстанциейВысокоскоростноймеждугородныйканалКанал связиЛокальныйс междугороднойконтурстанциейРис.
2.17. Типичный маршрут связи при средней дистанции между абонентамиПолитика телефонииНа протяжении десятков лет, вплоть до 1984 года, корпорация Bell System предоставляла услуги в области как локальной, так и междугородной связи на большейчасти Соединенных Штатов. В 1970-х годах правительство США пришло кмнению, что такая монополия является незаконной, и подала судебный иск накомпанию AT&T. Правительство выиграло судебный процесс, и 1 января 1984 году компания AT&T была разделена на AT&T Long Lines, 23 местных телефонныхкомпании ВОС (Bell Operating Company) и еще несколько компаний. 23 компании ВОС были объединены в 7 региональных RBOC для повышения ихэкономической жизнеспособности. По решению суда (это не было актом Конгресса США) за одну ночь вся структура телекоммуникаций в США была изменена.154Коммутируемая телефонная сеть общего пользованияГлава 2.
Физический уровеньДетали этой процедуры были описаны в документе под названием MFJ.(Modified Final Judgement — измененное окончательное судебное решение. Своего рода оксюморон: если решение могло быть изменено, значит, оно никак неокончательное.) Это событие привело к повышению конкуренции, снижению ценна дальнюю связь как для частных, так и для корпоративных абонентов.
Однакоодновременно с этим возросли цены на местную связь, поскольку был нарушенэкономический баланс: раньше местные тарифы удерживались низкими именноза счет высоких междугородных тарифов. Во многих других странах сейчас рассматривается вопрос о конкуренции между аналогичными линиями.Чтобы стало понятно, кто чем теперь должен был заниматься, СоединенныеШтаты были разделены на 164 области, называемые LATA (Local Access and Transport Area — область локального доступа и транспорта). Области LATA приблизительно совпадали с областями, имеющими один и тот же телефонный код.В пределах LATA имелся один локальный оператор связи LEC (Local ExchangeCarrier — местная телекоммуникационная компания), обладавший монополиейна традиционные телефонные услуги в пределах области LATA. Наиболее важными операторами связи LEC являются компании ВОС, хотя в некоторых областях LATA в роли LEC выступает одна из независимых телефонных компаний, общее число которых превышает 1500.Связь между областями LATA поддерживалась оператором линии дальнейсвязи IXC (IntereXchange Carrier).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
