Полный курс лекций 2009-го года (1130357), страница 21
Текст из файла (страница 21)
При коммутации пакетов из-за ошибок маршрутизации пакеты могут быть направлены не поназначению, сохранение их исходного порядка получателю не гарантируется.§Коммутация каналов абсолютно прозрачна для абонентов. Они могут пересылать данные в любойкодировке и формате. При коммутации пакетов формат и способ кодировки пакетов задан заранее иопределяется оператором связи.§При коммутации пакетов плата взимается за время соединения и число переданных пакетов. Прикоммутации каналов плата берется исключительно за время и длину соединения.Описанные различия сведены в таблицу 2-51.Таблица 2-51.
Коммутация каналов и коммутация пакетовПризнакКоммутация каналовКоммутация пакетовВыделенный путь передачиЕстьНетПропускная способностьФиксированнаяДинамическаяВозможно неиспользуемая пропускнаяспособностьЕстьНетПередача с буферизацией пакетовНетЕстьЕдиный путь для всех пакетовЕстьНетУстановление соединенияТребуетсяНе требуетсяВозможность перегрузкиПри установлении соединенияНа любом пакетеОплатаЗа время соединенияЗа переданные пакеты2.5.6.2. Иерархия узлов коммутацииСвязь между абонентскими устройствами осуществляется с помощью узлов коммутации, в которыхинформация концентрируется и затем направляется по определенным соединительным линиям.
Для этогоузлы коммутации соединяются между собой линейными сооружениями (соединительными линиями), вкоторые входят системы каналообразующего оборудования, организующие необходимые пучки каналов покабельным, радиорелейным и спутниковым линиям связи.Совокупность узлов коммутации, оконечных абонентских устройств и соединяющих их каналов илиний связи называют сетью телефонной связи.Сети связи создаются для передачи информации между абонентами и бывают коммутируемыми инекоммутируемыми.
Сеть называется коммутируемой, когда тракт передачи информации создается позапросу абонента на время сообщения, и некоммутируемой, когда тракт передачи информацииобеспечивается постоянным соединением между определенными абонентами и нет необходимости вкоммутации. Телефонные сети являются коммутируемыми. Общегосударственная телефонная сеть (ОАКТС)состоит из междугородной телефонной сети и зоновых телефонных сетей.
Междугородная телефонная сетьобеспечивает соединение автоматических междугородных телефонных станций (АМТС) различных зон. См.рисунок 2-31 в разделе 2.5.2.Зоновая телефонная сеть состоит из местных телефонных сетей, расположенных на территории зоны,и внутризоновой телефонной сети, которая соединяет между собой эти сети. Местные телефонные сетиразделяются на городские, обслуживающие город и ближайшие пригороды (ГТС), и сельские (СТС),обеспечивающие связь в пределах сельского административного района.Учрежденческо-производственная телефонная сеть (УПТС) служит для внутренней связипредприятий, учреждений, организаций и может быть соединена с сетью общего пользования либо бытьавтономной.Зоновая телефонная сеть включает всех абонентов определенной территории, охватываемой единойсемизначной нумерацией (см. раздел 2.5.2), и является частью ОАКТС.
Территории зоновых сетейсовпадают с территориями административных областей (республик). В зависимости от конфигурацииобласти и телефонной плотности территории нескольких областей могут быть объединены в одну зону и,наоборот, одна область может быть разделена на две зоны и более. Зоновая сеть включает в себя ГТС иСТС, причем на территории одной зоны могут быть несколько ГТС и СТС. Крупные города с семизначнойнумерацией выделяются в отдельные зоны.Сельские телефонные сети охватывают более обширные территории, чем городские, но плотностьтелефонных аппаратов значительно меньше. Поэтому емкость автоматических телефонных станций АТС всельских местностях значительно меньше, чем в городах.Городская телефонная сеть состоит из комплекса сооружений (станционное оборудование, здание,линейные сооружения, абонентские устройства и др.), обеспечивающих телефонной связью абонентовгорода и прилегающих к нему пригородов.
Стоимость линейных сооружений в значительной степенизависит от принципа построения ГТС и ее емкости.При емкости ГТС от 10 000 до 50 000 номеров территория города делится на районы, обслуживаемыерайонными АТС (РАТС). Протяженность абонентских линий районированной ГТС сокращается, так как АТСприближается к местам установки телефонных аппаратов. Районные АТС соединяются соединительнымилиниями (СЛ) по принципу «каждая с каждой», при этом достигается более высокое использование пучковСЛ. Так как телефонные сообщения, возникающее на каждой РАТС, распределяются по небольшому числунаправлений, пучки СЛ между РАТС получаются крупными.2.5.6.3.
Нумерация абонентовНумерация абонентов может быть закрытой и открытой. Нумерация называется закрытой (единой),если абонент вызывается набором одного и того же номера независимо от местонахождения вызывающегопункта. При закрытой системе нумерации номер вызывающего абонента не зависит от вида связи –местной, зоновой или междугородной. Нумерация называется открытой, если зависит от вида связи:местной, зоновой или междугородной.В ОАКТС принята открытая система нумерации с постоянными кодами.
Междугородный номерабонента сети страны содержит десять цифр и имеет структуру АВСабххххх, где АВС – постоянныйтрехзначный код зоны, аб – код местной сети или стотысячной группы абонентов, последние пять цифрххххх – пятизначный номер абонента. В соответствии с принятым еще в СССР зоновым принципомнумерации вся территория разделена на 166 телефонных зон с единой семизначной нумерациейабонентов.В автоматической междугородной связи абонент в первую очередь набирает установленный единый в(СССР) индекс выхода на АМТС – цифру 8, а затем код зоны АВС и после этого семь цифр зоновогоабонентского номера.
При вызове абонентов ГТС областного центра с пятизначной или шестизначнойнумерацией местный номер абонента должен дополняться до зонового (семизначного) соответственноцифрами 22 или 2. При вызове абонентов ГТС областного центра, где не организована зона (нет АМТС),временно допускается дополнять нулями местный номер абонента до зонового. Например, при вызовеабонента г.
Нальчика необходимо набрать: 8 866 00 2 48 26.В качестве А могут быть использованы все цифры, кроме 1 и 2, а в качестве В и С – любые цифры.Первая цифра абонентского номера не может быть 8 и 0 при семи-шести-пятизначной нумерации.При внутризоновой связи вместо АВС набирается цифра 2 (т.е. 82абххххх), которая являетсявнутризоновым кодом. В качестве а могут быть использованы цифры кроме 8 и 0, а в качестве б – любыецифры.В ГТС нашей страны, как правило, применяют закрытую систему нумерации. Число знаков в номереабонента зависит только от емкости ГТС. Если на ГТС принята семизначная нумерация, то местный изоновый номера совпадают (например, ГТС Москвы, Санкт-Петербурга, Киева). В автоматическоймеждународной телефонной связи абонент должен набрать: цифры 8, 10, международный номер (где 10 –индекс выхода на автоматическую международную телефонную сеть). Полный международный номервызываемого абонента может иметь 11-12 знаков.2.5.6.4.
Коммутаторы каскадныеТеперь, познакомившись с иерархией телефонных станций (узлов коммутации), давайте рассмотрим,как устроен сам коммутатор. Самый простой вид коммутаторов - это прямой коммутатор n x n, у которогоесть n входных и n выходных линий. Он показан на рисунке 2-52. В каждой точке пересечения стоитполупроводниковый переключатель, который замыкает соответствующие линии.Рисунок 2-52. Прямой коммутаторОсновной недостаток этого типа коммутаторов - квадратичный рост сложности при увеличении n.Сложность коммутатора измеряется в количестве точек пересечения.
Даже если учесть, что в случаедуплексных линий и отсутствии самосоединений нам требуется только половина пересечений (выше илиниже диагонали), то все равно нам надо порядка n(n-1)/2 переключателей. При n=1000 на кристаллеможно поместить такое количество переключателей, но приделать к нему 2000 ножек невозможно.Поэтому такие прямолинейные решения возможны лишь для небольших организаций.На рисунке 2-53 показан каскадный коммутатор.
Идея построения этого типа коммутаторов такова:разделить простой коммутатор на части, соединить эти части между собой промежуточнымидополнительными коммутаторами. Рассмотрим пример трехслойного каскадного коммутатора. В первомслое N входных линий разбиваются на группы по n линий в каждой. На втором слое N/n прямыхкоммутаторов n х k линий каждый соединяются с k коммутаторами N/n х N/n линий. Третий каскадповторяет первый в обратном порядке: не n х k, а k х n.Подсчитаем сложность такого каскадного коммутатора.
Первый каскад содержитточек пересечения.Второй каскад имеетТаким образом, получаемточек пересечения. Третий каскад по сложности такой же как и первый.точек пересечения.При N = 1000, n = 50 и k = 10 нам потребуется всего 24000 точек пересечения вместо 499500, какбыло бы при прямом коммутаторе.Рисунок 2-53. Устройство каскадных коммутаторовКаскадные коммутаторы имеют недостаток - блокировка коммутаторов второго слоя. На рисунке 2-53(а) второй слой может коммутировать одновременно только 8 звонков. Девятый звонок будензаблокирован.
Коммутатор на 2-53 (b) лучше. В нем 12 входов на втором каскаде, но он и дороже. Клос(Clos) в 1953 году показал, что при k = 2n - 1 блокировок в каскадных коммутаторах не будет.2.5.6.5. Коммутаторы с разделением времениНа рисунке 2-54 показан совершенно другой способ коммутации – коммутация с разделениемвремени. Пусть у нас есть n линий, которые нам надо коммутировать. Эти линии сканируютпоследовательно одна за другой в течение определенного временного слота. Образуется кадр из n ячеекпо k битов в каждой. Например, в стандарте Е1 каждая ячейка содержит по 8 бит, кадр – 32 ячейки, авсего за секунду проходит 8000 кадров.Рисунок 2-54.
Коммутатор с разделением времениЗатем кадр попадает в коммутатор ячеек. Коммутатор ячеек переставляет ячейки в соответствии стаблицей коммутации. Обработка кадра происходит следующим образом. Входной кадр записывается впамять в том порядке, как ячейки считывались с линий. Затем ячейка считываются из памяти в порядке,задаваемом таблицей коммутации.Ясно, что таблица коммутации - это вектор перестановок, а скорость коммутации ограниченаскоростью считывания из памяти.
Например, если временной слот - 125 мксек. и нам надо обработать кадриз n ячеек, а время считывания из памяти Т мксек., то 2nT = 125 мксек. или n = 125 / (2T). Если скоростьпамяти 100 нсек., то мы сможем обработать не более 625 линий.2.5.7. Системы Х.25 с коммутацией пакетовВ 1976 году МКТТ, под давлением требований пользователей и благодаря прогрессу цифровыхтехнологий передачи данных (в том числе, с коммутацией пакетов), принял семейство протоколов Х.25. Кнастоящему времени это один из наиболее широко используемых стандартов.Этот стандарт определяет интерфейс между цифровым устройством (компьютером, терминалом) исетью с коммутацией пакетов.
Семейство Х.25 определяет стандарты взаимодействия на трех уровнях:§Физическом§Канальном§ПакетномЭти три уровня соответствуют трем нижним уровням модели OSI (см. рисунок 2-55). Физическийуровень определяет физический интерфейс между цифровыми устройствами (компьютер, терминал) илинией, соединяющей это устройство с узлом сети с коммутацией пакетов. В стандарте Х.25 цифровоеустройство называется DTE (Data Terminal Equipment), а узел сети с коммутацией пакетов, к которому этоустройство подключено, - DCE (Data Circuit – terminating Equipment). Стандарт, определяющий физическийуровень в семействе Х.25, называется Х.21.Рисунок 2-55.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
