Полный курс лекций 2009-го года (1130357), страница 57
Текст из файла (страница 57)
ОбъединениеОбычный способ распределить один канал между несколькими конкурирующими пользователями –объединить их каким-либо образом. Однако позволить им конкурировать за свободный кадр произвольнопри задержке 270 мсек. нельзя. Если наземные станции подключены к сети с коммутацией пакетов, то естьодна возможность. Надо их объединить в кольцо с маркером. Каждая станция должна знать своегопредшественника или последователя в кольце. Станция может передавать кадр, только если она владеетмаркером. Спутник ничего не знает о маркере. Если время передачи на спутник относительно велико,время передачи маркера мало, число станцией невелико и постоянно, то эта схема работает нормально.4.6.2.
ALOHAЧистая ALOHA из-за низкой эффективности использования канала (18%) обычно не используется.Слишком дорого стоит спутник. Однако слотированная ALOHA вполне применима. Для этого одна изназемных станций берет на себя роль синхронизирующей станции. Она через спутник периодическитранслирует синхросигналы всем станциям. Поскольку время передачи фиксировано, то легко подсчитатьвремя начала слота k после очередного синхросигнала.Чтобы увеличить эффективность использования канала более, чем на 1 / e, применяют транспондерыс двойной частотой.
Этот случай показан на рисунке 4-56 (b). Наземная станция выбирает один из нихслучайным образом. Если по обоим каналам сразу поступили кадры, то один из них буферизуют ипередают позже. Такая техника позволяет повысить эффективность использования канала до 73,6%.Рисунок 4-56. (а) Стандартная ALOHA, (b) С транспондером с двойной частотой4.6.3. FDMРазделение частот по-прежнему остается одной из наиболее часто используемых техникраспределения канала с множественным доступом. Канал с шириной полосы в 36 МГц может быть разбитна примерно 500 полос по 64 кГц каждая. Несмотря на простоту, техника FDM имеет недостатки. Основнойиз которых – не вся ширина 500 полос может быть использована.
С целью изолирования полос друг отдруга часть частот на границе полос уходит на изоляцию каналов друг от друга. В результатезначительная часть полосы пропускания уходит на эти цели.Второй недостаток – контроль мощности станции. Если станция излучает слишком мощный сигнал, точасть мощности приходится на пограничные частоты между каналами, что приводит к нежелательнымискажениям в соседних каналах. Наконец, FDM – это аналоговая техника, и программные методыобработки и управления к ней не применимы.Если число станций невелико и все они генерируют стабильно высокую нагрузку, то может бытьприменен статический подход к распределению FDM-канала.
В противном случае нужен динамическийподход. Такой подход был разработан – SPADE, он применяется на спутниках системы Intelsat. Полосатранспондера разбивается на 794 симплексных аналоговых каналов по 64 К плюс один 128 К - общий дляуправления. Каналы разбиваются на пары, образуя полный дуплексный канал. В результате транспондерможет передавать данные со скоростью 50 Мбит/сек.
и принимать с такой же скоростью.Общий 128К-канал разбивается с помощью техники TDM на слоты. За каждой наземной станцией (ихне более 50) закрепляется свой слот. Когда станция готова к передаче, она через свой слот сообщает обэтом и захватывает один из 397 каналов данных. Если при захвате произойдет коллизия, то станция ждети в следующем цикле пытается опять получить канал. Закончив передачу, она с помощью управляющегоканала освобождает захваченный ею канал данных.4.6.4.TDMПодобно FDM, техника TDM давно используется и хорошо освоена.
Ее применение требует временнойсинхронизации для разбиения на слоты, что обычно обеспечивает специально выделенная станция.Для небольшого и постоянного числа станций возможно использование техники статическогораспределения слотов. В случае переменного числа станций или переменной нагрузке от станций нужнадинамическаясхемараспределения.Динамическиесхемыбываютцентрализованныеидецентрализованные.В качестве примера централизованной схемы рассмотрим систему ACTS (Advanced CommunicationTechnology Satellite), которая была предложена в 1972 году для системы из нескольких десятков станций.Спутник имел четыре канала 110 Мбит/сек. - два на прием и два на передачу. У каждого канала был кадр1 мсек., состоявший из 1728 слотов по 64 бит каждый, способных обеспечить голосовой канал 64 Кбит/сек.Чтобы при передвижении луча по поверхности земли временные слоты каналов использовалисьмаксимально, управление слотами выполняет специально выделенная главная станция управления.Каждая наземная станция получает при необходимости слот, запрашивая его у ГСУ.
Для этого у нее естьспециальный канал, доступный всем наземным станциям, за который между станциями нет конкуренции, он статически разделен между ними. Схема работы ACTS состоит из трех этапов. На первом спутникпринимает 1728-слотовой кадр, на этапе 2 эти 1728 слотов перераспределяются в нужном порядке извходного буфера в выходной, на этапе 3 выходной буфер сбрасывается на землю.Динамические схемы распределения слотов также применяются на спутниковых системах. Одна изних, предложенная Биндером в 1975 году, применяется, когда число станций не превышает число слотов.В этом случае за каждой станцией закрепляется свой слот. Если станции нечего передавать, она шлетсигнал ожидания в этом слоте, и все знают, что в следующем кадре этот слот можно занять по схемеALOHA.
Когда станция захочет вернуть свой слот, она просто шлет свой кадр, вызывая коллизию. Тогда вследующем кадре этот слот уже никто не занимает и он возвращается владельцу.Другая схема не накладывает никаких ограничений на соотношение числа станций и числа слотов.Станции конкурируют за слоты по схеме «Слотированная ALOHA».
Если захват слота прошел успешно, тоэтот слот закрепляется за станцией и в следующем кадре, до тех пор пока она сама не освободит его.В третьей схеме последний слот в каждом кадре разбивается на мелкие слоты состязаний. Станции,желающие передавать в следующем кадре, должны отметить свой подслот в предыдущем кадре, тогда вследующем им будет выделен свой слот.Несмотря на разнообразие и широкое применение, техника TDM имеет общие недостатки:необходимость временной синхронизации, наземные станции должны обладать очень высокой скоростьюпередачи, чтобы уместить максимум данных во временном слоте.4.6.5.CDMAТехника CDMA свободна от проблем синхронизации и проблем распределения канала. Однако у нееесть три основных недостатка.
Во-первых, пока пропускная способность CDMA-канала ниже, чем у TDMканала. 128-разрядные последовательности частиц требуют высокоскоростных передатчиков. Третийнедостаток: пока число инженеров, владеющих этой техникой, очень небольшое.5. Сетевой уровеньОсновное назначение сетевого уровня состоит в получении пакетов от всех источников и передачаих по назначению. Передача по назначению может состоять из нескольких этапов, потребовать несколькихмаршрутизаторов.
Это, согласитесь, более сложная задача, чем у канального уровня - передать кадр содного конца провода на другой.Для реализации своего назначения сетевой уровень должен знать топологию транспортной подсетии выбрать подходящий путь в ней. Выбирая маршрут, он должен позаботиться, чтобы этот маршрут непривел к перегрузкам некоторых линий и маршрутизаторов. Наконец, если источник и получательпринадлежат разным сетям, то задача сетевого уровня, принимая во внимание различия между этимисетями, обеспечить корректную передачу данных из одной сети в другую.5.1.
Проблемы построения сетевого уровняСервис сетевого уровня разрабатывался в следующих целях:§Сервис должен быть независимым от технологии передачи, используемой в среде передачи данных.§Транспортный уровень должен быть независим от числа узлов, типа и топологии транспортной подсети.§Адрес на сетевом уровне, доступный на транспортном уровне, должен иметь унифицированную форму повсей сети.Разработчик сетевого уровня свободен в выборе сервиса сетевого уровня. Однако эта свободавыливается в жестокие баталии. Основной их причиной является вопрос: должен ли сетевой уровень бытьориентированным на соединения или нет?5.1.1.
Ориентация на соединениеПредставители лагеря Internet считают, что задача сетевого уровня - передвигать биты туда-сюда иничего более. С их точки зрения транспортная среда ненадежна по определению, вне зависимости от того,как она построена. Поэтому хосты должны восполнять изъяны транспортной среды, т.е. контролироватьошибки и управлять потоками.Отсюда следует, что сервис на сетевом уровне не должен быть ориентирован на соединения, спримитивами типа SEND_PACKET, RECEIVE_PACKET. Никакой проверки упорядоченности пакетов,управления потоком, перегрузками здесь не должно быть.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
