answers2010 (1131265), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Протокол LAP-D (канальный уровень) является аналогом протокола LAP-B в СПД Х.25 и принадлежит семейству HDLC и обладает всеми родовыми чертами этого семейства, но отличается некоторыми особенностями. Адрес кадра LAP-D состоит из двух байт - один байт определяет код службы, которой пересылаются вложенные в кадр пакеты, а второй используется для адресации одного из терминалов, если у пользователя к абонентской линии NT1 подключено несколько терминалов. Терминальное устройство может поддерживать разные службы - службу установления соединения по протоколу Q.931, службу коммутации пакетов Х.25, службу мониторинга сети и т. п. Протокол LAP-D обеспечивает два режима работы: с установлением соединения (единственный режим работы протокола LLC2) и без установления соединения (режим LLC1 стандарта IEEE 802.1). Последний режим используется, например, для управления и мониторинга сети.
25. Передача данных в АТМ сетях
АТМ - это асинхронный способ передачи. В стандарте Т1 данные передаются строго синхронно. Каждые 125 мксек порождается новый кадр. Эта скорость поддерживается специальными часами - мастер-таймером. Каждый слот в кадре содержит один бит из определенного источника. Порядок сканирования источников строго фиксирован.
В АТМ нет строго порядка поступления ячеек от различных источников. Ячейки могут поступать от разных источников и в разном порядке. Не важно даже, чтобы поток ячеек от одного компьютера был непрерывен. Если возникают разрывы, то они заполняются ячейками ожидания. В АТМ не стандартизован формат самой ячейки. Требуется только, чтобы ячейки могли передаваться носителями (кадрами, фреймами и т.п.) в рамках таких стандартов, как Т1, Т3, Е1 и т.п.
Стандартной средой передачи для АТМ является оптоволокно. Однако на расстояниях в сотни метров можно использовать коаксиал или витую пару 5-й категории. Оптоволокно может покрывать расстояния на многие километры. Каждая волоконно-оптическая линия соединяет либо компьютер с АТМ-переключателем, либо два АТМ-переключателя. АТМ-линии – это соединения типа «точка-точка». На одной линии не может находиться более одного источника ячеек. По каждой линии передача возможна только в одном направлении, поэтому для обеспечения полного дуплекса нужны две АТМ-линии. С помощью АТМ-переключателей возможно дублирование одной и той же ячейки для передачи этой ячейки по нескольким линиям. Так реализуют режим вещания.
общая схема организации АТМ-переключателя. Есть набор входных линий, по которым ячейки поступают в переключатель, и, как правило, такое же число выходных линий, по которым ячейки двигаются после коммутации. Обычно переключатель работает синхронно: длительность цикла строго фиксирована. В течение каждого цикла просматриваются все входные линии и, если на линию к этому моменту целиком поступила ячейка, то она считывается и передается в центр коммутации, а затем на выходную линию.
Переключатель может быть конвейерным, т.е. обработка одной ячейки может занимать более одного цикла. Ячейки поступают асинхронно, т.е. таймер переключателя отмечает момент начала очередного цикла. Если ячейка не поступила целиком за один цикл, то она должна ожидать начала следующего цикла.
Все АТМ-переключатели должны удовлетворять следующим требованиям:
-
терять как можно меньше ячеек
-
никогда не менять порядок поступления ячеек по каждому виртуальному соединению
буферизовать ячейки на входе/выходе
Основным недостатком переключателей выталкивающего типа является то, что центр коммутации - простой коммутатор, а это означает, что его сложность растет квадратично от числа коммутируемых линий. одно из решений - каскадные коммутаторы. Аналогичное решение возможно и для коммутации пакетов.
Это решение называют переключателем Батчера-Баньяна. Как и переключатели выталкивающего типа, переключатель Батчера-Баньяна синхронный. В баньяновых переключателях для каждого входа существует ровно один путь к любому из выходов. Маршрутизация пакета происходит в каждом узле на основе адреса выходной линии, которой должен достичь пакет. Адрес выходной линии определяют на входе по номеру виртуального соединения. Если обе ячейки, поступившие на вход одного и того же коммутирующего элемента, должны быть направлены на один и тот же порт, то направляется одна, а вторая сбрасывается.
Для сортировки входов Батчер предложил специальный переключатель. Подобно баньяновскому переключателю, переключатель Батчера строится из элементов 2х2, работает синхронно и дискретно. В каждом элементе выходные адреса ячеек сравниваются. Больший направляется по стрелке, а меньший - в противоположном направлении. Если ячейка одна, то против стрелки. Подчеркнем, что сравниваются не отдельные биты, а весь адрес как число.
Сложность операции перестановки для устройства Батчера – n log2 n. Ячейки, отсортированные Батчеровской сетью, подаются на вход сети баньяна, где они пересылаются без конфликтов.
Известны две трудности, которые переключатели Батчера-Баньяна не могут преодолевать:
-
если коллизия на выходе все-таки возникает, то решением является только сброс
-
рассылка одной и той же ячейки сразу на несколько выходов
26. Спутниковые системы связи: организация, классификация и сравнительный анализ классов (примеры).
Спутник связи имеет несколько приемопередатчиков - транспондеров, или стволов. Каждый транспондер слушает свою часть спектра, усиливает полученный сигнал и передает его обратно на землю в нужном направлении, на нужной частоте, отличной от частоты приема, чтобы избежать интерференции с принимаемым сигналом. Возвращаемый луч может быть по желанию либо широким, покрывая большую территорию, либо наоборот узконаправленным.
Системы спутниковой связи, с точки зрения наземного терминального оборудования, можно условно развить на три вида. Первый - сети персональной спутниковой связи, такие как Iridium, Inmarsat, Globalstar и строящиеся ICO, Ellipso и Thuraya. Терминалы персональной связи существенно отличаются от своих старших собратьев – VSAT-станций. Они более компактны, универсальны, сопрягаются с сетями сотовой связи, а самое главное – работают при движении абонента. Вместе с тем персональная связь пока не способна обеспечить тот же комплекс и качество услуг, которые предоставляют VSAT-станции, да и тарифы в сетях персональной связи существенно выше.
Второй, наиболее многочисленный, связан с развитием корпоративных сетей, базирующихся на технологии VSAT, т.е. на использовании малогабаритных спутниковых терминалов с антеннами диаметром от 1,8 до 2,5 м. На сегодняшний день в мире насчитывается около 300 тыс. станций VSAT.
Третий вид охватывает системы непосредственного телевизионного вещания, работающие главным образом в Ku-диапазоне частот (14/11 ГГц), что позволяет использовать на приеме малые земные станции, стоимость которых не превышает 500 долл. Этот вид спутникового вещания ориентируется в первую очередь на сельское население и малые города со слаборазвитой кабельной инфраструктурой.
Среднеорбитальные: пользовательских станций спутниковой связи Inmarsat, размещенных прежде всего на морских судах и других транспортных средствах. Система Inmarsat базируется на среднеорбитальной группировке спутников, Международная система спутниковой связи ICO построена на основе средневысотных спутников
27. Спутниковые системы связи: геостационарные и низкоорбитальные спутниковые системы (примеры).
Геостационарные спутники
Из-за интерференции волн неразумно было бы размещать такие спутники ближе, чем 2 градуса экваториальной плоскости друг от друга, если они работают на одинаковых частотах. Таким образом, в одно и тоже время на экваториальной орбите может находиться не более 180 спутников, работающих на одной и той же частоте. Так как часть из этих орбит зарезервирована не только для целей связи, то спутников связи на самом деле меньше.
Обычно спутник связи имеет 12-20 транспондеров с полосой пропускания 36-50 МГц каждый. Транспондер с пропускной способностью в 50 Мбит/сек. может быть использован для передачи одного потока данных на скорости 50 Мбит/сек., либо для передачи 800 телефонных разговоров на скорости 64 Кбит/сек. каждый, либо иначе комбинируя скорости и количество передаваемых потоков данных.
Первые спутники связи имели один широкий луч. Современные имеют несколько более узких лучей, пятно которых охватывает несколько сот километров поверхности Земли.
Относительно новой технологией является технология малых антенн, называемых VSAT (Very Small Aperture Terminals) - терминалов с очень маленькой апертурой, т.е. антенной с маленьким радиусом. Такой терминал имеет антенну с диаметром от 1,8 до 2,5 метра, способную излучать сигнал мощностью в 1 ватт. Он может передавать данные со скоростью примерно 19,2 Кбит/сек. и принимать - 512 Кбит/сек. Из-за малой мощности сигнала такие терминалы не могут взаимодействовать напрямую, но прекрасно могут это делать через специальный спутниковый хаб.
Спутниковые системы принципиально вещательного типа - проблема безопасности передаваемой. Решение этой проблемы - только шифрование. Стоимость передачи не зависит от расстояния. Такой способ передачи имеет очень низкий коэффициент ошибок при передаче.
Примеры:
Низкоорбитальные спутники
Изначально для целей передачи данных низколетящие спутники серьезно не рассматривались. Слишком быстро они проносились над определенным местом на поверхности Земли. Этот проект получил название Иридиум. Основной целью этого проекта являлось обеспечение связи с наземными средствами, даже портативными, всей поверхности Земли. Прием и передача идут на частоте 1,6 ГГц, что позволяет использовать устройства, работающие от батарей. Если сообщение, принятое одним спутников, адресовано в область, покрываемую другим, то оно будет передано от одного спутника другому.
Примеры: низкоорбитальная система глобальной персональной спутниковой связи Globalstar, Iridium – первая в мире система глобальной персональной спутниковой телефонной связи и пейджинга.
28. Спутниковые системы связи: VSAT спутниковые системы и спутниковые системы для персонального использования (примеры).
Персональная спутниковая связь
Понятие персональной спутниковой связи с самого начала включало не «чисто» спутниковую связь, а комбинацию С3 с существующими сотовыми системами. При этом основное назначение спутниковой связи – дополнение и расширение возможностей сотовой связи за пределами ее зон покрытия, где создание инфраструктуры других видов связи по экономическим либо технологическим причинам нецелесообразно. Многорежимные абонентские терминалы при работе в зонах сотовой связи автоматически устанавливают соединение с сотовой сетью (одного из стандартов: GSM, AMPS, TDMA, CDMA), а за ее пределами используют спутниковый ретранслятор.
Принцип организации персональной спутниковой связи достаточно прост. Если это возможно, терминал ищет наземную сотовую сеть и работает через нее. В противном случае, если наземная сотовая сеть недоступна, переключается в спутниковый режим.
Примеры: низкоорбитальная система глобальной персональной спутниковой связи Globalstar, Iridium – первая в мире система глобальной персональной спутниковой телефонной связи и пейджинга.
VSAT-сети
Для многих крупных и средних предприятий с филиалами, разбросанными по всему миру, электронный документооборот и другие электронные формы ведения бизнеса стали обязательной необходимостью. Как показывает мировой опыт, их требованиям в наибольшей степени отвечают телекоммуникационные услуги глобальных корпоративных сетей связи. Современные глобальные корпоративные сети чаще всего базируются на технологии VSAT, т. е. на использовании малогабаритных спутниковых терминалов и антенн диаметром от 1,0 до 2,5 м.
Выделенные сети на базе VSAT-терминалов способны предоставить своим удаленным пользователям широкий спектр услуг, включая высококачественную телефонную и факсимильную связь, передачу данных с различной скоростью, организацию видеоконференций и распределение телепрограмм
VSAT-сети телефонной и факсимильной связи могут иметь любую топологию — от простейшей двухточечной до полнодоступной схемы «каждый-с-каждым». Выделение спутникового канала может быть организовано по-разному: для постоянного использования или по требованию.
Современное VSAT-оборудование обеспечивает возможность подключения к наземным сетям ISDN. Типовая скорость передачи данных при таком соединении (один интерфейс BRI) колеблется от 128 кбит/с до 160 кбит/с.
VSAT-терминалы поддерживают практически все типовые сетевые интерфейсы. Основными потребителями таких услуг высокоскоростной передачи данных и мультимедиа являются банки и страховые компании, средства массовой информации, государственные учреждения. Технология VSAT допускает также создание корпоративных многоцелевых сетей с коммутацией пакетов с большим числом удаленных станций.
Стремительный рост популярности сети Интернет и бурное развитие сетей VSAT дает основание говорить о слиянии в перспективе этих технологий в одну. Сегодня через спутник можно напрямую подключить сервер корпоративной сети к шлюзам Интернета.
В сетях VSAT разных технологий используются разные базовые технологии доступа: для схемы «точка-точка» - один канал на несущую - SCPC (Single Channel Per Carrier), для схемы «каждый-с-каждым» - множественный доступ по требованию - DAMA (Demand Assignment Multiple Access) и постоянный множественный доступ PAMA, для «звезды» - множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA).