Инфокоммуникационные системы. к лекции. 1. Основы построения телекоммуникационных сетей Понятие системы и сети связи

• Название: 1. Основы построения телекоммуникационных сетей Понятие системы и сети связи
• Анкор: Инфокоммуникационные системы
• Дата: 24.09.2022
• Размер: 247.71 Kb.
• Имя файла: к лекции.docx
• Тип: Документы; #693456
• страница: 2 из 4

1.5. Методы коммутации в телекоммуникационных сетях

Система коммутации выполняет задачу распределения информационных потоков.

Известны два основных принципа коммутации:

1) непосредственное соединение (коммутация без запоминания передаваемой информации);

2) соединение с накоплением информации (коммутация с запоминанием).

Непосредственное соединение (коммутация каналов)

При коммутации каналов осуществляется физическое соединение входящих линий с исходящими линиями по соответствующему адресу (рисунок 1.11).

Достоинства метода коммутации каналов:

- возможность организации “диалога”, т.к. время задержки в передаче сообщения невелико;

- абоненты имеют возможность вести передачу сообщений после установления соединения независимо от нагрузки, поступающей от других абонентов.



Рисунок 1.11 – Коммутация каналов

Недостаток. В случае отсутствия свободных каналов в требуемом направлении вызывающий пользователь получает отказ в установлении связи, поэтому системы КК называются системами с отказами (потерями вызовов).

Потерянными вызовами называют вызовы, не закончившиеся передачей сообщения по вине коммутационной системы.

Потери оцениваются по отношению числа потерянных вызовов к общему числу поступивших и является качественным показателем обслуживания.

Р=С_пот/ С_пост

где С_пот– число потерянных вызовов;

С_пост– общее число поступивших вызовов.

Установление соединения путем коммутации каналов проходит следующие фазы:

1)  направление заявки на соединение, для чего вызывающий абонент с помощью вызывного устройства посылает по абонентской линии в коммутационную систему заявку на соединение, содержащую условный адрес вызываемого абонента;

2)  организация сквозного физического канала – оборудование коммутационной системы по полученной заявке осуществляет соединение соответствующих абонентских линий, если абоненты принадлежат одной коммутационной системе, или магистральных линий между коммутационными системами, к которым принадлежат участвующие в сеансе связи абоненты. После организации сквозного канала вызывающий абонент получает из коммутационной системы сигнал установления соединения, а вызываемый абонент - сигнал вызова;

3) передача сообщений между абонентами;

4) разрушение соединения - после завершения сеанса передачи и получения от абонента сигнала отбоя аппаратура коммутационной системы разрушает установленное соединение.

Коммутация с запоминанием

В системах с накоплением информации пользователь не получает отказа в случае отсутствия свободных каналов. Его сообщение временно записывается в память УУ коммутационной станции и выдается дальше после освобождения канала, поэтому системы с накоплением называется системами с ожиданием.

Известны две разновидности коммутации с накоплением:



Рисунок 1.12 – Коммутация сообщений


1) Коммутация сообщений- в системах с накоплением информации пользователь не получает отказа в случае отсутствия свободных каналов. Его сообщение временно записывается в память УУ коммутационной станции и выдается дальше после освобождения канала, поэтому системы с накоплением называются системами с ожиданием(рисунок 1.12).Данный метод нашел применение на телеграфной сети общего пользования.

 

2) Коммутация пакетов– исходящее сообщение делится на «пакеты», каждый из которых содержит часть полезной информации и заголовок (рисунок 1.13). Заголовок первого пакета содержит характеристику сообщения: адреса исходящего, входящего пунктов, количество пакетов в сообщении и другое. В остальных пакетах в заголовок может включатся идентификатор, определяющий принадлежность пакета к сообщению, порядковый номер пакета.



Рисунок 1.13 – Коммутация пакетов

Существуют два способа доставки сообщений:

·    дейтаграммный (датаграммный), при котором пакеты движутся по сети независимо друг от друга любыми свободными маршрутами;

·     виртуальное соединение, при котором передача сообщений идет в виде последовательности связанных в цепочки пакетов через память управляющих устройств центров коммутации пакетов (ЦКП), функции которых могут выполнять современные цифровые системы коммутации (ЦСК). Данный способ позволяет соединить достоинство метода коммутации каналов (передачу сообщений в естественной последовательности) и достоинство метода коммутации пакетов (высокую скорость передачи сообщений).

Для коммутации сообщений характерны следующие фазы установления соединения:

1)       направление заявки на соединение – вызывающий абонент передает в ЦКС сообщение вместе с условным адресом вызываемого абонента;

2)       запоминание сообщения – в ЦКС сообщение запоминается, а и по адресу определяется канал передачи;

3)       передача сообщения.

Если канал к соседнему ЦКС свободен, то сообщение немедленно туда передается, где повторяется та же операция. Если канал к соседнему ЦКС занят, то сообщение хранится в памяти до освобождения канала.

Сообщения устанавливаются в очередь по направлениям передачи с учетом категории срочности.

Для коммутации пакетов присущи следующие фазы установления соединения:

1) Направление заявки на соединение – вызывающий абонент передает в ЦКП сообщение вместе с условным адресом вызываемого абонента.

2)  Представление сообщения в виде пакетов. Если разбиение на пакеты происходит в ЦКП, то дальнейшая передача пакетов осуществляется по мере их формирования, не дожидаясь окончания приема в ЦКП всего сообщения.

3)  Передача пакетов. Если канал к соседнему ЦКП свободен, то пакет немедленно передается на соседний ЦКП, где повторяется та же операция. Если канал к соседнему ЦКП занят, то пакет определенное  время может храниться в памяти УК до освобождения канала.

В таблице 1.2 приведены для сравнения характеристики сетей с различными методами коммутации.

Таблица 1.2 – Сравнительная характеристика сетей с различными методами коммутации

Коммутация каналов	Коммутация сообщений	Коммутация пакетов
Реализуется на базе временного прямого электрического соединения	Отсутствует прямое электрическое соединение	Отсутствует прямое электрическое соединение
Отсутствует накопление сообщений	Сообщение накапливается во внешнем запоминающем устройстве	Накапливаются небольшие части сообщений в оперативном запоминающем устройстве
Возможен обмен в реальном времени, возможен диалог	Диалог невозможен	Диалог возможен
Тракт организуется на время длительности одного соединения	Тракт устанавливается для каждого сообщения между соседними ЦКС	Тракт устанавливается для каждого пакета или на время сеанса
Основная задержка - при установлении соединения	Основная задержка - при передаче	Небольшие задержки при установлении соединения и передаче
Сеть работает как система с отказами	Сеть работает как система с ожиданием	Сеть работает как система с ожиданием и отказами
При перегрузке имеют место отказы	При перегрузке возрастают задержки в доставке	При перегрузке возрастают задержки в доставке, но они существенно меньше, чем в сетях с КС. Также возникают и отказы, но вероятность их на порядок меньше, чем в сети с КК
Защита сообщений выполняется пользователем	Основные функции защиты реализуются в сети	Основные функции защиты реализуются в сети
Невозможны преобразования скоростей, кодов, форматов	Возможны преобразования скоростей, кодов, форматов	Возможны преобразо­вания скоростей, кодов, форматов
Экономичная сеть при низких объемах нагрузки	Экономичная сеть при больших объемах нагрузки	Экономичная сеть при больших объемах нагрузки

1.6. Стандартизация в области телекоммуникаций

Одной из проблем при построении и дальнейшей эксплуатации телекоммуникационных сетей является совместимость оборудования различных производителей. Кроме того, для эффективного функционирования различных элементов сетей необходимо использование единых протоколов их взаимодействия. С этой целью организациями по стандартизации в области телекоммуникаций ведется разработка соответствующих стандартов. Членами таких организация, как правило, являются государственные учреждения и известные фирмы-производители разных стран. Выпуск стандартов происходит в несколько этапов: разработка проектов стандартов, голосование и официальный выпуск. Наиболее известными организациями стандартизации в области телекоммуникаций являются [13]:

1)    Международный союз электросвязи МСЭ (ITU – International Telecommunications Union),который осуществляет координацию работ по стандартизации в телекоммуникациях и в настоящее время включает в себя три сектора:

·     ITU-Т– сектор стандартизации по телекоммуникациям, организованный для разработки стандартов в области телекоммуникаций (стандарты называются рекомендациями, которые объединяются в серии, обозначаемые латинскими буквами с соответствующим порядковым номером);

·     ITU-R –сектор радиосвязи, который рассматривает вопросы радиосвязи и координирует распределение частот для радио- и телевизионных служб, спутниковой связи, а также рассматривает технические аспекты мобильной связи;

·     ITU-D– сектор развития, который решает вопросы экономического, социального и культурного развития.

2)Международная организация по стандартизации (OSI -InternationalStandardsOrganization),которая является автором стандартом в различных областях деятельности, включая стандарты по телекоммуникациям (например, эталонная модель взаимодействия открытых систем ЭВОС).

3)Европейская конференция администраций почт и электросвязи (CEPT –ConferenceofEuropeanPostsandTelegraphs), в сферу деятельности которой входит кооперация участников телекоммуникационного рынка, а также стандартизация по техническим и организационным вопросам.

4)              Европейский институт в области стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI –European Telecommunications Standards Institute), который был создан организацией CEPT и, который  определяет техническую политику в области телекоммуникаций для стран-членов Европейского сообщества.

5) Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE – InstituteofElectricalandElectronicEngineers), которая является организацией по разработке стандартов для сетей (наиболее известным стандартом является стандарт для локальных вычислительных сетей LAN).

6) Американский национальный институт стандартизации (ANSI –AmericanNational Standards Institute), который является координирующим органом групп по стандартизации в США. Наиболее известными группами по стандартизации в США являются:

·     TIA (TelecommunicationIndustrialAssociation)– ассоциация телекоммуникационной промышленности;

·     EIA (ElectronicIndustrialAssociation) – ассоциация электронной промышленности.

7) Федеральная комиссия по связи (FCC –FederalCommunicationCommission), которая является правительственной организацией в США, занимающейся регулированием в отрасли связи, в том числе распределением спектра радиочастот.

В России работы по стандартизации и регулированию в области телекоммуникаций проводит Министерство информатизации и связи РФ, а также его подразделения: комиссия по электросвязи, комиссия по радиочастотам, комиссия по информатизации. Для надзора за выполнением условий лицензий для участников телекоммуникационного рынка России осуществляется государственный надзор за связью и информатизацией.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое телекоммуникационная система?

2. Что такое телекоммуникационная сеть?

3. Как называются устройства, обеспечивающие преобразование сообщений в электрические сигналы?

4. Каковы основные этапы развития сетей связи в России?

5. Какие виды сетей входят в состав ЕСЭ РФ?

6. По каким признакам классифицируются сети ЕСЭ РФ?

7. Каковы основные способы построения телекоммуникационных сетей?

8. В соответствии с чем организуется взаимодействие телекоммуникационных сетях?

9. Какие задачи решают уровни эталонной модели ВОС?

10. Каким образом осуществляется взаимодействие между уровнями в модели ВОС?

11. В чем сущность метода коммутации каналов?

12. Какие фазы характерны для метода коммутации каналов?

13. В чем сущность метода коммутации сообщений?

14. Какие фазы характерны для метода коммутации сообщений?

15. В чем сущность метода коммутации пакетов?

16. Какие фазы характерны для метода коммутации пакетов?

17. В чем сущность дейтаграммного способа доставки сообщений?

18. Что такое виртуальное соединение?

19. С какой целью разрабатываются стандарты и рекомендации в области телекоммуникаций?

20. Какие международные организации разрабатывают стандарты и рекомендации в области телекоммуникаций?

Общие принципы построения телефонных сетей

2.1. Общегосударственная система автоматической телефонной связи

Общегосударственная система автоматизированной телефонной связи (ОГСТфС) предназначена для удовлетворения  населения и предприятий в передаче сообщений пользователей как в пределах страны, так и выход на международную телефонную сеть [26]. Схема построения ОГСТфС показана на рисунке 2.1 [1]



Рисунок 2.1 – Структурная схема ОГСТфС

ОГСТфС предоставляет два вида услуг:

1)  услуги доставки (передачи) информации – передача речевых, факсимильных сообщений, электронной почты, передача данных;

2)  специальные услуги - информационно-справочные, заказные, дополнительные.

Специальные услуги предоставляют службы сервиса автоматически или с помощью оператора. К службам сервиса относятся:

·     справочная местной телефонной сети;

·     справочная точного времени;

·     заказная междугородной телефонной сети (принимает заказы на междугородные и международные разговоры);

·     справочная междугородной и международной сети;

·     заказная ремонта местной телефонной сети.

Дополнительные услуги (дополнительные виды обслуживания ДВО)  могут предоставляться общесетевыми службами или коммутационной системой, куда подключена линия абонента. К ДВО относятся следующие услуги:

·     сокращенный набор номера;

·     переадресация входящего вызова на другой аппарат;

·     возможность получить справку во время разговора с одним из пользователей с возможностью возврата к прежнему собеседнику без повторного набора номера;

·     конференц-связь.

2 Построение городских телефонных сетей (ГТС)