Байланысграф теория. Аырып Кіріспе
 Скачать 408 Kb.
|
|
Аналогты (үздіксіз) сигналдегеніміз- ақпараттық параметрлері шамасы күйлердің үздіксіз жиынын қабылдай алатын электробайланыс сигналы. Аналогты сигналға импульсті сигналды да жатқызуға болады, егер оның параметрлерінің бірі (амплитуда, жиілігі, фаза) сандық емес күй жиынын қамтитын болса. Дискретті сигналдегеніміз –ақпараттық параметрлерінің бірінің шамасы квантталатын, яғни күйдің санақты жиынын қамтитын электробайланыс сигналы. Цифрлық сигнал дегеніміз – ақпараттық параметрлерінің бірінің шамасына байланысты есепті жиыны кодалық комбинациялардың шектелген жиынымен сипатталатын электробайланыс сигналы. Негізгі әдебиет: 4 [10-45], 5 [11-30] Қосымша әдебиет: 12 [9-37] Бақылау сұрақтары: 1. Электробайланыс жүйесі түсінігі? 2. Хабар түсінігі? 3. Электробайланыс торабы дегенді қалай түсінесіз? ақырып 3. Телекоммуникациялық желілерді құрудың жалпы принциптері. Негізгі түсініктер мен анықтамалар. ⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒
Миллиондаған және жүздеген миллиондаған көздер мен ақпарат тұтынушылары (шартты түрде абоненттер) арасында хабарды беру және үлестіру байланыс торабының негізінде ғана мүмкін болмақ. Электробайланыс жабдықтары негізінде құрылған байланыс торабы телекоммуникациялық желі деп аталады. Хабарды беру және оларды үлестіру беріліс жүйесі және хабарды үлестіру (БЖХҮ) болғанда ғана мүмкін болмақ, яғни кең мағынада айтқанда байланыс жүйесі болғанда ғана мүмкін болмақ. Мұндай жүйелер электробайланыс желілері деп аталады.3.1 суретте желі көрсетілген, ондағы шеткі пункттер (ШП) өзара бір-бірімен көпнүктелік байланыс түзе отырып, бір каналмен (көпканалмен) байланыстырылған, ал 3.2 суретте толықбайланысты желі берілген, ондағы ШП «әрқайсысы әрқайсысымен» принципі бойынша байланыстырылған  Сур.3.1. Көпнүктелік байланыс  Сур. 3.2. Толықбайланысты желі Желілердің қарастырылып отырған түрлері коммутацияланбайтын болып табылады, себебі шеткі құрылғы немесе терминалдар (абоненттер) арасындағы байланыс тұрақты бекітілген (коммутацияланбайтын) немесе белгіленген канал бойынша жүзеге асырылады. Мұндай желілерде хабарды үлестіру қатынас құрудың арнайы тәсілімен немесе хабарды беруді басқару процедурасымен қамтамасыз етіледі. Олар қандай абоненттердің хабар алмасып жатырғандығы туралы мағлұмат беріп отыру үшін қызмет етеді. Абоненттер саны көбейіп кеткен жағдайда көпнүктелі желі хабарды беру кезінде кідірісті едәуір ұлғайтады, ал толық байланысты желілерде байланыс каналдарының саны елерліктей артады. Бұл кемшіліктерді жою БЖХҮ коммутацияланатын желіні қолданумен байланысты, ондағы абоненттер бір-бірімен өзара тікелей емес, бір немесе бірнеше коммутациялау түйіндері (орталықтары) арқылы байланысқан. Осыған сәйкес, коммутацияланатын БЖХҮ дегеніміз ШП, КТ және оларды байланыстыратын беріліс желілерінің жиынтығы. Мұндай желі кез келген желінің қымбат бөлігі болып табылатын, байланыс каналдарының өткізу мүмкіндігін толығырақ пайдалануға мүмкіндік береді. Сондықтан коммутацияланатын желілер кең жайылып, үлкен қолданысқа ие болып отыр. Электробайланыстар торабы – беріліс желілері, желілік түйіндер және желілік станциялардың күрделі жиынтығынан тұрады, олар хабарды берілген мекенжай бойынша талап етілген уақытта, сенімді түрде жеткізуді қамтамасыз етеді. Электробайланыс торабының негізгі компоненттері мыналар: · Желілік түйіндер және желілік станциялар, онда канал түзетін аппаратуралар орнатылып, каналдарды немесе каналдар топтарын және желілік такттарды ауыстырып қосу жүзеге асырылады; Желілік станцияларды немесе желілік түйіндерді және шеткі құрылғыларды өзара байланыстыратын беріліс торабы; · Мекенжайға сәйкес хабарды үлестіретін коммутация түйіндері (орталықтары) (КТ); КТ транзитті, шеткі (егер оған ШП қосылса) және аралас типті болуы мүмкін; · Шеткі пункттер (ШП), абонент хабарын енгізіп/шығаруды қамтамасыз етеді. Тікелей абонентте орналасқан ШП, абоненттік пункт деп аталады (АП). Дербес қолдануға арналған АП болуы мүмкін, оны терминал деп атайды, сонымен қатар ұжымдық қолдануға арналған АП – те болуы мүмкін; · Концентраторлар және мультиплексорлар, байланыс каналдарының өткізу мүмкіндіктерін қолдануды, оларды тығыздау арқылы жақсартуды қамтамасыз етеді. Каналдар магистралды (КТ арасында) және абоненттік (ШП және КТ арасында) болып бөлінеді; · Басқарудың көпдеңгейлі жүйесі, желілік ресурстарды тиімді пайдалануды қамтамасыз етеді. Электробайланыс желілерінің жіктелуі.Бұл жіктелу мынадай белгілер бойынша анықталады: 1. Берілетін хабарлардың типі бойынша: телефондық желі, телеграфтық желілер, деректерді беру желілері, факсимильді желілер және газеттер беру, дыбыстық хабар тарату желілері, интегралды қызмет көрсетудің цифрлық желілері. 2. Қолданушылар категориялары бойынша: жалпыға арналған желілер, ведомстволық (корпоративті) желілер. 3. Хабарды беру жылдамдықтары бойынша: төмен жылдамдықты желілер, орташа жылдамдықты желілер, жоғары жылдамдықты желілер. 4. Көлемі бойынша (қамту дәрежесі): аумақты желілер, аймақты (зоналық) желілер; жергілікті желілер. 5. Коммутациялау тәсілі бойынша: ұзақ уақыттық (кросстық) коммутациялы, жедел коммутациялаушы желілер, пакеттерді коммутациялауды (ПК) қамтитын желілер, каналдарды коммутациялауды (КК) қамтитын желілер, хабарларды коммутациялауды (ХК) қамтитын желілер, аралас коммутациялауды (АК) қамтитын желілер, адаптивті (бейімделуші) коммутациялауды (АК-БК) қамтитын желілер. 6. Қолданылатын байланыс каналдарының типтері бойынша: сымды байланысты желілер, радиожелілер, талшықты-оптикалық желілер, спутникті желілер. 7. Желіні басқару тәсілі бойынша: орталықтандырылған басқару, орталықтандырылмаған басқару, аралас басқару, статикалық басқару, квазистатикалық басқару, динамикалық басқару. Желіні басқару жүйесі эксплуатациялаудың өзгермелі жағдайында желілік ресурстарды тиімді пайдалануға арналған. Жүйені орналастыру принципі бойынша, басқару мынадай түрлерге бөлінеді: орталықтандырылған басқару, мұнда желіні басқарудың негізгі функциялары басқарудың арнайы белгіленген ортасын орындайды. Орталықтандырылмаған басқару үлестірілген құрылымды қамтиты. Аралас (зоналық) басқару белгілі бір зона ішінде орталықтандырылған басқаруды ұсынады, ал зоналар орталықтандырылған түрде басқарылады (мүмкін кері де болуы). Бейімделу дәрежесі бойынша (адаптивтілігі бойынша) желіде туындаған жағдайларға байланысты басқару жүйелері мынадай түрлерге жіктеледі: · Статикалық басқару, мұнда мүмкін болатын өзгерістер алдын-ала ойластырылған, егер кездейсоқ, алдын-ала қарастырылмаған өзгерістер болса, онда желі жұмыстан шығады; · Квазистатикалық басқару, желі жұмысында негізгі программа қарастырмаған, кейбір бұзылуларға басқару жүйесінің қарсы тұра алатын жағдайында қолданылады; · Динамикалық басқару, басқару жүйесі желінің тиімді жұмысын оның ағымдық күйін бақылау отырып қамтамасыз ететін жағдайда. Қазіргі кездегі телекоммуникациялық желі дербес сегменттерден тұрады, олар масштабтылықтары бойынша жіктеледі: - жергілікті желі (Local Area Network, LAN), шағын территорияда, мекемеде, өнеркәсіп орнындағы және т.б. желі.; - территориялық желі (Metropolitan Area Network, MAN), ірі халық шоғарланған пункттарда немесе шағын регионда қызмет көрсетуге арналған желі; -ірі масштабты территориялық желі (Wide Area Network, WAN), үлкен регион территориясында, мемлекеттер, континенттер, сондай ақ әртүрлі континенттер территорияларында орналасқан LAN, MAN типті желілерді біріктіруге арналған. Бұл магистралдық желі, беріліс ортасы ретінде оптикалық талшықты қолданумен артықшылыққа ие. LAN, MAN, WAN желілерінің кез келгені өз кезегінде, желінің логикалық құрылымдалуын бейнелейтін шағын масштабты сегменттерге бөлінуі мүмкін, онда сегменттердің әрқайсысы жалпыжелілік алмасуды қалыптастыруда нақты міндетті атқаратын болады. Түрлі өлшемді, технологиялық жағынан бір-бірінен ерекшеленетін сегменттер-желілік технологияның қарқынды дамуы кезінде, ақпараттық желілердің эволюциялық дамуы арқасында пайда болды. Оларды функционалды-технологиялық белгілері бойынша жіктей отырып, мынадай түсініктерді пайдалануға болады: аналогты желі, ISDN торабы, IP-желі, SDH торабы, FR (Frame Relay) торабы, АТМ торабы және т.б. Электробайланыс желілеріндегі коммутация тәсілдері.Электробайланыс желілерінде хабарды жеткізу үшін байланыстың екі түрі орнатылуы мүмкін – ұзақ уақыттық және жедел байланыс орнату. Ұзақ уақыттық немесе кросстық, коммутация дегеніміз – желінің екі нүктесі арасында тұрақты тікелей байланыс орнатылатын тәсіл, ұзықтығы сағатпен, тәулікпен және т.б. өлшенеді. Мұндай байланыстарға қатысатын байланыс каналдары белгіленген деп аталады. Кең таралған жедел коммутация болып табылады, бұл желінің екі нүктесі арасында уақытша байланыс орнатылған жағдаймен ерекшеленеді. Жедел коммутацияның екі негізгі принципі белгілі: · Тікелей байланыс; · Ақпаратты жинақтаумен байланыс. Тікелей байланыста КТ-ға кіретін каналдарды шығыс каналдарының сәйкес мекенжайларымен физикалық байланыстыру жүзеге асырылады. Жинақтаумен байланыстыру кезінде КТ-ға кіретін каналдардың сигналдары алдымен ЕСҚ (еске сақтау құрылғысы)-на жазылады, сонан соң бастапқы каналдарға олардың босау шамасына қарай келіп түсіп отырады. Тікелей байланысты жүзеге асыратын жүйелер қабыл алмауды қамтитын жүйе деп аталады, ал ақпаратты жинақтаумен құрылатын байланыс – күтуді қамтитын жүйе деп аталады. Сақтау орны мен тәсіліндегі айырмашылық желі абоненттеріне көрсетілетін қызметтерге елеулі әсерін тигізеді. Тікелей байланыстыру принципі каналдарды коммутациялау (КК) жүйесінде жүзеге асырылады. Каналдар коммутациясы – ШП арасында КТ арқылы тікелей физикалық канал алу үшін каналдарды байланыстыру операцияларының жиынтығы. Каналдарды коммутациялау кезінде алдымен абоненттер арасында КТ арқылы тура канал ұйымдастырылады, сонан соң ғана хабар беріле бастайды. Байланысты алып тастау абоненттің сәйкес шешімінен кейін ғана орнатылады. Каналдар коммутациясының жетістігі төмендегі сипаттамалармен түсіндіріледі: - байланысты ұйымдастырғаннан кейін абоненттер кез келген уақытта басқа абоненттердің жүктемелеріне тәуелсіз, хабар берудің жүргізе алады; - беріліс тиянақталған кідіріспен жүзеге асырылады, яғни уақыттың нақты масштабында (сұқбат режимі) беріліс жүзеге асырылады. Бұл тәсілдің кемшілігі байланыс желі ресурстарын (соның ішінде каналдарды) нашар қолдану арқылы құрылады, егер өзара әрекеттесетін абоненттер жеткілікті дәрежеде активті болмаса, онда берілістер арасында ұзаққа созылған үзіліс болуы мүмкін. Мысалы, деректерді беру кезінде пайдалы жүктеме бөлінген өткізу мүмкіндігінің пайыздық бірлігін құрайды. Жинақтаумен коммутациялау кезінде ШП үнемі өзінің КТ (немесе бірнеше КТ-мен) байланыста болады және оған хабарды береді, бұл хабар сонан соң басқа КТ арқылы сәйкес абоненттерге жіберіледі. Жинақтаушы жүйенің екі түрі бар: хабарды коммутациялау жүйесі (ХК) және Пакеттерді коммутациялау жүйесі (ПК). Каналдар коммутациясының фазалары.Байланысты каналдар коммутациясы жолымен орнату келесі фазалардан өтеді. 1. Байланысқа тапсырысты бағыттау. Ол үшін шақырылатын абонент, шақырылған құрылғының көмегімен абоненттік желі бойынша КТ-ге шақырылатын абоненттің шартты мекенжайын қамтитын сұранысты байланысқа жібереді. 2. Тура физикалық каналды ұйымдастыру. Алынған тапсырыс бойынша КТ жабдығы сәйкес абоненттік желілерді байланыстыруды жүзеге асырады. Ол үшін абоненттер бір КТ-ге жату керек, немесе абоненттерді байланыстыру сеансына жататын, КТ арасындағы магистральдық желіде жату керек. Тура каналды ұйымдастырып болғаннан кейін, шақырушы абонент КТ-нен байланысты орнату сигналын алады, ал шақырылатын абонент – шақыру сигналын алады. 3. Абоненттер арасында хабарды беру. Алмасу бір жақты болуы мүмкін, және екі жақты болуы мүмкін, егер екіжақты байланыс каналы коммутацияланса. 4. Байланысты бұзу. Беріліс сеансы аяқталғаннан кейін және абоненттен тоқтату сигналын алғаннан кейін КТ аппаратурасы орнатылған байланысты үзіп, жоқ қылып тастайды. Хабарлар коммутациясының фазалары.Хабарлар коммутациясы үшін байланысты орнатудың келесі фазалары орындалады. 1. Шақырушы абонент КТ-не шақырылатын абоненттің шартты мекенжайымен бірге хабарды жібереді. 2. КТ-де хабар есте сақталады, және мекенжайы бойынша беріліс каналы анықталады. 3. Егер көршілес КТ-не канал бос болса, онда хабар сол бойда сонда беріледі, де онда сол операция қайталанады. 4. Егер КТ-ге канал бос емес болса, онда хабар канал босағанға дейін КТ жадысында сақталады. 5. Хабар беріліс бағыты бойынша, жылдамдылық категориясы ескеріле отырып кезекке тұрады. Қазіргі уақытта ХК-ы сирек қолданылады, негізінен жалпы қолданудағы телеграфтық желілерде қолданылады. ПК тәсілі ХК тәсілінен былайша ерекшеленеді: хабар бүтіндей берілмейді, бөліктерге – пакеттерге бөлініп беріледі. Пакеттер коммутациясының фазалары.Пакеттерді коммутациялау үшін байланысты орнатудың келесі фазалары жүзеге асырылады: 1. Хабар ұзындығы 1000-2000 бірлік элементтерге тең пакеттерге бөлінеді. Бұл операция ШР-де, болмаса жуық КТ-де жүзеге асырылады. 2. Егер пакеттерге бөлу КТ-де жүзеге асырылса, онда алдағы уақыттағы пакеттерді беру процесі олардың қалыптасу шамаларына қарай, КТ-де барлық хабардың қабылдануын күтпестен жүзеге асырылады. 3. Егер көршілес КТ-ге канал бос болса, онда пакет сол бойда көршілес КТ-не беріледі, онда сол операция қайталанатын болады. 4. Егер көршілес түйінге канал бос болмаса, онда пакет канал босағанға дейін аз уақытқа КТ-ң жадысында сақтала тұрады. 5. Пакетттер кезекке беріліс бағыты бойынша орналасады Кезек ұзындығы әдетте 3-4 пакеттен аспайды. Егер кезек ұзындығы мүмкін болатын ұзындықтан асып кетсе, онда пакеттер КТ жадысынан жойылады да, оларды беру процесі қайталанады. Нәтижесінде, пакеттердің ұзындығының шағындығы (әдетте 1000 бит көлемінде) және пакеттерді коммутациялаудың жоғары жылдамдықты орталықтарын (ПКО) қолдану - ПК-ы принципін ХК-мен салыстырғанда қабылдаушыға хабарды жеткізу уақытын едәуір төмендетіп, берілістің сұқбаттық режимін ұйымдастыруға мүмкіндік береді. ПК-ды қамтитын желінің негізгі ерекшелігі байланысқан ресурстарды жоғары дәрежеде қолдану, бұған көптеген қолданушылар арасында каналдық және коммутациялық жабдықтарды уақыт бойынша бөлудің арқасында және салыстырмалы түрде қысқа пакеттерді жоғары жылдамдықпен берудің арқасында қол жеткізуге болады. Негізгі әдебиет: 5 [11-45], 7 [14-40] Қосымша әдебиет: 11 [41-54] Бақылау сұрақтары: 1. Электробайланыс жүйелерінің тағайындалуы және құрамы? 2. Электробайланыс жүйесінде коммутациялау әдісі? 3. Каналды коммутациялаудың негізгі фазалары? ПК желілерінде беру мен коммутациялаудың екі режимі бар: виртуальды (ПК-В) және датаграммылық (ПК-Д) режимдер. Пакеттерді коммутациялаудың виртуальды режимі.ПК-В режимінде хабарды жіберместен бұрын жіберуші мен қабылдаушы арасында виртуальды канал ұйымдастырылады, ос канал арқылы берілген хабардың барлық пакеттері жіберілетін болады. «Виртуальный канал» терминін Халықаралық электробайланыс одағы ұсынған, физикалық жағынан мүлдем жоқ сияқты каналды білдіреді, ол хабарды жіберуші мен қабылдаушы арасында логикалық екі нүктелік байланысты анықтау үшін керек. Виртуальды каналдың КК кезінде орнатылатын физикалық каналдан принципиалды айырмашылығы мынада, ол жеке учаскелерде бір мезгілде көп қолданушыларға ұсыныла алады. Бір физикалық каналда бірнеше мыңдағанға дейін виртуальды каналдар ұйымдастырылуы мүмкін. Абоненттердің әрбір жұбы үшін виртуальды канал КК кезіндегі физикалық канал сияқты, берілетін пакеттердің тізбегін сақтайды. Сонымен қатар, беріліс жылдамдығының өзгерісіне қатысты артықшылықтар және абоненттердің түрлі жұптарынан пакеттердің кезектесуі және т.б. ПК-ң артықшылықтары сақталып қалған. ПК-В режимі ПК және КК тәсілдерінің артықшылықтарын қамтиды. ПК-В режимінде уақытша виртуальды байланыс (ВБ) және тұрақты виртуальды канал болып жіктеледі. ПК желілерінде кеңінен таралған ВБ режимінде виртуальды канал КК желілерінде байланысты орнату процедурасына ұқсас, тек хабарды беру уақытына ғана ұйымдастырылады. Екі абонент арасындағы тұрақты виртуальды канал байланыс сеансының ұзақтығына байланыссыз, уақытқа ұйымдастырылады. Бұл канал да белгіленген канал сияқты, желі администрациясымен келісілген түрде ұйымдастырылады, бұл осы каналға үнемі байланыс құрылып тұрған жағдайда немесе деректердің үлкен массивін берген жағдайда ұйымдастырылады. Алдын ала ұйымдастырылған ТВК желі жұмысының процедураларын ықшамдайды. ПК-В режимі ПК және КК тәсілдерінің артықшылықтарын қамтиды. ПК-В режимінде уақытша виртуальды байланыс (ВБ) және тұрақты виртуальды канал болып жіктеледі. ПК желілерінде кеңінен таралған ВБ режимінде виртуальды канал КК желілерінде байланысты орнату процедурасына ұқсас, тек хабарды беру уақытына ғана ұйымдастырылады. Екі абонент арасындағы тұрақты виртуальды канал байланыс сеансының ұзақтығына байланыссыз, уақытқа ұйымдастырылады. Бұл канал да белгіленген канал сияқты, желі администрациясымен келісілген түрде ұйымдастырылады, бұл осы каналға үнемі байланыс құрылып тұрған жағдайда немесе деректердің үлкен массивін берген жағдайда ұйымдастырылады. Алдын ала ұйымдастырылған ТВК желі жұмысының процедураларын ықшамдайды. |