Среднее Заочное отделение / 6 семестр / Основы построения систем и сетей телекомуникаций / ОПСиСТ В-6 (Минск)

Вариант 6

Задание 1

Дать определение местной первичной ВуСС. Привести пример местной первичной ВуСС.

ВУСС представляет собой в техническом плане комплекс электрических средств связи, взаимодействующих на основе определенных принципов, главное организационно-техническое единство и автоматизацию, которые должны обес-

печивать надежность и эффективность средств связи.

В построении ВУСС учтено, что определенные технические средства участвуют в процессе передачи независимо от вида передаваемого сообщения, т.е.

являются общими: сетевые станции (СС), сетевые узлы (СУ), линии передачи – все это первичная ВУСС. Они позволяют передать сигналы с определенной поло-

сой частот (скоростью передачи).

Часть сети, ограниченная территорией сельского или городского района,

называется местной первичной сетью.

Совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений определенного вида от потребителя к получателю, называется вторичной сетью. В

ее состав входят: оконечные абонентские устройства, каналы, выделенные из пер-

вичной сети для образования данной вторичной сети, коммутационные устрой-

ства.

В зависимости от вида электросвязи, вторичная сеть имеет названия: теле-

фонная, телеграфная и т.д.

Местная первичная сеть образована линиями передачи и частью оборудо-

вания СС и СУ. Приведем пример местной первичной ВУСС для города и сель-

ского района на рисунке 1.

1

2) по конструкции и взаимному расположению основных проводников –

симметричный;

3)по спектру передаваемых частот – низкочастотный;

4)по условиям прокладки – прокладка в земле;

5)по конструкции защитно-броневых покровов – ленточная стальная бро-

ня;

6)по материалу влагозащитной оболочки – оболочка из сурьмянистого

свинца;

7)по материалу и конструкции изоляции основных проводников – медные жилы (d = 0,5 мм).

Кабели предназначены для эксплуатации на местных телефонных сетях при рабочем переменном напряжении не более 145 В частотой 50 Гц или посто-

янном напряжении не более 200 В.

Бронеленты

Рисунок 2 – Конструкция кабеля ТБ-50x2x0,5: а) внешний вид; б) разрез.

Кабель телефонный, с трубчато-бумажной изоляцией в свинцовой оболоч-

ке с защитными покровами типа Б.

Конструкция кабеля:

1.Медная токопроводящая жила;

2.Изоляция трубчато-бумажная;

3

3.Скрученная пара;

4.Элементарные пятипарные пучки;

5.Скрутка;

6.Скрученный сердечник;

7.Поясная изоляция - кабельная бумага (ленты);

8.Оболочка из сурьмянистого свинца;

9.Защитный покров типа: подушка из крепированной бумаги и битума;

броня из двух стальных лент; наружный покров из стеклопряжи, битума и мело-

вого раствора.

Задание 3

Поясните принцип ЧРК, приведите схемное и графическое решение метода

ЧРК.

Функциональная схема простейшей системы многоканальной связи с раз-

делением каналов по частоте представлена на рисунке 3. В зарубежных источни-

ках для обозначения принципа частотного разделения каналов (ЧРК) используют-

ся термины Frequency Division Multiplexing (FDM) и Frequency Division Multiply Access (FDMA).

Сначала в соответствии с передаваемыми сообщениями первичные (инди-

видуальные) сигналы, имеющие энергетические спектры G1( ),G2( ),...,GN( )

модулируют несущие частоты к каждого канала. Эту операцию выполняют мо-

дуляторы M1,M2,...,MN канальных передатчиков. Полученные на выходе частот-

ных фильтров Ф1,Ф2,...,ФN спектры канальных сигналов занимают, соответст-

венно, полосы частот ∆ , ∆ ,…, ∆ , которые в общем случае могут отличать-

ся по ширине от спектров сообщений Ω1, Ω2,...,ΩN.

4

полосы частот Δк, так и за счет неидеальности реальных полосовых фильтров. В

реальных условиях приходится учитывать также взаимные помехи нелинейного происхождения, например из-за нелинейности характеристик группового канала.

Так, в современных системах многоканальной телефонной связи каждому телефонному каналу выделяется полоса частот 4 кГц, хотя частотный спектр пе-

редаваемых звуковых сигналов ограничивается полосой от 300 до 3400 Гц, т.е.

ширина спектра составляет 3,1 кГц. Между полосами частот соседних каналов предусмотрены интервалы шириной по 0,9 кГц, предназначенные для снижения уровня взаимных помех при расфильтровке сигналов. Это означает, что в много-

канальных системах связи с частотным разделением сигналов эффективно ис-

пользуется лишь около 80 % полосы пропускания линии связи. Кроме того, необ-

ходимо обеспечить высокую степень линейности всего тракта группового сигна-

ла.

Задание 4

Дайте краткую характеристику технологии АТМ на сетях ПД.

Технология ATM сначала рассматривалась исключительно как способ снижения телекоммуникационных расходов, возможность использования в ЛВС просто не принималась во внимание. Большинство широкополосных приложений отличается взрывным характером трафика. Высокопроизводительные приложения типа ЛВС клиент-сервер требуют высокой скорости передачи в активном состоя-

нии и практически не используют сеть в остальное время. При этом система нахо-

дится в активном состоянии (обмен данными) достаточно малое время. Даже в тех случаях, когда пользователям реально не нужна обеспечиваемая сетью полоса,

традиционные технологии ЛВС все равно ее выделяют. Следовательно, пользова-

телям приходится платить за излишнюю полосу. Перевод распределенных сетей на технологию ATM позволяет избавиться от таких ненужных расходов.

Комитеты по стандартизации рассматривали решения для обеспечения не-

дорогих широкополосных систем связи в начале 80-х годов. Важно то, что целью

7

этого рассмотрения было применение принципов коммутации пакетов или стати-

стического мультиплексирования, которые так эффективно обеспечивают переда-

чу данных, к системам передачи других типов трафика. Вместо выделения специ-

альных сетевых ресурсов для каждого соединения сети с коммутацией пакетов выделяют ресурсы по запросам (сеансовые соединения). Поскольку для каждого соединения ресурсы выделяются только на время их реального использования, не возникает больших проблем из-за спада трафика.

Проблема, однако, состоит в том, что статистическое мультиплексирова-

ние не обеспечивает гарантированного выделения полосы для приложений. Если множество пользователей одновременно захотят использовать сетевые ресурсы,

кому-то может просто не хватить полосы. Таким образом, статистическое муль-

типлексирование, весьма эффективное для передачи данных (где не требуется обеспечивать гарантированную незначительную задержку), оказывается малопри-

годным для систем реального времени (передача голоса или видео). Технология

ATM позволяет решить эту проблему.

Проблема задержек при статистическом мультиплексировании связана в частности с большим и непостоянным размером передаваемых по сети пакетов информации. Возможна задержка небольших пакетов важной информации из-за передачи больших пакетов малозначимых данных. Если небольшой задержанный пакет оказывается частью слова из телефонного разговора или multimedia-

презентации, эффект задержки может оказаться весьма существенным и заметным для пользователя. По этой причине многие специалисты считают, что статистиче-

ское мультиплексирование кадров данных дает слишком сильную дрожь из-за ва-

риации задержки (delay jitter) и не позволяет предсказать время доставки. С этой точки зрения технология коммутации пакетов является совершенно неприемле-

мой для передачи трафика типа голоса или видео.

ATM решает эту проблему за счет деления информации любого типа на небольшие ячейки фиксированной длины. Ячейка ATM имеет размер 53 байта,

пять из которых составляют заголовок, оставшиеся 48 - собственно информацию.

В сетях ATM данные должны вводиться в форме ячеек или преобразовываться в

8

ячейки с помощью функций адаптации. Сети ATM состоят из коммутаторов, со-

единенных транковыми каналами ATM. Краевые коммутаторы, к которым под-

ключаются пользовательские устройства, обеспечивают функции адаптации, если

ATM не используется вплоть до пользовательских станций. Другие коммутаторы,

расположенные в центре сети, обеспечивают перенос ячеек, разделение транков и распределение потоков данных.

Передача данных в коротких ячейках позволяет ATM эффективно управ-

лять потоками различной информации и обеспечивает возможность приоритиза-

ции трафика.

ATM может обеспечивать эффективную передачу всех типов трафика.

Даже при чередовании и приоритизации ячеек в сетях ATM могут насту-

пать ситуации насыщения пропускной способности. Для сохранения минималь-

ной задержки даже в таких случаях ATM может отбрасывать отдельные ячейки при насыщении. Реализация стратегии отбрасывания ячеек зависит от производи-

теля оборудования ATM, но в общем случае обычно отбрасываются ячейки с низ-

ким приоритетом (например, данные) для которых достаточно просто повторить передачу без потери информации. Коммутаторы ATM с расширенными функция-

ми могут при отбрасывании ячеек, являющихся частью большого пакета, обеспе-

чить отбрасывание и оставшихся ячеек из этого пакета - такой подход позволяет дополнительно снизить уровень насыщения и избавиться от излишнего объема повторной передачи. Правила отбрасывания ячеек, задержки данных и т.п. опре-

деляются набором параметров, называемым качеством обслуживания (Quality of Service) или QoS. Разным приложениям требуется различный уровень QoS и ATM

может обеспечить этот уровень.

Поскольку приходящие из разных источников ячейки могут содержать го-

лос, данные и видео, требуется обеспечить независимый контроль для передачи всех типов трафика. Для решения этой задачи используется концепция виртуаль-

ных устройств. Виртуальным устройством называется связанный набор сетевых ресурсов, который выглядит как реальное соединение между пользователями, но на самом деле является частью разделяемого множеством пользователей оборудо-

9

вания. Для того, чтобы сделать связь пользователей с сетями ATM как можно бо-

лее эффективной, виртуальные устройства включают пользовательское оборудо-

вание, средства доступа в сеть и собственно сеть ATM.

В заголовке ATM виртуальный канал обозначается комбинацией двух по-

лей - VPI (идентификатор виртуального пути) и VCI (идентификатор виртуально-

го канала. Виртуальный путь применяется в тех случаях, когда 2 пользователя

ATM имеют свои собственные коммутаторы на каждом конце пути и могут, сле-

довательно, организовывать и поддерживать свои виртуальные соединения. Вир-

туальный путь напоминает канал, содержащий множество кабелей, по каждому из которых может быть организовано виртуальное соединение.

Поскольку виртуальные устройства подобны реальным, они также могут быть "выделенными" или "коммутируемыми". В сетях ATM "выделенные" соеди-

нения называются постоянными виртуальными устройствами (PVC), создаваемы-

ми по соглашению между пользователем и оператором (подобно выделенной те-

лефонной линии). Коммутируемые соединения ATM используют коммутируемые виртуальные устройства (SVC), которые устанавливаются путем передачи специ-

альных сигналов между пользователем и сетью. Протокол, используемый ATM

для управления виртуальными устройствами подобен протоколу ISDN.

Виртуальные устройства ATM поддерживаются за счет мультиплексиро-

вания трафика, что существенно снижает расходы на организацию и поддержку магистральных сетей. Если в одном из виртуальных устройств уровень трафика невысок, другое устройство может использовать часть свободных возможностей.

За счет этого обеспечивается высокий уровень эффективности использования пропускной способности ATM и снижаются цены. Небольшие ячейки фиксиро-

ванной длины позволяют сетям ATM обеспечить быструю передачу критичного к задержкам трафика (например, голосового). Кроме того, фиксированный размер ячеек обеспечивает практически постоянную задержку, позволяя эмулировать устройства с фиксированной скоростью передачи типа T1E1. Фактически, ATM

может эмулировать все существующие сегодня типы сервиса и обеспечивать но-

10