ДЗ «Київський коледж зв`язку»

Курсова робота

З предмету: «Телекомунікаційні та інформаційні мережі»

На тему: «Вивчення алгоритмів обміну інформацією в мережах з комутацією каналів, повідомлень та пакетів»

ВВиконав:

студент група СОЗ-С-94

Козак Ігор

Перевірила викладач:

Калугіна Людмила Сергіївна

Київ 2013

Зміст

Вступ

1. Часова діаграма методу комутації каналів.

2. Часова діаграма методу повідомлень каналів.

3. Часова діаграма методу комутації пакетів.

4. Порівняльна характеристика між методами комутації каналів, повідомлень, пакетів за параметрами

Висновок

Література

1. Мета курсової роботи: Вивчення алгоритмів обміну інформацією в мережах з комутацією каналів, повідомлень і пакетів, придбання навиків розробки і аналізу часових діаграм, а також розрахунку часових параметрів таких мереж.

2. Вміст і порядок виконання курсової роботи

2.1. Вихідні дані для виконання курсової роботи приведені в таблиці залежно від варіанту (номер варіанту курсової роботи студента відповідає його номеру в списку групи).

У даній таблиці прийняті наступні позначення параметрів:

f_пд - швидкість передачі інформації;

N_Д - об’єм даних користувача;

N_СП - об’єм службового повідомлення (команди, запиту, підтвердження і так далі) або заголовка;

Т4_ІП - час обробки інформаційного повідомлення;

T4_СП - час обробки службового повідомлення;

TАВ3, TВС3, TCD3 - час поширення інформації по каналах, що зв’язують вузли А і В, В і C, C і D, відповідно.

2.2. Розробити часову діаграму передачі повідомлення методом комутації каналів між абонентами А і D через два транзитні вузли зв’язку В і C. По часовій діаграмі визначити тривалість сеансу обміну і всіх його фаз, час затримки інформації в мережі, загальний час заняття кожного каналу, час непродуктивного заняття кожного каналу.

2.3. Розробити часову діаграму передачі повідомлення методом комутації повідомлень між вузлами зв’язку А і D через два транзитні вузли В і С. По часовій діаграмі визначити тривалість сеансу обміну, час затримки інформації в мережі, загальний час заняття кожного каналу, час непродуктивного заняття кожного каналу.

2.4. Розробити часову діаграму передачі повідомлення методом комутації пакетів між вузлами зв’язку А і D через два транзитні вузли В і С. Дані користувача представити у вигляді 4-х однакових пакетів. По часовій діаграмі визначити тривалість сеансу обміну, час затримки інформації в мережі, загальний час заняття кожного каналу, час непродуктивного заняття кожного каналу.

Значення:

Варі- ант	fпд (біт/сек)	NД (біт)	NСП (біт)	TАВ3 (мсек)	TВС3 (мсек)	TCD3 (мсек)	T4СП (мсек)	Т4ІП (мсек)
7	4106	9104	3103	4	8	5	1	2

2.5. Провести порівняльну характеристику між розглянутими методами комутації по параметрах:

– тривалість сеансу обміну;

– час затримки інформації в мережі;

– загальний час заняття кожного каналу;

– час непродуктивного заняття кожного каналу.

3. Теоретичні відомості

В сучасних телекомунікаційних мережах для інформаційного обміну використовуються три основні методи комутації і передачі даних: метод комутації каналів (МКК), метод комутації повідомлень (МКПов.) і метод комутації пакетів (МКП).

3.1. Метод комутації каналів

Основу МКК складає формування на час сеансу зв’язку прямого фізичного каналу від абонента який, здійснює інформаційний обмін через базову мережу передачі даних (БМПД).

Сеанс зв’язку – це проміжок часу від моменту, коли абонент ініціював обмін, до моменту, коли всі абоненти, що беруть участь в сеансі, завершили обмін і відключилися від БМПД.

Сеанс зв’язку при МКК полягає з 3-х етапів (фаз):

- формування фізичного каналу (проключення),

- передача даних;

- роз’єднання.

Фаза формування фізичного каналу (проключення) здійснюється таким чином.

На рис. 1 показаний вузол зв’язку А (ВЗА) з підключеними до нього каналами від абонентів (абонентські лінії), від вузлів зв’язку ВЗВ, ВЗС і ВЗD.

Вихідний абонент по каналу (абонентській лінії) К_s посилає у ВЗА запит на обмін інформацією, в якому вказується адреса вхідного абонента. Вузол зв’язку ВЗА на основі аналізу адреси вхідного абонента визначає напрям подальшому зв’язку (наприклад, через вузол ВЗВ), вибирає один з вільних каналів К_t цього напряму і сполучає його з каналом К_s. Ця процедура називається проключенням каналів. Таким чином абонент Х через вузол ВЗА стає підключеним до вузла ВЗВ. Одночасно ВЗА передає по вибраному каналу К_t вузлу ВЗВ запит на подальше проключення.

Вузол ВЗВ вибирає подальший напрям і проключається вільний канал цього напряму з сформованою раніше ділянкою передачі – абонентська лінія К_s + канал К_t.

Описана процедура продовжується до тих пір, поки не буде досягнутий вхідний абонент. Таким чином формується тракт передачі інформації між бонентами.

У фазі передачі даних по сформованому описаним способом фізичному каналу здійснюється двонаправлений обмін інформацією між двома абонентами.

Фаза роз’єднання може ініціюватися як вихідним, так і вхідним абонентом і здійснюється за допомогою відповідних команд роз’єднання, які передаються від одного вузла до іншого по аналогії з фазою проключення.

Часова діаграма передачі інформації в мережі з комутацією каналів показана на рис. 2. Як приклад розглянемо обмін інформацією між передаючим абонентом Х і приймаючим абонентом Y через два транзитні вузли зв’язку А і В (ВЗА і ВЗВ).

Пояснимо систему позначень приведених на діаграмі параметрів.

Перший символ – параметр:

Т - інтервал часу,

t - момент часу.

Другий і третій символи – відношення параметра до вузла зв’язку, позначеного другим символом, або до каналу зв’язку, що сполучає вузли, позначені другим і третім символами.

Цифри, наступні за вказаними символами, мають наступну інтерпретацію:

1 – відношення параметра до видачі інформації;

2 – відношення параметра до прийому інформації;

3 – поширення інформації в середовищі перенесення (по мідному дроту, по оптоволокну, через радіохвилі і тому подібне);

4 – обробка інформації;

5 – утримання каналу без його використання.

Індексні цифри вказують на порядковий номер або модифікацію даного параметра.

У вихідному стані в момент часу tХ₀ (початок сеансу обміну) у вихідного абонента Х знаходяться дані користувача, які необхідно передати вхідному абонентові Y, а також адреса цього абонента.

Обробка цієї інформації вихідним абонентом Х (інтервал часу ТХ4) полягає у наступному. Якщо абонент Х підключений до декількох вузлів зв’язку, то на основі аналізу адреси вхідного абонента здійснюється вибір напряму (маршруту) передачі (наприклад, до ВЗА) і формування команди запиту на проключення. Ця команда (Запит ХА) по абонентській лінії видається у ВЗА (інтервал ТХ1).

Величина цього інтервалу залежить від об’єму інформації, яка передається N і швидкості передачі інформації по каналу (абонентській лінії) f_пд.

Цей інтервал визначається за формулою:

ТХ1 = N 1/f_пд

Команда Запит. ХА приймається вузлом А (інтервал ТА2=ТХ1) і обробляється їм (інтервал ТА4). Обробка полягає в наступному:

- аналіз адреси вхідного абонента і вибір подальшого маршруту передачі (напряму і вільного каналу). У нашому випадку це напрям до вузла ВЗВ.

- проключення абонентської лінії з вибраним каналом між ВЗА і ВЗВ.

- формування і видача по абонентській лінії службового повідомлення Підтердження запиту ХА. Цим повідомленням вихідний абонента Х підтверджується про прийом його запиту на передачу.

- формування і видача по вибраному каналу у вузол зв’язку В команди запиту на подальше проключення Запит АВ.

На цьому завершується процедура проключення першої ділянки тракту передачі від абонента Х до ВЗВ (через ВЗА).

Вузол зв’язку В прийнявши команду Запит АВ обробляє її по описаному вище алгоритму і здійснює подальше проключення. Це може бути з’єднання з наступним транзитним вузлом зв’язку або з вхідним абонентом, як в наведеному прикладі.

Вхідний абонент після прийому команди Запит ВY відправляє вузлу зв’язку В службове повідомлення Підтвердження запиту ВY і одночасно по сформованому фізичному каналу вихідному абонентові Х службове повідомлення Підтвердження проключення, яке для абонента Х є дозволом на передачу даних користувача, тобто сигналізує про початок фази передачі даних.

Дані, які приймаються вхідним вузлом Y обробляються по певному алгоритму (наприклад, перевірка на відсутність помилок в прийнятих даних), після чого на вихідний вузол Х відправл’яється службове повідомлення Підтвердження передачі даних.

Закінчується сеанс фазою “Роз’єднання”, яка здійснюється за допомогою команд Роз’єднання і службових повідомлень Підтвердження роз’єднання.