книги из ГПНТБ / Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник

Следовательно, заданные требования по достоверности будут обеспечены при использовании корректирующего кода с числом избыточных элементов

ных элементов, удовлетворяющих этому условию и обеспечиваю­ щих максимальное значение скорости передачи R. Для этого рас­

использовались данные по параметрам р и а, усредненные по группам однотипных каналов: /—телеграфных каналов стацио­

можно применение длин кодовых комбинаций, меньших опти­

Цх)=хк+х"+х6-{-1=(х-\-1)(х1*+х"+х13+х"-т-

+хи-\-х3+х*+х+1),

рекомендуемым МККТТ . Этот многочлен задает укороченный код Хэмминга с d = 4 , полученный из кода полной длины ( 2 1 5 — I , 2 1 5 - 1 7 ) .

Г Л А В А 11

СЕТИ ПЕРЕДАЧИ Д И С К Р Е Т Н Ы Х СООБЩЕНИЙ

Сетью передачи дискретных сообщений называют совокуп­ ность систем передачи дискретных сообщений и центров комму­ тации, предназначенных для обмена сообщениями между не­ сколькими абонентами с заданными надежностью, достовер­ ностью и временем задержки, объединенных единством решае­ мых задач и согласованных по параметрам обмена.

Сети передачи дискретных сообщений можно классифициро­

обслуживания строго ограниченного круга абонентов, например

По способу закрепления каналов между абонентами сети пе­ редачи дискретных сообщений можно разделить на сети с фик­

связаны друг с другом постоянно закрепленными каналами, при­

имеют постоянно закрепленных каналов, а обмениваются сооб­ щениями при помощи центров коммутации, которые предостав­ ляют абонентам каналы связи или услуги по передаче сооб­ щений.

Сеть передачи дискретных сообщений базируется на ряде центров коммутации, соединенных между собой каналами связи.

Технические средства, составляющие сеть передачи дискрет­ ных сообщений, по своему функциональному назначению разде­ ляются на следующие комплексы:

—комплекс оборудования оконечных пунктов;

—комплекс аппаратуры центра коммутации;

—коплекс аппаратуры тракта передачи дискретных сообще­

ний;

—система управления сетью.

Рассмотрим функции отдельных элементов сети.

на оборудование оконечных пунктов, которое предназначено для преобразования информации источника в электрические дискрет­ ные сигналы с целью передачи их по каналам связи, а также представления информации потребителю в виде, удобном для ее использования. В оборудование оконечных пунктов входят сле­ дующие составные части:

— комплекс оконечных устройств автоматического ввода-вы­ вода с малой скоростью—*для приема информации на реперфо­ ратор или в устройство записи информации на перфоленту, пер­ фокарту, магнитную ленту и для обратного воап рои зведення;

—комплекс быстродействующих оконечных устройств — на­ значение аналогичное;

—оконечные буферные запоминающие устройства;

—буквопечатающий телеграфный аппарат;

—устройства отображения информации на экранах элек­

—устройства повышения достоверности;

—устройства преобразования сигналов (модемы).

11.1.3.Центры коммутации

Центры коммутации, называемые также узлами коммутации, предназначены для распределения электрических сигналов, по­ ступающих от оконечных пунктов или других центров коммута­ ции по требуемым 'направлениям. При этом центры коммутации регулируют потоки сообщений в соответствии с требованиями по допустимому времени задержки.

В центре коммутации сходятся магистрали от других центров коммутации и соединительные линии от оконечных пунктов. Ра ­ бота центра коммутации строится либо по принципу прямого соединения входящих и выходящих каналов (коммутация кана­ лов), либо по принципу накопления поступающих сообщений по направлениям с их последующей передачей (коммутация сооб­ щений).

Д ля создания направлений передачи на центрах коммутации между магистралями и соединительными линиями устанавлиг ваются соединения двух типов —• долговременные или оператив­ ные. Назначение долговременной коммутации заключается в ор­ ганизации постоянных прямых соединений с целью закрепления каналов между узлами за определенным потоком. Долговремен­ ная коммутация выполняется по принципу коммутации каналов (рис. 11.la). Переключение производится в случае выхода из

а)

.строя отдельных участков тракта передачи или центров комму­ тации, а также при необходимости перераспределения направ­ ления потоков сообщений. При оперативной коммутации обеспе­ чивают временное соединение между узлами в соответствии с поступившим от абонента требованием. По окончании передачи сообщения соединение разрушается. Временное соединение осу­ ществляется либо по принципу коммутации каналов, либо по принципу коммутации сообщений. Коммутация каналов приме­ няется для связи между абонентами, работающими с одинаковой скоростью, имеющими один и тот же формат сообщений и тре­ бующими минимальной задержки в доставке сообщений.

Коммутация сообщений (рис. 11.16) применяется при пере­ даче информации, допускающей некоторую задержку в доставке сообщения, а также для обеспечения связи между оконечными устройствами (абонентами), имеющими различные технические

параметры. При этом преобразование кода и формата входящего сообщения и обработка сообщения производятся независимо от наличия в данный момент свободного канала. Центр коммута­ ции в этом случае оборудован устройствами памяти. Сообщения,, принятые центром, вначале записываются в запоминающее уст­ ройство, а затем, после освобождения канала в требуемом на­ правлении, передаются в запоминающее устройство другого центра. Порядок передачи сообщений из устройств памяти узла определяется категорией срочности сообщения. Центры комму­ тации оборудуются как ручными, так и автоматическими систе­ мами коммутации.

В последние годы наметилась тенденция перехода к пол­ ностью автоматизированной коммутационной аппаратуре. Боль ­ шая роль в этом плане отводится ЭВМ , на которые возлагаются) функции управления процессом коммутации.

Коммутация сообщений имеет ряд преимуществ по сравне­ нию с коммутацией каналов:

1. Коммутация каналов предполагает предварительное уста­ новление соединения между абонентами, как при обычном теле­ фонном разговоре. Если соединение в данный момент не может быть осуществлено вследствие занятости соответствующего на­ правления, то абоненту, осуществляющему вызов, дается отказ. Вызовы, заканчивающиеся отказом, привадят к перегрузкам сети, исключая возможность использования занятых под такие вызовы участков сети. Средняя эффективность использования сети при коммутации каналов низка. По имеющимся данным,, реальная пропускная способность систем с коммутацией каналов составляет 20—30%.

Коммутация сообщений не требует предварительного уста­ новления соединения между абонентами. При коммутации сооб­ щений не требуется, чтобы в момент ввода сообщений в сеть были свободны все те участки, по которым должно пройти сооб­ щение. Появляется возможность передавать сообщение на сво­ бодных участках сети и хранить его на узлах, если последующие участки сети заняты. Реальная пропускная способность систем с коммутацией сообщений составляет 85—98%.

Таким образом, при коммутации сообщений обеспечивается обслуживание абонентов оо значительно меньшей вероятностью отказов, чем при коммутации каналов.

2.При коммутации сообщений возможен свободный выбор скорости и способа передачи отправителем независимо от скоро­ сти и способа работы технических средств получателя, в то время как при коммутации каналов технические средства обмена ин­ формацией должны быть идентичными.

3.Коммутация сообщений легко позволяет обеспечить пере­ дачу циркулярных и многоадресных сообщений, что представ­ ляет значительные*трудности при коммутации каналов.

4. Коммутация сообщений допускает при обмене информа­ цией между двумя абонентами применение направлений связи, отдельные участки которых состоят из каналов различной про­ изводительности, с использованием трансформации скоростей передачи сообщений, что невозможно при коммутации каналов.

5. При коммутации сообщений имеется возможность эволю­ ционного наращивания сети без замены технических средств в

—существенно меньшая сложность и стоимость оборудова­ ния центров коммутации каналов по сравнению с центрами ком­ мутации сообщений;

—простота структуры сообщения;

—простота управления сетью.

Учитывая сравнительные характеристики коммутации кана­ лов и коммутации сообщений, целесообразно применять комму­ тацию каналов в сетях с малыми потоками, а также в сетях с преимущественно двусторонним обменом абонентов в реальном масштабе времени.

В сложных информационных сетях универсального характера эффективно сочетание обоих методов коммутации. Так, напри­

или абонентом и узлом с заданной надежностью, достоверностью и временем задержки. Аппаратура тракта передачи дискретных сообщений должна обладать свойством адаптации примени­ тельно к условиям изменения характеристик каналов. Для дости­ жения высокой надежности аппаратура тракта должна обеспе­ чивать работу по параллельным каналам. Требуемая достовер­ ность обеспечивается сочетанием аппаратурных, программных и смешанных способов.

В комплекс аппаратуры тракта передачи дискретных сооб­ щений входят следующие составные части:

—групповое оборудование — комплекс технических средств, предназначенных для повышения надежности тракта путем па­ раллельной работы по нескольким каналам;

—устройства повышения достоверности — комплекс техни­ ческих устройств, обеспечивающих передачу дискретных сообще-

ний между абонентами с заданной достоверностью, надежностью »и временем задержки;

—каналы связи—телеграфные и телефонные;

—аппаратура преобразования сигналов (модемы);

—аппаратура коррекционных устройств — комплекс техни­ ческих устройств, предназначенных для коррекции фазовой и частотной характеристик телефонных каналов;

—аппаратура документирования — для регистрации инфор­ мации и служебных сигналов, записи вызывных сигналов, ре­

троль за состоянием непрерывного канала (по импульсным по­ мехам, скачкам уровня), канала постоянного тока (по искаже­

Требования к системе управления сетью. Реализация требо­ ваний, предъявляемых к сети передачи дискретных сообщений, осуществляется комплексом организационных мероприятий и технических решений. Основными требованиями к сети передачи дискретных сообщений являются:

— высокая надежность, живучесть сети, т. е. возможность сохранения связи для возможно большего числа абонентов при повреждении каких-либо элементов сети;

— достаточная пропускная способность, т. е. способность пе­ редавать возникающую нагрузку;

—• возможность сопряжения оконечного оборудования с раз­ личными кодами и скоростями передачи;

— возможность передачи информации на любое необходимое расстояние;

— возможность установления соединения любого абонента

слюбым абонентом;

—минимальное время на установление соединения и на до­ ставку сообщения;

,— минимальная вероятность отказа на установление соеди­ нения;

—минимальная вероятность установления неправильного соединения или неправильной адресации сообщений;

—• возможность использования категорийности абонентов и сообщений (по срочности, важности, секретности и другим при­ знакам) ;

—возможность развития сети, т. е. подключения новых узлов, магистралей, линий и абонентов;

—высокая степень использования пропускной способности каналов связи;

—максимальная автоматизация всех этапов передачи и приема сообщений;

—минимальная стоимость доставки сообщения;

—минимальная стоимость сети (капитальные вложения и эксплуатационные расходы).

Все перечисленные факторы учитываются при проектирова­ нии сети и отображаются в разрабатываемом плане оптималь­ ного распределения потоков сообщений при заданных оконечных пунктах, центрах коммутации и каналах. Однако в процессе экс­ плуатации пути передачи потоков сообщений не остаются посто­ янными. Меняются объемы потоков, появляются новые центры коммутации, изменяется пропускная способность и надежность сети, т. е. возникает необходимость в корректировании плана распределения потоков сообщений. Эту задачу выполняет си­ стема управления сетью, представляющая собой совокупность

ограниченной длине очереди. В последнем случае отказ дается только при переполнении очереди. Различные категории до­ ставки, которые имеются в потоке сообщений, поступающих на

при поступлении сообщений высшей категории обслуживание сообщений низшей категории прерывается, или относительная, когда приоритет дает лишь право занять место в очереди на об­ служивание в начале сообщений низших категорий.

Сообщение, входящее в сеть, кроме адреса получателя, не имеет других координат дальнейшего движения. Поэтому каж­ дое сообщение свободно движется по сети. Различают два ва­ рианта организации управления движением сообщений, которые

отличаются степенью индивидуализации выбора маршрута, — одноступенчатое и двухступенчатое управление.

При одноступенчатом управлении предусматривается инди­ видуальное управление движением каждого сообщения. При двухступенчатом управлении на первой ступени выбирается маршрут для группы сообщений, объединенных общностью неко­ торых признаков (например, общностью оконечного центра ком­ мутации), а вторую ступень составляет индивидуальное управ­ ление. К моменту начала передачи сообщения выбранный исхо­ дящий тракт должен быть указан исполнительному устройству центра коммутации. Процедура выбора маршрута может осуще­ ствляться заранее и не обязательно в том же центре коммута­

управления, при котором маршрут движения сообщения выби­

щего тракта для передачи сообщения из центра коммутации осу­ ществляется непосредственно перед его отправкой из этого цен­ тра. Основным недостатком аккордного способа по сравнению с одношаговым является отсутствие адаптации процесса пере­ дачи сообщения к ситуации на сети. Этот недостаток устраняется внесением в аккордное управление элементов гибкости — преду­ сматривается возможность пересмотра маршрута в отдельных центрах коммутации.

По признаку места варианты организации управления разли­ чаются степенью централизации функций управления. Возможны три способа управления: централизованное, децентрализованное

в едином центре — центральном управляющем устройстве (ЦУУ)

управляющего устройства и большие потоки служебной инфор­ мации между управляющим центром и исполнительными устрой­ ствами в управляемых центрах. Преимущество состоит в воз­ можности сбора служебной информации о состоянии сети и ре­ шении всех задач управления в одном месте.

При децентрализованном управлении (рис. 11.36) функции выбора маршрута и управления движением распределены между всеми центрами коммутации. Управляющие и исполнительные устройства (УУи УУг, • • •) находятся на каждом центре и учиты­ вают ситуацию только в ближайших к нему участках сети. В этом варианте управления устраняются недостатки централи­ зованного управления, но возникает необходимость дублирова­ ния во всех центрах информации о состоянии сети и решения ряда задач управления.