СКСС ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ К ОКР (Троицкая)
.pdf
@vcvvtw
4. Методы коммутации в телекоммуникационных сетях
Понятие коммутации
Коммутация — процесс установления соединения заданного входа системы с заданным выходом для передачи информации.
Задача системы коммутации: создание пути (информационного тракта) между оконечными устройствами.
Система коммутации выполняет задачу распределения информационных потоков.
Принципы коммутации
Существует два основных принципа коммутации:
1.Непосредственное соединение (коммутация без запоминания):
Соединение производится физическим образом без сохранения передаваемой информации.
2.Соединение с накоплением информации (коммутация с запоминанием):
Передаваемая информация временно сохраняется в памяти.
Непосредственное соединение (коммутация каналов)
Принцип работы:
Физическое соединение входящих линий с исходящими линиями по адресу (Рис. 1.7).
@vcvvtw
Достоинства:
Возможность организации "диалога" с минимальной задержкой.
Независимость передачи сообщений от нагрузки других абонентов.
Недостаток:
Отсутствие свободных каналов приводит к отказу в соединении. Такие системы называются системами с отказами (или системами с потерями вызовов).
Фазы установления соединения при коммутации каналов:
1.Направление заявки на соединение:
Вызывающий абонент посылает запрос с адресом вызываемого абонента.
2.Организация сквозного физического канала:
oСоединение осуществляется между линиями внутри одной коммутационной системы или через магистральные линии между системами.
oПосле организации канала передается сигнал вызова.
3.Передача сообщений:
Передача данных между абонентами.
4.Разрушение соединения:
После завершения передачи аппаратура разрывает соединение.
Соединение с накоплением информации (коммутация пакетов)
Принцип работы:
Сообщение делится на пакеты, каждый из которых содержит часть информации и заголовок (Рис. 1.8).
@vcvvtw
Заголовок первого пакета включает адреса и другие характеристики сообщения.
Способы доставки пакетов:
1.Дейтаграммный (датаграммный):
Пакеты движутся независимо по любым свободным маршрутам.
2.Виртуальное соединение:
o Пакеты передаются в виде последовательности через память управляющих устройств (ЦКП).
oДанный способ сочетает достоинства коммутации каналов (последовательность передачи) и пакетов (высокая скорость).
Фазы установления соединения при коммутации пакетов:
1.Направление заявки на соединение:
Передача сообщения с адресом вызываемого абонента.
2.Представление сообщения в виде пакетов:
Разбиение на пакеты (возможно на этапе формирования сообщения).
3.Передача пакетов:
o Если канал свободен, пакет передается сразу.
o При занятом канале пакет хранится до освобождения.
@vcvvtw
5. Подключение абонентов к телекоммуникационной сети. Подключение аналоговых абонентов и абонентов ISDN.
Подключение абонентов к телекоммуникационной сети
В телекоммуникационной сети (ТК) основными элементами являются коммутационные узлы (switch), соединённые линиями связи (ЛС). Абоненты подключаются к ближайшему коммутационному узлу. Такая сеть называется коммутируемой сетью общего пользования (PSTN). На Рис. 1.9 представлена структура коммутируемой сети ТК.
Абоненты подключаются через сеть доступа, которая соединяет их с коммутационным узлом. Телекоммуникационная сеть разделяется на:
1.Сеть доступа (абонентская сеть) – соединяет абонентов с узлом связи.
2.Транспортная сеть (магистральная сеть) – соединяет коммутационные узлы через
транзитные узлы (маршрутизаторы).
На Рис. 1.10 представлена структура сетей доступа к транспортной сети.
@vcvvtw
Подключение аналоговых абонентов
Аналоговые абоненты подключаются к местной сети ТК при помощи медной пары проводов. Их линии связи передают аналоговый сигнал. В аналоговом абонентском доступе сигналы сигнализации также передаются в аналоговой форме.
Подключение абонентов ISDN
Сеть ISDN (цифровая сеть с интеграцией услуг) обеспечивает абонентам полностью цифровой доступ к транспортной сети и работает на основе коммутации каналов. Существенные характеристики сети ISDN:
1.Полностью цифровой доступ.
2.Возможность использования различных услуг: передачи данных, видеотелефонии и видеоконференций.
Абоненты ISDN подключаются через цифровые каналы:
B-каналы: передача пользовательской информации со скоростью 64 кбит/с.
D-каналы: обеспечение цифровой сигнализации, скорость до 16 кбит/с.
На Рис. 1.12 представлена структура базового доступа ISDN.
Варианты доступа к сети ISDN
1. BRA (Basic Rate Access) – базовый доступ:
o Использует стандартную двухпроводную телефонную линию. o Предоставляет 2 B-канала и 1 D-канал.
@vcvvtw
oПропускная способность: 144 кбит/с.
2.PRA (Primary Rate Access) – первичный доступ:
oИспользует стандартный тракт 2 Мбит/с.
o Предоставляет до 30 B-каналов и 1 D-канал. o Пропускная способность D-канала: 64 кбит/с.
oВозможность подключения до 4 терминалов ISDN на каждый B- канал.
На Рис. 1.13 показана структура первичного доступа ISDN.
Отличия подключения аналоговых и цифровых абонентов
1.Аналоговые абоненты передают сигнал в аналоговой форме, в то время как абоненты ISDN используют цифровую сигнализацию через D-каналы.
2.Цифровые каналы ISDN обеспечивают более высокую скорость передачи данных и поддержку дополнительных услуг, таких как видеоконференции и цифровая сигнализация.
3.В сети ISDN предусмотрены адаптеры для подключения аналоговых терминалов.
@vcvvtw
6. Подключение абонентов к телекоммуникационной сети. Дополнительные виды обслуживания (ДВО). Интеллектуальная сеть.
Подключение абонентов к телекоммуникационной сети
Телекоммуникационная сеть (ТК) представляет собой структуру, где ключевыми элементами являются коммутационные узлы, соединенные между собой линиями связи (ЛС). Абоненты сети подключаются к ближайшему коммутационному узлу, что формирует коммутируемую сеть общего пользования (PSTN).
Основные элементы телекоммуникационной сети:
1.Сеть доступа (абонентская сеть): соединяет абонентов с ближайшим коммутационным узлом.
2.Транспортная сеть (магистральная сеть): соединяет коммутационные узлы между собой через транзитные узлы.
Типы подключения абонентов:
Аналоговые абоненты: подключение осуществляется по медной паре проводов.
Абоненты ISDN: подключение с использованием цифровых линий, что обеспечивает передачу данных в цифровом формате.
@vcvvtw
Типы доступа в сети ISDN:
BRA (базовая скорость): использует двухпроводную линию с пропускной способностью до 144 кбит/с.
PRA (первичная скорость): основан на стандартном тракте 2 Мбит/с, поддерживает до 30 B-каналов и 1 D-канал.
[Вставить Рисунок 1.12: Структура базового доступа ISDN (BRA).]
Сеть ISDN также позволяет реализовать цифровую сигнализацию через D-каналы, что делает возможным предоставление дополнительных услуг (например, видеоконференции, передача данных и голосовая связь).
Дополнительные виды обслуживания (ДВО)
Дополнительные виды обслуживания (ДВО) позволяют расширить функциональные возможности телекоммуникационных сетей.
Примеры базовых ДВО:
1.Переадресация вызовов: автоматически перенаправляет вызовы на другой номер в случае занятости или отсутствия ответа.
@vcvvtw
2.Конференцсвязь: соединение нескольких абонентов в одном разговоре.
3.Определение стоимости вызова: информирование абонента о стоимости услуг.
ДВО в сетях ISDN:
Благодаря цифровому подходу в ISDN реализуются специфические услуги, такие как:
Уведомление абонента о стоимости вызова.
Одновременное использование нескольких каналов для передачи данных и голосовых вызовов.
Интеллектуальная сеть (ИН)
Интеллектуальная сеть — это структура, способная предоставлять комплексные и автоматизированные услуги, используя функциональность нескольких узлов или всей сети.
Примеры ДВО, реализуемых интеллектуальной сетью:
1.Фрифон: маршрутизация вызовов в зависимости от географического положения абонента (например, соединение с ближайшей службой заказа билетов).
2.Персональный номер: привязка номера к абоненту, а не к конкретной линии. Абонент может менять местоположение, сообщая сети о новой точке подключения.
3.Вызов по кредитной карте: тарификация вызовов на основе привязки к кредитной карте.
@vcvvtw
7. Импульсно-кодовая модуляция аналогового сигнала.
ИКМ – это процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой. Она сводится к выполнению трех основных процедур: дискретизации, квантования и кодирования. Эти шаги позволяют передать аналоговый сигнал через цифровую систему с минимальными потерями качества.
Основные этапы ИКМ:
1. Дискретизация по времени:
o Преобразование аналогового сигнала в последовательность выборочных значений.
oДискретизация выполняется с использованием теоремы Котельникова, которая гласит, что частота дискретизации должна
быть как минимум вдвое больше частоты сигнала (fд ≥ 2fс).
oВ цифровых системах передачи (ЦСП) используется равномерная дискретизация. Для канала тональной частоты (КТЧ) с диапазоном 0,3–3,4 кГц частота дискретизации равна 8 кГц, что соответствует шагу t=1/8000=125t = 1/8000 = 125t=1/8000=125 мкс.
2. Квантование по уровню:
o Значения отсчетов округляются до ближайших уровней.
oУровни квантования выбираются таким образом, чтобы минимизировать шумы (ошибки), возникающие при округлении.