Switching Technology

The PSTN we have been describing has a star configuration. Local loops (usually one per subscriber) terminate in a CO. This CO completes connections from one local loop to another local loop, or from one local loop to a trunk that terminates on some other CO. This CO has gone through a number of fundamental technological changes (see Table 1).

PSTN, который мы описывали, имеет звездообразную конфигурацию. Абонентские линии (обычно одна на абонента) оканчиваются в центральном офисе (АТС). Эта АТС выполняет соединение от одной абонентской линии к другой абонентской линии, или от одной абонентской линии к магистральному каналу (транку), который оканчивается на какой-либо другой АТС. Эта АТС прошла через ряд фундаментальных технологических изменений (см. Таблицу 1).

The manual system required, of course, constant attention from operators. In the late 1800s, telephone calls were connected manually at the CO. When a call came in, an attendant would plug into a horizontal bar line. He then would yell to the operator who handled the customer being called, and that second operator would connect to the bar and finish setting up the call. When the call was completed, another operator would yell to all in the room that the line was clear again. The step-by-step system, which is still in operation in many parts of the country, utilized what is known as the Strowger switch. The intelligence in the system was located in relays mounted on each switch. The switch itself responded to the dial pulses of the rotary dial.

Ручная система требовала, конечно, постоянного внимания со стороны операторов. В конце 1800-х годов телефонные вызовы коммутировались вручную на АТС. Когда поступал вызов, оператор подключал штекер к горизонтальной шине. Затем он кричал оператору, который обслуживал вызываемого абонента, и этот второй оператор подключался к шине и завершал установку соединения. Когда разговор завершался, другой оператор кричал всем в зале, что линия снова свободна. Шаговая система, которая до сих пор работает во многих частях страны, использовала так называемый искатель Строуджера (шаговый искатель). Интеллект системы находился в реле, установленных на каждом искателе. Сам искатель реагировал на импульсы набора вращающегося дискового номеронабирателя.

The crossbar system was still electromechanical in nature, but the intelligence of the system was separated from the actual switch. Thus, this common control could be used repeatedly to set up and tear down calls and never sit idle.

Координатная система (Crossbar) все еще была электромеханической по своей природе, но интеллект системы был отделен от самой коммутационной матрицы. Таким образом, это общее управляющее устройство могло использоваться многократно для установки и разрушения соединений и никогда не простаивало.

When electronics came along, the electromechanical control of the common control system was replaced with electronics, and the network, or matrix, was usually replaced with tiny glass-encapsulated reed switches. Hence, only a part of the switch was electronic. In the next generation, the stored program operation of a digital computer was applied to the switch, although the network remained a complex of reed switches. In the final generation, called a digital switch, the talking path was no longer an electrically continuous circuit; rather the speech being carried was digitized into a stream of "1s" and "0s." Notice that this final generation depicted a significant change from the previous generations in that there was no longer an electrical talking path through the switch. We were, in fact, operating in a digital (rather than analog) domain.

С появлением электроники электромеханическое управление координатной системой было заменено электроникой, а коммутационная сеть, или матрица, обычно заменялась маленькими герметизированными стеклянными корпусами герконовыми (магнитоуправляемыми) переключателями. Следовательно, только часть коммутатора была электронной. В следующем поколении к коммутатору была применена работа с хранимой программой от цифрового компьютера, хотя коммутационная сеть по-прежнему представляла собой сложный комплекс герконов. В последнем поколении, названном цифровой АТС (цифровой коммутатор), разговорный тракт больше не являлся электрически непрерывной цепью; передаваемая речь оцифровывалась в поток «единиц» и «нулей». Обратите внимание, что это последнее поколение показало значительное изменение по сравнению с предыдущими поколениями, заключающееся в том, что через коммутатор больше не проходил электрический разговорный тракт. Фактически, мы работали в цифровой (а не аналоговой) области.

However, whether the system was analog or digital, one thing must be recognized: there was an actual talking path — a circuit — from the calling party to the called party. This talking path was established at the beginning of a call and held for the duration of a call. We call it circuit switching. This system is not actually efficient. When I am talking, you are listening, and the circuit is being used in only one direction — that is, 50 percent. When you are talking and I am listening, it is still 50 percent. When neither of us is talking, or when there is silence between words, the efficiency is 0 percent.

Однако, была ли система аналоговой или цифровой, нужно признать одно: существовал реальный разговорный тракт — цепь (канал) — от вызывающего абонента к вызываемому. Этот разговорный тракт устанавливался в начале вызова и удерживался на время вызова. Мы называем это коммутацией каналов. Эта система не совсем эффективна. Когда говорю я, слушаете вы, и канал используется только в одном направлении — то есть на 50 процентов. Когда говорите вы, а слушаю я, это все те же 50 процентов. Когда никто из нас не говорит или когда есть паузы между словами, эффективность равна 0 процентов.

There is, however, a different kind of connection, and we see it today in a number of applications:

• credit-card verification;

• automated teller machine;

• SS7;

• Internet and the World Wide Web.

Однако существует другой тип соединения, и мы видим его сегодня в ряде приложений: • проверка кредитных карт; • банкоматы; • ОКС-7 (SS7); • Интернет и Всемирная паутина.

This system is called packet switching (as opposed to circuit switching). In a packet-switching system, the information being transmitted (be it data or digitized voice) is not sent in real time over a dedicated circuit; rather it is stored in a nearby computer until a sufficiently sized packet is on hand. Then a very smart computer seizes a channel heading in the general direction of the destination, and that packet of data is transmitted at very high speeds. Then the channel is released. So, except for some necessary supervisory information (destination, error checking codes, etc.) the channel is 100 percent efficient. When the distant station gets that message no more than a few milliseconds later, it responds with the necessary handshaking information – again, by accumulating a packet of data, seizing a channel, and bursting the information out over that channel. Again, 100 percent efficient.

Эта система называется коммутацией пакетов (в отличие от коммутации каналов). В системе с коммутацией пакетов передаваемая информация (будь то данные или оцифрованный голос) не отправляется в реальном времени по выделенному каналу; вместо этого она сохраняется в ближайшем компьютере до тех пор, пока не накопится пакет достаточного размера. Затем очень интеллектуальный компьютер захватывает канал, идущий в общем направлении к месту назначения, и этот пакет данных передается на очень высоких скоростях. Затем канал освобождается. Таким образом, за исключением некоторой необходимой служебной информации (адрес назначения, коды для обнаружения ошибок и т.д.), канал используется на 100 процентов эффективно. Когда удаленная станция получает это сообщение не более чем через несколько миллисекунд, она отвечает необходимой информацией для подтверждения связи (handshaking) – снова накапливая пакет данных, захватывая канал и «выстреливая» информацию по этому каналу. И снова эффективность 100 процентов.

As mentioned earlier, the packet networks in the world (actually overlay networks to the PSTN) are being used extensively for data; only recently are we seeing them being used for voice. As systems are perfected, this also will change.

Как упоминалось ранее, пакетные сети в мире (фактически наложенные сети на телефонную сеть общего пользования (PSTN)) широко используются для данных; и только недавно мы видим их использование для голоса. По мере совершенствования систем это также изменится.

Упражнение 1

The term	The definition	The Russian equivalent
1 PSTN	G веб-сети абонентская сеть связи, для доступа к которой используются телефонные аппараты, АТС и оборудование передачи данных. Является универсальной единой сетью для всех пользователей во всём мире и обеспечивает одну из важнейших современных сфер жизнедеятельности человеческого общества — возможность телефонных переговоров между пользователями из любой точки земного шара. Используют звездообразную топологию (главный элемент соединения с множеством второстепенных).	Телефонная сеть общего пользования (ТФОП)
2 CO	F Узел связи, на котором осуществляется коммутация (соединение) абонентских линий и магистральных каналов (транков). Центральный элемент звездообразной топологии PSTN.	Центральный офис (АТС - автоматическая телефонная станция)
3 Local loop	Е Линии связи, обеспечивающие прямое соединение телефонного аппарата одного абонента с местным телефонным узлом. В простейшем случае является двухпроводной линией.	Абонентская линия (местный шлейф)
4 Trunk	С Линии связи, соединяющие между собой различные телефонные узлы (коммутаторы), что позволяет общаться абонентам, обслуживаемым разными телефонными станциями. Могут иметь протяженность сотни и тысячи километров.	Магистральный канал (транк)
5 A switching system	А Комплекс оборудования, предназначенный для приема и распределения поступающей информации по направлениям связи.	Система коммутации (коммутационная система)
6 Circuit switching	B Вид связи, при котором по запросу пользователя на физическом уровне устанавливается временное соединение с требуемой точкой (пунктом назначения) и данному соединению выделяется (резервируется) фиксированная полоса пропускания на всём сетевом пути. Преимущество - отсутствие перегрузок, недостаток - неэффективное использование ресурсов сети, так как они резервируются за пользователем на всё время соединения, даже если трафик отсутствует. Примером таких сетей служат обычные телефонные сети.	Коммутация каналов
7 Packet switching	D Вид связи, при котором максимально используется пропускная способность сети, благодаря разделению сообщений на небольшие единицы – пакеты данных, которые могут быть объединены в факельные группы маршрутизации для достижения своего адресата. Данные обрабатываются на всех промежуточных узлах, расположенных в разных точках, до достижения цели, где все пакеты повторно собираются и перекомпилируются в исходное сообщение. (Примечание: в определении опечатка: "факельные группы" - следует читать "пакетные группы" или "очереди")	Коммутация пакетов

Упражнение 2

Toll Network — это совокупность магистральных каналов и узлов связи (включая элемент под цифрой 4), обеспечивающая связь на большие расстояния (между городами и странами).

1. PSTN - Телефонная сеть общего пользования

2. Local loop - Абонентская линия

3. Trunk - Абонентская линия

4. CO - Центральный офис

Упражнение 3

1. What configuration does the PSTN have?

The PSTN has a star configuration.

(PSTN имеет звездообразную конфигурацию.)

2. Where do local loops terminate?

Local loops terminate in a Central Office (CO).

(Абонентские линии оканчиваются в центральном офисе (АТС).)

3. How were telephone calls connected in the switching system of 1878?

In the late 1800s (1878), telephone calls were connected manually at the CO.

*(В конце 1800-х годов телефонные вызовы коммутировались вручную на АТС.)*

4. What happened when a call came in?

When a call came in, an attendant would plug into a horizontal bar line. He then would yell to the operator who handled the customer being called, and that second operator would connect to the bar and finish setting up the call.

(Когда поступал вызов, оператор подключался к горизонтальной шине. Затем он кричал оператору, который обслуживал вызываемого абонента, и этот второй оператор подключался к шине и завершал установку соединения.)

5. What technology did the step-by-step system utilize?

The step-by-step system utilized what is known as the Strowger switch.

(Шаговая система использовала так называемый искатель Строуджера.)

6. Where was the intelligence of this system located?

The intelligence in the system was located in relays mounted on each switch.

(Интеллект системы находился в реле, установленных на каждом искателе.)

7. What was the nature of the crossbar system?

The crossbar system was still electromechanical in nature.

(Координатная система все еще была электромеханической по своей природе.)

8. What kind of intelligence did it use?

It used common control; the intelligence of the system was separated from the actual switch.

(Она использовала общее управление; интеллект системы был отделен от самого коммутатора.)

9. What replaced the electromechanical control and the matrix in the ESS of the first generation?

The electromechanical control was replaced with electronics, and the network (matrix) was usually replaced with tiny glass-encapsulated reed switches.

(Электромеханическое управление было заменено электроникой, а сеть (матрица) обычно заменялась маленькими герметизированными стеклянными корпусами герконовыми переключателями.)

10. What was applied to the switch in the ESS of the second generation?

The stored program operation of a digital computer was applied to the switch.

(К коммутатору была применена работа с хранимой программой от цифрового компьютера.)

11. Why was the ESS of the third generation called a digital switch?

It was called a digital switch because the talking path was no longer an electrically continuous circuit; rather the speech being carried was digitized into a stream of "1s" and "0s."

(Она называлась цифровой АТС, потому что разговорный тракт больше не являлся электрически непрерывной цепью; передаваемая речь оцифровывалась в поток «единиц» и «нулей».)

12. What type of switching systems utilized a digital domain?

The final generation (digital switch) utilized a digital domain.

(Последнее поколение (цифровая АТС) работало в цифровой области.)

13. What is a circuit?

A circuit is an actual talking path from the calling party to the called party.

(Канал (цепь) — это реальный разговорный тракт от вызывающего абонента к вызываемому.)

14. What is circuit switching?

Circuit switching is a method where a talking path (circuit) is established at the beginning of a call and held for the duration of a call.

(Коммутация каналов — это метод, при котором разговорный тракт (канал) устанавливается в начале вызова и удерживается на время вызова.)

15. Why is the maximum efficiency of circuit switching only 50%?

It is 50% efficient because when one person is talking, the other is listening, so the circuit is being used in only one direction at a time.

(Она эффективна на 50%, потому что когда один человек говорит, другой слушает, поэтому канал используется только в одном направлении за раз.)

16. How does a packet-switching system operate?

Information is stored in a nearby computer until a sufficiently sized packet is on hand. Then a computer seizes a channel heading toward the destination, and the packet is transmitted at very high speeds. Then the channel is released.

(Информация сохраняется в ближайшем компьютере до накопления пакета достаточного размера. Затем компьютер захватывает канал, идущий к месту назначения, и пакет передается на высоких скоростях. Затем канал освобождается.)

17. How efficient is this system?

The channel is 100 percent efficient (except for necessary supervisory information).

(Канал используется на 100 процентов эффективно (за исключением необходимой служебной информации).)

18. What applications use packet switching?

Credit-card verification, automated teller machines, SS7, and the Internet/World Wide Web use packet switching.

(Проверка кредитных карт, банкоматы, ОКС-7 (SS7) и Интернет/Всемирная паутина используют коммутацию пакетов.)

19. Which switching systems (from Table 1) use circuit switching?

• Manual System (Ручная система)

• Step-by-Step System (Шаговая система)

• Crossbar System (Координатная система)

• First Generation Electronic Switch (1-е поколение электронных АТС)

• Second Generation Electronic Switch (2-е поколение электронных АТС)

• Third Generation Digital Switch (3-е поколение цифровых АТС - хотя там цифровой тракт, это все еще коммутация каналов, так как путь удерживается)

20. Which one applies packet switching?

(Исходя из текста, это отдельная технология, не включенная в поколения АТС из таблицы 1, но упомянутая в конце:)

Packet switching is applied in modern data networks (Internet, SS7, etc.) and is starting to be used for voice.

(Коммутация пакетов применяется в современных сетях передачи данных (Интернет, ОКС-7 и т.д.) и начинает использоваться для голоса.)