Телекоммуникационные_системы_и_сети_Т_1_Современные_технологии_620

Рис. 18.16. Структурная схема цифровой сети:

1 – каналы сигнализации; 2 – линии магистральной сети передачи сообщений

из трех структурных частей: магистральной, терминальной и сигнальной (рис. 18.16). Магистральная сеть строится по одному из известных способов – «каждый с каждым», радиально-узловой, смешанный, а терминальная – по кольцевому, петлевому. Оконечные пункты сети – это любой источник или приемник информации: цифровой ТА (ЦТА), абонентский пункт (АП), АПД, концентратор (К), ЭВМ, УК. К УК могут подключаться лишь устройства, имеющие стандартный цифровой выход и соответствующую систему сигнализации. Такими устройствами могут быть концентраторы и ЦТА. Когда устройства не имеют стандартного цифрового выхода, их подключение возможно к концентратору через АП либо непосредственно к УК, если он дооборудован средствами, аналогичными концентратору. В терминальную сеть могут быть включены кольцевые структуры. Как правило, кольцевую структуру имеют локальные сети предприятий. УК соединены цифровыми каналами и обеспечивают коммутацию как каналов, так и пакетов. УК обеспечивают управление процессами как коммутации, мар-

Рассмотрим процесс сигнализации (обмена сигнальными сообщениями) в канале D [6].

Номера пунктов описания процесса соответствуют номерам строк на рис. 18.17.

1.По сигналу вызова (СВ) от Аб.А в АПа формируется сообщение протокола 3-го уровня SETUP (начало установления соединения), содержащее номер Аб.Б.

2.После приема от АПа адресной информации УК I посылает в АПа сообщение о прохождении вызова в сеть (Call proceeding). После это-

го в АПа происходит подключение терминала Аб.А к скоммутированному каналу В на УК I. Сообщение SETUP с адресной информацией поступает в сеть J и далее в АПб.

3.Если терминал Б1 свободен, то АПб посылает сигнал посылки вызова (ПВ) в терминал Б1 и формирует сигнал Alerting (запрос состояния готовности) для передачи в АПа. Из терминала А1 абоненту А передается сигнал контроль посылки вызова (КПВ).

4.При ответе аб.Б от АПб передается сообщение Connect (вызов принят) об ответе. В AПa это приводит к прекращению сигнала КПВ.

5.В ответ на сигнал Connect сеть J передает в АПб сигнал под-

тверждения: «Connect ACK».

6.После этого в АПб подключается канал «В». На этом процесс соединения для передачи речи или данных по каналу «В» заканчивается.

7.Пусть отбой принят односторонним. Если первым дает отбой

Аб.А, то от АПа передается сообщение запроса разъединения соеди-

нения Disconnect.

8.В ответ на это УК I передает сообщение Release (подтверждение приема сигнала disconnect).

9.АПа передает в УК I сообщение подтверждения Release complete

иотключает терминал Аб.А от канала «В».

10.Прием сообщения Disconnect в АПб приводит к передаче Аб.Б сигнала «занято». Если Аб.Б дает отбой, то из АПб выдается сооб-

щение Release.

11.Из сети J в ответ на сообщение Release, полученное от АПб, передается сообщение Release complete об отключении канала «В».

На этом завершается процесс взаимодействия АПа и АПб по сигнальной сети.

Вопросам сигнализации по ОКС при межстанционной связи посвящена следующая глава. Сообщение по сети сигнализации передается в определенном формате. Формат принятого в ОКС № 7 сообщения приведен на рис. 18.18. В сигнальном сообщении, кроме собственно сигнальной информации, содержатся адрес источника и получателя, данные для контроля и управления элементами сети сигнализации, проверочные символы и флаги. Флаги используются для

Рис. 18.18. Формат сообщения в общеканальной системе сигнализации № 7

разделения передаваемых друг за другом сообщений. Данные сигнализации транслируются по каналу D (в стыке «пользователь–сеть») и по ОКС при межстанционной сигнализации в пакетном режиме, а по каналу В прозрачно передаются речевая информация в цифровой форме или данные пользователей.

Контрольные вопросы

1.Каковы характерные черты ЦСИО, отличающие ее от сетей электросвязи других типов?

2.В чем состоит отличие понятий сети электросвязи и службы электросвязи?

3.Сформулируйте требования, предъявляемые к ЦСИО.

4.Назовите основные достоинства ЦСИО.

5.Доводится ли цифровой поток до абонентского пункта в ИЦСС?

6.Назовите виды служб, которые поддерживает ИЦСС.

7.Охарактеризуйте свойства гибридной сети.

8.Дайте понятие адаптивной коммутации.

9.Назовите виды сетей электросвязи, послуживших основой для перехода к ЦСИО.

10.Назовите терминалы, которые могут подключаться к абонентской линии узкополосной ЦСИО.

11.Можно ли подключать аналоговый телефонный аппарат к одной из эталонных точек T или S многоцелевого стыка «абонент–сеть» в ЦСИО?

12.Охарактеризуйте отличия видов информации группы V от видов группы С.

13.Чем отличаются структуры ЦСИО и телефонных сетей?

14.Охарактеризуйте назначение канала «D», используемого между терминалом и узлом коммутации каналов цифровой сети.

15.Передается ли речевая информация в канале «D»?

16.Какова структура адреса абонентов ЦСИО?

17.Имеются ли в адресе абонента ЦСИО знаки, которые не анализируются на коммутационных узлах сети?

18.Каковы функции системы управления ЦСИО?

19.Что понимают под регулированием потоков сообщений в ЦСИО?

20.Можно ли свести управление в ЦСИО к маршрутизации?

21.Что входит в понятие сервиса электросвязи в терминологии МСЭ-Т?

22.Каковы функции пункта сигнализации сети сигнализации ЦСИО?

23.Может ли сообщение SETUP содержать адресную информацию?

24.Используется ли канал типа «B» для передачи сигналов управления и линейных в ЦСИО?

Список литературы

1.Назаров А.Н., Симонов М.В. ATM – технология высокоскоростных сетей. – М.: Эко-

Трендз, 1997. – 234 с.

2.МККТТ. Синяя книга, Т. III, Вып. III-7, ЦСИО, Общая структура, услуги и возможности обслуживания. Рекомендации 1.110 – 1.257. DC Пленарная ассамблея, Мель-

бурн, 14–25 октября 1988. – 352 с.

3.Bocker P. ISDN. Das diensteintegrierende digitale Nachrichtennetz: Konzept, Ferfahren, Sisteme. Zweite, neubearbeitete und erweiterte Auflage. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New-York, London, Paris, Tokyo, 1987. – 300 s.

4.Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ, Ч. 1. / Пер. с англ. В. И. Неймана. – М.: Наука, 1992. – 936 с.

5.Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания. – М.: Машиностроение, 1990. – 332 с.

6.Лазарев В.Г. Основы построения цифровой сети интегрального обслуживания. Узкополосные ЦСИО: Учебн. пособие. – М.: МИС, 1990. – 87 с.

7.Лохмотко В.В., Пирогов К.Н. Анализ и оптимизация ЦСИО. – Минск.: Наука и тех-

ника, 1991.

8.Джеймс Мартин, Кэтлин Кэвен Чапмен, Джо Либен. Архитектура и реализация

ATM. – М.: Лори, 2000. – 214 с.

9.Уолрэнд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс / Пер. с англ. М.Е. Липкина, М.М. Птичникова; Под ред. В.Н. Стародубцева. – М.: ПО-

СТМАРКЕТ, 2001. – 476 с.

10.МККТТ. Синяя книга, Т. III, Вып. III-8. ЦСИО – Общесетевые аспекты и функции, стыки «пользователь–сеть» ЦСИС. Рекомендации 1.310 – 1.470. IX Пленарная ассамблея, Мельбурн, 14–25 октября 1988. – 340 с.

11.МККТТ. Синяя книга, Том Ш, вып. Ш-1. Общие характеристики международных телефонных соединений и каналов. Рекомендации G.101– G.181. IX Пленарная ассамблея, Мельбурн, 14–25 октября 1988. – 304 с.

Глава 19. Широкополосные и интеллектуальные сети

19.1.Условия и этапы перехода к широкополосной сети интегрального обслуживания (Ш-ЦСИО)

Переход РФ к рыночной экономике и появление новых информационных технологий стимулируют спрос на услуги электросвязи. При этом характерна высокая неравномерность этого спроса [1]. Современные информационные услуги отличаются, как правило, высокой стоимостью. Этим вызвана их низкая доступность для большей части населения. Спрос на услуги электросвязи зависит от уровня развития экономики страны.

Несмотря на известное отставание РФ в области современных телекоммуникационных средств, в отдельных регионах построены, эксплуатируются или находятся в опытной эксплуатации магистральные Ш-ЦСИО с технологией АТМ (например, в Москве, Санкт-Петербурге, Челябинске, Иркутске). Предприятия развивающихся отраслей промышленности, сферы услуг и деятельная часть населения приобретают новые виды терминального оборудования (персональные ЭВМ, многофункциональные терминалы, рабочие станции и др.). Использование этих терминалов эффективно лишь при высокой скорости обмена информацией в сети. Поддерживаемые Ш-ЦСИО службы в ближайшие годы, по-видимому, найдут спрос у всех категорий пользователей. Основанием для ожидающегося быстрого перехода к Ш-ЦСИО – наличие экономичного высокоскоростного во- локонно-оптического кабеля с высокой помехозащищенностью и ЦСК с высокой скоростью коммутации пакетов. В Европе Ш-ЦСИО эксплуатируются с 1993 г.

Исследования и опытно-конструкторские работы, направленные на создание Ш-ЦСИО, ведутся в США, Канаде, некоторых странах Западной Европы и Японии начиная с середины 80-х годов ХХ в. Необходимость интеграции в ЦСИО широкополосных служб стала настоятельной в начале 90-х годов. Новыми службами Ш-ЦСИО, отсутствовавшими в У-ЦСИО, являются такие, как кабельное телевидение, видеоконференцсвязь (до 15 % от общего объема услуг), высокоскоростная передача данных (до 17 %), видеотелефон (до 21 %), высокоскоростной цветной телефакс (до 3 %). В 1996 г. в Западной Европе пользователями Ш-ЦСИО стали примерно 300

тыс. государственных и частных организаций. Экспертные оценки стоимости подключения пользователя к Ш-ЦСИО дают ориентировочную величину в 2000 дол. США. Ежемесячная оплата услуг будет превышать тариф существующих телефонных сетей в несколько раз.

К оценкам, полученным экспертами по заказам заинтересованных фирм, нужно относиться осторожно, памятуя, что большие надежды, подкрепленные экспертными оценками в средине 80-х годов ХХ в., на привлекательность и доступность услуг У-ЦСИО в известной мере не оправдались. Эксперты, дающие прогнозы, говорят о том, что для перехода к Ш-ЦСИО потребуется 25–30 лет. Ожидают, что в течение этого времени стоимость программных и аппаратных средств Ш-ЦCИО должна постепенно уменьшаться, а благосостояние населения – расти.

Ранее было показано, что скорость передачи основного интерфейса «пользователь–сеть» (2B + D) узкополосной ЦСИО составляет 144 Кбит/с. Эта относительно небольшая скорость ограничивает возможности развития служб, которые требуют высоких скоростей передачи – от десятков до сотен Мбит/с. Такие скорости необходимы при передаче подвижных изображений, цветного телефакса, проведении видеоконференций. Программы перехода от узкополосной ЦСИО к широкополосной в настоящее время реализуются в трех регионах мира – США, Европе, Японии. Переход к Ш-ЦСИО требует развития новых направлений в технологии коммутационных систем и систем передачи. Переход к широкополосной ЦСИО планируется провести в три этапа [2, 3].

Этап 1. Перевод части служб, использовавших в узкополосной ЦСИО метод коммутации каналов, на метод коммутации пакетов.

Особенностью транспортной системы узкополосной ЦСИО является разделенность служб КК и КП из-за различных требований к верности и задержкам со стороны служб ПД и передачи речевой информации.

Увеличение количества служб в Ш-ЦСИО, использующих метод КП, возможен благодаря использованию высокоскоростных систем передачи. Использование высоких скоростей передачи позволяет уменьшить задержку пакетов. В Ш-ЦСИО применяются волоконнооптические линии связи, отличающиеся высокой степенью защищенности от влияния внешних источников помех, благодаря этому уменьшается коэффициент ошибок. Это позволяет упростить протоколы сетевого и канального уровней. На этом этапе метод КК используют только широкополосные (ШП) службы передачи изображений (подвижные изображения, видеоконференции, цветной телефакс), так как скорости передачи пакетов в сети недостаточны для использования метода КП. Широкополосными считаются службы, для которых требуется предоставлять средства передачи и коммутации со скоростями не менее чем 30В (1920 Кбит/с).

Этап 2. Все службы узкополосной ЦСИО поддерживаются транспортной системой на базе коммутации пакетов.

Подчеркнем, что на этом этапе задержка доставки сообщений от одного пользователя до другого через сеть должна быть снижена до такой величины, чтобы речевая служба могла использовать способ коммутации пакетов. Лишь службы широкополосной (высокоскоростной) связи продолжают на этом этапе базироваться на средствах широкополосной сети с коммутацией каналов.

Этап 3. Объединение широкополосной сети с коммутацией каналов и высокоскоростной сети с КП.

Предполагалось, что такая сеть будет строиться на базе асинхронного метода передачи (АМП) и быстрой коммутации пакетов (БКП) (см. п. 19.3 и 19.4). Использование АМП и БКП позволит достигнуть существенно более высокой скорости передачи по линиям и производительности цифровых систем коммутации [3].

19.2. Услуги Ш-ЦСИО

Требования, предъявляемые к Ш-ЦСИО. Рассмотрим парамет-

ры различных служб электросвязи, на основе которых сформулируем требования к Ш-ЦСИО. Службы электросвязи в основном характеризуются тремя параметрами:

–скоростью передачи;

–временем занятияресурсовсети(длительностью сеанса связи);

– пачечностью – отношением среднего времени сеанса связи к среднему времени передачи информации (Тс/Тпи).

Величины этих параметров определяют выбор типа транспортной системы ЦСИО для данной службы. В табл. 19.1 приведены параметры известных служб электросвязи. Из этой таблицы видно, насколько существенно отличаются характеристики служб, поддерживаемых Ш-ЦСИО. Так, скорость передачи подвижных изображений отличается от скорости передачи данных телеметрии более чем в 106 раз, пачечность этих же служб различается в 10 раз и более. Все службы делятся на классы, в зависимости от скорости передачи – на низко-, средне- и высокоскоростные. Решение вопроса о выборе метода коммутации для данной службы зависит прежде всего от величины пачечности. Чем она выше, тем актуальнее применение метода КП для службы (телеметрия, интерактивные данные). В наименьшей степени актуальность использования метода КП относится к речевой службе, так как для нее величина пачечности невелика (2–3). Каждая служба создает свой трафик в ЦСИО. Характеристиками этого трафика являются: а) нагрузка в ЧНН, б) объем сообщений (количество информации в битах).

В табл. 19.2 приведены требования различных служб к задержкам, скоростям передачи, а также величина нагрузки в ЧНН для различных типов сообщений. Наименьшая задержка допустима при передаче речевой информации в цифровой форме (30 мс). Более высокие значения задержки приводят к заметному для пользователей ухудшению разборчивости речи. Значительно большие значения задержки допустимы при передаче больших массивов данных (файлов).

Наименьший объем сообщений характерен для телекса, а наибольший – для файлов. Наибольшую нагрузку в ЧНН создают телевизионные передатчики, а наименьшую – терминалы телекса. В соответствии с рекомендациями ITU-Т все службы электросвязи делят по функциональному признаку на две группы:

а) интерактивные службы; б) службы распределения информации (трансляционного типа).

Интерактивный обмен – это информационное взаимодействие по крайней мере двух объектов. Различают три разновидности интерак-

тивного обмена: диалог, обмен сообщениями с хранением и поиск.

Обмен типа диалога имеет место при двусторонней связи оконечных устройств пользователей без хранения информации где бы то ни было в сети. Перечислим службы, требующие интерактивного обмена: конференцсвязь, видеотелефонная связь, высокоскоростной телефакс, передача больших массивов данных (файлов). При обмене сообще-