Глава 20. Организация телеграфной связи и передачи данных

20.1. Структура сети телеграфной связи и передачи данных

Организация сетей передачи ди скретной информации. Сеть передач! дискретной информации железнодо рожного транспорта предназначен, для передачи телеграфной общеслу жебной корреспонденции.и передач! данных в подсистемах АСУЖТ.

Телеграфная связь обеспечивае быструю доставку письменных доку ментов (приказы, распоряжения предупреждения, письма, форм1 статистической отчетности и др.] с высокой точностью. Она использу ется для связи МГТС с управлениям! дорог и последних между co6oi (магистральная телеграфная связь) а также управлений дорог с .отделе ниями, крупными станциями и отде ленйй между собой (дорожна5 телеграфная связь).

При центральной станции связ1 (ЦСС МПС), управлениях дорог (УД) и отделениях дорог (НОД) организуются телеграфные станции, которые, соединяясь между собой, образуют сеть телеграфной связи МПС. Структура этой сети анало­гична структуре телефонной сети и представляет собой радиально-узловую иерархическую сеть с тремя ступенями иерархии. Пучки каналов связи создаются между соседними дорожными узлами, дорожными и отделенческими узлами, смежные отделенческие узлы соединяются между собой и с оконечными станциями. Такое построение дает достаточную надежность работы сети, так как наличие прямых каналов между смежными узлами позволяет в случае нарушения связи организовать обходные соединения.

В пределах отделений и участков дорог применяются специальные телеграфные связи, к которым отно­сятся: информационная связь для

и крупные грузовые станции о по­ездах и вагонах, находящихся на пути следования к ним; связь билетных кассиров крупных пасса­жирских станций для передачи сведений о наличии свободных мест в пассажирских поездах; поездная межстанционная связь по вопросам движения поездов на участках, где регулирование движения поездов происходит по телеграфному согла­шению.

Связь передачи данных (ПД) обеспечивает доставку информации от пунктов ее зарождения (грузовые и сортировочные станции, депо, товарные конторы, отделения доро­ги) в вычислительный центр и обрат­но. Структура сети ПД аналогична структуре телеграфной сети МПС. В настоящее время вычислительные центры организованы при МПС — главный вычислительный центр (ГВЦ) — и при всех управлениях дорог — дорожные вычислительные центры (ДВЦ). В дальнейшем вычислительные центры будут орга­низованы при некоторых отделениях и на крупных узловых станциях — узловые вычислительные центры (У ВЦ).

Передача данных в настоящее время осуществляется с использова­нием существующей сети телеграф­ной и телефонной связи МПС. В дальнейшем предполагается орга­низовать специальную сеть для передачи данных.

20.2. Методы коммутации на сетях передачи дискретной информации

Структура любой сети связи, порядок ее работы, показатели

качества обслуживания нагрузки и другие параметры тесно связаны с методом коммутации, применяемой на сети. В сетях передачи дискретной информации различают метод комму­тации каналов (КК). метод коммута­ции сообщений (КС), метод коммута­ции пакетов (КП), а также их разновидности.

При коммутации каналов (рис.

20.1) до начала обмена информациеймежду оконечными пунктами ОП1 иОП2 должен быть образован трактпередачи путем соединения с по­мощью коммутационного оборудова­ния соединительных линий СЛи магистральных каналов МК комму­тационным оборудованием в узлахУКК- Это соединение осуществляетсяпод 'действием адресных признаков(импульсы набора номера или номер,набранный на клавиатуре аппарата)с помощью управляющих устройствУУ в узлах. Для метода ККхарактерна вполне определенная по­следовательность операций, выпол­няемых абонентом: вызов своего узлаУКК1, передача адресного признака,установление соединения через узлысети УКК2, УККЗ, посылка вызовавызываемому абоненту ОП2 и полу­чение подтверждения об этом, обментекстовой частью сообщения и отбой.Если при установлении соединения неоказалось свободного канала требуе­мого направления на маршруте, товызываемому абоненту будет послансигнал отказа от обслуживания(сигнал занятости) и он должензаново повторить вызов.

При коммутации сообщений (рис.

20.2) абонент оконечного пунктаОП1 передает в ближайший узел,коммутации УКС1 сообщение, снаб­женное заголовком, адресом и другойслужебной информацией. Сообщениепринимается в УКС1 (и в последую­щих У КС), записывается в устрой­ство накопления ЗУ, анализируетсяего заголовок, и по адресу выбира­ется нужное направление передачи.Если в данном направлении имеютсясвободные каналы, то сообщениепередается дальше вплоть до УКСЗ и

хранится в ЗУ узла, за которым не оказалось свободных каналов в пуч­ках магистральных каналов основно­го и обходных направлений.

Во избежание потерь сообщений они нумеруются, а в процессе их передачи смежные узлы коммутации обмениваются служебными сообще­ниями-квитанциями, подтверждаю­щими правильность приема каждого сообщения. При необходимости каж­дое сообщение может быть передано повторно. В отличие от КК при КС тракт передачи между ОП1 и ОП2 не образуется, а процесс передачи сообщения состоит из ряда переприе­мов . в узлах коммутации. Соеди­ненными между собой являются лишь смежные узлы коммутации.

Сравнительный анализ рассмот­ренных методов коммутации показы­вает, что как КК, так и КС имеют свои достоинства и недостатки. При коммутации каналов менее эффек­тивно используется пропускная спо­собность магистральных каналов, ограничиваются возможности пере­дачи информации между разно­типными оконечными установками, многоадресной и циркулярной пере­дачи сообщений, а также передачи приоритетных сообщений, сеть КК менее устойчива к перегрузкам. Зато при КК выше скорость доставки сообщений, есть возможность диало­говой связи, ниже стоимость комму­тационного оборудования.

Существенным недостатком КС является значительная задержка сообщений и необходимость иметь в узлах сложные и дорогостоящие устройства накопления информации.

все сообщения сначала полностью принимаются и записываются в ЗУ и лишь затем передаются.

Свободным от этих недостатков является метод коммутации паке­тов (КП), который получил широкое распространение на сетях связи ЭВМ. Основная особенность метода КП состоит в том, что поступающее в первый узел коммутации сообщение делится на части стандартной длины (например, 1000 бит), каждая из которых снабжается порядковым номером, адресной частью, необходи­мой для ее доставки, и превращается в пакет. По мере формирования пакеты передаются следующему уз­лу, где обрабатываются как самосто­ятельное сообщение независимо друг от друга. В узле назначения пакеты освобождаются от заголовков, соби­раются в сообщение, которое и пере­дается абоненту-получателю.

Принципиальным различием меж­ду методом КК и методами КС и КП является то, что при КК каналы закрепляются за каждой парой оконечных пунктов на время сеанса связи, а при КС и КП они предоставляются лишь на время передачи сообщения или пакета между смежными узлами сети.

Особенностью КП по сравнению с КС является отсутствие в узлах устройств хранения информации большой емкости, что значительно снижает стоимость оборудования таких узлов. По своим возможностям КП занимает промежуточное поло­жение между КК и КС. Этот метод, как и КС, позволяет хорошо исполь­зовать пропускную способность маги-

ность преобразования скоростей, кодов и форматов передаваемых сообщений, передавать приоритетные сообщения. В то же время КП, как и КК, обеспечивает высокую скорость доставки сообщения, дает возмож­ность организации и оперативной диалоговой связи.

Рассмотрим особенности каждого метода коммутации — КК, КС и КП. Для участка магистральной сети из четырех узлов (рис. 20.3, а) показаны временные диаграммы (рис. 20.3, б) работы сети при разных методах коммутации.

Процедура установления соедине­ния при методе КК включает в себя вызов станции и получение ответа (позиция 1), посылку адресных приз­наков (набор номера, позиция 2) и ответа вызываемого абонента (пози­ция 3). На этапе передачи текстовой части сообщения возможны как двусторонний одновременный, так и двусторонний поочередный режимы работы (позиция 4). По окончании переговоров посылается сигнал отбоя

и происходит разъединение связи (позиции 5 и 6). Вне зависимости от активности абонентов сетевые ре­сурсы (каналы, коммутационные устройства) оказываются занятыми данной парой абонентов на всех участках одновременно. Доля орга­низационных мероприятий (вызов станции, набор номера, отбой) в процедуре доставки сообщения достаточно велика. Поэтому метод КК будет выгоден для передачи длинных сообщений.

При методе КС организационные мероприятия (запрос на возмож­ность передачи и получение разреше­ния — позиция /) занимают незначи­тельное время. Текст сообщения вместе с адресом последовательно проходит по сети от узла к узлу, задерживаясь в каждом лишь на время анализа адреса и выбора дальнейшего пути следования. В каждый момент времени оказывается занятым лишь один из участков магистральной сети (позиция 2). Так как вся ответственность за доставку

сообщения по назначению целиком ложится на сеть, то каждый последу­ющий узел должен информировать предыдущий о правильности приема сообщения (позиция 3). Время на доставку сообщения при методе КС получается большим из-за необходи­мости хранения сообщений в памяти узлов на время анализа адреса. Очевидно, что данный недостаток может устраниться при коротких сообщениях.

При методе КП после организа­ции взаимодействия абонента с сетью (позиция /) сообщение разбивается на пакеты, которые проходят по сети как самостоятельные сообщения с контролем правильности их получе­ния (позиции 2 и 3). Время доставки сообщения при этом оказывается минимальным.

Различают две разновидности коммутации пакетов: по случайно выбранным маршрутам с применени­ем датаграмм (КП-Д) и по виртуаль­ному каналу с использованием пакета-заявки (КП-В). В первом случае каждый пакет оформляется в виде самостоятельного сообщения с адресом (датаграмма), снабжается номером и передается сетью как независимое сообщение, следующее любым возможным в данном случае маршрутом. .

Во втором случае перед началом передачи совокупности пакетов со­общения по сети посылается пакет-заявка с адресом, с помощью которой устанавливается виртуаль­ный (условный) канал, и все остальные пакеты передаются по нему в естественной последователь­ности.

По существу, КП-Д является разновидностью метода КС со стан­дартной длиной сообщения, а КП-В напоминает метод КК, в кото­ром физический канал заменен логическим.

В случае если ни один из методов коммутации не может полностью удовлетворить все требования поль­зователей, применяют комбиниро-