Лекция 2 Методы коммутации в телекоммуникационных сетях
Часто физическое соединение между передатчиком и приемником в информационных сетях образуется путем последовательного соединения (коммутации) нескольких каналов связи в единый составной канал. Такая ситуация возникает при передаче информации на значительное расстояние.
Распределение потоков сообщений с целью доставки каждого сообщения по адресу осуществляется в узловых пунктах (узлах коммутации, УК) с помощью коммутационных устройств. Система распределений потоков сообщений в узловых пунктах получила название системы коммутации.
Под коммутацией в сетях условимся понимать совокупность операций, обеспечивающих в узлах коммутации передачу информации между входными и выходными устройствами в соответствии с указанным адресом.
Различают два вида телекоммуникационных сетей: с долговременной и оперативной коммутацией
Долговременной (кроссовой) называют такой способ коммутации, при котором составной канал создается и существует на протяжении определенного интервала времени независимо от передачи информации.
Скроссированнные (выделенные) каналы предоставляются пользователям (например, сдаются в аренду) на продолжительное время (круглосуточно) или на определенные периоды (по расписанию). Кроссовые соединения реализуются при помощи специальных устройств распределения информации. Такие соединения обеспечивают наиболее быструю передачу сообщений. Время передачи сообщения определяется только его объемом и пропускной способностью канала.
Использование выделенного канала целесообразно лишь в тех случаях, когда требования пользователей чрезвычайно высокие и не могут быть удовлетворены применением оперативной коммутации. Такая ситуация возникает при необходимости надежной передачи важной, срочной информации (передача газет, оперативное вещание) или когда между оконечными системами передается большой поток сообщений, загружающий канал на время в течение суток более, чем на 40 -60%. При этом следует учесть, что с возрастанием количества оконечных систем , количество необходимых линий и оснащенность узлов увеличивается очень быстро. Поэтому сеть с кроссовой коммутацией является самой неэкономичной. В телекоммуникационных сетях в основном используется оперативная коммутация, при которой коммутируемый канал создается временно, в основном, на время передачи сообщения, а в остальное время отдельные составляющие канала связи могут быть использованы для других целей.
Различают четыре вида оперативной коммутации: коммутация каналов, коммутация сообщений, коммутация пакетов и гибридная коммутация. В настоящее время в телекоммуникационных сетях преимущественно применяются методы коммутации каналов и пакетов. Рассмотрим их особенности.
Коммутация каналов
При коммутации каналов пользователям на время сеанса передачи сообщения предоставляется симплексный или дуплексный составной канал, называемый соединительным трактом, составленный из свободных в данный момент каналов на отдельных участках сети. Вначале устанавливается соединение. Инициатор взаимодействия должен сформировать и послать ближайшему коммутатору запрос на установление соединения. Процесс обслуживания при коммутации каналов можно разделить на три стадии: 1. Обмен сигнальной информацией для установления соединения. 2. Обмен полезной информацией по установленному соединению. 3. Обмен сигнальной информацией для разъединения соединения.
После установления соединения две оконечные системы (и только две!) используют его во время всего сеанса взаимодействия.
Информация во время обмена между оконечными системами доставляется практически без задержки, так как не требуется ее обработка в коммутационных узлах.
Недостатки: 1. Статистика показывает, что во время сеанса связи составной канал используется относительно недолго – большую часть канал простаивает. Так, во время телефонного разговора, согласно статистическим исследованиям, паузы занимают 40 – 50% времени сеанса связи.