19.2. Услуги ш-цсио

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

- скоростью передачи;

- временем занятия ресурсов сети (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).

Таблица 19.1. Параметры служб Ш-ЦСИО

Вид службы	Скорость передачи	Время занятия	Пачеч­ность (Тс/Тпи)	Класс службы по скорости
Телеметрия	100 бит/с - 10 Кбит/с	С-мин	101-102	Низко- скоростные
Передача данных в интерактивном режиме	1-100 Кбит/с	с-мин	101	»
Телефонная	16 -64 Кбит/с	единицы минут	2-3	»
Телефакс	10 Кбит/с - 1 Мбит/с	мин-ч	1-10	Средне- скоростные
Передача файлов	10 Кбит/с - 10 Мбит/с	мин-ч	1-10	»
Видеотелефонная	1 -10 Мбит/с	единицы минут	1-5	»
ТВ высокой четкости	150 Мбит/с и выше	мин-ч	1-5	Высоко- скоростные
Видеоконференция	10-140 Мбит/с	мин-ч	1-5	»

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-T 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 ин­терактивного 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 сообщениями с хранением передаваемая абонентом информация накапливается в буферных накопителях стан­ций сети при отсутствии свободных каналов и после их освобожде­ния передается адресату.

Таблица 19.2. Требования различных служб к характеристикам сети

Тип сообщения	Допустимая задержка от абонента до абонента, с	Требуемая скорость передачи	Объем сообщения	Нагрузка в ЧНН, Эрл/линия
Речь в цифровой форме	Не более 0,030	64 Кбит/с	105 бит	0,1-0,2
Телетекс	<1,0	240 бит/с	Несколько тысяч знаков	0,01
Телекс	<5,0	50 бит/с	300-2000 знаков	0,0006
Интерактивные данные	<1,0	200 бит/с -64 Кбит/с	Несколько тысяч знаков	0,3
Большие массивы данных	До нескольких десятков минут (задержка в промежуточных накопите­лях)	От единиц до десятков мегабит в секунду	106-108 бит	0,01
Телефакс (двусторонний)	<10,0	64 Кбит/с	—	0,01
Телефакс (односторонний)	60-180	До 14400 бит/с	—	<0,01
Телерисунок	<1,0	64 Кбит/с	-	-
Подвижные изображения	<1,0	До 140 Мбит/с	—	0,5

Такой обмен предлагают службы пере­дачи данных, видеопочты, электронной почты, передачи изображе­ний высокой четкости. Обмен типа поиска предлагают информаци­онные службы. Выход к этим службам позволяет абоненту отыски­вать и получать требуемую информацию. Интерактивные данные отличаются высокой пачечностью, т.е. низким использованием ре­сурсов сети (каналов, линий) в течение сеанса связи.

К службам распределения информации относятся теле- и радио­вещание, трансляция документов (электронная газета). Различают две разновидности вещательных служб: управляемое абонентом вещание и неуправляемое. Вещание без управления со стороны абонента подразумевает невозможность влиять на начало и порядок представления информации (подобно традиционному телевидению или радиовещанию). Вещательные службы, предлагающие услугу «уп­равления вещанием», организуют передачу циклически повторяющих­ся блоков информации. Благодаря такой организации абонент может выбрать вид требуемой информации и начало ее предъявления. К службам этого типа относятся обучение и тренинг на расстоянии.

Широкополосные службы предъявляют высокие требования к средствам передачи и коммутации Ш-ЦСИО. Например, для цветного телевидения необходима скорость 4-6 Мбит/с, для телевидения с высокой четкостью - 16-24 Мбит/с, для передачи файлов - до 200 Мбит/с. В настоящее время эксплуатируются физические среды (во­локонно-оптические линии связи) и системы передачи (синхронная цифровая иерархия - SDH), обеспечивающие передачу информации с такими высокими скоростями. Решение задач третьего этапа пере­хода к Ш-ЦСИО связано, прежде всего, с созданием эффективных средств коммутации пакетов с высокой скоростью.

Для того чтобы удовлетворить требованиям всех рассмотренных служб, широкополосная ЦСИО должна обладать следующими свой­ствами:

1) обеспечивать скорость передачи информации не ниже сотен Мбит/с;

2) задержка сообщений при передаче от одного оконечного пункта к другому не должна превышать нескольких сотен или даже десятков миллисекунд (так, норма рекомендованной ITU-T задержки при одно­направленной передаче через два узла сети без участков спутнико­вой связи составляет 80 мс);

3) задержка сообщения на коммутационных станциях сети не должна превышать единиц миллисекунд;

4) система коммутации пакетов одной коммутационной станции должна иметь производительность в несколько сотен тысяч пакетов в секунду.

Широкополосная ЦСИО рассматривается ITU-T как результат эволюции узкополосной ЦСИО с основным доступом типа 2В + D. Основные отличия Ш-ЦСИО от У-ЦСИО состоят в следующем:

1) в абонентской сети используется волоконно-оптический кабель (вместо двухпроводной медной абонентской линии);

2) в транспортной системе информация передается со скоростями 140 Мбит/с и выше;

3) терминалы широкополосных служб подключаются в точку Sb широкополосного интерфейса (при этом сохраняется основной ин­терфейс 2В + D через эталонную точку S).

Интерфейс «пользователь-сеть» в Ш-ЦСИО. На рис. 19.1 при­ведена конфигурация доступа в Ш-ЦСИО. ITU-T рекомендует два ти­па широкополосных интерфейсов:

Рис. 19.1. Конфигурация доступа в Ш-ЦСИО:

В-ТЕ - терминал широкополосных (Broadband) служб; ТЕ (Terminal Equipments) - терминал узкополосных служб с основным интерфей­сом; B-NT (Broadband Network Termination) - блок согласования тер­минала с сетью для ШП служб (сетевое окончание), реализующий функции 1, 2 и 3-го уровней ВОС; ВОЛС - волоконно-оптическая ли­ния связи; ЛМП - линейный мультиплексор; As - средства преобра­зования скоростей передачи 144 Кбит/с в 150 Мбит/с; S, Sb, U -эталонные точки цифрового интерфейса; АП - абонентский пункт

а) симметричный интерфейс со скоростью 150 Мбит/с;

б) асимметричный интерфейс: скорость в направлении «сеть-пользователь» - 600 Мбит/с, в обратном направлении - 150 Мбит/с. Сетевое окончание B-NT реализует функции подключения абонент­ских установок к абонентской линии и совместного использования ими общих ресурсов.

На рис. 19.2 показано распределение каналов в ШП интерфейсе ме­жду различными службами Ш-ЦСИО. В рекомендации G.703 ITU-T уста­новлены следующие типы каналов, которые формируют цифровые сис­темы передачи: В (64 Кбит/с), НО (384 Кбит/с), Н11 (1536 Кбит/с), Н12 (1920 Кбит/с), Н21 (32,768 Мбит/с), Н22 (43-45 Мбит/с), Н4 (135 Мбит/с). Эти каналы используются для передачи данных, ре­чи, документальной электросвязи, телевизионных программ, ви-деоконсреренцсвязи и других служб. В диапазон канала Н4 должно помещаться 4 канала Н21 или 3 канала Н22. Здесь приведены но­минальные скорости передачи пользовательской информации по типовым каналам.

Рис. 19.2. Распределение каналов в широкополосном интерфейсе

Два типа каналов (D и Е) - используется в основном для пере­дачи служебной информации (сигнализации «абонент-сеть», уп­равления сетью, технической эксплуатации). Скорость передачи в D-каналах может быть равной 16 или 64 Кбит/с. Протоколы пере­дачи в каналах типа D базируются на рекомендации Х.25 ITU-T [4]. В канале Н12 размещаются две стереофонические программы, а в канале Н4 можно обеспечить передачу одного канала телевидения высокой четкости.

Категории (классы) услуг. Как было показано выше, в Ш-ЦСИО поддерживает большое количество служб. Каждая из них предъяв­ляет к сети специфические требования по скорости доставки ин­формации, организации сеанса связи, необходимости диалога. В документах ITU-T (Рекомендация I.362) весь диапазон служб разделен на четыре категории (табл. 19.3). Категория 1 предъяв­ляет к сети наиболее жесткие требования. Это объясняется тем, что для служб этой категории нельзя изменять скорость передачи, что характерно, например, для телефонной связи и телевидения. Для служб 2-го класса допустима переменная скорость передачи, если при этом не происходит ухудшения качества. К этой категории относятся службы передачи данных в интерактивном режиме и ви­деоинформации. Службы категорий 3 и 4 являются службами пе­редачи данных, для которых скорость может варьироваться. Ха­рактерная служба этих классов - электронная почта. Службы кате­гории 4 свойственны локальным вычислительным сетям.

Таблица 19.3. Категория служб Ш-ЦСИО

Характеристика служб	Категория
	1(А)	2 (В)	3(С)		4(D)
Согласование во времени между источником и получателем инфор­мации	Требуется согласование по времени процессов пе­редачи и приема инфор­мации		Не требуется согласование по времени передачи и приема информации
Скорость передачи	Постоянная	Переменная
Способ связи	С установлением соединения			Без установления соединения