Маршрутизация по виртуальным каналам

Виртуальный канал - ВК - это понятие логическое, поэтому виртуальный канал называют логическим каналом - ЛК (не физический канал), создаваемым только на время передачи цифровых данных.

ВК (ЛК) определяют адреса и указатели на узлах коммутации сети без закрепления средств передачи.

По окончании передачи информации виртуальный канал (логический канал) освобождается по сигналу "разъединение", передаваемому по сети.

Каждый раз виртуальный канал образуется в начальной фазе установления соединения в зависимости от нагрузки.

Виртуальные каналы организуются, используя либо распределенное, либо централизованное управление.

Сеть с виртуальными каналами объединяет в себе черты сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов.

Пропускная способность сети распределяется динамически, но при этом все пакеты одного сообщения всегда следуют в сети по одному маршруту, который устанавливается еще до того, как начнется передача информации (данных), и все узлы коммутации "знают" о маршруте следования пакетов.

Преимущества сети с виртуальными каналами:

-более упорядоченное управление доставкой пакетов, чем в сети с коммутацией пакетов, т.к. виртуальный (логический) канал устанавливается заранее и поэтому последовательность передачи-приема пакетов не нарушается;

-низкие требования к адресации отдельных пакетов, т.к. после организации виртуального канала нет необходимости указывать в пакетах полный адрес пункта назначения, поскольку идентификаторы виртуального канала являются и указателями адресов памяти управляющих устройств на узлах коммутации.

Недостаток сети с виртуальными каналами:

-возможность длительных задержек при передаче сообщений с фиксированной маршрутизацией из-за больших нагрузок и пребывания в очереди обслуживания,

а также из-за повреждений и плановых ремонтов узлов коммутации и линий связи.

Маршрутизация по фиксированным путям

Сеть с фиксированными путями строится на тех же принципах, что и сеть с виртуальными каналами.

Различие заключается лишь в том, что установление соединений между двумя оконечными пунктами организуется всегда по одному и тому же пути (маршруту). Фактически сеть с маршрутизацией по фиксированным путям - это сеть, в которой закрепляются на постоянной основе виртуальные каналы за каждой парой оконечных пунктов, в отличие от сети с виртуальными каналами, в которой маршруты между двумя конечными пунктами могут быть выбраны произвольно.

.

.

.

.

.

.

.

Амплитудно-импульсная модуляция - АИМ

(PAM - Pulse Amplitude Modulation)

Входной сигнал Дискреты АИМ сигнала Выходной сигнал

s(t) s'(t)

АИМ

ФНЧ

Амплитудно-импульсная модуляция Фильтр нижних частот

(последовательность импульсов,

или дискреты)

Если частота дискретизации меньше удвоенной величины верхней частоты спектра исходного сигнала, первичный сигнал не может быть восстановлен без искажений.

Возникает явление наложения спектров (рис. "г").

а) Спектр входного сигнала

б) Спектр импульсной последовательности

-2t_д -t_д t_д +t_д +2 t_д

в) Спектр выходного сигнала без искажения, при f_д ≥ 2F

г) Спектр выходного сигнала с искажением, при f_д < 2F

Наложение спектров

Как показано на рис. "г", искажения в выходном сигнале возникают вследствие того, что боковые полосы частоты дискретизации попадают в выходной фильтр,

но не могут быть выделены из него путем фильтрации.

Примером возникновения таких искажений в системах дискретизации являются старые кинофильмы, в которых колеса автомобиля или телеги вращаются в обратном направлении (колесо поворачивается на 355°, а выглядит это на глаз так, если бы оно повернулось на 5°).

Аналогичная ситуация происходит с процессом возникновения помех

наложения спектров в речевых (звуковых) сигналах, когда сигнал с частотой 5,5кГц модулируется с частотой 8,0кГц, при частоте дискретизации: 5,5,кГц х 2=11,0кГц - в соответствии с теоремой Котельникова (Найквиста).

В этом примере на выходе восстанавливающего фильтра нижних частот на приемном конце возникает сигнал помехи с частотой 2,5кГц, который не поступал от источника, т.е. сигнал помехи из-за наложения спектров в речевых сигналах.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Пример преобразования речевого сигнала с частотой 5,5кГц в сигнал

помехи с частотой 2,5кГц.

Речевой сигнал 5,5кГц Частота помехи 2,5кГц

Фильтр нижних частот (ФНЧ) с частотой среза 4,0кГц устанавливается на передающем УК (КС) и предназначен для ограничения спектра непрерывного речевого сигнала перед дискретизацией. Из него удаляются составляющие ниже нижней частоты разговорного спектра (0,3кГц) и с частотой выше верхней частоты спектра (3,4кГц). МСЭ-Т рекомендует округлять верхнюю частоту спектра до 4,0кГц, даже, если этими составляющими можно было бы пренебречь, как неслышимыми.

Без входного ФНЧ, который также предназначен для подавления очень низких частот, чтобы удалить фон частоты 50,0Гц - 0,0Гц, проникающий из сетей электропитания, невозможно устранить помехи вследствие наложения спектров.

Функциональная схема системы с АИМ

s(t) Дискреты АИМ-сигнала s'(t)

ФНЧ

4,0кГц

УД

УСА

ФНЧ

4,0кГц

Источник Устройство Устройство Выходной

сигнала (речь) дискретизации ступенчатой сигнал

аппроксимации

За счет использования аппроксимации дискретного сигнала, уровень мощности сигнала на выходе выходного фильтра (ФНЧ) практически не снижается по сравнению с уровнем мощности входного сигнала.

Шаблон для входного фильтра (рекомендован МСЭ-Т, или ITU-T)

дБ

-10

-20

-30

3,4 4,0 кГц

.

.

.

.

.

.

.

.

.