- •1. Принципы организации связи в телекоммуникационных системах.
- •Сообщения, сигналы и методы их модуляции
- •1.1.1. Сообщения и принципы их передачи
- •1.1.2. Качество передачи сообщения.
- •1.1.3. Спектральное представление электрического сигнала.
- •1.1.4 Представление непрерывных сигналов дискретными
- •1.1.5 Аналоговые и цифровые сигналы
- •1.1.6 Модуляция и демодуляция электрического сигнала.
- •Непрерывные виды модуляции.
- •Импульсные виды модуляции.
- •Импульсно-кодовая модуляция (икм).
- •Частота дискретизации электрического сигнала.
- •Квантование амплитуды электрического сигнала.
- •Цифровая система передачи.
- •1.2. Импульсно-кодовая модуляция - основа построения цифровых систем передачи.
- •Система икм.
- •Система синхронизации.
- •Группообразование системы икм.
- •1.2.4 Плезиохронная и синхронная цифровые иерархии
- •L.3. Асинхронные методы передачи.
- •1.3.1 Метод передачи пакетов
- •Физический уровень
- •Канальный уровень.
- •Сетевой уровень
- •Транспортный уровень
- •Сеансовый уровень
- •Представительный уровень
- •Прикладной уровень
- •1.3.2 Асинхронный метод передачи
- •1.4 Основные принципы построения телекоммуникационных сетей.
- •1.4.1 Системы передачи информации
- •1.4.2 Системы распределения информации
- •2. Маршрутизация в каналах связи сетевой уровень
- •2.1. Коммутация информациооных потоков в сетях
- •2.2 Маршрутизация в информационных сетях
- •2.2.1. Проблема маршрутизации в информационных сетях.
- •2.2.2. Методы маршрутизации, основанные на выборе кратчайшего пути.
- •2.2.3 Централизованные алгоритмы нахождения кратчайшего пути
- •2.2.4 Распределенный асинхронный алгоритм Беллмана-Форда.
- •Исходный граф сети
- •2.2.5 Адаптивная маршрутизация, основанная на кратчайших путях.
- •2.2.6. Волновые методы маршрутизации
- •3. Физические основы передачи (процессы физического 1-го уровня)
- •3.1 Электрические линии как передаточные элементы
- •Влияние длины проводника на передачу высокочастотных сигналов
- •3.2 Уравнения линий связи
- •3.3 Передаточные характеристики электрических линий
- •3.3.1 Статический коэффициент передачи
- •3.3.2. Свойства проводника, потерями в котором можно пренебречь
- •3.3.3. Свойства проводника, потерями в котором нельзя пренебречь
- •3.4 Передача сигналов по световодам
- •3.4.1 Принцип действия оптических передающих систем
- •3.4.2 Передаточные свойства световода
- •Удобно, однако, пользоваться этой формулой в виде:
- •3.4.3 Источники и детекторы светового излучения
- •4. Передача данных на физическом уровне.
- •4.1 Спектр модулированного сигнала.
- •4.2 Цифровое кодирование.
- •4.2.1 Требования к методам цифрового кодирования.
- •Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией.
- •Потенциальный код с инверсией при единице.
- •Биполярный импульсный код.
- •Манчестерский код.
- •4.3 Логическое кодирование
- •4.4 Интерфейсы физического уровня
- •5. Методы доступа к сети
- •5.1. Система опроса/выбора.
- •5.3. Множественный доступ с временным разделением (tdma)
- •5.4. Протокол bsc.
- •5.4.1. Форматы bsc и управляющие коды.
- •5.4.2. Режимы канала
- •5.4.3. Управление каналом
- •5.4.4. Проблемы, связанные с bsc
- •5.5. Протокол hdlc.
- •5.5.1. Формат кадра hdlc
- •5.5.2. Кодонезависимость и синхронизация hdlc
- •5.5.3. Управляющее поле hdlc
- •5.5.4. Команды и ответы
- •5.5.5. Процесс передачи в протоколе hdlc
- •5.5.6. Подмножества hdlc
- •6. Организация мультиплексных каналов последовательной передачи информации
- •6.1. Мультиплексная линия передачи информации.
- •6.2. Виды сообщений при организации обмена информацией по млпи.
- •6.3. Форматы слов при организации обмена информацией.
- •6.4. Обобщенная логическая структура оконечного устройства.
- •6.5. Примеры применения принципов мультиплексирования в бортовом оборудовании летательных аппаратов.
- •6.6. Недостатки мкио, реализованного по стандарту мil-std-1553в.
- •7. Волоконно-оптические каналы связи для организации обмена информацией между элементами комплекса
- •8. Помехоустойчивость и кодирование.
- •9. Криптографическая защита данных.
- •9.1. Криптографические системы с открытым ключом. Метод rsa.
- •9.1.1. Алгоритм метода.
- •9.1.2. Пример работы метода.
- •9.1.3. Характеристика метода.
- •9.1.4. Программа демонстрации работы метода шифровании rsa.
- •Порядок выполнения программы.
1.4.2 Системы распределения информации
К устройствам распределения информации (УРИ) относится аппаратура, обеспечивающая коммутацию между собой отдельных каналов связи и абонентских линий. Каналообразующая аппаратура и устройства распределения информации образуют узел коммутации.
Принципы организации связи
Два и более трактов передачи информации, скоммутированных последовательно один за другим с помощью устройств распределения информации образуют соединительный тракт передачи информации (СТПИ). При создании соединительного тракта между двумя АП говорят, что между ними скоммутирован канал связи. Возможна коммутация и многоканальных линий связи.
2. Маршрутизация в каналах связи сетевой уровень
Методы коммутации, маршрутизация и управления информационными потоками представляют собой те средства, с помощью которых решается задача организации эффективного обмена информацией в спутниковых сетях.
В общем случае управление процессом обмена информацией в СРС может быть разделено на управление интенсивностью передаваемых по сети информационных потоков и распределением этих потоков по сети.
Управление интенсивностью информационных потоков должно обеспечить функционирование сети без перегрузок на основе компромисса между временем доставки информации и ограничением траффика. При этом различают управление интенсивностью потоков, входящих в сеть и потоков, формируемых узлами коммутации сети.
Управление распределением информационных потоков по сети осуществляется либо на основе управления структурой сети (характеристиками каналов), либо посредством управления путями (маршрутами) передачи информации по сети без изменения ее структуры. На эффективность решения указанных задач существенное влияние оказывает выбранный метод коммутации. В общем случае управление процессом обмена информацией в сети может быть сведено к процедуре маршрутизации только при небольших интенсивностях входящих в сеть информационных потоков. При увеличении этих интенсивностей возникает возможность перегрузки сети, вследствие чего появляется необходимость в ограничении потоков информации. Таким образом, методы и алгоритмы коммутации, маршрутизации и ограничения информационных потоков, реализуемые в протоколах канального сетевого и транспортного уровней, в совокупности обеспечивают решение задачи управления процессом обмена информацией в СРС [1], [2].
2.1. Коммутация информациооных потоков в сетях
Различают следующие виды коммутаций информационных потоков в спутниковых радиосетях:
- коммутация каналов,. которая в общем случае может осуществляться на физическом или логическом уровнях;
- коммутация сообщений;
- коммутация пакетов.
Коммутация каналов предполагает закрепление канала, связывающего абонентов сети, на все время сеанса связи. При этом в цифровых сетях с КК (логическая коммутация) возможны два способа коммутации. В первом случае реализуется побитовая коммутация, во втором - блочная коммутация, например побайтовая, когда перенос информации с входящего канала на исходящий осуществляется через промежуточную память поблочно.
К недостаткам метода коммутации каналов можно отнести: невозможность трансформации скоростей и кодов, что определяет необходимость использования однотипной оконечной аппаратуры; трудности организации многоадресной и циркулярной передачи информации; потерю заявок на установление соединения в случае отсутствия свободных каналов или малую полезную загрузку каналов при необходимости обеспечить достаточно малую вероятность потерь.
От этих недостатков практически свободны сети с коммутацией сообщений, в которых подлежащее передаче сообщение поступает из сходящего канала в память, а затем выдается в требуемый исходящий канал. Сети с коммутацией сообщений, особенно при высоких коэффициентах использования каналов связи, требуют весьма больших объемов запоминающих устройств в узлах коммутации [3].
Стремление упростить оборудование узлов коммутации и уменьшать время доставки информации привело к методу коммутации пакетов. При этом длинное сообщение разбивается на отдельные блоки (кодограммы), передаваемые по сети в виде пакетов.
Метод коммутации пакетов сохраняет основные преимущества метода коммутации сообщений, но значительно снижает требования к объему ЗУ в узлах коммутации, т.к. размер пакета существенно меньше размера сообщения. Метод коммутации пакетов имеет две основные разновидности:
- коммутация дейтаграмм (режим дейтаграммной службы), при которой отдельные пакеты по сети передаются независимо, в общем случае по различным путям, и "сшиваются" в сообщение в узле-получателе информации;
- коммутация виртуальных каналов (режим виртуальных соединений), при котором все пакеты одного сообщения достигают получателя по одному маршруту, определяемому на этапе установления виртуального канала.
Принципиальное отличие скоммутированного канала от виртуального соединения заключается в том, что канал, скоммутированный для обмена информацией между двумя абонентами, недоступен для других абонентов, даже если в некоторый момент времени по нему ничего не передается.
В режиме ВК происходит так называемое статистическое разделение каналов, позволяющее в случае пульсирующей нагрузки по виртуальному каналу в паузах передавать информацию в интересах других абонентов. Все преимущества КК при этом сохраняются: малое время задержки в узлах коммутации, сохранение порядка следования пакетов и т.п.
К достоинствам метода КП следует отнести:
возможность эффективного использования пропускной он способности сети при передаче коротких порций информации;
возможность обеспечения малого времени задержки пакетов без закрепления для взаимодействующих абонентов пропускной способности каналов;
высокую надежность и живучесть, связанные с возможностью использования альтернативных маршрутов при выходе из строя отдельных каналов связи или узлов сети, - увеличение скрытности передачи информации, т.к. отдельные пакеты сообщения следуют своими маршрутами, и через промежуточные узлы сообщение в полном объеме не проходит.
Вместе с тем для метода КП характерны и определенные недостатки [7]:
при некоторых условиях работы сети (например, при большом траффике) времена доставки информации могут быть слишком большими;
метод не обеспечивает прозрачности во времени при передаче информации, т.е. среднеквадратическое отклонение времени доставки отдельных пакетов может быть не нулевым, а в случае коммутации ДГ отдельные пакеты могут прибывать к получателю с нарушением их последовательности;
в определенных условиях метод КП уступает методу КК по показателю использования пропускной способности. Анализ показывает, что области эффективного использования различных методов коммутации зависят от длины передаваемых сообщений, от уровня загрузки сети, времени распространения в канале, времени обработки в узле коммутации и т.п. Стремления преодолеть недостатки "чистых" методов коммутации вызвало появление большого числа гибридных методов коммутации, являющихся синтезом методов КК и КП, а также методов адаптивной коммутации, при которой алгоритм коммутации динамически меняется в зависимости от состояния сети в данный момент [7].