- •1.Аналоговая и дискретная модуляция.
- •2.Архитектура составной сети. Классификация, функции и характеристики маршрутизаторов.
- •3.Архитектура составной сети. Принципы и протоколы маршрутизации.
- •4.Взаимодействие двух компьютеров: задача физической передачи данных по линиям связи.
- •5.Взаимодействие нескольких компьютеров: топология физических связей и адресация узлов сети.
- •6.Глобальные сети с коммутацией каналов: аналоговые телефонные сети, цифровые сети с интегральными услугами isdn.
- •15.2. Цифровые сети с интегральными услугами (isdn)
- •7.Глобальные сети с коммутацией пакетов: техника виртуальных каналов, сети atm.
- •8.Глобальные сети с коммутацией пакетов: техника виртуальных каналов, сети х.25, Frame Relay.
- •Назначение и структура сетей х.25
- •9.Задачи коммутации и мультиплексирования.
- •4.4. Характеристики линий связи
- •10.Задачи распределенной обработки данных. Классификация сетей по способам распределения данных.
- •11.История и тенденции развития компьютерных сетей: сближение глобальных и локальных сетей, компьютерных и телекоммуникационных сетей.
- •12.История и тенденции развития компьютерных сетей: эволюция вычислительных систем.
9.Задачи коммутации и мультиплексирования.
В настоящее время для мультиплексирования абонентских каналов используются: – техника частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM); – техника мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing, TDM); – техника мультиплексирования по длине волны (Wave Division Multiplexing).
Частотное мультиплексирование
Техника частотного мультиплексирования каналов была разработана для телефонных сетей, но применяется она и для других видов сетей, например сетей кабельного телевидения.
Для разделения абонентских каналов характерна техника модуляции высокочастотного несущего синусоидального сигнала низкочастотным (например, речевым) сигналом. В результате спектр модулированного сигнала переносится в другой диапазон, который симметрично располагается относительно несущей частоты и имеет ширину, приблизительно совпадающую с шириной модулирующего сигнала.
Таким образом, в одном широкополосном канале можно одновременно передавать сигналы нескольких абонентских каналов. На входы FDM-коммутатора поступают исходные сигналы от абонентов телефонной сети. Коммутатор выполняет перенос частоты каждого канала в свой диапазон частот. Обычно высокочастотный диапазон делится на полосы, которые отводятся для передачи данных абонентских каналов. Чтобы низкочастотные составляющие сигналов разных каналов не смешивались между собой, полосы делают определенной ширины с запасом (4 кГц для передачи голоса). Канал между коммутаторами называют уплотненным.
Выходной FDM-коммутатор выделяет модулированные сигналов каждой несущей частоты и передает их на соответствующий выходной канал.
В сетях на основе FDM-коммутации принято несколько уровней иерархии уплотненных каналов. Например, в телефонии. Первый уровень – 12 абонентских каналов – базовая группа. Второй уровень – 5 базовых групп –супергруппу. Третий уровень – десять супергрупп – главная группа (передает данные 600 абонентов одновременно).
FDM-коммутаторы могут выполнять как динамическую, так и постоянную коммутацию.
Волновое мультиплексирование
Сети с мультиплексированием по длине волны (WDM и DWDM) используют тот же принцип частотного разделения каналов, но только информационным сигналом в них является не электрический ток, а свет. Соответственно, изменяется и частотный диапазон, в котором образуются пользовательские каналы – это инфракрасный диапазон с длинами волн от 850 до 1565 нм, что соответствует частотам от 196 до 350 ТГц.
В магистральном канале обычно мультиплексируется несколько спектральных каналов – до 16, 32, 40, 80 или 160 (начиная с 16 каналов, такая техника мультиплексирования называется обычно плотной, то есть Dense WDM или DWDM). Внутри такого спектрального канала данные могут кодироваться как дискретным способом, так и аналоговым. Отличие сетей WDM/DWDM от сетей FDM заключается в скоростях передачи информации. Сети FDM обычно обеспечивают скорость в 36 Мбит/с (из расчета 64 кбит/с на один из 600 каналов). Сети DWDM обеспечивают пропускную способность до сотен гигабит и даже нескольких терабит в секунду.
Мультиплексирование с разделением времени
Ориентировано на передачу дискретной информации. Реже используется название – техника синхронного режима передачи (Synchronous Transfer Mode, STM).
Аппаратура TDM-сетей – мультиплексоры, коммутаторы, демультиплексоры. За цикл работы оборудования обслуживаются все абонентские каналы. Цикл равен 125 мкс. Каждому соединению выделяется один квант времени цикла работы аппаратуры, называемый также тайм-слотом. Длительность тайм-слота зависит от числа абонентских каналов, обслуживаемых мультиплексором TDM или коммутатором.
Мультиплексор принимает информацию по N входным каналам от конечных абонентов, каждый из которых передает данные по абонентскому каналу со скоростью 64 кбит/с – 1 байт каждые 125 мкс. В каждом цикле мультиплексор выполняет следующие действия:
– прием от каждого канала очередного байта данных; – составление из принятых байтов уплотненного кадра или обоймы; – передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной N х 64 кбит/с.
Количество обслуживаемых мультиплексором абонентских каналов зависит от его быстродействия. Например, мультиплексор Т1 (первый промышленный мультиплексор TDM), поддерживает 24 входных абонентских канала, создавая на выходе обоймы стандарта Т1, передаваемые с битовой скоростью 1,544 Мбит/с.
Демультиплексор выполняет обратную задачу.
Существует модификация техники TDM, называемая статистическим разделением канала во времени (Statistical TDM, STDM}. Эта техника разработана для того, чтобы с помощью временно свободных тайм-слотов одного канала можно было увеличить пропускную способность остальных. Для этого каждый байт данных дополняется полем адреса небольшой длины, например в 4 или 5 бит, что позволяет мультиплексировать 16 или 32 канала. Техника STDM не нашла широкого применения. Развитием идей статистического мультиплексирования стала технология асинхронного режима передачи – ATM.