طبقه بندی شبکه ها

با توزیع سرزمینی

PAN (شبکه ناحیه شخصی) - یک شبکه شخصی که برای تعامل طراحی شده است دستگاه های مختلفمتعلق به همان مالک

LAN (شبکه محلی) - شبکه های محلیداشتن یک زیرساخت بسته قبل از رسیدن به ارائه دهندگان خدمات. اصطلاح "LAN" می تواند هم یک شبکه اداری کوچک و هم شبکه ای را در سطح یک کارخانه بزرگ با مساحت چند صد هکتار توصیف کند. منابع خارجی حتی شعاع حدود شش مایل (10 کیلومتر) را تخمین زده اند. شبکه های محلی شبکه های بسته هستند، دسترسی به آنها فقط مجاز است دایره محدودکاربرانی که کار در چنین شبکه ای به طور مستقیم با فعالیت های حرفه ای آنها مرتبط است.

CAN (شبکه منطقه پردیس) - شبکه های محلی ساختمان های مجاور را متحد می کند.

MAN (شبکه منطقه شهری) - شبکه های شهری بین مؤسسات در یک یا چند شهر که بسیاری از شبکه های محلی را به هم متصل می کند.

WAN (شبکه گسترده) یک شبکه جهانی است که مناطق جغرافیایی بزرگی را شامل شبکه‌های محلی و سایر شبکه‌ها و دستگاه‌های مخابراتی را پوشش می‌دهد. نمونه ای از WAN یک شبکه سوئیچینگ بسته (فریم رله) است که از طریق آن شبکه های مختلف کامپیوتری می توانند با یکدیگر "گفتگو" کنند. شبکه های جهانیباز هستند و روی خدمت به هر کاربر متمرکز هستند.

اصطلاح "شبکه سازمانی" نیز در ادبیات برای اشاره به ترکیب چندین شبکه استفاده می شود که هر یک می توانند بر اساس اصول فنی، نرم افزاری و اطلاعاتی متفاوتی ساخته شوند.

بر اساس نوع تعامل عملکردی

مشتری-سرور، شبکه مختلط، شبکه همتا به همتا، شبکه چند همتا

بر اساس نوع توپولوژی شبکه

تایر، حلقه، دو حلقه، ستاره، لانه زنبوری، مشبک، درخت، درخت چاق

بر اساس نوع رسانه انتقال

سیمی (سیم تلفن، کابل کواکسیال، جفت پیچ خورده، کابل فیبر نوری)

بی سیم (انتقال اطلاعات از طریق امواج رادیویی در محدوده فرکانسی مشخص)

با هدف عملکردی

شبکه های ذخیره سازی، مزارع سرور، شبکه های کنترل فرآیند، شبکه های SOHO، شبکه های خانگی

با سرعت انتقال

سرعت پایین (تا 10 مگابیت بر ثانیه)، سرعت متوسط ​​(تا 100 مگابیت بر ثانیه)، سرعت بالا (بیش از 100 مگابیت بر ثانیه)؛

در صورت لزوم برای حفظ یک اتصال ثابت

شبکه بسته مانند Fidonet و UUCP، شبکه آنلاین مانند اینترنت و GSM

شبکه های سوئیچ مدار

یکی از مهمترین مسائل در شبکه های کامپیوتری بحث سوئیچینگ است. مفهوم سوئیچینگ شامل:

1. مکانیسم توزیع مسیر برای انتقال داده

2. استفاده همزمانکانال ارتباطی

ما در مورد یکی از راه های حل مشکل سوئیچینگ، یعنی در مورد شبکه های سوئیچ مدار صحبت خواهیم کرد. اما باید توجه داشت که اینطور نیست تنها راهحل مشکل در شبکه های کامپیوتری اما بیایید به اصل موضوع نزدیک شویم. شبکه های سوئیچ مداریک بخش (کانال) فیزیکی مشترک و ناگسستنی از ارتباط بین گره های انتهایی را تشکیل می دهند که داده ها با سرعت یکسان از آن عبور می کنند. لازم به ذکر است که به دلیل عدم وجود "توقف" در بخش های خاص، سرعت یکسانی حاصل می شود، زیرا مسیر از قبل مشخص است.

برقراری ارتباط با شبکه های سوئیچ مدارهمیشه اول شروع می شود، زیرا بدون اتصال نمی توانید مسیری را به هدف مورد نظر برسید. و پس از برقراری ارتباط، می توانید با خیال راحت داده های لازم را انتقال دهید. بیایید نگاهی به مزایای شبکه های سوئیچ مدار بیندازیم:

1. سرعت انتقال داده ها همیشه یکسان است

2. هیچ تاخیری در گره ها در طول انتقال داده وجود ندارد، که برای رویدادهای مختلف آنلاین (کنفرانس، ارتباطات، پخش ویدئو) مهم است.

خوب، حالا لازم است چند کلمه در مورد کاستی ها بگویم:

1. همیشه امکان برقراری ارتباط وجود ندارد، i.e. گاهی اوقات ممکن است شبکه مشغول باشد

2. ما نمی توانیم بلافاصله داده ها را بدون ایجاد یک اتصال، یعنی. زمان تلف می شود

3. استفاده نه چندان کارآمد از کانال های ارتباطی فیزیکی

اجازه دهید در مورد آخرین منفی توضیح دهم: هنگام ایجاد یک کانال ارتباطی فیزیکی، ما به طور کامل کل خط را اشغال می کنیم و فرصتی برای دیگران برای اتصال به آن باقی نمی گذاریم.

به نوبه خود، شبکه های سوئیچ مدار با استفاده از رویکردهای تکنولوژیکی مختلف به 2 نوع تقسیم می شوند:

1. سوئیچینگ مدار مبتنی بر تقسیم فرکانس (FDM).

طرح کار به شرح زیر است:

1. هر کاربر یک سیگنال را به ورودی های سوئیچ ارسال می کند

2. تمام سیگنال ها با کمک سوئیچ باندهای ΔF را با استفاده از روش مدولاسیون فرکانس سیگنال پر می کنند.

2. سوئیچینگ مدار بر اساس مالتی پلکس تقسیم زمانی (TDM)

اصل سوئیچینگ مداربر اساس زمان مالتی پلکس بسیار ساده است. بر اساس تقسیم زمانی است، یعنی. هر کانال ارتباطی به نوبه خود سرویس دهی می شود و مدت زمان ارسال سیگنال به مشترک کاملاً تعریف شده است.

3. سوئیچینگ بسته
این تکنیک سوئیچینگ به طور خاص برای انتقال کارآمد ترافیک رایانه طراحی شده است. اولین قدم ها به سوی خلقت شبکه های کامپیوتربر اساس تکنیک های سوئیچینگ مدار نشان داده است که این نوع سوئیچینگ اجازه دستیابی به توان عملیاتی بالای شبکه را نمی دهد. برنامه های کاربردی شبکه معمولی ترافیک را به صورت بسیار پراکنده ایجاد می کنند، با سطوح بالایی از انفجار نرخ داده. به عنوان مثال، هنگام دسترسی به یک سرور فایل راه دور، کاربر ابتدا محتویات دایرکتوری آن سرور را مشاهده می کند که منجر به انتقال مقدار کمی داده می شود. سپس فایل مورد نیاز را در داخل باز می کند ویرایشگر متن، و این عملیات می تواند تبادل اطلاعات بسیار زیادی ایجاد کند، به خصوص اگر فایل حاوی اجزاء گرافیکی بزرگ باشد. پس از نمایش چند صفحه از یک فایل، کاربر برای مدتی به صورت محلی با آنها کار می کند که به هیچ وجه نیازی به انتقال شبکه ندارد و سپس کپی های اصلاح شده صفحات را به سرور برمی گرداند - دوباره انتقال شبکه فشرده ایجاد می کند.

ضریب ریپل ترافیک یک کاربر شبکه، برابر با نسبت میانگین شدت تبادل داده به حداکثر ممکن، می تواند به 1:50 یا حتی 1:100 برسد. اگر برای جلسه توصیف شده، سوئیچ کانال را بین رایانه کاربر و سرور سازماندهی کنیم، در اکثر مواقع کانال بیکار خواهد بود. در عین حال قابلیت های سوئیچینگ شبکه به این جفت مشترک اختصاص داده می شود و در اختیار سایر کاربران شبکه قرار نخواهد گرفت.

هنگامی که سوئیچینگ بسته اتفاق می افتد، تمام پیام های ارسال شده توسط کاربر در گره منبع به قطعات نسبتاً کوچکی به نام بسته تقسیم می شوند. بیایید به یاد بیاوریم که یک پیام یک قطعه منطقی کامل شده از داده است - یک درخواست برای انتقال یک فایل، یک پاسخ به این درخواست شامل کل فایل و غیره. پیام ها می توانند از هر طولی باشند، از چند بایت تا چندین مگابایت. برعکس، بسته‌ها معمولاً می‌توانند طول متغیری داشته باشند، اما در محدوده‌های باریک، مثلاً از 46 تا 1500 بایت. هر بسته با یک هدر ارائه می شود که اطلاعات آدرس مورد نیاز برای تحویل بسته به گره مقصد و همچنین شماره بسته ای که توسط گره مقصد برای جمع آوری پیام استفاده می شود را مشخص می کند (شکل 3). بسته ها از طریق شبکه به عنوان بلوک های اطلاعاتی مستقل منتقل می شوند. سوئیچ های شبکه بسته ها را از گره های انتهایی دریافت می کنند و بر اساس اطلاعات آدرس، آنها را به یکدیگر و در نهایت به گره مقصد ارسال می کنند.

سوئیچ های شبکه بسته با سوئیچ های مدار تفاوت دارند زیرا دارای حافظه بافر داخلی برای ذخیره موقت بسته ها هستند اگر درگاه خروجی سوئیچ در زمان دریافت بسته مشغول ارسال بسته دیگری باشد (شکل 3). در این حالت بسته برای مدتی در صف بسته در حافظه بافر پورت خروجی باقی می ماند و وقتی نوبت به آن رسید به سوییچ بعدی منتقل می شود. این طرح انتقال داده به شما امکان می دهد ضربان ترافیک را در پیوندهای ستون فقرات بین سوئیچ ها صاف کنید و در نتیجه از آنها به طور موثر برای افزایش ظرفیت شبکه به عنوان یک کل استفاده کنید.

در واقع، برای یک جفت مشترک، مؤثرترین کار این است که تنها استفاده از یک کانال ارتباطی سوئیچ شده برای آنها فراهم شود، همانطور که در شبکه های سوئیچ مدار انجام می شود. در این حالت، زمان تعامل این جفت مشترک حداقل خواهد بود، زیرا داده ها بدون تاخیر از یک مشترک به مشترک دیگر منتقل می شوند. مشترکین علاقه ای به قطعی کانال در طول مکث انتقال ندارند؛ برای آنها مهم است که مشکل خود را به سرعت حل کنند. یک شبکه سوئیچ بسته، روند تعامل بین یک جفت مشترک خاص را کند می کند، زیرا بسته های آنها می توانند در سوئیچ ها منتظر بمانند در حالی که سایر بسته هایی که زودتر به سوئیچ رسیده اند در امتداد پیوندهای ستون فقرات منتقل می شوند.

با این حال، مقدار کل داده های رایانه ای که توسط شبکه در واحد زمان با استفاده از تکنیک سوئیچینگ بسته منتقل می شود، بیشتر از استفاده از تکنیک سوئیچینگ مدار خواهد بود. این امر به این دلیل اتفاق می‌افتد که ضربان‌های تک تک مشترکان، مطابق با قانون اعداد بزرگ، در زمان توزیع می‌شوند تا پیک‌های آن‌ها با هم مطابقت نداشته باشند. بنابراین، سوئیچ ها به طور مداوم و نسبتاً یکنواخت با کار بارگیری می شوند اگر تعداد مشترکانی که به آنها خدمت می کنند واقعاً زیاد باشد. در شکل شکل 4 نشان می‌دهد که ترافیکی که از گره‌های انتهایی به سوییچ‌ها می‌آید در طول زمان بسیار نابرابر توزیع می‌شود. با این حال، سوئیچ‌های سطح بالاتر در سلسله مراتبی که اتصالات سرویس بین سوئیچ‌های سطح پایین‌تر به طور یکنواخت بارگذاری می‌شوند، و جریان بسته در پیوندهای ترانک که سوئیچ‌های سطح بالایی را به هم متصل می‌کنند، تقریباً حداکثر استفاده را دارند. بافر موج ها را صاف می کند، بنابراین ضریب ریپل در کانال های ترانک بسیار کمتر از کانال های دسترسی مشترک است - می تواند برابر با 1:10 یا حتی 1:2 باشد.

راندمان بالاتر شبکه های سوئیچ بسته در مقایسه با شبکه های سوئیچ مدار (با ظرفیت کانال ارتباطی برابر) در دهه 60 به صورت تجربی و با استفاده از مدل سازی شبیه سازی ثابت شد. یک قیاس با چندبرنامه‌نویسی در اینجا مناسب است. سیستم های عامل. اجرای هر برنامه منفرد در چنین سیستمی نسبت به سیستم تک برنامه ای بیشتر طول می کشد، جایی که برنامه تمام زمان پردازشگر را تا پایان اجرای آن اختصاص می دهد. با این حال، تعداد کل برنامه های اجرا شده در واحد زمان در یک سیستم چند برنامه ای بیشتر از یک سیستم تک برنامه ای است.
یک شبکه سوئیچ بسته، روند تعامل بین یک جفت مشترک خاص را کند می کند، اما توان عملیاتی شبکه را به عنوان یک کل افزایش می دهد.

تأخیر در منبع انتقال:

· زمان انتقال هدرها.

· تأخیرهای ناشی از فواصل بین ارسال هر بسته بعدی.

تاخیر در هر سوئیچ:

· زمان بافر بسته.

زمان تعویض، که شامل موارد زیر است:

o زمان انتظار برای یک بسته در صف (مقدار متغیر).

o زمانی که طول می کشد تا یک بسته به درگاه خروجی منتقل شود.

مزایای سوئیچینگ بسته

1. توان عملیاتی بالای شبکه هنگام انتقال ترافیک انفجاری.

2. امکان توزیع مجدد پویا ظرفیت کانال های ارتباطی فیزیکی بین مشترکین مطابق با نیازهای واقعی ترافیک آنها.

معایب سوئیچینگ بسته

1. عدم قطعیت در نرخ انتقال داده بین مشترکین شبکه، به دلیل اینکه تاخیر در صف های بافر سوئیچ های شبکه به بار کلی شبکه بستگی دارد.

2. تأخیر متغیر بسته‌های داده، که می‌تواند در زمان‌های شلوغی آنی شبکه بسیار طولانی باشد.

3. از دست دادن داده های احتمالی به دلیل سرریز بافر.
در حال حاضر، روش‌هایی برای غلبه بر این کاستی‌ها، که مخصوصاً برای ترافیک حساس به تاخیر که به سرعت انتقال ثابت نیاز دارند، به طور فعال توسعه و پیاده‌سازی می‌شوند. چنین روش هایی را روش های کیفیت خدمات (QoS) می نامند.

شبکه‌های سوئیچ بسته، که روش‌های کیفیت خدمات را پیاده‌سازی می‌کنند، امکان انتقال همزمان انواع مختلف ترافیک، از جمله موارد مهمی مانند ترافیک تلفن و رایانه را فراهم می‌کنند. بنابراین، امروزه روش‌های سوئیچینگ بسته امیدوارکننده‌ترین روش‌ها برای ایجاد یک شبکه همگرا هستند که خدمات جامع با کیفیت بالا را برای مشترکین از هر نوع ارائه می‌کند. با این حال، روش های سوئیچینگ مدار را نمی توان تخفیف داد. امروزه آنها نه تنها در شبکه‌های تلفن سنتی با موفقیت کار می‌کنند، بلکه به طور گسترده برای ایجاد اتصالات دائمی پرسرعت در شبکه‌های به اصطلاح اصلی (بنگاه) فناوری‌های SDH و DWDM استفاده می‌شوند که برای ایجاد کانال‌های فیزیکی ستون فقرات بین تلفن یا استفاده می‌شوند. سوئیچ های شبکه کامپیوتری در آینده، کاملاً ممکن است که فن‌آوری‌های سوئیچینگ جدیدی پدیدار شوند، به شکلی که اصول سوئیچینگ بسته و کانال را با هم ترکیب کنند.

4.VPN شبکه خصوصی مجازی- مجازی شبکه خصوصی) یک نام کلی برای فناوری هایی است که اجازه یک یا چند مورد را می دهد اتصالات شبکه(شبکه منطقی) در بالای شبکه دیگری (مانند اینترنت). علیرغم این واقعیت که ارتباطات از طریق شبکه هایی با سطح اعتماد ناشناخته پایین تر (به عنوان مثال، روی شبکه های عمومی) انجام می شود، سطح اعتماد در شبکه منطقی ساخته شده به سطح اعتماد به آن بستگی ندارد. شبکه های اصلیبه لطف استفاده از ابزارهای رمزنگاری (رمزگذاری، احراز هویت، زیرساخت کلیدهای عمومی، به معنای محافظت در برابر تکرارها و تغییرات در پیام های ارسال شده از طریق یک شبکه منطقی است).

بسته به پروتکل های مورد استفاده و هدف، VPN می تواند ارائه دهد اتصال سهانواع: گره-گره,گره-شبکهو شبکه-شبکه. به طور معمول، VPN ها در سطوحی نه بالاتر از سطح شبکه مستقر می شوند، زیرا استفاده از رمزنگاری در این سطوح اجازه می دهد تا پروتکل های انتقال (مانند TCP، UDP) بدون تغییر استفاده شوند.

کاربران ویندوز مایکروسافتاصطلاح VPN یکی از پیاده سازی ها را نشان می دهد شبکه مجازی- PPTP که اغلب استفاده می شود نهبرای ایجاد شبکه های خصوصی

اغلب، برای ایجاد یک شبکه مجازی، پروتکل PPP در یک پروتکل دیگر - IP (این روش با اجرای پروتکل PPTP - Point-to-Point Tunneling Protocol) یا اترنت (PPPoE) استفاده می شود (اگرچه تفاوت هایی نیز دارند) کپسوله می شود. ). فناوری VPN در اخیرانه تنها برای ایجاد شبکه های خصوصی، بلکه توسط برخی از ارائه دهندگان "آخرین مایل" در فضای پس از شوروی برای ارائه دسترسی به اینترنت استفاده می شود.

با سطح پیاده سازی مناسب و استفاده از نرم افزارهای خاص، شبکه VPN می تواند سطح بالایی از رمزگذاری اطلاعات ارسالی را فراهم کند. در تنظیم صحیحفناوری VPN تمام اجزاء ناشناس بودن را در اینترنت تضمین می کند.

یک VPN از دو بخش تشکیل شده است: یک شبکه "داخلی" (کنترل شده)، که ممکن است چندین مورد از آن وجود داشته باشد، و یک شبکه "خارجی" که از طریق آن یک اتصال کپسوله شده (معمولا اینترنت) عبور می کند. همچنین امکان اتصال یک کامپیوتر جداگانه به شبکه مجازی نیز وجود دارد. اتصال یک کاربر راه دور به VPN از طریق یک سرور دسترسی انجام می شود که به شبکه داخلی و خارجی (عمومی) متصل است. هنگامی که یک کاربر راه دور متصل می شود (یا هنگام برقراری اتصال به شبکه ایمن دیگر)، سرور دسترسی به یک فرآیند شناسایی و سپس یک فرآیند احراز هویت نیاز دارد. پس از اتمام موفقیت آمیز هر دو فرآیند، کاربر راه دور ( شبکه راه دور) دارای اختیاری برای کار در شبکه است، یعنی یک فرآیند مجوز رخ می دهد. راه حل های VPN را می توان بر اساس چندین پارامتر اصلی طبقه بندی کرد:

[ویرایش] با توجه به میزان امنیت محیط مورد استفاده

حفاظت شده

رایج ترین نسخه شبکه های خصوصی مجازی. با کمک آن می توان یک شبکه قابل اعتماد و امن بر اساس یک شبکه غیر قابل اعتماد، معمولا اینترنت ایجاد کرد. نمونه هایی از VPN های امن عبارتند از: IPSec، OpenVPN و PPTP.

مورد اعتماد

آنها در مواردی استفاده می شوند که رسانه انتقال را می توان قابل اعتماد در نظر گرفت و فقط برای حل مشکل ایجاد یک زیرشبکه مجازی در داخل ضروری است. شبکه بزرگتر. مسائل امنیتی بی ربط می شوند. نمونه هایی از چنین راه حل های VPN عبارتند از: سوئیچینگ برچسب چند پروتکلی (MPLS) و L2TP (پروتکل تونل سازی لایه 2) (به طور دقیق تر، این پروتکل ها وظیفه تضمین امنیت را به دیگران منتقل می کنند، به عنوان مثال، L2TP معمولاً در ارتباط با IPSec استفاده می شود) .

[ویرایش] بر اساس روش اجرا

در قالب نرم افزار و سخت افزار خاص

اجرای یک شبکه VPN با استفاده از مجموعه ای خاص از نرم افزار و سخت افزار انجام می شود. این پیاده سازی فراهم می کند عملکرد بالاو به عنوان یک قاعده، درجه بالایی از امنیت.

به عنوان یک راه حل نرم افزاری

استفاده کنید کامپیوتر شخصیبا خاص نرم افزار، ارائه عملکرد VPN.

راه حل یکپارچه

عملکرد VPN توسط مجموعه ای ارائه می شود که مشکلات فیلتر کردن ترافیک شبکه و سازماندهی را نیز حل می کند دیواره آتشو تضمین کیفیت خدمات

[ویرایش] همانطور که در نظر گرفته شده است

آنها برای متحد کردن چندین شعبه توزیع شده یک سازمان در یک شبکه امن واحد، تبادل داده ها از طریق کانال های ارتباطی باز استفاده می شوند.

VPN دسترسی از راه دور

برای ایجاد یک کانال امن بین یک بخش استفاده می شود شبکه شرکتی(دفتر مرکزی یا شعبه) و یک کاربر مجرد که در خانه کار می کند، به منابع شرکت متصل می شود کامپیوتر خانگی، لپ تاپ شرکتی، تلفن هوشمند یا کیوسک اینترنتی.

برای شبکه هایی استفاده می شود که کاربران «خارجی» (مثلاً مشتریان یا مشتریان) به آنها متصل می شوند. سطح اعتماد به آنها بسیار کمتر از کارمندان شرکت است، بنابراین لازم است "خطوط" حفاظتی ویژه ای ارائه شود که از دسترسی آنها به اطلاعات ویژه با ارزش و محرمانه جلوگیری یا محدود کند.

برای دسترسی به اینترنت توسط ارائه دهندگان استفاده می شود، معمولاً زمانی که چندین کاربر از طریق یک کانال فیزیکی متصل می شوند.

مشتری/سرور VPN

از داده های ارسال شده بین دو گره (نه شبکه) یک شبکه شرکتی محافظت می کند. ویژگی این گزینه این است که VPN بین گره هایی ساخته شده است که به طور معمول در همان بخش شبکه قرار دارند، به عنوان مثال، بین ایستگاه کاریو سرور این نیاز اغلب در مواردی ایجاد می شود که لازم است چندین شبکه منطقی در یک شبکه فیزیکی ایجاد شود. به عنوان مثال، زمانی که لازم است ترافیک بین بخش مالی و بخش منابع انسانی تقسیم شود که به سرورهای واقع در همان بخش فیزیکی دسترسی دارند. این گزینه مشابه فناوری VLAN است، اما به جای جداسازی ترافیک، رمزگذاری شده است.

[ویرایش]بر اساس نوع پروتکل

پیاده سازی شبکه های خصوصی مجازی برای TCP/IP، IPX و AppleTalk وجود دارد. اما امروزه تمایل به انتقال کلی به پروتکل TCP/IP وجود دارد و اکثریت قریب به اتفاق راه حل های VPN از آن پشتیبانی می کنند. آدرس دهی در آن اغلب مطابق با استاندارد RFC5735، از محدوده شبکه های خصوصی TCP/IP انتخاب می شود.

[ویرایش] بر اساس سطح پروتکل شبکه

توسط لایه پروتکل شبکه بر اساس مقایسه با لایه های مدل شبکه مرجع ISO/OSI.

5. مدل مرجع OSI که گاهی اوقات پشته OSI نامیده می شود، یک سلسله مراتب شبکه 7 لایه است (شکل 1) که توسط سازمان استاندارد بین المللی (ISO) توسعه یافته است. این مدل در اصل شامل 2 است مدل های مختلف:

· یک مدل افقی مبتنی بر پروتکل ها، ارائه مکانیزمی برای تعامل بین برنامه ها و فرآیندها در ماشین های مختلف

· مدل عمودی بر اساس خدمات ارائه شده توسط لایه های مجاور به یکدیگر در یک دستگاه

که در مدل افقیاین دو برنامه به یک پروتکل مشترک برای تبادل داده نیاز دارند. در یک سطح عمودی، سطوح همسایه با استفاده از رابط های API تبادل داده می کنند.

اطلاعات مربوطه.

محدودیت‌های فاصله برای کانال‌های رادیویی با این فرض که هیچ تداخل فیزیکی در اولین منطقه فرنل وجود ندارد، توسط تامین‌کنندگان ارائه می‌شود. یک محدودیت مطلق در محدوده ارتباطی کانال های رله رادیویی توسط انحنای زمین اعمال می شود، به شکل 1 مراجعه کنید. 7.15. برای فرکانس های بالاتر از 100 مگاهرتز، امواج در یک خط مستقیم منتشر می شوند (شکل 7.15.A) و بنابراین، می توان آنها را متمرکز کرد. برای فرکانس‌های بالا (HF) و UHF، زمین امواج را جذب می‌کند، اما HF با انعکاس از یونوسفر مشخص می‌شود (شکل 7.15B) - این امر ناحیه پخش را تا حد زیادی گسترش می‌دهد (گاهی اوقات چندین بازتاب متوالی رخ می‌دهد)، اما این اثر ناپایدار است و به شدت به وضعیت یونوسفر بستگی دارد.

برنج. 7.15.

هنگام ساخت کانال های رله رادیویی طولانی، تکرار کننده ها باید نصب شوند. اگر آنتن ها روی برج هایی با ارتفاع 100 متر قرار گیرند، فاصله بین تکرار کننده ها می تواند 80-100 کیلومتر باشد. هزینه یک مجتمع آنتن معمولاً متناسب با مکعب قطر آنتن است.

الگوی تابش یک آنتن جهت دار در شکل نشان داده شده است. 7.16 (فلش جهت اصلی تابش را نشان می دهد). هنگام انتخاب محل نصب آنتن، به خصوص هنگام استفاده از قدرت تشعشع بالا، این نمودار باید در نظر گرفته شود. در غیر این صورت، یکی از لوب های تشعشع ممکن است بر روی مکان های اقامت دائم افراد (به عنوان مثال، مسکن) بیفتد. با توجه به این شرایط، بهتر است طراحی این نوع کانال ها را به افراد حرفه ای بسپارید.

برنج. 7.16.

در 4 اکتبر 1957، اولین ماهواره زمین مصنوعی در اتحاد جماهیر شوروی پرتاب شد، در سال 1961 Yu. A. Gagarin به فضا پرواز کرد، و به زودی اولین ماهواره مخابراتی "Molniya" به مدار پرتاب شد - اینگونه بود که دوران فضایی ارتباطات آغاز شد. اولین کانال ماهواره ای اینترنت در فدراسیون روسیه (مسکو-هامبورگ) از ماهواره زمین ثابت "رادوگا" (1993) استفاده کرد. آنتن استاندارد INTELSAT دارای قطر 30 متر و زاویه پرتو 0.01 0 است. کانال های ماهواره ایاستفاده کنید محدوده فرکانسدر جدول 7.6 فهرست شده است.

جدول 7.6. باندهای فرکانس مورد استفاده برای مخابرات ماهواره ای

دامنه	لینک پایین [گیگاهرتز]	Uplink (Uplink)[GHz]	منابع تداخل
با	3,7-4,2	5,925-6,425	تداخل زمین
Ku	11,7-12,2	14,0-14,5	باران
کا	17,7-21,7	27,5-30,5	باران

انتقال همیشه با فرکانس بالاتر از سیگنال دریافتی از ماهواره انجام می شود.

برد هنوز خیلی متراکم نشده است؛ علاوه بر این، برای این برد ماهواره ها می توانند 1 درجه از یکدیگر فاصله داشته باشند. حساسیت به تداخل باران را می توان با استفاده از دو ایستگاه دریافت زمینی به اندازه کافی از هم دور زد مسافت طولانی(اندازه طوفان ها محدود است). یک ماهواره ممکن است آنتن های زیادی داشته باشد که مناطق مختلفی از سطح زمین را هدف قرار می دهند. اندازه نقطه "در معرض قرار گرفتن" چنین آنتنی روی زمین می تواند چند صد کیلومتر باشد. یک ماهواره معمولی دارای 12-20 فرستنده (گیرنده) است که هر کدام دارای باند 36-50 مگاهرتز هستند که امکان تشکیل یک جریان داده 50 مگابیت بر ثانیه را فراهم می کند. دو فرستنده می توانند از قطبش سیگنال های مختلف در حالی که در فرکانس یکسان کار می کنند استفاده کنند. چنین توان عملیاتیبرای دریافت 1600 کانال تلفن با کیفیت بالا (32 کیلوبیت بر ثانیه) کافی است. ماهواره های مدرن از فناوری انتقال دیافراگم باریک استفاده می کنند VSAT(ترمینال های دیافراگم بسیار کوچک). قطر نقطه "معرفی" روی سطح زمین برای این آنتن ها تقریباً 250 کیلومتر است. ترمینال های زمینی از آنتن هایی با قطر 1 متر و توان خروجیحدود 1 وات در عین حال، کانال به ماهواره دارای توان عملیاتی 19.2 کیلوبیت بر ثانیه و از ماهواره - بیش از 512 کیلوبیت بر ثانیه است. چنین پایانه هایی نمی توانند مستقیماً از طریق ماهواره مخابراتی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. برای حل این مشکل از آنتن های زمینی میانی با بهره بالا استفاده می شود که به طور قابل توجهی تاخیر را افزایش می دهد (و هزینه سیستم را افزایش می دهد). 7.17.

برنج. 7.17.

ماهواره‌های زمین‌ایستا که در بالای خط استوا در ارتفاع حدود 36000 کیلومتری شناور هستند برای ایجاد کانال‌های ارتباطی دائمی استفاده می‌شوند.

از نظر تئوری، سه ماهواره از این قبیل می‌توانند تقریباً با تمام سطح ساکن زمین ارتباط برقرار کنند (شکل 7.18 را ببینید).

برنج. 7.18.

در حقیقت، مدار زمین ثابت مملو از ماهواره هایی با اهداف و ملیت های مختلف است. معمولاً ماهواره ها با طول جغرافیایی مکان هایی که بر روی آنها آویزان هستند مشخص می شوند. در سطح کنونی توسعه فناوری، قرار دادن ماهواره‌ها در فاصله نزدیک‌تر از 0 عاقلانه نیست. بنابراین امروزه امکان استقرار بیش از 360/2=180 ماهواره زمین ثابت وجود ندارد.

سیستمی از ماهواره های زمین ایستا مانند گردنبندی است که در مداری نامرئی به چشم می آید. یک درجه زاویه ای برای چنین مداری معادل 600 کیلومتر است. ممکن است این فاصله بسیار زیاد به نظر برسد. چگالی ماهواره ها در مدار ناهموار است - تعداد زیادی از آنها در طول جغرافیایی اروپا و ایالات متحده وجود دارد، اما تعداد کمی از آنها در اقیانوس آرام وجود دارد، آنها به سادگی در آنجا مورد نیاز نیستند. ماهواره ها برای همیشه دوام نمی آورند، عمر آنها معمولاً از 10 سال تجاوز نمی کند، آنها عمدتاً نه به دلیل خرابی تجهیزات، بلکه به دلیل کمبود سوخت برای تثبیت موقعیت خود در مدار، از کار می افتند. پس از شکست، ماهواره ها در جای خود باقی می مانند و به زباله های فضایی تبدیل می شوند. در حال حاضر تعداد زیادی از این ماهواره ها وجود دارد و به مرور زمان تعداد آنها نیز بیشتر خواهد شد. البته، می توان فرض کرد که دقت پرتاب به مدار به مرور زمان بیشتر می شود و مردم یاد می گیرند که آنها را با دقت 100 متر پرتاب کنند. این امکان قرار دادن 500-1000 ماهواره در یک "طاقچه" را فراهم می کند. امروز تقریباً باورنکردنی به نظر می رسد، زیرا شما باید فضایی را برای مانورهای آنها بگذارید). بنابراین بشریت می تواند چیزی شبیه به حلقه مصنوعی زحل ایجاد کند که کاملاً از ماهواره های مخابراتی مرده تشکیل شده است. بعید به نظر می رسد که همه چیز به این نتیجه برسد، زیرا راهی برای حذف یا بازیابی ماهواره های غیرفعال پیدا می شود، اگرچه این امر به طور اجتناب ناپذیری هزینه خدمات چنین سیستم های ارتباطی را افزایش می دهد.

خوشبختانه ماهواره هایی که از باندهای فرکانسی مختلف استفاده می کنند با یکدیگر رقابت نمی کنند. به همین دلیل می توان چندین ماهواره با فرکانس های کاری متفاوت را در یک موقعیت در مدار قرار داد. در عمل، یک ماهواره زمین ایستا ثابت نمی ایستد، بلکه در امتداد مسیری حرکت می کند که (در صورت مشاهده از زمین) مانند شکل 8 به نظر می رسد. اندازه زاویه ای این شکل هشت باید در دیافراگم کاری آنتن قرار گیرد، در غیر این صورت آنتن باید یک درایو سروو داشته باشد که ردیابی خودکار ماهواره را فراهم کند. به دلیل مشکلات انرژی، ماهواره مخابراتی نمی تواند سطح سیگنال بالایی را ارائه دهد. به همین دلیل آنتن زمین باید قطر زیادی داشته باشد و تجهیزات دریافت- سطح سر و صدای کم این امر به ویژه برای مناطق شمالی مهم است، جایی که موقعیت زاویه ای ماهواره در بالای افق پایین است (یک مشکل واقعی برای عرض های جغرافیایی بیش از 70 0)، و سیگنال از لایه نسبتاً ضخیمی از جو عبور می کند و به طور قابل توجهی ضعیف می شود. پیوندهای ماهواره ای می توانند برای مناطقی با فاصله بیش از 400 تا 500 کیلومتر از هم مقرون به صرفه باشند (با فرض اینکه وسیله دیگری وجود نداشته باشد). انتخاب درستماهواره (طول جغرافیایی آن) می تواند هزینه کانال را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

تعداد موقعیت برای قرار دادن ماهواره های زمین ثابت محدود است. اخیراً برنامه ریزی شده است که از ماهواره های به اصطلاح کم پرواز برای مخابرات استفاده شود. <1000 км; период обращения ~1 час ). این ماهواره ها در مدارهای بیضوی حرکت می کنند و هر یک از آنها به طور جداگانه نمی توانند کانال ثابت را تضمین کنند، اما با هم این سیستم طیف وسیعی از خدمات را ارائه می دهد (هر یک از ماهواره ها در حالت "ذخیره و ارسال" عمل می کنند). به دلیل ارتفاع کم، ایستگاه های زمینی در این حالت ممکن است دارای آنتن های کوچک و کم هزینه باشند.

راه های مختلفی برای راه اندازی مجموعه ای از پایانه های زمینی با ماهواره وجود دارد. در این صورت می توان از آن استفاده کرد مالتی پلکس کردنبر اساس فرکانس (FDM)، بر اساس زمان (TDM)، CDMA (دسترسی چندگانه تقسیم کد)، ALOHA یا روش پرس و جو.

طرح درخواست فرض می کند که ایستگاه های زمینی شکل می گیرند حلقه منطقی، که نشانگر در امتداد آن حرکت می کند. ایستگاه زمینی تنها پس از دریافت این نشانگر می تواند شروع به ارسال به ماهواره کند.

سیستم ساده ALOHA(که توسط گروه نورمن آبرامسون در دانشگاه هاوایی در دهه 70 توسعه یافت) به هر ایستگاه اجازه می دهد هر زمان که بخواهد شروع به ارسال کند. چنین طرحی به ناچار منجر به برخورد تلاش ها می شود. این تا حدودی به این دلیل است که طرف فرستنده فقط پس از 270 میلی ثانیه از برخورد مطلع می شود. کافی است آخرین بیت یک بسته از یک ایستگاه با اولین بیت ایستگاه دیگر منطبق شود، هر دو بسته از بین می روند و باید دوباره ارسال شوند. پس از برخورد، ایستگاه مقداری زمان شبه تصادفی منتظر می ماند و دوباره تلاش می کند تا ارسال کند. این الگوریتم دسترسی راندمان استفاده از کانال 18 درصد را تضمین می کند که برای کانال های گران قیمت مانند کانال های ماهواره ای کاملا غیرقابل قبول است. به همین دلیل، نسخه دامنه سیستم ALOHA که کارایی را دو برابر می کند (پیشنهاد شده در سال 1972 توسط رابرتز) بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. مقیاس زمانی به فواصل گسسته مربوط به زمان ارسال یک فریم تقسیم می شود.

در این روش ماشین نمی تواند هر زمانی که بخواهد فریم ارسال کند. یک ایستگاه زمینی (مرجع) به صورت دوره ای سیگنال خاصی را ارسال می کند که توسط همه شرکت کنندگان برای همگام سازی استفاده می شود. اگر طول دامنه زمانی باشد، شماره دامنه در لحظه زمانی نسبت به سیگنال ذکر شده در بالا شروع می شود. از آنجایی که ساعت ایستگاه های مختلف متفاوت عمل می کنند، هماهنگ سازی مجدد دوره ای ضروری است. مشکل دیگر گسترش زمان انتشار سیگنال برای ایستگاه های مختلف است. فاکتور استفاده از کانال برای یک الگوریتم دسترسی مشخص برابر است با (که پایه لگاریتم طبیعی کجاست). عدد بزرگی نیست، اما همچنان دو برابر الگوریتم معمولی ALOHA است.

روش مالتی پلکس فرکانس (FDM) قدیمی ترین و پرکاربردترین است. یک فرستنده معمولی 36 مگابیت بر ثانیه را می توان برای دریافت 500 کانال PCM (مدولاسیون کد پالس) با سرعت 64 کیلوبیت در ثانیه استفاده کرد که هر کدام در فرکانس منحصر به فردی کار می کنند. برای حذف تداخل، کانال های مجاور باید از نظر فرکانس در فاصله کافی از یکدیگر قرار گیرند. علاوه بر این، کنترل سطح سیگنال ارسالی ضروری است، زیرا اگر توان خروجی خیلی زیاد باشد، تداخل تداخل ممکن است در کانال مجاور رخ دهد. اگر تعداد ایستگاه ها کم و ثابت باشد، کانال های فرکانس را می توان به طور دائم اختصاص داد. اما با تعداد متغیر پایانه ها یا نوسانات محسوس در بارگذاری، باید به پویا تغییر دهید. تخصیص منابع.

یکی از مکانیسم های چنین توزیع نامیده می شود بیل، در اولین نسخه های سیستم های ارتباطی مبتنی بر INTELSAT استفاده شد. هر فرستنده سیستم SPADE شامل 794 کانال PCM سیمپلکس 64 کیلوبیت بر ثانیه و یک کانال سیگنال با پهنای باند 128 کیلوبیت بر ثانیه است. کانال های PCM به صورت جفتی برای برقراری ارتباط کامل دوطرفه استفاده می شوند. در عین حال، کانال های بالادستی و پایین دستی دارای پهنای باند 50 مگابیت بر ثانیه هستند. کانال سیگنال به 50 حوزه 1 میلی ثانیه (128 بیت) تقسیم می شود. هر دامنه متعلق به یکی از ایستگاه های زمینی است که تعداد آنها از 50 بیشتر نمی شود. هنگامی که ایستگاه آماده ارسال است، به طور تصادفی یک کانال استفاده نشده را انتخاب می کند و تعداد این کانال را در دامنه 128 بیتی بعدی خود ثبت می کند. اگر دو یا چند ایستگاه بخواهند یک کانال را اشغال کنند، یک برخورد رخ می دهد و آنها مجبور می شوند بعداً دوباره تلاش کنند.

روش مالتی پلکس زمان مشابه FDM است و در عمل بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. در اینجا همگام سازی برای دامنه ها ضروری است. این کار مانند سیستم دامنه ALOHA با استفاده از ایستگاه مرجع انجام می شود. تخصیص دامنه به ایستگاه های زمینی می تواند به صورت مرکزی یا غیر متمرکز. سیستم را در نظر بگیرید اعمال(ماهواره فناوری ارتباطات پیشرفته). این سیستم دارای 4 کانال مستقل (TDM) 110 مگابیت بر ثانیه (دو کانال بالادستی و دو کانال پایین دست) است. ساختار هر یک از کانال ها به صورت فریم های 1 میلی ثانیه ای است که دارای 1728 دامنه زمانی هستند. همه دامنه های موقت دارای یک فیلد داده 64 بیتی هستند که امکان پیاده سازی یک کانال صوتی با پهنای باند 64 کیلوبیت بر ثانیه را فراهم می کند. مدیریت حوزه های زمانی به منظور به حداقل رساندن زمان لازم برای جابجایی بردار تشعشعات ماهواره ای مستلزم آگاهی از موقعیت جغرافیایی ایستگاه های زمینی است. دامنه های موقت توسط یکی از ایستگاه های زمینی ( MCS- ایستگاه کنترل اصلی). عملیات سیستم ACTS یک فرآیند سه مرحله ای است. هر مرحله 1 میلی ثانیه طول می کشد. در مرحله اول، ماهواره فریم را دریافت کرده و در بافر 1728 سلولی ذخیره می کند. در مورد دوم، رایانه داخلی هر رکورد ورودی را در بافر خروجی کپی می کند (احتمالاً برای یک آنتن متفاوت). در نهایت ضبط خروجی به ایستگاه زمینی منتقل می شود.

در لحظه اولیه، به هر ایستگاه زمینی یک دامنه زمانی اختصاص داده می شود. برای به دست آوردن یک دامنه اضافی، به عنوان مثال، برای سازماندهی یک کانال تلفن دیگر، ایستگاه یک درخواست MCS ارسال می کند. برای این منظور یک کانال کنترل ویژه با ظرفیت 13 درخواست در ثانیه اختصاص داده شده است. همچنین روش های پویا برای تخصیص منابع در TDM (روش های Crouser، Binder و Roberts) وجود دارد.

روش CDMA (دسترسی چندگانه تقسیم کد) کاملاً غیرمتمرکز است. مانند روش های دیگر، بدون اشکال نیست. اول اینکه ظرفیت کانال CDMA در حضور نویز و عدم هماهنگی بین ایستگاه ها معمولا کمتر از TDM است. ثانیاً، سیستم به تجهیزات سریع و گران قیمت نیاز دارد.

فناوری شبکه های بی سیم به سرعت در حال توسعه است. این شبکه ها در درجه اول برای دستگاه های تلفن همراه مناسب هستند. به نظر می رسد امیدوارکننده ترین پروژه IEEE 802.11 باشد که باید همان نقش یکپارچه سازی را برای شبکه های رادیویی ایفا کند که 802.3 برای شبکه های اترنت و 802.5 برای Token Ring. پروتکل 802.11 از همان الگوریتم دسترسی و سرکوب برخورد مانند 802.3 استفاده می کند، اما در اینجا از امواج رادیویی به جای کابل اتصال استفاده می کند (شکل 7.19.). مودم‌های مورد استفاده در اینجا می‌توانند در محدوده مادون قرمز نیز کار کنند، که اگر همه دستگاه‌ها در یک اتاق مشترک قرار گیرند، می‌تواند جذاب باشد.

برنج. 7.19.

استاندارد 802.11 با استفاده از مدولاسیون 4FSK/2FSK در فرکانس 2.4-2.4835 گیگاهرتز عمل می کند.

آژانس ارتباطات فدرال

موسسه بودجه آموزشی دولتی

آموزش عالی حرفه ای

دانشگاه فنی ارتباطات و انفورماتیک مسکو

گروه شبکه های ارتباطی و سیستم های سوئیچینگ

رهنمودها

و کنترل وظایف

توسط رشته

سیستم های سوئیچینگ

برای دانشجویان پاره وقت سال چهارم

(جهت 210700، مشخصات - SS)

مسکو 2014

طرح UMD برای سال تحصیلی 2014/2015.

دستورالعمل ها و کنترل ها

توسط رشته

سیستم های سوئیچینگ

گردآوری شده توسط: Stepanova I.V.، استاد

نشریه کلیشه ای است. در جلسه بخش تصویب شد

شبکه های ارتباطی و سیستم های سوئیچینگ

داور Malikova E.E.، دانشیار

دستورالعمل های عمومی برای دوره

رشته «سیستم های سوئیچینگ» قسمت دوم، در نیمسال دوم سال چهارم توسط دانشجویان دانشکده مکاتبه ای تخصص 210406 ​​مورد مطالعه قرار می گیرد و ادامه و تعمیق بیشتر رشته مشابهی است که در ترم گذشته توسط دانشجویان مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این بخش از دوره، اصول تبادل اطلاعات کنترل و تعامل بین سیستم های سوئیچینگ، مبانی طراحی سیستم های سوئیچینگ دیجیتال (DSS) بحث می شود.

این دوره شامل سخنرانی، پروژه دوره و کار آزمایشگاهی است. یک امتحان قبول می شود و یک پروژه درسی دفاع می شود. کار مستقل در تسلط بر دوره شامل مطالعه مطالب کتاب درسی و وسایل کمک آموزشی توصیه شده در دستورالعمل ها و تکمیل پروژه دوره است.

اگر دانش آموزی در حین مطالعه متون توصیه شده با مشکل مواجه شد، می توانید برای دریافت مشاوره لازم با واحد شبکه های ارتباطی و سیستم های سوئیچینگ تماس بگیرید. برای این کار، در نامه باید عنوان کتاب، سال انتشار و صفحاتی که مطالب نامشخص ارائه شده است را مشخص کنید. این دوره باید به ترتیب، موضوع به موضوع، همانطور که در دستورالعمل توصیه شده است، مطالعه شود. هنگام مطالعه به این روش، پس از پاسخ دادن به تمام سؤالات کنترلی که سؤالات روی برگه های امتحانی است و حل مشکلات توصیه شده، باید به بخش بعدی دوره بروید.

توزیع زمان در ساعات دانشجویی برای مطالعه رشته "سیستم های سوئیچینگ" قسمت 2 در جدول 1 نشان داده شده است.

کتابشناسی - فهرست کتب

اصلی

1. گلدشتاین بی.اس. سیستم های سوئیچینگ – SPb.:BHV – St. Petersburg, 2003. – 318 p.: ill.

2. Lagutin V. S.، Popova A. G.، Stepanova I. V. سیستم های سوئیچینگ کانال دیجیتال در شبکه های مخابراتی. - م.، 2008. - 214 ص.

اضافی

3.لاگوتین V.S.، Popova A.G.، Stepanova I.V. زیر سیستم کاربر تلفن برای سیگنال دهی از طریق یک کانال مشترک. - M. "رادیو و ارتباطات"، 1998.-58 ص.

4. لاگوتین V.S.، Popova A.G.، Stepanova I.V. تکامل خدمات هوشمند در شبکه های همگرا - م.، 2008. - دهه 120

فهرست کارهای آزمایشگاهی

1. سیگنالینگ 2ВСК و R 1.5، سناریوی تبادل سیگنال بین دو مرکز تلفن خودکار.

2-مدیریت داده های مشترکین در یک PBX دیجیتال. تجزیه و تحلیل پیام های اضطراری مرکز تلفن اتوماتیک دیجیتال.

دستورالعمل های روش شناختی برای بخش های دوره

ویژگی های ساخت سیستم های سوئیچینگ مدار دیجیتال

بررسی ویژگی های ساخت سیستم های سوئیچینگ مدار با استفاده از مثال سانترال دیجیتال از نوع EWSD ضروری است. ویژگی ها و عملکردهای واحد دسترسی مشترک دیجیتال DLU، اجرای دسترسی مشترک از راه دور را در نظر بگیرید. ویژگی ها و عملکردهای گروه خط LTG را مرور کنید. ساخت یک میدان سوئیچینگ و فرآیند معمول برقراری یک اتصال را مطالعه کنید.

سیستم سوئیچینگ دیجیتال EWSD (سیستم سوئیچینگ الکترونیکی دیجیتال) توسط زیمنس به عنوان یک سیستم سوئیچینگ مدار جهانی برای شبکه های تلفن عمومی توسعه یافته است. ظرفیت میدان سوئیچینگ سیستم EWSD 25200 Erlang است. تعداد تماس های سرویس دهی شده در CHNN می تواند به 1 میلیون تماس برسد. سیستم EWSD هنگامی که به عنوان سانترال استفاده می شود، به شما امکان می دهد تا حداکثر 250 هزار خط مشترک را متصل کنید. یک مرکز ارتباطی مبتنی بر این سیستم امکان سوئیچینگ تا 60 هزار خط اتصال را فراهم می کند. مبادلات تلفن کانتینری امکان اتصال از چند صد تا 6000 مشترک از راه دور را فراهم می کند. مراکز سوئیچینگ برای شبکه های ارتباطی سلولی و سازماندهی ارتباطات بین المللی تولید می شوند. فرصت کافی برای سازماندهی مسیرهای انتخاب دوم وجود دارد: حداکثر هفت مسیر انتخاب مستقیم به اضافه یک مسیر انتخاب آخر. حداکثر 127 منطقه تعرفه ای قابل تخصیص است. در طول یک روز، تعرفه می تواند تا هشت بار تغییر کند. تجهیزات مولد درجه بالایی از ثبات توالی فرکانس تولید شده را فراهم می کند:

در حالت پلزیوکرونوس – 1 10 -9، در حالت سنکرون –1 10 -11.

سیستم EWSD برای استفاده از منابع تغذیه -60 یا -48 ولت طراحی شده است. تغییرات دما در محدوده 5-40 درجه سانتیگراد با رطوبت 10-80٪ مجاز است.

سخت افزار EWSD به پنج زیر سیستم اصلی تقسیم می شود (شکل 1 را ببینید): واحد مشترک دیجیتال (DLU). گروه خطی (LTG)؛ فیلد سوئیچینگ (SN)؛ کنترل شبکه کانال مشترک (CCNC)؛ پردازنده هماهنگی (CP). هر زیرسیستم حداقل یک ریزپردازنده دارد که GP تعیین شده است. سیستم های سیگنالینگ R1.5 (نسخه خارجی R2) از طریق کانال سیگنالینگ مشترک شماره 7 SS7 و EDSS1 استفاده می شود. واحدهای مشترک دیجیتال DLUخدمت: خطوط مشترک آنالوگ؛ خطوط مشترک کاربران شبکه های دیجیتال با ادغام خدمات (ISDN)؛ پست های سازمانی آنالوگ (PBX)؛ سانترال دیجیتال بلوک‌های DLU امکان روشن کردن دستگاه‌های تلفن آنالوگ و دیجیتال و پایانه‌های چند منظوره ISDN را فراهم می‌کنند. به کاربران ISDN کانال هایی (2B+D) ارائه می شود، که در آن B = 64 کیلوبیت بر ثانیه - کانال استاندارد تجهیزات PCM30/32، انتقال سیگنال کانال D با سرعت 16 کیلو بیت بر ثانیه. برای انتقال اطلاعات بین EWSD و سایر سیستم های سوئیچینگ، از خطوط اصلی دیجیتال اصلی (DSL، انگلیسی PDC) استفاده می شود - (30V + 1D + همگام سازی) با سرعت انتقال 2048 کیلو بیت بر ثانیه (یا با سرعت 1544 کیلوبیت بر ثانیه در ایالات متحده آمریکا).

عکس. 1. بلوک دیاگرام سیستم سوئیچینگ EWSD

حالت عملیاتی محلی یا راه دور DLU را می توان استفاده کرد. واحدهای DLU از راه دور در مکان هایی که مشترکین متمرکز هستند نصب می شوند. در عین حال، طول خطوط مشترک کاهش می یابد و ترافیک در خطوط اتصال دیجیتال متمرکز می شود که منجر به کاهش هزینه های سازماندهی شبکه توزیع و بهبود کیفیت انتقال می شود.

در رابطه با خطوط مشترک، مقاومت حلقه تا 2 کیلو اهم و مقاومت عایق تا 20 کیلو اهم قابل قبول در نظر گرفته می شود. سیستم سوئیچینگ می تواند پالس های شماره گیری را از یک شماره گیر چرخشی با سرعت 5-22 پالس در ثانیه بپذیرد. سیگنال های شماره گیری فرکانس مطابق با توصیه CCITT REC.Q.23 دریافت می شود.

سطح بالایی از قابلیت اطمینان با: اتصال هر DLU به دو LTG تضمین می شود. کپی برداری از تمام واحدهای DLU با اشتراک بار. به طور مداوم آزمایش های خود نظارتی انجام می شود. برای انتقال اطلاعات کنترلی بین گروه های خط DLU و LTG، از سیگنال کانال مشترک (CCS) در کانال زمانی شماره 16 استفاده می شود.

عناصر اصلی DLU عبارتند از (شکل 2):

ماژول های خط مشترک (SLM) از نوع SLMA برای اتصال خطوط مشترک آنالوگ و نوع SLMD برای اتصال خطوط مشترک ISDN.

دو رابط دیجیتال (DIUD) برای اتصال سیستم های انتقال دیجیتال (PDC) به گروه های خط.

دو واحد کنترل (DLUC) که توالی‌های DLU داخلی را کنترل می‌کنند و جریان‌های سیگنال را به و از مجموعه‌های مشترک توزیع یا متمرکز می‌کنند. برای اطمینان از قابلیت اطمینان و افزایش توان، DLU شامل دو کنترلر DLUC است. آنها به طور مستقل از یکدیگر در حالت اشتراک وظایف کار می کنند. اگر DLUC اول شکست بخورد، دومی می تواند کنترل همه وظایف را به دست بگیرد.

دو شبکه کنترل برای انتقال اطلاعات کنترلی بین ماژول های خط مشترک و دستگاه های کنترل.

واحد تست (TU) برای تست تلفن، خطوط مشترک و خطوط اصلی.

ویژگی های DLU هنگام انتقال از یک اصلاح به تغییر دیگر تغییر می کند. به عنوان مثال، گزینه DLUB امکان استفاده از ماژول های کیت مشترک آنالوگ و دیجیتال را با 16 کیت در هر ماژول فراهم می کند. یک واحد مشترک DLUB می تواند تا 880 خط مشترک آنالوگ را متصل کند و با استفاده از 60 کانال PCM (4096 کیلوبیت بر ثانیه) به LTG متصل می شود. در این حالت تلفات ناشی از کمبود کانال باید عملاً صفر باشد. برای برآوردن این شرط، توان عملیاتی یک DLUB نباید از 100 Erl تجاوز کند. اگر معلوم شد که میانگین بار در هر ماژول بیش از 100 Erl است، تعداد خطوط مشترک موجود در یک DLUB باید کاهش یابد. حداکثر 6 DLUB را می توان در یک واحد کنترل از راه دور (RCU) ترکیب کرد.

جدول 1 مشخصات فنی واحد مشترک دیجیتال یک اصلاح مدرن تر DLUG را نشان می دهد.

جدول 1. مشخصات فنی واحد مشترک دیجیتال DLUG

با استفاده از خطوط جداگانه، تلفن‌های عمومی سکه‌ای، مبادلات تلفنی آنالوگ نهادی-صنعتی РВХ (صرافی شعبه خودکار خصوصی) و РВХ دیجیتال با ظرفیت کوچک و متوسط ​​را می‌توان متصل کرد.

ما برخی از مهمترین عملکردهای ماژول کیت مشترک SLMA را برای اتصال خطوط مشترک آنالوگ فهرست می کنیم:

نظارت بر خط برای شناسایی تماس های جدید؛

منبع تغذیه DC با مقادیر جریان قابل تنظیم؛

مبدل های آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ؛

اتصال متقارن سیگنال های زنگ؛

نظارت بر مدارهای کوتاه حلقه و اتصال کوتاه به زمین؛

دریافت پالس برای شماره گیری ده روزه و شماره گیری فرکانس.

تغییر قطبیت منبع تغذیه (برعکس کردن قطبیت سیم برای تلفن های عمومی)؛

اتصال سمت خطی و طرف تنظیم مشترک به سوئیچ تست چند موقعیتی، حفاظت از اضافه ولتاژ.

جداسازی DC سیگنال های گفتاری.

تبدیل خط ارتباطی دو سیمه به خط چهار سیمه

بلوک های عملکردی مجهز به ریزپردازنده های خود از طریق شبکه کنترل DLU قابل دسترسی هستند. بلوک ها به صورت دوره ای برای آمادگی برای انتقال پیام ها بررسی می شوند و برای انتقال دستورات و داده ها مستقیماً به آنها دسترسی پیدا می شود. DLUC همچنین برنامه های آزمایش و نظارت را برای شناسایی خطاها انجام می دهد.

سیستم های اتوبوس DLU زیر وجود دارند: باس های کنترل. اتوبوس 4096 کیلوبیت بر ثانیه; لاستیک تشخیص برخورد؛ اتوبوس برای انتقال سیگنال های زنگ و تکانه های تعرفه. سیگنال های ارسال شده در طول اتوبوس ها توسط پالس های ساعت هماهنگ می شوند. گذرگاه های کنترلی اطلاعات کنترلی را با سرعت انتقال 187.5 کیلوبیت بر ثانیه ارسال می کنند. با سرعت داده موثر تقریباً 136 کیلوبیت بر ثانیه.

گذرگاه‌های 4096 کیلوبیت بر ثانیه گفتار/داده‌ها را به و از ماژول‌های خط مشترک SLM منتقل می‌کنند. هر اتوبوس دارای 64 کانال در هر دو جهت است.

هر کانال با سرعت انتقال 64 کیلوبیت بر ثانیه (64 x 64 کیلوبیت بر ثانیه = 4096 کیلوبیت بر ثانیه) کار می کند. تخصیص کانال های باس 4096 کیلوبیت بر ثانیه به کانال های PDC ثابت و از طریق DIUD تعیین می شود (شکل 3 را ببینید). اتصال DLU به گروه های خطوط نوع B، F یا G (به ترتیب انواع LTGB، LTGF یا LTGG) از طریق خطوط مالتی پلکس 2048 کیلوبیت بر ثانیه انجام می شود. DLU می تواند به دو LTGB، دو LTGF (B) یا دو LTGG متصل شود.

Line/Trunk Groupe (LTG)رابط بین محیط دیجیتال گره و میدان سوئیچینگ دیجیتال SN را تشکیل می دهد (شکل 4). LTGها عملکردهای کنترل غیرمتمرکز را انجام می دهند و پردازشگر هماهنگی CP را از کار معمولی خلاص می کنند. اتصالات بین LTG و میدان سوئیچینگ اضافی از طریق یک لینک دیجیتال ثانویه (SDC) انجام می شود. سرعت انتقال SDC از LTG به میدان SN و در جهت معکوس 8192 کیلوبیت بر ثانیه (به اختصار 8 مگابیت بر ثانیه) است.

شکل 3. مالتی پلکسینگ، دی مالتی پلکس و

انتقال اطلاعات کنترل به DLUC

شکل 4. گزینه های مختلف برای دسترسی به LTG

هر یک از این سیستم های مولتی پلکس 8 مگابیت بر ثانیه دارای 127 اسلات زمانی با سرعت 64 کیلوبیت بر ثانیه برای حمل اطلاعات محموله هستند و یک اسلات زمانی با سرعت 64 کیلوبیت بر ثانیه برای انتقال پیام استفاده می شود. LTG اطلاعات صوتی را از هر دو طرف فیلد سوئیچینگ (SN0 و SN1) ارسال و دریافت می کند و اطلاعات صوتی را از بلوک فعال فیلد سوئیچینگ به مشترک مربوطه اختصاص می دهد. طرف دیگر میدان SN غیر فعال در نظر گرفته می شود. در صورت بروز نقص، انتقال و دریافت اطلاعات کاربر بلافاصله از طریق آن آغاز می شود. ولتاژ منبع تغذیه LTG +5V است.

LTG توابع پردازش تماس زیر را پیاده سازی می کند:

دریافت و تفسیر سیگنال هایی که از طریق اتصال و
خطوط مشترک؛

انتقال اطلاعات سیگنالینگ؛

انتقال صداهای صوتی؛

انتقال و دریافت پیام به/از پردازنده هماهنگی (CP)؛

انتقال گزارش به پردازنده های گروه (GP) و دریافت گزارش از
پردازشگرهای گروهی سایر LTGها (شکل 1 را ببینید).

انتقال و دریافت درخواست ها به/از کنترل کننده شبکه سیگنالینگ از طریق یک کانال مشترک (CCNC)؛

کنترل آلارم هایی که وارد DLU می شوند.

هماهنگی حالت ها در خطوط با حالت های یک رابط استاندارد 8 مگابیت بر ثانیه با یک فیلد سوئیچینگ تکراری SN.

ایجاد ارتباط برای انتقال اطلاعات کاربر

انواع مختلفی از LTG برای پیاده سازی انواع مختلف خطوط و روش های سیگنالینگ استفاده می شود. آنها در اجرای بلوک های سخت افزاری و برنامه های کاربردی خاص در پردازنده گروه (CP) متفاوت هستند. بلوک های LTG دارای تعداد زیادی اصلاح هستند که در کاربرد و قابلیت ها متفاوت است. به عنوان مثال، بلوک LTG تابع B برای اتصال استفاده می شود: حداکثر 4 خط ارتباطی دیجیتال اولیه از نوع PCM30 (PCM30/32) با نرخ انتقال 2048 کیلوبیت بر ثانیه. حداکثر 2 خط ارتباطی دیجیتال با نرخ انتقال 4096 کیلوبیت بر ثانیه برای دسترسی محلی DLU.

بلوک C تابع LTG برای اتصال حداکثر 4 خط ارتباطی دیجیتال اولیه با سرعت 2048 کیلوبیت بر ثانیه استفاده می شود.

بسته به هدف LTG (B یا C)، در طراحی عملکردی LTG، به عنوان مثال، در نرم افزار پردازشگر گروه، تفاوت هایی وجود دارد. استثنا ماژول های مدرن LTGN هستند که جهانی هستند و برای تغییر هدف عملکردی آنها، لازم است آنها را به صورت برنامه ریزی شده با بار متفاوت "بازسازی" کنیم (جدول 2 و شکل 4 را ببینید).

جدول 2. مشخصات گروه خط N (LTGN).

همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، علاوه بر رابط های استاندارد 2 مگابیت بر ثانیه (RSMZ0)، سیستم EWSD یک رابط سیستم خارجی با نرخ انتقال بالاتر (155 مگابیت بر ثانیه) با مالتی پلکسرهای نوع STM-1 از سنکرون SDH فراهم می کند. شبکه سلسله مراتبی دیجیتال در ارتباطات خطوط فیبر نوری یک مالتی پلکسر پایانی نوع N (مالتی پلکسر پایان دوگانه سنکرون، SMT1D-N) نصب شده روی کابینت LTGM استفاده می شود.

مالتی پلکسر SMT1D-N را می توان در قالب یک پیکربندی اولیه با رابط 1xSTM1 (60xРSMЗ0) یا به شکل یک پیکربندی کامل با رابط های 2xSTM1 (120хРSMЗ0) ارائه کرد.

شکل 5. اتصال SMT1 D-N به شبکه

فیلد سوئیچینگ SNسیستم های سوئیچینگ EWSD زیرسیستم های LTG، CP و CCNC را به یکدیگر متصل می کنند. وظیفه اصلی آن ایجاد ارتباط بین گروه های LTG است. هر اتصال به طور همزمان از طریق هر دو نیمه (صفحه) میدان سوئیچینگ SN0 و SN1 برقرار می شود، به طوری که اگر یک طرف میدان خراب شود، همیشه یک اتصال پشتیبان وجود دارد. در سیستم های سوئیچینگ نوع EWSD می توان از دو نوع میدان سوئیچینگ استفاده کرد: SN و SN(B). فیلد سوئیچینگ نوع SN(B) یک پیشرفت جدید است و با ابعاد کوچکتر، در دسترس بودن بیشتر و کاهش مصرف برق مشخص می شود. گزینه های مختلفی برای سازماندهی SN و SN(B) وجود دارد:

فیلد سوئیچینگ برای 504 گروه خط (SN:504 LTG)؛

فیلد سوئیچینگ برای 1260 گروه خط (SN: 1260 LTG)؛

فیلد سوئیچینگ برای 252 گروه خط (SN:252 LTG)؛

فیلد سوئیچینگ برای 63 گروه خط (SN:63 LTG).

توابع اصلی فیلد سوئیچینگ عبارتند از:

سوئیچینگ مدار؛ تغییر پیام؛ تغییر به رزرو

میدان سوئیچینگ کانال ها و اتصالات را با سرعت انتقال 64 کیلوبیت بر ثانیه سوئیچ می کند (شکل 6 را ببینید). هر اتصال به دو مسیر اتصال نیاز دارد (به عنوان مثال، تماس گیرنده به تماس گیرنده و تماس گیرنده به تماس گیرنده). پردازنده هماهنگی بر اساس اطلاعات مربوط به اشغال مسیرهای اتصال که در حال حاضر در دستگاه ذخیره سازی ذخیره شده است، مسیرهای آزاد را از طریق فیلد سوئیچینگ جستجو می کند. سوئیچینگ مسیرهای اتصال توسط دستگاه های کنترل گروه سوئیچینگ انجام می شود.

هر فیلد سوئیچ دارای واحد کنترل خود است که از یک واحد کنترل گروه سوئیچ (SGC) و یک ماژول رابط بین SGCها و یک واحد بافر پیام MBU:SGC تشکیل شده است. با حداقل ظرفیت مرحله 63 LTG، یک SGC از گروه سوئیچ در سوئیچینگ مسیر اتصال نقش دارد، اما با ظرفیت های مرحله 504، 252 یا 126 LTG، از دو یا سه SGC استفاده می شود. این بستگی به این دارد که آیا مشترکین به همان گروه TS متصل هستند یا خیر. دستورات برقراری ارتباط برای هر یک از پزشکان شرکت کننده در گروه سوئیچینگ توسط پردازنده CP صادر می شود.

علاوه بر اتصالات مشخص شده توسط مشترکین با شماره گیری یک شماره، فیلد سوئیچینگ اتصالات بین گروه های خط و پردازنده هماهنگی CP را تغییر می دهد. این اتصالات برای تبادل اطلاعات کنترلی استفاده می شوند و به آنها اتصالات شماره گیری نیمه دائمی می گویند. به لطف این اتصالات، پیام ها بین گروه های خط بدون مصرف منابع واحد پردازشگر هماهنگی رد و بدل می شوند. اتصالات میخ شده و اتصالات برای سیگنال دهی از طریق یک کانال مشترک نیز بر اساس اصل اتصالات نیمه دائمی ایجاد می شوند.

میدان سوئیچینگ در سیستم EWSD با دسترسی کامل مشخص می شود. این به این معنی است که هر کلمه رمز 8 بیتی ارسال شده روی ستون فقرات که وارد فیلد سوئیچینگ می شود، می تواند در هر شکاف زمانی دیگری بر روی ستون فقرات ناشی از فیلد سوئیچینگ منتقل شود. تمامی بزرگراه ها با سرعت انتقال 8192 کیلوبیت بر ثانیه دارای 128 کانال با ظرفیت انتقال 64 کیلوبیت بر ثانیه (128x64 = 8192 کیلوبیت بر ثانیه) هستند. مراحل میدان سوئیچینگ با ظرفیت های SN:504 LTG, SN:252 LTG, SN:126 LTG دارای ساختار زیر هستند:

یک بار سوئیچینگ مرحله ورودی (TSI)؛

سه مرحله سوئیچینگ فضایی (SSM)؛

یک بار سوئیچینگ مرحله خروجی (TSO).

ایستگاه های کوچک و متوسط ​​(SN:63LTG) عبارتند از:

یک مرحله ورودی سوئیچینگ (TSI)؛

یک مرحله سوئیچینگ فضایی (SS)؛

یک مرحله تعویض زمان خروجی (TSO).

شکل 6. نمونه ای از برقراری اتصال در فیلد سوئیچینگ SN

پردازنده هماهنگی 113 (CP113 یا CP113C)یک چند پردازنده است که ظرفیت آن در مراحل افزایش می یابد.در چند پردازنده CP113C دو یا چند پردازنده یکسان به موازات اشتراک بار کار می کنند. بلوک های عملکردی اصلی چند پردازنده عبارتند از: پردازنده اصلی (MAP) برای پردازش تماس، بهره برداری و نگهداری. یک پردازنده پردازش تماس (CAP) که برای پردازش تماس ها طراحی شده است. ذخیره سازی مشترک (CMY)؛ کنترل کننده ورودی/خروجی (IOC)؛ پردازنده ورودی/خروجی (IOP). هر پردازنده VAP، CAP و IOP شامل یک واحد اجرای برنامه (PEX) است. بسته به اینکه آنها به عنوان پردازنده های VAP، پردازنده های CAP یا کنترل کننده های I0C اجرا شوند، عملکردهای سخت افزاری خاصی فعال می شوند.

اجازه دهید داده های فنی اصلی VAR، CAP و IOC را فهرست کنیم. نوع پردازنده - MC68040، فرکانس ساعت -25 مگاهرتز، عرض آدرس 32 بیت و عرض داده 32 بیت، عرض کلمه - 32 بیت داده. داده های حافظه محلی: گسترش - حداکثر 64 مگابایت (بر اساس 16M بیت DRAM). مرحله گسترش 16 مگابایت اطلاعات فلش EPROM: 4 مگابایت گسترش. پردازشگر هماهنگی CP عملکردهای زیر را انجام می دهد: پردازش تماس (تجزیه و تحلیل ارقام اعداد، کنترل مسیریابی، انتخاب منطقه خدمات، انتخاب مسیر در زمینه سوئیچینگ، حسابداری هزینه تماس، مدیریت داده های ترافیک، مدیریت شبکه). بهره برداری و نگهداری - ورودی و خروجی از دستگاه های ذخیره سازی خارجی (EM)، ارتباط با پایانه عملیات و نگهداری (OMT)، ارتباط با پردازنده انتقال داده (DCP). 13

پانل SYP (نگاه کنید به شکل 1) هشدارهای خارجی، به عنوان مثال، اطلاعات مربوط به آتش سوزی را نمایش می دهد. حافظه خارجی EM برای ذخیره برنامه ها و داده هایی استفاده می شود که نیازی به ذخیره دائمی در CP ندارند، کل سیستم برنامه های کاربردی برای بازیابی خودکار داده ها در تعرفه تماس های تلفنی و تغییرات ترافیک.

این نرم افزار بر روی انجام وظایف خاص مربوط به زیرسیستم های EWSD متمرکز است. سیستم عامل (OS) شامل برنامه هایی است که به سخت افزار نزدیک هستند و معمولاً برای همه سیستم های سوئیچینگ یکسان هستند.

حداکثر ظرفیت پردازش تماس SR بیش از 2700000 تماس در ساعت پیک است. ویژگی های سیستم CP EWSD: ظرفیت ذخیره سازی - تا 64 مگابایت. ظرفیت آدرس دهی - تا 4 گیگابایت؛ نوار مغناطیسی - حداکثر 4 دستگاه، هر کدام 80 مگابایت؛ دیسک مغناطیسی - حداکثر 4 دستگاه، هر کدام 337 مگابایت.

وظیفه Message Buffer (MB) کنترل تبادل پیام ها است:

بین پردازنده هماهنگی CP113 و گروه های LTG.

فیلد سوئیچینگ بین CP113 و کنترلگرهای گروه سوئیچینگ SGCB.

بین گروه های LTG؛

بین LTG ها و کنترل کننده شبکه سیگنالینگ از طریق یک کانال مشترک CCNC.

انواع اطلاعات زیر را می توان از طریق MV منتقل کرد:

پیام ها از DLU، LTG و SN به پردازنده هماهنگی CP113 ارسال می شوند.

گزارش‌ها از یک LTG به دیگری ارسال می‌شوند (گزارش‌ها از طریق CP113 هدایت می‌شوند، اما توسط آن پردازش نمی‌شوند).

دستورالعمل ها از CCNC به LTG و از LTG به CCNC ارسال می شوند، آنها از طریق CP113 هدایت می شوند، اما توسط آن پردازش نمی شوند.

دستورات از CP113 به LTG و SN ارسال می شوند. MV اطلاعات را برای انتقال از طریق جریان دیجیتال ثانویه (SDC) تبدیل می کند و آن را به LTG و SGC می فرستد.

بسته به مرحله ظرفیت، یک دستگاه مگابایت تکراری می‌تواند تا چهار گروه بافر پیام (MBG) داشته باشد. این ویژگی در یک گره شبکه با افزونگی پیاده سازی می شود، یعنی MB0 شامل گروه های MBG00...MBG03 و MB1 شامل گروه های MBG10...MBG13 می شود.

سیستم های سوئیچینگ EWSD با سیگنال دهی از طریق یک کانال مشترک در سیستم شماره 7 مجهز شده اند دستگاه کنترل شبکه سیگنالینگ از طریق یک کانال CCNC مشترک. حداکثر 254 لینک سیگنالینگ را می توان از طریق خطوط ارتباطی آنالوگ یا دیجیتال به دستگاه CCNC متصل کرد.

دستگاه CCNC از طریق خطوط فشرده با سرعت انتقال 8 مگابیت بر ثانیه به میدان سوئیچینگ متصل می شود. بین CCNC و هر صفحه میدان سوئیچینگ، 254 کانال برای هر جهت انتقال (254 جفت کانال) وجود دارد.

کانال ها داده های سیگنالینگ را در هر دو صفحه SN به و از گروه های خط با سرعت 64 کیلوبیت بر ثانیه حمل می کنند. مسیرهای سیگنال آنالوگ از طریق مودم به CCNC متصل می شوند. CCNC شامل: حداکثر 32 گروه با 8 پایانه مسیر سیگنال هر کدام (32 گروه SILT) است. یک پردازنده کانال مشترک اضافی (CCNP).

کنترل سوالات

1. تبدیل آنالوگ به دیجیتال در کدام بلوک انجام می شود؟

2. چند خط مشترک آنالوگ را می توان در DLUB گنجاند؟ این بلوک برای چه ظرفیتی طراحی شده است؟

3. اطلاعات بین DLU و LTG، بین LTG و SN با چه سرعتی منتقل می شود؟

4. توابع اصلی فیلد سوئیچینگ را فهرست کنید. ارتباط بین مشترکین با چه سرعتی اجرا می شود.

5. گزینه های سازماندهی فیلد سوئیچینگ سیستم EWSD را فهرست کنید.

6. مراحل اصلی سوئیچینگ را با فیلد سوئیچینگ فهرست کنید.

7. عبور مسیر مکالمه را از فیلد سوئیچینگ سیستم سوئیچینگ EWSD در نظر بگیرید.

8. چه توابع پردازش فراخوانی در بلوک های LTG پیاده سازی می شوند؟

9. سمت MV چه وظایفی را اجرا می کند؟

©2015-2019 سایت
تمامی حقوق متعلق به نویسندگان آنها می باشد. این سایت ادعای نویسندگی ندارد، اما استفاده رایگان را فراهم می کند.
تاریخ ایجاد صفحه: 2017-06-11

شبکه های سوئیچ مدار دارای چندین ویژگی مشترک مهم هستند، صرف نظر از نوع مالتی پلکسی که استفاده می کنند.

شبکه های دارای سوئیچینگ پویا نیاز به یک روش اولیه برای ایجاد ارتباط بین مشترکین دارند. برای انجام این کار، آدرس مشترک فراخوانی شده به شبکه منتقل می شود که از سوییچ ها عبور کرده و آنها را برای انتقال داده های بعدی پیکربندی می کند. درخواست اتصال از یک سوئیچ به سوییچ دیگر هدایت می شود و در نهایت به طرف فراخوان می رسد. اگر ظرفیت کانال خروجی مورد نیاز از قبل تمام شده باشد، ممکن است شبکه از برقراری اتصال خودداری کند. برای یک سوئیچ FDM، ظرفیت کانال خروجی برابر با تعداد باندهای فرکانسی این کانال است و برای یک سوئیچ TDM - تعداد شکاف های زمانی که چرخه عملکرد کانال به آنها تقسیم می شود. اگر مشترک درخواست شده قبلاً با شخص دیگری ارتباط برقرار کرده باشد، شبکه از اتصال خودداری می کند. در مورد اول آنها می گویند که سوئیچ مشغول است، و در مورد دوم - مشترک. احتمال خرابی اتصال از معایب روش سوئیچینگ مدار است.

اگر بتوان اتصال را برقرار کرد، آنگاه یک باند فرکانس ثابت در شبکه‌های FDM یا یک پهنای باند ثابت در شبکه‌های TDM به آن اختصاص داده می‌شود. این مقادیر در طول دوره اتصال بدون تغییر باقی می مانند. توان عملیاتی تضمین شده شبکه پس از برقراری یک اتصال، ویژگی مهمی است که برای برنامه‌هایی مانند کنترل صدا، ویدیو یا کنترل تسهیلات بلادرنگ مورد نیاز است. با این حال، شبکه‌های سوئیچ مدار نمی‌توانند به صورت پویا ظرفیت کانال را بنا به درخواست مشترک تغییر دهند، که باعث می‌شود آنها در شرایط ترافیک شدید ناکارآمد باشند.

نقطه ضعف شبکه های سوئیچ مدار عدم توانایی استفاده از تجهیزات کاربر با سرعت های مختلف است. بخش‌های جداگانه یک مدار مرکب با سرعت یکسانی کار می‌کنند زیرا شبکه‌های سوئیچ مدار داده‌های کاربر را بافر نمی‌کنند.

شبکه های سوئیچ مدار برای سوئیچینگ جریان های داده با نرخ ثابت بسیار مناسب هستند، جایی که واحد سوئیچینگ یک بایت یا بسته داده نیست، بلکه یک جریان داده همزمان بلندمدت بین دو مشترک است. برای چنین جریان‌هایی، شبکه‌های سوئیچ مدار حداقل سربار را برای مسیریابی داده‌ها از طریق شبکه اضافه می‌کنند و از موقعیت زمانی هر بیت جریان به عنوان آدرس مقصد در سوئیچ‌های شبکه استفاده می‌کنند.

ارائه عملیات دوبلکس بر اساس فناوری های FDM، TDM و WDM

بسته به جهت انتقال داده های احتمالی، روش های انتقال داده از طریق یک خط ارتباطی به انواع زیر تقسیم می شوند:

o سیمپلکس - انتقال از طریق خط ارتباطی تنها در یک جهت انجام می شود.

o نیمه دوبلکس - انتقال در هر دو جهت انجام می شود، اما به طور متناوب در زمان. نمونه ای از چنین انتقالی، فناوری اترنت است.

o دوبلکس - انتقال به طور همزمان در دو جهت انجام می شود.

حالت دوبلکس همه کاره ترین و پربازده ترین روش عملکرد کانال است. ساده ترین گزینه برای سازماندهی حالت دوبلکس استفاده از دو کانال فیزیکی مستقل (دو جفت هادی یا دو فیبر نوری) در یک کابل است که هر کدام در حالت سیمپلکس کار می کنند، یعنی داده ها را در یک جهت منتقل می کنند. این ایده است که زیربنای اجرای حالت عملیات دوبلکس در بسیاری از فناوری‌های شبکه، مانند Fast Ethernet یا ATM است.

گاهی اوقات چنین راه حل ساده ای در دسترس یا موثر نیست. بیشتر اوقات، این اتفاق در مواردی رخ می دهد که تنها یک کانال فیزیکی برای تبادل داده های دوطرفه وجود دارد و سازماندهی کانال دوم با هزینه های بالایی همراه است. به عنوان مثال، هنگام مبادله داده ها با استفاده از مودم از طریق شبکه تلفن، کاربر تنها یک کانال ارتباطی فیزیکی با PBX دارد - یک خط دو سیمه، و خرید دومی به سختی توصیه می شود. در چنین مواردی، حالت کار دوبلکس بر اساس تقسیم کانال به دو کانال فرعی منطقی با استفاده از فناوری FDM یا TDM سازماندهی می شود.

مودم ها از فناوری FDM برای سازماندهی عملیات دوبلکس در یک خط دو سیمه استفاده می کنند. مودم های مدولاسیون فرکانس در چهار فرکانس کار می کنند: دو فرکانس برای رمزگذاری یک ها و صفرها در یک جهت و دو فرکانس باقی مانده برای انتقال داده ها در جهت مخالف.

با کدگذاری دیجیتال، حالت دوبلکس روی یک خط دو سیمه با استفاده از فناوری TDM سازماندهی می شود. برخی از شکاف های زمانی برای انتقال داده ها در یک جهت و برخی دیگر برای انتقال داده ها در جهت دیگر استفاده می شوند. به طور معمول، شکاف های زمانی در جهت های مخالف متناوب می شوند، به همین دلیل است که این روش گاهی اوقات انتقال "پینگ پنگ" نامیده می شود. تقسیم خط TDM معمولی است، به عنوان مثال، برای شبکه های دیجیتال خدمات یکپارچه (ISDN) در انتهای دو سیم مشترک.

در کابل های فیبر نوری، زمانی که از یک فیبر نوری برای سازماندهی حالت کارکرد دوبلکس استفاده می شود، داده ها در یک جهت با استفاده از پرتو نور با یک طول موج و در جهت مخالف با استفاده از طول موج متفاوت منتقل می شوند. این تکنیک متعلق به روش FDM است، اما برای کابل های نوری به آن مالتی پلکسی تقسیم طول موج (WDM) می گویند. WDM همچنین برای افزایش سرعت انتقال داده در یک جهت استفاده می شود که معمولاً از 2 تا 16 کانال استفاده می شود.

سوئیچینگ بسته

اصول سوئیچینگ بسته

سوئیچینگ بسته یک تکنیک سوئیچینگ مشترک است که به طور خاص برای انتقال کارآمد ترافیک رایانه طراحی شده است. آزمایش‌ها برای ایجاد اولین شبکه‌های رایانه‌ای مبتنی بر فناوری سوئیچینگ مدار نشان داد که این نوع سوئیچینگ اجازه دستیابی به توان عملیاتی بالای شبکه را نمی‌دهد. اصل مشکل در ماهیت شدید ترافیکی است که برنامه های کاربردی شبکه معمولی ایجاد می کنند. به عنوان مثال، هنگام دسترسی به یک سرور فایل راه دور، کاربر ابتدا محتویات دایرکتوری آن سرور را مشاهده می کند که منجر به انتقال مقدار کمی داده می شود. سپس فایل مورد نظر را در یک ویرایشگر متن باز می کند، عملیاتی که می تواند تبادل اطلاعات زیادی ایجاد کند، به خصوص اگر فایل حاوی گرافیک بزرگ باشد. پس از نمایش چند صفحه از یک فایل، کاربر برای مدتی به صورت محلی با آنها کار می کند که به هیچ وجه نیازی به انتقال شبکه ندارد و سپس کپی های اصلاح شده صفحات را به سرور برمی گرداند - دوباره انتقال شبکه فشرده ایجاد می کند.

ضریب ریپل ترافیک یک کاربر شبکه، برابر با نسبت میانگین شدت تبادل داده به حداکثر ممکن، می تواند 1:50 یا 1:100 باشد. اگر برای جلسه توصیف شده، سوئیچ کانال را بین رایانه کاربر و سرور سازماندهی کنیم، در اکثر مواقع کانال بیکار خواهد بود. در عین حال، از قابلیت های سوئیچینگ شبکه استفاده خواهد شد - بخشی از شکاف های زمانی یا باندهای فرکانسی سوئیچ ها اشغال شده و در دسترس سایر کاربران شبکه قرار نمی گیرد.

هنگامی که سوئیچینگ بسته اتفاق می افتد، تمام پیام های ارسال شده توسط یک کاربر شبکه در گره منبع به قطعات نسبتا کوچکی به نام بسته تقسیم می شود. بیایید به یاد بیاوریم که یک پیام یک قطعه منطقی کامل شده از داده است - درخواستی برای انتقال یک فایل، پاسخی به این درخواست شامل کل فایل، و غیره. برعکس، بسته‌ها معمولاً می‌توانند طول متغیری داشته باشند، اما در محدوده‌های باریک، مثلاً از 46 تا 1500 بایت. هر بسته با یک هدر ارائه می شود که اطلاعات آدرس مورد نیاز برای تحویل بسته به گره مقصد و همچنین شماره بسته ای که توسط گره مقصد برای جمع آوری پیام استفاده می شود را مشخص می کند (شکل 2.29). بسته ها در شبکه به عنوان بلوک های اطلاعاتی مستقل منتقل می شوند. سوئیچ های شبکه بسته ها را از گره های انتهایی دریافت می کنند و بر اساس اطلاعات آدرس، آنها را به یکدیگر و در نهایت به گره مقصد ارسال می کنند.

برنج. 2.29.تقسیم یک پیام به بسته ها

سوئیچ های شبکه بسته با سوئیچ های مدار تفاوت دارند زیرا دارای حافظه بافر داخلی برای ذخیره موقت بسته ها هستند اگر درگاه خروجی سوئیچ در زمان دریافت بسته مشغول ارسال بسته دیگری باشد (شکل 2.30). در این حالت بسته برای مدتی در صف بسته در حافظه بافر پورت خروجی باقی می ماند و وقتی نوبت به آن رسید به سوییچ بعدی منتقل می شود. این طرح انتقال داده به شما این امکان را می دهد که موج های ترافیکی را در پیوندهای ستون فقرات بین سوئیچ ها صاف کنید و در نتیجه از آنها به موثرترین روش برای افزایش توان عملیاتی شبکه به عنوان یک کل استفاده کنید.

برنج. 2.30.هموارسازی ترافیک انفجاری در شبکه سوئیچ بسته

در واقع، برای یک جفت مشترک، مؤثرترین کار این است که تنها استفاده از یک کانال ارتباطی سوئیچ شده برای آنها فراهم شود، همانطور که در شبکه های سوئیچ مدار انجام می شود. با این روش، زمان تعامل این جفت مشترک حداقل خواهد بود، زیرا داده ها بدون تاخیر از یک مشترک به مشترک دیگر منتقل می شوند. مشترکین علاقه ای به قطعی کانال در طول مکث انتقال ندارند؛ برای آنها مهم است که مشکل خود را به سرعت حل کنند. یک شبکه سوئیچ بسته، روند تعامل بین یک جفت مشترک خاص را کند می کند، زیرا بسته های آنها می توانند در سوئیچ ها منتظر بمانند در حالی که سایر بسته هایی که زودتر به سوئیچ رسیده اند در امتداد پیوندهای ستون فقرات منتقل می شوند.

با این حال، مقدار کل داده های رایانه ای که توسط شبکه در واحد زمان با استفاده از تکنیک سوئیچینگ بسته منتقل می شود، بیشتر از استفاده از تکنیک سوئیچینگ مدار خواهد بود. این به این دلیل اتفاق می افتد که ضربان های تک تک مشترکان، مطابق با قانون اعداد بزرگ، در طول زمان توزیع می شوند. بنابراین، سوئیچ ها به طور مداوم و نسبتاً یکنواخت با کار بارگیری می شوند اگر تعداد مشترکانی که به آنها خدمت می کنند واقعاً زیاد باشد. در شکل شکل 2.30 نشان می‌دهد که ترافیکی که از گره‌های انتهایی به سوییچ‌ها می‌آید در طول زمان بسیار نابرابر توزیع می‌شود. با این حال، سوئیچ‌های سطح بالاتر در سلسله مراتبی که اتصالات سرویس بین سوئیچ‌های سطح پایین‌تر به طور یکنواخت بارگذاری می‌شوند، و جریان بسته در پیوندهای ترانک که سوئیچ‌های سطح بالایی را به هم متصل می‌کنند، تقریباً حداکثر استفاده را دارند.

راندمان بالاتر شبکه های سوئیچ بسته در مقایسه با شبکه های سوئیچ مدار (با ظرفیت کانال ارتباطی برابر) در دهه 60 به صورت تجربی و با استفاده از مدل سازی شبیه سازی ثابت شد. در اینجا یک قیاس با سیستم عامل های چندبرنامه ای مناسب است. اجرای هر برنامه در چنین سیستمی نسبت به سیستم تک برنامه ای زمان بیشتری طول می کشد، جایی که برنامه تمام زمان پردازشگر را تا زمانی که اجرای خود را کامل کند به آن اختصاص می دهد. با این حال، تعداد کل برنامه های اجرا شده در واحد زمان در یک سیستم چند برنامه ای بیشتر از یک سیستم تک برنامه ای است.

ارتباطات گسترده بر اساس شبکه های سوئیچ مدار

خطوط اجاره ای نشان دهنده قابل اعتمادترین وسیله برای اتصال شبکه های محلی از طریق کانال های ارتباطی جهانی است، زیرا تمام ظرفیت چنین خطی همیشه در اختیار شبکه های تعاملی است. با این حال، این گران‌ترین نوع اتصالات جهانی نیز هست - اگر N شبکه محلی راه دور وجود دارد که به شدت داده‌ها را با یکدیگر مبادله می‌کنند، باید خطوط اجاره‌ای Nx(N-l)/2 داشته باشید. برای کاهش هزینه حمل و نقل جهانی از کانال های سوئیچ پویا استفاده می شود که هزینه آن بین بسیاری از مشترکین این کانال ها تقسیم می شود.

خدمات شبکه تلفن ارزان‌ترین هستند، زیرا سوئیچ‌های آن‌ها توسط تعداد زیادی مشترکی که از خدمات تلفن استفاده می‌کنند، پرداخت می‌شود، و نه فقط مشترکانی که شبکه‌های محلی خود را ترکیب می‌کنند.

شبکه های تلفن بسته به روش مالتی پلکس کردن کانال های مشترک و ترانک به آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند. به طور دقیق تر، دیجیتال شبکه هایی هستند که در آنها اطلاعات در انتهای مشترکین به صورت دیجیتال ارائه می شود و در آنها از روش های مالتی پلکس دیجیتال و سوئیچینگ استفاده می شود و آنالوگ شبکه هایی هستند که داده ها را از مشترکین به صورت آنالوگ دریافت می کنند، یعنی از تلفن های آنالوگ کلاسیک و مالتی پلکسینگ و سوئیچینگ با استفاده از هر دو روش آنالوگ و دیجیتال انجام می شود. در سال‌های اخیر، فرآیند نسبتاً فشرده جایگزینی سوئیچ‌های شبکه تلفن با سوئیچ‌های دیجیتالی که بر اساس فناوری TDM کار می‌کنند، وجود داشته است. با این حال، چنین شبکه‌ای همچنان یک شبکه تلفن آنالوگ باقی می‌ماند، حتی اگر همه سوئیچ‌ها با استفاده از فناوری TDM کار کنند، داده‌ها را به شکل دیجیتال پردازش کنند، اگر انتهای مشترک آن آنالوگ باقی بماند، و تبدیل آنالوگ به دیجیتال در نزدیک‌ترین شبکه PBX انجام شود. مشترک فناوری جدید مودم V.90 توانست از این واقعیت استفاده کند که تعداد زیادی شبکه وجود دارد که اکثر سوئیچ ها در آنها دیجیتال هستند.

شبکه‌های تلفن با پایانه مشترک دیجیتال شامل سرویس‌های 56 سوئیچ شده (کانال‌های سوئیچ شده 56 کیلوبیت بر ثانیه) و شبکه‌های دیجیتال با خدمات یکپارچه ISDN (شبکه دیجیتال خدمات یکپارچه) هستند. خدمات سوئیچ 56 در تعدادی از کشورهای غربی در نتیجه ارائه پایانه دیجیتالی سازگار با استانداردهای خط T1 به مشترکان نهایی ظاهر شده است. این فناوری به یک استاندارد بین المللی تبدیل نشده است و امروزه با فناوری ISDN که چنین جایگاهی دارد جایگزین شده است.

شبکه‌های ISDN نه تنها برای انتقال صدا، بلکه داده‌های رایانه‌ای از جمله از طریق سوئیچینگ بسته طراحی شده‌اند که به همین دلیل به آنها شبکه‌هایی با خدمات یکپارچه می‌گویند. با این حال، حالت اصلی عملکرد شبکه های ISDN سوئیچینگ مدار است و سرویس سوئیچینگ بسته دارای سرعتی است که طبق استانداردهای مدرن بسیار کم است - معمولاً تا 9600 bps. بنابراین، فناوری ISDN در این بخش در مورد شبکه های سوئیچ مدار مورد بحث قرار خواهد گرفت. نسل جدید شبکه‌های خدمات یکپارچه که B-ISDN (از باند پهن) نامیده می‌شود، کاملاً مبتنی بر فناوری سوئیچینگ بسته (به طور دقیق‌تر سلول‌های فناوری ATM) است، بنابراین این فناوری در بخش شبکه‌های سوئیچینگ بسته مورد بحث قرار خواهد گرفت.