디지털 스위칭 시스템 및 해당 소프트웨어. 회선 교환 네트워크. 비동기 회선 교환 네트워크
네트워크 분류.
영토 분포별
PAN(개인 영역 네트워크) - 상호 작용을 위해 설계된 개인 네트워크 다양한 장치같은 소유자에 속합니다.
LAN(근거리 통신망) - 로컬 네트워크서비스 제공업체에 도달하기 전에 폐쇄된 인프라를 보유하고 있습니다. "LAN"이라는 용어는 소규모 사무실 네트워크와 수백 헥타르에 달하는 대규모 공장 수준의 네트워크를 모두 설명할 수 있습니다. 외국 소식통에서는 반경이 약 10km에 달할 것으로 추정하기도 합니다. 로컬 네트워크는 폐쇄된 네트워크이므로 액세스만 허용됩니다. 제한된 서클그러한 네트워크에서 일하는 사용자는 전문적인 활동과 직접적인 관련이 있습니다.
CAN(Campus Area Network) - 인근 건물의 로컬 네트워크를 통합합니다.
MAN(Metropolitan Area Network) - 하나 또는 여러 도시 내의 기관 간 도시 네트워크로, 많은 지역 네트워크를 연결합니다.
WAN(Wide Area Network)은 로컬 네트워크와 기타 통신 네트워크 및 장치를 모두 포함하여 넓은 지역을 포괄하는 글로벌 네트워크입니다. WAN의 예로는 다양한 컴퓨터 네트워크가 서로 "대화"할 수 있는 패킷 교환 네트워크(프레임 릴레이)가 있습니다. 글로벌 네트워크개방적이고 모든 사용자에게 서비스를 제공하는 데 중점을 둡니다.
"엔터프라이즈 네트워크"라는 용어는 문헌에서 각각 서로 다른 기술, 소프트웨어 및 정보 원칙을 기반으로 구축될 수 있는 여러 네트워크의 조합을 나타내기 위해 사용됩니다.
기능적 상호 작용 유형별
클라이언트-서버, 혼합 네트워크, P2P 네트워크, 다중 피어 네트워크
네트워크 토폴로지 유형별
타이어, 반지, 이중 링, 별, 벌집, 격자, 나무, 뚱뚱한 나무
전송 매체 유형별
유선(전화선, 동축 케이블, 연선, 광섬유 케이블)
무선(특정 주파수 범위의 전파를 통해 정보 전송)
기능적 목적에 따라
스토리지 네트워크, 서버 팜, 프로세스 제어 네트워크, SOHO 네트워크, 하우스 네트워크
전송 속도별
저속(최대 10Mbit/s), 중간 속도(최대 100Mbit/s), 고속(100Mbit/s 이상);
지속적인 연결을 유지하기 위해 필요한 경우
Fidonet, UUCP 등의 패킷 네트워크, 인터넷, GSM 등의 온라인 네트워크
회선 교환 네트워크
컴퓨터 네트워크에서 가장 중요한 문제 중 하나는 전환 문제입니다. 전환 개념에는 다음이 포함됩니다.
1. 데이터 전송을 위한 경로 분배 메커니즘
2. 동기식 사용의사소통 채널
스위칭 문제를 해결하는 방법 중 하나, 즉 회선 교환 네트워크에 대해 이야기하겠습니다. 하지만 이는 그렇지 않다는 점에 유의해야 한다. 유일한 방법컴퓨터 네트워크의 문제를 해결합니다. 하지만 문제의 본질에 더 가까이 다가가 보겠습니다. 회선 교환 네트워크데이터가 동일한 속도로 전달되는 최종 노드 간의 공통적이고 깨지지 않는 물리적 통신 섹션(채널)을 형성합니다. 경로가 미리 알려져 있기 때문에 특정 구간에 "정지"가 없기 때문에 동일한 속도가 달성된다는 점에 유의해야 합니다.
연결 설정 회선 교환 네트워크연결하지 않으면 원하는 목표에 이르는 경로를 얻을 수 없기 때문에 항상 먼저 시작됩니다. 연결이 설정된 후에는 필요한 데이터를 안전하게 전송할 수 있습니다. 회선 교환 네트워크의 이점을 살펴보겠습니다.
1. 데이터 전송 속도는 항상 동일하다
2. 데이터 전송 중 노드에 지연이 없으며 이는 다양한 온라인 이벤트(회의, 커뮤니케이션, 비디오 방송)에 중요합니다.
이제 단점에 대해 몇 마디 말해야 합니다.
1. 연결을 설정하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다. 때로는 네트워크가 혼잡할 수도 있습니다
2. 먼저 연결을 설정하지 않으면 데이터를 즉시 전송할 수 없습니다. 시간이 낭비된다
3. 물리적 의사소통 채널의 활용이 그다지 효율적이지 않음
마지막 마이너스에 대해 설명하겠습니다. 물리적 통신 채널을 만들 때 우리는 전체 회선을 완전히 점유하여 다른 사람이 연결할 기회를 남기지 않습니다.
회선 교환 네트워크는 서로 다른 기술적 접근 방식을 사용하여 2가지 유형으로 나뉩니다.
1. FDM(Frequency Division Multiplexing) 기반 회선 교환
작업 계획은 다음과 같습니다.
1. 각 사용자는 스위치 입력에 신호를 전송합니다.
2. 스위치를 사용하는 모든 신호는 신호의 주파수 변조 방법을 사용하여 ΔF 대역을 채웁니다.
2. TDM(Time Division Multiplexing) 기반 회선 교환
원칙 회로 스위칭시간 다중화를 기반으로 하는 것은 매우 간단합니다. 이는 시간 분할을 기반으로 합니다. 각 통신 채널은 차례로 서비스되며 가입자에게 신호를 보내는 기간은 엄격하게 정의됩니다.
3.패킷 스위칭
이 스위칭 기술은 컴퓨터 트래픽의 효율적인 전송을 위해 특별히 설계되었습니다. 창조를 향한 첫 걸음 컴퓨터 네트워크회선 스위칭 기술에 기초한 연구에서는 이러한 유형의 스위칭이 높은 전체 네트워크 처리량을 달성할 수 없음을 보여주었습니다. 일반적인 네트워크 애플리케이션은 높은 수준의 데이터 속도 버스트와 함께 매우 산발적으로 트래픽을 생성합니다. 예를 들어, 원격 파일 서버에 액세스할 때 사용자는 먼저 해당 서버 디렉터리의 내용을 확인하며 이로 인해 소량의 데이터가 전송됩니다. 그런 다음 다음에서 필요한 파일을 엽니다. 텍스트 에디터, 특히 파일에 대규모 그래픽 포함이 포함된 경우 이 작업으로 인해 상당히 많은 데이터 교환이 발생할 수 있습니다. 파일의 몇 페이지를 표시한 후 사용자는 한동안 로컬로 작업하며 네트워크 전송이 전혀 필요하지 않습니다. 그런 다음 페이지의 수정된 복사본을 서버에 반환하여 다시 집중적인 네트워크 전송을 생성합니다.
개별 네트워크 사용자의 트래픽 파급률은 데이터 교환의 평균 강도와 최대 가능한 비율의 비율과 동일하며 1:50 또는 심지어 1:100에 도달할 수 있습니다. 설명된 세션에서 사용자 컴퓨터와 서버 간의 채널 전환을 구성하면 대부분의 시간 동안 채널이 유휴 상태가 됩니다. 동시에 네트워크의 전환 기능은 이 가입자 쌍에게 할당되며 다른 네트워크 사용자는 사용할 수 없습니다.
패킷 전환이 발생하면 사용자가 전송한 모든 메시지는 소스 노드에서 패킷이라는 상대적으로 작은 조각으로 나뉩니다. 메시지는 논리적으로 완성된 데이터 조각(파일 전송 요청, 전체 파일을 포함하는 이 요청에 대한 응답 등)이라는 점을 상기해 보겠습니다. 메시지의 길이는 몇 바이트에서 몇 메가바이트까지 다양할 수 있습니다. 반대로, 패킷은 일반적으로 가변 길이를 가질 수도 있지만 제한된 범위(예: 46바이트에서 1500바이트) 내에서 가능합니다. 각 패킷에는 패킷을 대상 노드에 전달하는 데 필요한 주소 정보와 메시지를 조합하기 위해 대상 노드에서 사용할 패킷 번호를 지정하는 헤더가 제공됩니다(그림 3). 패킷은 독립적인 정보 블록으로 네트워크를 통해 전송됩니다. 네트워크 스위치는 끝 노드로부터 패킷을 수신하고 주소 정보를 기반으로 패킷을 서로 전송하고 궁극적으로 대상 노드로 전송합니다.
패킷 네트워크 스위치는 패킷 수신 시 스위치의 출력 포트가 다른 패킷을 전송 중일 경우 패킷을 임시로 저장하기 위한 내부 버퍼 메모리가 있다는 점에서 회선 스위치와 다릅니다(그림 3). 이 경우, 해당 패킷은 출력 포트의 버퍼 메모리에 있는 패킷 큐에 일정 시간 남아 있다가 해당 차례에 도달하면 다음 스위치로 전달됩니다. 이 데이터 전송 방식을 사용하면 스위치 간 백본 링크의 트래픽 맥동을 원활하게 하여 이를 가장 효과적으로 사용하여 네트워크 전체의 용량을 늘릴 수 있습니다.
실제로 한 쌍의 가입자에게 가장 효과적인 방법은 회선 교환 네트워크에서와 마찬가지로 교환 통신 채널만 사용할 수 있도록 제공하는 것입니다. 이 경우 데이터가 지연 없이 한 가입자에서 다른 가입자로 전송되므로 이 가입자 쌍의 상호 작용 시간은 최소화됩니다. 가입자는 전송이 일시 중지되는 동안 채널이 다운되는 것에 관심이 없으며 문제를 신속하게 해결하는 것이 중요합니다. 패킷 교환 네트워크는 특정 가입자 쌍 간의 상호 작용 프로세스를 느리게 합니다. 그 이유는 해당 가입자의 패킷이 스위치에서 기다릴 수 있고 스위치에 먼저 도착한 다른 패킷은 백본 링크를 따라 전송되기 때문입니다.
그러나 패킷 교환 기술을 사용하여 단위 시간당 네트워크에서 전송되는 컴퓨터 데이터의 총량은 회선 교환 기술을 사용하는 것보다 높습니다. 이는 대수의 법칙에 따라 개별 가입자의 파동이 피크가 일치하지 않도록 시간에 따라 분산되기 때문에 발생합니다. 따라서 서비스를 제공하는 가입자 수가 정말 많은 경우 스위치에는 지속적이고 균등하게 작업이 로드됩니다. 그림에서. 그림 4는 엔드 노드에서 스위치로 들어오는 트래픽이 시간이 지남에 따라 매우 고르지 않게 분산되어 있음을 보여줍니다. 그러나 하위 수준 스위치 간의 연결을 서비스하는 계층 구조의 상위 수준 스위치는 보다 균등하게 로드되며, 상위 수준 스위치를 연결하는 트렁크 링크의 패킷 흐름은 거의 최대 수준으로 활용됩니다. 버퍼링은 잔물결을 완화하므로 트렁크 채널의 잔물결 요인은 가입자 액세스 채널보다 훨씬 낮습니다. 이는 1:10 또는 1:2와 같을 수 있습니다.
회선 교환 네트워크(동일한 통신 채널 용량 포함)에 비해 패킷 교환 네트워크의 더 높은 효율성은 실험적으로나 시뮬레이션 모델링을 사용하여 60년대에 입증되었습니다. 여기서는 다중 프로그래밍과의 비유가 적절합니다. 운영체제. 이러한 시스템의 각 개별 프로그램은 실행이 완료될 때까지 프로그램에 모든 프로세서 시간이 할당되는 단일 프로그램 시스템보다 실행하는 데 시간이 더 오래 걸립니다. 그러나 단위 시간당 실행되는 총 프로그램 수는 단일 프로그램 시스템보다 다중 프로그램 시스템에서 더 큽니다.
패킷 교환 네트워크는 특정 가입자 쌍 간의 상호 작용 프로세스를 늦추지만 전체적으로 네트워크의 처리량을 증가시킵니다.
전송 소스에서의 지연:
· 헤더를 전송하는 시간;
· 각 다음 패킷의 전송 간격으로 인해 발생하는 지연.
각 스위치의 지연:
· 패킷 버퍼링 시간;
전환 시간은 다음으로 구성됩니다.
o 큐에 있는 패킷의 대기 시간(변수 값)
o 패킷이 출력 포트로 이동하는 데 걸리는 시간.
패킷 교환의 장점
1. 버스트 트래픽을 전송할 때 전체 네트워크 처리량이 높습니다.
2. 트래픽의 실제 요구에 따라 가입자 간의 물리적 통신 채널 용량을 동적으로 재분배하는 기능입니다.
패킷 교환의 단점
1. 네트워크 스위치의 버퍼 큐 지연은 전체 네트워크 부하에 따라 달라지기 때문에 네트워크 가입자 간 데이터 전송 속도의 불확실성이 있습니다.
2. 데이터 패킷의 다양한 지연으로, 순간적인 네트워크 정체가 발생하는 동안 상당히 길어질 수 있습니다.
3. 버퍼 오버플로우로 인해 데이터 손실이 발생할 수 있습니다.
현재 이러한 단점을 극복하기 위한 방법이 적극적으로 개발 및 구현되고 있으며, 이는 특히 일정한 전송 속도를 요구하는 지연에 민감한 트래픽에서 심각합니다. 이러한 방법을 QoS(Quality of Service) 방법이라고 합니다.
서비스 품질 방법을 구현하는 패킷 교환 네트워크는 전화 및 컴퓨터 트래픽과 같은 중요한 트래픽을 포함하여 다양한 유형의 트래픽을 동시에 전송할 수 있습니다. 따라서 오늘날 패킷 교환 방법은 모든 유형의 가입자에게 포괄적인 고품질 서비스를 제공하는 통합 네트워크를 구축하는 데 가장 유망한 방법으로 간주됩니다. 그러나 회선전환방식은 할인될 수 없다. 오늘날 그들은 전통적인 전화 네트워크에서 성공적으로 작동할 뿐만 아니라 전화 또는 전화 간 백본 물리적 채널을 생성하는 데 사용되는 SDH 및 DWDM 기술의 소위 기본(백본) 네트워크에서 고속 영구 연결을 형성하는 데 널리 사용됩니다. 컴퓨터 네트워크 스위치. 미래에는 패킷과 채널 스위칭의 원리를 결합하여 어떤 형태로든 새로운 스위칭 기술이 등장할 가능성이 높습니다.
4.VPN 가상 사설 통신망- 가상 개인 네트워크)은 하나 이상의 기술을 허용하는 기술의 일반화된 이름입니다. 네트워크 연결(논리적 네트워크)를 다른 네트워크(예: 인터넷) 위에 배치합니다. 알 수 없는 신뢰 수준이 낮은 네트워크(예: 공용 네트워크)를 통해 통신이 수행된다는 사실에도 불구하고 구성된 논리적 네트워크의 신뢰 수준은 네트워크의 신뢰 수준에 의존하지 않습니다. 핵심 네트워크암호화 도구(암호화, 인증, 인프라) 사용 덕분에 공개 키, 논리 네트워크를 통해 전송되는 메시지의 반복 및 변경으로부터 보호하는 것을 의미합니다.
사용되는 프로토콜과 목적에 따라 VPN은 다음을 제공할 수 있습니다. 3개의 연결유형: 노드-노드,노드 네트워크그리고 네트워크-네트워크. 일반적으로 VPN은 네트워크 수준보다 높지 않은 수준에서 배포됩니다. 이러한 수준에서 암호화를 사용하면 전송 프로토콜(예: TCP, UDP)을 변경 없이 사용할 수 있기 때문입니다.
사용자 마이크로소프트 윈도우 VPN이라는 용어는 구현 중 하나를 나타냅니다. 가상 네트워크- 자주 사용되는 PPTP 아니다개인 네트워크를 생성합니다.
대부분의 경우 가상 네트워크를 생성하기 위해 PPP 프로토콜은 IP(이 방법은 PPTP 구현에서 사용됨 - 지점 간 터널링 프로토콜) 또는 이더넷(PPPoE)(차이점도 있지만)과 같은 다른 프로토콜로 캡슐화됩니다. ). VPN 기술 최근에개인 네트워크 자체를 만드는 데 사용되었을 뿐만 아니라 소련 붕괴 이후의 일부 "라스트 마일" 공급자가 인터넷 액세스를 제공하는 데에도 사용되었습니다.
적절한 수준의 구현과 특수 소프트웨어의 사용을 통해 VPN 네트워크는 전송된 정보에 대해 높은 수준의 암호화를 제공할 수 있습니다. ~에 올바른 설정모든 구성 요소의 VPN 기술은 인터넷상의 익명성을 보장합니다.
VPN은 "내부"(제어되는) 네트워크(여러 개가 있을 수 있음)와 캡슐화된 연결이 통과하는 "외부" 네트워크(일반적으로 인터넷)의 두 부분으로 구성됩니다. 별도의 컴퓨터를 가상 네트워크에 연결할 수도 있습니다. VPN에 대한 원격 사용자의 연결은 내부 및 외부(공용) 네트워크 모두에 연결된 액세스 서버를 통해 이루어집니다. 원격 사용자가 접속할 때(또는 다른 보안 네트워크에 연결을 설정할 때) 접속 서버는 식별 과정을 거쳐 인증 과정을 거쳐야 합니다. 두 프로세스가 모두 성공적으로 완료되면 원격 사용자( 원격 네트워크)에게는 네트워크에서 작업할 수 있는 권한이 부여됩니다. 즉, 인증 프로세스가 발생합니다. VPN 솔루션은 몇 가지 주요 매개변수에 따라 분류될 수 있습니다.
[편집]사용되는 환경의 보안 정도에 따라
보호됨
가상 사설망의 가장 일반적인 버전입니다. 도움을 받으면 일반적으로 인터넷과 같은 신뢰할 수 없는 네트워크를 기반으로 안정적이고 안전한 네트워크를 생성할 수 있습니다. 보안 VPN의 예로는 IPSec, OpenVPN 및 PPTP가 있습니다.
신뢰할 수 있는
전송 매체가 신뢰할 수 있는 것으로 간주되고 내부에 가상 서브넷을 생성하는 문제만 해결하면 되는 경우에 사용됩니다. 더 큰 네트워크. 보안 문제는 중요하지 않게 됩니다. 이러한 VPN 솔루션의 예로는 MPLS(Multi-protocol Label Switching) 및 L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)가 있습니다. 보다 정확하게는 이러한 프로토콜은 보안 보장 작업을 다른 프로토콜로 전환합니다. 예를 들어 L2TP는 일반적으로 IPSec와 함께 사용됩니다. .
[편집]구현 방법별
특별한 소프트웨어와 하드웨어의 형태로
VPN 네트워크의 구현은 특별한 소프트웨어 및 하드웨어 세트를 사용하여 수행됩니다. 이 구현은 다음을 제공합니다. 고성능그리고 일반적으로 보안 수준이 높습니다.
소프트웨어 솔루션으로서
사용 개인용 컴퓨터특별하게 소프트웨어, VPN 기능을 제공합니다.
통합 솔루션
VPN 기능은 네트워크 트래픽 필터링, 구성 문제를 해결하는 컴플렉스에서 제공됩니다. 방화벽그리고 서비스 품질을 보장합니다.
[편집] 의도한 대로
이는 한 조직의 여러 분산 지점을 단일 보안 네트워크로 통합하고 개방형 통신 채널을 통해 데이터를 교환하는 데 사용됩니다.
원격 액세스 VPN
세그먼트 간 보안 채널을 생성하는 데 사용됩니다. 기업 네트워크(중앙 사무소 또는 지점) 및 집에서 일하면서 회사 리소스에 연결하는 단일 사용자 가정용 컴퓨터, 기업 노트북, 스마트폰 또는 인터넷 키오스크.
"외부" 사용자(예: 고객 또는 클라이언트)가 연결되는 네트워크에 사용됩니다. 이들에 대한 신뢰 수준은 회사 직원에 비해 훨씬 낮으므로 특히 귀중한 기밀 정보에 대한 직원의 접근을 방지하거나 제한하는 특별한 "보호 라인"을 제공해야 합니다.
일반적으로 여러 사용자가 하나의 물리적 채널을 통해 연결할 때 공급자가 인터넷에 대한 액세스를 제공하는 데 사용됩니다.
클라이언트/서버 VPN
기업 네트워크의 두 노드(네트워크 아님) 간에 전송되는 데이터를 보호합니다. 이 옵션의 특징은 VPN이 일반적으로 동일한 네트워크 세그먼트에 위치한 노드 사이에 구축된다는 것입니다. 워크스테이션그리고 서버. 이러한 요구는 하나의 물리적 네트워크에 여러 개의 논리 네트워크를 생성해야 하는 경우에 매우 자주 발생합니다. 예를 들어, 동일한 물리적 세그먼트에 위치한 서버에 액세스하는 재무 부서와 인사 부서 간에 트래픽을 나누어야 하는 경우입니다. 이 옵션은 VLAN 기술과 유사하지만 트래픽을 분리하는 대신 암호화됩니다.
[편집]프로토콜 유형별
TCP/IP, IPX 및 AppleTalk에 대한 가상 사설망 구현이 있습니다. 그러나 오늘날에는 TCP/IP 프로토콜로의 일반적인 전환 경향이 있으며 대부분의 VPN 솔루션이 이를 지원합니다. 주소 지정은 TCP/IP 사설 네트워크 범위에서 RFC5735 표준에 따라 가장 자주 선택됩니다.
[편집]레벨별 네트워크 프로토콜
ISO/OSI 참조 네트워크 모델의 계층과의 비교를 기반으로 하는 네트워크 프로토콜 계층별.
5. 참조 모델 OSI 스택이라고도 하는 OSI는 ISO(국제 표준화 기구)에서 개발한 7계층 네트워크 계층 구조(그림 1)입니다. 이 모델에는 기본적으로 2개가 포함되어 있습니다. 다양한 모델:
· 프로토콜을 기반으로 하는 수평적 모델로, 서로 다른 컴퓨터의 프로그램과 프로세스 간의 상호 작용을 위한 메커니즘을 제공합니다.
· 동일한 머신에서 인접한 레이어가 서로 제공하는 서비스를 기반으로 하는 수직 모델
안에 수평 모델두 프로그램에는 데이터를 교환하기 위한 공통 프로토콜이 필요합니다. 수직적 측면에서는 이웃 레벨이 API 인터페이스를 사용하여 데이터를 교환합니다.
관련 정보.
무선 채널의 거리 제한은 첫 번째 프레넬 영역 내에 물리적 간섭이 없다는 가정하에 공급업체에서 제공합니다. 무선 중계 채널의 통신 범위에 대한 절대적인 제한은 지구의 곡률에 의해 부과됩니다(그림 1 참조). 7.15. 100MHz 이상의 주파수에서는 파동이 직선으로 전파되므로(그림 7.15.A), 따라서 초점이 맞춰질 수 있습니다. 고주파수(HF) 및 UHF의 경우 지구는 파동을 흡수하지만 HF는 전리층에서 반사되는 것이 특징입니다(그림 7.15B). 이는 방송 영역을 크게 확장하지만(때로는 여러 차례 연속 반사가 발생함) 이 효과는 불안정하고 전리층의 상태에 크게 의존합니다.
쌀. 7.15.
긴 무선 중계 채널을 구축하려면 중계기를 설치해야 합니다. 안테나가 100m 높이의 타워에 배치되면 중계기 사이의 거리는 80-100km가 될 수 있습니다. 안테나 복합체의 비용은 일반적으로 안테나 직경의 세제곱에 비례합니다..
지향성 안테나의 방사 패턴은 그림 1에 나와 있습니다. 7.16 (화살표는 방사선의 주요 방향을 표시합니다). 안테나 설치 위치를 선택할 때, 특히 높은 방사 전력을 사용할 때 이 다이어그램을 고려해야 합니다. 그렇지 않으면 방사선 돌출부 중 하나가 사람들의 영구 거주지(예: 주택)에 떨어질 수 있습니다. 이러한 상황을 고려하면 이러한 채널의 설계는 전문가에게 맡기는 것이 바람직합니다.
쌀. 7.16.
1957년 10월 4일 소련에서 최초의 인공 지구 위성이 발사되었고, 1961년 Yu.A. Gagarin이 우주로 날아갔고 곧 최초의 통신 위성 "Molniya"가 궤도에 발사되었습니다. 이것이 바로 통신의 우주 시대입니다. 시작했다. 러시아 연방(모스크바-함부르크) 최초의 인터넷 위성 채널은 정지궤도 위성 "Raduga"(1993)를 사용했습니다. 표준 INTELSAT 안테나의 직경은 30m이고 빔 각도는 0.01°입니다. 위성 채널사용 주파수 범위표 7.6에 나열되어 있습니다.
| 범위 | 다운링크 [GHz] | 업링크(업링크)[GHz] | 간섭 원인 |
|---|---|---|---|
| 와 함께 | 3,7-4,2 | 5,925-6,425 | 접지 간섭 |
| 구 | 11,7-12,2 | 14,0-14,5 | 비 |
| 카 | 17,7-21,7 | 27,5-30,5 | 비 |
전송은 항상 위성에서 수신된 신호보다 높은 주파수에서 수행됩니다..
범위는 아직 너무 조밀하게 "밀집"되지 않았으며, 또한 이 범위의 경우 위성이 서로 1도 떨어져 있을 수 있습니다. 충분히 떨어진 두 개의 지상 수신 스테이션을 사용하면 비 간섭에 대한 민감도를 피할 수 있습니다. 긴 거리(허리케인의 크기는 제한되어 있습니다). 위성에는 지구 표면의 다양한 지역을 겨냥한 많은 안테나가 있을 수 있습니다. 지상에 있는 이러한 안테나의 "노출" 지점 크기는 수백 킬로미터에 달할 수 있습니다. 일반적인 위성에는 12~20개의 트랜스폰더(수신기)가 있으며 각 트랜스폰더(수신기)의 대역은 36~50MHz이므로 50Mbit/s의 데이터 스트림을 형성할 수 있습니다. 두 개의 트랜스폰더는 동일한 주파수에서 작동하면서 서로 다른 신호 편파를 사용할 수 있습니다. 그런 처리량 1600개의 고품질 전화 채널(32kbit/s)을 수신하기에 충분합니다. 현대 위성은 좁은 조리개 전송 기술을 사용합니다. VSAT(매우 작은 조리개 터미널). 이 안테나의 지구 표면 "노출" 지점 직경은 약 250km입니다. 접지단자는 직경 1미터의 안테나를 사용하며, 출력 파워약 1W 동시에 위성 채널의 처리량은 19.2Kbit/s이고 위성 채널의 처리량은 512Kbit/s 이상입니다. 이러한 단말기는 통신 위성을 통해 서로 직접 통신할 수 없습니다. 이 문제를 해결하기 위해 이득이 높은 중간 접지 안테나가 사용되는데, 이는 지연을 크게 증가시키고 시스템 비용을 증가시킵니다(그림 1 참조). 7.17.
쌀. 7.17.
약 36,000km 고도의 적도 상공을 맴도는 정지궤도 위성은 영구 통신 채널을 생성하는 데 사용됩니다.
이론적으로 이러한 위성 3개는 사람이 거주하는 지구의 거의 전체 표면에 통신을 제공할 수 있습니다(그림 7.18 참조).
쌀. 7.18.
실제로 정지궤도에는 다양한 목적과 국적의 위성이 과밀하게 존재합니다. 일반적으로 위성에는 위성이 매달린 장소의 지리적 경도가 표시되어 있습니다. 현재의 기술 개발 수준에서는 위성을 2 0 보다 가까이 배치하는 것은 현명하지 않습니다. 따라서 오늘날 360/2=180개 이상의 정지궤도 위성을 배치하는 것은 불가능합니다.
정지궤도 위성 시스템은 눈에 보이지 않는 궤도에 매달린 목걸이처럼 보입니다. 이러한 궤도의 한 각도는 ~600km에 해당합니다. 이것은 아주 먼 거리처럼 보일 수도 있습니다. 궤도에 있는 위성의 밀도는 고르지 않습니다. 유럽과 미국의 경도에는 위성이 많지만 태평양에는 위성이 거의 필요하지 않습니다. 위성은 영원히 지속되지 않으며 수명은 일반적으로 10년을 초과하지 않으며 주로 장비 고장으로 인한 것이 아니라 궤도에서 위치를 안정화하기 위한 연료 부족으로 인해 실패합니다. 실패 후에도 위성은 제자리에 남아 우주 잔해로 변합니다. 그러한 위성은 이미 많이 있으며, 시간이 지나면 그 수가 더 많아질 것입니다. 물론 시간이 지남에 따라 궤도 발사의 정확도가 높아지고 사람들이 100m의 정확도로 발사하는 방법을 배우게 될 것이라고 가정할 수 있습니다. 이렇게 하면 하나의 "틈새"에 500-1000개의 위성을 배치하는 것이 가능해집니다. 오늘은 거의 믿을 수 없을 것 같습니다. 왜냐하면 기동을 위한 공간을 남겨두어야 하기 때문입니다. 따라서 인류는 완전히 죽은 통신 위성으로 구성된 토성의 인공 고리와 유사한 것을 만들 수 있습니다. 작동하지 않는 위성을 제거하거나 복원하는 방법이 발견될 것이기 때문에 이러한 상황이 발생할 가능성은 거의 없지만, 이로 인해 그러한 통신 시스템의 서비스 비용이 필연적으로 크게 증가할 것입니다.
다행히도 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 위성은 서로 경쟁하지 않습니다. 이러한 이유로 작동 주파수가 다른 여러 위성이 궤도의 동일한 위치에 위치할 수 있습니다. 실제로 정지궤도 위성은 정지해 있지 않고 (지구에서 관찰할 때) 그림 8과 같은 궤적을 따라 이동합니다. 이 그림 8의 각도 크기는 안테나의 작동 구멍에 맞아야 하며, 그렇지 않으면 안테나 위성의 자동 추적을 제공하는 서보 드라이브가 있어야 합니다. 에너지 문제로 인해 통신위성은 높은 신호 레벨을 제공할 수 없습니다. 이러한 이유로 지상 안테나는 직경이 커야 하며, 장비 수신- 낮은 소음 수준. 이는 수평선 위 위성의 각도 위치가 낮고(70도보다 큰 위도에서 실제 문제) 신호가 다소 두꺼운 대기층을 통과하여 눈에 띄게 감쇠되는 북부 지역에 특히 중요합니다. 위성 링크는 400~500km 이상 떨어져 있는 지역에서 비용 효율적일 수 있습니다(다른 수단이 없다고 가정). 올바른 선택위성(경도)을 사용하면 채널 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
정지궤도 위성을 배치할 수 있는 위치는 제한되어 있습니다. 최근에는 소위 저공비행 위성을 통신용으로 활용할 계획이다. <1000 км; период обращения ~1 час ). 이러한 위성은 타원형 궤도로 이동하며 각각은 개별적으로 고정 채널을 보장할 수 없지만 함께 이 시스템은 전체 범위의 서비스를 제공합니다(각 위성은 "저장 및 전송" 모드에서 작동함). 고도가 낮기 때문에 이 경우 지상국은 안테나가 작고 비용이 저렴할 수 있습니다.
위성으로 지상 터미널 모음을 운영하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이 경우에는 사용할 수 있습니다 다중화주파수별(FDM), 시간별(TDM), CDMA(코드 분할 다중 접속), ALOHA 또는 쿼리 방법별.
요청 방식은 지상국이 형성된다고 가정합니다. 논리적 링, 마커가 이동하는 방향입니다. 지상국은 이 마커를 수신한 후에만 위성으로 전송을 시작할 수 있습니다.
단식 알로하(1970년대 하와이 대학의 Norman Abramson 그룹이 개발함)을 사용하면 각 스테이션이 원할 때마다 전송을 시작할 수 있습니다. 이러한 방식은 필연적으로 시도의 충돌로 이어진다. 이는 부분적으로 송신측이 ~270ms 후에 충돌에 대해 알게 되었다는 사실에 기인합니다. 한 스테이션의 패킷 마지막 비트가 다른 스테이션의 첫 번째 비트와 일치하는 것만으로도 충분합니다. 두 패킷 모두 손실되어 다시 전송되어야 합니다. 충돌 후 스테이션은 의사 무작위 시간을 기다렸다가 다시 전송을 시도합니다. 이 액세스 알고리즘은 18%의 채널 활용 효율성을 보장하며 이는 위성 채널과 같은 고가의 채널에서는 전혀 허용되지 않습니다. 이러한 이유로 효율성을 두 배로 높이는 ALOHA 시스템의 도메인 버전(1972년 Roberts가 제안)이 더 자주 사용됩니다. 시간 척도는 한 프레임의 전송 시간에 해당하는 이산 간격으로 나뉩니다.
이 방법에서는 기계가 원할 때마다 프레임을 보낼 수 없습니다. 하나의 지상국(참조)은 동기화를 위해 모든 참가자가 사용하는 특수 신호를 주기적으로 보냅니다. 시간 도메인의 길이가 이면 도메인 번호는 위에서 언급한 신호를 기준으로 하는 시점에서 시작됩니다. 서로 다른 스테이션의 시계가 다르게 작동하므로 주기적인 재동기화가 필요합니다. 또 다른 문제는 서로 다른 스테이션에 대한 신호 전파 시간의 확산입니다. 주어진 액세스 알고리즘에 대한 채널 활용 인자는 (여기서 자연 로그의 밑은 어디입니까?)와 같습니다. 큰 숫자는 아니지만 여전히 일반 ALOHA 알고리즘보다 두 배 높습니다.
주파수 다중화 방식 (FDM)은 가장 오래되고 가장 일반적으로 사용됩니다. 일반적인 36Mbps 트랜스폰더는 각각 고유한 주파수에서 작동하는 500개의 64kbps PCM(펄스 코드 변조) 채널을 수신하는 데 사용할 수 있습니다. 간섭을 제거하려면 인접 채널 간의 주파수 간격이 충분해야 합니다. 또한, 출력 전력이 너무 높으면 인접 채널에 간섭 간섭이 발생할 수 있으므로 전송되는 신호의 레벨을 제어할 필요가 있다. 방송국 수가 적고 일정한 경우 주파수 채널을 영구적으로 할당할 수 있습니다. 그러나 터미널 수가 다양하거나 로딩에 눈에 띄는 변동이 있는 경우 동적 모드로 전환해야 합니다. 자원 할당.
이러한 배포 메커니즘 중 하나는 다음과 같습니다. 스페이드, INTELSAT 기반 통신 시스템의 첫 번째 버전에서 사용되었습니다. 각 SPADE 시스템 트랜스폰더에는 64kbit/s의 단방향 PCM 채널 794개와 대역폭이 128kbit/s인 신호 채널 1개가 포함되어 있습니다. PCM 채널은 쌍으로 사용되어 전이중 통신을 제공합니다. 동시에 업스트림 및 다운스트림 채널의 대역폭은 50Mbit/s입니다. 신호 채널은 1ms(128비트)의 50개 도메인으로 나뉩니다. 각 도메인은 지상 스테이션 중 하나에 속하며 그 수는 50개를 초과하지 않습니다. 스테이션이 전송할 준비가 되면 사용되지 않은 채널을 무작위로 선택하고 이 채널의 수를 다음 128비트 도메인에 기록합니다. 두 개 이상의 스테이션이 동일한 채널을 점유하려고 하면 충돌이 발생하고 나중에 다시 시도해야 합니다.
시간 다중화 방법은 FDM과 유사하며 실제로 널리 사용됩니다. 여기에서는 도메인 동기화도 필요합니다. 이는 ALOHA 도메인 시스템에서와 같이 참조 스테이션을 사용하여 수행됩니다. 지상국에 대한 도메인 할당은 중앙에서 수행하거나 분산화된. 시스템을 고려해보세요 행위(고급 통신 기술 위성). 시스템에는 110Mbit/s의 독립 채널(TDM) 4개(업스트림 2개, 다운스트림 2개)가 있습니다. 각 채널은 1728개의 시간 영역을 갖는 1ms 프레임 형태로 구성됩니다. 모든 임시 도메인은 64비트 데이터 필드를 전달하므로 64Kbps 대역폭의 음성 채널을 구현할 수 있습니다. 위성의 복사 벡터를 이동하는 데 필요한 시간을 최소화하기 위해 시간 영역을 관리하려면 지상국의 지리적 위치에 대한 지식이 필요합니다. 임시 도메인은 지상국( MCS- 마스터 제어 스테이션). ACTS 시스템의 운영은 3단계 프로세스로 구성됩니다. 각 단계에는 1ms가 소요됩니다. 첫 번째 단계에서 위성은 프레임을 수신하여 1728셀 버퍼에 저장합니다. 두 번째로 온보드 컴퓨터는 각 입력 레코드를 출력 버퍼에 복사합니다(아마도 다른 안테나의 경우). 마지막으로 출력 녹음이 지상국으로 전송됩니다.
초기 순간에 각 지상국에는 하나의 시간 영역이 할당됩니다. 예를 들어 다른 전화 채널을 구성하기 위해 추가 도메인을 얻으려면 스테이션에서 MCS 요청을 보냅니다. 이러한 목적을 위해 초당 13개의 요청을 처리할 수 있는 특수 제어 채널이 할당됩니다. TDM에는 자원 할당을 위한 동적 방법(Crouser, Binder 및 Roberts 방법)도 있습니다.
CDMA(Code Division Multiple Access) 방식은 완전히 분산되어 있습니다. 다른 방법과 마찬가지로 단점이 없는 것은 아닙니다. 첫째, 잡음이 있고 스테이션 간 조정이 부족한 경우 CDMA 채널 용량은 일반적으로 TDM의 경우보다 낮습니다. 둘째, 시스템에는 빠르고 값비싼 장비가 필요합니다.
무선 네트워크 기술은 매우 빠르게 발전하고 있습니다. 이러한 네트워크는 주로 모바일 장치에 적합합니다. 가장 유망한 프로젝트는 IEEE 802.11인 것으로 보이며, 이는 이더넷 네트워크용 802.3 및 토큰링용 802.5와 마찬가지로 무선 네트워크에서도 동일한 통합 역할을 수행해야 합니다. 802.11 프로토콜은 802.3과 동일한 액세스 및 충돌 억제 알고리즘을 사용하지만 여기서는 연결 케이블 대신 전파를 사용합니다(그림 7.19.). 여기에 사용된 모뎀은 적외선 범위에서도 작동할 수 있는데, 이는 모든 기계가 공용 공간에 있는 경우 매력적일 수 있습니다.
쌀. 7.19.
802.11 표준은 4FSK/2FSK 변조를 사용하여 2.4-2.4835GHz 주파수에서 작동한다고 가정합니다.
연방 통신국
국가 교육 예산 기관
고등 전문 교육
모스크바 통신 및 정보학 기술 대학
통신망 및 교환시스템학과
지침
및 제어 작업
규율에 따라
스위칭 시스템
4학년 파트타임 학생을 대상으로
(방향 210700, 프로필 - SS)
모스크바 2014
2014/2015학년도 UMD 계획.
지침 및 통제
규율에 따라
스위칭 시스템
편집자: Stepanova I.V., 교수
출판물은 고정 관념입니다. 부서회의에서 승인
통신 네트워크 및 스위칭 시스템
평론가 Malikova E.E., 부교수
코스의 일반 지침
2부 학문인 "스위칭 시스템"은 전문 통신 학부 210406 학생들이 4학년 2학기에 공부하며 이전 학기에 학생들이 공부한 유사한 학문을 계속하고 더욱 심화시킵니다.
이 과정에서는 디지털 스위칭 시스템(DSS) 설계의 기본인 스위칭 시스템 간의 제어 정보 교환 및 상호 작용 원리에 대해 설명합니다.
이 과정에는 강의, 과정 프로젝트 및 실험실 작업이 포함됩니다. 시험에 합격하고 강좌 프로젝트가 방어됩니다. 과정을 마스터하기 위한 독립적인 작업은 지침에서 권장하는 교과서 자료와 교육 보조 자료를 연구하고 과정 프로젝트를 완료하는 것으로 구성됩니다.
학생이 권장 문헌을 공부하는 동안 어려움을 겪는 경우 통신 네트워크 및 스위칭 시스템학과에 연락하여 필요한 조언을 얻을 수 있습니다. 이를 위해서는 편지에 책 제목, 출판 연도, 불분명한 자료가 제시된 페이지를 표시해야 합니다. 이 과정은 지침에서 권장하는 대로 주제별로 순차적으로 공부해야 합니다. 이런 식으로 공부할 때에는 시험지에 나오는 문제인 통제 문제를 모두 풀고 추천 문제를 푼 뒤 다음 과목으로 넘어가야 합니다.
"스위칭 시스템" 파트 2를 공부하기 위한 학생 시간의 분포는 표 1에 나와 있습니다.
서지
기본
1. 골드스타인 학사 스위칭 시스템. – SPb.:BHV – St.Petersburg, 2003. – 318 p.:ill.
2. Lagutin V. S., Popova A. G., Stepanova I. V. 통신 네트워크의 디지털 채널 스위칭 시스템. – M., 2008. - 214p.
추가의
3.Lagutin V.S., Popova A.G., Stepanova I.V. 공통 채널을 통한 신호 전달을 위한 전화 통신 사용자 하위 시스템입니다. – M. “라디오 및 통신”, 1998.–58 p.
4. Lagutin V.S., Popova A.G., Stepanova I.V. 융합 네트워크에서 지능형 서비스의 진화. – 엠., 2008. – 120초.
실험실 작업 목록
1. 2ВСК 및 R 1.5 신호 전달, 두 개의 자동 전화 교환기 간의 신호 교환 시나리오.
2. 디지털 PBX의 가입자 데이터 관리. 디지털자동전화교환기의 긴급메시지 분석.
코스 섹션에 대한 방법론적 지침
디지털 회로 스위칭 시스템 구축의 특징
EWSD 형태의 디지털 PBX를 예로 들어 회선 교환 시스템 구성의 특징을 연구할 필요가 있다. 원격 가입자 액세스 구현인 디지털 가입자 액세스 장치 DLU의 특성과 기능을 고려하십시오. LTG 라인 그룹의 특징과 기능을 검토합니다. 스위칭 필드의 구성과 일반적인 연결 설정 프로세스를 연구합니다.
디지털 교환 시스템 EWSD(Digital Electronic Switching System)는 Siemens가 공중 전화 네트워크용 범용 회선 교환 시스템으로 개발했습니다. EWSD 시스템의 스위칭 필드 용량은 25200 Erlang입니다. CHNN의 서비스 통화 수는 100만 통화에 달할 수 있습니다. EWSD 시스템을 PBX로 사용하면 최대 250,000개의 가입자 회선을 연결할 수 있습니다. 이 시스템을 기반으로 한 통신 센터에서는 최대 6만 개의 연결 회선을 전환할 수 있습니다. 컨테이너화된 전화 교환을 통해 수백 명에서 6,000명의 원격 가입자를 연결할 수 있습니다. 스위칭 센터는 셀룰러 통신 네트워크 및 국제 통신 구성을 위해 생산됩니다. 2차 선택 경로를 구성할 수 있는 충분한 기회가 있습니다. 최대 7개의 직접 선택 경로와 1개의 최종 선택 경로가 있습니다. 최대 127개의 관세 구역을 할당할 수 있습니다. 하루 동안 관세는 최대 8번까지 변경될 수 있습니다. 생성 장비는 생성된 주파수 시퀀스에 대해 높은 수준의 안정성을 제공합니다.
다시성 모드 – 1 10 -9, 동기 모드 –1 10 -11.
EWSD 시스템은 -60V 또는 -48V 전원 공급 장치를 사용하도록 설계되었습니다. 온도 변화는 5-40 ° C 범위에서 허용되며 습도는 10-80 %입니다.
EWSD 하드웨어는 5개의 주요 하위 시스템으로 구분됩니다(그림 1 참조): 디지털 가입자 장치(DLU); 선형 그룹(LTG); 스위칭 필드(SN); 공통 채널 네트워크 제어(CCNC); CP(조정 프로세서). 각 하위 시스템에는 GP로 지정된 마이크로프로세서가 하나 이상 있습니다. 공통 신호 채널 번호 7 SS7 및 EDSS1을 통해 신호 시스템 R1.5(외국 버전 R2)가 사용됩니다. 디지털 가입자 단위 DLU서비스: 아날로그 가입자 회선; 서비스 통합(ISDN)을 갖춘 디지털 네트워크 사용자의 가입자 회선; 아날로그 기관 변전소(PBX); 디지털 PBX. DLU 블록은 아날로그 및 디지털 전화기 세트와 다기능 ISDN 터미널을 켜는 기능을 제공합니다. ISDN 사용자에게는 채널(2B+D)이 제공됩니다. 여기서 B = 64kbit/s - PCM30/32 장비의 표준 채널, 16kbit/s 속도의 D 채널 신호 전송. EWSD와 다른 스위칭 시스템 간에 정보를 전송하기 위해 기본 디지털 트렁크 라인(DSL, English PDC)이 사용됩니다. - (30V + 1D + 동기화) 전송 속도 2048kbit/s(또는 1544kbit/s의 속도) 미국).
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그림 1. EWSD 스위칭 시스템의 블록 다이어그램
로컬 또는 원격 DLU 작동 모드를 사용할 수 있습니다. 원격 DLU 장치는 가입자가 밀집된 곳에 설치됩니다. 동시에 가입자 회선 길이가 줄어들고 디지털 연결 회선의 트래픽이 집중되므로 유통망 구성 비용이 절감되고 전송 품질이 향상됩니다.
가입자 회선과 관련하여 최대 2kOhm의 루프 저항과 최대 20kOhm의 절연 저항이 허용되는 것으로 간주됩니다. 스위칭 시스템은 5-22 펄스/초의 속도로 도달하는 회전식 다이얼러로부터 다이얼링 펄스를 받아들일 수 있습니다. 주파수 다이얼링 신호는 CCITT 권고사항 REC.Q.23에 따라 수신됩니다.
높은 수준의 신뢰성은 다음을 통해 보장됩니다. 각 DLU를 두 개의 LTG에 연결합니다. 부하 공유를 통한 모든 DLU 장치의 복제; 지속적으로 자체 모니터링 테스트를 수행했습니다. DLU와 LTG 라인 그룹 간의 제어 정보를 전송하기 위해 CCS(Common Channel Signaling)가 시간 채널 번호 16에서 사용됩니다.
DLU의 주요 요소는 다음과 같습니다(그림 2).
아날로그 가입자 회선을 연결하기 위한 SLMA 유형과 ISDN 가입자 회선을 연결하기 위한 SLMD 유형의 SLM(가입자 회선 모듈);
디지털 전송 시스템(PDC)을 라인 그룹에 연결하기 위한 두 개의 디지털 인터페이스(DIUD);
내부 DLU 시퀀스를 제어하고 가입자 세트로의 신호 흐름을 분배하거나 집중시키는 두 개의 제어 장치(DLUC). 신뢰성을 보장하고 처리량을 높이기 위해 DLU에는 두 개의 DLUC 컨트롤러가 포함되어 있습니다. 작업 공유 모드에서 서로 독립적으로 작동합니다. 첫 번째 DLUC가 실패하면 두 번째 DLUC가 모든 작업을 제어할 수 있습니다.
가입자 회선 모듈과 제어 장치 사이에 제어 정보를 전송하기 위한 2개의 제어 네트워크;
전화, 가입자 회선 및 간선을 테스트하기 위한 테스트 장치(TU)입니다.
한 수정에서 다른 수정으로 이동할 때 DLU의 특성이 변경됩니다. 예를 들어, DLUB 옵션은 각 모듈에 16개 키트가 있는 아날로그 및 디지털 가입자 키트 모듈을 사용할 수 있도록 제공합니다. 단일 DLUB 가입자 장치는 최대 880개의 아날로그 가입자 회선을 연결할 수 있으며, 60개의 PCM 채널(4096Kbps)을 사용하여 LTG에 연결됩니다. 이 경우 채널 부족으로 인한 손실은 사실상 0이어야 합니다. 이 조건을 충족하려면 하나의 DLUB의 처리량이 100 Erl을 초과해서는 안 됩니다. 모듈당 평균 로드가 100Erl을 초과하는 것으로 밝혀지면 하나의 DLUB에 포함되는 가입자 회선 수를 줄여야 합니다. 최대 6개의 DLUB를 RCU(원격 제어 장치)에 결합할 수 있습니다.
표 1은 DLUG를 보다 현대적으로 수정한 디지털 가입자 장치의 기술적 특성을 나타냅니다.
표 1. DLUG 디지털 가입자 장치의 기술적 특성
별도의 회선을 사용하여 코인식 공중전화, 아날로그 기관-산업 자동 전화 교환기 РВХ(개인 자동 지점 교환기) 및 중소 용량의 디지털 РВХ를 연결할 수 있습니다.
아날로그 가입자 회선 연결을 위한 SLMA 가입자 키트 모듈의 가장 중요한 기능 중 일부를 나열합니다.
새로운 통화를 감지하는 회선 모니터링;
조정 가능한 전류 값을 갖춘 DC 전원 공급 장치;
아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 변환기;
벨소리 신호의 대칭 연결;
루프 단락 및 접지 단락 모니터링;
10일 다이얼링 및 주파수 다이얼링을 위한 펄스 수신;
전원 공급 장치의 극성 변경(공중 전화 전선의 극성 반전)
선형 측과 가입자 세트 측을 다중 위치 테스트 스위치에 연결, 과전압 보호;
음성 신호의 DC 분리;
2선식 통신 회선을 4선식 회선으로 변환합니다.
자체 마이크로프로세서가 장착된 기능 블록은 DLU 제어 네트워크를 통해 액세스됩니다. 블록은 메시지 전송 준비를 위해 주기적으로 폴링되며 명령 및 데이터 전송을 위해 직접 액세스됩니다. DLUC는 또한 오류를 식별하기 위한 테스트 및 모니터링 프로그램을 수행합니다.
다음과 같은 DLU 버스 시스템이 존재합니다: 제어 버스; 버스 4096kbit/s; 충돌 감지 타이어; 벨소리 신호 및 요금 임펄스를 전송하는 버스. 버스를 따라 전송되는 신호는 클럭 펄스에 의해 동기화됩니다. 제어 버스는 187.5kbit/s의 전송 속도로 제어 정보를 전송합니다. 약 136kbit/s의 유효 데이터 속도를 제공합니다.
4096 kbit/s 버스는 SLM 가입자 회선 모듈과 음성/데이터를 전송합니다. 각 버스에는 양방향으로 64개의 채널이 있습니다.
각 채널은 64kbit/s(64 x 64kbit/s = 4096kbit/s)의 전송 속도로 작동합니다. 4096 kbit/s 버스 채널을 PDC 채널에 할당하는 것은 고정되어 있으며 DIUD를 통해 결정됩니다(그림 3 참조). 유형 B, F 또는 G(각각 LTGB, LTGF 또는 LTGG 유형)의 회선 그룹에 대한 DLU 연결은 2048kbit/s 다중 회선을 통해 수행됩니다. DLU는 2개의 LTGB, 2개의 LTGF(B) 또는 2개의 LTGG에 연결할 수 있습니다.
회선/트렁크 그룹(LTG)노드의 디지털 환경과 디지털 스위칭 필드 SN 사이의 인터페이스를 형성합니다(그림 4). LTG는 분산 제어 기능을 수행하고 CP 조정 프로세서의 일상적인 작업을 덜어줍니다. LTG와 중복 스위칭 필드 사이의 연결은 보조 디지털 링크(SDC)를 통해 이루어집니다. LTG에서 SN 필드까지 그리고 역방향의 SDC 전송 속도는 8192kbit/s(8Mbit/s로 약칭)입니다.
그림 3. 다중화, 역다중화 및
DLUC로 제어 정보 전송
그림 4. LTG 접속을 위한 다양한 옵션
이러한 8Mbit/s 다중화 시스템 각각에는 페이로드 정보를 전달하기 위해 각각 64kbit/s의 127개 시간 슬롯이 있으며, 64kbit/s의 한 시간 슬롯은 메시지 전송에 사용됩니다. LTG는 스위칭 필드의 양쪽(SN0, SN1)을 통해 음성 정보를 송수신하며, 스위칭 필드의 활성 블록의 음성 정보를 해당 가입자에게 할당합니다. SN 필드의 다른 쪽은 비활성 상태로 간주됩니다. 장애가 발생하면 이를 통해 즉시 사용자 정보의 송수신이 시작됩니다. LTG 전원 전압은 +5V이다.
LTG는 다음과 같은 통화 처리 기능을 구현합니다.
연결을 통해 도착하는 신호의 수신 및 해석
가입자 회선;
시그널링 정보 전송;
음향 톤 전송;
CP(Coordination Processor)와의 메시지 송수신;
그룹 프로세서(GP)에게 보고서를 전송하고 GP로부터 보고서를 수신합니다.
다른 LTG의 그룹 프로세서(그림 1 참조);
공통 채널(CCNC)을 통해 시그널링 네트워크 컨트롤러와의 요청 전송 및 수신;
DLU에 진입하는 경보 제어;
중복된 스위칭 필드 SN이 있는 표준 8 Mbit/s 인터페이스 상태의 회선 상태 조정;
사용자 정보를 전송하기 위해 연결을 설정합니다.
여러 유형의 LTG가 다양한 회선 유형 및 신호 방법을 구현하는 데 사용됩니다. 그룹 프로세서(CP)의 하드웨어 블록 및 특정 응용 프로그램 구현이 다릅니다. LTG 블록에는 용도와 기능이 다른 많은 수정 사항이 있습니다. 예를 들어, 기능 B의 LTG 블록은 다음을 연결하는 데 사용됩니다. 전송 속도가 2048kbit/s인 PCM30 유형(PCM30/32)의 기본 디지털 통신 라인 최대 4개; 로컬 DLU 액세스를 위한 전송 속도가 4096kbit/s인 최대 2개의 디지털 통신 회선.
LTG 기능 C 블록은 2048kbit/s의 속도로 최대 4개의 기본 디지털 통신 회선을 연결하는 데 사용됩니다.
LTG(B 또는 C)의 목적에 따라 그룹 프로세서 소프트웨어 등 LTG의 기능적 설계에 차이가 있습니다. 예외는 보편적인 최신 LTGN 모듈이며, 기능적 목적을 변경하려면 다른 로드를 사용하여 프로그래밍 방식으로 "재생성"해야 합니다(표 2 및 그림 4 참조).
표 2. 라인 그룹 N(LTGN) 사양
그림 5에서 볼 수 있듯이 EWSD 시스템은 표준 2 Mbit/s 인터페이스(RSMZ0) 외에도 SDH 동기식 STM-1 유형 멀티플렉서를 사용하여 더 높은 전송 속도(155 Mbit/s)를 갖춘 외부 시스템 인터페이스를 제공합니다. 광섬유 회선 통신의 디지털 계층 네트워크. LTGM 캐비닛에 설치된 N형 터미네이션 멀티플렉서(Synchronous Dual Termination Multiplexer, SMT1D-N)를 사용합니다.
SMT1D-N 멀티플렉서는 1xSTM1 인터페이스(60xРSMЗ0)를 사용하는 기본 구성 형태 또는 2xSTM1 인터페이스(120хРSMЗ0)를 사용하는 전체 구성 형태로 제공될 수 있습니다.
그림 5. SMT1 D-N을 네트워크에 연결
스위칭 필드 SN EWSD 스위칭 시스템은 LTG, CP 및 CCNC 하위 시스템을 서로 연결합니다. 주요 임무는 LTG 그룹 간의 연결을 설정하는 것입니다. 각 연결은 스위칭 필드 SN0 및 SN1의 양쪽 절반(평면)을 통해 동시에 설정되므로 필드의 한쪽에 오류가 발생하는 경우 항상 백업 연결이 있습니다. EWSD 유형 스위칭 시스템에서는 SN과 SN(B)의 두 가지 스위칭 필드를 사용할 수 있습니다. 스위칭 필드 유형 SN(B)은 새로 개발된 제품으로 더 작은 크기, 더 높은 가용성 및 감소된 전력 소비가 특징입니다. SN 및 SN(B)를 구성하는 데는 다양한 옵션이 있습니다.
504개 회선 그룹에 대한 스위칭 필드(SN:504 LTG);
1260 라인 그룹용 스위칭 필드(SN: 1260 LTG);
252개 회선 그룹용 스위칭 필드(SN:252 LTG);
63개 회선 그룹에 대한 스위칭 필드(SN:63 LTG).
스위칭 필드의 주요 기능은 다음과 같습니다.
회로 스위칭; 메시지 전환; 예비로 전환.
스위칭 필드는 64kbit/s의 전송 속도로 채널과 연결을 전환합니다(그림 6 참조). 각 연결에는 두 개의 연결 경로가 필요합니다(예: 호출자와 호출자 간, 호출자 간 호출). 조정 프로세서는 현재 저장 장치에 저장된 연결 경로의 점유 정보를 기반으로 스위칭 필드를 통해 자유 경로를 검색합니다. 연결 경로의 전환은 전환 그룹의 제어 장치에 의해 수행됩니다.
각 스위치 필드에는 SGC(스위치 그룹 제어 장치)와 SGC와 메시지 버퍼 장치 MBU:SGC 사이의 인터페이스 모듈로 구성된 자체 제어 장치가 있습니다. 최소 스테이지 용량이 63 LTG인 경우 스위치 그룹 중 하나의 SGC가 연결 경로 전환에 관여하지만 스테이지 용량이 504, 252 또는 126 LTG인 경우 2개 또는 3개의 SGC가 사용됩니다. 이는 가입자가 동일한 TS 그룹에 연결되어 있는지 여부에 따라 다릅니다. 연결 설정을 위한 명령은 CP 프로세서에 의해 스위칭 그룹의 각 참여 GP에 발행됩니다.
가입자가 번호를 눌러 지정한 연결 외에도 스위칭 필드는 회선 그룹과 CP 조정 프로세서 간의 연결을 전환합니다. 이러한 연결은 제어 정보를 교환하는 데 사용되며 반영구적 전화 접속 연결이라고 합니다. 이러한 연결 덕분에 조정 프로세서 장치의 리소스를 소비하지 않고도 회선 그룹 간에 메시지가 교환됩니다. 고정 연결과 공통 채널을 통한 신호 연결도 반영구적 연결의 원칙에 따라 설정됩니다.
EWSD 시스템의 스위칭 필드는 완전한 접근성을 특징으로 합니다. 이는 스위칭 필드에 들어가는 백본에서 전송된 모든 8비트 코드워드가 스위칭 필드에서 나오는 백본의 다른 시간 슬롯에서 전송될 수 있음을 의미합니다. 전송 속도가 8192kbit/s인 모든 고속도로에는 각각 64kbit/s(128x64 = 8192kbit/s)의 전송 용량을 갖는 128개의 채널이 있습니다. 용량이 SN:504 LTG, SN:252 LTG, SN:126 LTG인 스위칭 필드 스테이지의 구조는 다음과 같습니다.
TSI(1회 스위칭 단계 수신);
3단계의 공간 전환(SSM);
일회성 스위칭 단계 발신(TSO).
중소형 스테이션(SN:63LTG)에는 다음이 포함됩니다.
1회 스위칭 입력(TSI) 단계;
1개의 공간 스위칭(SS) 스테이지;
하나의 나가는 시간 전환 단계(TSO).
그림 6. 스위칭 필드 SN에서의 연결 설정 예
조정 프로세서 113(CP113 또는 CP113C) CP113C 멀티프로세서는 2개 이상의 동일한 프로세서가 로드 공유를 통해 병렬로 작동하는 멀티프로세서입니다. 멀티프로세서의 주요 기능 블록은 다음과 같습니다: 호 처리, 작동 및 유지 관리를 위한 주 프로세서(MAP); 통화를 처리하도록 설계된 통화 처리 프로세서(CAP); 공유 스토리지(CMY); 입출력 컨트롤러(IOC); 입출력 프로세서(IOP). 각 VAP, CAP 및 IOP 프로세서에는 하나의 프로그램 실행 장치(PEX)가 포함되어 있습니다. VAP 프로세서, CAP 프로세서 또는 I0C 컨트롤러로 구현되는지 여부에 따라 특정 하드웨어 기능이 활성화됩니다.
VAR, CAP, IOC의 주요 기술 데이터를 나열해 보겠습니다. 프로세서 유형 - MC68040, 클록 주파수 -25MHz, 주소 폭 32비트 및 데이터 폭 32비트, 워드 폭 - 32데이터 비트. 로컬 메모리 데이터: 확장 - 최대 64MB(16M 비트 DRAM 기준); 확장 단계 16MB. 플래시 EPROM 데이터: 4MB 확장. CP 조정 프로세서는 호 처리(숫자 자릿수 분석, 라우팅 제어, 서비스 지역 선택, 스위칭 분야의 경로 선택, 통화 비용 계산, 트래픽 데이터 관리, 네트워크 관리) 기능을 수행합니다. 작동 및 유지 관리 - 외부 저장 장치(EM)와의 입력 및 출력, 작동 및 유지 관리 터미널(OMT)과의 통신, 데이터 전송 프로세서(DCP)와의 통신. 13
SYP 패널(그림 1 참조)은 화재 정보와 같은 외부 경보를 표시합니다. 외부 메모리 EM은 전화 요금 및 교통 변화에 대한 데이터를 자동으로 복구하기 위한 전체 응용 프로그램 시스템인 CP에 영구적으로 저장할 필요가 없는 프로그램과 데이터를 저장하는 데 사용됩니다.
소프트웨어는 EWSD 하위 시스템에 해당하는 특정 작업을 수행하는 데 중점을 둡니다. 운영 체제(OS)는 하드웨어에 가까운 프로그램으로 구성되며 일반적으로 모든 스위칭 시스템에서 동일합니다.
SR의 최대 통화 처리 용량은 피크 시간당 2,700,000통화 이상입니다. CP 시스템 EWSD의 특성: 저장 용량 - 최대 64MB; 주소 지정 용량 - 최대 4GB 자기 테이프 - 최대 4개 장치, 각각 80MB 자기 디스크 - 최대 4개의 장치, 각각 337MB.
메시지 버퍼(MB)의 역할은 메시지 교환을 제어하는 것입니다.
조정 프로세서 CP113과 LTG 그룹 사이;
CP113과 스위칭 그룹 컨트롤러 SGCB 사이) 스위칭 필드;
LTG 그룹 간;
공통 CCNC 채널을 통해 LTG와 신호 네트워크 컨트롤러 사이에 연결됩니다.
MV를 통해 전송될 수 있는 정보 유형은 다음과 같습니다.
메시지는 DLU, LTG 및 SN에서 조정 프로세서 CP113으로 전송됩니다.
보고서는 한 LTG에서 다른 LTG로 전송됩니다(보고서는 CP113을 통해 라우팅되지만 처리되지는 않음).
명령어는 CCNC에서 LTG로, LTG에서 CCNC로 전송되며 CP113을 통해 라우팅되지만 처리되지는 않습니다.
명령은 CP113에서 LTG 및 SN으로 전송됩니다. MV는 보조 디지털 스트림(SDC)을 통해 전송하기 위해 정보를 변환하고 이를 LTG 및 SGC로 보냅니다.
용량 단계에 따라 중복 MB 장치에는 최대 4개의 MBG(메시지 버퍼 그룹)가 포함될 수 있습니다. 이 기능은 중복성이 있는 네트워크 노드에서 구현됩니다. 즉, MB0에는 그룹 MBG00...MBG03이 포함되고 MB1에는 그룹 MBG10...MBG13이 포함됩니다.
시스템 번호 7의 공통 채널을 통해 신호를 보내는 EWSD 스위칭 시스템이 장착되어 있습니다. 공통 CCNC 채널을 통한 신호 네트워크의 제어 장치. 아날로그 또는 디지털 통신 회선을 통해 최대 254개의 신호 링크를 CCNC 장치에 연결할 수 있습니다.
CCNC 장치는 전송 속도가 8Mbit/s인 압축 라인을 통해 스위칭 필드에 연결됩니다. CCNC와 각 스위칭 필드 평면 사이에는 각 전송 방향에 대해 254개의 채널(254개 채널 쌍)이 있습니다.
채널은 두 SN 평면을 통해 64kbit/s의 속도로 라인 그룹 간에 신호 데이터를 전달합니다. 아날로그 신호 경로는 모뎀을 통해 CCNC에 연결됩니다. CCNC는 각각 8개의 신호 경로 터미널이 있는 최대 32개의 그룹(32개의 SILT 그룹)으로 구성됩니다. 하나의 중복 공통 채널 프로세서(CCNP).
통제 질문
1.아날로그-디지털 변환은 어느 블록에서 이루어지나요?
2. DLUB에는 몇 개의 아날로그 가입자 회선을 포함할 수 있습니까? 이 블록은 어떤 용량을 위해 설계되었나요?
3. DLU와 LTG 간, LTG와 SN 간 정보 전송 속도는 얼마나 됩니까?
4. 스위칭 필드의 주요 기능을 나열하십시오. 가입자 간의 연결은 어떤 속도로 구현됩니까?
5. EWSD 시스템의 스위칭 필드를 구성하기 위한 옵션을 나열하십시오.
6. 전환 필드를 사용한 전환의 주요 단계를 나열하십시오.
7. EWSD 스위칭 시스템의 스위칭 필드를 통한 대화 경로의 통과를 고려하십시오.
8. LTG 블록에는 어떤 통화 처리 기능이 구현되어 있나요?
9. MV 측은 어떤 기능을 구현하나요?
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페이지 생성일 : 2017-06-11
회선 교환 네트워크는 사용하는 멀티플렉싱 유형에 관계없이 몇 가지 중요한 공통 속성을 가지고 있습니다.
동적 스위칭을 사용하는 네트워크에는 가입자 간 연결을 설정하기 위한 사전 절차가 필요합니다. 이를 위해 호출된 가입자의 주소가 네트워크로 전송되고, 네트워크는 스위치를 통과하여 후속 데이터 전송을 위해 구성됩니다. 연결 요청은 한 스위치에서 다른 스위치로 라우팅되어 결국 수신자에게 도달합니다. 필요한 출력 채널의 용량이 이미 소진된 경우 네트워크는 연결 설정을 거부할 수 있습니다. FDM 스위치의 경우 출력 채널의 용량은 이 채널의 주파수 대역 수와 동일하며 TDM 스위치의 경우 채널 작동 주기가 분할되는 시간 슬롯 수입니다. 요청한 가입자가 이미 다른 사람과 연결을 설정한 경우에도 네트워크는 연결을 거부합니다. 첫 번째 경우에는 스위치가 사용 중이고 두 번째 경우에는 가입자라고 말합니다. 연결 실패 가능성은 회선 전환 방식의 단점이다.
연결이 설정되면 FDM 네트워크에서는 고정 주파수 대역이 할당되고 TDM 네트워크에서는 고정 대역폭이 할당됩니다. 이 값은 연결 기간 동안 변경되지 않습니다. 연결이 설정된 후 보장되는 네트워크 처리량은 음성, 영상 또는 실시간 시설 제어와 같은 애플리케이션에 필요한 중요한 속성입니다. 그러나 회선 교환 네트워크는 가입자의 요청에 따라 채널 용량을 동적으로 변경할 수 없으므로 트래픽이 급증하는 상황에서는 효과적이지 않습니다.
회선 교환 네트워크의 단점은 서로 다른 속도로 작동하는 사용자 장비를 사용할 수 없다는 것입니다. 회선 교환 네트워크는 사용자 데이터를 버퍼링하지 않기 때문에 복합 회로의 개별 부분은 동일한 속도로 작동합니다.
회선 전환 네트워크는 전환 단위가 단일 바이트나 데이터 패킷이 아니라 두 가입자 간의 장기 동기 데이터 스트림인 일정한 속도의 데이터 스트림 전환에 매우 적합합니다. 이러한 흐름의 경우 회선 교환 네트워크는 흐름의 각 비트의 시간 위치를 네트워크 스위치의 대상 주소로 사용하여 네트워크를 통해 데이터를 라우팅하기 위해 최소한의 오버헤드를 추가합니다.
FDM, TDM, WDM 기술을 기반으로 이중 운영 제공
가능한 데이터 전송 방향에 따라 통신 회선을 통한 데이터 전송 방법은 다음과 같은 유형으로 구분됩니다.
o 단순 - 통신 회선을 통해 한 방향으로만 전송이 수행됩니다.
o 반이중 - 전송이 양방향으로 수행되지만 시간에 따라 교대로 수행됩니다. 이러한 전송의 예로는 이더넷 기술이 있습니다.
o 이중 - 전송이 두 방향으로 동시에 수행됩니다.
이중 모드는 가장 다양하고 생산적인 채널 작동 방법입니다. 이중 모드를 구성하는 가장 간단한 옵션은 케이블에서 두 개의 독립적인 물리적 채널(두 쌍의 도체 또는 두 개의 광섬유)을 사용하는 것입니다. 각 채널은 단순 모드에서 작동합니다. 즉, 데이터를 한 방향으로 전송합니다. 패스트 이더넷이나 ATM과 같은 많은 네트워크 기술에서 이중 작동 모드 구현의 기초가 되는 것이 바로 이 아이디어입니다.
때로는 이러한 간단한 솔루션을 사용할 수 없거나 효과적이지 않습니다. 대부분의 경우 이중 데이터 교환을 위한 물리적 채널이 하나뿐이고 두 번째 채널을 구성하는 데 비용이 많이 드는 경우에 이런 일이 발생합니다. 예를 들어 전화 네트워크를 통해 모뎀을 사용하여 데이터를 교환하는 경우 사용자는 PBX와의 물리적 통신 채널(2선 회선)이 하나만 있으므로 두 번째 채널을 구입하는 것은 거의 권장되지 않습니다. 이러한 경우 이중 작동 모드는 FDM 또는 TDM 기술을 사용하여 채널을 두 개의 논리적 하위 채널로 분할하는 방식으로 구성됩니다.
모뎀은 FDM 기술을 사용하여 2선 회선에서 이중 작동을 구성합니다. 주파수 변조 모뎀은 4개의 주파수에서 작동합니다. 즉, 한 방향으로 1과 0을 인코딩하기 위한 두 개의 주파수와 반대 방향으로 데이터를 전송하기 위한 나머지 두 개의 주파수입니다.
디지털 코딩을 사용하면 2선 회선의 이중 모드가 TDM 기술을 사용하여 구성됩니다. 일부 시간 슬롯은 한 방향으로 데이터를 전송하는 데 사용되고 일부는 다른 방향으로 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 일반적으로 반대 방향의 시간 슬롯이 번갈아 나타나기 때문에 이 방법을 "핑퐁" 전송이라고도 합니다. TDM 라인 분할은 예를 들어 가입자 2선 종단의 ISDN(종합 서비스 디지털 네트워크)에 일반적입니다.
광섬유 케이블에서 하나의 광섬유를 사용하여 이중 작동 모드를 구성하면 데이터는 한 파장의 광선을 사용하여 한 방향으로 전송되고 다른 파장을 사용하여 반대 방향으로 전송됩니다. 이 기술은 FDM 방식에 속하지만 광케이블의 경우 파장 분할 다중화(WDM)라고 합니다. WDM은 일반적으로 2~16개 채널을 사용하여 한 방향으로 데이터 전송 속도를 높이는 데에도 사용됩니다.
패킷 스위칭
패킷 교환 원리
패킷 교환은 컴퓨터 트래픽의 효율적인 전송을 위해 특별히 설계된 가입자 교환 기술입니다. 회선 스위칭 기술을 기반으로 한 최초의 컴퓨터 네트워크를 만들기 위한 실험에서는 이러한 유형의 스위칭으로는 높은 전체 네트워크 처리량을 달성할 수 없는 것으로 나타났습니다. 문제의 핵심은 일반적인 네트워크 애플리케이션에서 생성되는 트래픽의 폭증적 특성에 있습니다. 예를 들어, 원격 파일 서버에 액세스할 때 사용자는 먼저 해당 서버 디렉터리의 내용을 확인하며 이로 인해 소량의 데이터가 전송됩니다. 그런 다음 텍스트 편집기에서 원하는 파일을 엽니다. 이 작업은 특히 파일에 큰 그래픽이 포함된 경우 상당히 많은 데이터 교환을 생성할 수 있습니다. 파일의 몇 페이지를 표시한 후 사용자는 한동안 로컬로 작업하며 네트워크 전송이 전혀 필요하지 않습니다. 그런 다음 페이지의 수정된 복사본을 서버에 반환하여 다시 집중적인 네트워크 전송을 생성합니다.
개별 네트워크 사용자의 트래픽 파급률은 데이터 교환의 평균 강도와 최대 가능한 비율의 비율과 동일하며 1:50 또는 1:100이 될 수 있습니다. 설명된 세션에서 사용자 컴퓨터와 서버 간의 채널 전환을 구성하면 대부분의 시간 동안 채널이 유휴 상태가 됩니다. 동시에 네트워크의 스위칭 기능이 사용됩니다. 즉, 스위치의 시간 슬롯 또는 주파수 대역 중 일부가 점유되어 다른 네트워크 사용자가 사용할 수 없게 됩니다.
패킷 교환이 발생하면 네트워크 사용자가 전송한 모든 메시지는 소스 노드에서 패킷이라는 상대적으로 작은 부분으로 나뉩니다. 메시지는 논리적으로 완성된 데이터 조각(파일 전송 요청, 전체 파일을 포함하는 이 요청에 대한 응답 등)이라는 점을 상기해 보겠습니다. 메시지의 길이는 수 바이트에서 수 메가바이트까지 임의의 길이일 수 있습니다. 반대로, 패킷은 일반적으로 가변 길이를 가질 수도 있지만 제한된 범위(예: 46바이트에서 1500바이트) 내에서 가능합니다. 각 패킷에는 패킷을 대상 노드에 전달하는 데 필요한 주소 정보와 메시지를 조합하기 위해 대상 노드에서 사용할 패킷 번호를 지정하는 헤더가 제공됩니다(그림 2.29). 패킷은 네트워크에서 독립적인 정보 블록으로 전송됩니다. 네트워크 스위치는 끝 노드로부터 패킷을 수신하고 주소 정보를 기반으로 패킷을 서로 전송하고 궁극적으로 대상 노드로 전송합니다.
쌀. 2.29.메시지를 패킷으로 분할
패킷 네트워크 스위치는 패킷 수신 시 스위치의 출력 포트가 다른 패킷을 전송 중일 경우 패킷을 임시로 저장하기 위한 내부 버퍼 메모리가 있다는 점에서 회선 스위치와 다릅니다(그림 2.30). 이 경우, 해당 패킷은 출력 포트의 버퍼 메모리에 있는 패킷 큐에 일정 시간 남아 있다가 해당 차례에 도달하면 다음 스위치로 전달됩니다. 이 데이터 전송 방식을 사용하면 스위치 간 백본 링크에서 트래픽 리플을 완화하고 이를 가장 효과적인 방법으로 사용하여 네트워크 전체의 처리량을 높일 수 있습니다.
쌀. 2.30.패킷 교환 네트워크에서 버스트 트래픽 평활화
실제로 한 쌍의 가입자에게 가장 효과적인 방법은 회선 교환 네트워크에서와 마찬가지로 교환 통신 채널만 사용할 수 있도록 제공하는 것입니다. 이 방법을 사용하면 데이터가 지연 없이 한 가입자에서 다른 가입자로 전송되므로 이 가입자 쌍의 상호 작용 시간이 최소화됩니다. 가입자는 전송이 일시 중지되는 동안 채널이 중단되는 것에 관심이 없으며 자신의 문제를 신속하게 해결하는 것이 중요합니다. 패킷 교환 네트워크는 특정 가입자 쌍 간의 상호 작용 프로세스를 느리게 합니다. 그 이유는 해당 가입자의 패킷이 스위치에서 기다릴 수 있고 스위치에 먼저 도착한 다른 패킷은 백본 링크를 따라 전송되기 때문입니다.
그러나 패킷 교환 기술을 사용하여 단위 시간당 네트워크에서 전송되는 컴퓨터 데이터의 총량은 회선 교환 기술을 사용하는 것보다 높습니다. 이는 대수의 법칙에 따라 개별 가입자의 맥동이 시간이 지남에 따라 분산되기 때문에 발생합니다. 따라서 서비스를 제공하는 가입자 수가 정말 많은 경우 스위치에는 지속적이고 균등하게 작업이 로드됩니다. 그림에서. 그림 2.30은 끝 노드에서 스위치로 들어오는 트래픽이 시간이 지남에 따라 매우 불균등하게 분산되어 있음을 보여줍니다. 그러나 하위 수준 스위치 간의 연결을 서비스하는 계층 구조의 상위 수준 스위치는 보다 균등하게 로드되며, 상위 수준 스위치를 연결하는 트렁크 링크의 패킷 흐름은 거의 최대 수준으로 활용됩니다.
회선 교환 네트워크(동일한 통신 채널 용량 포함)에 비해 패킷 교환 네트워크의 더 높은 효율성은 실험적으로나 시뮬레이션 모델링을 사용하여 60년대에 입증되었습니다. 여기서는 다중 프로그램 운영 체제와의 비유가 적절합니다. 이러한 시스템의 각 개별 프로그램은 실행이 완료될 때까지 프로그램에 모든 프로세서 시간이 할당되는 단일 프로그램 시스템보다 실행하는 데 시간이 더 오래 걸립니다. 그러나 단위 시간당 실행되는 총 프로그램 수는 단일 프로그램 시스템보다 다중 프로그램 시스템에서 더 큽니다.
회선 교환 네트워크 기반 광역 통신
임대 회선은 글로벌 통신 채널을 통해 로컬 네트워크를 연결하는 가장 신뢰할 수 있는 수단을 나타냅니다. 왜냐하면 그러한 회선의 전체 용량은 항상 상호 작용하는 네트워크에서 처리할 수 있기 때문입니다. 그러나 이는 가장 비용이 많이 드는 글로벌 연결 유형이기도 합니다. 서로 집중적으로 데이터를 교환하는 N개의 원격 로컬 네트워크가 있는 경우 Nx(N-l)/2 전용 회선이 필요합니다. 글로벌 전송 비용을 줄이기 위해 동적으로 전환되는 채널이 사용되며, 그 비용은 이러한 채널의 많은 가입자에게 나누어집니다.
전화 네트워크 서비스는 로컬 네트워크를 결합한 가입자뿐만 아니라 전화 서비스를 사용하는 수많은 가입자가 스위치 비용을 지불하기 때문에 가장 저렴합니다.
전화망은 가입자 채널과 국선채널을 다중화하는 방식에 따라 아날로그와 디지털로 구분된다. 보다 정확하게는 디지털은 정보가 디지털 형식으로 가입자 측에 제공되고 디지털 다중화 및 전환 방법이 사용되는 네트워크이고, 아날로그는 가입자로부터 아날로그 형식, 즉 클래식 아날로그 전화로부터 데이터를 수신하는 네트워크입니다. 다중화 및 스위칭은 아날로그 및 디지털 방법을 모두 사용하여 수행됩니다. 최근에는 전화 네트워크 스위치를 TDM 기술을 기반으로 작동하는 디지털 스위치로 교체하는 상당히 집중적인 프로세스가 진행되었습니다. 그러나 이러한 네트워크는 모든 스위치가 TDM 기술을 사용하여 작동하고 디지털 형식으로 데이터를 처리하더라도 가입자가 아날로그로 유지되고 아날로그-디지털 변환이 가장 가까운 PBX 네트워크에서 수행되는 경우에도 여전히 아날로그 전화 네트워크로 유지됩니다. 가입자. 새로운 V.90 모뎀 기술은 대부분의 스위치가 디지털인 네트워크가 많다는 점을 활용할 수 있었습니다.
디지털 가입자 종단을 갖춘 전화 네트워크에는 소위 Switched 56 서비스(56Kbit/s 전환 채널)와 통합 ISDN 서비스를 갖춘 디지털 네트워크(Integrated Services Digital Network)가 포함됩니다. Switched 56 서비스는 최종 가입자에게 T1 회선 표준과 호환되는 디지털 터미네이션을 제공한 결과 여러 서구 국가에 나타났습니다. 이 기술은 아직 국제 표준이 되지 않았으며, 현재는 이러한 위상을 갖고 있는 ISDN 기술로 대체되고 있습니다.
ISDN 네트워크는 음성 전송뿐만 아니라 패킷 스위칭을 포함하여 컴퓨터 데이터도 전송하도록 설계되었으므로 통합 서비스가 있는 네트워크라고 합니다. 그러나 ISDN 네트워크의 주요 작동 모드는 여전히 회선 교환이며, 패킷 교환 서비스의 속도는 현대 표준에 비해 너무 느립니다(보통 최대 9600bps). 따라서 이 섹션에서는 회선 교환 네트워크에 대한 ISDN 기술을 논의합니다. B-ISDN(광대역에서 유래)이라고 하는 차세대 통합 서비스 네트워크는 전적으로 패킷 교환 기술(보다 정확하게는 ATM 기술 셀)을 기반으로 하므로 이 기술은 패킷 교환 네트워크 섹션에서 논의됩니다.
