Klasifikácia sietí.

Podľa územného rozloženia

PAN (Personal Area Network) - osobná sieť určená na interakciu rôzne zariadenia patriace tomu istému vlastníkovi.

LAN (Local Area Network) - lokálnych sietí mať uzavretú infraštruktúru predtým, ako sa dostanú k poskytovateľom služieb. Pojem „LAN“ môže opísať tak malú kancelársku sieť, ako aj sieť na úrovni veľkej továrne s rozlohou niekoľko stoviek hektárov. Zahraničné zdroje dokonca uvádzajú presný odhad okruhu asi 10 km. Lokálne siete sú uzavreté siete, prístup je povolený len do nich obmedzený okruh používateľov, pre ktorých práca v takejto sieti priamo súvisí s ich profesionálnymi aktivitami.

CAN (Campus Area Network) - zjednocuje lokálne siete okolitých budov.

MAN (Metropolitan Area Network) - mestské siete medzi inštitúciami v rámci jedného alebo viacerých miest, ktoré spájajú mnohé lokálne siete.

WAN (Wide Area Network) je globálna sieť pokrývajúca veľké geografické regióny, vrátane lokálnych sietí a iných telekomunikačných sietí a zariadení. Príkladom siete WAN je sieť na prepínanie paketov (Frame relay), prostredníctvom ktorej môžu rôzne počítačové siete „hovoriť“ medzi sebou. Globálne siete sú otvorené a zamerané na poskytovanie služieb všetkým používateľom.

Pojem „podniková sieť“ sa v literatúre používa aj na označenie kombinácie niekoľkých sietí, z ktorých každá môže byť postavená na iných technických, softvérových a informačných princípoch.

Podľa typu funkčnej interakcie

Klient-server, Zmiešaná sieť, Peer-to-peer sieť, Multi-peer sieť

Podľa typu topológie siete

Pneumatika, Prsteň, Dvojitý Prsteň, Hviezda, Voština, Mriežka, Strom, Tučný Strom

Podľa typu prenosového média

Káblové (telefónny kábel, koaxiálny kábel, krútená dvojlinka, kábel z optických vlákien)

Bezdrôtový (prenos informácií prostredníctvom rádiových vĺn v určitom frekvenčnom rozsahu)

Podľa funkčného účelu

Storage Networks, Server Farms, Process Control Networks, SOHO Networks, House Networks

Podľa prenosovej rýchlosti

nízkorýchlostné (do 10 Mbit/s), stredne rýchle (do 100 Mbit/s), vysokorýchlostné (nad 100 Mbit/s);

Ak je to potrebné, udržiavajte neustále spojenie

Paketová sieť, ako je Fidonet a UUCP, online sieť, ako je internet a GSM

Siete s prepínaním okruhov

Jednou z najdôležitejších otázok v počítačových sieťach je otázka prepínania. Koncept prepínania zahŕňa:

1. mechanizmus distribúcie trasy na prenos údajov

2. synchrónne použitie komunikačný kanál

Budeme hovoriť o jednom zo spôsobov riešenia problému s prepínaním, a to o sieťach s prepájaním okruhov. Treba však poznamenať, že to tak nie je jediná cesta riešenie problémov v počítačových sieťach. Ale poďme bližšie k podstate problému. Siete s prepínaním okruhov tvoria spoločný a nerozbitný fyzický úsek (kanál) komunikácie medzi koncovými uzlami, cez ktorý prechádzajú dáta rovnakou rýchlosťou. Treba poznamenať, že rovnaká rýchlosť sa dosiahne v dôsledku absencie „zastávky“ v určitých úsekoch, pretože trasa je známa vopred.

Nadviazanie spojenia s siete s prepínaním okruhov vždy začína ako prvý, pretože bez pripojenia sa k požadovanému cieľu nedostanete. A po nadviazaní spojenia môžete bezpečne preniesť potrebné údaje. Poďme sa pozrieť na výhody sietí s prepínaním okruhov:

1. rýchlosť prenosu dát je vždy rovnaká

2. nedochádza k oneskoreniu v uzloch pri prenose dát, čo je dôležité pri rôznych On-line podujatiach (konferencie, komunikácia, video vysielanie)

Teraz musím povedať pár slov o nedostatkoch:

1. Nie vždy je možné nadviazať spojenie, t.j. niekedy môže byť sieť zaneprázdnená

2. Údaje nemôžeme okamžite preniesť bez predchádzajúceho nadviazania spojenia, t.j. čas je stratený

3. málo efektívne využívanie fyzických komunikačných kanálov

Dovoľte mi vysvetliť posledné mínus: pri vytváraní fyzického komunikačného kanála úplne zaberáme celú linku a nenechávame žiadnu príležitosť na pripojenie ostatných.

Na druhej strane sú siete s prepínaním okruhov rozdelené do 2 typov pomocou rôznych technologických prístupov:

1. Prepínanie obvodov založené na frekvenčnom delení multiplexovania (FDM).

Schéma práce je nasledovná:

1. každý užívateľ vysiela signál na vstupy spínača

2. Všetky signály pomocou prepínača vyplnia ΔF pásma metódou frekvenčnej modulácie signálu

2. Prepínanie okruhov založené na časovom multiplexovaní (TDM)

Princíp prepínanie okruhov založené na časovom multiplexovaní je celkom jednoduché. Vychádza z časového členenia, t.j. Každý komunikačný kanál je obsluhovaný postupne a doba odoslania signálu účastníkovi je presne definovaná.

3. Prepínanie paketov
Táto technika prepínania bola špeciálne navrhnutá pre efektívny prenos počítačovej prevádzky. Prvé kroky k tvorbe počítačové siete založené na technikách prepínania okruhov ukázali, že tento typ prepínania neumožňuje dosiahnuť vysokú celkovú priepustnosť siete. Typické sieťové aplikácie generujú prevádzku veľmi sporadicky, s vysokými úrovňami rýchlosti prenosu dát. Napríklad pri prístupe na vzdialený súborový server si používateľ najprv prezerá obsah adresára tohto servera, čo vedie k prenosu malého množstva údajov. Potom otvorí požadovaný súbor textový editor a táto operácia môže vytvoriť pomerne veľa výmeny údajov, najmä ak súbor obsahuje veľké grafické inklúzie. Po zobrazení niekoľkých stránok súboru s nimi používateľ chvíľu pracuje lokálne, čo si nevyžaduje žiadny sieťový prenos, a potom vráti upravené kópie stránok na server, čo opäť vytvára intenzívny sieťový prenos.

Faktor zvlnenia prevádzky jednotlivého užívateľa siete, ktorý sa rovná pomeru priemernej intenzity výmeny dát k maximálnemu možnému, môže dosiahnuť 1:50 alebo dokonca 1:100. Ak pre opísanú reláciu organizujeme prepínanie kanálov medzi počítačom používateľa a serverom, potom bude kanál väčšinu času nečinný. Zároveň budú prepínacie schopnosti siete priradené tejto dvojici účastníkov a nebudú dostupné pre ostatných používateľov siete.

Keď dôjde k prepínaniu paketov, všetky užívateľom prenášané správy sú v zdrojovom uzle rozdelené na relatívne malé časti nazývané pakety. Pripomeňme, že správa je logicky vyplnený údaj – požiadavka na prenos súboru, odpoveď na túto požiadavku obsahujúca celý súbor atď. Správy môžu mať ľubovoľnú dĺžku, od niekoľkých bajtov po mnoho megabajtov. Naopak, pakety môžu mať zvyčajne tiež premenlivú dĺžku, ale v úzkych medziach, napríklad od 46 do 1500 bajtov. Každý paket je vybavený hlavičkou, ktorá špecifikuje informácie o adrese potrebné na doručenie paketu do cieľového uzla, ako aj číslo paketu, ktoré cieľový uzol použije na zostavenie správy (obrázok 3). Pakety sú prenášané po sieti ako nezávislé informačné bloky. Sieťové prepínače prijímajú pakety z koncových uzlov a na základe informácií o adrese ich prenášajú medzi sebou a v konečnom dôsledku do cieľového uzla.

Prepínače paketovej siete sa od obvodových prepínačov líšia tým, že majú vnútornú vyrovnávaciu pamäť na dočasné uloženie paketov, ak je výstupný port prepínača v čase prijatia paketu zaneprázdnený vysielaním ďalšieho paketu (obr. 3). V tomto prípade paket zostane nejaký čas vo fronte paketov vo vyrovnávacej pamäti výstupného portu, a keď sa k nemu dostane jeho ťah, prenesie sa na ďalší prepínač. Táto schéma prenosu dát vám umožňuje vyhladiť pulzáciu prevádzky na chrbticových spojoch medzi prepínačmi a tým ich najefektívnejšie využiť na zvýšenie kapacity siete ako celku.

V skutočnosti by pre dvojicu účastníkov bolo najefektívnejšie poskytnúť im výhradné používanie komutovaného komunikačného kanála, ako sa to robí v sieťach s prepájaním okruhov. V tomto prípade by bol interakčný čas tejto dvojice účastníkov minimálny, pretože dáta by boli prenášané od jedného účastníka k druhému bez oneskorenia. Predplatitelia sa nezaujímajú o výpadky kanála počas prestávok prenosu, je dôležité, aby rýchlo vyriešili svoj problém. Sieť s prepínaním paketov spomaľuje proces interakcie medzi konkrétnou dvojicou účastníkov, pretože ich pakety môžu čakať v prepínačoch, zatiaľ čo ostatné pakety, ktoré dorazili do prepínača skôr, sa prenášajú po chrbticových linkách.

Avšak celkové množstvo počítačových dát prenášaných sieťou za jednotku času pri použití techniky prepínania paketov bude vyššie ako pri použití techniky prepínania okruhov. Deje sa tak preto, lebo pulzácie jednotlivých účastníkov sú v súlade so zákonom veľkých čísel rozložené v čase tak, aby sa ich vrcholy nezhodovali. Preto sú prepínače neustále a pomerne rovnomerne zaťažené prácou, ak je počet účastníkov, ktorí obsluhujú, skutočne veľký. Na obr. Obrázok 4 ukazuje, že prevádzka prichádzajúca z koncových uzlov do prepínačov je v čase rozložená veľmi nerovnomerne. Prepínače vyššej úrovne v hierarchii, v ktorej sú servisné spojenia medzi prepínačmi nižšej úrovne zaťažené rovnomernejšie, a tok paketov na diaľkových linkách spájajúcich prepínače vyššej úrovne je takmer maximálne využitý. Ukladanie do vyrovnávacej pamäte vyhladzuje vlnenie, takže faktor zvlnenia na diaľkových kanáloch je oveľa nižší ako na kanáloch s prístupom predplatiteľov – môže sa rovnať 1:10 alebo dokonca 1:2.

Vyššia efektívnosť paketovo prepájaných sietí v porovnaní so sieťami s prepájaním okruhov (s rovnakou kapacitou komunikačného kanála) bola preukázaná v 60. rokoch experimentálne aj pomocou simulačného modelovania. Tu je vhodná analógia s multiprogramovaním. operačné systémy. Spustenie každého jednotlivého programu v takomto systéme trvá dlhšie ako v systéme s jedným programom, kde je programu pridelený celý čas procesora, kým sa jeho vykonávanie nedokončí. Celkový počet programov vykonaných za jednotku času je však väčší v systéme s viacerými programami ako v systéme s jedným programom.
Sieť s prepínaním paketov spomaľuje proces interakcie medzi konkrétnym párom účastníkov, ale zvyšuje priepustnosť siete ako celku.

Oneskorenia v zdroji prenosu:

· čas na prenos hlavičiek;

· oneskorenia spôsobené intervalmi medzi prenosom každého ďalšieho paketu.

Oneskorenia každého prepínača:

· čas ukladania paketov do vyrovnávacej pamäte;

spínací čas, ktorý pozostáva z:

o čas čakania na paket vo fronte (premenná hodnota);

o čas potrebný na presun paketu na výstupný port.

Výhody prepínania paketov

1. Vysoká celková priepustnosť siete pri prenose nárazovej prevádzky.

2. Schopnosť dynamicky prerozdeľovať kapacitu fyzických komunikačných kanálov medzi účastníkov v súlade so skutočnými potrebami ich prevádzky.

Nevýhody prepínania paketov

1. Neistota v rýchlosti prenosu dát medzi účastníkmi siete v dôsledku skutočnosti, že oneskorenia vo vyrovnávacích radoch sieťových prepínačov závisia od celkového zaťaženia siete.

2. Variabilné oneskorenie dátových paketov, ktoré môže byť dosť dlhé v momentoch okamžitého preťaženia siete.

3. Možná strata údajov v dôsledku pretečenia vyrovnávacej pamäte.
V súčasnosti sa aktívne vyvíjajú a implementujú metódy na prekonanie týchto nedostatkov, ktoré sú obzvlášť akútne pre prevádzku citlivú na oneskorenie, ktorá si vyžaduje konštantnú prenosovú rýchlosť. Takéto metódy sa nazývajú metódy kvality služby (QoS).

Siete s prepínaním paketov, ktoré implementujú metódy kvality služieb, umožňujú simultánny prenos rôznych typov prevádzky, vrátane takých dôležitých, ako je telefónna a počítačová prevádzka. Preto sa dnes metódy prepínania paketov považujú za najsľubnejšie na vybudovanie konvergovanej siete, ktorá bude poskytovať komplexné vysokokvalitné služby pre predplatiteľov akéhokoľvek typu. Metódy prepínania okruhov však nemožno zľaviť. Dnes úspešne fungujú nielen v tradičných telefónnych sieťach, ale sú široko využívané aj na vytváranie vysokorýchlostných stálych spojení v takzvaných primárnych (chrbticových) sieťach technológií SDH a ​​DWDM, ktoré slúžia na vytváranie chrbticových fyzických kanálov medzi telefónnymi resp. prepínače počítačových sietí. V budúcnosti je celkom možné, že sa objavia nové technológie prepínania, v tej či onej forme kombinujúce princípy prepínania paketov a kanálov.

4.VPN Virtuálna súkromná sieť- virtuálny privátna sieť) je zovšeobecnený názov pre technológie, ktoré umožňujú jednu alebo viac sieťové pripojenia(logická sieť) na vrchole inej siete (napríklad internetu). Napriek tomu, že komunikácia prebieha cez siete s nižšou neznámou úrovňou dôvery (napríklad cez verejné siete), úroveň dôvery vo vybudovanú logickú sieť nezávisí od úrovne dôvery jadrové siete vďaka použitiu kryptografických nástrojov (šifrovanie, autentifikácia, infraštruktúra verejné kľúče, prostriedky na ochranu pred opakovaním a zmenami správ prenášaných cez logickú sieť).

V závislosti od použitých protokolov a účelu môže VPN poskytnúť spojenie troch typy: uzol-uzol,uzol-sieť A sieť-sieť. VPN sa zvyčajne nasadzujú na úrovniach nie vyšších, ako je sieťová úroveň, pretože použitie kryptografie na týchto úrovniach umožňuje, aby sa prenosové protokoly (napríklad TCP, UDP) používali nezmenené.

Používatelia Microsoft Windows výraz VPN označuje jednu z implementácií virtuálna sieť- PPTP, ktorý sa často používa nie na vytváranie súkromných sietí.

Na vytvorenie virtuálnej siete je protokol PPP najčastejšie zapuzdrený v nejakom inom protokole - IP (táto metóda sa používa pri implementácii PPTP - Point-to-Point Tunneling Protocol) alebo Ethernet (PPPoE) (aj keď majú tiež rozdiely ). Technológia VPN v V poslednej dobe používané nielen na vytváranie samotných súkromných sietí, ale aj niektorými poskytovateľmi „poslednej míle“ v postsovietskom priestore na poskytovanie prístupu na internet.

Pri správnej úrovni implementácie a použití špeciálneho softvéru môže sieť VPN poskytnúť vysokú úroveň šifrovania prenášaných informácií. O správne nastavenie Technológia VPN všetkých komponentov zabezpečuje anonymitu na internete.

VPN sa skladá z dvoch častí: „internej“ (riadenej) siete, ktorých môže byť niekoľko, a „externej“ siete, cez ktorú prechádza zapuzdrené pripojenie (zvyčajne internet). Do virtuálnej siete je možné pripojiť aj samostatný počítač. Pripojenie vzdialeného používateľa k VPN sa uskutočňuje prostredníctvom prístupového servera, ktorý je pripojený k internej aj externej (verejnej) sieti. Keď sa vzdialený používateľ pripojí (alebo pri vytváraní pripojenia k inej zabezpečenej sieti), prístupový server vyžaduje proces identifikácie a potom proces autentifikácie. Po úspešnom dokončení oboch procesov vzdialený používateľ ( vzdialenej sieti) má oprávnenie na prácu v sieti, to znamená, že prebieha proces autorizácie. Riešenia VPN možno klasifikovať podľa niekoľkých hlavných parametrov:

[upraviť]Podľa stupňa bezpečnosti použitého prostredia

Chránené

Najbežnejšia verzia virtuálnych privátnych sietí. S jeho pomocou je možné vytvoriť spoľahlivú a bezpečnú sieť založenú na nespoľahlivej sieti, zvyčajne na internete. Príklady bezpečných sietí VPN sú: IPSec, OpenVPN a PPTP.

dôveryhodný

Používajú sa v prípadoch, keď prenosové médium možno považovať za spoľahlivé a je potrebné len vyriešiť problém vytvorenia virtuálnej podsiete v rámci väčšia sieť. Bezpečnostné otázky sa stávajú irelevantnými. Príklady takýchto riešení VPN sú: Multi-protocol label switching (MPLS) a L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) (presnejšie tieto protokoly presúvajú úlohu zaistenia bezpečnosti na iných, napríklad L2TP sa zvyčajne používa v spojení s IPSec) .

[upraviť]Podľa spôsobu implementácie

Vo forme špeciálneho softvéru a hardvéru

Implementácia siete VPN sa vykonáva pomocou špeciálnej sady softvéru a hardvéru. Táto implementácia poskytuje vysoký výkon a spravidla vysoký stupeň bezpečnosti.

Ako softvérové ​​riešenie

Použite Osobný počítač so špeciálnym softvér poskytujúce funkcie VPN.

Integrované riešenie

Funkcionalitu VPN poskytuje komplex, ktorý rieši aj problémy s filtrovaním sieťovej prevádzky, organizovaním POŽARNE DVERE a zabezpečenie kvality služieb.

[edit]Ako bolo zamýšľané

Používajú sa na spojenie niekoľkých distribuovaných pobočiek jednej organizácie do jednej zabezpečenej siete, pričom si vymieňajú údaje prostredníctvom otvorených komunikačných kanálov.

Vzdialený prístup VPN

Používa sa na vytvorenie zabezpečeného kanála medzi segmentom firemná sieť(centrálna kancelária alebo pobočka) a jedného používateľa, ktorý sa pri práci doma pripája k podnikovým zdrojom s domáci počítač, firemný notebook, smartfón alebo internetový kiosk.

Používa sa pre siete, ku ktorým sa pripájajú „externí“ používatelia (napríklad zákazníci alebo klienti). Úroveň dôvery v nich je oveľa nižšia ako u zamestnancov spoločnosti, preto je potrebné zabezpečiť špeciálne „línie“ ochrany, ktoré im bránia alebo obmedzujú prístup k obzvlášť cenným dôverným informáciám.

Používa sa na poskytovanie prístupu na internet poskytovateľmi, zvyčajne keď sa cez jeden fyzický kanál pripája viacero používateľov.

Klient/Server VPN

Poskytuje ochranu prenášaných údajov medzi dvoma uzlami (nie sieťami) podnikovej siete. Zvláštnosťou tejto možnosti je, že VPN je postavená medzi uzlami umiestnenými spravidla v rovnakom segmente siete, napríklad medzi pracovná stanica a server. Táto potreba veľmi často vzniká v prípadoch, keď je potrebné vytvoriť viacero logických sietí na jednej fyzickej sieti. Napríklad, keď je potrebné rozdeliť prevádzku medzi finančné oddelenie a oddelenie ľudských zdrojov, ktoré pristupujú k serverom umiestneným v rovnakom fyzickom segmente. Táto možnosť je podobná technológii VLAN, ale namiesto oddelenia prevádzky je šifrovaná.

[upraviť]Podľa typu protokolu

Existujú implementácie virtuálnych privátnych sietí pre TCP/IP, IPX a AppleTalk. Dnes však existuje tendencia k všeobecnému prechodu na protokol TCP/IP a prevažná väčšina riešení VPN ho podporuje. Adresovanie v ňom sa najčastejšie volí podľa štandardu RFC5735, z radu TCP/IP Private Networks

[upraviť]Podľa úrovne sieťový protokol

Podľa vrstvy sieťového protokolu na základe porovnania s vrstvami referenčného sieťového modelu ISO/OSI.

5. Referenčný model OSI, niekedy nazývaný zásobník OSI, je 7-vrstvová sieťová hierarchia (obrázok 1) vyvinutá Medzinárodnou organizáciou pre normalizáciu (ISO). Tento model obsahuje v podstate 2 rôzne modely:

· horizontálny model založený na protokoloch, ktorý poskytuje mechanizmus interakcie medzi programami a procesmi na rôznych strojoch

· vertikálny model založený na službách poskytovaných navzájom susediacimi vrstvami na rovnakom stroji

IN horizontálny model tieto dva programy vyžadujú spoločný protokol na výmenu údajov. Vo vertikálnej rovine si susedné úrovne vymieňajú údaje pomocou rozhraní API.

Súvisiace informácie.

Limity vzdialenosti pre rádiové kanály sú dané dodávateľmi za predpokladu, že v rámci prvej Fresnelovej zóny nedochádza k žiadnemu fyzickému rušeniu. Absolútne obmedzenie komunikačného dosahu rádioreléových kanálov je dané zakrivením zeme, pozri obr. 7.15. Pri frekvenciách nad 100 MHz sa vlny šíria priamočiaro (obr. 7.15.A), a preto môžu byť zaostrené. Pre vysoké frekvencie (HF) a UHF zem absorbuje vlny, ale HF sa vyznačuje odrazom od ionosféry (obr. 7.15B) - to značne rozširuje oblasť vysielania (niekedy dochádza k viacerým po sebe idúcim odrazom), ale tento efekt je nestabilný a silne závisí od stavu ionosféry.

Ryža. 7.15.

Pri budovaní dlhých rádioreléových kanálov je potrebné nainštalovať opakovače. Ak sú antény umiestnené na vežiach vysokých 100 m, vzdialenosť medzi opakovačmi môže byť 80-100 km. Náklady na anténny komplex sú zvyčajne úmerné tretej mocnine priemeru antény.

Vyžarovací diagram smerovej antény je znázornený na obr. 7.16 (šípka označuje hlavný smer žiarenia). Tento diagram je potrebné vziať do úvahy pri výbere miesta inštalácie antény, najmä pri použití vysokého výkonu žiarenia. V opačnom prípade môže jeden z lalokov žiarenia spadnúť na miesta trvalého pobytu ľudí (napríklad bývanie). Vzhľadom na tieto okolnosti je vhodné zveriť návrh tohto druhu kanálov profesionálom.

Ryža. 7.16.

4. októbra 1957 bola v ZSSR vypustená prvá umelá družica Zeme, v roku 1961 letel do vesmíru Yu.A.Gagarin a onedlho bola na obežnú dráhu vynesená prvá telekomunikačná družica „Molniya“ – takto začína vesmírna éra komunikácií. začala. Prvý satelitný kanál pre internet v Ruskej federácii (Moskva-Hamburg) používal geostacionárny satelit "Raduga" (1993). Štandardná anténa INTELSAT má priemer 30 m a vyžarovací uhol 0,01 0 . Satelitné kanály použitie frekvenčné rozsahy uvedené v tabuľke 7.6.

Tabuľka 7.6. Frekvenčné pásma používané pre satelitnú telekomunikáciu

Rozsah	Downlink [GHz]	Uplink (Uplink) [GHz]	Zdroje rušenia
S	3,7-4,2	5,925-6,425	Pozemné rušenie
Ku	11,7-12,2	14,0-14,5	Dážď
Ka	17,7-21,7	27,5-30,5	Dážď

Vysielanie sa vždy uskutočňuje na vyššej frekvencii ako signál prijímaný zo satelitu.

Rozsah ešte nie je „osídlený“ príliš husto, navyše pre tento rozsah môžu byť satelity od seba vzdialené 1 stupeň. Citlivosť na rušenie dažďom sa dá obísť použitím dvoch pozemných prijímacích staníc dostatočne od seba veľká vzdialenosť(veľkosť hurikánov je obmedzená). Satelit môže mať veľa antén zameraných na rôzne oblasti zemského povrchu. Veľkosť „expozičného“ bodu takejto antény na zemi môže byť niekoľko stoviek kilometrov. Typický satelit má 12-20 transpondérov (prijímačov), z ktorých každý má pásmo 36-50 MHz, čo umožňuje vytvorenie dátového toku 50 Mbit/s. Dva transpondéry môžu používať rôzne polarizácie signálu pri prevádzke na rovnakej frekvencii. Takéto priepustnosť dostatočný na príjem 1600 vysokokvalitných telefónnych kanálov (32 kbit/s). Moderné satelity využívajú technológiu prenosu s úzkou apertúrou VSAT(Svorky s veľmi malou apertúrou). Priemer „expozičnej“ škvrny na zemskom povrchu pre tieto antény je približne 250 km. Uzemňovacie terminály používajú antény s priemerom 1 meter a výstupný výkon približne 1 W. Kanál k satelitu má zároveň priepustnosť 19,2 Kbit/s a zo satelitu viac ako 512 Kbit/s. Takéto terminály nemôžu medzi sebou priamo komunikovať cez telekomunikačný satelit. Na vyriešenie tohto problému sa používajú medzizemné antény s vysokým ziskom, čo výrazne zvyšuje oneskorenie (a zvyšuje náklady na systém), pozri obr. 7.17.

Ryža. 7.17.

Geostacionárne satelity vznášajúce sa nad rovníkom vo výške asi 36 000 km sa používajú na vytvorenie trvalých telekomunikačných kanálov.

Teoreticky by tri takéto satelity mohli zabezpečiť komunikáciu takmer s celým obývaným povrchom Zeme (pozri obr. 7.18).

Ryža. 7.18.

V skutočnosti je geostacionárna dráha preplnená satelitmi rôznych účelov a národností. Satelity sú zvyčajne označené zemepisnou dĺžkou miest, nad ktorými visia. Pri súčasnej úrovni technologického rozvoja nie je rozumné umiestňovať satelity bližšie ako 20 . Preto dnes nie je možné rozmiestniť viac ako 360/2=180 geostacionárnych satelitov.

Systém geostacionárnych satelitov vyzerá ako náhrdelník navlečený na obežnej dráhe neviditeľnej pre oči. Jeden uhlový stupeň pre takúto dráhu zodpovedá ~600 km. Môže sa to zdať ako obrovská vzdialenosť. Hustota satelitov na obežnej dráhe je nerovnomerná – v zemepisnej dĺžke Európy a USA je ich veľa, no nad Tichým oceánom málo, tam ich jednoducho netreba. Satelity nevydržia večne, ich životnosť zvyčajne nepresahuje 10 rokov, zlyhávajú najmä nie pre poruchy zariadení, ale pre nedostatok paliva na stabilizáciu ich polohy na obežnej dráhe. Po zlyhaní ostávajú satelity na mieste a menia sa na vesmírny odpad. Takýchto satelitov je už veľa a časom ich bude ešte viac. Samozrejme, môžeme predpokladať, že presnosť štartu na obežnú dráhu bude časom vyššia a ľudia sa ich naučia vypúšťať s presnosťou 100 m. To umožní umiestniť 500-1000 satelitov do jedného „výklenku“ (čo dnes sa zdá takmer neuveriteľné, pretože im musíte nechať priestor na manévre). Ľudstvo by tak mohlo vytvoriť niečo podobné umelému prstencu Saturnu, ktorý pozostáva výlučne z mŕtvych telekomunikačných satelitov. Je nepravdepodobné, že k tomu dôjde, pretože sa nájde spôsob, ako odstrániť alebo obnoviť nefunkčné satelity, hoci to nevyhnutne výrazne zvýši náklady na služby takýchto komunikačných systémov.

Našťastie si satelity využívajúce rôzne frekvenčné pásma navzájom nekonkurujú. Z tohto dôvodu môže byť na obežnej dráhe umiestnených niekoľko satelitov s rôznymi prevádzkovými frekvenciami na rovnakej pozícii. V praxi geostacionárny satelit nestojí, ale pohybuje sa po trajektórii, ktorá (pri pozorovaní zo Zeme) vyzerá ako číslo 8. Uhlová veľkosť tejto osmičky sa musí zmestiť do pracovného otvoru antény, inak anténa musí mať servopohon, ktorý zabezpečuje automatické sledovanie satelitu. Kvôli problémom s energiou nemôže telekomunikačný satelit poskytnúť vysokú úroveň signálu. Z tohto dôvodu musí mať zemná anténa veľký priemer a prijímacie zariadenie- nízka hladina hluku. Toto je obzvlášť dôležité pre severné oblasti, kde je uhlová poloha satelitu nad horizontom nízka (skutočný problém pre zemepisné šírky väčšie ako 70 0) a signál prechádza cez pomerne hrubú vrstvu atmosféry a je zreteľne zoslabený. Satelitné spojenia môžu byť nákladovo efektívne pre oblasti vzdialené viac ako 400 – 500 km (za predpokladu, že neexistujú žiadne iné prostriedky). Správna voľba satelit (jeho zemepisná dĺžka) môže výrazne znížiť náklady na kanál.

Počet pozícií pre umiestnenie geostacionárnych satelitov je obmedzený. Najnovšie sa plánuje využitie takzvaných nízko letových satelitov pre telekomunikácie ( <1000 км; период обращения ~1 час ). Tieto satelity sa pohybujú po eliptických dráhach a každý z nich samostatne nemôže zaručiť stacionárny kanál, ale spoločne tento systém poskytuje celú škálu služieb (každý zo satelitov pracuje v režime „uložiť a odoslať“). Vzhľadom na nízku nadmorskú výšku môžu mať pozemné stanice v tomto prípade malé antény a nízke náklady.

Existuje niekoľko spôsobov, ako prevádzkovať súbor pozemných terminálov so satelitom. V tomto prípade sa dá použiť multiplexovanie podľa frekvencie (FDM), podľa času (TDM), CDMA (Code Division Multiple Access), ALOHA alebo metódy dotazu.

Schéma požiadaviek predpokladá, že sa tvoria pozemné stanice logický krúžok, po ktorej sa značka pohybuje. Pozemná stanica môže začať vysielať na satelit až po prijatí tejto značky.

Jednoduchý systém ALOHA(vyvinutý skupinou Normana Abramsona na Havajskej univerzite v 70-tych rokoch) umožňuje každej stanici začať vysielať, kedykoľvek chce. Takáto schéma nevyhnutne vedie ku kolíziám pokusov. Čiastočne je to spôsobené tým, že vysielacia strana sa o kolízii dozvie až po ~270 ms. Stačí, aby sa posledný bit paketu z jednej stanice zhodoval s prvým bitom inej stanice, oba pakety sa stratia a budú musieť byť znova odoslané. Po kolízii stanica čaká nejaký pseudonáhodný čas a znova sa pokúsi o vysielanie. Tento prístupový algoritmus zaisťuje efektivitu využitia kanálov 18 %, čo je úplne neprijateľné pre také drahé kanály, ako sú satelitné. Z tohto dôvodu sa častejšie používa doménová verzia systému ALOHA, ktorá zdvojnásobuje efektivitu (navrhnutá v roku 1972 Robertsom). Časová mierka je rozdelená na diskrétne intervaly zodpovedajúce času prenosu jedného rámca.

Pri tejto metóde zariadenie nemôže odoslať snímku, kedy chce. Jedna pozemná stanica (referenčná) pravidelne vysiela špeciálny signál, ktorý používajú všetci účastníci na synchronizáciu. Ak je dĺžka časovej domény , potom číslo domény začína v časovom okamihu vzhľadom na signál uvedený vyššie. Keďže hodiny rôznych staníc fungujú odlišne, je potrebná periodická resynchronizácia. Ďalším problémom je rozloženie času šírenia signálu pre rôzne stanice. Faktor využitia kanála pre daný prístupový algoritmus sa rovná (kde je základ prirodzeného logaritmu). Nie je to veľké číslo, ale stále dvakrát vyššie ako bežný algoritmus ALOHA.

Metóda frekvenčného multiplexovania (FDM) je najstarší a najčastejšie používaný. Typický 36 Mbps transpondér možno použiť na príjem 500 64 kbps PCM (Pulse Code Modulation) kanálov, z ktorých každý pracuje na jedinečnej frekvencii. Aby sa eliminovalo rušenie, susedné kanály musia byť rozmiestnené v dostatočnej frekvenčnej vzdialenosti od seba. Okrem toho je potrebné kontrolovať úroveň prenášaného signálu, pretože ak je výstupný výkon príliš vysoký, môže dôjsť k interferencii v susednom kanáli. Ak je počet staníc malý a konštantný, možno frekvenčné kanály prideliť trvalo. No pri premenlivom počte terminálov či citeľných výkyvoch v zaťažení musíte prejsť na dynamický rozdelenie zdrojov.

Jedným z mechanizmov takejto distribúcie je tzv SPADE, bol použitý v prvých verziách komunikačných systémov na báze INTELSAT. Každý transpondér systému SPADE obsahuje 794 simplexných PCM kanálov s rýchlosťou 64 kbit/s a jeden signálový kanál so šírkou pásma 128 kbit/s. Kanály PCM sa používajú v pároch na poskytovanie plne duplexnej komunikácie. Upstream a downstream kanály majú zároveň šírku pásma 50 Mbit/s. Signálový kanál je rozdelený do 50 domén po 1 ms (128 bitov). Každá doména patrí jednej z pozemných staníc, ktorých počet nepresahuje 50. Keď je stanica pripravená na vysielanie, náhodne vyberie nepoužitý kanál a zaznamená číslo tohto kanála do svojej ďalšej 128-bitovej domény. Ak sa dve alebo viac staníc pokúsia obsadiť ten istý kanál, dôjde ku kolízii a budú nútené skúsiť to znova neskôr.

Metóda časového multiplexu je podobná FDM a v praxi je pomerne široko používaná. Aj tu je potrebná synchronizácia pre domény. To sa vykonáva, rovnako ako v doménovom systéme ALOHA, pomocou referenčnej stanice. Pridelenie domény pozemným staniciam je možné vykonať centrálne resp decentralizované. Zvážte systém ZÁKONY(Satelit pokročilých komunikačných technológií). Systém má 4 nezávislé kanály (TDM) s rýchlosťou 110 Mbit/s (dva upstream a dva downstream). Každý z kanálov je štruktúrovaný vo forme 1-ms rámcov, ktoré majú 1728 časových domén. Všetky dočasné domény nesú 64-bitové dátové pole, čo umožňuje implementovať hlasový kanál so šírkou pásma 64 Kbps. Správa časových domén s cieľom minimalizovať čas potrebný na pohyb vektora žiarenia satelitu si vyžaduje znalosť geografickej polohy pozemných staníc. Dočasné domény spravuje jedna z pozemných staníc ( MCS- Hlavná kontrolná stanica). Prevádzka systému ACTS pozostáva z troch krokov. Každý krok trvá 1 ms. V prvom kroku satelit prijme snímku a uloží ju do vyrovnávacej pamäte s 1728 bunkami. Na druhom skopíruje palubný počítač každý vstupný záznam do výstupnej vyrovnávacej pamäte (možno pre inú anténu). Nakoniec sa výstupný záznam prenesie do pozemnej stanice.

V počiatočnom momente je každej pozemnej stanici pridelená jedna časová doména. Na získanie ďalšej domény, napríklad na organizáciu iného telefónneho kanála, stanica odošle požiadavku MCS. Na tieto účely je pridelený špeciálny riadiaci kanál s kapacitou 13 požiadaviek za sekundu. V TDM existujú aj dynamické metódy na prideľovanie zdrojov (metódy Crouser, Binder a Roberts).

Metóda CDMA (Code Division Multiple Access) je úplne decentralizovaná. Rovnako ako iné metódy, nie je bez nevýhod. Po prvé, kapacita kanála CDMA v prítomnosti šumu a nedostatočnej koordinácie medzi stanicami je zvyčajne nižšia ako v prípade TDM. Po druhé, systém vyžaduje rýchle a drahé vybavenie.

Technológia bezdrôtových sietí sa vyvíja pomerne rýchlo. Tieto siete sú vhodné predovšetkým pre mobilné zariadenia. Najsľubnejším projektom sa javí IEEE 802.11, ktorý by mal zohrávať rovnakú integračnú úlohu pre rádiové siete ako 802.3 pre siete Ethernet a 802.5 pre Token Ring. Protokol 802.11 používa rovnaký algoritmus prístupu a potláčania kolízií ako 802.3, ale tu používa rádiové vlny namiesto prepojovacieho kábla (obr. 7.19.). Modemy, ktoré sa tu používajú, môžu pracovať aj v infračervenom rozsahu, čo môže byť atraktívne, ak sú všetky stroje umiestnené v spoločnej miestnosti.

Ryža. 7.19.

Štandard 802.11 predpokladá prevádzku na frekvencii 2,4-2,4835 GHz s použitím modulácie 4FSK/2FSK

FEDERÁLNA KOMUNIKAČNÁ AGENTÚRA

Štátna vzdelávacia rozpočtová inštitúcia

vyššie odborné vzdelanie

Moskovská technická univerzita komunikácií a informatiky

Katedra komunikačných sietí a spojovacích systémov

Smernice

a kontrolné úlohy

disciplínou

SPÍNACIE SYSTÉMY

pre študentov 4. ročníka externého štúdia

(smer 210700, profil - SS)

Moskva 2014

Plán UMD na akademický rok 2014/2015.

Usmernenia a kontroly

disciplínou

SPÍNACIE SYSTÉMY

Zostavila: Stepanova I.V., profesorka

Publikácia je stereotypná. Schválené na porade oddelenia

Komunikačné siete a prepínacie systémy

Recenzent Malíková E.E., docentka

VŠEOBECNÉ POKYNY PRE KURZ

Disciplínu „Spínacie systémy“, časť druhá, študujú v druhom semestri štvrtého ročníka študenti korešpondenčnej fakulty odboru 210406 ​​a je pokračovaním a ďalším prehĺbením podobného odboru, ktorý študenti študovali v predchádzajúcom semestri.

Táto časť kurzu rozoberá princípy výmeny riadiacich informácií a interakcie medzi spojovacími systémami, základy projektovania digitálnych spojovacích systémov (DSS).

Kurz zahŕňa prednášky, projekt kurzu a laboratórne práce. Absolvuje sa skúška a obháji sa projekt kurzu. Samostatná práca na zvládnutí predmetu pozostáva z preštudovania učebnicového materiálu a učebných pomôcok odporúčaných v pokynoch a absolvovania projektu kurzu.

Ak sa študent pri štúdiu odporúčanej literatúry stretne s ťažkosťami, potom sa môžete obrátiť na Katedru komunikačných sietí a spojovacích systémov a získať potrebné rady. Na tento účel musí list uvádzať názov knihy, rok vydania a strany, na ktorých je uvedený nejasný materiál. Kurz by sa mal študovať postupne, téma po téme, ako sa odporúča v pokynoch. Pri štúdiu týmto spôsobom by ste mali prejsť na ďalšiu časť kurzu po tom, ako odpoviete na všetky kontrolné otázky, ktoré sú otázkami na skúške, a vyriešite odporúčané problémy.

Rozdelenie času v študentských hodinách na štúdium odboru „Spínacie systémy“, časť 2, je uvedené v tabuľke 1.

BIBLIOGRAFIA

Hlavná

1. Goldstein B.S. Spínacie systémy. – SPb.:BHV – Petrohrad, 2003. – 318 s.: ill.

2. Lagutin V. S., Popova A. G., Stepanova I. V. Systémy prepínania digitálnych kanálov v telekomunikačných sieťach. – M., 2008. - 214 s.

Dodatočné

3.Lagutin V.S., Popova A.G., Stepanova I.V. Telefónny užívateľský subsystém na signalizáciu cez spoločný kanál. – M. „Rádio a komunikácie“, 1998.–58 s.

4. Lagutin V.S., Popová A.G., Štěpánová I.V. Vývoj inteligentných služieb v konvergovaných sieťach. – M., 2008. – 120. roky.

ZOZNAM LABORATÓRNYCH PRÁC

1. Signalizácia 2ВСК a R 1.5, scenár výmeny signálu medzi dvoma automatickými telefónnymi ústredňami.

2.Správa účastníckych údajov na digitálnej PBX. Analýza núdzových správ digitálnej automatickej telefónnej ústredne.

METODICKÉ POKYNY PRE SEKCIE KURZOV

Vlastnosti budovania systémov prepínania digitálnych obvodov

Je potrebné študovať vlastnosti konštrukcie systémov prepínania okruhov na príklade digitálnej ústredne typu EWSD. Zvážte vlastnosti a funkcie digitálnych účastníckych prístupových jednotiek DLU, implementáciu vzdialeného účastníckeho prístupu. Pozrite si charakteristiky a funkcie skupiny liniek LTG. Preštudujte si konštrukciu spínacieho poľa a typický proces nadviazania spojenia.

Digitálny spojovací systém EWSD (Digital Electronic Switching System) bol vyvinutý spoločnosťou Siemens ako univerzálny spojovací systém pre verejné telefónne siete. Kapacita spínacieho poľa systému EWSD je 25200 Erlang. Počet obsluhovaných hovorov v CHNN môže dosiahnuť 1 milión hovorov. Systém EWSD pri použití ako PBX umožňuje pripojiť až 250 tisíc účastníckych liniek. Komunikačné centrum založené na tomto systéme umožňuje prepínanie až 60 tisíc spojovacích vedení. Kontajnerové telefónne ústredne umožňujú spojenie niekoľkých stoviek až 6000 vzdialených účastníkov. Ústredne sú vyrábané pre mobilné komunikačné siete a pre organizovanie medzinárodných komunikácií. Existuje dostatok príležitostí na usporiadanie ciest druhej voľby: až sedem ciest priamej voľby plus jedna cesta poslednej voľby. Je možné prideliť až 127 tarifných zón. Počas jedného dňa sa tarifa môže zmeniť až osemkrát. Generujúce zariadenie poskytuje vysoký stupeň stability generovaných frekvenčných sekvencií:

v plesiochrónnom režime – 1 10 -9, v synchrónnom režime –1 10 -11.

Systém EWSD je navrhnutý na použitie napájacích zdrojov -60V alebo -48V. Zmeny teploty sú povolené v rozmedzí 5-40 ° C s vlhkosťou 10-80%.

Hardvér EWSD je rozdelený do piatich hlavných podsystémov (pozri obr. 1): digitálna účastnícka jednotka (DLU); lineárna skupina (LTG); spínacie pole (SN); riadenie siete spoločného kanála (CCNC); koordinačný procesor (CP). Každý subsystém má aspoň jeden mikroprocesor označený ako GP. Používajú sa signalizačné systémy R1.5 (zahraničná verzia R2), cez spoločný signalizačný kanál č. 7 SS7 a EDSS1. Digitálne účastnícke jednotky DLU slúžiť: analógové účastnícke linky; účastnícke linky užívateľov digitálnych sietí s integráciou služieb (ISDN); analógové inštitucionálne rozvodne (PBX); digitálna PBX. Bloky DLU poskytujú možnosť zapínať analógové a digitálne telefónne prístroje a multifunkčné ISDN terminály. Používatelia ISDN majú k dispozícii kanály (2B+D), kde B = 64 kbit/s - štandardný kanál zariadenia PCM30/32, prenos signalizácie D-kanál rýchlosťou 16 kbit/s. Na prenos informácií medzi EWSD a inými spojovacími systémami sa používajú primárne digitálne diaľkové linky (DSL, anglicky PDC) - (30V + 1D + synchronizácia) pri prenosovej rýchlosti 2048 kbit/s (alebo pri rýchlosti 1544 kbit/s v Spojené štáty Americké).

Obr.1. Bloková schéma spínacieho systému EWSD

Je možné použiť lokálny alebo vzdialený prevádzkový režim DLU. Vzdialené jednotky DLU sú inštalované na miestach, kde sú sústredení odberatelia. Zároveň sa znižuje dĺžka účastníckych liniek a koncentruje sa prevádzka na digitálnych spojovacích linkách, čo vedie k zníženiu nákladov na organizáciu distribučnej siete a skvalitneniu prenosu.

Vo vzťahu k účastníckym linkám sa za prijateľné považujú odpor slučky do 2 kOhm a izolačný odpor do 20 kOhm. Spínací systém môže prijímať vytáčacie impulzy z otočného voliča, ktoré prichádzajú rýchlosťou 5-22 impulzov/s. Signály frekvenčnej voľby sa prijímajú v súlade s odporúčaním CCITT REC.Q.23.

Vysoká úroveň spoľahlivosti je zabezpečená: pripojením každej DLU k dvom LTG; duplikácia všetkých jednotiek DLU so zdieľaním záťaže; priebežne vykonávané samomonitorovacie testy. Na prenos riadiacich informácií medzi DLU a skupinami liniek LTG sa na časovom kanáli číslo 16 používa signalizácia spoločného kanála (CCS).

Hlavnými prvkami DLU sú (obr. 2):

moduly účastníckych liniek (SLM) typu SLMA na spájanie analógových účastníckych liniek a typu SLMD na spájanie účastníckych liniek ISDN;

dve digitálne rozhrania (DIUD) na pripojenie digitálnych prenosových systémov (PDC) k skupinám liniek;

dve riadiace jednotky (DLUC), ktoré riadia vnútorné sekvencie DLU, distribuujú alebo sústreďujú toky signálov do a z účastníckych súprav. Na zabezpečenie spoľahlivosti a zvýšenia priepustnosti obsahuje DLU dva ovládače DLUC. Pracujú nezávisle od seba v režime zdieľania úloh. Ak prvý DLUC zlyhá, druhý môže prevziať kontrolu nad všetkými úlohami;

dve riadiace siete na prenos riadiacich informácií medzi modulmi účastníckej linky a riadiacimi zariadeniami;

testovacia jednotka (TU) na testovanie telefónov, účastníckych liniek a diaľkových liniek.

Charakteristiky DLU sa menia pri prechode z jednej modifikácie na druhú. Napríklad možnosť DLUB umožňuje použitie analógových a digitálnych modulov súprav so 16 súpravami v každom module. Jedna účastnícka jednotka DLUB môže pripojiť až 880 analógových účastníckych liniek a k LTG sa pripája pomocou 60 PCM kanálov (4096 Kbps). V tomto prípade by straty v dôsledku nedostatku kanálov mali byť prakticky nulové. Pre splnenie tejto podmienky by priepustnosť jedného DLUB nemala presiahnuť 100 Erl. Ak sa ukáže, že priemerné zaťaženie na modul je viac ako 100 Erl, potom by sa mal počet účastníckych liniek zahrnutých v jednom DLUB znížiť. Do jednotky diaľkového ovládania (RCU) je možné skombinovať až 6 DLUB.

Tabuľka 1 uvádza technické charakteristiky digitálnej účastníckej jednotky modernejšej modifikácie DLUG.

Tabuľka 1. Technické charakteristiky digitálnej účastníckej jednotky DLUG

Pomocou samostatných liniek je možné pripojiť mincové telefónne automaty, analógové inštitucionálno-priemyselné automatické telefónne ústredne РВХ (Private Automatic Branch Exchange) a digitálne РВХ s malou a strednou kapacitou.

Uvádzame niektoré z najdôležitejších funkcií modulu účastníckej súpravy SLMA na pripojenie analógových účastníckych liniek:

monitorovanie linky na zistenie nových hovorov;

DC zdroj s nastaviteľnými hodnotami prúdu;

analógovo-digitálne a digitálno-analógové prevodníky;

symetrické pripojenie vyzváňacích signálov;

monitorovanie skratov slučky a skratov so zemou;

príjem impulzov pre desaťdňovú voľbu a frekvenčnú voľbu;

zmena polarity napájacieho zdroja (obrátenie polarity vodičov pre telefónne automaty);

pripojenie lineárnej strany a strany účastníckeho setu k viacpolohovému testovaciemu spínaču, prepäťová ochrana;

DC oddelenie rečových signálov;

premena dvojvodičovej komunikačnej linky na štvorvodičovú.

Funkčné bloky vybavené vlastnými mikroprocesormi sú prístupné cez riadiacu sieť DLU. Bloky sú cyklicky žiadané o pripravenosť na prenos správ a sú priamo prístupné na prenos príkazov a dát. DLUC tiež vykonáva testovacie a monitorovacie programy na identifikáciu chýb.

Existujú nasledujúce zbernicové systémy DLU: riadiace zbernice; zbernice 4096 kbit/s; pneumatiky na detekciu kolízie; zbernice na prenos vyzváňacích signálov a tarifných impulzov. Signály prenášané po zberniciach sú synchronizované pomocou hodinových impulzov. Riadiace zbernice prenášajú riadiace informácie prenosovou rýchlosťou 187,5 kbit/s; s efektívnou dátovou rýchlosťou približne 136 kbit/s.

Zbernice 4096 kbit/s prenášajú reč/dáta do az modulov účastníckej linky SLM. Každý autobus má 64 kanálov v oboch smeroch.

Každý kanál pracuje s prenosovou rýchlosťou 64 kbit/s (64 x 64 kbit/s = 4096 kbit/s). Priradenie 4096 kbit/s zbernicových kanálov k PDC kanálom je pevné a určené cez DIUD (pozri obr. 3). Pripojenie DLU ku skupinám liniek typu B, F alebo G (typy LTGB, LTGF, resp. LTGG) je realizované cez multiplexné linky 2048 kbit/s. DLU sa môže pripojiť k dvom LTGB, dvom LTGF (B) alebo dvom LTGG.

Linka/Trunk Groupe (LTG) tvorí rozhranie medzi digitálnym prostredím uzla a digitálnym prepínacím poľom SN (obr. 4). LTG vykonávajú decentralizované riadiace funkcie a odbremenia koordinačný procesor CP od rutinnej práce. Spojenie medzi LTG a redundantným spínacím poľom sa uskutočňuje prostredníctvom sekundárneho digitálneho spojenia (SDC). Prenosová rýchlosť SDC z LTG do poľa SN a v opačnom smere je 8192 kbit/s (skrátene 8 Mbit/s).

Obr.3. Multiplexovanie, demultiplexovanie a

prenos riadiacich informácií do DLUC

Obr.4. Rôzne možnosti prístupu k LTG

Každý z týchto 8 Mbit/s multiplexných systémov má 127 časových slotov s rýchlosťou 64 kbit/s na prenášanie informácií o užitočnom zaťažení a jeden časový slot s rýchlosťou 64 kbit/s sa používa na prenos správ. LTG prenáša a prijíma hlasové informácie cez obe strany prepínacieho poľa (SN0 a SN1), pričom priraďuje hlasové informácie z aktívneho bloku prepínacieho poľa príslušnému účastníkovi. Druhá strana poľa SN sa považuje za neaktívnu. Ak dôjde k poruche, okamžite sa prostredníctvom nej začne vysielať a prijímať používateľské informácie. Napájacie napätie LTG je +5V.

LTG implementuje nasledujúce funkcie spracovania hovorov:

príjem a interpretácia signálov prichádzajúcich cez spojovacie a
účastnícke linky;

Prenos signalizačných informácií;

prenos akustických tónov;

prenos a príjem správ do/z koordinačného procesora (CP);

odosielanie správ skupinovým procesorom (GP) a prijímanie správ od
skupinové procesory iných LTG (pozri obr. 1);

prenos a príjem požiadaviek do/z kontroléra signalizačnej siete cez spoločný kanál (CCNC);

kontrola alarmov vstupujúcich do DLU;

koordinácia stavov na linkách so stavmi štandardného rozhrania 8 Mbit/s s duplikovaným prepínacím poľom SN;

vytváranie spojení na prenos užívateľských informácií.

Na implementáciu rôznych typov liniek a spôsobov signalizácie sa používa niekoľko typov LTG. Líšia sa implementáciou hardvérových blokov a špecifických aplikačných programov v skupinovom procesore (CP). Bloky LTG majú veľké množstvo úprav, ktoré sa líšia v použití a schopnostiach. Napríklad blok LTG funkcie B slúži na pripojenie: až 4 primárnych digitálnych komunikačných liniek typu PCM30 (PCM30/32) s prenosovými rýchlosťami 2048 kbit/s; až 2 digitálne komunikačné linky s prenosovou rýchlosťou 4096 kbit/s pre lokálny DLU prístup.

LTG funkčný C blok slúži na pripojenie až 4 primárnych digitálnych komunikačných liniek s rýchlosťou 2048 kbit/s.

V závislosti od účelu LTG (B alebo C) existujú rozdiely vo funkčnom dizajne LTG, napríklad v softvéri skupinového procesora. Výnimkou sú moderné moduly LTGN, ktoré sú univerzálne a pre zmenu ich funkčného určenia je potrebné ich programovo „prerobiť“ s inou záťažou (pozri tabuľku 2 a obr. 4).

Tabuľka 2 Špecifikácie skupiny linky N (LTGN).

Ako je znázornené na obr. 5, systém EWSD okrem štandardných 2 Mbit/s rozhraní (RSMZ0) poskytuje externé systémové rozhranie s vyššou prenosovou rýchlosťou (155 Mbit/s) s multiplexormi typu STM-1 synchrónneho SDH. digitálna hierarchická sieť na komunikáciách s optickými vláknami. Používa sa ukončovací multiplexer typu N (synchrónny multiplexor s dvojitým zakončením, SMT1D-N) inštalovaný na skrini LTGM.

Multiplexer SMT1D-N môže byť prezentovaný vo forme základnej konfigurácie s rozhraním 1xSTM1 (60xРSMЗ0) alebo vo forme plnej konfigurácie s rozhraniami 2xSTM1 (120хРSMЗ0).

Obr.5. Pripojenie SMT1 D-N k sieti

Spínacie pole SN Spínacie systémy EWSD navzájom spájajú subsystémy LTG, CP a CCNC. Jeho hlavnou úlohou je nadväzovanie spojení medzi skupinami LTG. Každé spojenie je súčasne vytvorené cez obe polovice (roviny) spínacieho poľa SN0 a SN1, takže pri výpadku jednej strany poľa vždy existuje záložné spojenie. V spínacích systémoch typu EWSD možno použiť dva typy spínacích polí: SN a SN(B). Spínacie pole typu SN(B) je novým vývojom a vyznačuje sa menšími rozmermi, vyššou dostupnosťou a zníženou spotrebou energie. Existujú rôzne možnosti usporiadania SN a SN(B):

spínacie pole pre skupiny liniek 504 (SN:504 LTG);

spínacie pole pre skupiny liniek 1260 (SN: 1260 LTG);

spínacie pole pre 252 skupín liniek (SN:252 LTG);

spínacie pole pre 63 skupín liniek (SN:63 LTG).

Hlavné funkcie spínacieho poľa sú:

prepínanie okruhov; prepínanie správ; prechod na rezervu.

Spínacie pole prepína kanály a spojenia s prenosovou rýchlosťou 64 kbit/s (pozri obr. 6). Každé spojenie vyžaduje dve spojovacie cesty (napríklad volajúci k volanému a volaný k volajúcemu). Koordinačný procesor hľadá voľné cesty prepínacím poľom na základe informácie o obsadenosti spojovacích ciest aktuálne uložených v pamäťovom zariadení. Spínanie spojovacích ciest je vykonávané riadiacimi zariadeniami spínacej skupiny.

Každé prepínacie pole má svoju vlastnú riadiacu jednotku, ktorá pozostáva z riadiacej jednotky skupiny prepínačov (SGC) a modulu rozhrania medzi SGC a jednotkou vyrovnávacej pamäte správ MBU:SGC. Pri minimálnej kapacite stupňa 63 LTG sa na spínaní spojovacej cesty podieľa jeden SGC zo skupiny spínačov, avšak pri kapacitách stupňov 504, 252 alebo 126 LTG sa používajú dva alebo tri SGC. To závisí od toho, či sú účastníci pripojení k rovnakej skupine TS alebo nie. Príkazy na vytvorenie spojenia sú vydávané každému zúčastnenému GP spínacej skupiny procesorom CP.

Okrem spojení špecifikovaných účastníkmi vytočením čísla prepínacie pole prepína spojenia medzi skupinami liniek a koordinačným procesorom CP. Tieto pripojenia sa používajú na výmenu riadiacich informácií a nazývajú sa semipermanentné telefonické pripojenia. Vďaka týmto spojeniam dochádza k výmene správ medzi skupinami liniek bez spotrebovávania zdrojov koordinačnej procesorovej jednotky. Na princípe semipermanentných spojení sú tiež vytvorené pribité spojenia a spojenia pre signalizáciu cez spoločný kanál.

Spínacie pole v systéme EWSD sa vyznačuje úplnou dostupnosťou. To znamená, že každé 8-bitové kódové slovo prenášané na chrbticovej sieti vstupujúcej do spínacieho poľa môže byť prenesené v akomkoľvek inom časovom úseku na chrbticovej sieti vychádzajúcej z prepínacieho poľa. Všetky diaľnice s prenosovou rýchlosťou 8192 kbit/s majú 128 kanálov s prenosovou kapacitou 64 kbit/s každá (128x64 = 8192 kbit/s). Stupne spínacieho poľa s kapacitami SN:504 LTG, SN:252 LTG, SN:126 LTG majú nasledujúcu štruktúru:

jednorazový vstupný stupeň (TSI);

tri stupne priestorového prepínania (SSM);

one time Switching stage outgoing (TSO).

Medzi malé a stredné stanice (SN:63LTG) patria:

stupeň jednorazového spínacieho vstupu (TSI);

jeden stupeň priestorového prepínania (SS);

jeden odchádzajúci časový spínací stupeň (TSO).

Obr.6. Príklad nadviazania spojenia v spínacom poli SN

Koordinačný procesor 113 (CP113 alebo CP113C) je multiprocesor, ktorého kapacita sa postupne zvyšuje.V multiprocesore CP113C pracujú dva alebo viac rovnakých procesorov paralelne so zdieľaním záťaže. Hlavné funkčné bloky multiprocesora sú: hlavný procesor (MAP) na spracovanie hovorov, obsluhu a údržbu; procesor spracovania hovorov (CAP), určený na spracovanie hovorov; zdieľané úložisko (CMY); vstupno/výstupný ovládač (IOC); vstupno/výstupný procesor (IOP). Každý procesor VAP, CAP a IOP obsahuje jednu jednotku vykonávania programu (PEX). V závislosti od toho, či sa majú implementovať ako procesory VAP, procesory CAP alebo radiče I0C, sa aktivujú špecifické hardvérové ​​funkcie.

Uveďme hlavné technické údaje VAR, CAP a IOC. Typ procesora - MC68040, taktovacia frekvencia -25 MHz, šírka adresy 32 bitov a šírka dát 32 bitov, šírka slova - 32 dátových bitov. Údaje lokálnej pamäte: rozšírenie - maximálne 64 MB (na základe 16M bit DRAM); stupeň rozšírenia 16 MB. Údaje Flash EPROM: rozšírenie o 4 MB. Koordinačný procesor CP vykonáva nasledujúce funkcie: spracovanie hovorov (analýza číslic, riadenie smerovania, výber oblasti služieb, výber cesty v poli prepínania, účtovanie nákladov na hovory, správa prevádzkových údajov, správa siete); prevádzka a údržba - vstup a výstup z externých pamäťových zariadení (EM), komunikácia s terminálom prevádzky a údržby (OMT), komunikácia s procesorom prenosu dát (DCP). 13

Panel SYP (pozri obr. 1) zobrazuje externé alarmy, napríklad informácie o požiari. Externá pamäť EM slúži na ukladanie programov a dát, ktoré nemusia byť trvalo uložené v CP, celý systém aplikačných programov pre automatickú obnovu dát o tarifikácii telefónnych hovorov a zmenách premávky.

Softvér je zameraný na vykonávanie špecifických úloh zodpovedajúcich podsystémom EWSD. Operačný systém (OS) pozostáva z programov, ktoré sú hardvéru blízke a sú zvyčajne rovnaké pre všetky prepínacie systémy.

Maximálna kapacita spracovania hovorov v SR je viac ako 2 700 000 hovorov v špičkovej hodine. Charakteristika CP systému EWSD: kapacita úložiska - až 64 MB; kapacita adresovania - až 4 GB; magnetická páska - až 4 zariadenia, každé 80 MB; magnetický disk - až 4 zariadenia, každé 337 MB.

Úlohou Message Buffer (MB) je kontrolovať výmenu správ:

medzi koordinačným procesorom CP113 a skupinami LTG;

medzi CP113 a ovládačmi spínacej skupiny SGCB) spínacie pole;

medzi skupinami LTG;

medzi LTG a kontrolérom signalizačnej siete cez spoločný CCNC kanál.

Prostredníctvom MV je možné prenášať tieto typy informácií:

správy sú odosielané z DLU, LTG a SN do koordinačného procesora CP113;

správy sú odosielané z jedného LTG do druhého (správy sú smerované cez CP113, ale nie sú ním spracovávané);

inštrukcie sú odosielané z CCNC do LTG az LTG do CCNC, sú smerované cez CP113, ale nie sú ním spracovávané;

príkazy sa odosielajú z CP113 do LTG a SN. MV konvertuje informácie na prenos cez sekundárny digitálny tok (SDC) a posiela ich do LTG a SGC.

V závislosti od stupňa kapacity môže duplicitné MB zariadenie obsahovať až štyri skupiny vyrovnávacej pamäte správ (MBG). Táto vlastnosť je implementovaná v sieťovom uzle s redundanciou, to znamená, že MB0 zahŕňa skupiny MBG00...MBG03 a MB1 zahŕňa skupiny MBG10...MBG13.

Na systéme č. 7 sú vybavené spínacie systémy EWSD so signalizáciou cez spoločný kanál riadiace zariadenie signalizačnej siete cez spoločný CCNC kanál. K zariadeniu CCNC je možné pripojiť až 254 signalizačných liniek cez analógové alebo digitálne komunikačné linky.

CCNC zariadenie je pripojené k spínaciemu poľu cez multiplexné linky s prenosovou rýchlosťou 8 Mbit/s. Medzi CCNC a každou rovinou spínacieho poľa je 254 kanálov pre každý smer prenosu (254 kanálových párov).

Kanály prenášajú signalizačné dáta cez obidve roviny SN do a zo skupín liniek rýchlosťou 64 kbit/s. Analógové signálové cesty sú pripojené k CCNC cez modemy. CCNC pozostáva z: maximálne 32 skupín, každá s 8 terminálmi signálovej cesty (32 skupín SILT); jeden redundantný spoločný kanálový procesor (CCNP).

Kontrolné otázky

1.V ktorom bloku sa vykonáva analógovo-digitálna konverzia?

2. Koľko analógových účastníckych liniek je možné zahrnúť do DLUB? Pre akú kapacitu je tento blok určený?

3. Akou rýchlosťou sa prenášajú informácie medzi DLU a LTG, medzi LTG a SN?

4. Uveďte hlavné funkcie spínacieho poľa. Akou rýchlosťou je realizované spojenie medzi účastníkmi.

5. Uveďte možnosti usporiadania spínacieho poľa systému EWSD.

6. Uveďte hlavné fázy spínania so spínacím poľom.

7. Zvážte prechod konverzačnej cesty cez spínacie pole spínacieho systému EWSD.

8. Aké funkcie spracovania hovorov sú implementované v blokoch LTG?

9. Aké funkcie implementuje strana MV?

©2015-2019 stránka
Všetky práva patria ich autorom. Táto stránka si nenárokuje autorstvo, ale poskytuje bezplatné používanie.
Dátum vytvorenia stránky: 2017-06-11

Siete s prepínaním okruhov majú niekoľko dôležitých spoločných vlastností bez ohľadu na typ multiplexovania, ktorý používajú.

Siete s dynamickým prepínaním vyžadujú predbežný postup na vytvorenie spojenia medzi účastníkmi. Za týmto účelom sa adresa volaného účastníka prenáša do siete, ktorá prechádza cez prepínače a konfiguruje ich na následný prenos dát. Požiadavka na spojenie je smerovaná z jedného prepínača do druhého a nakoniec sa dostane k volanému účastníkovi. Sieť môže odmietnuť nadviazať spojenie, ak je kapacita požadovaného výstupného kanála už vyčerpaná. Pre prepínač FDM sa kapacita výstupného kanála rovná počtu frekvenčných pásiem tohto kanála a pre prepínač TDM - počet časových úsekov, do ktorých je rozdelený pracovný cyklus kanálu. Sieť odmietne spojenie aj vtedy, ak požadovaný účastník už nadviazal spojenie s niekým iným. V prvom prípade hovoria, že prepínač je zaneprázdnený av druhom - účastník. Možnosť zlyhania spojenia je nevýhodou spôsobu prepínania okruhu.

Ak sa spojenie podarí nadviazať, potom je mu pridelené pevné frekvenčné pásmo v sieťach FDM alebo pevná šírka pásma v sieťach TDM. Tieto hodnoty zostávajú nezmenené počas celého obdobia pripojenia. Zaručená priepustnosť siete po nadviazaní spojenia je dôležitou vlastnosťou vyžadovanou pre aplikácie, ako je ovládanie hlasu, videa alebo zariadenia v reálnom čase. Siete s prepínaním okruhov však nemôžu dynamicky meniť kapacitu kanála na žiadosť predplatiteľa, čo ich robí neúčinnými v podmienkach prerušovanej prevádzky.

Nevýhodou sietí s prepínaním okruhov je nemožnosť používania užívateľských zariadení pracujúcich rôznymi rýchlosťami. Jednotlivé časti kompozitného obvodu pracujú rovnakou rýchlosťou, pretože siete s prepínaním okruhov neukladajú používateľské dáta do vyrovnávacej pamäte.

Siete s prepínaním okruhov sú vhodné na prepínanie dátových tokov s konštantnou rýchlosťou, kde jednotkou prepínania nie je jeden bajt alebo dátový paket, ale dlhodobý synchrónny dátový tok medzi dvoma účastníkmi. Pre takéto toky siete s prepínaním okruhov pridávajú minimálnu réžiu na smerovanie údajov cez sieť, pričom ako cieľovú adresu v sieťových prepínačoch používajú časovú polohu každého bitu toku.

Poskytovanie duplexnej prevádzky založenej na technológiách FDM, TDM a WDM

V závislosti od smeru možného prenosu údajov sa spôsoby prenosu údajov po komunikačnej linke delia na tieto typy:

o simplex - prenos sa uskutočňuje cez komunikačnú linku iba v jednom smere;

o poloduplexný - prenos sa uskutočňuje v oboch smeroch, ale striedavo v čase. Príkladom takéhoto prenosu je technológia Ethernet;

o duplex - prenos sa uskutočňuje súčasne v dvoch smeroch.

Duplexný režim je najuniverzálnejším a najproduktívnejším spôsobom prevádzky kanála. Najjednoduchšou možnosťou na organizáciu duplexného režimu je použitie dvoch nezávislých fyzických kanálov (dva páry vodičov alebo dve optické vlákna) v kábli, z ktorých každý pracuje v simplexnom režime, to znamená, že prenáša dáta v jednom smere. Práve táto myšlienka je základom implementácie duplexného prevádzkového režimu v mnohých sieťových technológiách, ako je Fast Ethernet alebo ATM.

Niekedy takéto jednoduché riešenie nie je dostupné alebo efektívne. Najčastejšie sa to stáva v prípadoch, keď existuje iba jeden fyzický kanál na duplexnú výmenu údajov a organizovanie druhého je spojené s vysokými nákladmi. Napríklad pri výmene dát pomocou modemov cez telefónnu sieť má užívateľ k dispozícii len jeden fyzický komunikačný kanál s PBX - dvojvodičovú linku a len ťažko sa odporúča kupovať si druhý. V takýchto prípadoch je duplexný prevádzkový režim organizovaný na základe rozdelenia kanála na dva logické subkanály pomocou technológie FDM alebo TDM.

Modemy využívajú technológiu FDM na organizáciu duplexnej prevádzky na dvojvodičovej linke. Modemy s frekvenčnou moduláciou pracujú na štyroch frekvenciách: dve frekvencie na kódovanie jednotiek a núl v jednom smere a zvyšné dve frekvencie na prenos dát v opačnom smere.

S digitálnym kódovaním je duplexný režim na dvojvodičovej linke organizovaný pomocou technológie TDM. Niektoré časové úseky sa používajú na prenos údajov v jednom smere a niektoré sa používajú na prenos údajov v opačnom smere. Časové úseky v opačných smeroch sa zvyčajne striedajú, a preto sa táto metóda niekedy nazýva „ping-pongový“ prenos. Rozdelenie liniek TDM je typické napríklad pre digitálne siete integrovaných služieb (ISDN) na účastníckych dvojvodičových koncoch.

V kábloch z optických vlákien, keď sa jedno optické vlákno používa na organizáciu duplexného režimu prevádzky, dáta sa prenášajú v jednom smere pomocou svetelného lúča jednej vlnovej dĺžky a v opačnom smere pomocou inej vlnovej dĺžky. Táto technika patrí do metódy FDM, ale pre optické káble sa nazýva vlnová dĺžka multiplexovania (WDM). WDM sa tiež používa na zvýšenie rýchlosti prenosu dát v jednom smere, zvyčajne pomocou 2 až 16 kanálov.

Prepínanie paketov

Princípy prepínania paketov

Prepínanie paketov je technika prepínania predplatiteľov, ktorá bola špeciálne navrhnutá pre efektívny prenos počítačovej prevádzky. Experimenty na vytvorenie prvých počítačových sietí založených na technológii prepínania okruhov ukázali, že tento typ prepínania neumožňuje dosiahnuť vysokú celkovú priepustnosť siete. Jadro problému spočíva v nárazovej povahe prevádzky, ktorú generujú typické sieťové aplikácie. Napríklad pri prístupe na vzdialený súborový server si používateľ najprv prezerá obsah adresára tohto servera, čo vedie k prenosu malého množstva údajov. Potom otvorí požadovaný súbor v textovom editore, čo je operácia, ktorá môže vytvoriť pomerne veľa výmeny údajov, najmä ak súbor obsahuje veľkú grafiku. Po zobrazení niekoľkých stránok súboru s nimi používateľ chvíľu pracuje lokálne, čo si nevyžaduje žiadny sieťový prenos, a potom vráti upravené kópie stránok na server, čo opäť vytvára intenzívny sieťový prenos.

Faktor zvlnenia prevádzky jednotlivého užívateľa siete, ktorý sa rovná pomeru priemernej intenzity výmeny dát k maximálnej možnej hodnote, môže byť 1:50 alebo 1:100. Ak pre opísanú reláciu organizujeme prepínanie kanálov medzi počítačom používateľa a serverom, potom bude kanál väčšinu času nečinný. Zároveň sa využijú prepínacie schopnosti siete - časť časových slotov alebo frekvenčných pásiem prepínačov bude obsadená a nedostupná pre ostatných užívateľov siete.

Keď dôjde k prepínaniu paketov, všetky správy prenášané používateľom siete sú rozdelené v zdrojovom uzle na relatívne malé časti nazývané pakety. Pripomeňme, že správa je logicky vyplnený údaj – požiadavka na prenos súboru, odpoveď na túto požiadavku obsahujúca celý súbor a pod. Správy môžu mať ľubovoľnú dĺžku, od niekoľkých bajtov až po mnoho megabajtov. Naopak, pakety môžu mať zvyčajne tiež premenlivú dĺžku, ale v úzkych medziach, napríklad od 46 do 1500 bajtov. Každý paket je vybavený hlavičkou, ktorá špecifikuje informácie o adrese potrebné na doručenie paketu do cieľového uzla, ako aj číslo paketu, ktoré cieľový uzol použije na zostavenie správy (obrázok 2.29). Pakety sa v sieti prenášajú ako nezávislé informačné bloky. Sieťové prepínače prijímajú pakety z koncových uzlov a na základe informácií o adrese ich prenášajú medzi sebou a v konečnom dôsledku do cieľového uzla.

Ryža. 2.29. Rozdelenie správy na pakety

Prepínače paketovej siete sa od obvodových prepínačov líšia tým, že majú vnútornú vyrovnávaciu pamäť na dočasné ukladanie paketov, ak je výstupný port prepínača v čase prijatia paketu zaneprázdnený vysielaním ďalšieho paketu (obr. 2.30). V tomto prípade paket zostane nejaký čas vo fronte paketov vo vyrovnávacej pamäti výstupného portu, a keď sa k nemu dostane jeho ťah, prenesie sa na ďalší prepínač. Táto schéma prenosu dát vám umožňuje vyhladiť zvlnenie prevádzky na chrbticových spojeniach medzi prepínačmi a tým ich najefektívnejšie využiť na zvýšenie priepustnosti siete ako celku.

Ryža. 2.30. Vyhladenie burstovej prevádzky v sieti s prepínaním paketov

V skutočnosti by pre dvojicu účastníkov bolo najefektívnejšie poskytnúť im výhradné používanie komutovaného komunikačného kanála, ako sa to robí v sieťach s prepájaním okruhov. Pri tomto spôsobe by bol interakčný čas tejto dvojice účastníkov minimálny, pretože dáta by boli prenášané od jedného účastníka k druhému bez oneskorenia. Predplatitelia sa nezaujímajú o výpadky kanála počas prestávok v prenose, je dôležité, aby rýchlo vyriešili svoj vlastný problém. Sieť s prepínaním paketov spomaľuje proces interakcie medzi konkrétnou dvojicou účastníkov, pretože ich pakety môžu čakať v prepínačoch, zatiaľ čo ostatné pakety, ktoré dorazili do prepínača skôr, sa prenášajú po chrbticových linkách.

Avšak celkové množstvo počítačových dát prenášaných sieťou za jednotku času pri použití techniky prepínania paketov bude vyššie ako pri použití techniky prepínania okruhov. Stáva sa to preto, že pulzácie jednotlivých účastníkov sú v súlade so zákonom veľkého počtu rozdelené v čase. Preto sú prepínače neustále a pomerne rovnomerne zaťažené prácou, ak je počet účastníkov, ktorí obsluhujú, skutočne veľký. Na obr. Obrázok 2.30 ukazuje, že prevádzka prichádzajúca z koncových uzlov na prepínače je v čase veľmi nerovnomerne rozložená. Prepínače vyššej úrovne v hierarchii, v ktorej sú servisné spojenia medzi prepínačmi nižšej úrovne zaťažené rovnomernejšie, a tok paketov na diaľkových linkách spájajúcich prepínače vyššej úrovne je takmer maximálne využitý.

Vyššia efektívnosť paketovo prepájaných sietí v porovnaní so sieťami s prepájaním okruhov (s rovnakou kapacitou komunikačného kanála) bola preukázaná v 60. rokoch experimentálne aj pomocou simulačného modelovania. Tu je vhodná analógia s viacprogramovými operačnými systémami. Spustenie každého jednotlivého programu v takomto systéme trvá dlhšie ako v jednoprogramovom systéme, kde je programu pridelený celý čas procesora, kým nedokončí svoju realizáciu. Celkový počet programov vykonaných za jednotku času je však väčší v systéme s viacerými programami ako v systéme s jedným programom.

Širokoplošná komunikácia založená na sieťach s prepínaním okruhov

Prenajaté linky predstavujú najspoľahlivejší spôsob prepojenia lokálnych sietí prostredníctvom globálnych komunikačných kanálov, keďže celá kapacita takejto linky je vždy k dispozícii vzájomne pôsobiacim sieťam. Ide však aj o najdrahší typ globálnych pripojení – ak existuje N vzdialených lokálnych sietí, ktoré si medzi sebou intenzívne vymieňajú dáta, musíte mať Nx(N-l)/2 prenajatých liniek. Na zníženie nákladov na globálnu prepravu sa používajú dynamicky prepínané kanály, ktorých náklady sú rozdelené medzi mnohých predplatiteľov týchto kanálov.

Služby telefónnej siete sú najlacnejšie, pretože za ich prepínače platí veľký počet účastníkov využívajúcich telefónne služby, a nielen účastníci, ktorí kombinujú svoje lokálne siete.

Telefónne siete sa delia na analógové a digitálne v závislosti od spôsobu multiplexovania účastníckych a diaľkových kanálov. Presnejšie povedané, digitálne sú siete, v ktorých sú informácie na účastníckych koncoch prezentované v digitálnej forme a v ktorých sa používajú metódy digitálneho multiplexovania a prepínania, a analógové sú siete, ktoré prijímajú údaje od účastníkov v analógovej forme, teda z klasických analógových telefónov, a Multiplexovanie a prepínanie sa vykonáva pomocou analógových aj digitálnych metód. V posledných rokoch prebieha pomerne intenzívny proces nahrádzania prepínačov telefónnej siete digitálnymi prepínačmi, ktoré fungujú na báze technológie TDM. Takáto sieť však stále zostane analógovou telefónnou sieťou, aj keď všetky prepínače fungujú pomocou technológie TDM, spracúvajú údaje v digitálnej forme, ak koncovky jej účastníkov zostanú analógové, a analógovo-digitálna konverzia sa vykonáva v sieti PBX najbližšie k predplatiteľa. Nová modemová technológia V.90 dokázala využiť skutočnosť, že existuje veľké množstvo sietí, v ktorých je väčšina prepínačov digitálnych.

Medzi telefónne siete s digitálnymi účastníckymi koncovkami patria takzvané služby Switched 56 (spínané kanály 56 Kbit/s) a digitálne siete s integrovanými službami ISDN (Digitálna sieť integrovaných služieb). Služby Switched 56 sa objavili v mnohých západných krajinách v dôsledku poskytovania digitálneho ukončenia kompatibilného so štandardmi linky T1 koncovým účastníkom. Táto technológia sa nestala medzinárodným štandardom a dnes ju nahrádza technológia ISDN, ktorá má takýto status.

Siete ISDN sú určené nielen na prenos hlasu, ale aj počítačových dát, a to aj prostredníctvom prepínania paketov, vďaka čomu sa nazývajú siete s integrovanými službami. Hlavným režimom prevádzky ISDN sietí však zostáva prepínanie okruhov a služba prepínania paketov má na moderné štandardy príliš nízku rýchlosť – zvyčajne do 9600 bps. Technológia ISDN sa preto bude diskutovať v tejto časti o sieťach s prepájaním okruhov. Nová generácia sietí integrovaných služieb, nazývaná B-ISDN (od broadbandu), je úplne založená na technológii prepínania paketov (presnejšie na bunkách technológie ATM), takže o tejto technológii sa bude diskutovať v časti o sieťach prepínania paketov.