Домой Заготовки на зиму Иностранная система связи с коммутацией каналов. Сети связи с коммутацией каналов. Сети с коммутацией каналов

Заготовки на зиму

Иностранная система связи с коммутацией каналов. Сети связи с коммутацией каналов. Сети с коммутацией каналов

ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ И ИХ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ”

Литература:

1.”Автоматическая коммутация” под ред. О.Н.Ивановой, 1988г.

2. М.А.Баркун. “Цифровые АТС”, 1990

3. Г.В.Мелик-Шахназарова и др. “АТС МТ-20/25”, 1988

4. Р.А.Аваков и др. “Зарубежные электронные цифровые системы коммутации”, 1988г.

5. В.Д.Сафронов и др. “Зарубежные электронные цифровые системы коммута- ции”, ч.2, 1989

6. А.Г.Попова и др. “Зарубежные системы автоматической коммутации”,1991

7. В.Г.Босенко “Цифровая АТСЭ-200”, 1989

8. А.Г.Попова “Цифровые системы коммутации с распределенным управлением” ч.1 и 2, 1992

9.О.Н.Иванова “АТСЭ-200”, 1988

10. М.Ф.Лутов и др. “Квазиэлектронные и электронные АТС”, 1988

11. Alcatel-Bell “Учебное пособие по изучению системы 12”, 1994

Разделы курса:

Принципы цифровой коммутации.
Построение цифровых коммутационных полей.
Построение интерфейсов соединительных линий.
Абонентский доступ.
Системы сигнализации ЦСК.
Принципы построения УСК.
ПО обеспечение УСК.
Структурные схемы и технические характеристики различных ЦСК.

Задачи данного курса познакомить студентов факультета МЭС с современным состоянием и перспективами развития цифровых систем коммутации. Пояснить обобщенную структуру цифровых систем коммутации (ЦСК), а также перспективы внедрения ЦСК. Дать сравнительные характеристики и параметры внедряемых на сетях электросвязи систем коммутации. Ознакомить с принципами временной и пространственной коммутации цифровых каналов и их технической реализацией в цифровых коммутационных полях. Дать понятия интерфейсов абонентских и соединительных линий. Пояснить их функции и особенности построения в ЦСК. Пояснить особенности построения устройств управления ЦСК, а также пояснить состав и функции программного обеспечения. Пояснить принципы организации эксплуатации и технического обслуживания современных телекоммуникационных систем.

В настоящее время закупается много цифровых систем коммутации зарубежного производства, необходимо уметь в них разбираться. Литературу по курсу не успевают выпускать, поэтому основная ориентация - на лекционный курс. По некоторым вопросам на кафедре АЭС разработаны обучающие программы. В учебниках Ивановой, Баркуна, Лутова изложены общие вопросы построения ЦСК. Остальная литература ориентирована на конкретные системы

ЦСК - гибридные АТС, которые можно использовать в любом качестве. Впервые цифровые системы коммутации разработали и стали выпускать во Франции около 1975 года. Первая ЦСК - МТ20/25. В России эта система выпускалась Уфимским телефонным заводом и в настоящее время используется только на городских телефонных сетях.

Краткий обзор цифровых систем коммутации в Росси

Квант - электронная АТС, выпускается Белгородским телефонным заводом и Рижским заводом ВЭФ. Система Квант-СИС разработана для организации справочно-информационной службы. Система ЕвроКвант разработана для городских телефонных сетей, предельная емкость - 8000 номеров.

Все АТС, закупаемые за рубежом, обязательно сертифицируются на предмет соответствия российским телефонным сетям. Сертификацией занимается ЛОНИИС.

DX-200 - система разработана и выпускается финской фирмой NOKIA. В Россию поставляется с начала 80-х годов. Первые АТС системы DX-200 были установлены в Петербурге. Для России была отработана новая версия АТС с учетом построения Российских сетей. Используется на ГТС и СТС (как УСП). В России таких систем закуплено довольно много. В Новосибирске действует АТС11/15 системы DX-200 емкостью 25 тыс.номеров

АТСЦ-90 - так называется DX-200, сборка, которой осуществляется в Петербурге, комплектующие для нее поставляются из Финляндии. АТСЦ-90 поставляются в Ленинградскую область и в Карелию

S-12 - гибридная АТС с распределенным управлением. Это система 4-го поколения. Чтобы довести систему до серийного выпуска, потребовались затраты около 1 млрд. долларов. Поэтому в разработке станции принимали участие 5 стран: Бельгия, Германия, Испания, Италия, Франция. Поэтому у системы 12 имеются разные заводы-изготовители. Например, в Россию система 12 поставляется из Бельгии фирмой Alcatel-Bell, а в Казахстан - их Германии. В 1991 году в Петербурге создано совместное предприятие, где выпускается кабельная продукция для всех заводов-изготовителей системы 12 (в России и за рубежом). В России созданы 3 сервисных центра по техническому обслуживанию системы 12: в Москве, Петербурге, Новосибирске. Кроме того, в Москве работает центр по изучению системы 12. Минимальная емкость системы 12 составляет 128 номеров, максимальная - 100000 номеров в 5-й версии, 200000 номеров в 7-й версии. Система 12 сертифицирована ЛОНИИС для использования на ГТС, АМТС, УАК, СТС

EWSD - выпускается фирмой Siemens, Германия. Сертифицирована для использования на ГТС и АМТС. Министерством связи рекомендовано во всех городах по транссибирской магистрали (от Владивостока до Челябинска) реконструировать АМТС на базе EWSD с выходом на международную сеть. EWSD имеет максимальную емкость до 250000 номеров и централизованное управление. В Ижевске создано совместное предприятие “Ижтел” по выпуску EWSD на российский рынок. Сервисный центр по техническому обслуживанию EWSD находится в Новосибирске.

AXE-10 - разработана фирмой Эриксон (Швеция). Несколько лет назад в Югославии совместно с фирмой Никола-Тесла создано совместное предприятие по выпуску АХЕ-10. В Россию поставки идут в основном от Никола-Тесла. Предельная емкость системы составляет 200000 номеров. Система сертифицирована для АМТС, УАК, ГТС, СТС

MD-110 - емкость 20-20000 номеров. Фирма Никола-Тесла. Закупается для ведомственной сети в качестве УПАТС

5ESS (фирма AT&T). Производство США. Американские фирмы начали осваивать Российский рынок недавно, примерно с 1994 года. Первая АТС типа 5 ESS поставлена в Москве в Тушинском районе. Предельная емкость системы составляет 350000 номеров. Одной такой станции достаточно для существующей Новосибирской ГТС. Эта АТС очень дорогая. Сертифицирована для работы на ГТС, АМТС, УАК. Создано совместное предприятие в Китае.

TDX - фирма Самсунг, Южная Корея. Предельная емкость 100000 номеров. Системы поставляются на Дальний Восток. TDX сертифицирована для ГТС.

SI-2000 - емкость 20 - 10000 номеров. В Екатеринбурге создано совместное предприятие с югославской фирмой “Искра” (Словения) по выпуску этих станций. Детали выпускаются в Словении, а сборка осуществляется в Екатеринбурге. Используется для СТС и УТС. Достоинство - может работать по всем типам соединительных линий(как и Квант).

UT-100 - закупается в Италии. Емкость до 100000 номеров. Распространена по всей России. Выпускает фирма Italtel.

АТС-ЦА (С-32) очень хорошая отечественная АТС разработки ЦНИИС. Предусматривает включение только цифровых абонентских линий, т.е. до абонента доводится цифровой поток 32кб/с. АТС разработана, опытная эксплуатация есть, но в серию так и не запущена. В настоящее время у этой станции уже устарела элементная база.

Все АТС 4-го поколения ориентированы также и на создание сотовых сетей.

Все названные АТС (кроме МТ-20/25) ориентированы на цифровые сети интегрального обслуживания (ЦСИО) с узкополосным цифровым потоком.

ISDN - ЦСИО-У узкополосные системы со скоростью передачи информации 64-2048 кб/с. Системы с ISDN не пользуются спросом у населения, т.к. позволяют коммутировать только телефонные каналы. Кроме телефонной связи у абонента могут быть и другие виды связи: телевидение, подвижная связь, радиосвязь и др.

BSDN - ЦСИО-Ш широкополосные системы. До абонента доходит цифровой поток со скоростью передача 150-600 мбит/с. Для таких сигналов все вышеперечисленные системы не пригодны, т.к. такие цифровые потоки требуют оптической коммутации, а это вопрос будущего.

В Новосибирске в Академгородке строится опытная BSDN и строится транспортная сеть на базе ВОЛС для использования BSDN. Система коммутации широкополосных сигналов очень дорога: чтобы довести ее до серийного выпуска, требуется 5 - 6 миллиардов долларов. BSDN - это коммутационные узлы 5-го поколения.

Краткие технические сведения о ЦСК даны в таблице 1.1.

Таблица 1.1–Технические характеристики цифровых систем коммутации

Обобщенная структурная схема цифровой системы коммутации

Рисунок 1.1 – Обобщенная структурная схема ЦСК

К - концентратор

ОП АЛ - оборудование подключения абонентских линий

ОП СЛ - оборудование подключения соединительных линий

ААЛ - аналоговая абонентская линия

ЦАЛ - цифровая абонентская линия

АСЛ - аналоговая соединительная линия

ЦСЛ - цифровая соединительная линия

ЦКП - цифровое коммутационное поле

ОТС - оборудование тональных сигналов

ОСИ - оборудование сигнализации

УС - управляющая система

УВВ - устройства ввода-вывода

Назначение:

ОП АЛ - служит для согласования ААЛ и ЦАЛ с цифровым коммутационным полем. Включает в себя абонентские интерфейсы и устройства преобразования аналоговых сигналов в ИКМ-сигналы. Число ОП АЛ зависит от емкости АТС. Минимальное число абонентских линий в ОП АЛ равно 64.

ОП СЛ служит для согласования АСЛ и ЦСЛ с цифровым коммутационным полем. Нужно иметь в виду, что ЦСЛ и ИКМ-тракт - это одно и то же. ОП СЛ включает в себя интерфейсы соединительных линий и устройства преобразования аналоговых сигналов в ИКМ-сигналы. Минимальное число АСЛ в ОП СЛ равно 32 (т.е. 1 ИКМ-тракт). Не все ЦАТС имеют устройства для подключения АСЛ. За рубежом таких линий нет, т.к. очень сложно согласовать ОП АСЛ с оборудованием ЦАТС.

ОСИ - используется для организации сигнализации в пределах АТС и межстанционной связи. ОСИ обеспечивает прием и передачу всех линейных сигналов, сигналов управления и сигналов межпроцессорного обмена.

ИТС - формируют и выдают в сторону абонента информационные сигналы - Ответ станции, Занято, контроль посылки вызова.

УС - осуществляет все процессы обслуживания вызовов и технической эксплуатации АТС. Обеспечивает контроль работоспособности АТС и все режимы технической эксплуатации.

УВВ - это видеотерминалы и принтеры, предназначенные для выполнения всех процессов по технической эксплуатации.

ЦКП (ОК) - используется для коммутации всех временных каналов, включаемых в ЦКП. Все устройства АТС включаются в ЦКП через ИКМ-тракты (ИКМ-линии). Первичная группа ИКМ-тракта составляет 30/32 временных канала независимо от системы передачи. 0-Й канал используется для передачи синхросигналов, 16-й канал используется для передачи сигнальной информации, каналы 1-15, 17-31 - разговорные.

К - используются для подключения удаленных абонентов в ЦСК. Это часть оборудования ЦСК, вынесенная в место концентрации абонентов.

Особенности построения цифровых систем коммутации

1. Использование временного деления каналов и временной коммутации каналов при построении цифрового коммутационного поля. Любой сигнал через коммутационное поле цифровой системы коммутации передается в цифровой форме.

2. Использование типовых каналов, параметры которых нормализованы:

Канал тональной частоты с эффективно передаваемой полосой частот 0,3-3,4кГц

Первичный цифровой канал со скоростью передачи информации 64 кБ/с

3. Подключение цифровых абонентских линий без дополнительных преобразователей на АТС. Преобразование осуществляется в абонентской установке, в качестве которой можно использовать любое устройство.

4. Использование трактов приема и трактов передачи при установлении соединения. Тракты приема и тракты передачи разделены, поэтому любое соединение использует 2 временных канала.

5. Использование оборудования сигнализации для приема и передачи сигнализации по 16 каналу и по разговорным каналам. МККТТ рекомендован ОСК№7.

6. Использование концентраторов, позволяющих существенно снизить затраты на абонентскую сеть, т.к. стоимость концентратора + стоимость систем передачи много меньше стоимости абонентской сети. (Недостаток: все соединения одного концентратора осуществляются через ЦКП опорной АТС).

Рисунок 1.2 – Подключение концентраторов к ЦСК

Достоинства ЦСК:

1. Резкое уменьшение стоимости линейных сооружений за счет уменьшения затрат на абонентскую сеть при использовании концентраторов.

2. Уменьшение затрат на производство, монтаж и эксплуатацию ЦСК за счет использования более совершенной элементной базы, за счет простоты монтажа, за счет уменьшения количества обслуживающего персонала, высокой автоматизации работ по техническому обслуживанию ЦСК, за счет высокой надежности работы оборудования ЦСК.

Таблица 1.2

	Производство	Монтаж	Эксплуатация
АТСКУ
АТСКЭ	30 - 40	40 - 50	10 - 20
АТСЦ	20 - 30	10 - 20	5 - 10

3. Уменьшение производственных площадей под оборудование ЦСК . Для размещения оборудования требуется производственная площадь в 4 - 6 раз меньше, чем под механическую за счет уменьшения габаритов.

4. Использование центров технической эксплуатации ЦТЭ , позволяющих дистанционно управлять работами по техническому обслуживанию нескольких цифровых АТС и наблюдать за работой нескольких АТС из одного центра. При этом дополнительного оборудования не требуется, весь контроль ведется программными средствами.

5. Полная автоматизация контроля функционирования оборудования .

6. Уменьшение металлоемкости конструкций ЦСК.

7. Улучшение качества передачи и коммутации .

8. Увеличение количества ДВО для пользователей .

Недостатки ЦАТС:

1. Большие затраты на электроэнергию: 1,2 - 3 ватта на 1 вывод(не меньше, чем в аналоговых АТС). Это можно объяснить тем, что в механических АТС управляющие устройства работают только при наличии вызова, а в цифровых - непрерывно.

Предельные расстояния для радиоканалов приводятся поставщиками в предположении, что в пределах первой зоны Френеля каких-либо физических помех нет. Абсолютное ограничение на дальность связи радиорелейных каналов накладывает кривизна земли, смотри рис. 7.15 . Для частот выше 100 МГц волны распространяются прямолинейно (рис. 7.15.А) и, следовательно, могут фокусироваться. Для высоких частот (ВЧ) и УВЧ земля поглощает волны, но для ВЧ характерно отражение от ионосферы (рис. 7.15Б) - это сильно расширяет зону вещания (иногда осуществляется несколько последовательных отражений), но этот эффект неустойчив и сильно зависит от состояния ионосферы.

Рис. 7.15.

При построении длинных радиорелейных каналов приходится ставить ретрансляторы. Если антенны размещены на башнях высотой 100 м расстояния между ретрансляторами может составлять 80-100 км. Стоимость антенного комплекса обычно пропорциональна кубу диаметра антенны .

Диаграмма излучения направленной антенны показана на рис. 7.16 (стрелкой отмечено основное направление излучения). Эту диаграмму следует учитывать при выборе места установки антенны, особенно при использовании большой мощности излучения. Иначе один из лепестков излучения может прийтись на места постоянного пребывания людей (например, жилье). Учитывая эти обстоятельства, проектирование такого рода каналов целесообразно поручить профессионалам.

Рис. 7.16.

4-го октября 1957 года в СССР был запущен первый искусственный спутник земли, в 1961 году в космос полетел Ю. А. Гагарин, а вскоре на орбиту был выведен первый телекоммуникационный спутник "Молния" - так началась космическая эра коммуникаций. Первый в РФ спутниковый канал для Интернет (Москва-Гамбург) использовал геостационарный спутник "Радуга" (1993). Стандартная антенна INTELSAT имеет диаметр 30 м и угол излучения 0,01 0 . Спутниковые каналы используют частотные диапазоны, перечисленные в таблице 7.6 .

Таблица 7.6. Частотные диапазоны, используемые для спутниковых телекоммуникаций

Диапазон	Нисходящий канал ( Downlink )[ГГц]	Восходящий канал ( Uplink )[ГГц]	Источники помех
С	3,7-4,2	5,925-6,425	Наземные помехи
Ku	11,7-12,2	14,0-14,5	Дождь
Ka	17,7-21,7	27,5-30,5	Дождь

Передача всегда ведется на более высокой частоте, чем прием сигнала со спутника .

Диапазон пока еще "заселен" не слишком плотно, кроме того, для этого диапазона спутники могут отстоять друг от друга на 1 градус. Чувствительность к помехам от дождей может быть обойдена использованием двух наземных приемных станций, разнесенных на достаточно большое расстояние (размер ураганов ограничен). Спутник может иметь много антенн, направленных на разные регионы поверхности земли. Размер пятна "засветки" такой антенны на земле может иметь размер несколько сот километров. Обычный спутник обладает 12-20 транспондерами (приемопередатчиками), каждый из которых имеет полосу 36-50МГц, что позволяет сформировать поток данных 50 Мбит/с. Два транспондера могут использовать разную поляризацию сигнала, работая при одной и той же частоте. Такая пропускная способность достаточна для получения 1600 высококачественных телефонных каналов (32кбит/c). Современные спутники используют узкоапертурную технологию передачи VSAT ( Very Small Aperture Terminals). Диаметр пятна "засветки" на земной поверхности для этих антенн равен примерно 250 км. Наземные терминалы используют антенны диаметром 1 метр и выходную мощность около 1 Вт. При этом канал к спутнику имеет пропускную способность 19,2 Кбит/с, а со спутника - более 512 Кбит/c. Непосредственно такие терминалы не могут работать друг с другом через телекоммуникационный спутник. Для решения этой проблемы используются промежуточные наземные антенны с большим усилением, что существенно увеличивает задержку (и удорожает систему), смотри рис. 7.17 .

Рис. 7.17.

Для создания постоянных каналов телекоммуникаций служат геостационарные спутники, висящие над экватором на высоте около 36000 км.

Теоретически три таких спутника могли бы обеспечить связью практически всю обитаемую поверхность Земли (см. рис. 7.18).

Рис. 7.18.

Реально геостационарная орбита переполнена спутниками различного назначения и национальной принадлежности. Обычно спутники помечаются географической долготой мест, над которыми они висят. При существующем уровне развития технологии неразумно размещать спутники ближе, чем 2 0 . Таким образом, сегодня нельзя разместить более 360/2=180 геостационарных спутников.

Система геостационарных спутников выглядит как ожерелье, нанизанное на невидимую глазу орбиту. Один угловой градус для такой орбиты соответствует ~600 км. Может показаться, что это огромное расстояние . Плотность спутников на орбите неравномерна – на долготе Европы и США их много, а над Тихим океаном – мало, там они просто не нужны. Спутники не вечны, время их жизни обычно не превосходит 10 лет, они выходят из строя главным образом не из-за отказов оборудования, а из-за нехватки горючего для стабилизации их положения на орбите. После выхода из строя спутники остаются на своих местах, превращаясь в космический мусор. Таких спутников уже сейчас немало, со временем их станет еще больше. Конечно, можно предположить, что точность вывода на орбиту со временем станет выше и люди научатся выводить их с точностью в 100 м. Это позволит размещать в одной "нише" 500-1000 спутников (что сегодня представляется почти невероятным, ведь нужно оставить пространство для их маневров). Человечество может таким образом создать нечто похожее на искусственное кольцо Сатурна, состоящее целиком из мертвых телекоммуникационных спутников. До этого дело вряд ли дойдет, так как будет найден способ удаления или восстановления неработающих спутников, хотя с неизбежностью это существенно удорожит услуги таких коммуникационных систем.

К счастью, спутники, использующие разные частотные диапазоны, не конкурируют друг с другом. По этой причине в одной и той же позиции на орбите может находиться несколько спутников с разными рабочими частотами. На практике геостационарный спутник не стоит на месте, а выполняет движение по траектории, имеющей (при наблюдении с Земли) вид цифры 8. Угловой размер этой восьмерки должен укладываться в рабочую апертуру антенны, в противном случае антенна должна иметь сервопривод, обеспечивающий автоматическое слежение за спутником. Из-за энергетических проблем телекоммуникационный спутник не может обеспечить высокого уровня сигнала. По этой причине наземная антенна должна иметь большой диаметр , а приемное оборудование - низкий уровень шума. Это особенно важно для северных областей, в которых угловое положение спутника над горизонтом невысоко (настоящая проблема для широт более 70 0), а сигнал проходит довольно толстый слой атмосферы и заметно ослабляется. Спутниковые каналы могут быть рентабельны для областей, отстоящих друг от друга более чем на 400-500 км (при условии, что других средств не существует). Правильный выбор спутника (его долготы) может заметно снизить стоимость канала.

Число позиций для размещения геостационарных спутников ограничено. В последнее время для телекоммуникаций планируется применение так называемых низколетящих спутников (<1000 км; период обращения ~1 час ). Эти спутники движутся по эллиптическим орбитам, и каждый из них по отдельности не может гарантировать стационарный канал, но в совокупности эта система обеспечивает весь спектр услуг (каждый из спутников работает в режиме "запомнить и передать"). Из-за малой высоты полета наземные станции в этом случае могут иметь небольшие антенны и малую стоимость .

Существует несколько способов работы совокупности наземных терминалов со спутником. При этом может использоваться мультиплексирование по частоте ( FDM ), по времени ( TDM ), CDMA (Code Division Multiple Access ), ALOHA или метод запросов.

Схема запросов предполагает, что наземные станции образуют логическое кольцо , вдоль которого двигается маркер. Наземная станция может начать передачу на спутник, лишь получив этот маркер.

Простая система ALOHA (разработана группой Нормана Абрамсона из Гавайского университета в 70-х годах) позволяет каждой станции начинать передачу тогда, когда она этого захочет. Такая схема с неизбежностью приводит к столкновениям попыток. Связано это отчасти с тем, что передающая сторона узнает о столкновении лишь спустя ~270 мсек. Достаточно последнему биту пакета одной станции совпасть с первым битом другой станции, потеряны будут оба пакета и их придется послать повторно. После столкновения станция ожидает некоторое псевдослучайное время и совершает повторную попытку передачи еще раз. Такой алгоритм доступа обеспечивает эффективность использования канала на уровне 18%, что совершенно недопустимо для таких дорогостоящих каналов, как спутниковые. По этой причине чаще используется доменная версия системы ALOHA , которая удваивает эффективность (предложена в 1972 году Робертсом). Временная шкала делится на дискретные интервалы, соответствующие времени передачи одного кадра.

В этом методе машина не может посылать кадр , когда захочет. Одна наземная станция (эталонная) периодически посылает специальный сигнал, который используется всеми участниками для синхронизации. Если длина временного домена равна , тогда домен с номером начинается в момент времени по отношению к упомянутому выше сигналу. Так как часы разных станций работают по -разному, необходима периодическая ресинхронизация. Другой проблемой является разброс времени распространения сигнала для разных станций. Коэффициент использования канала для данного алгоритма доступа оказывается равным (где – основание натурального логарифма). Не слишком большая цифра, но все же в два раза выше, чем для обычного алгоритма ALOHA .

Метод мультиплексирования по частоте (FDM ) является старейшим и наиболее часто используемым. Типичный транспондер с полосой 36 Мбит/с может быть применен для получения 500 64кбит/с ИКМ-каналов (импульсно-кодовая модуляция ), каждый из которых работает со своей уникальной частотой. Чтобы исключить интерференцию, соседние каналы должны отстоять по частоте на достаточном расстоянии друг от друга. Кроме того, необходимо контролировать уровень передаваемого сигнала, так как при слишком большой выходной мощности могут возникнуть интерференционные помехи в соседнем канале. Если число станций невелико и постоянно, частотные каналы могут быть распределены стационарно. Но при переменном числе терминалов или при заметной флуктуации загрузки приходится переходить на динамическое распределение ресурсов .

Одним из механизмов такого распределения имеет название SPADE , он применялся в первых версиях систем связи на базе INTELSAT . Каждый транспондер системы SPADE содержит 794 симплексных ИКМ-каналов по 64-кбит/c и один сигнальный канал с полосой 128 кбит/c. ИКМ-каналы используются попарно для обеспечения полнодуплексной связи. При этом восходящий и нисходящий каналы имеют полосу по 50 Мбит/с. Сигнальный канал делится на 50 доменов по 1 мсек (128 бит ). Каждый домен принадлежит одной из наземных станций, число которых не превышает 50. Когда станция готова к передаче, она произвольным образом выбирает неиспользуемый канал и записывает номер этого канала в очередной свой 128-битный домен . Если один и тот же канал попытаются занять две или более станции, происходит столкновение, и они вынуждены будут повторить попытку позднее.

Метод мультиплексирования по времени сходен с FDM и довольно широко применяется на практике. Здесь также необходима синхронизация для доменов. Это делается, как и в доменной системе ALOHA , с помощью эталонной станции. Присвоение доменов наземным станциям может выполняться централизовано или децентрализовано . Рассмотрим систему ACTS ( Advanced Communication Technology Satellite ). Система имеет 4 независимых канала ( TDM ) по 110 Мбит/c (два восходящих и два нисходящих). Каждый из каналов структурирован в виде 1-милисекундных кадров, которые имеют по 1728 временных доменов. Все временные домены несут в себе 64-битовое поле данных, что позволяет реализовать голосовой канал с полосой 64 Кбит/c. Управление временными доменами с целью минимизации времени на перемещения вектора излучения спутника предполагает знание географического положения наземных станций. Управление временными доменами осуществляется одной из наземных станций (MCS - Master Control Station ). Работа системы ACTS представляет собой трехшаговый процесс. Каждый из шагов занимает 1 мсек. На первом шаге спутник получает кадр и запоминает его в 1728-ячеечном буфере. На втором - бортовая ЭВМ копирует каждую входную запись в выходной буфер (возможно для другой антенны). И, наконец, выходная запись передается наземной станции.

В исходный момент каждой наземной станции ставится в соответствие один временной домен . Для получения дополнительного домена, например, для организации еще одного телефонного канала, станция посылает запрос MCS . Для этих целей выделяется специальный управляющий канал емкостью 13 запросов в сек. Существуют и динамические методы распределения ресурсов в TDM (методы Кроузера , Биндера [ Binder ] и Робертса ).

Метод CDMA (Code Division Multiple Access ) является полностью децентрализованным. Как и другие методы, он не лишен недостатков. Во-первых, емкость канала CDMA в присутствии шума и отсутствии координации между станциями обычно ниже, чем в случае TDM . Во-вторых, система требует быстродействующего и дорогого оборудования.

Технология беспроводных сетей развивается довольно быстро. Эти сети удобны в первую очередь для подвижных средств. Наиболее перспективным представляется проект IEEE 802.11, который должен играть для радиосетей такую же интегрирующую роль, как 802.3 для сетей Ethernet и 802.5 для Token Ring. В протоколе 802.11 используется тот же алгоритм доступа и подавления столкновений, что и в 802.3, но здесь вместо соединительного кабеля используются радиоволны (Рис. 7.19.). Применяемые здесь модемы могут работать и в инфракрасном диапазоне, что бывает привлекательно, если все машины размещены в общем зале.

Рис. 7.19.

Стандарт 802.11 предполагает работу на частоте 2.4-2.4835 ГГц при использовании модуляции 4FSK/2FSK

2.2 Обзор импортных систем коммутации

Для моего дипломного проекта наиболее подходят следующие коммутационные системы: DX-200 фирмы "Telenokia" (Финляндия), SI 2000 фирмы "Iskratel" (Словения), AXE-10 фирмы "Ericsson" (Швеция), EWSD фирмы "Siemens" (Германия), S12 Alkatel фирмы "Alkatel" (Германия).

Электронная цифровая коммутационная система DX-200.Система DX-200 активно используется во всем мире уже в течение многих лет и за это время заслужила уважение своей надежной и качественной работой. Система DX-200 характеризуется временным разделением каналов в коммутационном поле и цифровым способом передачи информации на основе системы передачи ИКМ-30/32. Управление осуществляется по записанной программе с применением распределенных функциональных управляющих устройств, реализованных на микропроцессорах. Система построена по модульному принципу, как аппаратных средств, так и программного обеспечения. Все функциональные блоки и программные средства подразделяются на независимые друг от друга модули. Модули взаимодействуют посредством стандартизированных сигналов.

Cистема DX-200 может использоваться в качестве опорной станции, транзитной станции, а также абонентских концентраторов.Опорная станция обеспечивает установление оконечных соединений между телефонными аппаратами абонентов местных сетей, а также выход на зоновые, междугородние и международние сети. Станции предназначены также для работы на районированных сетях с узлами входящего и исходящего сообщения, а также на сетях без узлообразования. На сетях может использоваться 5-, 6- и 7- значная нумерация, а также смешенная нумерация.

Транзитная станция предназначена для коммутации каналов, пропуска транзитной нагрузки на городскую телефонную станцию и обеспечивает организацию узлов входящего сообщения, узлов исходящего сообщения, узлов входящего междугороднего сообщения, узлов заказно-соединительных линий, совмещенных узлов, объединяющих вышеперечисленные узлы, узлов учрежденческих сетей.

Система DX-200 обеспечивает взаимодействие с существующими на сетях станциями: декадно-шаговыми, координатными, квазиэлектронными автоматическими телефонными станциями, а также со специальными информационными службами городской телефонной станции.

Для абонентов DX-200 предусмотрен целый ряд дополнительных видов услуг:

1) сокращенный набор номера;

3) повторный вызов без нового набора номера;

5) передача вызова в случае занятости вызываемого абонента на другой телефонный аппарат;

6) передача вызова на автоинформатор или телефонистке;

7) определение номера вызываемого абонента.

В системе DX-200 повременной учет стоимости разговора осуществляется при исходящей связи с учетом категории абонентов.

В состав системы DX-200 входят два типа автоматических телефонных станций: DX-210 и DX-220. Станция DX-210 в основном испольуется в качестве автоматической телефонной станции малой емкости . Основные характеристики системы DX-200 приведены в таблице 2.2.

Электронная цифровая коммутационная система SI 2000.Система SI 2000 предназначена для обслуживания телефонных сетей пригородной и сельской местности. Передовая концепция организации сети SI 2000 является базовой стратегией. В противоположность другим решениям данная концепция обеспечивает несравнимую экономическую выгоду и гибкость. Сети связи многих стран большей частью являются еще аналоговыми, и осуществить немедленную цифровизацию всех путей передачи практически невозможно. Наряду со стандартными возможностями система SI 2000 имеет еще некоторые специфические особенности, служащие для оптимизации решений, связанных с созданием цифровой сети связи.

Во всех телефонных станциях SI 2000 интегрированы аналоговые линейные комплекты. Такое решение для имеющегося аналогового оборудования передачи является экономически наиболее выгодным.

Разработка оптимизированной сети, ориентированной на пригородную и сельскую местность, требует создания цифровых островов. Способность SI 2000 синхронизироваться от цифровой сети позволяет выполнить цифровизацию подчиненных оконечных автоматических телефонных станций и трактов передачи. Для обеспечения беспрепятственного развития сети связи узловая SI 2000 будет выполнять в целом коммутацию и аналого-цифровое преобразование. Если будет смонтирована главная цифровая городская автоматическая телефонная станция, синхронизация SI 2000 будет выполняться от нее без какого-либо дополнительного оборудования.

Абонентом системы SI 2000 предоставляет следующие услуги:

2) наличие контрольного счетчика у абонента;

3) наблюдение;

5) переадресация вызова;

6) сокращенный набор номера (прямой вызов);

7) установка на ожидание

и многие другие со всей необходимой поддержкой по учету их стоимости.

Выносные модули в SI 2000 оптимизированы в соответствии с передовой концепцией организации сети. При возникновении потребности в больших емкостях используется автономные автоматические телефонные станции семейства SI 2000. Автономная автоматическая телефонная станция может быть преобразована в выносной модуль или, наоборот, без каких-либо изменений в аппаратных средствах.

Передача по маршрутам большой протяженности в сельской местности является более дорогостоящей, чем в городских зонах. Для того, чтобы сэкономить на оборудовании передачи, в систему SI 2000 интегрировано, в качестве обязательного, устройство ответвления каналов тракта ИКМ–30. В одном тракте ИКМ поток может быть разделен максимально по 15 станциям. Оборудование передачи данных может вводить или выделять свыше двух потоков данных со скоростью 64 килобит в секунду.

Основными достоинствами системы SI 2000 является надежность (менее 0,5 отказов на 100 линий в год), простота, распределенность и модульность, экономичность [ 7 ].

Основные характеристики системы SI 2000 приведены в таблице 2.2.

Электронная автоматическая коммутационная система AXE-10.Система коммутации AXE-10 может использоваться в качестве опорной автоматической телефонной станции, в качестве различных узлов связи (включая международние), а также в качестве центральных, узловых и оконечных автоматических телефонных станций малой емкости на сельских телефонных сетях.

В зависимости от варианта предлагаемого использования различают:

1) местную станцию AXE;

2) транзитную станцию;

3) станцию мобильной (подвижной) связи для создания сотовой сети связи.

Максимальная емкость AXE-10, используемой в качестве местной автоматической телефонной станции, составляет 200000 абонентских линий при средней продолжительности разговора 100 секунд и нагрузке на одну абонентскую линию до 0,1 эрланга.

Транзитная станция типа AXE-10 рассчитана до 2048 цифровых соединительных линий, позволяет пропускать нагрузку транзита до 200 тысяч абонентских линий, включаемых в местные автоматические телефонные станции. Допустимая нагрузка на один канал соединительной цифровой линии установлена равной 0,8 Эрланга.

Для аналого-цифрового преобразования используется импульсно-кодовая модуляция со скоростью передачи информации 2048 килобит в секунду.

Обмен управляющими сигналами с координатными автоматическими телефонными станциями осуществляется на базе системы сигнализации R2 посредством многочастотного кода "2 из 6".

При междугородней связи используется преимущественно одночастотная система сигнализации, применяется также система сигнализации по общему каналу сигнализации №7.

Посредством системы эксплуатации и технического обслуживания обеспечивается постоянное и всестороннее наблюдение за порядком и результатами установления соединений, контроль поступающей нагрузки.

Основные услуги, предоставляемые абонентам:

1) сокращенный набор номера;

3) наведение справки во время разговора;

4) переадресация вызова к телефону или на автоинформатор;

5) автоматическая конференц-связь;

6) установка на ожидание в случае занятости абонента с уведомлением;

7) вызов абонента по заказу;

8) сопровождающий вызов;

9) переключение на другой аппарат при занятости или при не ответе абонента;

10) ограничение исходящей связи;

11) определение номера вызывающего абонента при наличии заявки от вызывающего абонента;

12) автоматическая побудка.

Система коммутации может быть использована для планирования и разработки сетей связи в сельской местности. При этом должны учитываться большие расстояния, низкая телефонная плотность. В основе системы AXE-10 для сельской местности лежит тот же состав оборудования, что и для цифровой сети города. Дополнительно включается в поставку удаленный абонентский мультиплексор, позволяющий подключить до 128 абонентских линий. Предусмотрено использование кабельных цифровых линий связи или линий радиосвязи для соединения удаленных абонентских мультиплексоров с опорной автоматической телефонной станцией. Разработаны варианты размещения оборудования в специальных контейнерах, содержащих необходимые устройства для включения в сеть электропитания немедленного ввода в эксплуатация.

Для абонентов учрежденческого сектора специально разработаны такие услуги, как Центрекс и передача данных по специально выделенным каналам. С помощью этой услуги часть абонентов системы коммутации объединяется в группы с закрытой нумерацией и общим вызовом со стороны телефонной сети по выделенному номеру. Практически могут создаваться учрежденческие автоматические телефонные станции на базе одного и того же оборудования коммутации.

Система коммутации AXE-10 рассчитана на использование в качестве центральной станции сотовой сети связи типа NMT-450. Разработка специальной подсистемы для включения подвижной телефонной связи позволила организовать сопряжение системы AXE-10 с базовыми станциями сотовой связи .

Основные характеристики системы AXE-10 приведены в таблице 2.2.

Электронная автоматическая коммутационная система EWSD.Система EWSD приобрела прекрасную репутацию во многих странах мира благодаря своей надежности, экономической эффективности и многообразию предоставляемых услуг.

Цифровая электронная станция EWSD применяется: с использованием удаленного цифрового блока для оптимизации абонентской сети или для внедрения в зоне новых услуг, в качестве местной телефонной станции, в качестве транзитной телефонной станции, в качестве городской и транзитной междугородней станции, в качестве коммутационного центра для подвижных объектов, в качестве сельской станции, станции малой емкости, как контейнерная станция, в качестве коммутационной системы, в качестве центра эксплуатации и технического обслуживания группы станций, в качестве узла в системе общеканальной сигнализации, в цифровой сети интегрального обслуживания, для предоставления специальных услуг.

EWSD обеспечивает эксплуатационные компании многими преимущественными возможностями, которые, в свою очередь, обуславливаются универсальностью, гибкостью и эксплуатационными качествами коммутационной системы. К основным характерным возможностям EWSD можно отнести: интегрированный надзор, включающий надзор за работой, индикацию ошибок, процедуры анализа ошибок и их диагностику, внедрение в существующие сети, выбор маршрута, выбор альтернативного маршрута, регистрация учета стоимости телефонных разговоров, измерение нагрузки, управление базой данных и других.

В EWSD могут быть использованы все стандартные системы сигнализации. Передача сигнализации также осуществляется стандартными системами. Станция может работать как с абонентами с декадным набором номера, так и с абонентами с тональным набором номера. Для регистрации учета стоимости используются все стандартные методы.

Аналоговому абоненту могут быть представлены следующие виды услуг:

1) сокращенный набор номера;

2) соединение без набора номера (прямая связь);

3) соединение без выдержки времени;

4) передача входящего вызова при отсутствии абонента на службу отсутствующих абонентов;

5) автоинформатор с заранее записанными фразами;

7) временный запрет входящей связи;

8) постановка вызова на ожидание (в случае занятости вызываемого абонента);

9) наведение справки во время разговора;

10) конференц-связь;

11) распечатанная запись длительности и стоимости разговора;

12) автоматическая побудка;

13) специальный абонент;

14) приоритет вызовов

и другие.

Для абонентов цифровой сети интегрального обслуживания дополнительно могут быть предоставлены следующие виды услуг:

1) подключение до восьми оконечных устройств одновременно;

2) изменение оконечного устройства, выбор оконечного устройства;

3) мобильность оконечного устройства;

4) индикаторы услуги;

5) изменение услуги во времени вызова;

6) работа с одновременным пользованием двумя услугами;

7) регистрация учета стоимости разговора по отдельным услугам;

8) вызова, оплачиваемые абонентом и другие .

Основные характеристики системы EWSD приведены в таблице 2.2.

Электронная автоматическая коммутационная система Alkatel S12. При разработке системы большое внимание уделялось проблемам экономичности в производстве и эксплуатации. Экономичность производства обеспечивается высокой степенью унификации оборудования.

Главной функциональной характеристикой станции "Alkatel S12" является децентрализованная структура, основанная на полностью распределенном управлении, как функциями обработки информации, так и непосредственно процессами коммутации.

В сочетании с модульностью аппаратных и программных средств распределенное управление обеспечивает:

1) высокую надежность работы оборудования;

2) возможность построения станции в широком диапазоне емкостей;

3) гибкость в плановом наращивании емкостей системы по требованиям заказчика;

4) устойчивость к изменениям системных требований в будущем, поскольку новые применения будут связаны только с доукомплектованием станции новыми аппаратными или программными модулями без изменения архитектурных принципов и базовых аппаратно-программных средств;

5) упрощение программного обеспечения.

Модульная архитектура станции обеспечивает гибкое внедрение новых технологических решений и предоставление новых услуг в условиях эксплуатации без перерывов в работе. Новые технологические решения и версии программного обеспечения внедрены на сетях различных стран, доведя "Alkatel S12" до совершенного уровня соответствия требованиям к функциональным и технико-эксплуатационным характеристикам, а также обеспечив ее дальнейший эволюционный переход к узкополосной и широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания.

Оборудование станции "Alkatel S12" предназначено для применения на сетях общего и специального назначения, охватывая спектр применения от малых вынесенных абонентских блоков до крупных городских и междугородних станций. Основными вариантами конфигурации оборудовании являются:

1) городские автоматические телефонные станции малой емкости (от 256 до 5376 абонентских линий);

2) городские автоматические телефонные станции средней и большой емкости (до 100000 абонентских линий);

3) транзитные узлы коммутации (до 60000 соединительных линий);

4) вынесенные абонентские концентраторы (до 976 абонентских линий).

Станции "Alkatel S12" обеспечивает предоставление абонентам следующих видов связи:

1) автоматическая внутренняя связь между всеми абонентами станции;

2) автоматическая входящая и исходящая местная связь к абонентам других станций;

3) транзитная связь между входящими и исходящими линиями;

4) автоматическая связь внутри определенной группы абонентов;

5) автоматическая исходящая связь к справочным службам;

6) полупостоянная коммутация.

Абонентам "Alkatel S12" предоставляются следующие виды дополнительных телефонных видов услуг:

1) переадресация входящего вызова к другому аппарату;

2) переадресация вызова в случае занятости абонента;

3) переадресация входящего вызова на автоинформатор или оператора;

4) сопровождающий вызов по паролю на аппарат, с которого заказывались услуги;

5) поисковая сигнализация;

6) установка на ожидание освобождения вызываемого абонента (ожидание с обратным вызовом);

7) повторный вызов без набора номера;

8) соединение с абонентом по предварительному заказу;

9) конференц-связь и другие.

Основные характеристики системы "Alkatel S12" приведены в таблице 2.2 .

Таблица 2.2 - Основные характеристики импортных систем коммутации

Соединительные;

Абонентские.

Наименование параметров		SI 2000	AXE-10	EWSD	Akatel S12
Максимальная абонентская емкость, номеров		10400	200000	250000	120000
Максимальное количество СЛ		3600	60000	60000	85000
Пропускная способность,(Эрл).		2500	30000	25200	30000
Максимальное количество вызовов в ЧНН		80000	1000000	1000000	1000000
Минимальное количество портов на 1-ой плате	60	16	128	256	16
Потребляемая мощность на один номер,(Вт).	0,6..0,9	0,7..1,0	0,65..0,7	0,6..1,2	0,7..1,1

Как видно из вышесказанного, параметры импортных систем коммутации близки друг к другу, и в этом случае решающее значение имеет стоимость. Вот именно по этому критерию мной выбрана система коммутации AXE-10, как наилучшая по соотношению "качество-цена".

Рассмотрим электронные цифровые автоматические телефонные станции, выпускаемые предприятиями Республики Беларусь. Это такие станции, как ЦСФ "Неман", ЭАТС "Ф - 50/1000" (обе - производство ОАО"Связьинвест"), АТС "Бета" (производитель - МПОВТ).

Все представленные выше станции обладают типичными достоинствами цифровых АТС (повышение качества передачи и коммутации, расширение спектра предоставляемых услуг, уменьшение объема работ при монтаже и обслуживании и т.д.), но по сравнению с зарубежными аналогами они имеют одно неоспоримое преимущество - цену. Стоимость одного номера в 2-4 раза меньше, чем на аналогичных импортных АТС, а если учесть значительное снижение эксплуатационных расходов в течение 25 лет эксплуатации, то экономический выигрыш будет еще более ощутим. Поэтому неудивительно, что предпочтение на ввод абонентской емкости на местных сетях отдается продукции именно белорусских производителей. Этому также способствует и то обстоятельство, что Государственная Программа импортозамещения предписывает использовать исключительно отечественное оборудование.

Основные технические характеристики ЦАТС, производимых в Республике Беларусь, приведены в таблице 2.1. В то же время нельзя не отметить тот факт, что зарубежные ЦАТС предоставляют абонентам гораздо больший перечень оказываемых услуг. Еще один недостаток ЦАТС, производимых в нашей республике, состоит в малой емкости (до 10000 портов) выпускаемых станций. Отсюда следует вывод: для успешного решения задачи, поставленной в моем дипломном проекте, продукция белорусских предприятий, к сожалению, не подходит .

Таблица 2.1 - Техническая характеристика ЦАТС, производимых в Республике Беларусь

Соединительные;

Абонентские

Наименование параметров
Максимальная абонентская емкость, номеров
Максимальное количество СЛ
Максимальное количество вызовов в ЧНН
Максимальный трафик в ЧНН (Эрл)
Потребляемая мощность на один номер (Вт)
Число портов на 1 плате

Обзор импортных систем коммутации

Для абонентов DX-200 предусмотрен целый ряд дополнительных видов услуг:

1) сокращенный набор номера;

3) повторный вызов без нового набора номера;

5) передача вызова в случае занятости вызываемого абонента на другой телефонный аппарат;

6) передача вызова на автоинформатор или телефонистке;

7) определение номера вызываемого абонента.

Абонентом системы SI 2000 предоставляет следующие услуги:

декадный или частотный набор номера;

наличие контрольного счетчика у абонента;

наблюдение;

запрет некоторых видов исходящей связи;

переадресация вызова;

сокращенный набор номера (прямой вызов);

установка на ожидание

и многие другие со всей необходимой поддержкой по учету их стоимости.

Передача по маршрутам большой протяженности в сельской местности является более дорогостоящей, чем в городских зонах. Для того, чтобы сэкономить на оборудовании передачи, в систему SI 2000 интегрировано, в качестве обязательного, устройство ответвления каналов тракта ИКМ-30. В одном тракте ИКМ поток может быть разделен максимально по 15 станциям. Оборудование передачи данных может вводить или выделять свыше двух потоков данных со скоростью 64 килобит в секунду.

Основные характеристики системы SI 2000 приведены в таблице 2.2.

В зависимости от варианта предлагаемого использования различают:

1) местную станцию AXE;

2) транзитную станцию;

3) станцию мобильной (подвижной) связи для создания сотовой сети связи.

Основные услуги, предоставляемые абонентам:

1) сокращенный набор номера;

3) наведение справки во время разговора;

4) переадресация вызова к телефону или на автоинформатор;

5) автоматическая конференц-связь;

6) установка на ожидание в случае занятости абонента с уведомлением;

7) вызов абонента по заказу;

8) сопровождающий вызов;

9) переключение на другой аппарат при занятости или при не ответе абонента;

10) ограничение исходящей связи;

11) определение номера вызывающего абонента при наличии заявки от вызывающего абонента;

12) автоматическая побудка.

Основные характеристики системы AXE-10 приведены в таблице 2.2.

Аналоговому абоненту могут быть представлены следующие виды услуг:

1) сокращенный набор номера;

2) соединение без набора номера (прямая связь);

3) соединение без выдержки времени;

4) передача входящего вызова при отсутствии абонента на службу отсутствующих абонентов;

5) автоинформатор с заранее записанными фразами;

7) временный запрет входящей связи;

8) постановка вызова на ожидание (в случае занятости вызываемого абонента);

9) наведение справки во время разговора;

10) конференц-связь;

11) распечатанная запись длительности и стоимости разговора;

12) автоматическая побудка;

13) специальный абонент;

14) приоритет вызовов

и другие.

1) подключение до восьми оконечных устройств одновременно;

2) изменение оконечного устройства, выбор оконечного устройства;

3) мобильность оконечного устройства;

4) индикаторы услуги;

5) изменение услуги во времени вызова;

6) работа с одновременным пользованием двумя услугами;

7) регистрация учета стоимости разговора по отдельным услугам;

8) вызова, оплачиваемые абонентом и другие .

Основные характеристики системы EWSD приведены в таблице 2.2.

В сочетании с модульностью аппаратных и программных средств распределенное управление обеспечивает:

1) высокую надежность работы оборудования;

2) возможность построения станции в широком диапазоне емкостей;

3) гибкость в плановом наращивании емкостей системы по требованиям заказчика;

5) упрощение программного обеспечения.

1) городские автоматические телефонные станции малой емкости (от 256 до 5376 абонентских линий);

2) городские автоматические телефонные станции средней и большой емкости (до 100000 абонентских линий);

3) транзитные узлы коммутации (до 60000 соединительных линий);

4) вынесенные абонентские концентраторы (до 976 абонентских линий).

Станции "Alkatel S12" обеспечивает предоставление абонентам следующих видов связи:

1) автоматическая внутренняя связь между всеми абонентами станции;

2) автоматическая входящая и исходящая местная связь к абонентам других станций;

3) транзитная связь между входящими и исходящими линиями;

4) автоматическая связь внутри определенной группы абонентов;

5) автоматическая исходящая связь к справочным службам;

6) полупостоянная коммутация.

Абонентам "Alkatel S12" предоставляются следующие виды дополнительных телефонных видов услуг:

1) переадресация входящего вызова к другому аппарату;

2) переадресация вызова в случае занятости абонента;

3) переадресация входящего вызова на автоинформатор или оператора;

4) сопровождающий вызов по паролю на аппарат, с которого заказывались услуги;

5) поисковая сигнализация;

6) установка на ожидание освобождения вызываемого абонента (ожидание с обратным вызовом);

7) повторный вызов без набора номера;

8) соединение с абонентом по предварительному заказу;

9) конференц-связь и другие.

Основные характеристики системы "Alkatel S12" приведены в таблице 2.2 .

Таблица 2.2 - Основные характеристики импортных систем коммутации

Классификация сетей.

По территориальной распространенности

PAN (Personal Area Network) - персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.

LAN (Local Area Network) - локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку - около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.

CAN (Campus Area Network - кампусная сеть) - объединяет локальные сети близко расположенных зданий.

MAN (Metropolitan Area Network) - городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.

WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN - сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.

Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

По типу функционального взаимодействия

Клиент-сервер,Смешанная сеть,Одноранговая сеть,Многоранговые сети

По типу сетевой топологии

Шина, Кольцо, Двойное кольцо, Звезда, Ячеистая, Решётка, Дерево, Fat Tree

По типу среды передачи

Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель)

Беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне)

По функциональному назначению

Сети хранения данных, Серверные фермы, Сети управления процессом, Сети SOHO, домовые сети

По скорости передач

низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

По необходимости поддержания постоянного соединения

Пакетная сеть, например Фидонет и UUCP, Онлайновая сеть, например Интернет и GSM

Сети с коммутацией каналов

Одним из важнейших вопросов в компьютерных сетях является вопрос о коммутации. В понятие коммутация входит:

1. механизм распределения маршрута при передаче данных

2. синхронное использование канала связи

Об одном из способов решения задачи коммутации мы и поговорим, а именно о сетях с коммутацией каналов. Но нужно заметить, что это не единственный способ решения стоящей задачи в компьютерных сетях. Но перейдем ближе к сути вопроса. Сети с коммутацией каналов образуют между конечными узлами общий и неразрывный физический участок (канал) связи, через который проходят данных с одинаковой скоростью. Надо заметить, что одинаковая скорость достигается из-за отсутствия "остановки" на отдельных участках, так как маршрут заранее известен.

Установка связи в сетях с коммутацией каналов всегда начинается первой, ведь нельзя проложить маршрут к нужной цели, не подключившись. А после установки соединения можно смело передавать нужные данные. Давайте взглянем на преимущества сетей с коммутацией каналов:

1. скорость при передаче данных всегда одна и таже

2. нет задержки на узлах при передачи данных, что важно при различных On-line событиях (конференции, общение, видео-трансляции)

Ну а теперь и о недостатках надо сказать пару слов:

1. не всегда можно установить соединение, т.е. иной раз сеть может быть занята

2. мы не может сразу передавать данные без предварительной установки связи, т.е. теряется время

3. не очень эффективное использование физических каналов связи

Про последний минус поясню: при создании физического канала связи мы полностью занимаем все линию, не оставляя возможности другим подключиться к ней.

В свою очередь сети с коммутацией каналов разделяются на 2 типа, использующих разных технологических подход:

1. коммутация каналов на основе частотного мультиплексирования (FDM)

Схема работы такова:

1. на входы коммутатора каждый пользователь передает сигнал

2. все сигналы с с помощью коммутатора заполняют полосы ΔF методом частотной модуляции сигнала

2. коммутация каналов на основе временного мультиплексирования (TDM)

Принцип коммутации каналов на основе временно мультиплексирования достаточно просто. Он основан на временном разделении, т.е. поочередно происходит обслуживание каждого из каналов связи, причем отрезок времени, для отправки сигнала абоненту, строго определен.

3.Коммутация пакетов
Эта техника коммутации была специально разработана для эффективной передачи компьютерного трафика. Первые шаги на пути создания компьютерных сетей на основе техники коммутации каналов показали, что этот вид коммутации не позволяет достичь высокой общей пропускной способности сети. Типичные сетевые приложения генерируют трафик очень неравномерно, с высоким уровнем пульсации скорости передачи данных. Например, при обращении к удаленному файловому серверу пользователь сначала просматривает содержимое каталога этого сервера, что порождает передачу небольшого объема данных. Затем он открывает требуемый файл в текстовом редакторе, и эта операция может создать достаточно интенсивный обмен данными, особенно если файл содержит объемные графические включения. После отображения нескольких страниц файла пользователь некоторое время работает с ними локально, что вообще не требует передачи данных по сети, а затем возвращает модифицированные копии страниц на сервер - и это снова порождает интенсивную передачу данных по сети.

Коэффициент пульсации трафика отдельного пользователя сети, равный отношению средней интенсивности обмена данными к максимально возможной, может достигать 1:50 или даже 1:100. Если для описанной сессии организовать коммутацию канала между компьютером пользователя и сервером, то большую часть времени канал будет простаивать. В то же время коммутационные возможности сети будут закреплены за данной парой абонентов и будут недоступны другим пользователям сети.

При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Напомним, что сообщением называется логически завершенная порция данных - запрос на передачу файла, ответ на этот запрос, содержащий весь файл и т.д. Сообщения могут иметь произвольную длину, от нескольких байт до многих мегабайт. Напротив, пакеты обычно тоже могут иметь переменную длину, но в узких пределах, например от 46 до 1500 байт. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета на узел назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения (рис. 3). Пакеты транспортируются по сети как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге - узлу назначения.

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят передачей другого пакета (рис. 3). В этом случае пакет находится некоторое время в очереди пакетов в буферной памяти выходного порта, а когда до него дойдет очередь, он передается следующему коммутатору. Такая схема передачи данных позволяет сглаживать пульсацию трафика на магистральных связях между коммутаторами и тем самым наиболее эффективно использовать их для повышения пропускной способности сети в целом.

Действительно, для пары абонентов наиболее эффективным было бы предоставление им в единоличное пользование скоммутированного канала связи, как это делается в сетях с коммутацией каналов. В таком случае время взаимодействия этой пары абонентов было бы минимальным, так как данные без задержек передавались бы от одного абонента другому. Простои канала во время пауз передачи абонентов не интересуют, для них важно быстрее решить свою задачу. Сеть с коммутацией пакетов замедляет процесс взаимодействия конкретной пары абонентов, так как их пакеты могут ожидать в коммутаторах, пока по магистральным связям передаются другие пакеты, пришедшие в коммутатор ранее.

Тем не менее, общий объем передаваемых сетью компьютерных данных в единицу времени при технике коммутации пакетов будет выше, чем при технике коммутации каналов. Это происходит потому, что пульсации отдельных абонентов в соответствии с законом больших чисел распределяются во времени так, что их пики не совпадают. Поэтому коммутаторы постоянно и достаточно равномерно загружены работой, если число обслуживаемых ими абонентов действительно велико. На рис. 4 показано, что трафик, поступающий от конечных узлов на коммутаторы, распределен во времени очень неравномерно. Однако коммутаторы более высокого уровня иерархии, которые обслуживают соединения между коммутаторами нижнего уровня, загружены более равномерно, и поток пакетов в магистральных каналах, соединяющих коммутаторы верхнего уровня, имеет почти максимальный коэффициент использования. Буферизация сглаживает пульсации, поэтому коэффициент пульсации на магистральных каналах гораздо ниже, чем на каналах абонентского доступа - он может быть равным 1:10 или даже 1:2.

Более высокая эффективность сетей с коммутацией пакетов по сравнению с сетями с коммутацией каналов (при равной пропускной способности каналов связи) была доказана в 60-е годы как экспериментально, так и с помощью имитационного моделирования. Здесь уместна аналогия с мультипрограммными операционными системами. Каждая отдельная программа в такой системе выполняется дольше, чем в однопрограммной системе, когда программе выделяется все процессорное время, пока ее выполнение не завершится. Однако общее число программ, выполняемых за единицу времени, в мультипрограммной системе больше, чем в однопрограммной.
Сеть с коммутацией пакетов замедляет процесс взаимодействия конкретной пары абонентов, но повышает пропускную способность сети в целом.

Задержки в источнике передачи:

· время на передачу заголовков;

· задержки, вызванные интервалами между передачей каждого следующего пакета.

Задержки в каждом коммутаторе:

· время буферизации пакета;

· время коммутации, которое складывается из:

o времени ожидания пакета в очереди (переменная величина);

o времени перемещения пакета в выходной порт.

Достоинства коммутации пакетов

1. Высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика.

2. Возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика.

Недостатки коммутации пакетов

1. Неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети, обусловленная тем, что задержки в очередях буферов коммутаторов сети зависят от общей загрузки сети.

2. Переменная величина задержки пакетов данных, которая может быть достаточно продолжительной в моменты мгновенных перегрузок сети.

3. Возможные потери данных из-за переполнения буферов.
В настоящее время активно разрабатываются и внедряются методы, позволяющие преодолеть указанные недостатки, которые особенно остро проявляются для чувствительного к задержкам трафика, требующего при этом постоянной скорости передачи. Такие методы называются методами обеспечения качества обслуживания (Quality of Service, QoS).

Сети с коммутацией пакетов, в которых реализованы методы обеспечения качества обслуживания, позволяют одновременно передавать различные виды трафика, в том числе такие важные как телефонный и компьютерный. Поэтому методы коммутации пакетов сегодня считаются наиболее перспективными для построения конвергентной сети, которая обеспечит комплексные качественные услуги для абонентов любого типа. Тем не менее, нельзя сбрасывать со счетов и методы коммутации каналов. Сегодня они не только с успехом работают в традиционных телефонных сетях, но и широко применяются для образования высокоскоростных постоянных соединений в так называемых первичных (опорных) сетях технологий SDH и DWDM, которые используются для создания магистральных физических каналов между коммутаторами телефонных или компьютерных сетей. В будущем вполне возможно появление новых технологий коммутации, в том или ином виде комбинирующих принципы коммутации пакетов и каналов.

4.VPN (англ. Virtual Private Network - виртуальная частная сеть ) - обобщённое название технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых соединений (логическую сеть) поверх другой сети (например, Интернет). Несмотря на то, что коммуникации осуществляются по сетям с меньшим неизвестным уровнем доверия (например, по публичным сетям), уровень доверия к построенной логической сети не зависит от уровня доверия к базовым сетям благодаря использованию средств криптографии (шифрования, аутентификации, инфраструктуры открытых ключей, средств для защиты от повторов и изменений передаваемых по логической сети сообщений).

В зависимости от применяемых протоколов и назначения, VPN может обеспечивать соединения трёх видов: узел-узел ,узел-сеть и сеть-сеть . Обычно VPN развёртывают на уровнях не выше сетевого, так как применение криптографии на этих уровнях позволяет использовать в неизменном виде транспортные протоколы (такие какTCP, UDP).

Пользователи Microsoft Windows обозначают термином VPN одну из реализаций виртуальной сети - PPTP, причём используемую зачастую не для создания частных сетей.

Чаще всего для создания виртуальной сети используется инкапсуляция протокола PPP в какой-нибудь другой протокол - IP (такой способ использует реализация PPTP - Point-to-Point Tunneling Protocol) или Ethernet (PPPoE) (хотя и они имеют различия). Технология VPN в последнее время используется не только для создания собственно частных сетей, но и некоторымипровайдерами «последней мили» на постсоветском пространстве для предоставления выхода в Интернет.

При должном уровне реализации и использовании специального программного обеспечения сеть VPN может обеспечить высокий уровень шифрования передаваемой информации. При правильной настройке всех компонентов технология VPN обеспечивает анонимность в Сети.

VPN состоит из двух частей: «внутренняя» (подконтрольная) сеть, которых может быть несколько, и «внешняя» сеть, по которой проходит инкапсулированное соединение (обычно используется Интернет). Возможно также подключение к виртуальной сети отдельного компьютера. Подключение удалённого пользователя к VPN производится посредством сервера доступа, который подключён как к внутренней, так и к внешней (общедоступной) сети. При подключении удалённого пользователя (либо при установке соединения с другой защищённой сетью) сервер доступа требует прохождения процесса идентификации, а затем процесса аутентификации. После успешного прохождения обоих процессов, удалённый пользователь (удаленная сеть) наделяется полномочиями для работы в сети, то есть происходит процесс авторизации. Классифицировать VPN решения можно по нескольким основным параметрам:

[править]По степени защищенности используемой среды

Защищённые

Наиболее распространённый вариант виртуальных частных сетей. С его помощью возможно создать надежную и защищенную сеть на основе ненадёжной сети, как правило, Интернета. Примером защищённых VPN являются: IPSec, OpenVPN и PPTP.

Доверительные

Используются в случаях, когда передающую среду можно считать надёжной и необходимо решить лишь задачу создания виртуальной подсети в рамках большей сети. Проблемы безопасности становятся неактуальными. Примерами подобных VPN решений являются: Multi-protocol label switching (MPLS) и L2TP (Layer 2 Tunnelling Protocol) (точнее сказать, что эти протоколы перекладывают задачу обеспечения безопасности на другие, например L2TP, как правило, используется в паре с IPSec).

[править]По способу реализации

В виде специального программно-аппаратного обеспечения

Реализация VPN сети осуществляется при помощи специального комплекса программно-аппаратных средств. Такая реализация обеспечивает высокую производительность и, как правило, высокую степень защищённости.

В виде программного решения

Используют персональный компьютер со специальным программным обеспечением, обеспечивающим функциональность VPN.

Интегрированное решение

Функциональность VPN обеспечивает комплекс, решающий также задачи фильтрации сетевого трафика, организации сетевого экрана и обеспечения качества обслуживания.

[править]По назначению

Используют для объединения в единую защищённую сеть нескольких распределённых филиалов одной организации, обменивающихся данными по открытым каналам связи.

Remote Access VPN

Используют для создания защищённого канала между сегментом корпоративной сети (центральным офисом или филиалом) и одиночным пользователем, который, работая дома, подключается к корпоративным ресурсам с домашнего компьютера, корпоративного ноутбука, смартфона или интернет-киоскa.

Используют для сетей, к которым подключаются «внешние» пользователи (например, заказчики или клиенты). Уровень доверия к ним намного ниже, чем к сотрудникам компании, поэтому требуется обеспечение специальных «рубежей» защиты, предотвращающих или ограничивающих доступ последних к особо ценной, конфиденциальной информации.

Используется для предоставления доступа к интернету провайдерами, обычно в случае если по одному физическому каналу подключаются несколько пользователей.

Client/Server VPN

Он обеспечивает защиту передаваемых данных между двумя узлами (не сетями) корпоративной сети. Особенность данного варианта в том, что VPN строится между узлами, находящимися, как правило, в одном сегменте сети, например, между рабочей станцией и сервером. Такая необходимость очень часто возникает в тех случаях, когда в одной физической сети необходимо создать несколько логических сетей. Например, когда надо разделить трафик между финансовым департаментом и отделом кадров, обращающихся к серверам, находящимся в одном физическом сегменте. Этот вариант похож на технологию VLAN, но вместо разделения трафика, используется его шифрование.

[править]По типу протокола

Существуют реализации виртуальных частных сетей под TCP/IP, IPX и AppleTalk. Но на сегодняшний день наблюдается тенденция к всеобщему переходу на протокол TCP/IP, и абсолютное большинство VPN решений поддерживает именно его. Адресация в нём чаще всего выбирается в соответствии со стандартом RFC5735, из диапазона Приватных сетей TCP/IP

[править]По уровню сетевого протокола

По уровню сетевого протокола на основе сопоставления с уровнями эталонной сетевой модели ISO/OSI.

5. Эталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию (рис. 1) разработанную Международной организацией по стандартам (International Standardization Organization - ISO). Эта модель содержит в себе по сути 2 различных модели:

· горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах

· вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине

В горизонтальной модели двум программам требуется общий протокол для обмена данными. В вертикальной - соседние уровни обмениваются данными с использованием интерфейсов API.

Похожая информация.