ПРОХОЖДЕНИЕ СООБЩЕНИЙ В СЕТИ

Воронежский институт МВД России

 

Кафедра телекоммуникационных систем

 

Тезисы лекции

по дисциплине «Сети электросвязи»

 

 

Тематический модуль №3 «Коммутация каналов, сообщений и пакетов»

Лекция №1 «Коммутация каналов, сообщений и пакетов»

 

 

Обсуждены и одобрены

на заседании кафедры ТКС

Протокол №__ от «___» ________2011г.

 

Разработал:

Ст. преподаватель кафедры ТКС майор милиции ______________ А.Н. Глушков

 

 

Воронеж 2011 г.

 

Лекция №1 «Коммутация каналов, сообщений и пакетов»

 

Учебно - воспитательные цели:

1. Ознакомить слушателей с целью дисциплины и её месте в общем процессе подготовки специалистов по сетям связи.

2. Вооружить слушателей основной терминологией и определениями, используемой при изучении данного курса.

3. Дать представление слушателям о системном подходе к организации сетей связи.

 

Время: 2 часа.

Учебные вопросы и расчет времени:

№	Учебные вопросы	Время, мин
	Организационная часть
	Введение
	Прохождение сообщений в сети. Выбор вида связи и эффективности информации. Показатели эффективности сетей связи.
	Выбор вида связи и эффективности информации.
	Показатели эффективности сетей связи.
	Подведение итогов
	Ответы на вопросы
	Выдача задания на самоподготовку

Литература

1. Автоматическая коммутация: учебник для вузов/ Под. ред. О.Н. Ивановой. – М.: Радио и связь, 2002 – 624 с.

2. Корнышев Ю.Н., Пшеничников А. П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика: учебник для вузов. –М.: Радио и связь, 2006.

3. Системы электросвязи: Учебник для ВУЗов. Под. ред. В.П.Шувалова. –М.: Радио и связь, 2007 г., 512 с.

4. Романов В.В., Кубанов В.П. Системы и сети электросвязи. –М.: Радио и связь, 2007.-296 с.

5. Андреанов В.И., Соколов А.В. Средства мобильной связи.- СПб.: БХВ, 2004.-256 с.: ил.

6. Беспроводные линии связи и сети.: Пер. с англ. / под ред. А.В.Назаренко. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003.-640 с.

7. А.В. Шмалько. Цифровые сети связи. Основы планирования и построения. – М.: Эко-Трендз, 2001. – 283с.

9. Б.С. Гольдштейн, И.М. Ехриель, Р.Д. Рерле. Интеллектуальные сети. – Радио и связь, 2000.- 500с.

Тезисы лекции

 

ПРОХОЖДЕНИЕ СООБЩЕНИЙ В СЕТИ

Процесс доставки сообщения от источника информации к потребителю разбивается на следующие этапы:

1) формирование сообщения, доставка его в ОП и ожидание предоставления устройств ввода в сеть;

2) вхождение в связь и передача сообщения от пункта ввода к пункту вывода непосредственно или с запоминанием или даже обработкой на отдельных узлах (прохождение сообщений в сети);

3) вывод из сети в виде, удобном для использования, и доставка к месту использования. Способ доставки информации и прохождения ее в сети электросвязи можно прежде всего разделить на доставку по прямым каналам и с использованием коммутации.

Доставка по прямым (скроссированным) каналам осуществляется непосредственно между аппаратурой ввода и вывода. Такие каналы предоставляются пользователям (например, сдаются в аренду) на продолжительное время (круглосуточно) или на определенные периоды, например по расписанию. Прямой канал обеспечивает наиболее быструю передачу сообщений, так как исключается ожидание его освобождения от занятия другими связями и нет необходимости в передаче адреса. Время прохождения сообщения определяется только его объемом и пропускной способностью канала. Однако из-за возможных повреждений, сбоев и искажений появляется вероятность задержки. Распределение плотности вероятности w(t_д) времени доставки по прямому каналу имеет вид кривой 10 на рис. 2в (Т.2). Наличие дублирующего канала повышает надежность прохождения за меньшее время (кривая 10). Использование прямых каналов целесообразно лишь в случаях, когда между пунктами имеется большой поток сообщений, загружающий канал не менее чем на 40-60%, или при необходимости в надежной передаче важной срочной информации. Прямые каналы (двух- и многополюсные) используются, например, в сетях вещания и передачи газет.

В сетях с коммутацией (каналов, сообщений или пакетов) каналы и средства распределения сообщений (коммутации), как правило, используются лучше, однако при этом увеличивается время доставки t_Д (кривая 11 на рис. 2в (Т.2)), причем это время растет при увеличении загрузки сети (кривая 11'). Если сообщение имеет приоритет, то оно может быть доставлено быстрее (кривая 11"). В настоящее время имеется три основных способа прохождения сообщения в сетях с коммутацией. На рис. 1 дано распределение времени доставки по отдельным этапам для этих способов. Во всех случаях затрачивается время на доставку сообщений в ОП и из ОП, на вхождение в связь - t_В.С.(получения разрешения начать передачу), а в ОП коллективного пользования еще и на ожидание освобождения устройств ввода другими пользователями - t_ОЖ:

1. В сети с коммутацией каналов КК пользователям на время передачи сообщения предоставляется симплексный или дуплексный тракт передачи сообщения (разговорный тракт), составленный в соответствии с адресом из свободных в данный момент каналов на отдельных участках (рис. 1а). После установления соединения сообщение поступает непосредственно из одного оконечного пункта в другой. В процессе установления соединения может произойти отказ (потеря вызова) из-за занятости путей, канала вызываемого пункта или не ответа (а иногда из-за отсутствия вызываемого абонента), что приводит к появлению повторных вызовов. В некоторых случаях система предусматривает на отдельных участках ожидание предоставления тракта. Все это приводит к тому, что нагрузка (общее время занятия каналов) и объем каждого сообщения (время занятия канала для его передачи), как и число вызовов (попыток установления соединения), будут разными для одного и того же потока сообщений на разных участках пути.

Коммутация каналов применяется прежде всего на сетях, где требуются передача информации в реальном масштабе времени и проведение диалога телефонных, абонентского телеграфа, некоторых телеграфных («прямых соединений») и некоторых сетях передачи данных.

2. В сети с накоплением и передачей сообщений (с коммутацией сообщений, рис. 1б) оконечные пункты имеют постоянную прямую связь с ближайшим узлом (узлами), а каждый узел (иногда называемый центром коммутации сообщений ЦКС) соединен прямыми каналами (обычно одним с достаточно высокой пропускной способностью) с несколькими соседними узлами. Коммутация сообщений КС применяется при передаче дискретной информации в телеграфных сетях (системы с отрывом ленты, с ручным или автоматическим переприемом типа «Лиман», с кодовой коммутацией и т. п.) и сетях передачи данных, когда не требуется работа в реальном масштабе времени. Принцип накопления применяется иногда и в вещании (звуковом и телевизионном), когда на переприемном пункте передача записывается и в назначенное время передается в эфир или по проводной сети вещания, что особенно важно для сети РФ с большим числом временных поясов.

3. Сеть с передачей и коммутацией пакетов КП является разновидностью сети с накоплением на узлах, но передача сообщения между отдельными узлами ведется пакетами (сегментами) сравнительно небольшого объема (порядка 1000-8000 бит), на которые разбивается сообщение (рис. 1в). Сначала на основании адреса выбирается путь, а затем каждому пакету приписывается сокращенный адрес.

 

 

 

Рис.1 Прохождение информации в сети при коммутации каналов (а), сообщений (б) и пакетов (в)

1). Момент возникновения необходимости отправки информации;

2). Доставка сообщений в оконечный пункт;

3). Ожидание освобождения устройств ввода сообщений;

4). Запрос;

5). Получение разрешения на передачу;

6). Передача адреса и установление соединения (включая повторные вызовы);

7). Вызов абонента и ожидание ответа;

8). Ответ адресата образование тракта;

9). Передача сообщения (ведение разговора);

10, 11). Передача сигналов окончания передачи, отбоя и освобождения;

12). Доставка сообщения к месту использования;

13). Передача сообщений с малой скоростью;

14). Запись и хранение сообщений;

15). Передача квитанции о приеме;

16). Передача сообщения с большой скоростью;

17). Обработка сообщения;

18). Передача пакетов;

19). Передача требования о повторении;

20). Повторная передача.

 

При всех преимуществах КС в сетях с КП ускоряется прохождение сообщения, так как задержка на каждом узле резко уменьшается. Когда же нет необходимости в проверке верности, задержка может свестись только к времени анализа адреса пакета. По времени прохождения сообщения в сети между оконечными пунктами сеть с КП приближается к сети с коммутацией каналов, а при использовании широкополосных каналов (например, 6 Мбит/с) может обеспечивать телефонную передачу с ИКМ или дельта модуляцией. Сети с КП используются для передачи данных и телеграфных сообщений.