
Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції. / Зміст / Розділ 7. Методи розподілу інформації / Тема 7.3. Системи комутації каналів
- Розділ 1. Основи побудови телекомунікаційних систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Загальна архітектура й завдання телекомунікаційних систем
- Тема 1.3. Класифікація мереж, клієнтів, операторів і послуг зв’язку
- Тема 1.4. Стисла характеристика існуючих телекомунікаційних технологій
- Тема 1.5. Вимоги до сучасних і перспективних ТКС
- Тема 1.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 2. Мережі зв’язку наступного покоління: архітектура, основні характеристики й послуги
- Тема 2.1. Визначення й характеристика основних можливостей NGN
- Тема 2.2. Інфокомунікаційні послуги. Особливості послуг зв’язку наступного покоління
- Тема 2.3. Багаторівнева архітектура й функціональний склад NGN
- Тема 2.4. Перспективи концепції NGN
- Тема 2.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання
- Тема 3.1. Відкриті системи та їх взаємодія
- Тема 3.2. Основні організації зі стандартизації мережевих рішень
- Тема 3.3. Еталонна модель взаємодії відкритих систем
- 3.3.1. Багаторівневий підхід і декомпозиція задачі мережної взаємодії
- 3.3.2. Інтерфейс, протокол, стек протоколів
- 3.3.3. Загальна характеристика моделі OSI
- 3.3.4. Фізичний рівень. Функції й приклади протоколів
- 3.3.5. Канальний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.6. Мережний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.7. Транспортний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.8. Сеансовий рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.9. Представницький рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.10. Прикладний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.11. Поділ ЕМВВС на мережонезалежні і мережозалежні рівні
- Тема 3.4. Стандартні стеки мережних протоколів
- 3.4.1. Стек протоколів OSI
- 3.4.2. Стек протоколів TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколів IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколів NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколів технології Х.25
- 3.4.6. Стек протоколів технології Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколів технологій B-ISDN та АТМ
- 3.4.8. Сімейство протоколів DECnet
- 3.4.9. Мережна модель DoD
- 3.4.10. Зв’язок стандартів IEEE 802 з моделлю OSI
- 3.4.11. Стек протоколів мереж наступного покоління
- Тема 3.5. Стандартизація мережного обладнання
- Тема 3.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 4. Лінії зв’язку
- Тема 4.1. Фізичні параметри середовищ поширення електромагнітних хвиль
- Тема 4.2. Загальні відомості про лінії зв’язку
- Тема 4.3. Основні властивості кабельних ліній зв’язку
- Тема 4.4. Металеві лінії зв’язку
- Тема 4.5. Теорія волоконних світловодів
- Тема 4.6. Властивості неоднорідних ліній
- Тема 4.7. Конструкції кабелів зв’язку
- Тема 4.8. Електромагнітні впливи в лініях зв’язку
- Тема 4.9. Структуровані кабельні системи
- Тема 4.10. Атмосферний лазерний зв’язок
- Тема 4.11. Особливості радіоліній, радіорелейних і супутникових ліній зв’язку
- 4.11.1. Загальні принципи побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.2. Поширення радіохвиль у радіолініях зв’язку
- 4.11.3. Особливості поширення радіохвиль у радіорелейних лініях зв’язку
- 4.11.4. Особливості поширення радіохвиль у супутникових лініях зв’язку
- 4.11.5. Особливості побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.6. Загальні характеристики побудови супутникових ліній зв’язку
- 4.11.7. Зони бачення для ССЗ
- 4.11.8. Статистична структура сигналів СЛЗ
- 4.11.9. Основні складові систем супутникового зв’язку
- 4.11.10. Методи організації супутникового зв’язку
- 4.11.11. Обґрунтування щодо вибору параметрів апаратури при проектуванні радіорелейних ліній
- 4.11.12. Вибір енергетичних характеристик радіорелейних ліній
- 4.11.13. Стійкість функціонування радіорелейних ліній
- Тема 4.12. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 5. Способи формування групових сигналів
- Тема 5.1. Стисла характеристика способів формування групових сигналів
- Тема 5.2. Способи формування аналогових групових сигналів
- Тема 5.3. Способи формування цифрових групових сигналів
- Тема 5.4. Об’єднання синхронних цифрових потоків
- Тема 5.5. Об’єднання асинхронних цифрових потоків
- Тема 5.6. Об’єднання низькошвидкісних потоків
- Тема 5.7. Кодове ущільнення сигналів
- Тема 5.8. Види сигналів у системах з кодовим поділом
- Тема 5.9. Технологія спектрального ущільнення
- Тема 5.10. Формування групового сигналу з використанням IP-технологій
- Тема 5.11. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 6. Методи доступу
- Тема 6.1. Загальна характеристика методів доступу
- Тема 6.2. Методи вирішення конфліктів в алгоритмах доступу
- Тема 6.3. Моделі й архітектура мережі доступу
- Тема 6.4. Оптичні технології в мережах доступу
- Тема 6.5. Методи використання фізичних ресурсів у мережах доступу
- Тема 6.6. Особливості використання просторово-поляризаційних параметрів при радіодоступі
- Тема 6.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 8. Системи синхронізації
- Тема 8.1. Види синхронізації, їхня роль, місце й завдання у сучасних цифрових системах зв’язку
- Тема 8.2. Фазова (частотна) синхронізація
- Тема 8.3. Тактова (символьна) синхронізація
- Тема 8.4. Джитер і вандер цифрових сигналів
- Тема 8.5. Циклова (кадрова) синхронізація
- Тема 8.6. Мережна синхронізація цифрового зв’язку
- Тема 8.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 9. Системи сигналізації
- Тема 9.1. Види і склад сигналів
- Тема 9.2. Класифікація протоколів сигналізації
- Тема 9.3. Внутрішньосистемна сигналізація в ЦСК
- Тема 9.4. Особливості сигналізації в стиках V.5
- Тема 9.5. Абонентська сигналізація
- Тема 9.6. Обладнання сигналізації сучасних ЦСК
- Тема 9.7. Специфічні особливості українських систем сигналізації
- Тема 9.8. Методологія специфікації та опису систем сигналізації
- Тема 9.9. Цифрова багаточастотна сигналізація R2D
- Тема 9.10. Загальноканальна система сигналізації № 7
- Тема 9.11. Сигналізація DSS1
- Тема 9.12. Сигналізація на корпоративних мережах
- Тема 9.13. Сигналізація на мережах з комутацією пакетів
- Тема 9.14. Сигналізація на мережі B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигналізація в мережі ІР-телефонії
- Тема 9.16. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС
- Тема 10.1. Зміст задач управління в мережах наступного покоління
- Тема 10.2. Підсистема управління послугами
- Тема 10.3. Підсистема контролю й управління мережею
- Тема 10.4. Підсистема мережного управління на рівнях транспорту й доступу
- 10.4.1. Базова архітектура управління на рівнях транспорту й доступу ТКС
- 10.4.2. Класифікація й маркування пакетів трафіка
- 10.4.3. Управління інтенсивністю трафіка
- 10.4.4. Управління чергами на мережних вузлах
- 10.4.5. Маршрутизація: мета, основні задачі й протоколи
- 10.4.6. Сигнальні протоколи резервування мережних ресурсів
- 10.4.7. Функції управління канального рівня щодо забезпечення QoS
- 10.4.8. Рівні якості обслуговування й відповідні їм моделі обслуговування
- Тема 10.5. Перспективи розвитку технологій мережного управління
- Тема 10.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 11. Конвергенція в телекомунікаційних системах
- Тема 11.1. Конвергенція в ТКС: історія, мета та задачі
- Тема 11.2. Види конвергенції
- Тема 11.3. Приклади рішень щодо конвергенції в системах телекомунікацій
- Тема 11.4. Якість конвергентних послуг
- Тема 11.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 12. Методи забезпечення інформаційної безпеки об’єктів телекомунікаційної системи
- Тема 12.1. Основні терміни та поняття у сфері інформаційної безпеки
- Тема 12.2. Основні підходи до забезпечення інформаційної безпеки
- Тема 12.3. Криптографічний захист інформації
- Тема 12.4. Використання механізму електронного цифрового підпису
- Тема 12.5. Технічний захист інформації
- Тема 12.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 13. Електроживлення телекомунікаційних систем зв’язку
- Тема 13.1. Загальні положення
- Тема 13.2. Системи електроживлення підприємств електрозв’язку
- Тема 13.3. Типове обладнання електроустановок підприємств електрозв’язку
- Тема 13.4. Дистанційне електроживлення
- Тема 13.5. Джерела безперебійного живлення (ДБЖ)
- Тема 13.6. Електромагнітна сумісність джерел електроживлення
- Тема 13.7. Перспективи розвитку електроживлення ТКС
- Тема 13.8. Контрольні запитання та завдання
7.3.6. Системи комутації для АТМ
Перша публікація щодо ШКП, як уже було зазначено, з’явилася в 1983 р. Пізніше було опубліковано низку робіт, у яких описувалися системи на базі ШКП. У Європі розроблений варіант широкосмугової КП, в основі якої лежить комутація на базі асинхронного режиму доставки пакетів, відомий під назвою АТМ.
Дослідження методу ATM і розробка діючих макетів комутаційних систем проводяться в Європі в рамках проекту RACE, фінансованого зв’язними компаніями й національними адміністраціями зв’язку. Починаючи з 1985 р., інтерес до методу ATM виявили МККТТ та СЕРТ.
Спочатку роботи зі стандартизації методу широкосмугової КП були зосереджені в Дослідницькій групі XVІІІ МККТТ за назвою «Новий режим доставки». Потім, після конференції в Бразилії в 1987 р., метод отримав назву «Асинхронний режим доставки» і, нарешті, у Сеулі в 1988 р. були прийняті термін «Пакетний режим доставки», а також рішення обрати конкретний варіант методу з фіксованою довжиною пакета, названого «елементом» (cell), і використовувати для цього варіанта термін ATM.
Було ухвалено рішення щодо побудови широкосмугових інтегральних мереж типу Ш-ЦМІО на базі концепції ATM. Однак залишаються нерозв’язаними такі питання:
- формат елемента;
- функції окремих полів елемента;
- вплив затримки на якість передачі мови;
- керування навантаженням;
- сигналізація;
- моніторинг та ін.
Відзначимо деякі основні властивості ATM і розглянемо зв’язок ATM і ШКП, стислу характеристику якої було подано вище. Обидва методи є варіантами загальної концепції пакетного режиму доставки, і місце ATM і ШКП у класифікації методів цифрової комутації наведено на рис. 7.3.11.
Рис. 7.3.11. Класифікація систем цифрової комутації
Метод ATM базується на принципі асинхронного часового поділу (ЧПод) і являє собою розвиток методу синхронного ЧПод шляхом переходу до гнучкої логіки розподілу часових вікон між користувачами на динамічній основі. Це означає, що виклик характеризується не місцем виділеного йому часового вікна в кадрі, а спеціальним ідентифікатором (міткою), що визначає номер логічного каналу. Принцип асинхронного ЧПод однаково застосовний у системах передачі й комутації. Для детальної характеристики й основних властивостей систем з асинхронним ЧПод використовуємо системи мультиплексування. Концепція асинхронного ЧПод поширена на системи комутації.
Між ATM і синхронним ЧПод багато спільного, що за своїми функціями дозволяє віднести ATM до першого рівня моделі ВВС. Функції ідентифікатора стають мінімальними, так само, як і у випадку тимчасового вікна в системі синхронного ЧПод.
Зіставляючи властивості ШКП і ATM, відзначимо, що обидва методи базуються на динамічному розподілі зв’язного ресурсу й реалізуються на основі спрощених протоколів. В обох методах як протокольна одиниця використовується пакет. Маршрутизація заснована на стратегії логічного віртуального каналу. Характерною рисою обох методів є високий ступінь гнучкості, що забезпечує незалежність системи комутації від характеристик конкретної служби. Разом з тим, між ATM і ШКП є низка відмінностей.
- Функції заголовка елемента в системі ATM є простими й реалізуються між 1-м і 2-м рівнями еталонної моделі ВВС, тоді як у методі ШКП, що являє собою розвиток звичайного методу КП і розташованому на третьому рівні моделі ВВС, функції заголовка є більш складними.
- ATM, починаючи з етапу досліджень, розглядався як транспортний засіб для мовленнєвих ПД і відеослужб, тоді як метод ШКП, головним чином, розроблявся для систем високошвидкісної ПД.
- ATM як метод, розвинутий на базі систем ЧПод, використовує пакети фіксованої довжини, тоді як метод ШКП, що базується на КП — пакети змінної довжини.
- Нарешті, у системах ATM пакети-елементи мають довжину кілька десятків байтів, тоді як у системах ШКП — сто й більше байтів.
З урахуванням зазначеного вище можна охарактеризувати основні властивості методу ATM. Інформаційний потік поділяється на блоки фіксованої довжини незалежно від виду джерела. До інформаційного блоку додається заголовок мінімально можливої довжини й у такий спосіб формується пакет, названий у документах МККТТ елементом. Фіксована довжина пакета спрощує процедури передачі й комутації. Вибір довжини пакета в кілька десятків байтів забезпечує урахування вимог передачі й обробки в реальному часі, спрощує структуру комутаційної системи й мінімізує перекручення при втраті окремих пакетів. Маршрутизація елементів заснована на концепції віртуальних з’єднань. Процедури контролю помилок і керування потоками винесені у верхні рівні моделі ВВС і всередині транспортної системи не реалізуються. Принципи реалізації комутаційних систем на базі ATM розглянуті нижче.
Аналіз досліджень і розробок щодо систем комутації для мереж нового покоління типу Ш-ЦМІО дозволяє виділити такі етапи розвитку систем комутації.
- Широкосмугові системи КП інтенсивно досліджуються й розробляються з початку 1980-х рр. Концепції й лабораторні прототипи систем широкосмугової КП з’явилися в період з 1981 по 1988 рр.
- На наступному етапі до 1992—1993 рр. здійснювалася розробка стандартів для мереж ІSDN, створення архітектури протоколів, проведення випробувань систем широкосмугової КП на дослідних ділянках мережі. На цьому ж етапі почалися роботи з попереднього техніко-економічного аналізу систем і мереж Ш-ЦМІО.
- До середини 1990-х рр. були створені промислові зразки систем широкосмугової КП і проведені роботи в галузі дослідження подальшої еволюції мереж електрозв’язку в мережі NGN, аналіз стратегії розвитку й детальний їхній економічний аналіз.