
Телекоммуникационные системы и сети. Структура и основные функции. Том 1 / Содержание / Раздел 7. Методы распределения информации / Тема 7.3. Системы коммутации каналов
- Раздел 1. Основы построения телекоммуникационных систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Общая архитектура и задачи телекоммуникационных систем
- Тема 1.3. Классификация сетей, клиентов, операторов и услуг связи
- Тема 1.4. Краткая характеристика существующих телекоммуникационных технологий
- Тема 1.5. Требования к современным и перспективным ТКС
- Тема 1.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 2. Сети связи последующего поколения: архитектура, основные характеристики и услуги
- Тема 2.1. Определение и характеристика основных возможностей NGN
- Тема 2.2. Инфокоммуникационные услуги. Особенности услуг связи следующего поколения
- Тема 2.3. Многоуровневая архитектура и функциональный состав NGN
- Тема 2.4. Перспективы концепции NGN
- Тема 2.5. Контрольные вопросы и задания
- [→] Раздел 3. Стандартизация сетевых протоколов и телекоммуникационного оборудования
- Тема 3.1. Открытые системы и их взаимодействие
- Тема 3.2. Основные организации по стандартизации сетевых решений
- [→] Тема 3.3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- 3.3.1. Многоуровневый подход и декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
- 3.3.2. Интерфейс, протокол, стек протоколов
- 3.3.3. Общая характеристика модели OSI
- 3.3.4. Физический уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.5. Канальный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.6. Сетевой уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.7. Транспортный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.8. Сеансовый уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.9. Представительский уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.10. Прикладной уровень. Функции и примеры протоколов
- [→] 3.3.11. Деление ЭМВОС на сетенезависимые и сетезависимые уровни
- Тема 3.4. Стандартные стеки сетевых протоколов
- 3.4.1. Стек протоколов OSI
- 3.4.2. Стек протоколов TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколов IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколов NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколов технологии Х.25
- 3.4.6. Стек протоколов технологии Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколов технологии B-ISDN и АТМ
- 3.4.8. Семейство протоколов DECnet
- 3.4.9. Сетевая модель DoD
- 3.4.10. Связь стандартов IEEE 802 с моделью OSI
- 3.4.11. Стек протоколов сетей следующего поколения
- Тема 3.5. Стандартизация сетевого оборудования
- Тема 3.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 4. Линии связи
- Тема 4.1. Физические параметры среды распространения электромагнитных волн
- Тема 4.2. Общие сведения о линиях связи
- Тема 4.3. Основные свойства кабельных линий связи
- Тема 4.4. Линии связи на основе медных кабелей
- Тема 4.5. Теория волоконных световодов
- Тема 4.6. Свойства неоднородных линий
- Тема 4.7. Конструкции кабелей связи
- Тема 4.8. Электромагнитные влияния в линиях связи
- Тема 4.9. Структурированные кабельные системы
- Тема 4.10. Атмосферная лазерная связь
- Тема 4.11. Особенности радиолиний, радиорелейных и спутниковых линий связи
- 4.11.1. Общие принципы построения радиолиний связи
- 4.11.2. Распространение радиоволн в радиолиниях связи
- 4.11.3. Особенности распространения радиоволн в радиорелейных линиях связи
- 4.11.4. Особенности распространения радиоволн в спутниковых линиях связи
- 4.11.5. Особенности построения радиолиний связи
- 4.11.6. Общие характеристики построения спутниковых линий связи
- 4.11.7. Зоны видимости для систем спутниковой связи
- 4.11.8. Статистическая структура сигналов СЛС
- 4.11.9. Основные составляющие систем спутниковой связи
- 4.11.10. Методы организации спутниковой связи
- 4.11.11. Обоснование выбора параметров аппаратуры при проектировании радиорелейных линий
- 4.11.12. Выбор энергетических характеристик радиорелейных линий
- 4.11.13. Устойчивость функционирования радиорелейных линий
- Тема 4.12. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 5. Способы формирования групповых сигналов
- Тема 5.1. Краткая характеристика способов формирования групповых сигналов
- Тема 5.2. Способы формирования аналоговых групповых сигналов
- Тема 5.3. Способы формирования цифровых групповых сигналов
- Тема 5.4. Объединение синхронных цифровых потоков
- Тема 5.5. Объединение асинхронных цифровых потоков
- Тема 5.6. Объединение низкоскоростных потоков
- Тема 5.7. Кодовое уплотнение сигналов
- Тема 5.8. Виды сигналов в системах с кодовым разделением
- Тема 5.9. Технология спектрального уплотнения
- Тема 5.10. Формирование группового сигнала с использованием IP-технологий
- Тема 5.11. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 6. Методы доступа
- Тема 6.1. Общая характеристика методов доступа
- Тема 6.2. Методы решения конфликтов в алгоритмах доступа
- Тема 6.3. Модели и архитектура сети доступа
- Тема 6.4. Оптические технологии в сети доступа
- Тема 6.5. Методы использования физических ресурсов в сетях доступа
- Тема 6.6. Особенности использования пространственно-поляризационных параметров при радиодоступе
- Тема 6.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 8. Системы синхронизации
- Тема 8.1. Виды синхронизации, их роль, место и задачи в современных цифровых системах связи
- Тема 8.2. Фазовая (частотная) синхронизация
- Тема 8.3. Тактовая (символьная) синхронизация
- Тема 8.4. Джиттер и вандер цифровых сигналов
- Тема 8.5. Цикловая (кадровая) синхронизация
- Тема 8.6. Сетевая синхронизация цифровой связи
- Тема 8.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 9. Системы сигнализации
- Тема 9.1. Виды и состав сигналов
- Тема 9.2. Классификация протоколов сигнализации
- Тема 9.3. Внутрисистемная сигнализация в ЦСК
- Тема 9.4. Особенности сигнализации в стыках V.5
- Тема 9.5. Абонентская сигнализация
- Тема 9.6. Оборудование сигнализации современных ЦСК
- Тема 9.7. Специфические особенности украинских систем сигнализации
- Тема 9.8. Методология спецификации и описания систем сигнализации
- Тема 9.9. Цифровая многочастотная сигнализация R2D
- Тема 9.10. Общеканальная система сигнализации № 7
- Тема 9.11. Сигнализация DSS1
- Тема 9.12. Сигнализация в корпоративных сетях
- Тема 9.13. Сигнализация в сетях с коммутацией пакетов
- Тема 9.14. Сигнализация в сетях B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигнализация в сети ІР-телефонии
- Тема 9.16. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 10. Технологии и протоколы управления в ТКС
- Тема 10.1. Содержание задач управления в сетях следующего поколения
- Тема 10.2. Подсистема управления услугами
- Тема 10.3. Подсистема контроля и управления сетью
- Тема 10.4. Подсистема сетевого управления на уровнях транспорта и доступа
- 10.4.1. Базовая архитектура управления на уровнях транспорта и доступа ТКС
- 10.4.2. Классификация и маркировка пакетов трафика
- 10.4.3. Управление интенсивностью трафика
- 10.4.4. Управление очередями на сетевых узлах
- 10.4.5. Маршрутизация: цели, основные задачи и протоколы
- 10.4.6. Сигнальные протоколы резервирования сетевых ресурсов
- 10.4.7. Функции управления канального уровня относительно обеспечения QoS
- 10.4.8. Уровни качества обслуживания и соответствующие им модели обслуживания
- Тема 10.5. Перспективы развития технологий сетевого управления
- Тема 10.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 11. Конвергенция в телекоммуникационных системах
- Тема 11.1. Конвергенция в ТКС: история, цели и задачи
- Тема 11.2. Виды конвергенции
- Тема 11.3. Примеры решений относительно конвергенции в системах телекоммуникаций
- Тема 11.4. Качество конвергентных услуг
- Тема 11.5. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 12. Методы обеспечения информационной безопасности объектов телекоммуникационной системы
- Тема 12.1. Основные термины и понятия в сфере информационной безопасности
- Тема 12.2. Основные подходы к обеспечению информационной безопасности
- Тема 12.3. Криптографическая защита информации
- Тема 12.4. Использование механизма электронной цифровой подписи
- Тема 12.5. Техническая защита информации
- Тема 12.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 13. Электропитание телекоммуникационных систем связи
- Тема 13.1. Общие положения
- Тема 13.2. Системы электропитания предприятий электросвязи
- Тема 13.3. Типовое оборудование электроустановок предприятий электросвязи
- Тема 13.4. Дистанционное электропитание
- Тема 13.5. Источники бесперебойного питания (ИБП)
- Тема 13.6. Электромагнитная совместимость источников электропитания
- Тема 13.7. Перспективы развития электропитания ТКС
- Тема 13.8. Контрольные вопросы и задания
7.3.6. Системы коммутации 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.