
Телекоммуникационные системы и сети. Структура и основные функции. Том 1 / Содержание / Раздел 7. Методы распределения информации / Тема 7.4. Коммутационные системы в NGN
- 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
7.4.1. Системы с многокаскадным соединением
Серед традиційних мереж особливе положення посідають мережі, що базуються на великій кількості ідентичних ключових елементів. Це мережі із багатокаскадними зв’язками (MІN — Multistage Interconnection Network). Ідеологія таких мереж використовується при побудові комутаторів ATM. З таких мереж найвідомішою є Delta Banyan (Batcher-Switch). Ця мережа містить регулярну структуру N × N перемикачів із двох напрямків на два. Мережа містить log2N число каскадів, кожний з яких має N/2 перемикачів. Для керування маршрутизацією повідомлень у цій мережі необхідно log2N бітів інформації. Схему 4-каскадної мережі Delta-2 наведено на рис. 7.4.1.
Наведений варіант А на рис. 7.4.1 являє собою схему з повним набором зв’язків (усі вузли з’єднані з усіма), така схема використовується тільки у разі, коли необхідно забезпечити високу надійність з’єднань. Ця версія вимагає для кожного з вузлів наявності (n – 1) інтерфейсів при повному числі вузлів n. Варіант Б являє приклад нерегулярної топології, а варіант В — ієрархічний випадок зв’язку (деревоподібна топологія).
Якщо топології, що зображені на рис. 7.4.1, частіше застосовні для локальних мереж, то топології на рис. 7.4.2 більш типові для регіональних і глобальних мереж. Вибір топології локальної або регіональної мережі істотно позначається на її вартості й робочих характеристиках. При цьому важливою характеристикою при однорідній мережі є середнє число кроків між вузлами d
де Nd — число ЕОМ на відстані d; n — повне число ЕОМ у мережі; d — відстань між ЕОМ. Для мережі типу А на рис. 7.3.13 d = 1. Мережа типу В характеризується графом без циклічних структур (дерево).
Рис. 7.4.1. Структурна схема 4-каскадної мережі Delta-2
Пропускна здатність мережі АТМ (150 Мбіт/с) дозволяє передавати трохи більше 360 000 осередків за секунду, що означає для ATM-перемикача час комутації менш 2,7 мкс. Реальний перемикач може мати від 16 до 1024 вхідних ліній, що може означати комутацію 16—1024 осередків кожні 2,7 мкс. При швидкодії 622 Мбіт/с нова порція осередків надходить кожні 700 нс. Сталість довжини осередків спрощує конструкцію ключа. Всі ATM-ключі мають на меті забезпечити комутацію з мінімальною ймовірністю втрати й виключити можливість зміни порядку проходження осередків. Прийнятною вважається ймовірність втрати осередку не більше 10—12. Це еквівалентно для великого комутатора втрати 1—2 осередків за годину. Зменшенню ймовірності втрати сприяє створення буферів конвеєрного типу. Якщо на вхід перемикача надходять два осередки одночасно, один з них обслуговується, а другий ставиться в чергу (запам’ятовується в буфері). Вибір може здійснюватися псевдовипадково або циклічно. При цьому не повинно виникати переваг для якихось каналів. Якщо в один цикл на вхід (канали 1, 2, 3 і 4) комутатори надійшли чотири осередки, призначені для вихідних ліній (J + 2), J, (J + 2) і (J + 1), відповідно, то на лінії (J + 2) виникає конфлікт. Припустимо, що буде обслужено осередок, що надійшов по першій вхідній лінії, а осередок на вхідній лінії 3 буде поставлений у чергу. На початку наступного циклу на вихід потраплять три осередки. Припустимо також, що в цей цикл на входи комутатора (1 і 3) прийдуть осередки, адресовані для ліній (J + 3) і J, відповідно. Осередок, адресований J, буде поставлений у чергу слідом за осередком, адресованим (J + 2). Усі ці осередки будуть передані тільки на 4-му циклі. Таким чином, потрапляння в чергу на вході осередка блокує передачу наступних осередків, навіть якщо вихідні канали для їхньої передачі вільні. Для того щоб виключити блокування такого роду, можна організувати чергу не на вході, а на виході комутатора. При цьому для комутатора з 1024 входами теоретично може знадобитися 1024 буфери на кожному виході. Реальна кількість таких буферів значно менша. Таку схему ATM-комутатора (8 × 8) показано на рис. 7.4.2.
Рис. 7.4.2. Схема перемикача з організацією черг на виході
Концентратор вибирає N осередків для приміщення в чергу (передбачається, що максимальна довжина черги може бути дорівнює N). Вихідний буфер уже заповнений, осередок може бути загублена. При побудові ATM-комутаторів часто використовується схема мережі із багатокаскадними з’єднаннями.
Модифікація LANE здійснює взаємодію з’єднаних за допомогою АТМ кінцевих станцій для сегментів LAN. LANE не чинить впливу на роботу мережі АТМ і не вимагає ніяких спеціальних модифікацій протоколу. Після впровадження FE і тим більше GE галузь використання техніки LANE змістилася у галузь WAN. LANE працює як система клієнт — сервер, її основне завдання — встановлення відповідності між адресами МАС і АТМ.