CC BY
72
СЕКЦИЯ № 4 АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
МЕТОДЫ КОММУТАЦИИ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ СЛУЖБ МЧС РОССИИ
А.О. Авсентьев, преподаватель, к.т.н., А.С. Лукьянов, старший преподаватель, к.т.н., Воронежский институт МВД России, г. Воронеж
С.А. Бабкин, доцент, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Значительную роль в деятельности различных служб МЧС России играет надежность сетей связи, по которым осуществляется оповещение сотрудников МЧС России и граждан о каких-либо чрезвычайных ситуациях. В этой связи рассмотрим методы коммутации в телекоммуникационных сетях.
Перенос данных от источника к адресату осуществляется через сеть промежуточных узлов коммутации. Узлы коммутации не меняют информационное содержимое передачи. Конечные устройства называются станциями. Коммутирующие устройства, служащие для обеспечения связи называются узлами. Совокупность узлов называется сетью связи [1].
Система коммутации выполняет задачу распределения информационных потоков. При построении и организации связи в коммутируемых сетях применяются две совершенно различные технологии: коммутация каналов и коммутация пакетов. Они отличаются способом передачи информации узлами от одного канала к другому на пути от источника к адресату.
Рассмотрим два основных принципа коммутации:
1. Непосредственное соединение (коммутация без запоминания передаваемой информации);
2. Соединение с накоплением информации (коммутация с запоминанием).
При непосредственном соединении (коммутация каналов) осуществляется физическое соединение входящих линий с исходящими линиями по соответствующему адресу (рис. 1).
Недостатком данного метода является то, что в случае отсутствия свободных каналов в требуемом направлении вызывающий пользователь получает отказ в установлении связи, поэтому системы КК называются системами с отказами (потерями вызовов).
Потерянными вызовами называют вызовы, не закончившиеся передачей сообщения из-за какого-либо сбоя коммутационной системы.
Потери оцениваются по отношению числа потерянных вызовов к общему числу поступивших и являются качественным показателем обслуживания
данного сегмента сети.
Р = С /С
1 ^пот/ ^пост
где Спот - число потерянных вызовов;
Спост - общее число поступивших вызовов.
КС
О У — соодщ ение
1 исх. канал
1 1 V ч/* ' ч ИЧ—-—1
у у
Рис. 1. Коммутация каналов. КС - коммуникационная система, УУ - устройство управления, АЧ - адресная часть, ИЧ - информационная часть
Установление соединения путем коммутации каналов проходит следующие фазы:
1) направление заявки на соединение, для чего вызывающий абонент с помощью посылает по абонентской линии в коммутационную систему заявку на соединение, содержащую условный адрес вызываемого абонента;
2) организация сквозного физического канала - оборудование коммутационной системы по полученной заявке осуществляет соединение соответствующих абонентских линий, если абоненты принадлежат одной коммутационной системе, или магистральных линий между коммутационными системами, к которым принадлежат участвующие в сеансе связи абоненты;
3) передача сообщений между абонентами;
4) разрушение соединения - после завершения сеанса передачи и получения от абонента сигнала отбоя аппаратура коммутационной системы прекращает действующее соединение.
В коммутации с запоминанием пользователь не получает отказа в случае отсутствия свободных каналов. Его сообщение временно записывается в память УУ коммутационной станции и выдается дальше после освобождения канала, поэтому данный вид систем называется системами с ожиданием.
Известны две разновидности коммутации с накоплением:
1) Коммутация сообщений - используется система с ожиданием (рис. 2). Данный метод нашел применение на телеграфной сети общего пользования.
2) Коммутация пакетов - исходящее сообщение делится на «пакеты», каждый из которых содержит часть полезной информации и заголовок (рис. 3).
Заголовок первого пакета содержит характеристику сообщения: адреса исходящего, входящего пунктов, количество пакетов в сообщении и другое. В остальных пакетах в заголовок может включаться идентификатор, определяющий принадлежность пакета к сообщению, порядковый номер пакета.
Рис. 2. Коммутация сообщений. ЦКС - центр коммутации сообщений, УУ ЦКС - центр коммутации сообщений, ЗУ - запоминающее устройство, Пр - процессор
сообщение
Рис. 3. Коммутация пакетов. З - заголовок
Существуют два способа доставки сообщений [2]:
- дейтаграммный (датаграммный), при котором пакеты движутся по сети независимо друг от друга любыми свободными маршрутами;
- виртуальное соединение, при котором передача сообщений идет в виде последовательности связанных в цепочки пакетов через память управляющих устройств центров коммутации пакетов (ЦКП), функции которых могут выполнять современные цифровые системы коммутации (ЦСК). Данный способ позволяет соединить достоинство метода коммутации каналов (передачу сообщений в естественной последовательности) и достоинство метода коммутации пакетов (высокую скорость передачи сообщений).
Для коммутации сообщений характерны следующие фазы установления соединения:
1) направление заявки на соединение - вызывающий абонент передает в ЦКС сообщение вместе с условным адресом вызываемого абонента;
2) запоминание сообщения - в ЦКС сообщение запоминается, а по адресу определяется канал передачи;
3) передача сообщения.
Если канал к соседнему ЦКС свободен, то сообщение немедленно туда передается, где повторяется та же операция. Если канал к соседнему ЦКС занят, то сообщение хранится в памяти до освобождения канала.
Сообщения устанавливаются в очередь по направлениям передачи с учетом категории срочности.
Для передачи пакетов присущи следующие фазы установления соединения:
1) Направление заявки на соединение - вызывающий абонент передает в ЦКП сообщение вместе с условным адресом вызываемого абонента.
2) Представление сообщения в виде пакетов. Если разбиение на пакеты происходит в ЦКП, то дальнейшая передача пакетов осуществляется по мере их формирования, не дожидаясь окончания приема в ЦКП всего сообщения.
3) Передача пакетов. Если канал к соседнему ЦКП свободен, то пакет немедленно передается на соседний ЦКП, где повторяется та же операция. Если канал к соседнему ЦКП занят, то пакет определенное время может храниться в памяти УК до освобождения канала.
В таблице 1 приведены для сравнения характеристики сетей с различными методами коммутации.
Таблица 1
Сравнительная характеристика сетей с различными методами коммутации
Коммутация каналов Коммутация сообщений Коммутация пакетов
Реализуется на базе временного прямого электрического соединения Отсутствует прямое электрическое соединение Отсутствует прямое электрическое соединение
Отсутствует накопление сообщений Сообщение накапливается во внешнем запоминающем устройстве Накапливаются небольшие части сообщений в оперативном запоминающем устройстве
Возможен обмен в реальном времени, возможен диалог Диалог невозможен Диалог возможен
Тракт организуется на время длительности одного соединения Тракт устанавливается для каждого сообщения между соседними ЦКС Тракт устанавливается для каждого пакета или на время сеанса
Основная задержка - при установлении соединения Основная задержка - при передаче Небольшие задержки при установлении соединения и передаче
Сеть работает как система с отказами Сеть работает как система с ожиданием Сеть работает как система с ожиданием и отказами
Защита сообщений выполняется пользователем Основные функции защиты реализуются в сети Основные функции защиты реализуются в сети
Невозможны преобразования скоростей, кодов, форматов Возможны преобразования скоростей, кодов, форматов Возможны преобразования скоростей, кодов, форматов
Экономичная сеть при низких объемах нагрузки Экономичная сеть при больших объемах нагрузки Экономичная сеть при больших объемах нагрузки
Список использованной литературы
1 Абилов А.В. Сети связи и системы коммутации: Учеб. пособ. для вузов. - М.: Радио и связь, 2004. - 288 с.
2 Олифер В.Г., Олифер Н.Г. Компьютерные сети. Принципы. Технологии. Протоколы: Учеб. для вузов. - СПб.: Питер, 2003. - 864 с.
